Intel FPGA数字信号处理系统设计权威指南:从HDL、Simulink到HLS的实现(基础篇)
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1.3.2 信号谐波失真

谐波失真是一种发生在输入信号频率谐波上的失真,其频率为输入信号频率的整数倍。如,一个1kHz的语音,谐波频率为2kHz,3kHz,4kHz,…

谐波产生的原因是器件的输入/输出电压特性呈现非线性特性,如它可以用二阶多项式表示:

谐波失真是由非线性的传递函数产生的。如果假定传递函数是平稳的,如不随时间变化,而且输入信号呈现周期性,则输出也将是一个周期信号。在本小节你将看到,在频域内,周期信号的傅里叶级数由基波周期频率的谐波组成。因此,对于一个周期输入信号,无论VinVout之间是怎样一种函数关系(只要不随时间变化),都不会出现非谐波失真。

对于输入信号:

根据上式可以得到频率分量:

(1)cos(2πft):基波频率。

(2)cos(2π2ft):2次谐波。

VoutVin之间更复杂的关系将导致更高次谐波,如那些大于2倍基频的频率。