ความผิดเพี้ยนของฮาร์มอนิกทั้งหมด (THD) คืออะไร?

สแกนคู่มือสำหรับอุปกรณ์เสียงและคุณน่าจะพบข้อกำหนดที่เรียกว่า Total Harmonic Distortion (ย่อมาจาก THD) สเปกนี้พบในลำโพง, หูฟัง, เครื่องเล่นมีเดีย/MP3, แอมพลิฟายเออร์ พรีแอมป์ รีซีฟเวอร์, และอื่น ๆ. ความผิดเพี้ยนของฮาร์มอนิกทั้งหมดมีความสำคัญเมื่อพิจารณาถึงอุปกรณ์ แต่เฉพาะในบางจุดเท่านั้น

ความผิดเพี้ยนของฮาร์มอนิกทั้งหมดคืออะไร?

ข้อมูลจำเพาะสำหรับ Total Harmonic Distortion จะเปรียบเทียบอินพุตและเอาต์พุตของสัญญาณเสียง โดยมีความแตกต่างในขั้นตอนที่วัดเป็นเปอร์เซ็นต์ ดังนั้น คุณอาจเห็น THD แสดงเป็น 0.02 เปอร์เซ็นต์โดยมีเงื่อนไขของความถี่ที่ระบุและแรงดันไฟฟ้าที่เท่ากันในวงเล็บ (เช่น 1 kHz 1 Vrms)

มีการใช้คณิตศาสตร์เล็กน้อยในการคำนวณความเพี้ยนรวมของฮาร์โมนิก ถึงกระนั้น สิ่งที่คุณต้องเข้าใจก็คือ เปอร์เซ็นต์แสดงถึงความเพี้ยนหรือความเบี่ยงเบนของสัญญาณเอาท์พุต เปอร์เซ็นต์ที่ต่ำกว่าจะดีกว่า

สัญญาณเอาท์พุตเป็นการทำซ้ำและไม่ใช่การคัดลอกอินพุตที่สมบูรณ์แบบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีส่วนประกอบหลายอย่างเกี่ยวข้องกับระบบเสียง เมื่อเปรียบเทียบสัญญาณทั้งสองบนกราฟ คุณอาจสังเกตเห็นความแตกต่างเล็กน้อย

พื้นฐานเทียบกับ ความถี่ฮาร์มอนิก

ดนตรีประกอบด้วยความถี่พื้นฐานและฮาร์มอนิก การผสมผสานระหว่างความถี่พื้นฐานและความถี่ฮาร์มอนิกทำให้เครื่องดนตรีมีเสียงต่ำที่เป็นเอกลักษณ์ และช่วยให้หูของมนุษย์แยกแยะระหว่างเสียงเหล่านี้ได้

ตัวอย่างเช่น ไวโอลินที่เล่นเสียงกลาง โน้ต A จะสร้างความถี่พื้นฐานที่ 440 Hz ในขณะที่ยัง การสร้างฮาร์โมนิก (ความถี่พื้นฐานหลายเท่า) ที่ 880 Hz, 1220 Hz, 1760 Hz เป็นต้น บน. เชลโลที่เล่นตรงกลางเดียวกัน โน้ตในขณะที่ไวโอลินยังคงฟังดูเหมือนเชลโลเพราะมีความถี่พื้นฐานและฮาร์มอนิกเฉพาะ

เหตุใดการบิดเบือนฮาร์มอนิกทั้งหมด (หรือไม่) เป็นสิ่งสำคัญ

เมื่อความบิดเบี้ยวของ Total Harmonic เพิ่มขึ้นผ่านจุดหนึ่งแล้ว คาดว่าความแม่นยำของเสียงจะลดลง สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อความถี่ฮาร์มอนิกที่ไม่ต้องการ—ซึ่งไม่มีอยู่ในสัญญาณอินพุตดั้งเดิม—ถูกสร้างขึ้นและเพิ่มไปยังเอาต์พุต

ตัวอย่างเช่น THD ที่ 0.1 เปอร์เซ็นต์จะหมายความว่า 0.1 เปอร์เซ็นต์ของสัญญาณเอาต์พุตเป็นเท็จและมีการบิดเบือนที่ไม่ต้องการ การเปลี่ยนแปลงอย่างร้ายแรงดังกล่าวอาจนำไปสู่ประสบการณ์ที่เครื่องดนตรีฟังดูไม่เป็นธรรมชาติ

อย่างไรก็ตาม ในกรณีส่วนใหญ่ Total Harmonic Distortion แทบจะสังเกตไม่เห็น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อผู้ผลิตสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีข้อกำหนด THD ซึ่งเป็นเศษส่วนเล็กๆ ของเปอร์เซ็นต์ หากคุณไม่ได้ยินความแตกต่างครึ่งเปอร์เซ็นต์อย่างสม่ำเสมอ คุณจะไม่สังเกตเห็นระดับ THD ที่ 0.001 เปอร์เซ็นต์ (ซึ่งอาจเป็นเรื่องยากที่จะวัดได้อย่างแม่นยำ)

นอกจากนี้ ข้อมูลจำเพาะสำหรับ Total Harmonic Distortion ยังเป็นค่าเฉลี่ย ไม่ได้คำนึงถึงว่าฮาร์โมนิกระดับคู่และระดับล่างนั้นยากสำหรับมนุษย์ที่จะได้ยินมากกว่าฮาร์โมนิกที่มีลำดับสูงกว่าและคี่ ดังนั้นการแต่งเพลงก็มีบทบาทเล็กน้อยเช่นกัน

ทุกองค์ประกอบจะเพิ่มระดับของความผิดเพี้ยน ดังนั้นการประเมินตัวเลขเพื่อรักษาความบริสุทธิ์ของเอาต์พุตเสียงจึงควรระมัดระวัง อย่างไรก็ตาม เปอร์เซ็นต์ของค่าความเพี้ยนรวมทั้งหมดไม่สำคัญเท่ากับข้อกำหนดเมื่อดูภาพรวม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เนื่องจากค่าส่วนใหญ่มักจะน้อยกว่า 0.005 เปอร์เซ็นต์

ความแตกต่างเล็กน้อยใน THD จากส่วนประกอบยี่ห้อหนึ่งไปอีกยี่ห้อหนึ่งมักจะไม่มีนัยสำคัญถัดจากข้อควรพิจารณาอื่นๆ เช่น แหล่งกำเนิดเสียงที่มีคุณภาพ อะคูสติกในห้อง และ การเลือกลำโพงที่เหมาะสม.