傳統意義上的“失真度”是指照片，圖片和現實的差距過大，就如我們看到的婚紗照、藝術照、個性照片等；另外一方面是指處理過的聲音與原聲之間的差別。
信號系統中的“失真度”定義為全部諧波能量與基波能量之比的平方根值。失真有多種：諧波失真、互調失真、相位失真等等。我們通常所說的失真度的技術術語為總諧波失真，英文為：Total Harmonic Distortion，簡稱THD。一般在多媒體音箱的功放電路上，THD的指標是指在fo=1KHz正弦波輸入，功率在1/2額定輸出功率時的總諧波失真，這個指標我們可以很容易地做到0.5%以下。但是，當音量開大，功放的功率達接近額定功率時，THD會開始急劇增加，這主要是由於電源功率的限制，使功放輸出出現了削波現象，也就是我們所說的削波失真，這個時候它是THD中的最主要成分。
基本介紹
- 中文名：失真度
- 外文名：Total Harmonic Distortion
- 簡稱：THD
- 所屬學科：通信技術
概述,失真的分類,諧波失真,互調失真,瞬態失真,失真度的測量方法,1.基波抑制法,2.諧波分析,3.模擬法,4.數位化方法,失真度的控制技術,EIDC技術核心,EIDC技術特點,
概述
諧波失真是由放大器的非線性引起的，失真的結果是使放大器輸出產生了原信號中沒有的諧波分量，使聲音失去了原有的音色，嚴重時聲音會發破、刺耳。多媒體音箱的諧波失真在標稱額定功率時的失真度均為10%，要求較高的一般應該在1%以下。諧波失真還有奇、偶次之分，人們通過試驗和分析發現：奇次諧波使人煩躁不愛聽，而少量的偶次諧波則能使音色更好聽。
定義
失真度是用一個未經放大器放大前的信號與經過放大器放大後的信號作比較，被放大過的信號與原信號之比的差別，我們稱之為失真度。其單位為百分比。
音箱的失真度定義與放大器的失真度基本相同，不同的是放大器輸入的是電信號，輸出的還是電信號，而音箱輸入的是電信號，輸出的則是聲波信號。所以音箱的失真度是指電聲信號轉換的失真。聲波的失真允許範圍是10%內，一般人耳對5%以內的失真不敏感。
失真的分類
諧波失真
諧波失真是指聲音回放中增加了原信號沒有的高次諧波成分而導致的失真。
失真度
失真度互調失真
互調失真影響到的主要是聲音的音調方面。
瞬態失真
瞬態失真是因為揚聲器具有一定的慣性質量存在，盆體的震動無法跟上瞬間變化的電信號的震動而導致的原信號與回放音色之間存在的差異。它在音箱與揚聲器系統中則是更為重要的，直接影響到音質音色的還原程度的，所以這項指標與音箱的品質密切相關。這項常以百分數表示，數值越小表示失真度越小。普通多媒體音箱的失真度以小於0.5%為宜，而通常低音炮的失真度普遍較大，小於5%就可以接受了。
失真度的測量方法
1.基波抑制法
首先，當開關S接向1的位置，用電壓表測出被測信號電壓的總有效值。然後將S開關接到2的位置，即接入基波抑制電路，將基波信號濾除，再用電壓表測出除基波外的全部諧波電壓的總有效值。基波抑制電路通常採用具有頻率選擇性的無源網路，例如：諧振電橋、文氏電橋、T型電橋等，也可以用截止頻率高於基波頻率而低於二次諧波頻率的無源高通濾波器。
基波抑制法是一種間接測量法，無法直接測量出失真定義值。在這裡，應著重強調的是：由於基波抑制法不能單獨測量出基波電壓的有效值。所以，其失真度定義值公式也就不能夠直接套用於失真示值結果的誤差處理過程中。換句話說，採用基波抑制原理測量失真不能夠直接測出失真定義值。基波抑制法實際上是一種間接測量法，但直接刻度成失真度Kx值，它和諧波分析法相比，具有結構簡單，操作方便，不需要計算便可直接讀出10%以下失真度值（電壓表直接按失真度刻度）等特點，因而在低頻頻段得到了廣泛的套用，失真度測量儀就是根據這一測量原理而設計製造的。
