ความเพี้ยนฮาร์มอนิกรวม (THD) คืออะไร?

ลองสแกนอุปกรณ์เสียงในคู่มือแล้วคุณจะพบข้อกำหนดที่เรียกว่า Total Harmonic Distortion (ตัวย่อว่า THD) ข้อมูลจำเพาะนี้มีอยู่ในลำโพง หูฟัง เครื่องเล่นมีเดีย/MP3 แอมพลิฟายเออร์ ปรีแอมพลิฟายเออร์ เครื่องรับ และอื่นๆ ความเพี้ยนฮาร์มอนิกรวมเป็นสิ่งสำคัญในการพิจารณาอุปกรณ์ แต่จะถึงจุดหนึ่งเท่านั้น

ความเพี้ยนฮาร์มอนิกรวมคืออะไร?

ข้อมูลจำเพาะสำหรับความผิดเพี้ยนฮาร์มอนิกรวมจะเปรียบเทียบอินพุตและเอาต์พุตของสัญญาณเสียง โดยวัดความแตกต่างในระยะเป็นเปอร์เซ็นต์ ดังนั้น คุณอาจเห็นค่า THD ที่แสดงเป็น 0.02 เปอร์เซ็นต์ โดยมีเงื่อนไขความถี่ที่ระบุและแรงดันไฟฟ้าเทียบเท่าในวงเล็บ (เช่น 1 kHz 1 Vrms)

การคำนวณความเพี้ยนฮาร์มอนิกรวมต้องใช้คณิตศาสตร์เล็กน้อย อย่างไรก็ตาม สิ่งที่คุณต้องเข้าใจก็คือ เปอร์เซ็นต์แสดงถึงความบิดเบี้ยวฮาร์มอนิกหรือการเบี่ยงเบนของสัญญาณเอาท์พุต เปอร์เซ็นต์ที่ต่ำกว่าจะดีกว่า

สัญญาณเอาท์พุตเป็นการทำซ้ำและไม่เคยคัดลอกอินพุตที่สมบูรณ์แบบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีส่วนประกอบหลายชิ้นที่เกี่ยวข้องกับระบบเสียง เมื่อเปรียบเทียบสัญญาณทั้งสองบนกราฟ คุณอาจสังเกตเห็นความแตกต่างเล็กน้อย

ความถี่พื้นฐานเทียบกับความถี่ฮาร์มอนิก

ดนตรีประกอบด้วยความถี่พื้นฐานและความถี่ฮาร์มอนิก การผสมผสานระหว่างความถี่พื้นฐานและความถี่ฮาร์มอนิกทำให้เครื่องดนตรีมีเสียงต่ำที่เป็นเอกลักษณ์ และช่วยให้หูของมนุษย์แยกแยะระหว่างความถี่เหล่านั้นได้

ตัวอย่างเช่น ไวโอลินที่เล่นโน้ต A ตรงกลางจะสร้างความถี่พื้นฐานที่ 440 Hz ในขณะเดียวกันก็สร้างฮาร์โมนิก (ความถี่พื้นฐานหลายเท่า) ที่ 880 Hz, 1220 Hz, 1760 Hz และอื่นๆ เชลโลที่เล่นเสียงกลางเดียวกัน โน้ตกับไวโอลินยังคงให้เสียงเหมือนเชลโลเนื่องจากมีความถี่พื้นฐานและความถี่ฮาร์มอนิกเฉพาะ

เหตุใดความเพี้ยนฮาร์มอนิกรวมจึงมีความสำคัญ (หรือไม่)

เมื่อค่าความเพี้ยนฮาร์มอนิกรวมเพิ่มขึ้นผ่านจุดหนึ่งแล้ว ความแม่นยำของเสียงจะลดลง สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเมื่อมีการสร้างความถี่ฮาร์มอนิกที่ไม่ต้องการ (ซึ่งไม่มีอยู่ในสัญญาณอินพุตดั้งเดิม) และเพิ่มเข้าไปในเอาต์พุต

ตัวอย่างเช่น ค่า THD 0.1 เปอร์เซ็นต์จะหมายความว่า 0.1 เปอร์เซ็นต์ของสัญญาณเอาท์พุตเป็นเท็จและมีการบิดเบือนที่ไม่พึงประสงค์ การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ดังกล่าวอาจนำไปสู่ประสบการณ์ที่เครื่องดนตรีฟังดูไม่เป็นธรรมชาติ

