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Was ist totale harmonische Verzerrung (THD)?

Working with Harmonic Distortion – Part 1 (Juli 2025)

Working with Harmonic Distortion – Part 1 (Juli 2025)
Anonim

Durchsuchen Sie ein Handbuch des Herstellers - oder vielleicht sogar die Verkaufsverpackung des Audiogeräts -, und Sie lesen wahrscheinlich eine Spezifikation namens Total Harmonic Distortion (kurz THD). Sie finden diese Liste auf Lautsprechern, Kopfhörern, Medien- / MP3-Playern, Verstärkern, Vorverstärkern, Empfängern und mehr. Grundsätzlich gilt, wenn es sich um die Wiedergabe von Ton und Musik handelt, diese Spezifikation verfügbar sein sollte (sollte). Total Harmonic Distortion ist bei der Betrachtung von Geräten wichtig, jedoch nur bis zu einem bestimmten Punkt.

Was ist totale harmonische Verzerrung?

Die Spezifikation für Total Harmonic Distortion vergleicht Eingangs- und Ausgangs-Audiosignale mit der prozentualen Differenz der Stufen. Es kann daher sein, dass ein THD mit 0,02 Prozent angegeben wird, wobei die Frequenz und die Spannungsäquivalenz in Klammern angegeben sind (z. B. 1 kHz 1 Veff). Für die Berechnung der harmonischen Gesamtverzerrung ist in der Tat etwas Mathematik erforderlich, aber man muss nur verstehen, dass der Prozentsatz die harmonischen Verzerrungen oder Abweichungen des Ausgangssignals darstellt - niedrigere Prozentsätze sind besser. Denken Sie daran, dass ein Ausgangssignal eine Wiedergabe und niemals eine perfekte Kopie der Eingabe ist, insbesondere wenn mehrere Komponenten an einem Audiosystem beteiligt sind. Beim Vergleich der beiden Signale in einer Grafik können Sie die geringfügigen Unterschiede feststellen.

Musik besteht aus fundamentalen und harmonischen Frequenzen. Die Kombination von Grund- und Oberwellenfrequenzen gibt Musikinstrumenten ein einzigartiges Timbre und ermöglicht dem menschlichen Ohr, zwischen diesen zu unterscheiden. Zum Beispiel erzeugt eine Geige, die eine mittlere A-Note spielt, eine Grundfrequenz von 440 Hz, während gleichzeitig Oberwellen (Vielfache der Grundfrequenz) bei 880 Hz, 1220 Hz, 1760 Hz usw. reproduziert werden. Ein Cello, das dieselbe Mitte spielt Eine Note wie die Violine klingt aufgrund ihrer besonderen Grund- und Oberwellenfrequenzen immer noch wie ein Cello.

Warum total harmonische Verzerrung wichtig ist

Sobald die Total Harmonic Distortion einen bestimmten Punkt überschritten hat, können Sie erwarten, dass die Klanggenauigkeit beeinträchtigt wird. Dies geschieht, wenn unerwünschte harmonische Frequenzen, die nicht im ursprünglichen Eingangssignal vorhanden sind, erzeugt und zum Ausgang addiert werden. Ein THD von 0,1 Prozent würde bedeuten, dass 0,1 Prozent des Ausgangssignals falsch sind und unerwünschte Verzerrungen enthalten. Eine solche grobe Änderung kann zu einem Erlebnis führen, bei dem Instrumente unnatürlich klingen und nicht so, wie sie sollen.

In der Realität ist Total Harmonic Distortion jedoch für die meisten menschlichen Ohren kaum wahrnehmbar, zumal die Hersteller Produkte mit THD-Spezifikationen herstellen, die winzige Bruchteile von einem Prozent sind. Wenn Sie nicht ständig einen halben Prozent Unterschied hören können, bemerken Sie nicht sehr wahrscheinlich einen THD-Wert von 0,001 Prozent (der sich auch schwer genau messen lässt). Nicht nur das, aber die Spezifikation für Total Harmonic Distortion ist ein Durchschnittswert, der nicht berücksichtigt, wie die Obertöne von geraden und niedrigeren Ordnungen für Menschen schwerer zu hören sind als deren ungeradzahlige und übergeordnete. Die Musikkomposition spielt also auch eine kleine Rolle.

Jede Komponente fügt eine gewisse Verzerrung hinzu. Daher ist es ratsam, die Anzahl zu bewerten, um die Reinheit der Audioausgabe zu erhalten. Der prozentuale Anteil der harmonischen Verzerrung ist jedoch nicht so wichtig, wenn man das Gesamtbild betrachtet, zumal die meisten Werte oft unter 0,005 Prozent liegen. Die geringen Unterschiede in der THD von einer Marke einer Komponente zur anderen können unbedeutend sein gegenüber anderen Überlegungen, wie zum Beispiel der Qualität von Audioquellen, der Raumakustik und der Auswahl der richtigen Lautsprecher.