失真度测量仪

测量非线性失真系数的电子仪器

失真度测量仪是测量非线性失真系数的电子仪器。

概述

英文名称：Distortion

失真有多种：谐波失真、互调失真、相位失真等等。我们平常所说的失真度的技术术语为总谐波失真，英文为：Total Harmonic Distortion，简称THD。一般在多媒体音箱的功放电路上，THD的指标是指在fo=1KHz正弦波输入，功率在1/2额定输出功率时的总谐波失真，这个指标我们可以很容易地做到0.5%以下。但是，当音量开大，功放的功率达接近额定功率时，THD会开始急剧增加，这主要是由于电源功率的限制，使功放输出出现了削波现象，也就是我们所说的削波失真，这个时候它是THD中的最主要成分。

谐波失真是由放大器的非线性引起的，失真的结果是使放大器输出产生了原信号中没有的谐波分量，使声音失去了原有的音色，严重时声音会发破、刺耳。多媒体音箱的谐波失真在标称额定功率时的失真度均为10%，要求较高的一般应该在1%以下。谐波失真还有奇、偶次之分，人们通过试验和分析发现：奇次谐波使人烦躁不爱听，而少量的偶次谐波则能使音色更好听。

放大器的失真度定义

失真度是用一个未经放大器放大前的信号与经过放大器放大后的信号作比较，被放大过的信号与原信号之比的差别，我们称之为失真度。其单位为百分比。

定义

目前测量失真度的原理分为两类：基波剔除法和频谱分析法。一般模拟式的失真度测量仪都采用基波剔除法，通过具有频率选择性的无源网络（如：谐振电桥，文式电桥，双T陷波网络等）抑制基波，由总电压有效值和抑制基波后的谐振电压有效值计算出失真度。第二类失真度测量采用频谱分析法，通过计算出各次谐波的大小来计算失真度。此类测量方法测量的最小频率是2Hz；测量方法可以分为模拟法和数字化方法。

基本原理

失真度测量仪大多是采用基波抑制法，其基本原理是先测出被测信号（包括基波在内）的总电压U，再将被测信号经过基波抑制电路除去其基波分量，得出各次谐波的总电压Ux。将两次测出的读数相比，即得出非线性系数（Ux/U），这种测量方法叫做基波抑制法。失真度测试仪就是利用这种原理构成的，可以直接读出非线性失真系数（或称失真度）。

分类

失真度测量仪按照结构和性能的不同，可分为：

①普通失真度测量仪。频率范围为20Hz～20kHz，测量范围为0．1%～100%，测量准确度为±10%。

②精密失真度测量仪。频率范围为2Hz～200kHz，测量范围为0．01%～100%，测量准确度为±5%．由于采用示波管作为平衡指示器，因此可观察谐波的波形。

③自动失真度测量仪。采用自动平衡和数字显示的结构，频率范围为1Hz～110kHz，测量范围为0．003%～100%，测量准确度为±2%。它尚可测量频率、电压和电平。

④互调失真度测量仪。一种基于双音法测量非线性失真度的电子仪器。因为在电声系统中，输入信号不是单一的音频，所以当系统中存在非线性失真时，输出信号的波形中除了谐波分量外，还有各种组合频率。双音法的测量频率，可在3、5、7、10、15、20kHz高端频率和40、50、70、100、200、300Hz低端频率两者之间任意组合。测量范围为0．1%～100%，测量准确度为±10%。

音箱的失真度定义

音箱的失真度定义与放大器的失真度基本相同，不同的是放大器输入的是电信号，输出的还是电信号，而音箱输入的是电信号，输出的则是声波信号。所以音箱的失真度是指电声信号转换的失真。声波的失真允许范围是10%内，一般人耳对5%以内的失真不敏感。大家最好不要购买失真度大于5%的音箱。

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