1． 概述
ZC4120A 型同步失真仪是采用集成电路的电子测量仪器。具有测试精度高、信号源失真小﹑体积小重量轻、操作方便、性能可靠等特点。
本仪器主要用来测量音频信号及各种音频设备的非线性失真，又可作为超低失真信号发生器和音频电压表使用。并能对放大器及各种音频设备进行信噪比和频率特性的测试。
由于仪器具有电平自动校准和频率自动跟踪装置，加上机内设有音频振荡器，其频率与失真仪保持同步，使得失真度测量大为简便。适用于科研、生产、通讯、教育、维修等部门及一切需要使用失真仪的场合。 2． 技术参数 2．1 失真仪： 2．1．1 失真度测量：
2．1．1．1 测量频率范围： 10Hz—109kHz 分四个频段 2．1．1．2 失真度测量范围： a. 20Hz—20kHz 0.01%—30% b. 10Hz—109kHz 0.03%—30% 2．1．1．3 失真度测量误差：
a. 300Hz—5kHz 不大于满度值的±7%±0.01%* b. 20Hz—20kHz 不大于满度值的±10%±0.015%** c. 10Hz—109kHz 不大于满度值的±30%±0.025% 2．1．1．4 机内引入失真： a. 300Hz—5kHz 不大于0.015%* b. 20Hz—20kHz 不大于0.025%** c. 10Hz—109kHz 不大于0.035%
2．1．1．5 输入电压自动调整范围： 大于10dB 2．1．1．6 失真度最小可测电压： 100mV 2．1．2电压测量：
2．1．2．1 电压测量范围： 300μV —100V 分十一个量程。（欲测100至300V 电压时需另配一个衰减器附件）
2．1．2．2 电压测量基本误差： 不大于满度值的±5%（1kHz ） 2．1．2．3 电压频率附加误差：
a. 20Hz—50kHz 不大于0.5dB b. 5Hz—300kHz 不大于1dB
2．1．2．4 电压噪音底度 ： 不大于50μV 2．1．2．5 最大可测信噪比： 110dB
2．1．3 失真仪输入阻抗： 100kΩ±2%，输入电容不大于100pF 2．2 振荡器：
2．2．1 振荡频率： 10Hz―109kHz 2．2．2 频率示值误差： 不大于0.05f 0±1Hz 2．2．3 非线性失真：
a ． 300Hz― 5kHz 不大于0.005% b ． 20Hz ― 20kHz 不大于0.015% c ． 10Hz ―109kHz 不大于0.07%
2．2．4 最大输出电压： 大于3Vrms （开路） 2．2．5 最大输出电压频率不均匀性： a ． 100Hz― 10kHz 小于±0.5dB b ． 10Hz ― 109kHz 小于±1dB 2．2．6 输出阻抗： 600Ω
*400Hz高通，30kHz 低通，在失真度0.03%档时均接入。
** 在失真度0.03%档，当基波频率大于10kHz 时，接入400Hz 高通和80kHz 低通，当基波频率小于300Hz 时，只接30kHz 低通。 3． 工作原理 3.1 原理方框图
本仪器电路结构可分为十大部分：输入电路、自动电平调整系统、桥T 型基波抑制器、频率自动调谐系统、放大器、滤波器、表头电路、电平判别电路﹑振荡器和稳压电源。其原理框图见图1。 3.2 失真度测量原理
失真度测量时，输入被测信号经过输入电路至自动电平调整电路，在此稳定输出1伏，并送至桥T 型基波抑制器，在这里把测量信号的基波分量抑制掉，保留所有谐波成分，然后通过表头电路测其大小，该大小则为被测信号的失真度。
图1 原理框图
根据失真度的定义:K u 22
+u 2L +u 20
=
3+L n u ……… （1）
1
本仪器测试失真度定义为：Kr u 22+L L +u 2
=
2+u 3n
u 2+u 2+22………（2） 12u 3+L L +u
n
（1）式与（2）式之间的关系为：K 0
=
K r ………………………（3）
−K
2
r
当失真度小于10%时，Ko=Kr， 当失真度大于10%时，应按（3）式修正。由（2）式可知，失真度则为输入信号的谐波分量与总输入信号之比。 3.3 电路介绍
3.3.1 输入电路： 这实际上是一个高输入阻抗的跟随器，以减少对输出衰减器的影响，输入电路输入端接有由两个稳压二极管和两个电阻组成的正反向过压保护电路。
