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什么是信號(hào)失真？
時(shí)域上測(cè)量系統(tǒng)的輸出波形應(yīng)該與輸入波形精確一致，只是幅值放大，時(shí)間延遲，這稱為不失真測(cè)量。
通常放大電路的輸入信號(hào)是復(fù)雜的多頻信號(hào)，如果放大電路對(duì)信號(hào)的不同頻率分量的增益不同，或者相對(duì)相移發(fā)生變化，就使輸出波形發(fā)生失真，前者稱為幅度失真，后者稱為相位失真，如果出現(xiàn)了與輸入不同的頻率成分，則稱為頻率失真。
諧波失真，英文全稱Harmonic Distortion，簡(jiǎn)稱HD。
總諧波失真，英文全稱Total Harmonic Distortion，簡(jiǎn)稱THD。
總諧波失真加噪聲，英文全稱Total Harmonic Distortion+Noise，簡(jiǎn)稱THD+N。
由于系統(tǒng)內(nèi)部非線性元件的存在，輸入波形不能100%線性化輸出，會(huì)產(chǎn)生失真，諧波失真是關(guān)注其諧波成分的一種評(píng)估指標(biāo)。
HD、THD、THD+N究竟有什么區(qū)別呢？
HD最直接，指的就是諧波失真，比如在音頻領(lǐng)域，系統(tǒng)輸入為單頻的信號(hào)，但是受到非線性器件的影響，音箱的輸出產(chǎn)生了諧波，比如2次諧波、3次諧波等等。當(dāng)諧波的幅度達(dá)到一定值時(shí)，就被人耳感覺(jué)到，產(chǎn)生非常糟糕的音頻體驗(yàn)，所以這些諧波的幅度要求要小。
HD很簡(jiǎn)單，只關(guān)注到目標(biāo)諧波，比如只關(guān)注到3次諧波，其余諧波忽略，就是目標(biāo)諧波(二階、三階等)的均方根(RMS)值與信號(hào)電平均方根值的比值，音頻領(lǐng)域中結(jié)果通常為百分比，通信領(lǐng)域中為dB，計(jì)算過(guò)程如下：
THD關(guān)注的是采樣范圍內(nèi)所有的諧波成分，所以THD比HD多了個(gè)T（total），其評(píng)估諧波失真更準(zhǔn)確，計(jì)算過(guò)程如下：
THD+N除了關(guān)注諧波，也關(guān)注噪聲，是所有諧波及噪聲組分在指定帶寬下的和方根值與信號(hào)方根值的比值，計(jì)算過(guò)程如下：
以上只是對(duì)單頻信號(hào)的諧波進(jìn)行了評(píng)估，然而實(shí)際應(yīng)用中，比如音頻，其播放源不在是單一的頻率信號(hào)，而是復(fù)雜的音頻信號(hào)，含有各種頻率成分，各種頻率信號(hào)輸入到系統(tǒng)中，受到非線性的影響，會(huì)彼此調(diào)制，除了產(chǎn)生諧波外，還會(huì)產(chǎn)生新的頻率成分，這種頻率失真也會(huì)降低音質(zhì)體驗(yàn)。
為了進(jìn)一步評(píng)估系統(tǒng)的失真度，就引入了互調(diào)失真的概念，關(guān)注信號(hào)彼此之間的影響，下一篇文章介紹就互調(diào)失真的原理。