總諧波簡(jiǎn)介

理想的交流電是純正弦波，但有時(shí)有的設(shè)備會(huì)對(duì)電源干擾等各種干擾，使電源波形出現(xiàn)變形，不再是原來(lái)的純正弦波了，這些干擾波就稱為諧波 。

1、電壓總諧波：電壓波形上攜帶的總雜波。

2、電流總諧波：電流波形上攜帶的總雜波。

音頻信號(hào)源通過(guò)功率放大器時(shí)，由于非線性元件所引起的輸出信號(hào)比輸入信號(hào)多出的額外諧波成分。諧波失真是由于系統(tǒng)不是完全線性造成的，用新增加總諧波成份的均方根與原來(lái)信號(hào)有效值的百分比來(lái)表示。例如，一個(gè)放大器在輸出10V的1000Hz時(shí)又加上 Lv的2000Hz，這時(shí)就有10%的二次諧波失真。所有附加諧波電平之和稱為總諧波失真。一般說(shuō)來(lái)，1000Hz頻率處的總諧波失真最小，因此不少產(chǎn)品均以該頻率的失真作為它的指標(biāo)。但總諧波失真與頻率有關(guān)，因此美國(guó)聯(lián)邦貿(mào)易委員會(huì)于1974年規(guī)定，總諧波失真必須在20～20000Hz的全音頻范圍內(nèi)測(cè)出，而且放大器的最大功率必須在負(fù)載為8歐揚(yáng)聲器、總諧波失真小于1%條件下測(cè)定。國(guó)際電工委員會(huì)規(guī)定的總諧波失真的最低要求為：前級(jí)放大器為0.5%，合并放大器小于等于0.7%，但實(shí)際上都可做到0.1%以下：FM立體聲調(diào)諧器小于等于1.5%，實(shí)際上可做到0.5%以下；激光唱機(jī)更可做到0.01%以下 。

由于測(cè)量失真度的現(xiàn)行方法是單一的正弦波，不能反映出放大器的全貌。實(shí)際的音樂(lè)信號(hào)是各種速率不同的復(fù)合波，其中包括速率轉(zhuǎn)換、瞬態(tài)響應(yīng)等動(dòng)態(tài)指標(biāo)。故高質(zhì)量的放大器有時(shí)還注明互調(diào)失真、瞬態(tài)失真、瞬態(tài)互調(diào)失真等參數(shù)。

(1)互調(diào)失真(IMD)：將互調(diào)失真儀輸出的125Hz與lkHz的簡(jiǎn)諧信號(hào)合成波，按4：1的幅值輸入到被測(cè)量的放大器中，從額定負(fù)載上測(cè)出互調(diào)失真系數(shù)。

(2)瞬態(tài)失真(TIM)：將方波信號(hào)輸入到放大器后，其輸出波形包絡(luò)的保持能力來(lái)表達(dá)。如放大器的轉(zhuǎn)換速率不夠，則方波信號(hào)即會(huì)產(chǎn)生變形，而產(chǎn)生瞬態(tài)失真。主要反映在快速的音樂(lè)突變信號(hào)中，如打擊樂(lè)器、鋼琴、木琴等，如瞬態(tài)失真大，則清脆的樂(lè)音將變得含混不清。

(3)瞬態(tài)互調(diào)失真：將3.15kHz的方波信號(hào)與15kHz的正弦波信號(hào)按峰值振幅比4：1混合，經(jīng)放大器后，新增加全部互調(diào)失真的產(chǎn)物有效值與原來(lái)正弦振幅的百分比。如放大器采用深度大回環(huán)負(fù)反饋，瞬態(tài)互調(diào)失真一般較大，具體反映出聲音呆滯、生硬、無(wú)臨場(chǎng)感；反之，則聲音圓滑、細(xì)膩、自然。

“噪聲”描述的是由放大器產(chǎn)生的隨機(jī)電信號(hào)。諧波是頻率為輸入信號(hào)頻率整數(shù)倍的信號(hào)?？傊C波失真和噪聲技術(shù)規(guī)格通過(guò)比較失真諧波的電平?(V<**>i)?和RMS噪聲電壓?(V<**>n)?與輸入信號(hào)的電平?(Vf)?來(lái)量化這些因素 。

T電流總諧波畸變率是指諧波電流方均根值與基波電流方均根值之比的百分?jǐn)?shù)。諧波電流總畸變THDi=IH/I1*100%;其中IH為諧波電流含量，等于所有次諧波電流的平方和再開(kāi)根號(hào)，I1為基波電流有效值。電流有效值之比。常以百分?jǐn)?shù)表示。電流諧波總畸變率THDi=IH/I1*100%，式中In--第n次諧波電流有效值，I1--基波電流有效值 。

諧波電壓總畸變率THDu=UH/U1*100%;諧波電流總畸變率THDi=IH/I1*100%;其中UH為諧波電壓含量，等于所有次諧波電壓的平方和再開(kāi)根號(hào)，U1為基波電壓有效值。其中IH為諧波電流含量，等于所有次諧波電流的平方和再開(kāi)根號(hào)，I1為基波電流有效值。

諧波畸變率，在電氣工程學(xué)科中表征波形相對(duì)正弦波畸變程度的一個(gè)性能參數(shù)，縮寫為THD（Total Harmonics Distortion）。其定義為全部諧波含量均方根值與基波均方根值之比，用百分?jǐn)?shù)表示。

傅里葉法分析對(duì)總諧波畸變率進(jìn)行分析 。根據(jù)傅立葉分析的理論，任何周期信號(hào)可以視為一系列不同頻率、幅值和相位的正弦信號(hào)的疊加，包括和原始信號(hào)同周期的信號(hào)（基波）和更高頻率的正弦信號(hào)（諧波）。以電壓信號(hào)為例，如基波電壓的有效值為U1，二次諧波電壓的有效值為U2，……，一般地，可以記n次諧波的有效值為Un。

對(duì)于工程應(yīng)用中的實(shí)際信號(hào)，如電網(wǎng)電壓，通常認(rèn)為其基波頻率為50Hz，但是，實(shí)際的電網(wǎng)電壓有低頻波動(dòng)，并非嚴(yán)格的周期信號(hào)，此時(shí)，對(duì)多個(gè)周期的信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，可以得到頻率為基波周期整數(shù)倍的諧波和非整數(shù)倍的間諧波。也就是說(shuō)，電網(wǎng)電壓中既包含諧波，又包含間諧波。

電壓諧波畸變率以各次諧波電壓的均方根值與基波電壓有效值之比的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。

電壓諧波畸變率THDu=UH/U1*100%;式中Un--第n次諧波電壓有效值，U1--基波電壓有效值。