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什么是信號失真？

時域上測量系統的輸出波形應該與輸入波形精確一致，只是幅值放大，時間延遲，這稱為不失真測量。

通常放大電路的輸入信號是復雜的多頻信號，如果放大電路對信號的不同頻率分量的增益不同，或者相對相移發生變化，就使輸出波形發生失真，前者稱為幅度失真，后者稱為相位失真，如果出現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，簡稱HD。

總諧波失真，英文全稱Total Harmonic Distortion，簡稱THD。

總諧波失真加噪聲，英文全稱Total Harmonic Distortion+Noise，簡稱THD+N。

由于系統內部非線性元件的存在，輸入波形不能100%線性化輸出，會產生失真，諧波失真是關注其諧波成分的一種評估指標。

HD、THD、THD+N究竟有什么區別呢？

HD最直接，指的就是諧波失真，比如在音頻領域，系統輸入為單頻的信號，但是受到非線性器件的影響，音箱的輸出產生了諧波，比如2次諧波、3次諧波等等。當諧波的幅度達到一定值時，就被人耳感覺到，產生非常糟糕的音頻體驗，所以這些諧波的幅度要求要小。

HD很簡單，只關注到目標諧波，比如只關注到3次諧波，其余諧波忽略，就是目標諧波(二階、三階等)的均方根(RMS)值與信號電平均方根值的比值，音頻領域中結果通常為百分比，通信領域中為dB，計算過程如下：

THD關注的是采樣范圍內所有的諧波成分，所以THD比HD多了個T（total），其評估諧波失真更準確，計算過程如下：

THD+N除了關注諧波，也關注噪聲，是所有諧波及噪聲組分在指定帶寬下的和方根值與信號方根值的比值，計算過程如下：

以上只是對單頻信號的諧波進行了評估，然而實際應用中，比如音頻，其播放源不在是單一的頻率信號，而是復雜的音頻信號，含有各種頻率成分，各種頻率信號輸入到系統中，受到非線性的影響，會彼此調制，除了產生諧波外，還會產生新的頻率成分，這種頻率失真也會降低音質體驗。

為了進一步評估系統的失真度，就引入了互調失真的概念，關注信號彼此之間的影響，下一篇文章介紹就互調失真的原理。

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