3.3.2 自动电平调整电路： 输入被测信号经衰减以后，使其送至自动电平调整电路的电压约为100―316mV ，在该电压范围内，自动电平调整电路能自动调整可变衰减器中的光敏电阻值，使电路稳定输出1伏，则使（2）式分母为1。 3.3.3 桥T 型基波抑制器：桥T 型基波抑制器由无源桥T 型网络、基波抑制运放、谐波正反馈跟随器、中和电路四个部分组成。
无源桥T 型网络如图2。
图2 无源桥T 型网络 图2网络的基波抑制频率f =
1，当C1=10C2时，其基波抑制
2πR 1C 2
量约16dB, 二次谐波衰减约为60%，显然不可能满足失真仪要求。为了满足失真仪对基波抑制量和谐波衰减的要求。因此加入一个有源的基波抑制运放和一个谐波正反馈跟随器。
电容中和电路是用以减少无源桥T 型网络输出端分布电容的影响。 3.3.4 频率自动调谐控制电路
失真度测量频率粗调，是由失真仪面板的频段开关和频率数值开关设定的，频段开关改变无源桥T 型网络的电容值，频率数值开关改变桥T 型网络的电阻值，失真仪测量频率微调则是由频率自动调谐控制电路进行的。
频率自动调谐控制分为相位误差控制和幅度误差控制。相位误差控制是将电平自动调整电路输出信号移相90度后，和基波抑制器输出信号一起加入检相器，检相器输出的误差信号经积分器和电流放大器，改变光电耦合器的电流值，从而改变桥T 电路的一臂电阻R 值，实现桥T 网络对频率的准确调谐。幅度误差控制将电平自动调整电路输出信号和基波抑制输出信号一起加入幅度检测器，检出误差信号经积分器和电流放大器，改变光电耦合器的电流值，从而改变基波抑制运放的反馈电阻值，实现对基波的全部抑制。 3.3.5 滤波器电路
本仪器有三个滤波器：400Hz 高通滤波器，30kHz 和80kHz 低通滤波器。其截止频率分别为400Hz 、30kHz 和80kHz ，在截止频率处约有3dB 衰减，然后以-40dB/十倍频程下降。
滤波器主要用来滤除交流电源哼声和高频白噪声，以保证小失真度测试精度，因此一般在0.03%失真度量程时用，测量频率在300Hz ―10kHz 内可同时使
用400Hz 高通和30kHz 低通，在10kHz ―20kHz 时可同时使用400Hz 高通和80kHz 低通，大于20kHz 时只能使用400Hz 高通，低于300Hz 时只能使用30kHz 低通。 3.3.6 表头电路
失真度测量时来自基波抑制器的失真度电压和电平测量时来自电压放大器的电压，在表头电路中放大约300倍，然后用均值检波器变成直流推动表头指示。均值检波前的交流信号并同时送至面板上的示波器插座，可以接示波器观察谐波失真成份。电路中有一个约4伏的限幅电路，同时表头采用毫安表，具有较大过载能力，测量中不必为表头短暂打针而惊慌。 3.3.7 电平判别电路
正如前面已经指出，自动电平调整系统有一个作用范围，超过该范围，自动电平调整电路就不能稳定输出1伏。为了保证失真度测量正确，不致因自动电平调整电路不起作用导致失真度测量值随输入电压大小变化而变化，故用一个电平判别电路来判断输入电压是否在自动电平调整作用范围内。输入电压过大，过压指示灯亮；输入电压过小, 欠压指示灯亮；在此范围内, 两灯均熄灭。 3.3.8 振荡器
振荡器电路简化框图见图3。
图3 振荡器简化框图
振荡器的振荡频率决定于桥型的滤波网络：
f=
12πR 1
…………………………………（4）
式中取C2=100C1，C1C2由面板频段开关设定，R 阻值由面板频率数值开关设定。
振荡器的输出幅度，起振情况由R1和R2的比值决定，并由幅度控制电路调整。幅度控制电路监视振荡器的输出，并与一个参考电平比较产生一个误差信号，经积分器后改变场效应管的等效电阻Ro ，控制振荡器正反馈强弱。当振荡器输出幅度増大时，幅度控制信号使场效应管的等效电阻Ro 减少，正反馈减弱，使振荡器输出幅度变小。反之当振荡器输出幅度减小时，幅度控制信号使场效应管的等效电阻Ro 増大，正反馈増强，阻止振荡器输出幅度减小，从而实现了幅度的稳定。 4． 使用方法 4.1 仪器前面板布置 仪器前面板布置见图
4:
图4 ZC4120A同步失真仪前面板布置图 4.2 各部件功能
⑴ 电源指示灯―指示电源接通与否；灯亮接通, 灯灭电源断。 ⑵ 电源开关―控制电源通断；键按下时电源接通, 抬键时电源断。 ⑶ 测量表头―与测量量程配合, 可读出失真度和电压等大小。
