電子音頻設備有很多技術指標，其中有一項很重要的指標是總諧波失真加噪聲THD+N。國外一些廠家關於該指標的表述與國內不同，需經過換算成符合國內行業標準的單位。下面簡要地介紹THD,THD+N以及不同表述單位的換算。
1 總諧波失真
總諧波失真對音頻產生主要影響的非線性失真，是相對於輸入信號產生了新的頻率成分導致的。
通常測量非線性失真中的諧波失真， 當用單一正弦波信號進行激勵時（圖1）， 在頻域上的表現除了有基頻成分本身之外，還有基頻的諧波成分的能量出現，這種失真是非線性失真，稱爲諧波失真，如圖2所示。
圖1 諧波失真的測量
圖2 輸出信號的頻率
當用純正弦波信號激勵被測設備時，從輸出信號的頻譜上看，除了有反映輸入信號的基波外，還有基於基波頻率的2次，3次，4次等高次諧波的能量，這些高次諧波在輸入信號中是沒有的，而是由於音頻設備中電子元器件的非線性引起的，這些新的頻率分量導致輸出信號的波形產生了畸變，對音質產生了影響。
總諧波失真（Total Harmonic Distortion）是單獨諧波成分的平方和求開方得到的，用諧波失真度表示，應指明最高次諧波的次數。
THD = （高次諧波的均方根值/基波）x 100%
例如廣播調音臺甲級指標的通頻帶諧波失真應小於0.2%。
2 總諧波失真加噪聲
由於音頻設備始終存在噪聲，採用各種方法只能減小而無法根本消除。 如果某臺音頻設備的總諧波失真滿足國家/行業標準，但噪聲較大，信噪比不達標，其技術指標仍然不能達到要求，因此僅用總諧波失真是不夠的，還應考慮噪聲的影響因素。
目前最常用的失真測量方法是總諧波失真加噪聲（THD+N[noise]）技術。 在音頻設備中，除了電子元器件的非線性導致的諧波失真， 還有器件的噪聲造成的影響，通常用THD+N表示。 THD+N是英文Total Hormonic Distorion + Noise的縮寫，翻譯成“總諧波失真加噪聲”。它是音頻設備的一個重要性能指標。
從輸出信號的頻譜上分析， 除了基波及各次諧波外，還有噪聲的影響。音頻設備噪聲是隨機噪聲，通常用寬帶白噪聲表示，如圖3所示。
圖3 包含寬帶白噪聲的輸出信號頻譜
根據輸出信號的頻譜，可以得到THD+N分析儀的簡化框圖，如圖4所示。
圖4 THD+N分析儀的原理
THD+N分析儀的主要功能模塊是可調諧的餡波器。在工作時，餡波器自動或手動調諧到正弦波的基波頻率上，以便基波被很大衰減； 陷波器在諧波處沒有插入損耗，所以諧波基本上無衰減地通過；寬帶噪聲，交流電源哼聲和任何其他處在陷波器頻率上下的干擾信號也可以無衰減地通過。
濾除了基波成分的頻譜如圖5所示，相對於還原輸入信號的基波來說，其他頻率成分都是不需要的，因此THD+N代表了所有不需要的頻譜分量。
圖5 濾除基波後的輸出信號頻譜
THD+N技術有兩大優點：
1） 從電路實現技術上看，設計一個可以將基波衰減100-120db,而只對諧波產生較少插入損失的陷波器是可以實現的。
2）從測量概念出發，輸出信號中除了純測量信號之外的任何其他成分都會使音質變化。 低的THD+N測量結果不僅說明諧波失真低，而且說明哼聲，干擾信號，以及寬帶白噪聲也比測量值低，因爲THD+N包含失真+噪聲。 所以THD+N比其他的失真測量更能說明音頻設備的指標，用數據說明音頻設備時最有說服力的。
3 THD+N 的不同表述方法與換算
THD+N用相對於信號電平的方法表示的，國內標準用百分比表示，即THD+N佔基波能量的百分比，國外一些音頻設備用兩個絕對的分貝數值表示，需要換算成符合國內標準的表述方式。
例如某型號調音臺的模擬輸出端口THD+N的表述是：
THD+N: < -110dBFS(-30dBFS)
< -110dBFS(-20dBFS, +4dBu)
< -90dBFS(-1dBFS, + 23dBu)
