谐波失真的原理 谐波失真的原理是什么

谐波失真的原理？

谐波失真：指原有频率的各种倍频的有害干扰。放大1kHZ的频率信号时会产生2kHZ的2次谐波和3kHZ及许多更高次的谐波，理论上此数值越小，失真度越低。

由于放大器不够理想，输出的信号除了包含放大了的输入成分之外，还新添了一些原信号的2倍、3倍、4倍……甚至更高倍的频率成分（谐波），致使输出波形走样。这种因谐波引起的失真叫做谐波失真。

延伸阅读

什么是音响失真率？

　　失真是指音响系统对音源信号进行重放后，使原音源信号的某些部分(波形、频率等等)发生了变化。

音响调到大音量带来的失真会使高音刺耳、中音不清、低音浑浊，失真属于噪音的一种。　　谐波失真：所谓谐波失真是指音响系统重放后的声音比原有信号源多出许多额外的谐波成分。此额外的谐波成分信号是信号源频率的倍频或分频，它是由负反馈网络或放大器的非线性特性引起的。高保真音响系统的谐波失真应小于1%。　　互调失真：互调失真也是一种非线性失真，它是两个以上的频率分量按一定比例混合，各个频率信号之间互相调制，通过放音设备后产生新增加的非线性信号，该信号包括各个信号之间的和及差的信号。

thd是什么文件？

THD

总谐波失真，英文全称Total Harmonic Distortion，简称THD。在解释总谐波失真之前，我们先来了解一下何为谐波失真。

谐波失真是指音箱在工作过程中，由于会产生谐振现象而导致音箱重放声音时出现失真。尽管音箱中只有基频信号才是声音的原始信号，但由于不可避免地会出现谐振现象（在原始声波的基础上生成二次、三次甚至多次谐波），这样在声音信号中不再只有基频信号，而是还包括由谐波及其倍频成分，这些倍频信号将导致音箱放音时产生失真。对于普通音箱允许一定谐波信号成分存在，但必须是以对声音基频信号输出不产生大的影响为前提条件。

而总谐波失真是指用信号源输入时，输出信号（谐波及其倍频成分）比输入信号多出的额外谐波成分，通常用百分数来表示。一般说来，1000Hz频率处的总谐波失真最小，因此不少产品均以该频率的失真作为它的指标。所以测试总谐波失真时，是发出1000Hz的声音来检测，这一个值越小越好。

注：一些产品说明书的总谐波失真表示为THD

THD(total harmonic distortion，总谐波失真)：是声音设备产生的(通常是不受欢迎的)谐波的水平。一般来说，高质量设备的THD值很低(低于0.002%)，但也有例外。很多电子管设备的THD非常高，但晶体管设备必须具有较低的THD，因为它们多余的谐波会使声音听起来很不舒服。

影响扬声器谐波失真的因素？

从事过喇叭行业的人都知道有喇叭失真这个概念，但具体失真是什么意思，失真必须控制在什么范围，失真起因于什么，如何避免失真，恐怕知道的人并不是很多。今天我为大家一一解释一下。

　　喇叭失真亦称高调波歪率。从喇叭辐射出去的声音，理应只有所加信号的重现，但实际上辐射出来的声音中除基频信号声外，还有其它频率的声音出现，使声音听起来有异常的感觉，这种现象叫失真。

　　失真率一定要定量的音压输出作比较才能正确，但则以不超过5%为准。失真主要起因于：1.驱动力（磁束分布不平的电流变形，输入超过额定输入功率）。2.支持部分（弹波与振动板的凸缘部分）。3.振动板活塞运动与分割运动等三个重要原因。

　　喇叭失真包括： 1.非线性失真又包括谐波失真和互调失真。2.瞬态失真。

　　A、谐波失真：一般由扬声器磁场不均匀及振动板系统的非线性畸变引起。通常在低频时产生，因为低频时振幅大，音圈纸盆、弹波等容易产生非直线性畸变。

　　在喇叭的磁回间隙内，不仅是只有铁片厚度对应处存在环形磁场，事实上在外部同样有磁场存在，只是磁力线没有发那么密而已，因此磁场不是匀强磁场，存在着不均匀性，故线圈在间隙内运动进，所感受的磁场不均匀，而会引起一定的失真。

