[分析测量] 非线性失真之总谐波失真(THD)测试

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发表于 2019-2-11 21:08 | 显示全部楼层
wsy888wsy 发表于 2019-2-11 20:41
并管不行,小提琴口型大,粗声粗气的。

重点 是咱们没有名机那样优秀的大管。 可用线性曲线多的。

如果是对台湾隔海广播并管是有用的,家用只能是负面的。

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大神1981 发表于 2019-2-11 15:37
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 ...

这些与我无关,也不归我管。

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发表于 2019-2-11 21:30 | 显示全部楼层
超低失真之梦 发表于 2019-2-11 20:26
按照你这标准,那么国都606 可仍垃圾桶了,   国都失真0.014%   失真还是靠重度反馈得到的,  方 ...

误差前馈方法只能是理论上的,实际上是做不出来的。

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wsy888wsy 发表于 2019-2-11 20:16
瞬态失真:低频爆发的时候,声音会胡成一片。

这个指标对器材要求非常高,包括:

看来这功放是放音乐的,而不是放音频。

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发表于 2019-2-11 21:38 | 显示全部楼层
无语密码 发表于 2019-2-11 21:31
看来这功放是放音乐的,而不是放音频。



DIY自然要自己设计自己搞,才好玩嘛

功放和前级不同,他是声电转换的末端,只看性能。

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发表于 2019-2-11 21:38 | 显示全部楼层
楼主可能被吓着了,都不敢发实测帖了

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发表于 2019-2-11 21:39 | 显示全部楼层
ACDC2017 发表于 2019-2-11 21:30
误差前馈方法只能是理论上的,实际上是做不出来的。



设计师的水平绝对一流,可惜“误差”二字害了他。

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发表于 2019-2-11 21:40 | 显示全部楼层
超低失真之梦 发表于 2019-2-11 20:57
你这个 我也可以做到, 只是要精调静态电流,还要保持不变,有些麻烦,稳定那是更稳定的毕竟无大环路的优 ...



没有反馈一般做不到的,你贴张图我看看。

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发表于 2019-2-11 23:11 | 显示全部楼层
jingship 发表于 2019-2-11 20:01
简单的,懂少少电脑的,用Rmaa软件,网上下载,完全不懂电脑的,参考http://bbs.hifidiy.net/forum.php?m ...

我知有 RMAA 软件 ... 是否配专用的 Sound card ..? 贵吗 ? ... 一般的 Sound blaster card 或是 built-in sound audio 的 , 能否代用吗 ? 精度...是否需要定期调校呀(校正) ?

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发表于 2019-2-11 23:29 | 显示全部楼层
martymak 发表于 2019-2-11 23:11
我知有 RMAA 软件 ... 是否配专用的 Sound card ..? 贵吗 ? ... 一般的 Sound blaster card 或是 built-i ...

基本上任何双进双出两声卡都可以,台式机板载声卡也行,精度只取决于声卡,没什么效正的,先自环路测下声卡本身做参照就行,有测怎样都好过无测

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 楼主| 发表于 2019-2-11 23:40 | 显示全部楼层
二、THD、THD+N、SINAD、SNR、ENOB、NL、SFDR的定义

THD、THD+N、SINAD、SNR、ENOB的定义有不同的变种,这里只给出其中比较常见的定义。测量这些参数时,通常采用信号发生器向被测设备发出超低失真的单频正弦波,同时采集从被测设备返回来的信号,然后通过快速傅里叶变换(FFT)将测得的信号功率分解为基波功率、各次谐波失真功率和噪声功率三大部分,如果有直流分量存在,通常滤掉而不用于计算,最后按这些参数的定义公式进行计算。


1、总谐波失真THD(Total Harmonic Distortion)的定义
总谐波失真THD是描述放大器、数模/模数转换器、传感器、能换器、供电等设备和系统的常见参数之一。它通常定义为各谐波功率之和与基波功率的比值的开方,以百分比表示:

