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本文要点@@：
任何模拟信号只要存在一定程度的非线性@@，都会产生谐波失真@@@@。模拟信号失真时@@，信号在时域中@@@@的外观会发生变化@@，表现为波形压缩或@@完全偏移@@。谐波模拟信号中@@的谐波失真@@已是老生常谈@@，但调制信号或@@方波@@/锯齿波中@@也明显存在各类@@谐波失真@@@@，其中@@一个常见的例子是功率放大器@@，它们在运行时通常接近饱和点@@。
谐波失真@@对信号的影响取决于产生失真的@@188足彩外围@@app ，甚至是信号的测量方式@@。那么问题来了@@，如何厘清信号中@@谐波失真@@的类@@型@@？有没有方法直接测量或@@计算@@？本文将举例介绍不同类@@型的谐波失真@@@@，以及产生的原因@@。
谐波失真@@类@@型@@
一般来说@@，通过观察波形@@，可以发现五种类@@型的谐波失真@@@@：
1. 振幅失真@@
2. 频率失真@@
3. 相位失真@@
4. 互调失真@@
5. 交叉失真@@
除了非线性产生的非线性失真外@@，上述类@@型的谐波失真@@只出现在宽带信号或@@离散频率相加的信号上@@。
1. 振幅失真@@与频率失真@@@@
这两个术语有时会互相替代@@，但一般所指并非同类@@@@。二者在时域上看似相似@@，但在频域上却完全不同@@。在时域测量中@@@@，振幅失真@@与频率失真@@@@区别如下@@：
振幅失真@@：当电路或@@设备@@产生的输出信号的幅值是输入幅值的非线性函数时@@，就会出现这种情况@@。振幅失真@@是由非线性引起的@@，可以在谐波信号或@@宽带信号中@@观察到@@。这种现象有时被称为削波失真@@，因为它发生在饱和器件@@（如放大器@@）中@@。
由于饱和@@，振幅失真@@通常表现为削波@@
频率失真@@：当电路或@@设备@@导致输入信号中@@不同频率器件的电压@@/电流发生不同程度的变化时@@，就会出现频率失真@@@@。频率失真@@只能在宽带信号中@@观察到@@。当伯德图@@的幅值为非线性时@@，滤波器通常会出现频率失真@@@@。
伯德图@@中@@幅值曲线的形状会导致宽带信号中@@出现频率失真@@@@
在实际器件中@@@@，振幅失真@@可能只在特定频率范围内产生@@；为了加以区分@@，这种现象可称为@@“非线性频率失真@@@@”，此时@@还应该说明非线性在实际器件和电路中@@的重要性@@。
2. 相位失真@@
当滤波器的传递函数@@（伯德图@@）的相位是频率的非线性函数时@@，滤波器就会产生相位失真@@@@。此时@@输出波形会出现失真@@，但不一定是因为波形出现了削波或@@其他幅值效应@@，而是因为群速度和相速度不是恒定值@@，因此组成信号的不同频率会以不同的速度传播@@。
伯德图@@相位曲线中@@的非线性区域会因色散而产生相位失真@@@@
3. 互调失真@@
当频率调制信号或@@其他宽带信号馈入非线性器件时@@，会出现互调失真@@@@。具体来讲@@，当输入接近饱和状态时@@，互调失真@@就会常见于功率放大器@@，此时@@，构成输入信号的离散频率相加会产生和@@/差谐波@@。
最突出的一组和@@/差谐波@@是三阶互调@@。这些谐波最有可能出现在放大器的线性输入区@@，且最接近输入信号功率谱的频带边缘@@。在时域中@@@@，互调失真@@表现为频率略高于输入信号载波频率的低振幅噪声@@。
4. 交叉失真@@
在推挽@@式晶体管放大器中@@@@，特别是在使用三极管@@（Bipolar Junction Transistor，BJT）的放大器中@@@@，信号可能会出现交叉失真@@@@。当一对晶体管中@@有一个进入截止区时@@，输出信号会短暂降至零@@，此时@@就会发生交叉失真@@@@。实际上@@，当输入信号处于低电平时@@，放大器中@@的两个晶体管都没有开启@@，因此即使输入信号不为零@@，输出信号也为零@@。下面是一个简单的时域示例@@。
推挽@@（B 类@@）放大器中@@的交叉失真@@@@
如何发现谐波失真@@@@
在测量或@@仿真中@@很容易发现上述类@@型的谐波失真@@@@：只需比较相关器件或@@电路的输入和输出信号即可@@。如果两者在时域和频域上不是线性函数关系@@，则说明存在某种失真@@。在设计阶段@@，仿真工具可以让电路中@@可能出现的谐波失真@@问题无处遁形@@。
在设计低失真的真实器件系统时@@，Cadence 的系统分析工具集可以帮助设计人员发现信号中@@的各类@@谐波失真@@@@，从而采取有效措施@@。
PSpice 仿真工具可用于生成所需的仿真@@，识别和优化低谐波失真@@电路@@，并利用内置建模应用对实际电路进行仿真@@。