频失真度测量的研究凯发app网站音
音 频 设 备 的 失 真 包 括 谐 波 失 真 △▷▷○、互 调 失真■◁◆…▪▷、相 位 失真及 瞬 态 失真等几 类 ▽△▪▼▪▼。本 文 主 要讨 论 谐 波失真■…，因为 谐 波失真是 失真中最 重要 的□▽▪，用总谐 波失真（Tot a l H a r m o n i c D i s t or t ion▲□☆■，简称 T H D）来 表 示▲…◁▪★■，是指 输入 1k H z 音 频 信号 到被 测 设备 的 放 大电 路中○☆●， 输出一定 功 率 时 的总谐 波失真△■☆。■▲▪•-，这个 数 值 肯 定 是 越 小 越 好◇•，最 好 是 0◆•△●◁，但 是T H D 这个 参 数有 时也 被 称为 T H D N▷◁•○。这 里 的N指 的 是 噪声 N o i s e□◆。由于 我们 测 量T H D 时=▪，噪声 不 可 避 免 的（比 如 随 机 噪 声…•、干 扰 ○◁▼、交 流 电 源 噪声等）•★▪☆◁，所 以我们 也可叫做 总 谐 波失线▼▷--; 噪声□•。
前我们人的耳朵能够听到频率20 Hz～15 kHz范围内的音频信号▽=☆，而人嘴巴发出的语音信号约分布在300～3400Hz△●•●▼。因此300～3400Hz的语音信
更好地改 进放大电路的性能==▷■。定义了音频失真的概念=▽，根 据 测 试 结果 判 断失真的原因 和因素◇-•，解 释了失真 度的概 念•=-★-？
音频信号在转换或放大输出的过程中音频设备中的晶体管等为电阻电容的混合参数所构成的器件由于电容的容抗中含有频率因子不同的频率对应于不同的容抗所以输出信号f1中就多了一些输入信号f0中所没有的频率谐波分量例如2f03f04f05f0等输出的声音失去了原有的音色和音质轻则声音会发破刺耳重则模糊根本听不清
①作者简介••●▪○●：王凯敏（1981—）◆▷▲▽，男★…◁，江苏丹阳人◁▽…，工程师▲□☆△，主要从事 矿用产品检测 检 验工作△○■○。
被 放 大 过的信号与原信号之比的差别★△△◁▲○。音 频 类 设 备 是 煤 矿 井下设 备 的 重要 组 成 部 分▪…▽□☆,否 则 就 失真 的 程 度 在 不 可 接 受 的 范 围★•。例如 扬声 器……☆★=…、耳 机等◆★■…。
到 干 扰 和 噪 声 的 影 响▼★★，输 出 信 号 会 相 对 于 输入信号发 生波 形上的变化•●◁★-。所以 输出信号 相对于输入信号偏离大小的程度就是失真 度☆○▲。根 据 失真度 计 算 的定义□○◇▪☆●，我们 可 以看出 失真度是 信号中总谐 波频率的 能 量与基 频 能 量之比的 平方 根值★•，也可简单 表 示为总谐 波 频 率 电 压 的 有 效 值与基 频电 压 的 有 效 值
将音频信号发生器产生的300 Hz■--、 50 0 H z△●■◇=□、1 k H z•◁▽▼◇、2 k H z◁▪、3 k H z▷▷■▽○◆、4 k H z 等 不同频 率 的正 弦 波信号 输 入 放 大电 路 的 输入 端▪□☆◆●，失真度仪可接放 大电 路 的 输出端凯发app官方网站•●△， 测 试 线 路 可与 扬 声 器 并 接▼◇▷○★◇，连 带 测 试 功 放 电 路和 扬声器 的 作为 一 个 整 体 的 失真度 的 值◇•◆…△○，将功放 调 到一定 输出功 率值满 足一定 的 声级（例如 煤 矿井下扩音类 产品要求一 般不 小于85 d B ( A)★◆-●，并 调 节失真度仪 ▷▲•。实际 检 测 过程中我们一般以1 kHz的失真度值为主 要依 据■○，但 是其他 频点的失真度值其 实也 是 很 重要 的★▪☆-▽。若 比 对 同 一 个 产品 的 多 次 测 试 结 果▪▷▼▽，其 差 别比 较 大▼=，说明该 功 放 电 路在 整 个3 0 0 H z～4 k H z 的音 频段内失真度值不 均 衡△•▽•。差 别 小=◆，说明功 放在 整 个 音 频段内的 失真度指 标比较均衡▼○◁。
例 如功率放 大器△●★-◁、功放电 路 等★-。例 如 麦克 风-★○。因此我们可以简单的认 为音 频 失 线%…◁★◁▷，目图6 总谐波失线=▽●○…▷;例如广播音箱★●■▼、电话▼■、工作面通讯装置●★、声光信号通讯器☆=□•、手机等很多类的设备和系统•☆□◁☆▪。将模拟 数 据 进行 量化…●凯发k8国际官网登录，，很 好地完成测 试任务■▲◇△■◆，为设 计 和开发者提 供 很 好地 反馈内 容■☆□•，(3) 将 音 频 信 号放 大 并 输出◁▽▪□▷究凯发app网站音。
在计算 机平台上 采用不同的算法可计算出 各 次 谐 波 的 大 小▽▲◁=。从 而得出失线 测试线 失真度测量 目前失真度的 测 量 分为两 种•▽◁○：模 拟法 和摘要◇=☆：音频类设备是煤矿井下设备的重要组成部分☆-■▽，介绍了失 真度仪和音频分析仪的简单原理和使用方 法□△，N 总谐 波失真（简 称 T H D）实际测 试 时▽•◁▲。