⑷ 输入量程―以10dB/档跳步衰减输入信号。
⑸ 过欠压指示―输入电压过大时, 左边指示灯亮；输入电压过小时, 右边指示灯亮。
⑹ 频段开关―改变失真度测量和振荡器工作频率的频段。
⑺ 频率数值开关(一) ―改变失真度测量和振荡器工作频率的前面一位数。 ⑻ 频率调谐指示―当测量信号频率相对失真仪工作频率过低时, 左边指示灯亮； 当测量信号频率相对失真仪工作频率过高时, 右边指示灯亮；正确调谐时两指示灯均灭。
⑼ 频率数值开关(二) ―改变失真度测量和振荡器工作频率的后面一位数。 ⑽ 频率微调―对振荡器频率起微调作用。当其处在“关”位置时，振荡器频率就由频段开关和频率数值开关决定。当频率微调旋钮打开后，随着旋钮向右，振荡器频率逐渐增加。
⑾ 振荡器输出―振荡器输出信号由此引出。
⑿ 振荡器输出调节―振荡器输出电压10dB 以内变化由此调节。 ⒀ 振荡器输出衰减―以10dB/档衰减振荡器输出电压。 ⒁ 失真度量程―失真度大小量程控制。 ⒂ 功能开关―选择失真仪的工作种类。 ⒃ 测量输入―被测信号由此送入。
⒄ 相对调节―功能开关在“相对电平”位置时应用。当需要测量放大器的信噪比或频率特性，而被测信号表头指示不满度时，可通过调节此电位器使表头指示满度，便于读出电平的相对值。
⒅ 滤波器―测量小失真度信号时，根据被测信号的工作频率接入相应的滤波器，按键则接入，抬键则断开。
⒆ 示波器插座―当需要观察被测信号的谐波波形时，可以从此插座接至示波器。 4.3 使用方法
接通电源。预热10至15分钟，所有量程开关置最左位，频率微调开关置“关”位，滤波器按键全部抬键。 4．3．1 失真度测量
失真仪的功能开关⒂置“失真度”位置。 4．3．1．1 利用机内信号源
根据工作频率，放置好失真仪的频率波段开关⑹和频率数值开关⑺和⑼。仪器联接如图5：
图5 失真仪同步测量
根据被测设备输入大小要求设置振荡器输出衰减器⒀，调整振荡器输出电平，根据被测音频设备输出大小适当放置失真度输入量程⒁，使过欠压指示灯⑸均熄灭，然后逐步向右转动失真度量程⒁，使表头指示于最便于读数的位置，根据表头读数结合失真度量程就可测得失真度Ki ，如果振荡器失真度为Ci ，则被测音频设备的失真度K 按下式求得：
K =K 2i −C 2
i ………………………………（5）
为了提高小失真度测量下限及测试精度，根据工作频率接入相应的高低通滤波器。
4．3．1．2 利用机外信号源
仪器连接见图6。
或
图6 失真度异步测量
图6（1）是测量音频信号源的失真度，图6（2）是测量音频设备的非线性失真。
按照要测的工作频率放置好信号源频率开关，按照被测设备输入大小要求，调节好信号源输出幅度；改变失真仪输入量程⒁，使过欠压指示灯⑸均熄灭。把失真仪工作频率⑺⑼放在信号源工作频率上，如发现频率调谐指示灯⑻亮及
表针指示不能变小，可以适当改变失真仪或信号源的工作频率，逐步改变失真仪量程使表头指示于最便于读数的位置，结合失真度量程就可测得失真度。
在图6（1）线路中，失真仪测得数据就是信号源的失真度。在图6（2）线路中，被测设备的失真度仍要按公式（5）求得。不过在Ci ≤Ki/3情况下，可以认为失真仪测得的失真度Ki 就是被测设备产生的失真度。为了提高小失真度测量下限及测试精度，根据工作频率接入相应的滤波器。
注意：1. 在失真度测量时，有时可能表头指针不往下降，可以改变一下频段开关，然后再打回原测量频段，就可消除不调谐现象。
2. 失真度量程置“检查”档时，表头指针下降较慢，为了使它下降快一些，可以置于30%以下更灵敏的量程，当然这会出现打表针现象，但不会损坏表头。
4．3．2 电压测量
功能开关⒂置“输入电平”， 滤波器全部抬键。将被测信号接至失真仪测量输入端⒃，改变失真仪输入量程使表头指示于最便于读数的位置，结合输入量程和表头指示值就可读出被测电压的大小。 4. 3. 3 信噪比测量
功能开关⒂置于“相对电平”位置。 仪器连接如图7。
图7 信噪比测量
根据工作频率，放置好振荡器的频段开关⑹和频率数值开关⑺和⑼，根据被测设备输入大小要求设置振荡器输出衰减器⒀，调整振荡器输出电平⑿；根据被测音频设备输出大小适当放置失真仪输入量程⒁，使表头指针不要超过满度。
