by Borgmann
如今，配備音訊卡的電腦已經擁有基本的測量設備和軟體，可以分析信號的諧波。
然而，由於總諧波失真
(THD) 很少能達到優於 -100 分貝的水準，因此效果通常不能令人滿意。
對於真正的高端設備來說，這遠遠不能令人滿意。我將向大家展示一種以最小的代價改進此類系統的方法，從而使系統的總諧波失真（THD）達到 -136dB 或 0.000015%。
參考測量的測量裝置示例。
在這裡，LowDistGen
只為 -80dB 通道提供參考信號。濾波器安裝在自製的電路板上。
讓我們從頭開始，進行一次參考測量，將音效卡的輸出設置為 1Vrms，然後通過一個（內置）衰減器迴圈到音效卡的輸入。
振幅設置得越高越好，但不應出現因過驅動而導致的額外失真。
在我的例子中，我使用
Focusrite 的外置 USB 音效卡和 ARTA 作為分析軟體。
圖：音效卡的參考測量：直接輸出到輸入
在 1kHz 的頻率下，您可以看到基頻被音效卡的輸入衰減器從 0dB 衰減到 -20dB。與之相對的 K2 約為 -100dB，K3 約為 -108dB。
因此，總諧波失真（THD）約為 0.00125%。
我們（希望）在高品質高端元件的測量方面，仍然缺少至少一個十次方的品質。
作為改進的第一步，我們可以在接收器前插入一個基波帶阻。這樣可以減少接收器的失真。基波不必完全被抑制。
衰減 20 分貝（最好是 40 分貝）就會產生明顯的效果。當然，必須確保諧波盡可能不失真地通過阻斷濾波器。
圖：基本波衰減濾波器電路圖（尺寸為 1kHz）
我使用 SVF 作為基本的阻波濾波器。這些濾波器特別適用於需要調整的濾波器，因為它們可以通過改變單個元件的數值輕鬆滿足要求。
濾波器的品質可用 R2 調節，頻率可用一個 10 圈微調器 RV1 調節。不過，為此必須測量 C1 和 C2，並將電阻 R8+R9 和 R6+R4+RV1 調整為電容值。
由於音效卡的輸出頻率非常穩定，而且我們的工作溫度範圍非常有限，因此可以長期穩定地工作。
根據我的公差要求，此處所示的尺寸可實現約 40 分貝的基波衰減和小於 0.5 分貝的一次諧波衰減。
圖：在接收器前帶有基波衰減濾波器的音效卡的參考測量值
結果令人鼓舞。在 1kHz
時，您可以看到衰減了 40dB 的基音，K2 相對於 0dB 為 -115dB，K3 為 -108dB。因此，總諧波失真約為 0.00045%。情況有所改善，但離目標還很遠。
特別是 K3 似乎是波型發生器造成的效應。因此，這就是我們的下一個起點。
最佳化的下一步是在音效卡的信號輸出端後面直接連接一個帶通濾波器BPF，允許基波通過，但衰減諧波。
這樣，波形產生器的諧波失真就會明顯減弱。當然，濾波器的固有失真起著決定性作用。
圖：用於衰減波形產生器諧波的帶通濾波器電路圖（尺寸為 1 kHz）
這種濾波器也是基於 SVF
的。
品質通過 R2 設置為 100。必須再次測量 C7 和 C8，並分別調整相應的頻率決定電阻 RV1+R4+R6 或 R8+R8。
有了 R1，在出現偏差的情況下，基波的放大率可以修正為 0dB。一次諧波的諧波衰減大於 40 分貝。
為此，可通過 J2 再次輸入-80dB 的參考信號，從而大大提高評估的可靠性。
參考測量音效卡，在信號發生器後面裝有帶通濾波器，在接收器前面裝有基波衰減濾波器
在 1kHz 時，基音被抑制 40dB，在 14kHz 時，參考音為-80dB。相對於基音，K2 為 -136dB，K3 為 -138dB，本底雜訊為 -138dB。總諧波失真小於 0.00003%。這樣的性能就足夠進行後續的精密量測了。
以上的這些數值可說達到了專業測量儀器的水準。
不過目前只有一種頻率(1KHz)可用，雖然這是最常用的測試頻率，但如果能相容其他頻率就更好了。
事實上，要實現
50/100/200/500/1k/2k/5k/10k Hz 的量測，無論從工作量還是成本來說，也都是非常容易做到的。
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