Fig4-1.png


其中,Vi为第i次谐波的RMS幅度,V1为基波的RMS幅度,N为计算THD所用到的最高次谐波的次数。


如果以dB表示则:THDdB = 20log10(THD)。比如THD=0.0001%,则THDdB = -120 dB,总谐波失真只是对谐波失真的总体描述,它并不区分削顶失真、交越失真,也不区分各次谐波的相对比重。在描述一个系统的THD值时,还必须指明该THD值是在什么情况下测得的,包括测试信号(基波)的频率、计算所用到的最高次谐波的次数或计算的频率范围、测试信号的幅度等。

2、总谐波失真+噪声THD+N(Total Harmonic Distortion Plus Noise)的定义
总谐波失真+噪声THD+N通常定义为各谐波功率及噪声功率之和与信号总功率的比值的开方,以百分比表示:

Fig4-2.png

其中,Vtotal为信号(包括基波、各次谐波和噪声)的总RMS幅度,V1为基波的RMS幅度。

如果以dB表示则:(THD+N)dB = 20log10(THD+N)。比如THD+N = 0.0001%,则(THD+N)dB = -120 dB。在描述一个系统的THD+N值时,还必须指明该THD+N值是在什么情况下测得的,包括测试信号(基波)的频率、谐波和噪声计算的频率范围、信号的幅度、以及对噪声和失真是否按听感进行了加权(A、B、C、ITU-R 468)等。

3、信纳比SINAD(Signal to Nosie and Distortion Ratio)的定义
信纳比SINAD通常定义为信号总功率与各次谐波功率及噪声功率之和的比值的开方,以dB表示为:

Fig4-3.png

其中,Vtotal为信号(包括基波、各次谐波和噪声)的总RMS幅度,V1为基波的RMS幅度。

4、信噪比SNR(Signal to Nosie Ratio)的定义
信噪比SNR通常定义为信号基波功率与噪声功率的比值的开方,以dB表示为:

Fig4-4.png

其中,Vtotal为信号(包括基波、各次谐波和噪声)的总RMS幅度,Vi为第i次谐波的RMS幅度(包括基波),N为计算所用到的最高次谐波的次数。
5、有效位数ENOB (EffectiveNumber of Bits)
有效位数ENOB可直接由SINAD按下式推出:ENOB= (SINAD-1.76 dB) / 6.02。注意此式是在满程情况下测试的。如果被测的ADCDAC的测试信号低于满程,则SINADENOB会偏小,可通过将上式算得的结果再加上20log10(满程幅度/信号幅度)/6.02来推得满程的ENOB。

6、噪声电平NL(Noise Level)
噪声电平在这里定义为总的噪声的RMS幅度。

7、无寄生动态范围SFDR(Spurious Free Dynamic Range
无寄生动态范围SFDR定义为第一个谱峰与第二个谱峰的功率比的开方,用dB表示。注意:第二谱峰不一定与基波构成谐波关系。

上述的总谐波失真THD等参数的计算式不算复杂,采用数字信号分析的方法貌似很容易,但要测准却不像表面上看起来的那么容易,涉及到多个参数的选择以及为什么要这样选择的问题,一个参数不对,全盘皆错。这包括测试信号频率的选择、采样频率的选择、采样位数的选择、采样长度的选择、FFT点数的选择、窗函数的选择、测量带宽的选择等。下面就THD失真测量中可能遇到的各种问题进行说明。

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本帖最后由 martymak 于 2019-2-11 23:42 编辑
jingship 发表于 2019-2-11 20:01
简单的,懂少少电脑的,用Rmaa软件,网上下载,完全不懂电脑的,参考http://bbs.hifidiy.net/forum.php?m ...


你这个方法是否检测 功放的 THD+N ... 我未见过 , 不过意识是 : 用一[功放1]的放大白躁音源 , 作另一[功放2]的讯源 , 然後用万用表的交流档 ,量 A & B 点 ...
这个量度方法 ... uncertainties 多的是 : [功放1]的误差 , 万用表的误差 ... 等等

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发表于 2019-2-11 23:46 | 显示全部楼层
jingship 发表于 2019-2-11 23:29
基本上任何双进双出两声卡都可以,台式机板载声卡也行,精度只取决于声卡,没什么效正的,先自环路测下声 ...