例如测量频率1kHz ，放大器输出1V —3V 时的信噪比：将失真仪输入量程⒁置“3V （10dB ）”档（设dB 数为b1），把被测放大器输出信号送入失真仪测量输入端⒃，调整相对调节旋钮⒄，使表头指针满度；然后断开失真仪振荡器
输出，并使被测放大器输入短路，保持失真仪“相对调节”旋钮 ⒄位置不变，改变失真仪输入量程⑷（设dB 数为b2），使表头指示于最便于读数位置，读出表头指示dB 数（设为a ），则测得的信噪比为（b1-b2- a）。 4. 3. 4 放大器频率特性测量
功能开关⒂置于“相对电平”位置。 仪器连接如图8。
图8 频率特性测量
把失真仪振荡器频率置“1kHz ”, 根据被测设备的输入大小要求设置振荡器的输出衰减⒀，频响特别好的标准电压表置相应量程，调整振荡器输出电平⑿，使标准表满度。被测设备输出送至失真仪测量输入端⒃，改变失真仪输入量程⒁，调整相对调节旋钮⒄，使失真仪表头指示满度。然后改变失真仪振荡器工作频率，调整信号源输出电平，仍使标准电压表满度，保持失真仪“相对调节”旋钮⒄不动，读出失真仪表头指示的dB 数，它的大小反映了被测设备的频率特性，dB 数绝对值小频率特性好，反之则差。当然这里也包括了失真仪电压测量的频率附加误差， 要准确反映被测设备的频率特性，还应当扣除失真仪电压测量的频率附加误差。 4．3．5 振荡器
ZC4120A 型同步失真仪也可作为音频信号源使用。仅作音频信号源使用时，可把功能开关⒂置“振荡电平”，这时从表头读数结合失真仪输入量程（或振荡器输出衰减量程）就可直接知道振荡器输出电压大小。要转换振荡器工作频率，可改变频率波段开关⑹和频率数值开关⑺和⑼以及频率微调旋钮⑽。要改变振荡器输出大小，只要改变振荡器输出衰减量程⒀，调整振荡器输出电平即可。 5． 维护与校准
5. 1 维护和保养
5. 1. 1 本仪器电源电压为交流220V ±10%, 50Hz±2Hz 。 5．1．2 本仪器连续工作时间不超过8小时。 5．1．3 本仪器使用环境条件：
a. 温度： 0℃―40℃； b ．湿度： 20―90%；
c ．室内无尘﹑无酸﹑碱及其它腐蚀性气体，周围无强烈的机械传动﹑冲击和电磁场作用。
5．1．4 在气候潮湿地区或潮湿季节，如长期不使用仪器，每月必须开机通电一次（约2小时），以使潮气散发，避免元器件损坏。 5．2 校验
为保证测试精度，经过维修后的仪器以及正常工作的仪器应定期进行校验。 5．2．1 校验孔位置见图
9:
图9 校准孔位置示意图
① 1kHz三次谐波校准孔 ② 电压测量校准孔 ③ 小失真测量频率校准孔 ④ 小失真测量幅度校准孔 ⑤ 10kHz三次谐波校准孔 5．2．2 1kHz三次谐波校准
仪器功能开关⒂置“失真度”，频率波段开关⑹置于“1kHz ”，频率数值开关⑺、⑼ 置“1，0”，输入量程开关⑸置“1V ”，失真度量程置⒁ “检查”，从测量输入端⒃送入3kHz 约1V 信号，表头指示应指示满度，偏离不能超过±2%，否则在底盖1kHz 谐波校准孔处用小起子伸进调节自动电平调整板的W1，
如果发生严重偏离（如超过±5%）则可能电路工作不正常，应找出原因。 5．2．3 10kHz三次谐波校准
仪器功能开关⒂置“失真度”，频率波段开关⑹置于“10kHz ”，频率数值开关⑺⑼ 置“1，0”，输入量程开关⒁置“1V ”，从测量输入端⒃送入30kHz 约1V 信号（注意：两个低通滤波器全部抬键），表头指示应满度，偏离不能超过±2%，否则在底盖板10kHz 谐波校准孔处调节基波抑制板的半可变电容C11。 5．2．4 小失真度测量校准
仪器功能开关⒂置“失真度”，频率波段开关⑹置“1kHz ”，频率数值开关⑺⑼置“1，0”，输入量程⒁置“1V ”，振荡器输出衰减⒀置“1V ”，用电缆线连接振荡器输出⑾和测量输入⒃，按下400Hz 高通和30kHz 低通，逐步减少失真度量程，表头指示一般应小于0.01%，否则检查振荡器输出失真度是否小于0.005%或在底盖板两个小失真校准孔处反复调节基波抑制板的W1和W3，使表头指示最小。 5．2．5 电压测量校准
仪器功能开关⒂置“输入电平”， 输入量程开关⑷置“1V ”， 从测量输入端⒃送入1kHz ，1V 的标准信号，表头指示1V 满度，偏离不能超过±2%，否则在底盖板电压校准孔处调节自动电平调整板的W3。如果发生严重偏离则可能电路工作不正常，应找出原因。 6． 随机附件
测试电缆 二根 电源线 一根 使用说明书 一本
