音頻失真的基礎(chǔ)知識和測量

時間：2016-03-17作者：恩緹艾音頻設(shè)備技術(shù)(蘇州)有限公司瀏覽：140

	
		
	


	“失真”是音頻組件的一個重要特性，它經(jīng)常被列在揚聲器，功放和其它音頻聲學設(shè)備的技術(shù)指標中?？刹恍业氖?，這個術(shù)語經(jīng)常被錯誤使用，且許多重要的附加信息也常常被忽略。本文中我們將幫您理清這個概念以及他們的測量方法和正確用法。

首先，并非所有失真都是壞的且難以被接受。某些失真可能是有意制造的，如電子管功放神奇的“軟失真”。不同于晶體管放大器，真空電子管放大器失真主要是和基頻有密切聯(lián)系的偶次諧波失真。這樣產(chǎn)生的聲音非常能取悅?cè)硕?

	
		另一方面，當需要錄制語音或者音樂并想盡可能原汁原味將其再現(xiàn)時，失真就不受歡迎了。下面要討論的就是對這類失真的分類和測量。 

線性與非線性失真 

線性失真指的是在振幅或相位上有變化但不會增加新頻率的失真。

而當有新的頻率分量被激發(fā)時的失真是非線性失真。非線性失真才是人們通常說的“失真”。 


 原始信號        線性失真信號        非線性失真信號 
	
	
		諧波失真與非諧波失真 

非線性失真又進一步被分為諧波失真和非諧波失真。諧波失真中基頻的所有整數(shù)倍頻率都被考慮進來。這就是被稱為 THD （總諧波失真）的經(jīng)典失真測量。在某些特殊應(yīng)用中，會考慮一些特定諧波的數(shù)量。 

非諧波失真是那些頻率不是基頻倍數(shù)的失真，也就是 IMD （互調(diào)失真）的情況。
	
	
		
	
	
		諧波失真頻譜
	

	
		


	
THD 和 IMD 

可以測量 THD 的設(shè)備很多且使用簡單。但這些設(shè)備的一個主要缺點就是頻率范圍很窄，當測量高頻信號時，諧波失真就會**出量程。要測得精確結(jié)果，您就需要較寬頻率范圍的測試系統(tǒng)或者測量 IMD。 

測量 IMD 時，一般使用兩個或多個獨立頻率和振幅的純音作為測試信號。非線性失真將產(chǎn)生這些輸入頻率倍數(shù)的總和與差異。失真將在整個分析頻段上分布。 

測量與計算方法 

失真基本都用信號失真比來表示。結(jié)果一般使用百分比（%）或分貝（dB）表達。信號既可以通過音頻（電路）也可以通過聲學（聲音）輸入。 

常用的 THD 計算方法有兩種。THD IEEE，主要在美國使用，計算失真和基頻比。而基于 IEC 方法的 THD 測量則廣泛使用在美國以外的幾乎所有地區(qū)，它計算的是失真與原始信號和失真之和的比率。在早先的測量系統(tǒng)中，信號噪聲常常被加在失真中，產(chǎn)生了 THD+N 值（N 代表噪聲）。在任何情況下，分析帶寬都必須標明，因為這對測量結(jié)果有顯著影響。 

IMD 測量有三種主要方法。MOD 方法，依據(jù) IEC60268/3 標準，使用兩個可選頻率和振幅的信號。測量二階至五階諧波的互調(diào)分量。DFD（差頻失真）和 CCIF 方法有些類似，區(qū)別是兩者頻率非常接近且具有相同的振幅。DIM（動態(tài)互調(diào)失真）方法，經(jīng)常用在功放測試中，引入了額外的方波信號和調(diào)制頻率。 



	
		
	
	
		DFD（差頻失真）頻譜
	

	
		
	
	
		

	
選哪個測量儀器？ 

簡易的測量系統(tǒng)中失真測量幾乎只能測 THD+N。要進行多通道和較復(fù)雜的分析，類似 FX100 音頻分析儀這樣具有寬頻帶和快速信號處理能力的現(xiàn)代測量系統(tǒng)就有必要了。通過 FX-Control 計算機軟件，所有相關(guān)類型的失真都能依據(jù)標準方法，快速，可靠，輕松的測量。


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