互調失真
互調失真，一種以非線性器件或傳輸介質的輸出信號中出現互調產物為特征的非線性失真。
互調失真（Intermodulation distortion, referred to as immune disease）指由放大器引入的輸入信號的和與差的失真。
互調失真比如頻率為1kHz和5kHz的混合信號輸入放大器后，會產生6kHz（1kHz和5kHz之和）及4kHz（1kHz和5kHz之間的差異）的互調失真成份。IMD也是一種測量非線性失真的方法。互調失真來自F1和F1 F2之間的兩個頻率F1和F2-F2（取絕對值）在諧波之間，這些諧波可以繼續相互結合形成和、差、乘積。比如14kHz和15kHz的諧波失真包括1kHz和29kHz，1kHz可以和14kHz組合形成13kHz，等等。測量這些位置的諧波幅度就是互調失真。測試時發出19kHz和20kHz兩個頻率的聲音，所以圖上19k和20k會有波峰，我們可以觀察一下19k左邊的圖中是否有太多的諧波。這個值越小，玩家越優秀。
基本介紹
顧名思義，互調失真（intermodulation distortion）指信號相互調制引起的失真調制modulation一詞最初是指通信技術中用來提高信號傳輸效率的一種技術。由于含有聲音、圖像文本等的原始信號“加進”在高頻信號中，然后同志們會把這個復合信號發出去。這種將高低頻相“加”調制的過程和方式稱為調制技術，合成的信號稱為調制信號。除了高頻信號的主要特征之外，調制信號包含低頻信號的所有信息。互調失真的過程實際上是一個調制過程因為電子電路或放大器不可能達到完美的線性度，當不同頻率的信號同時進入放大器并被放大時，在非線性作用下，每一個不同頻率的信號會自動加減，產生兩個原始信號中沒有的附加信號如果原始信號有三個不同的頻率，就會有六個附加信號，當原始信號為n時，輸出信號為n（N-1）個。可以想象，當輸入信號是復雜的多頻信號時，比如管弦樂，互調失真產生的額外信號數量是驚人的！
諧波失真
因為所有的互調失真信號都是音樂頻率的和差信號，和自然聲音一模一樣，人耳對此很敏感不幸的是，在許多放大器中，交調失真往往大于諧波失真，部分原因是諧波失真通常更容易處理。
雖然互調失真和諧波失真也是由放大器的非線性引起的，但兩者從數學角度看都是在正導頻信號中加入了一些額外的頻率成分，但實際上是不同的簡而言之，諧波失真就是原始信號波形的失真，即使單頻信號通過放大電路也會出現這種現象，而互調失真就是不同頻率之間的相互干擾和影響測量互調失真遠比測量諧波失真復雜，至今沒有統一。
通信系統中無源互調失真的測量
在現代通信系統中，當多個頻率的載波信號通過一些無源器件時，會產生互調失真。無源器件如天線、電纜、過濾器等，由于機械連接不可靠使用具有遲滯特性的材料接觸面不干凈等原因，不同頻率的信號在非材料連接處非線性混合，產生不同幅度的互調產物，這些互調失真信號在通信頻段表現為干擾信號，降低了系統的信噪比，嚴重影響了通信系統的容量和質量。事實上，在我們通常的設計和測量中，我們通常更關注有源互調，例如放大器、混頻器等產生的互調失真并且由于互調失真和載波之間的相對幅度差很小，所以容易實現有源互調的測量。隨著通信系統的發展和系統質量的提高，無源互調的測量和分析將越來越受到重視。
測量的建立
測量功率合成器的互調失真時，可以使用下圖所示的傳統測量方法：
