對于通信系統來說，諧波失真信號表現為通信頻帶中的干擾信號，容易導致系統的信噪比下降，嚴重影響通信系統的容量和質量，因此快速精確的測量諧波失真顯得非常重要。
諧波失真產物屬于一種可預見性的失真，它們直接與輸入信號的頻率相關。在實際測量中，通常使用頻譜分析儀來測量信號的總諧波失真（Total Harmonic Distortion，簡稱THD），并以此作為諧波失真程度的評估依據。
方法一：利用掃頻分析功能手動測量分析
利用頻譜分析儀測量信號的諧波失真時，在測量過程中經過多次手動調節信號的頻率、分辨率帶寬、掃描時間、頻寬等儀器測量參數，并利用標記讀出各次諧波的幅度值，然后根據諧波失真計算公式手動計算總諧波失真值。圖1為使用4051信號/頻譜分析儀測量基頻為500MHz的各次諧波的情況，標記報表中給出了基頻、二次諧波和三次諧波的頻率和幅度。
圖1 掃頻分析功能手動測量諧波
根據標記報表我們可以方便的測量出各次諧波與基頻信號之間的幅度差，以dB來表示。由于頻譜分析儀通常顯示對數功率（單位dBm），因此在計算總諧波失真時，需要將相應的幅度量轉換成電壓。為了方便計算，根據如下推導公式（1）可快速計算總諧波失真。
因此，利用圖1方法手動計算得到的信號總諧波失真結果為3.679%。
方法二：利用諧波失真測量功能快速自動測量
4051信號/頻譜分析儀內置了諧波失真測量功能，可實現對諧波分量及總諧波失真的一鍵式自動測量，并給出軌跡和測量結果報表。該功能位于頻譜分析測量模式下，為用戶提供了自動搜索基頻和范圍列表編輯兩種測量方式。這兩種測量方式是互斥的，默認采用自動搜索基頻的測量方式，當諧波編輯列表打開時，儀器將按照列表的參數狀態進行測量。在自動搜索基頻的測量方式中，儀器執行全頻寬范圍內的基頻信號自動搜索功能，并在零頻寬下對基頻和諧波分別進行測量。具體地說，對于每個被測的諧波分量，中心頻率將設置為搜索基頻的整數倍，并且執行一次零頻寬掃描，幅度由測量數據的功率平均計算得到。測量完指定數目的諧波和幅度之后，總諧波失真測量結果將自動計算并顯示在數據報表窗口。圖2為使用諧波失真測量功能自動測量得到的顯示界面，數據報表窗口中順序列出了基頻與諧波分量的頻率和幅度，并給出了總諧波失真。根據測量報表，假設系統中只有這兩個諧波分量的話，總諧波失真為3.67%。該結果可由公式（1）手動計算驗證，報表中二次諧波與基頻的幅度差為-29.01dB，三次諧波與基頻的幅度差為-40.40dB，則總諧波失真為：
圖2 諧波失真測量功能一鍵自動測量
由此可見，圖2中諧波失真自動測量的結果與圖1中手動測量的結果是相互吻合的。使用諧波失真測量功能可以實現快速精確測量諧波分量及總諧波失真的目的，能有效避免手動測量中的繁瑣操作帶來的錯誤，同時大大提高了測量效率。
