THD是Total Harminic Distortion的缩写,中文名称为总谐波失真。它描述了非线性电路产生的谐波对原始信号失真的程度。在电源系统设计、音频工程、射频工程等领域应用广泛。
THD定义为整个信号中所有谐波的平方和再除以基波的平方,并取对数后的负数。
THD的计算需要先测量出基波和谐波的幅值,然后进行比较。常见的测量方式有频谱分析仪、示波器、数字多用表等。理论上,THD只考虑到第二次谐波、第三次谐波以及高于基波的谐波。但实际中,由于噪声和不确定性,THD计算时也会考虑到低于基波的谐波。
THD计算的公式为:
在电源系统设计中,THD可以用来衡量交流电源失真的程度。交流电源中存在的谐波会影响电子设备的正常工作,引起各种问题。通过测量THD,可以判断交流电源的质量,并采取相应措施降低THD,提高电源的质量。
在音频领域中,THD是评价音质的重要指标。合格的音频设备应该有较低的THD值,才能保证音频信号的真实性,避免失真、杂音以及带来的听感不良等问题。
在射频领域中,THD是评价无线电性能的重要指标。无线系统中,存在大量的谐波会影响无线电信号的传输效果,降低通信质量。通过测量THD,可以评价无线电的传输效果,并采取措施降低THD,提高通信质量。
降低THD需要从两个方面入手:设计阶段和应用阶段。
在设计阶段,可采用优化电路、降低谐波产生的方法,如采用滤波器、使用高性能元器件等。
在应用阶段,可采用降噪滤波器、信号处理器等方法,来降低THD值。
THD降低的方法取决于应用领域和具体需求,并且不同的方法也会影响到系统的性能和成本。