Anritsu公司輸出的大功率連續波信號s 68347信號源分別輸入到功率合成器的兩個端口。在測量所需的帶寬內適當設置每個載波的頻率，功率合成器有兩個功能：即被測設備，并將兩個信號合成為一個信號。功率合成器產生的互調信號傳輸到雙工器端口，接收帶寬內的互調信號由頻譜分析儀測量。
現代無源互調分析儀可以輸出預組合雙頻信號。互調儀器有兩個射頻端口第一端口可以輸出兩路大功率雙頻信號，經過被測設備進入分析儀的第二端口來自第一端口的反射信號也進入分析器的接收器。分析儀可以工作在透射模式和反射模式，分別測量被測部件的透射互調失真和反射互調失真。
實際上，對于被測零件來說，不同因素引起的互調失真都是矢量信號，它們的相對相位關系將決定被測零件在特定狀態下的互調失真總幅度。在透射測量中，不同的互調產物到達端口2時是同相的，而在反射測量中，到達端口1的互調失真是端口1的總響應和互調源在端口2的相移響應。因此，反射互調失真是頻率和被測部分電氣長度的函數。
功率合成器的互調響應由互調儀器測量。
互調儀的端口連接到功率合成器的被測輸入端口，可以測量功率合成器的A1、A2和B端口的互調失真。互調儀的發射模式測量B口的正向互調失真，反射模式測量A1口的互調失真。如圖所示，如果將端口A1作為驅動端口，則端口A2應連接一個低互調失真負載，以理想地測試功率合成器的互調失真。通過適配器端口A1、A2，可以測量功率合成器各輸入端口的互調。
比較以上兩種方法：功率合成器結和端口B承載兩個CW功率，測得的交調失真是這兩個因素的總交調失真。如果每個端口的入射信號是未調制的，這種方法可以精確地測量功率合成器的真實互調性能，但受到頻譜分析儀固有互調失真的限制。如果功率合成器在輸出端、輸入端口都是調制信號，所以提供的測量結果更實際。
測量方法
下面主要討論使用無源互調分析儀測量時提高測量精度的方法：
一）直接連接法可以用來測量二端口器件的正向無源互調失真：被測部件的輸入端口連接到分析儀的第一端口，輸出端口連接到分析儀的第二端口。這種方法的測量誤差隨著頻率和連接第二端口和被測部分的電纜的長度而變化。而且由于互調儀的端口1和端口2只在測量的發射和接收帶寬內實現阻抗匹配，因此在分析儀輸出的載波信號的諧波頻率范圍內會產生較大的駐波，這樣即使被測部分在大功率載波的基波和諧波頻率范圍內具有良好的阻抗匹配特性，這種測量方法的建立仍然會產生不同的互調電平。
首先，使用的定向耦合器必須具有低的固有互調特性，其耦合度在10 ~ 30db之間如果耦合值太大，待測互調信號會淹沒在分析儀端口2的噪聲層中，如果耦合度太小，測量誤差會增大。定向耦合器的連接方式使得雙頻載波和產生的互調都可以傳輸到耦合端口，耦合器的傳輸臂連接到低互調失真終端負載。耦合器的反向耦合端口匹配標準的50歐姆終端負載。測量前，先直接連接定向耦合器（好的，電纜和適配器）轉到分析儀的兩個端口，檢查殘余互調。這種測量提供了寬帶阻抗匹配，有效降低了載波諧波頻率范圍內的駐波，在穩定的測試條件下獲得了更有意義的測量結果。
二）具有高互調電平的無源互調失真測量：通常，無源互調失真分析器系統具有線性工作區域，例如-75~-125dBm，如果接收機的互調電平大于-75dBm，接收機的測量誤差會增加。為了測量正向互調電平，可以采用圖3所示的測試方法。定向耦合器的這種連接方式使雙載波聚合和產生的互調信號流向耦合端口，耦合器發射臂的端口可以連接低互調失真負載。
同樣的方法可以應用于反向互調的測量：
定向耦合器的前向和后向耦合端口接標準的50歐姆負載，發射臂接被測部分，被測部分的輸出端接低互調失真負載，使得傳輸到端口1的互調信號最終在端口2測得。