　　B、互调失真：是两种不同频率的信号，同时加入到喇叭上时，互相调制而引起的，互调失真会造成音调上的失真，当互调失真较大时，会使合唱拍手等重放音质显著变坏。

　　C 、瞬态失真：这是由于扬声器的振动系统跟不上快速度变化的电信号而引起的输出波形失真。 这种失真与频率响应曲线的平滑程度有关。在振动板的每个共振点（相当于频响曲线的峰谷处），这种失真更为严重。

　　众所周知，功放的输出功率一定要大于喇叭的输出功率，否则不但会影响声音效果，而且会加速功放的损坏。选择的喇叭阻抗比功放的输出阻抗高时，将影响放大器的输出功率；而当喇叭的阻抗过低时，如低于4欧姆以下，使用的功率放大器与额定的输出功率又不相匹配，这种情况下失真将增大。

　　使用的功率放大器与额定的输出功率又不相匹配，扬声器阻抗越低，失真越大，失真将会很大。如果喇叭的阻抗符合要求，额定功率又比功放的额定功率稍小，失真就相对小，喇叭的声音质量就好。

功放失真原因有哪些？

导致功放失真的原因是：

1、谐波失真：这种失真是由电路中的非线性元件引起的，信号通过这些元件后，产生了新的频率分量（谐波），这些新的频率分量对原信号形成干扰，这种失真的特点是输入信号的波形与输出信号波形形状不一致，即波形发生了畸变。

2、互调失真：两种或多种不同频率的信号通过放大器或扬声器后产生差拍与构成新的频率分量，这种失真通常都是由电路中的有源器件（如晶体管、电子管）产生的。失真的大小与输出功率有关，由于新产生的这些频率分量与原信号没有相似性，因此较少的互调失真也很容易被人耳觉察到。

3、瞬态失真：瞬态失真是现代声学的一个重要指标，它反映了功放电路对瞬态跃变信号的保持跟踪能力，故又称瞬态反应。这种失真使音乐缺少层次或透明度。

系统中产生谐波失真的原因是什么？

电网谐波来自于3个方面：

一是发电源质量不高产生谐波： 发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称，铁心也很难做到绝对均匀一致和其他一些原因，发电源多少也会产生一些谐波，但一般来说很少。

二是输配电系统产生谐波： 输配电系统中主要是电力变压器产生谐波，由于变压器铁心的饱和，磁化曲线的非线性，加上设计变压器时考虑经济性，其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上，这样就使得磁化电流呈尖顶波形，因而含有奇次谐波。

它的大小与磁路的结构形式、铁心的饱和程度有关。

铁心的饱和程度越高，变压器工作点偏离线性越远，谐波电流也就越大，其中3次谐波电流可达额定电流0.5%。

三是用电设备产生的谐波： 晶闸管整流设备。由于晶闸管整流在电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等许多方面得到了越来越广泛的应用，给电网造成了大量的谐波。我们知道，晶闸管整流装置采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，显然在留下部分中含有大量的谐波。

如果整流装置为单相整流电路，在接感性负载时则含有奇次谐波电流，其中3次谐波的含量可达基波的30%；接容性负载时则含有奇次谐波电压，其谐波含量随电容值的增大而增大。

如果整流装置为三相全控桥6脉整流器，变压器原边及供电线路含有5次及以上奇次谐波电流；如果是12脉冲整流器，也还有11次及以上奇次谐波电流。

经统计表明：由整流装置产生的谐波占所有谐波的近40%，这是最大的谐波源。 变频装置。

变频装置常用于风机、水泵、电梯等设备中，由于采用了相位控制，谐波成份很复杂，除含有整数次谐波外，还含有分数次谐波，这类装置的功率一般较大，随着变频调速的发展，对电网造成的谐波也越来越多。

