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失真

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失真(英语:distortion)指的是指一个物体影像声音波形或其他资讯形式其原本形状(或其他特征)的改变现象。失真往往是不希望出现的情况。但在某些领域,失真是很有魅力的,例如电吉他(常借由音箱效果器刻意制造一种强烈的声音)。在录音带真空管中,轻微的失真现象在某些情况是悦耳的。这些多余的噪音或其他外来的信号(嗡嗡声、干扰)不被当成失真,虽然这些扭曲的影响有些时候被认为是噪音。

电子信号

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一个波形与它的不同失真版本

电信信号处理方面,无噪系统能以传递函数来表示,例如输出可作为输入的方程式如下:

当传递函数只包含一个完美的增益常数A及完美延迟T

这个输出是未失真的。失真发生时的传递函数F比这个复杂许多。如果F是一个线性函数,例如一个滤波器它的增益和或延迟随频率而改变,那么这个信号将遭受线性失真。线性失真将不会改变正弦函数信号的形状,但通常会改变多音信号。图表显示当信号(由方波及随后的正弦波组成)经过各种失真函数的行为。

谐波失真

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在音频系统中借由量测输入纯正弦波至系统中所产生的谐波(泛音)的测量非线性带来的失真度,不过互调失真也或许会被测量到。谐波失真可以解释为个别成分的强度,以dB或是以均方根为单位。总谐波失真以百分比为单位。谐波失真的程度不容易听出来。相较来说在总谐波失真完全相同的情况下其他不同类别的失真(例如交越失真与截波)之间就比较容易被听出差异。在射频应用中谐波失真通常不代表总谐波失真。

幅度失真

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幅度的失真主要分为截止失真和饱和失真,两者也有可能同时出现[1]

饱和失真

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金属氧化物半导体场效晶体管为例,放大器输出太靠近三极管区且输出摆幅太大,而导致输出正半周部分被截掉。[2]

截止失真

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金属氧化物半导体场效晶体管为例,放大器输出太靠近截止区且输出摆幅太大,而导致输出负半周部分被截掉。[2]

频率响应失真

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意指在非平坦的频率响应中的不同频率的幅度响应,就好像信号通过滤波器一般的看待。举例来说,在交流交连式串接型放大器中,非单一频率响应曲线就是一种频率失真。在音频的例子里,频率失真源自于房间的声学模型、不好的扬声器以及麦克风、过长的扬声器导线加上与扬声器的频率相关的阻抗问题等等。

相位失真

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这一种类的失真大部分源自于抗性分量,例如容抗或感抗。也就是说,输入信号的个别成分并未被放大成一致的相移,导致输出的信号成分中相位不一致。

参考条目

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注释

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参考文献

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  1. ^ 放大器的输出波形失真分析. 北京交通大学网络课件. [2010-12-26] (中文(简体)). [永久失效链接]
  2. ^ 2.0 2.1 《模拟电子技术》 放大电路失真现象研究. www.weidianyuedu.com. [2022-03-26].