总谐波失真(THD)的定义

谐波失真是指输出信号比输入信号多出的谐波成分。谐波失真是系统不是完全线性造成的。所有附加谐波电平之和称为总谐波失真。总谐波失真与频率有关。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。

中文名

总谐波失真

外文名

Total Harmonic Distortion(THD)

所属学科

物理

所属领域

电学

术语解释

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总谐波失真表明功放工作时，由于电路不可避免的振荡或其他谐振产生的二次，三次

总谐波失真与噪声测试

谐波与实际输入信号叠加，在输出端输出的信号就不单纯是与输入信号完全相同的成分，而是包括了谐波成分的信号，这些多余出来的谐波成分与实际输入信号的对比，用百分比来表示就称为总谐波失真。一般来说，总谐波失真在1000赫兹附近最小，所以大部分功放表明总谐波失真是用1000赫兹信号做测试，但有些更严格的厂家也提供20－20000赫兹范围内的总谐波失真数据。总谐波失真在1%以下，一般耳朵分辨不出来，超过10%就可以明显听出失真的成分。这个总谐波失真的数值越小，音色就更加纯净。一般产品的总谐波失真都小于1%@1kHz，但这个数值越小，表明产品的品质越高。

计算公式

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关于THD的计算公式，不同标准的定义略有不同。

公式一

《GBT--17626.7-2008电磁兼容 试验和测量技术 供电系统及所连设备谐波、谐间波的测量和测量仪器导则》中，对THD的定义如下：

符号G表示谐波分量的有效值，它将按要求在表示电流时被I代替，在表示电压时被U代替，H的值在与限制有关的每一个标准中给出。按照上述定义，THD不包含间谐波，并且，有一固定的谐波上限。[1] 

公式二

《GB/T12668.2-2002调速电气传动系统 一般要求 低压交流变频电气传动系统额定值的规定》对THD定义如下：

上式中，Q为总有效值，Q1为基波有效值，可代表电压或电流，按照上述定义，THD包含间谐波和直流分量。[2] 

解析

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原因

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

总谐波失真

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。

备注

一些产品说明书的总谐波失真表示为THD<0.5%，1W，这样看来总谐波失真较小，但只是在输出功率为1W的总谐波失真，这与标准要求的测量条件下得到的总谐波失真是不同的。因此，评价MP3的总谐波失真指标时应注明是在什么条件下测得的。

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。