非线性失真之总谐波失真(THD)测试

nethopper

非线性失真之总谐波失真(THD)测试

什么是非线性失真之总谐波失真，呵呵，光解释这个名词就得发挥打破砂锅问到底的精神。


首先什么是失真？简单地说如果一个信号通过一个系统后，其形状发生 了改变，那么这个信号就失真了。失真又可分为线性失真和非线性失真。


那么什么是线性失真？简单地说如果一个信号通过一个系统后，没有新的频率产生，那么就是线性失真。线性失真可由系统的幅频响应的非平坦性引起，也可由系统相频响应的非线性引起。


那么什么是非线性失真？简单地说如果一个信号通过一个系统后，有新的频率产生，那么就是非线性失真。非线性失真可分为谐波失真和非谐波失真。


那么什么是谐波失真？简单地说如果一个信号通过一个系统后，新产生的频率为原信号频率的整数倍，也就是说原信号频率为基波，新产生的频率为其谐波，那么这部分失真就是谐波失真。


那么什么是非谐波失真？简单地说如果一个信号通过一个系统后，新产生的频率与原信号频率不具备整数倍关系，也就是说不具备谐波与基波的关系，那么这部分失真就是非谐波失真。


这里将介绍与谐波失真相关的参数测量，包括THD、THD+N、SINAD、SNR、ENOB、NL、SFDR，其它的失真测量将另文描述。总谐波失真（Total Harmonic Distortion) 测试在很多领域都有用到，例如音响、供电和振动等, 其中音响业对失真测量的准确度要求最高。

无语密码

失真(THD)测试仅仅限于标准测试波形

nethopper

是的，THD采用的是标准正弦波作为测试信号，这一点在强调“听感”的烧友界常常被诟病说音乐从来都不是单一的频率，所以才有了后面的双频或多频IMD测试，以及其他一些引入了心理声学（Psychoacoustics）的最新研究成果的测试参数，例如：听感加权THD，GedLee Metric，和可以用音乐等宽带信号做测试信号的非相干失真（Non-Coherent Distortion)，这个在后面会有介绍。

ACDC2017

这些失真均属静态指标，静态指标很好的系统不见得音质就好，但如果静态指标不好的，音质一定也不好。
尤其是功放，更重要的是动态指标，目前大部分的功放主要是动态指标不够好。
相比较而言，甲类功放是比较好的，像1969那么老旧的电路不可能有很好的静态指标，但他的动态指标比较
好，还能有一定的音质，还有就是输出功率几百瓦的重量级功放，也具有较好的动态指标，这是因为它的电源
功率较大，当小功率播放时电压跌落较小，于是：不管你把输出功率做多大，家用播放时也都只是需要很小的
输出功率，实际上：你只需要一个很大的电源变压器，并不需要那么多的并管，降低电源电压，做一个实际功
率较小的功放（比如几十瓦），效果比几百瓦更好。
动态指标好的功放具有很强的推力。几十是几十瓦的小功放，其推力可能比几百瓦的更强。

weiweizhu649

担凳仔听课  最好配个图吖

ACDC2017

yeeypc 发表于 2019-2-10 22:09
我想知道静态（也就是没有信号输入的状态），

是如何有失真的？输入都没有，何来输出的失真？

给放大器输入一个单频等幅信号来测量谐波失真，就是静态指标，含有包络的（音乐信号）就是动态信号。

无语密码

对失真测试而言，音乐波是严重失真的。
功放设计都是针对正玄波的，而不是音乐，所以对音乐波形放大要求不高，只要能对频率波形放大就可以了，也就是音频，至于波形失真已经不重要。

XLS119

开发失真仪的公司有课题啦。   

mxwmke1

ACDC2017 发表于 2019-2-10 22:02
这些失真均属静态指标，静态指标很好的系统不见得音质就好，但如果静态指标不好的，音质一定也不好。
尤其 ...