1． 概述
ZC4120A 型同步失真仪是采用集成电路的电子测量仪器。具有测试精度高、信号源失真小﹑体积小重量轻、操作方便、性能可靠等特点。
本仪器主要用来测量音频信号及各种音频设备的非线性失真，又可作为超低失真信号发生器和音频电压表使用。并能对放大器及各种音频设备进行信噪比和频率特性的测试。
由于仪器具有电平自动校准和频率自动跟踪装置，加上机内设有音频振荡器，其频率与失真仪保持同步，使得失真度测量大为简便。适用于科研、生产、通讯、教育、维修等部门及一切需要使用失真仪的场合。 2． 技术参数 2．1 失真仪： 2．1．1 失真度测量：
2．1．1．1 测量频率范围： 10Hz—109kHz 分四个频段 2．1．1．2 失真度测量范围： a. 20Hz—20kHz 0.01%—30% b. 10Hz—109kHz 0.03%—30% 2．1．1．3 失真度测量误差：
a. 300Hz—5kHz 不大于满度值的±7%±0.01%* b. 20Hz—20kHz 不大于满度值的±10%±0.015%** c. 10Hz—109kHz 不大于满度值的±30%±0.025% 2．1．1．4 机内引入失真： a. 300Hz—5kHz 不大于0.015%* b. 20Hz—20kHz 不大于0.025%** c. 10Hz—109kHz 不大于0.035%
2．1．1．5 输入电压自动调整范围： 大于10dB 2．1．1．6 失真度最小可测电压： 100mV 2．1．2电压测量：
2．1．2．1 电压测量范围： 300μV —100V 分十一个量程。（欲测100至300V 电压时需另配一个衰减器附件）
2．1．2．2 电压测量基本误差： 不大于满度值的±5%（1kHz ） 2．1．2．3 电压频率附加误差：
a. 20Hz—50kHz 不大于0.5dB b. 5Hz—300kHz 不大于1dB
2．1．2．4 电压噪音底度 ： 不大于50μV 2．1．2．5 最大可测信噪比： 110dB
2．1．3 失真仪输入阻抗： 100kΩ±2%，输入电容不大于100pF 2．2 振荡器：
2．2．1 振荡频率： 10Hz―109kHz 2．2．2 频率示值误差： 不大于0.05f 0±1Hz 2．2．3 非线性失真：
a ． 300Hz― 5kHz 不大于0.005% b ． 20Hz ― 20kHz 不大于0.015% c ． 10Hz ―109kHz 不大于0.07%
2．2．4 最大输出电压： 大于3Vrms （开路） 2．2．5 最大输出电压频率不均匀性： a ． 100Hz― 10kHz 小于±0.5dB b ． 10Hz ― 109kHz 小于±1dB 2．2．6 输出阻抗： 600Ω
*400Hz高通，30kHz 低通，在失真度0.03%档时均接入。
** 在失真度0.03%档，当基波频率大于10kHz 时，接入400Hz 高通和80kHz 低通，当基波频率小于300Hz 时，只接30kHz 低通。 3． 工作原理 3.1 原理方框图
本仪器电路结构可分为十大部分：输入电路、自动电平调整系统、桥T 型基波抑制器、频率自动调谐系统、放大器、滤波器、表头电路、电平判别电路﹑振荡器和稳压电源。其原理框图见图1。 3.2 失真度测量原理
失真度测量时，输入被测信号经过输入电路至自动电平调整电路，在此稳定输出1伏，并送至桥T 型基波抑制器，在这里把测量信号的基波分量抑制掉，保留所有谐波成分，然后通过表头电路测其大小，该大小则为被测信号的失真度。
图1 原理框图
根据失真度的定义:K u 22
+u 2L +u 20
=
3+L n u ……… （1）
1
本仪器测试失真度定义为：Kr u 22+L L +u 2
=
2+u 3n
u 2+u 2+22………（2） 12u 3+L L +u
n
（1）式与（2）式之间的关系为：K 0
=
K r ………………………（3）
−K
2
r
当失真度小于10%时，Ko=Kr， 当失真度大于10%时，应按（3）式修正。由（2）式可知，失真度则为输入信号的谐波分量与总输入信号之比。 3.3 电路介绍
3.3.1 输入电路： 这实际上是一个高输入阻抗的跟随器，以减少对输出衰减器的影响，输入电路输入端接有由两个稳压二极管和两个电阻组成的正反向过压保护电路。
