但是,由电桥CD输出的各高次谐波分量衰减系数不同,会产生频率失真,相位移也不同,会产生相位失真。从文式电桥的滤波特性(图12)可以看出:当电桥输入U\(_{f}\)=1伏时,输出Uf=0;输入U\(_{2f}\)=1伏时,输出U2f=0.148伏;输入U\(_{5f}\)=1伏时,输出U5f=0.283伏;从图上还可看出:当电桥输入信号U\(_{2f}\)相位为0°时,输出U2f的相移为63°26';输入U\(_{3f}\)为0°时,输出U3f的相移为48°22';输入U\(_{5f}\)为0°时,输出U5f移相32°。这样将使仪器测量准确度受到严重限制,因此必须采用负反馈网络加以改善。

在谐波失真测量中,为了便于电桥的调谐(即滤除基波分量),采取改变其容抗臂(图11第Ⅲ、IV臂)电阻R的数值的办法,分6个频段来覆盖整个20赫~20千赫的测量范围。电阻R的数值按上述公式(2)计算。在20~60赫、60~200赫、200~600赫、600~2000赫、2000~6000赫、6000~20000赫六个频段,R分别转换为13.6兆欧、4.3兆欧、1.36兆欧、430千欧、136千欧和43千欧。
(4)第Ⅱ、Ⅲ放大器:第Ⅱ放大器(G\(_{11}\))为单管甲类放大器;第Ⅲ放大器(G12、G\(_{13}\))为双管组合放大器,均用以将被测信号放大。
(5)负反馈网络:是由电阻R\(_{6}\)0及其并联电容C34组成。反馈是由第Ⅲ放大器屏极到第Ⅰ放大器阴极的电压负反馈。依据各高次谐波的增益不同,其反馈量不同,增益高的负反馈强,从而改善了电桥电路的频率特性和相位特性。这样可达到:将基波分量滤除达80分贝以上,保持高次谐波分量衰减小于±5%,保持各高次谐波分量相移小于10°。
5.示波管电路:本仪器中示波管电路的组成如图13所示。水平和垂直两组放大器分别将输入信号放大至30伏,控制示波营的两组偏向板,以达到最大偏转。

(1)当工作开关K1置于“失真度”位置(4)时,被测信号由电桥电路选出基波分量(由第Ⅰ放大器输出)加入到垂直放大器控制垂直偏向板。被滤除基波分量的总谐波信号通过电压表电路加到水平放大器,以控制水平偏向板。两组信号依李萨育图形分析原理,从示波管显示的图形中,可以概略地分析出在被测的信号中几次高次谐波分量影响最大,从而在电路设计上找出抑制该项谐波分量的办法,以减小失真。实际上,在失真度测量中,如果只根据电压表指针最小值的指示来判别文式电桥滤波是否达最佳状态,容易产生错觉。有了示波管图形直接监视,就能正确进行这种判别,失真度测量的可靠性就提高了。当电桥电路不工作时,由“Y轴输入”接入信号,也可控制垂直放大器,进行相位失真测量,如下所述。
(2)当开关K1放在“电压”位置(2)时,电桥电路不工作,可以作相位失真测量。一般说人们对音频放大器的微小相位失真,并不敏感,因此相位失真并不作为主要指标,但在中继线路较长时,相移变化较大时,人们听觉就有感觉了,在这些设备中就有必要进行测量。相位失真测量方法详见后面举例。
(3)方框图中“接示波器”端子,可以配接外接示波器,用以同时监视被测信号波形,以及总谐波信号波形,以判别波形失真性质。
四、使用举例
本仪器外形图见图14。

例1:收、扩音机音频频率特性的测量。按图15接线。工作开关放在“电压”位置(2)。分压开关放在“30O伏”位置。音频信号发生器输出信号频率调到400赫或1000赫,幅度控制在使被测放大器输出电压达到额定功率输出时的电压。将被测放大器输出经本仪器的电缆接线接到不平衡输入端。电压表即有指示。改变分压开关位置,使表针指在明显位置。按分压开关位置在电压表度盘上直接读出电压值,并记录下来。

然后保持音频信号发生器输出电压幅度不变,逐点改变其频率,并逐点将被测电压读数记录下来。根据记录数据便可画出被测放大器的频率特性曲线。例如图16就是这样的曲线。

倒2:音频放大器谐波失真的测量。
接线方式同上例。音频信号调到400赫或1千赫,信号幅度调到使被测放大器有额定功率输出时的电压。按上例不平衡电压测量法测出其额定功率的电压后,将扳键开关K\(_{4}\)放在与被测电压相当的位置,工作开关转到“校准”位置(3),频段开关放在适当的频段,分压开关放在“100%”位置。控制示波器亮度、聚焦旋钮,使图象清晰。调整“核准”电位器使电压表指示满度,然后将工作开关放在“失真度”位置。反复调节粗调旋钮及相位旋钮,使电压表指示至最小为止,同时要相应地改变分压开关位置,使指示明显。依据分压开关位置,直接由电压表刻度上读出失真度百分数。
逐点改变信号发生器的频率,按上述过程测出各不同频率时的谐波失真度。通常测量点选取200赫、400赫、1000赫、1500赫、3000赫、5000赫、10000赫。每次测量完毕,应将工作开关放回“校准”位置,电压表指示仍应在100%满度位置,表明测量准确,否则要重新复测。
一般收音机的音频放大器,其电压失真度在200~400赫不应大于5%。
例3:音频放大器相位失真的测量。接线如图17。由于本仪器“Y轴输入”处所加最大信号幅度不能大于300毫伏,加以被测音频放大器输入信号幅度不一致,需要适当地外加电阻分压器,将音频信号发生器的输出电压进行合理控制,但必须保证分压器不产生相移。

控制信号发生器输入到被测放大器和本仪器“Y轴输入”的信号同相位。将工作开关调到“电压”位置。控制两组电阻分压器,将音频信号发生器在400赫或1000赫时的输出幅度调到使示波器上显示一条45°斜线。
然后,保持信号发生器输出幅度不变,逐点改变频率并观察示波器上图形的变化,来判断相位失真的大小。图18所示图形表明:当输入信号经过被测音频放大器后相移为零时为一斜线。当图形由斜线逐渐变为椭圆时,说明相移逐渐加大,当图形为正圆时相移为90°;相移再加大,则图形又变为椭圆,但方向改变;当相移大到180°时,将出现一条与原斜线垂直的45°斜线。观察图形的变化可估测出各频率时相位失真的大小。

五、使用注意事项
1.必须保证工作电源为220伏±10%,50赫。
2.仪器工作前,首先要检查两项剩余噪声是否合于要求:
①将不平衡输入端短路,仪器工作于“电压”位置,分压器开关放于“1mV,0.1%-60dB”位置,此时电压表指数不能超过0.02毫伏。否则应调整仪器背面的灯丝电位器R\(_{1}\),使指示值合格。
②同上条件,将仪器工作于“失真度”位置,频率度盘放于第1频段50赫附近和第2频段100赫附近,电压表指示不能超过0.25毫伏。否则应调整灯丝电位器R\(_{2}\)和R3,使其合格。
上述两项指标如果仍不合格,应将交流电源插头反插,重复上述步骤。
3.失真仪工作时,应与被测设备及有关仪器有统一的地线,以防止产生剩余干扰噪声。
4.无论在电压测量或失真度测量中,都要估计被测信号的幅度.将分压开关和输入衰减器开关放在较大位置,以防止信号幅度过强使表头过载而损坏。(北京无线电二厂技术科)