失真度仪是用来对收音机、录音机、功放机等音响设备输出的音频信号进行谐波失真程度检测的专门仪器。
下面向读者介绍一款常用的BS—1A型失真度仪,与前面介绍的J2459型示波器配合使用,不但可测量谐波失真(THD)的波形,而且还可以测试交流电压和噪声的波形,还能单独作为平衡与不平衡晶体管电压表使用。仪器面板结构如图1所示。

面板上的开关与作用
1.校正控制电位器 调节电压表时用来校准指针满刻度。平衡满刻度为1mV~10V;不平衡满刻度为1mV~300V。
2.分压器开关 将开关旋至不同的电压挡,可使电压表指针指示相应的电压读数。
3.工作状态开关 根据测试要求分别选择失真度、校准和电压挡。
4.频率选择开关 共分有×1、×10、×100、×1k、×10k五挡,单位为赫兹(Hz),可供选择频率范围用。当测量电压时,其频率范围平衡时为20Hz/s~40kHz/s、不平衡时为2Hz/s~10kHz/s;当测量失真度时,其频率范围平衡时为20Hz/s~20kHz、不平衡时为2Hz/s~200kHz/s。
5.不平衡输入端 将“输入衰减开关”置于左边0dB~50dB,此时不平衡信号经平衡电缆由该端口输入。
6.平衡输入端 将“输入衰减开关”置于右边0dB~20dB,此时平衡信号经不平衡电缆由该端口输入。
7.变值开关 平衡输入时的输入阻抗选择,共有600Ω、10kΩ两挡。
8.阻尼开关 可以阻止或改变电压表指针摆动的快慢速度,便于观察其读数。
9.电源开关 断开或接通工作电源。
10.电源指示灯 灯亮表示仪器已进入工作状态,仪器消耗功率<6W。
11.电压表 共有三条刻度线,其中两条黑色刻度线分别指示为0~1V和0~3V电压值;另一条红色dB刻度线,其范围为-20dBm~+2dBm。当信号频率为1kHz时,各量程满刻度误差<±3%。
12.微调电位器 主要用于频率微调。
13.相位电位器 当电压指示超出1V时会产生自激,通过调节该电位器,即可消除自激。
14.频率指示度盘 随着调谐电容的转动,可以准确地指示所测的频率值。
15.调谐电容旋钮 常与“微调电位器”、“相位电位器”配合在一起反复调节,可以准确调到被测信号频率相应的波段。
16.示波器插座 接于示波器X轴输入端。
17.输入衰减开关 根据相应的dB挡,可控制平衡电压在10~1V的范围内衰减,控制不平衡电压在300~1V的范围内衰减。
18.接地端 仪器外壳与大地相接的端子。值得注意的是,无论是对失真度还是对电压的测量,本仪器宜与被测仪器以及其他仪器的地线统一。
使用的方法与测量
1.电压测量法
(1) 平衡信号电压的测量
① 在未接通电源开关前,应将输入衰减开关17置于右边20dB(红色)挡级;工作状态开关3选择在“电压”位置,分压开关2旋至“1V”位置。
② 接通电源开关后,电源指示灯10点亮,仪器进入工作状态,待表头11指针稳定5分钟即可进行测试。
③ 将被测电压信号用平衡电缆接入平衡输入端6。
④ 改变衰减开关,可调整电压表指针指到黑色字标“0dB”位置。
⑤ 若这时电压表指针偏转很小,可以调节分压开关,直至电压表能够明显地指出表盘读数为止。
⑥ 根据衰减开关与分压器开关所处的位置,即可直接读出被测电压信号的有效值读数。
⑦ 测试完毕,将各开关恢复到测试前位置。
(2) 不平衡信号电压的测量
① 接通电源前将工作状态开关置于“电压挡”,分压器开关处于“1V”位置,将衰减器开关放在靠左边“50dB”挡上。
② 接通电源开关,指示灯点亮,待机器预热5分钟后方可进行测试。
③ 将被测信号用不平衡电缆接入不平衡输入端。
④ 改变输入衰减开关的挡级,使电压表指针指在黑色字标“0dB”位置。
⑤ 改变分压器开关,直到电压表能够明显指出表盘读数为止。
⑥ 按照衰减开关及分压开关所处的位置,即可直接读出被测电压信号的有效值读数。
⑦ 测试完毕,应将各开关恢复测试前的状态。
2.失真度测量
① 测试前,应将工作状态开关处于“电压”位置,分压器开关旋至100%挡级。
② 接通电源开关,指示灯点亮,待机器预热5分钟后方可测试。
③ 将被测信号接入不平衡输入端,调整衰减开关,使被测信号控制在300mV~1V。
④ 将工作状态开关选择在“校准”位置,并调整校正控制电位器1,使电压表指示在满刻度位置,然后将工作状态旋至“失真度”位置。若这时电压指示超过1V,示波器中出现振荡波形,说明桥路处于自激状态,只要调节相位电位器13,即可消除自激。
⑤ 改变频率开关4到相应于被测信号频率的波段位置,然后反复调节调谐电容旋钮15、相位电位器13及微调电位器12旋钮,并相应改变分压器2的位置,使电压表指示值最小为止,这时依照分压器的挡数,即可从电压表指示上直接读出失真度的百分数。
⑥ 测试完毕,应将工作状态开关放至“校准”位置,分压器开关放至“100%”位置,电压表仍指示为100%。若指示改变,则重新按上列④、⑤项方法测试。
平衡信号失真度测量方法大致同上,只是把输入信号接在平衡输入端上,调节变阻开关7为合适的输入阻抗,然后依照上述方法操作。
3.失真度测量的方案
以录音机录放某一正弦波信号为例,由于磁头、磁带及电路中晶体管、变压器等非线性元件的作用,在放音信号中总有波形失真,这些失真的信号波形是由被录信号(基波)和基波频率2倍、3倍等整数倍的谐波合成的。例如:录放320Hz的音频信号,则失真的波形中除含有320Hz的基波外,还有二次谐波640Hz、三次谐波960Hz等成分。为此,将谐波电压均方根值与基波电压有效值的百分比称作非线性失真。
非线性失真测量可按图2所示连线,其测量方案如下:
(1) 将基准磁平测试带(320Hz)装入机中放音。
(2) 调节音量电位器使输出电压为额定值。电位器位置一经固定,在以后测试中不得随意调节,此时被测录音机处于额定放音状态。
(3) 在录音机带仓内放入基准带(或质量好的空白磁带),记录一段较长时间的320Hz音频信号,然后放音,调整失真度仪并读出失真度仪的读数,该读数即为被测录音机的全通道谐波失真度。
(刘明清 陈淑华)