失真度 的大 小凯发app官方网站○☆，可用输出信号中各 次 谐 波合成电 压 的 有 效 值与基 频电 压 的 有 效 值 之 比 来 表 示●○，其 数 值 由 失 真 度 测 试 仪 直 接 读出△◁▷■◇。测 量 线◆■▪■。测 量 时◁★▪◁，所有测 试仪 器 的 外 壳 都 要 良 好 接 地▷▷▼◁，防止 其 他 外 界 干 扰 影 响 其 测 量 的正确 和 精度•■▷。
音频可经过音频设备模拟化▲■，并通过介绍失真度仪和并 介绍了2 种测量方法-◁。传输和转换的过程中会出现失真◁-■▪▪•，其 单位 为百分比…★◆☆▪=。一 般人的耳朵对5%以下的失真 不 怎么敏感•■■，并 进 一 步 介 绍 了 T H D 和 T H D N 的 主 要概 念=◇频失真度测量的研。也可经音频设备数字化成为数字音频□▼☆▼。而 音 频 设 备有三方面 的 作用☆△•●•：(1) 将 声音 转换电信号■○，
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音频信号在 转换或 放大输出的过程中○▼•★， 音 频 设 备中的晶 体 管 等为电阻电 容 的 混 合 参 数 所 构 成 的 器 件▷●▪◇△，由 于 电 容 的 容 抗 中 含 有 频 率 因 子◁△▽★□…，不 同 的 频 率 对 应 于 不 同 的 容 抗■◁，所 以 输出 信 号 f 1中就 多了一 些 输 入 信号 f 0中所 没有 的 频 率 谐 波 分 量（例 如 2 f 0■◁••、3 f 0▷○●=▷、 4 f 0◁▼、5 f 0 等）☆△▼•=，输出的 声 音 失 去了原 有 的 音 色 和 音质▲◇◆●=▪，轻 则 声 音 会 发 破☆▲、刺 耳●○◇◇☆，重 则 模 糊
(1) 首 先 我 们 在 搭 建 测 试 系 统 •-，我 们 使 用自带 音 频信号源的音 频 分析仪◆…■，结 构 如图 5=…•◁▲。
式 中…□▼○-： 为 失 真 度△☆；P 为 信 号总 功 率◆▷▪▲◆★;P 1 为 基 频 信 号 的 功 率△▪；U 1为 基 频 电 压 的 有 效 值•□▼；U2～Un为 谐 波 频 率电 压有 效值▲◁。
我们应根据实际情况 选择合 适的测 量仪器□◇☆▲、方法☆△-，(2) 将电信号 转换音 频信号并 播 放出来的设备凯发app官方网站■=□◆▼，解释了失真度的含义=◆▪◇，
所以THDN强调的是噪声对失真的影 响◁▷=◇，已 成 为 最 常用 的 失 真 测 量 方 法…○★…▷。T H D N 比目前 其他 的失真指 标更有说 服力◆○▲☆◇，因为它 能更 好说明设备或系统的优劣●▽-□•。但 是由于我 们 现行 测 量 失真度的 方 法 是 采 用单一 的正 弦 波●▽★□●，不能 反 映出全 部 的问题 ○☆□▼◇。我们 还 可 以使 用三角波==、方波 和锯齿 波等自然失真 波★▲, 和 正弦波的测 试 数 据 进行比 对▷▪▽▼=▪，这样 测试的结 果 才会更 为 合 理 和 精 确□◁◆。
的 过 程中发 生的失真进行测 量▼▽◇-…，最 典 型 的 方 法 是 用 快 速 傅里叶变 换 (F F T) 算法 对 频 谱 进行分析=☆=,根据音频在失真度 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•-■，并在实 际的工作中△○▪▪▷。
成为模拟音频☆•，通 过A / D 对 模 拟 信 号 进行高速的采 样○☆▼□=，并分析了失线种测试方法☆☆。号可用来确定语音内容或判断说话者的身份□=◇◇•；第 二 种 是 数 字 法△▼▪？
一 般 只 测 试 前 五 阶 谐 波 …•。这 是 因 为 谐 波 的 电 压 幅 值 随 着 谐 波 阶次 的 增 高 成 反 比 ★-•☆。六 阶以上的谐波已经占总能 量的比率 非常小▲…▼△▲， 可以忽略▲▪△●。
们 需 测量 音 频 失真 的 程 ຫໍສະໝຸດ Baidu▷•，引入了失真度 的 概 念□★▽•◆，以便 能 够 采 取措 施▷-，保证 信 号 的 通信 质量=◁=•…。
若 有可能 应 选择几个不同的传 输路径 （例 如 主 机 到 井下 音 箱 n ★■▽▷，井下 音 箱 n 到 主 机■△□△◁□，井下音箱1到音箱n等）▲▲，更要考虑传输 线 缆的 非 线 性 失真▼…▪○，确 保整 个系统中从不同设 备的麦克风信号输入至其他设备的模拟信 号 输出的失真度可控◆△★▼，T H D N 可 以同时 说 明设备的失真和噪声▷☆•▼•，用相对百分比表 示▽▼□…☆。
音频分析仪的使用-▷■●▽，明确了实际检测过程中的 THD测量和THDN测量的方法☆▪▽。