电弧炉、电石炉。

由于加热原料时电炉的三相电极很难同时接触到高低不平的炉料，使得燃烧不稳定，引起三相负荷不平衡，产生谐波电流，经变压器的三角形连接线圈而注入电网。

其中主要是2 7次的谐波，平均可达基波的8% 20%，最大可达45%。

气体放电类电光源。

荧光灯、高压汞灯、高压钠灯与金属卤化物灯等属于气体放电类电光源。

分析与测量这类电光源的伏安特性，可知其非线性十分严重，有的还含有负的伏安特性，它们会给电网造成奇次谐波电流。 家用电器。

电视机、录像机、计算机、调光灯具、调温炊具等，因具有调压整流装置，会产生较深的奇次谐波。

在洗衣机、电风扇、空调器等有绕组的设备中，因不平衡电流的变化也能使波形改变。

这些家用电器虽然功率较小，但数量巨大，也是谐波的主要来源之一。

谐波失真的指标什么？

指音频信号源通过功率放大器时，由于非线性元件所引起的输出信号比输入信号多出的额外谐波成分。谐波失真是由于系统不是完全线性造成的，我们用新增加总谐波成份的均方根与原来信号有效值的百分比来表示。例如，一个放大器在输出10V的1000Hz时又加上 Lv的2000Hz，这时就有10％的二次谐波失真。所有附加谐波电平之和称为总谐波失真。一般说来，1000Hz频率处的总谐波失真最小，因此不少产品均以该频率的失真作为它的指标。但总谐波失真与频率有关，因此美国联邦贸易委员会于1974年规定，总谐波失真必须在20～20000Hz的全音频范围内测出，而且放大器的最大功率必须在负载为8欧扬声器、总谐波失真小于1％条件下测定。国际电工委员会规定的总谐波失真的最低要求为：前级放大器为0.5％，合并放大器小于等于0.7％，但实际上都可做到0.1％以下：FM立体声调谐器小于等于1.5％，实际上可做到0.5％以下；激光唱机更可做到0.01％以下。 由于测量失真度的现行方法是单一的正弦波，不能反映出放大器的全貌。实际的音乐信号是各种速率不同的复合波，其中包括速率转换、瞬态响应等动态指标。故高质量的放大器有时还注明互调失真、瞬态失真、瞬态互调失真等参数。 (l)互调失真(IMD)：将互调失真仪输出的125Hz与lkHz的简谐信号合成波，按4：1的幅值输入到被测量的放大器中，从额定负载上测出互调失真系数。 (2)瞬态失真(TIM)：将方波信号输入到放大器后，其输出波形包络的保持能力来表达。如放大器的转换速率不够，则方波信号即会产生变形，而产生瞬态失真。主要反映在快速的音乐突变信号中，如打击乐器、钢琴、木琴等，如瞬态失真大，则清脆的乐音将变得含混不清。 (3)瞬态互调失真：将3.15kHz的方波信号与15kHz的正弦波信号按峰值振幅比4：1混合，经放大器后，新增加全部互调失真的产物有效值与原来正弦振幅的百分比。如放大器采用深度大回环负反馈，瞬态互调失真一般较大，具体反映出声音呆滞、生硬、无临场感；反之，则声音圆滑、细腻、自然。 资料来源—长沙非常城市论坛

什么是总谐波失真(THD)？

总谐波失真计算方法：谐波电流畸变：I（THD）=（根号（各次谐波的电流和的平方））/基波电流　　总谐波失真是指用信号源输入时，输出信号（谐波及其倍频成分）比输入信号多出的额外谐波成分，通常用百分数来表示。一般说来，1000Hz频率处的总谐波失真最小，因此不少产品均以该频率的失真作为它的指标。所以测试总谐波失真时，是发出1000Hz的声音来检测，这一个值越小越好。　　总谐波失真（THD）：其定义方式为输入单一频率的余弦信号，输出的各次谐波总有效值和基波功率有效值之比的平方跟。THD的大小是功率放大器非常重要的指标，所谓高保真功率放大器，谐波失真在一般都在1%以内。

什么是谐波失真系数？

音频谐波失真系数是指当设备的输入端加上规定信号时，在发射机的输出端的二次和更高次谐波成分的总有效值对整个信号的有效值之比，通常以百分数表示.

谐波失真是由于系统不是完全线性造成的。在音频应用中，通常表示为一个百分比，在通信应用中，则通常表示为dB。其测量方式是，将一个频谱纯净的正弦波应用于一个放大器，并用一个频谱分析仪观察放大器的输出。