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。