3.3.2 自动电平调整电路： 输入被测信号经衰减以后，使其送至自动电平调整电路的电压约为100―316mV ，在该电压范围内，自动电平调整电路能自动调整可变衰减器中的光敏电阻值，使电路稳定输出1伏，则使（2）式分母为1。 3.3.3 桥T 型基波抑制器：桥T 型基波抑制器由无源桥T 型网络、基波抑制运放、谐波正反馈跟随器、中和电路四个部分组成。
无源桥T 型网络如图2。
图2 无源桥T 型网络 图2网络的基波抑制频率f =
1，当C1=10C2时，其基波抑制
2πR 1C 2
量约16dB, 二次谐波衰减约为60%，显然不可能满足失真仪要求。为了满足失真仪对基波抑制量和谐波衰减的要求。因此加入一个有源的基波抑制运放和一个谐波正反馈跟随器。
电容中和电路是用以减少无源桥T 型网络输出端分布电容的影响。 3.3.4 频率自动调谐控制电路
失真度测量频率粗调，是由失真仪面板的频段开关和频率数值开关设定的，频段开关改变无源桥T 型网络的电容值，频率数值开关改变桥T 型网络的电阻值，失真仪测量频率微调则是由频率自动调谐控制电路进行的。
频率自动调谐控制分为相位误差控制和幅度误差控制。相位误差控制是将电平自动调整电路输出信号移相90度后，和基波抑制器输出信号一起加入检相器，检相器输出的误差信号经积分器和电流放大器，改变光电耦合器的电流值，从而改变桥T 电路的一臂电阻R 值，实现桥T 网络对频率的准确调谐。幅度误差控制将电平自动调整电路输出信号和基波抑制输出信号一起加入幅度检测器，检出误差信号经积分器和电流放大器，改变光电耦合器的电流值，从而改变基波抑制运放的反馈电阻值，实现对基波的全部抑制。 3.3.5 滤波器电路
本仪器有三个滤波器：400Hz 高通滤波器，30kHz 和80kHz 低通滤波器。其截止频率分别为400Hz 、30kHz 和80kHz ，在截止频率处约有3dB 衰减，然后以-40dB/十倍频程下降。
滤波器主要用来滤除交流电源哼声和高频白噪声，以保证小失真度测试精度，因此一般在0.03%失真度量程时用，测量频率在300Hz ―10kHz 内可同时使
用400Hz 高通和30kHz 低通，在10kHz ―20kHz 时可同时使用400Hz 高通和80kHz 低通，大于20kHz 时只能使用400Hz 高通，低于300Hz 时只能使用30kHz 低通。 3.3.6 表头电路
失真度测量时来自基波抑制器的失真度电压和电平测量时来自电压放大器的电压，在表头电路中放大约300倍，然后用均值检波器变成直流推动表头指示。均值检波前的交流信号并同时送至面板上的示波器插座，可以接示波器观察谐波失真成份。电路中有一个约4伏的限幅电路，同时表头采用毫安表，具有较大过载能力，测量中不必为表头短暂打针而惊慌。 3.3.7 电平判别电路
正如前面已经指出，自动电平调整系统有一个作用范围，超过该范围，自动电平调整电路就不能稳定输出1伏。为了保证失真度测量正确，不致因自动电平调整电路不起作用导致失真度测量值随输入电压大小变化而变化，故用一个电平判别电路来判断输入电压是否在自动电平调整作用范围内。输入电压过大，过压指示灯亮；输入电压过小, 欠压指示灯亮；在此范围内, 两灯均熄灭。 3.3.8 振荡器
振荡器电路简化框图见图3。
图3 振荡器简化框图
振荡器的振荡频率决定于桥型的滤波网络：
f=
12πR 1
…………………………………（4）
式中取C2=100C1，C1C2由面板频段开关设定，R 阻值由面板频率数值开关设定。
振荡器的输出幅度，起振情况由R1和R2的比值决定，并由幅度控制电路调整。幅度控制电路监视振荡器的输出，并与一个参考电平比较产生一个误差信号，经积分器后改变场效应管的等效电阻Ro ，控制振荡器正反馈强弱。当振荡器输出幅度増大时，幅度控制信号使场效应管的等效电阻Ro 减少，正反馈减弱，使振荡器输出幅度变小。反之当振荡器输出幅度减小时，幅度控制信号使场效应管的等效电阻Ro 増大，正反馈増强，阻止振荡器输出幅度减小，从而实现了幅度的稳定。 4． 使用方法 4.1 仪器前面板布置 仪器前面板布置见图
4:
图4 ZC4120A同步失真仪前面板布置图 4.2 各部件功能
⑴ 电源指示灯―指示电源接通与否；灯亮接通, 灯灭电源断。 ⑵ 电源开关―控制电源通断；键按下时电源接通, 抬键时电源断。 ⑶ 测量表头―与测量量程配合, 可读出失真度和电压等大小。
