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放大器的THD是什么

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sinasun|  楼主 | 2023-4-16 18:51 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
在音响产品中,都会标注THD=10%的时候对应的功率,这个参数是表征音箱的什么性能呢?市场上买的5块钱耳机和1000块耳机有没有区别呢?要理解这些区别,就得去看懂提高的参数,就是THD。在做音响功放的硬件工程是在开发阶段,应该都有这个测试图片。也都会定义功率P=1W的时候,THD不能超过多少。最大功率输出的时候,THD又不不能超过多少。
THD一般就是指总谐波失真。 谐波失真是指输出信号比输入信号多出的谐波成分。谐波失真是系统不完全线性造成的。下面是按照GBT--17626.7-2008公式定义测量谐波失真THD
对于音响功放产品,输入是低幅值的数字或者模拟的音频信号,经过放大器后,输出就是高幅值的音频信号。对于一个放大器系统,输入信号进入后,再到输出,就会很有多高次谐波,谐波的来源有很多,有电源系统的开关分量谐波,有晶体管的高频噪声谐波,有电机负载的高频谐波等等。对于高保真的音乐,输出信号要原汁原味的保持输入信号的所有信息,那么经过放大器的转换过程,就不能有任何信息的丢失。如果放大器造成输出丢失输入信号的频率信息或者增加不该有的频率信号,也就是输出谐波增加了。在高保真的音响市场,用户对音乐的要求很高,就是高音甜、中音准、低音沉。也就是在人耳能听到的20KHz范围,要能输出高音清晰 中音通透 低音震撼。设置有些更高级的功放,会把音乐的通频带达到40KHz,就是为了满足更多的市场需求。
那么为什么放大器电路就会造成失真了,这是因为只要不是理想的放大器电路,就会有非线性特性,造成输出信号失真。比如最基础的放大器:基于晶体管设计的放大器电路,静态工作点的设计,对输出信号失真起着至关重要的作用。一般静态工作点Q的选择,会放在曲线的中间位置,处于最大的线性区,就可以降低非线性失真。
      但是下面的三极管放大电路,放大倍数Av=R1/R4,输出信号是放大8倍输出。从仿真可以看出,这个放大器基本是完美的,输出信号幅值接近是80mV,和设计的放大倍数一致。
但是如果将电路输入信号的幅值增加,就会造成失真度的增加。将输入信号增加到1V,输出信号出现削波的现象,这就是由于过大的输入信号,造成放大器的工作点变化,放大器的特性也发生了变化。进而延申到复杂的音响功放产品,全频段的输入信号,更高的输出功率,更高的功率产生更高的热量,都会导致输出信号失真,此时用AP音频分析仪测量的THD就很差,基本都在20%以上,自然用户听到的音乐没有那么美妙。但实际上,耳机市场质量参差不齐。并不存在完美音质的耳机。只需要挑取适合自己的就行,毕竟THD=0.1%THD=0.01%的耳机,在大部分耳朵里是听不出什么区别的,除非是那种专业的音乐人士。

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