大多数声学工程师，虽然每天听到THD和THD N，但一直不明白THD和THD N的异同，即使是一些理解这两个概念的工程师，也很难用简单的语言表达清楚。
最近小花大力气写了这篇文章，从定义、计算公式、听感三个方面帮助大家更好的理解这两个概念。希望能帮到你，也希望喜欢的朋友能帮你转发。
1.1 thd的定义
THD(总谐波失真)指信号的总谐波能量占基波能量的百分比。谐波频率是频率点的频率，是基波的整数倍，如下功率谱图所示：
1.2总谐波失真的原因
让让我们以功率放大器为例。工作时，由于电路不可避免的振荡或其他谐振，产生二次谐波(V2)、三次谐波(V3)和四次谐波(V4)。输出信号不仅仅是与输入信号相同的分量(V1)，而是具有谐波分量的信号(V2、V3、V4)……。这些冗余谐波分量与实际输入信号的比率。
1.3总谐波失真的计算
THD用电压幅值的比例关系表示，谐波能量的幅值TD为：
国际上有IEC和IEEE两种THD计算标准。其实区别只是分母。IEC把基波电能和谐波电能作为分母，IEEE只把基波电能作为分母。
IEC标准，每个谐波幅度与基波加谐波幅度之比
IEEE标准，各次谐波幅度与基波幅度之比。
所以当谐波能量很小时，IEC和IEEE的结果差不多，但当谐波能量很大时，IEC会明显小于IEEE的计算值。
另外，扭曲的顺序也很重要。许多情况下，大于6阶的失真几乎可以忽略不计。所以有些软件默认按照2-5阶计算THD。
下次如果你要和同事或者客户沟通THD指标，为了更严谨，你可以说清楚你的THD是什么标准，THD的哪个顺序。AudioExpert支持选择标准和THD阶数。用户可以根据产品结构特点选择任意顺序进行组合。
2.1总谐波失真的定义
Thn是总谐波失真噪声(THD噪声)
2.2总谐波失真的原因
从THD和噪声两个方面
* THD(上面已经介绍过)
*噪声，来源于设备噪声或干扰噪声。
设备噪声-由设备部件、电路等引起。
噪声-由环境或设备中其他信号的干扰引起。
Thn测量包括所有上述不想要的声音。如果这两项中的任何一项过大，都会反映在THD N中。
2.3 thd n的计算
让让我们以功率放大器为例。首先，向功率放大器发送一个单一频率的正弦信号，并在输出端获得电压幅度V1。此时频谱中会有一些不需要的声音成分(下图底部的噪声，谐波)。
如果我们能在输出信号中加入一个超窄带陷波滤波器，滤除基波频率成分，这样基波信号几乎可以被完全滤除，不需要计算就可以忽略，在输出端可以得到一个电压幅值V2(如下图所示)
此时我们得到的V2和V1的能量比就是测量的THD N参数。
3.THD和THD N听觉感知
看了上面的介绍和公式，如果你还觉得困惑，那这是对的。说明你是个正常人。正常人对公式不敏感，对声音非常敏感。那么，接下来，让让我们试试不同THD和THD N信号带来的听觉感受。(建议带上耳机先调低音量，再根据个人喜好调高音量)
下载链接：http://www.megasig.com/Sequence 01 . mov
第一段是完美的500 Hz信号，其THD和THD N相对较小。功率谱和实时AudioExpert失真测试数据如下图所示。
第2段也是500Hz信号，但其THD更大，即大谐波信号。功率谱和测试数据如下图所示：
第三部分是具有高本底噪声的500Hz信号。功率谱和测试数据如下图所示。噪底能量大于-100dB，我们可以听到明显的噪音。
总和
THD和THD N本质上都是失真，指的是信号在传输过程中相对于原始信号的偏差。如果我们的产品失真了，就会导致我们听到不应该存在的声音。仔细听会发现它的噪底很大，这也可能是当时录音设备限制的THD N指标。
AudioExpert对THD和THD N有完整准确的测试方法，其中THD N的电声信号测试需要的仪器较多。梅格森拥有THD N指数低于-105dB的仪器配置，可以满足几乎所有消费电子产品的电声测试需求。
审计唐子红
标签：THD信号谐波