อย่างไรก็ตาม ในกรณีส่วนใหญ่ ความบิดเบือนฮาร์มอนิกรวมนั้นแทบจะมองไม่เห็น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อผู้ผลิตสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีข้อกำหนด THD ซึ่งเป็นเศษส่วนเพียงเล็กน้อยของเปอร์เซ็นต์ หากคุณไม่สามารถได้ยินความแตกต่างครึ่งเปอร์เซ็นต์อย่างสม่ำเสมอ คุณก็ไม่น่าจะสังเกตเห็นระดับ THD ที่ 0.001 เปอร์เซ็นต์ (ซึ่งการวัดอย่างแม่นยำอาจเป็นเรื่องยาก)

นอกจากนี้ ข้อกำหนดสำหรับ Total Harmonic Distortion ยังเป็นค่าเฉลี่ยอีกด้วย มันไม่ได้คำนึงว่าฮาร์โมนิคลำดับคู่และลำดับต่ำกว่านั้นยากสำหรับมนุษย์ที่จะได้ยินมากกว่าฮาร์โมนิกที่มีลำดับคี่และสูงกว่าอย่างไร ดังนั้นการแต่งเพลงจึงมีบทบาทเล็กๆ น้อยๆ เช่นกัน

คุณเห็นคนไลค์บน Instagram ได้อย่างไร how

ทุกส่วนประกอบจะเพิ่มความผิดเพี้ยนในระดับหนึ่ง ดังนั้นจึงควรประเมินตัวเลขเพื่อรักษาความบริสุทธิ์ของเอาต์พุตเสียงอย่างรอบคอบ อย่างไรก็ตาม เปอร์เซ็นต์ของความเพี้ยนฮาร์มอนิกรวมนั้นไม่สำคัญเท่ากับข้อกำหนดเมื่อมองภาพรวม โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากค่าส่วนใหญ่มักจะน้อยกว่า 0.005 เปอร์เซ็นต์

ความแตกต่างเล็กๆ น้อยๆ ใน THD จากส่วนประกอบยี่ห้อหนึ่งไปอีกยี่ห้อหนึ่งมักจะไม่มีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับการพิจารณาอื่นๆ เช่น แหล่งกำเนิดเสียงที่มีคุณภาพ เสียงในห้อง และการเลือกลำโพงที่เหมาะสม

• THD เท่าไหร่ที่ยอมรับได้?

  ตราบใดที่ THD น้อยกว่าหนึ่งเปอร์เซ็นต์ ผู้ฟังส่วนใหญ่จะไม่ได้ยินเสียงผิดเพี้ยนใดๆ อย่างไรก็ตาม นักดนตรีและนักออดิโอไฟล์บางคนอาจสังเกตเห็นความบิดเบือนในระดับนั้น

• อะไรทำให้เกิด THD สูง?

  THD สูงเป็นการบ่งบอกถึงปัญหาทางไฟฟ้ากับอุปกรณ์เครื่องเสียง THD จำนวนเล็กน้อยเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ แต่ไม่ควรสังเกตหากสายไฟและส่วนประกอบทั้งหมดทำงานอย่างถูกต้อง

• ฉันจะคำนวณ THD ได้อย่างไร

  ใช้เครื่องวิเคราะห์ THD เพื่อทำให้กระบวนการเป็นอัตโนมัติ ในการหาค่า THD เครื่องวิเคราะห์จะแบ่งอัตราส่วนของแรงดันรากเฉลี่ยกำลังสอง (RMS) ที่เท่ากันของความถี่ฮาร์มอนิกทั้งหมดด้วยแรงดัน RMS ของความถี่พื้นฐาน

• Intermodulation Distortion คืออะไร?

  Intermodulation Distortion (IMD) คือการวัดความถี่ที่ไม่ฮาร์มอนิกที่เพิ่มให้กับสัญญาณอินพุต เช่นเดียวกับ THD IMD จะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของสัญญาณเอาท์พุตทั้งหมด และตัวเลขที่ต่ำกว่าหมายถึงประสิทธิภาพที่ดีขึ้น