做任何测试 , 应对仪器有基本慨念 ... calibration 校正.
做出来的数据 误差是可依的

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发表于 2019-2-12 01:28 来自手机端 | 显示全部楼层
本帖最后由 jingship 于 2019-2-12 09:01 编辑
martymak  2019-2-11 23:40
  THD+N ... δ ,  : [1] , [ ...


原理很简单,理论上的功放,你输入什么,输出就什么,只有放大,只要将输出哀减到同输入电平一致,两者相减,应为0,
如不为0,差值就是失真部份--这失真理论上包括所有了噪音和失真了,用于自已调试对比足够了

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本帖最后由 jingship 于 2019-2-12 09:16 编辑
martymak 发表于 2019-2-11 23:46
做任何测试 , 应对仪器有基本慨念 ... calibration 校正.
做出来的数据 误差是可依的


你分不清校正意义,标准目的只用于统一,如果不对外比较,沒什么意义,什么失真之类只是一个百分比,校不校正只会影响测量条件,如频率,测量电压等,rmaa频频取决于电脑时钟,电压你可用毫伏表测量,diy不是做产品,同时横向对比好坏不需考虑校正,相信你手上的万用表,卡尺等全部都没较正

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发表于 2019-2-12 09:52 | 显示全部楼层
wsy888wsy 发表于 2019-2-11 21:40
没有反馈一般做不到的,你贴张图我看看。

我以前听坛里说无大环反馈如何好时候研究的,是处于好奇,因对静态电流要求太严了,有没发现无大环反馈到底有啥优势,对无大环没啥兴趣,随后有改成大环的了,今天去找当时那个已经完全改了,木有了。  我是凭记忆说的,确切的说应该是无高频大环路反馈,中低频是带环的。

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jingship 发表于 2019-2-12 01:28
原理很简单,理论上的功放,你输入什么,输出就什么,只有放大,只要将输出哀减到同输入电平一致,两者相减, ...

你这个方法比较简單, 是可行的, 适合 一般diyer ....
可是白躁音的来源, 有否网上找到怎样自己做一个 ?
比用一正弦波做测量 ... 哦,没有失真仪就不能 , 或是没有示波器就不能观察你的功放表现...
[正弦波] , [三角波] ,甚至[方波]都可以 用来量你的功放特性 : THD , slew rate , damping factor , Bandwidth
相信比用 white noise 更胜

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本帖最后由 martymak 于 2019-2-12 10:27 编辑
jingship 发表于 2019-2-12 09:12
你分不清校正意义,标准目的只用于统一,如果不对外比较,沒什么意义,什么失真之类只是一个百分比,校不校 ...


校正是一个基本慨念 ...
如果不用对比 , 你自己自娱的 , 绝对没有问题的...

一般示波器的用家 , 都知怎样校正探头的 ....
万用表都可以 , 一个标准的电池 AA/AAA (1.xx?, 只要被人定期确定一下电压, 标记读数, 就可以做标准) , 一个电阻 100 , 1 k , 10k , 100k , 1M ...等等 ... 也可以自己验正手上的电表
.... 数字万用表的可靠性高 , 一般一年一次验正 (也可以两年一次)

如果真正要"校正" ... 有报告的 , 费用不平宜啊


>>>> 不好意思 , 离题了

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martymak 发表于 2019-2-12 09:59
你这个方法比较简單, 是可行的, 适合 一般diyer ....
可是白躁音的来源, 有否网上找到怎样自己做一个 ? ...

这是以前无RMAA的方法了,以前模拟失真仪很贵,故找这些土办法,白噪音怎样都行,网上找煲机软件,用来煲耳机或音箱的,白噪音频率分量的功率是均匀的,耳仔容易接受,什么频率都有,至于示波器,我觉得用来维修更实际些

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本帖最后由 martymak 于 2019-2-12 10:34 编辑
jingship 发表于 2019-2-12 10:26
这是以前无RMAA的方法了,以前模拟失真仪很贵,故找这些土办法,白噪音怎样都行,网上找煲机软件,用来煲耳机 ...


我一直以为 RMAA 的测量要配专用的 sound card !
如果不用 , 可以试一试啊

> 补充一点 , 高性能的数字示波器己经可以量"失真" ,"slew rate" ... 或许更多
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