失真度 ( THD + N )
英文全名为” Total Harmonic Distortion + Noise ”,一般都缩写为THD + N,又称总谐波失真 + 噪声,在 Audio的领域中,是一种电声讯号品质的度量,目的在量测功率放大器,信号输入放大器前与经过放大器后的信号作比较,将放大过的信号与原信号两者讯号的功率比率,THD + N比数值越小,代表失真度越小。
THD + N的定义
以功率放大器为例,信号在通过放大器时,由于非线性元件的影响,工作时电路不可避免的发生振荡,产生了奇次/偶次谐波 (二次谐波 ”2f”,三次谐波 ”3f”,四次谐波”4f”… ”nf” ) 混叠在输出讯号,因此输出的信号就不会单纯是与输入完全相同的成分(f),而是包括了谐波成分的信号(2f,3f,4f…nf),这些多馀出来的谐波成分加上噪声的成分后,与输入信号的比值就是总谐波失真,常以百分数 ( % ) 表示。
Note. f = 输入频率
n = 倍数
音频失真产生的原因
1. 讯号干扰及传输损失:当音讯信号在传输过程中经过杂讯、衰减等影响时,导致音讯信号的品质受损。
2. 电源噪声:当音讯设备使用的电源供应,噪声较大时,导致音讯信号品质受损。
3. 过度增益 : 当音讯信号通过扩大器等设备时,通常功放的额定功率也与谐波失真有一定的关系,过度增益可能会导致非线性失真,导致音讯信号的品质受损。
失真度的测量
失真度依照放大器要驱动的产品不同(如耳机、喇叭),一般量测到可接受的范围会在0.00n%~10% 之间 (n=1~9),而放大器在不同的输出功率时,会有不同的失真度表现,在量测时通常会设定在 1/2 额定输出功率的条件,以下演示,是设备输出针对不同负载阻抗,所量测到失真度的差异。
量测环境
1. Audio Performance Measurement Equipment
2. Audio Headphone Amplifier
3. Power supply (DC 3.3V)
4.Test Load ( 16Ω / 33Ω )
量测结果
1. AMP 输出负载 : 33Ω
输出功率 : 左声道13.96mW,右声道 15.21mW
失真度 : 左声道0.006886%,右声道 0.007207%
2.AMP 输出负载 : 16Ω
输出功率 : 左声道26.88mW,右声道 30.47mW
失真度 : 左声道0.010666%,右声道 0.011632%
量测结果可以看出两者相差约 0.00378%,透过所呈现的差异,可以了解音响设备输出在不同负载时,对于失真度的影响。
评论