基波抑制法2.諧波分析
頻譜分析儀是利用掃頻原理，把基波和各次諧波頻率分量，以譜線的方式顯示在頻譜儀的螢光屏上，從而實現失真度的測量。
諧波分析法
諧波分析法頻譜分析儀有掃頻和非掃頻方式，但以掃頻方式套用最為廣泛。頻譜儀由外差接收機和示波器組成，接收機的本振頻率由掃描電壓控制，以實現掃頻測量。掃描電壓同時加到示波器的水平偏轉板上，於是在示波管螢光屏上便顯示出被測信號的各分量的譜線幅值，由此測出基波和各次諧波的大小。
諧波分析法可以根據不同頻段選用測量設備，在低頻段可選用波形分析儀或選頻電壓表，在高頻段可採用測量接收機或頻譜分析儀，因此，這種方法可以實現寬頻範圍內的失真度測量。
但這種方法操作計算複雜，所以在低頻段一般不採用此種方法測量失真度。另外用諧波分析法測量失真度的下限受測量設備自身的失真度及動態範圍的限制，如採用測量接收機，一般測量的最小失真度在0.1%左右；採用動態範圍為80dB的頻譜分析儀一般可測到0.01%左右。
3.模擬法
模擬法是只指測量中直接套用模擬電路對信號處理測量失真度的方法。基於模擬法的失真度測量儀由於前級電路有源器件的非線形，因此對小信號的測量不夠準確。模擬法又可分為基波抑制法和諧波分析法。基波抑制法的失真度測量儀採用基波抑制原理，通過具有頻率選擇性的無源網路抑制基波，由總的電壓有效值和抑制基波後的諧波電壓有效值計算出失真度。基波抑制法構成的失真測量儀可以解決的頻率的範圍為1Hz~1MHz，但測量準確度為5%~30%，因此本實驗中不採用該種方法；諧波分析法的失真度測量中，用了頻譜分析儀和波形分析儀檢測信號中的基波和各次諧波的電壓，獲得基波和各次諧波的電壓並帶，從而計算出失真度。
4.數位化方法
失真度的控制技術
E.I.D.C.的英文全稱是Edifier Intelligent Distortion Control，即Edifier智慧型失真度控制系統，已在中國、美國等多個國家申請專利。EIDC採用單片微處理器對功率輸出進行失真度的採集、計算，自動控制放大器的增益，以實現對不同音源的高低電平輸入兼容，避免硬體損壞。
漫步者移動系列M3(國外型號為MP300)是第一款採用EIDC技術的產品，EIDC在她身上是看得著，聽得見的技術。您可以這樣試驗一下，把音效卡的輸出調到最大，播放一些力度比較強勁的樂曲，然後把M3的音量按到最大（看電源指示燈變成快速閃爍），這個時候聲音可能會變得很嘈雜，即有明顯失真出現。請保持注視指示燈，您就可以發現指示燈會有若干次閃爍，這就是EIDC根據失真度自動控制音箱的增益。指示燈每閃爍一下，說明音箱增益作一次調整。一會兒，音箱的聲音變得不嘈雜了，基本上聽不出有明顯的失真。
EIDC技術核心
對失真度進行檢測採集；
採用單片微型中央處理器（MCU）和軟體編程中的最佳化算法進行參數的計算；
MCU來控制調整放大器的增益。
EIDC在多媒體音箱中套用框圖
EIDC技術特點
EIDC技術採用的是對失真度等參數的檢測採集，以失真度作為調節控制的依據，這個不同於常規的電壓負反饋電路、電流負反饋電路採用的是輸出的電壓或電流值。由於揚聲器是感性負載，加上複雜頻率變化的瞬時音樂信號，採用輸出電壓或電流很難反映出放大器實際輸出功率、失真度和溫度特性。而EIDC採用失真度來作為智慧型控制，以保證輸出的音質質量，避免功率放大器和揚聲器系統的損壞。
EIDC採用單片微型中央處理器（MCU）和軟體編程中的最佳化算法進行參數的計算。由於採用的MCU編程，可以使用最佳化的軟體算法來實現失真度的採集，代替了昂貴複雜的硬體電路及其繁雜的硬體調試工作，控制算法中的參數也可以靈活調整。對於不同等級的產品，還可以對軟體算法作適當修訂。