這種表述使用的是絕對數值，將電平統一成dBFS,當輸入-30dBFS時，THD+N小於-110dBFS, 也就是THD+N比基波信號至少低80dB, 根據分貝的定義，換算百分比如下：
20lgA = -110-(-30) = -80 ⇒ A = 0.0001
也就是輸入-30dBFS, THD+N小於-110dBFS,即THD+N是基波的0.0001倍， THD+N = 0.01%。
同理，當輸入-20dBFS, THD+N小於-110dBFS時，THD+N = 0.0025%。
輸入-1dBFS時，THD+N小於-90dBFS時，THD+N = 0.0025%。
4 結束語
THD+N 可以同時說明設備的失真和噪聲，國家行業標準用相對百分比表示，對於某些國外音頻設備，如果表述方法不符合國家行業標準，也可以簡單地換算成相對百分比。
參考文獻： 聲頻測量技術， 北京：中國廣播電視出版社
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柯善譜 2015/6/11 15:11:30
http://www.doc88.com/p-1761985287160.html
柯善譜 2015/6/11 15:23:43
姚工 這文章有圖有說明。 看後 我簡單小結一下總諧波失真， 總諧波失真 我用自己話說 就是 輸出信號 減去 輸入信號 ， 多出來的這些就是失真的諧波信號， 對多出來信號進行分析的一種技術(加THD+N)。
不光光要考慮這些不同頻率的諧波信號 其實多出來的信號還有 白噪聲，干擾等,這些叫做noise， 如何來獲得分析這個輸入到輸出的變化， 因此又叫THD+N技術(硬件上有濾波器實現)， 正因爲THD+N 有這麼多不同的雜質信號，“所以THD+N相對於其他失真測量技術來說 更能說明音頻設備的指標，有說服力”。
姚波 2015/6/11 15:39:28
後面一段對了，前面一段錯了
不是輸出信號減去輸入信號
柯善譜 2015/6/11 15:40:20
噢噢 還有
姚波 2015/6/11 15:40:33
從音箱的測試標準來說
姚波 2015/6/11 15:40:57
1K HZ的正玄波是一個標準的信號
分析THD失真就是分析1KHZ信號的畸變程度
柯善譜 2015/6/11 15:42:30
明白了 減去用詞不當了
姚波 2015/6/11 15:43:06
理想狀態是一個完美的正弦波，那麼就不存在失真
柯善譜 2015/6/11 15:43:32
畸變 恩
姚波 2015/6/11 15:47:23
實際不可能還原爲100%的波形，因爲系統各方面的原因會造成波形變化，這個變化後的波形我們一般可以分解爲一個正弦波和其他的諧波，正弦波是原來的不失真放大的波形，叫做基波，那麼我們把這個基波過濾掉之後(通過算法可以減去這個基波)，那麼剩下的就是諧波了，這些諧波就是失真的部分了，因爲還有噪聲存在，噪聲也可和諧波都算在失真的總和中
姚波 2015/6/11 15:48:55
THD叫諧波失真，NOISE是噪聲，這兩個部分的總和同基波的比例用dB來表示就是叫總諧波失真
柯善譜 2015/6/11 15:50:05
恩恩 總諧波失真 概念上應該理解了 分解分析法：基波+諧波
姚波 2015/6/11 15:50:19
對
姚波 2015/6/11 15:50:47
分解這兩種波有兩種辦法，一種是硬件，一種是軟件
柯善譜 2015/6/11 15:51:55
噢噢
姚波 2015/6/11 15:52:12
軟件我就不知道怎麼去分解了，這個要有一定的數學基礎，硬件就很簡單了，我們一般會做一個陷波濾波器，把1KHZ的信號通過這個濾波器過濾掉，再測試剩下的部分就得到諧波和噪聲了