⑷ 输入量程―以10dB/档跳步衰减输入信号。
⑸ 过欠压指示―输入电压过大时, 左边指示灯亮；输入电压过小时, 右边指示灯亮。
⑹ 频段开关―改变失真度测量和振荡器工作频率的频段。
⑺ 频率数值开关(一) ―改变失真度测量和振荡器工作频率的前面一位数。 ⑻ 频率调谐指示―当测量信号频率相对失真仪工作频率过低时, 左边指示灯亮； 当测量信号频率相对失真仪工作频率过高时, 右边指示灯亮；正确调谐时两指示灯均灭。
⑼ 频率数值开关(二) ―改变失真度测量和振荡器工作频率的后面一位数。 ⑽ 频率微调―对振荡器频率起微调作用。当其处在“关”位置时，振荡器频率就由频段开关和频率数值开关决定。当频率微调旋钮打开后，随着旋钮向右，振荡器频率逐渐增加。
⑾ 振荡器输出―振荡器输出信号由此引出。
⑿ 振荡器输出调节―振荡器输出电压10dB 以内变化由此调节。 ⒀ 振荡器输出衰减―以10dB/档衰减振荡器输出电压。 ⒁ 失真度量程―失真度大小量程控制。 ⒂ 功能开关―选择失真仪的工作种类。 ⒃ 测量输入―被测信号由此送入。
⒄ 相对调节―功能开关在“相对电平”位置时应用。当需要测量放大器的信噪比或频率特性，而被测信号表头指示不满度时，可通过调节此电位器使表头指示满度，便于读出电平的相对值。
⒅ 滤波器―测量小失真度信号时，根据被测信号的工作频率接入相应的滤波器，按键则接入，抬键则断开。
⒆ 示波器插座―当需要观察被测信号的谐波波形时，可以从此插座接至示波器。 4.3 使用方法
接通电源。预热10至15分钟，所有量程开关置最左位，频率微调开关置“关”位，滤波器按键全部抬键。 4．3．1 失真度测量
失真仪的功能开关⒂置“失真度”位置。 4．3．1．1 利用机内信号源
根据工作频率，放置好失真仪的频率波段开关⑹和频率数值开关⑺和⑼。仪器联接如图5：
图5 失真仪同步测量
根据被测设备输入大小要求设置振荡器输出衰减器⒀，调整振荡器输出电平，根据被测音频设备输出大小适当放置失真度输入量程⒁，使过欠压指示灯⑸均熄灭，然后逐步向右转动失真度量程⒁，使表头指示于最便于读数的位置，根据表头读数结合失真度量程就可测得失真度Ki ，如果振荡器失真度为Ci ，则被测音频设备的失真度K 按下式求得：
K =K 2i −C 2
i ………………………………（5）
为了提高小失真度测量下限及测试精度，根据工作频率接入相应的高低通滤波器。
4．3．1．2 利用机外信号源
仪器连接见图6。
或
图6 失真度异步测量
图6（1）是测量音频信号源的失真度，图6（2）是测量音频设备的非线性失真。
按照要测的工作频率放置好信号源频率开关，按照被测设备输入大小要求，调节好信号源输出幅度；改变失真仪输入量程⒁，使过欠压指示灯⑸均熄灭。把失真仪工作频率⑺⑼放在信号源工作频率上，如发现频率调谐指示灯⑻亮及
表针指示不能变小，可以适当改变失真仪或信号源的工作频率，逐步改变失真仪量程使表头指示于最便于读数的位置，结合失真度量程就可测得失真度。
在图6（1）线路中，失真仪测得数据就是信号源的失真度。在图6（2）线路中，被测设备的失真度仍要按公式（5）求得。不过在Ci ≤Ki/3情况下，可以认为失真仪测得的失真度Ki 就是被测设备产生的失真度。为了提高小失真度测量下限及测试精度，根据工作频率接入相应的滤波器。
注意：1. 在失真度测量时，有时可能表头指针不往下降，可以改变一下频段开关，然后再打回原测量频段，就可消除不调谐现象。
2. 失真度量程置“检查”档时，表头指针下降较慢，为了使它下降快一些，可以置于30%以下更灵敏的量程，当然这会出现打表针现象，但不会损坏表头。
4．3．2 电压测量
功能开关⒂置“输入电平”， 滤波器全部抬键。将被测信号接至失真仪测量输入端⒃，改变失真仪输入量程使表头指示于最便于读数的位置，结合输入量程和表头指示值就可读出被测电压的大小。 4. 3. 3 信噪比测量
功能开关⒂置于“相对电平”位置。 仪器连接如图7。
图7 信噪比测量
根据工作频率，放置好振荡器的频段开关⑹和频率数值开关⑺和⑼，根据被测设备输入大小要求设置振荡器输出衰减器⒀，调整振荡器输出电平⑿；根据被测音频设备输出大小适当放置失真仪输入量程⒁，使表头指针不要超过满度。