这些失真均属静态指标，静态指标很好的系统不见得音质就好，但如果静态指标不好的，音质一定也不好。
尤其是功放，更重要的是动态指标，目前大部分的功放主要是动态指标不够好。
相比较而言，甲类功放是比较好的，像1969那么老旧的电路不可能有很好的静态指标，但他的动态指标比较
好，还能有一定的音质，还有就是输出功率几百瓦的重量级功放，也具有较好的动态指标，这是因为它的电源
功率较大，当小功率播放时电压跌落较小，于是：不管你把输出功率做多大，家用播放时也都只是需要很小的
输出功率，实际上：你只需要一个很大的电源变压器，并不需要那么多的并管，降低电源电压，做一个实际功
率较小的功放（比如几十瓦），效果比几百瓦更好。
动态指标好的功放具有很强的推力。几十是几十瓦的小功放，其推力可能比几百瓦的更强。

有待商榷的问题：
1,动态与静态指标如何区分？各自如何测量？
2,虽然在家用时使用功率并不太大，功放应该有足够的储备功率以满足大动态时的需求。
3,并管是为取得更好的控制力，只靠一个很大的电源变压器显然不够。
4,功放的设计应满足应用场合。
另外，一向追求新技术的你，好象认识到甲类功放的优点。

haluo

ACDC2017 发表于 2019-2-10 22:02
这些失真均属静态指标，静态指标很好的系统不见得音质就好，但如果静态指标不好的，音质一定也不好。
尤其 ...

“静态指标很好的系统不见得音质就好，但如果静态指标不好的，音质一定也不好。”

请问这里的“好”与“不好”应该如何量化？0.1%算好还是不好？还是0.001%这样的，才能算是好？
胆机很多失真轻松超过>1%，可就是有一堆人非胆不听，那它的静态指标算是“好”，还是算“不好”？
有的人认为>0.1%的全是垃圾，但又有的人认为>10%的，才是垃圾，该如何达成共识？

我比较好奇“动态指标”应该怎么测量？

我有个设想，是否可以通过播放固定某一段音乐几秒钟，然后把这段时间的功放输出经过高质量声卡录进电脑，再通过FFT对比源文件的FFT？
这样2者的FFT频谱越接近，是否可以理解为“动态指标”更好？

jingship

无语密码 发表于 2019-2-10 22:29
对失真测试而言，音乐波是严重失真的。
功放设计都是针对正玄波的，而不是音乐，所以对音乐波形放大要求不 ...

为什么用正弦波测试-------任何波形,都是各种正弦波的合成
为什么用1k的正弦波-------1)人耳对1k频率最敏感;2)人声最集中区域是330-3k (或300-3k)之间,330的三倍是1k,1k的三倍是3k,1k刚好是中值

ZMH8771140

     为什么那么多人抬杠？抬杠人家，自己又没有好东西让我们学习。我常常抱怨没有好文章，没有突破性的理论，争赢也没有意思。
   我觉得“ACDC2017”的理论很有建设性。并且愿意把自己的知识公布给大家学习。理应得到称赞。

大神1981

ACDC2017 发表于 2019-2-10 22:02
这些失真均属静态指标，静态指标很好的系统不见得音质就好，但如果静态指标不好的，音质一定也不好。
尤其 ...

不懂装懂。
THD 是功放。甚至音频的参考数据 。任何一个厂家的，任何一个音频器材。必须 标注 THD 数字 。

THD 并不代表等级。但没有 THD 数据 的一定为山寨产品。并且 THD 必须 是测试曲线。而不是单一数字 。随便标个数字 的商家。可以称为骗子。

THD 并不是固定数值。一般用线条表示 。如果在不方便用线条表示 的产品中。比如不能完全画出曲线的某些小商品，比如耳机。则用THD 加频率，加功率标识 。

如果是网上介绍 产品。则一般会提供曲线图。只写数字 的。可以直接理解 为骗子。

jingship

ACDC2017 发表于 2019-2-10 22:02
这些失真均属静态指标，静态指标很好的系统不见得音质就好，但如果静态指标不好的，音质一定也不好。
尤其 ...

1)始终不明白什么是推力
2)音乐输出,功率不大,但电压不低,故,同等功率变压器下,会有两种设计方案:一种是高电压,如用到35+35伏变压系,以日系多,听起来觉得功率大,但实测正弦波只有50w,一种是低电压,如用27+27v变压器,从欧系多,听起来功率低些,但实测正弦波有70w,说明书好看

jingship

简单就一句话:输入一个一定频率(如1k)的纯正弦波下,在输出率滤去(或叫减去)这个频率(1k)的正弦波,净下就是失真(THD+N)

火星计划2009

音响的一个失真指标被忽略了，他就是：瞬态互调失真

wfllsw0

看了各位大师的高见后，我觉得楼主没什么心情写下去了