例如测量频率1kHz ，放大器输出1V —3V 时的信噪比：将失真仪输入量程⒁置“3V （10dB ）”档（设dB 数为b1），把被测放大器输出信号送入失真仪测量输入端⒃，调整相对调节旋钮⒄，使表头指针满度；然后断开失真仪振荡器
输出，并使被测放大器输入短路，保持失真仪“相对调节”旋钮 ⒄位置不变，改变失真仪输入量程⑷（设dB 数为b2），使表头指示于最便于读数位置，读出表头指示dB 数（设为a ），则测得的信噪比为（b1-b2- a）。 4. 3. 4 放大器频率特性测量
功能开关⒂置于“相对电平”位置。 仪器连接如图8。
图8 频率特性测量
把失真仪振荡器频率置“1kHz ”, 根据被测设备的输入大小要求设置振荡器的输出衰减⒀，频响特别好的标准电压表置相应量程，调整振荡器输出电平⑿，使标准表满度。被测设备输出送至失真仪测量输入端⒃，改变失真仪输入量程⒁，调整相对调节旋钮⒄，使失真仪表头指示满度。然后改变失真仪振荡器工作频率，调整信号源输出电平，仍使标准电压表满度，保持失真仪“相对调节”旋钮⒄不动，读出失真仪表头指示的dB 数，它的大小反映了被测设备的频率特性，dB 数绝对值小频率特性好，反之则差。当然这里也包括了失真仪电压测量的频率附加误差， 要准确反映被测设备的频率特性，还应当扣除失真仪电压测量的频率附加误差。 4．3．5 振荡器
ZC4120A 型同步失真仪也可作为音频信号源使用。仅作音频信号源使用时，可把功能开关⒂置“振荡电平”，这时从表头读数结合失真仪输入量程（或振荡器输出衰减量程）就可直接知道振荡器输出电压大小。要转换振荡器工作频率，可改变频率波段开关⑹和频率数值开关⑺和⑼以及频率微调旋钮⑽。要改变振荡器输出大小，只要改变振荡器输出衰减量程⒀，调整振荡器输出电平即可。 5． 维护与校准
5. 1 维护和保养
5. 1. 1 本仪器电源电压为交流220V ±10%, 50Hz±2Hz 。 5．1．2 本仪器连续工作时间不超过8小时。 5．1．3 本仪器使用环境条件：
a. 温度： 0℃―40℃； b ．湿度： 20―90%；
c ．室内无尘﹑无酸﹑碱及其它腐蚀性气体，周围无强烈的机械传动﹑冲击和电磁场作用。
5．1．4 在气候潮湿地区或潮湿季节，如长期不使用仪器，每月必须开机通电一次（约2小时），以使潮气散发，避免元器件损坏。 5．2 校验
为保证测试精度，经过维修后的仪器以及正常工作的仪器应定期进行校验。 5．2．1 校验孔位置见图
9:
图9 校准孔位置示意图
① 1kHz三次谐波校准孔 ② 电压测量校准孔 ③ 小失真测量频率校准孔 ④ 小失真测量幅度校准孔 ⑤ 10kHz三次谐波校准孔 5．2．2 1kHz三次谐波校准
仪器功能开关⒂置“失真度”，频率波段开关⑹置于“1kHz ”，频率数值开关⑺、⑼ 置“1，0”，输入量程开关⑸置“1V ”，失真度量程置⒁ “检查”，从测量输入端⒃送入3kHz 约1V 信号，表头指示应指示满度，偏离不能超过±2%，否则在底盖1kHz 谐波校准孔处用小起子伸进调节自动电平调整板的W1，
如果发生严重偏离（如超过±5%）则可能电路工作不正常，应找出原因。 5．2．3 10kHz三次谐波校准
仪器功能开关⒂置“失真度”，频率波段开关⑹置于“10kHz ”，频率数值开关⑺⑼ 置“1，0”，输入量程开关⒁置“1V ”，从测量输入端⒃送入30kHz 约1V 信号（注意：两个低通滤波器全部抬键），表头指示应满度，偏离不能超过±2%，否则在底盖板10kHz 谐波校准孔处调节基波抑制板的半可变电容C11。 5．2．4 小失真度测量校准
仪器功能开关⒂置“失真度”，频率波段开关⑹置“1kHz ”，频率数值开关⑺⑼置“1，0”，输入量程⒁置“1V ”，振荡器输出衰减⒀置“1V ”，用电缆线连接振荡器输出⑾和测量输入⒃，按下400Hz 高通和30kHz 低通，逐步减少失真度量程，表头指示一般应小于0.01%，否则检查振荡器输出失真度是否小于0.005%或在底盖板两个小失真校准孔处反复调节基波抑制板的W1和W3，使表头指示最小。 5．2．5 电压测量校准
仪器功能开关⒂置“输入电平”， 输入量程开关⑷置“1V ”， 从测量输入端⒃送入1kHz ，1V 的标准信号，表头指示1V 满度，偏离不能超过±2%，否则在底盖板电压校准孔处调节自动电平调整板的W3。如果发生严重偏离则可能电路工作不正常，应找出原因。 6． 随机附件
测试电缆 二根 电源线 一根 使用说明书 一本