读了去年11期孙亦玲先生的《胆声奇异现象探源》一文后，感到很困惑。因为文中的观点，和笔者多年来从事电子线路设计所形成的一些基本概念大相庭径，所以提出自己的看法和《胆声》一文作者商榷。
一、电子管的线性比晶体管好吗？
既然作者谈的是非线性失真，我想简单的把这三种器件的情况介绍一下。由于电子管和晶体管的种类繁多，而且电子管一般是工作在高电压小电流状态，晶体管一般是工作在低电压大电流状态。失真又和使用曲线的范围有关，屏极供电为300V的电子管，输出5VP-P值时的失真，肯定比集电极供电为6V的晶体管输出同样幅度时的失真小。所以相互比较一定要在完全相同的外部环境下才有意义。另外失真也和器件的工作点有关，下面是在甲类状态下，分析增益随器件工作电流的变化情况。
1、电子管的失真
电子管的确存在定律，它是在二极电子管中由泊松方程推出的屏流和屏压之间的关系，实际曲线基本上符合它；三极管当栅压作为参变量固定时，则屏流和屏压之间的关系也大致符合它。
三极管的输出电压Vo和输入电压Vi之间的比值为增益A：
A= －Ra×μ/Ri
其中μ为电子管的放大系数，Ra为屏极负载电阻，Ri为电子管的内阻，μ/Ri就是电子管的跨导S 。Ra为定值，所以S随屏流Ia的变化就决定了放大器的线性。S的线性是由控制栅产生的电场的均匀程度而定的,而阴极表面氧化层的平整度、控制栅栅丝的直径及绕法、栅丝和阴极之间的距离等因素都影响电场的均匀程度。
我们常用的都是栅压为负的左特性管。从栅压为零屏流最大，到较负使屏流接近截止的过程中，S一般是由大到小。五极管的增益计算以及跨导S的变化规律与三极管相似。
我们如果在管子的屏压Ua―屏流Ia曲线图上作负载线可以看出，输入正半周时进入大屏流、低屏压区；而输入负半周时进入小屏流高屏压区。而以栅压为参变量的曲线簇之间的距离随着屏流的提高，有逐渐增加的趋势。所以输入正半周时的S较大，负半周则相反，即正负半周的S值不同。我们在设计时，都是把工作点置于线性区的中点。这样在Vi较小时，S值变化不大，Vo 和Vi之间的关系基本是线性的。Vi较大时会出现Vo正负半周幅度不同、宽窄（肥瘦）不同的情况；Vi过大时，会使Vo的正负半周都出现削波而幅度不再增加。试想不同的电子管，其结构不同，曲线的线性好坏差别很大，失真情况怎么可能一样？RCA的6336A和WE-300B都是三极管，屏耗是30～40W，WE-300B推挽不加任何负反馈，输出25W时THD为1％，6336A行吗？还有五极管呢，FU50的屏耗亦是40W，它的失真情况也和300B一样吗？
2、双极晶体管的失真
说双极晶体管的输出―输入是指数关系，这还是第一次听说。作者说的大概是双极晶体管的基极输入电流Ib，随基极输入电压Ub变化曲线在起始部位的关系吧？这关系倒有点接近指数关系。同上，Vo和Vi之间的比值为双极晶体管的增益A：
A=－βRc/（Rs＋hi）
其中β为晶体管的电流放大倍数，Rc为集电极负载电阻，Rs为信号源内阻，hi为基极输入阻抗。
当集电极电流IC从0开始增加时，β增加而hi随之变小，A随之增加。而IC增加到一定值时，β和hi的变化就会减小而进入线性区。在线性区内β和hi的变化都不大，A基本保持不变。当IC增加到一定值时，β开始下降（国产晶体管的最大集电极电流，一般是定义在β下降到最大值的绞钡闹担?i并不同步下降，所以A开始减少。因此A随集电极电流IC（而不是Vi） 的变化规律是：IC小 ――快速上升、IC中等――近似不变、IC大――下降。和电子管类似，在一定的信号范围内，Vo和Vi之间的关系基本是线性的；Vi 过大若进入β下降区时，对应其正半周A开始下降，即此时集电极输出的负半周幅度会减小；再大Vo就削波了。这怎么会是指数关系呢？
3、 场效应管的失真
目前常用的功率场效应管一般是VMOS增强型的。即对于N型管而言，其栅极需要加入2―4V正偏压才能工作。由于其输出特性曲线和五极电子管相同为饱和型的；而输入阻抗也是高阻的，是电压放大器件。所以其增益A为：
A=gm×RD
其中gm为VMOS管的跨导、RD 为VMOS管的漏极负载电阻。gm的变化规律为当漏极电流较小时，它快速随其上升；从漏极电流达到某值起直到其最大额定值，gm是基本不变的，所以其线性比双极晶体管要好。它的增益A随漏极电流（而不是Vi）的变化规律是：刚开始快速上升，以后就近似不变了。所以Vo 和Vi也不是平方关系。
由于从理论上进行器件之间的非线性对比较困难繁杂，也不直观，为了直截了当的了解器件的线性好坏，笔者设计并且实践了电子管和晶体管的对比测试：
电子管为常用且工作屏压较低的北京电子管厂6N11及俄罗斯SOVTEK 6922，两半管并连。晶体管为NEC 2SC2690A，其耐压BVceo 实测为200V左右。
信号源为ZQ1035 低失真信号发生器，失真仪为meguro MA－6571T，输入电压用TD9205三位半数字表监视。由于输出电压失真较大，所以用FLUKE 8840A真有效值五位半数字表监视。用Tektronix 465M 100MHZ双踪示波器监视有无高频寄生震荡。系统的剩余失真加噪声干扰≤0.01％
屏极及集电极供电电压均为151V（用WY1稳压）、屏极及集电极电阻均为10KΩ、增益均调到28dB左右、工作点均调到最大输出电压时失真最小、测试频率为1KHz。由于6922的线性明显比6N11好，所以只采用6922的数据。
由测试数据绘出的输出Vo和输入Vi （均为RMS值）的关系见图（1），由图（1）可见电子管6922的Vo和Vi关系的非线性是很明显的，即增益A不是常数。而晶体管2SC2690A的Vo和Vi的关系几乎是完全线性的，笔者在画图时，用直尺就把2SC2690A所有的数据点都连上了。THD（总谐波失真）和输出电压Vo的关系见图（2）。从图（2）可见，在同样输出电压时，晶体管2SC2690A的THD，不但比电子管6922小一个数量级（注意图中右侧纵坐标为晶体管），而且THD的上升速度也没有6922快。
我想，事实胜于雄辨！以上的实验数据，已经很明确的说明了电子管和晶体管的线性哪个好。那种认为晶体管放大器的失真之所以小，完全是靠深度大环路负反馈压出来的看法是没有根据的。众所周知，现代的优秀放大器为了减少TIM失真（瞬态互调失真），都采用了减少甚至取消大环路负反馈而加深本级负反馈的方案。这样末级功率晶体管自身的线性，对于整机的失真大小就有明显的影响。这些放大器的失真，不是照样比施加了10～20dB大环路负反馈的胆机低吗？
二、电子管的噪声比晶体管低吗？
孙文说：“怎样理解胆机的声底干净，音色纯正呢？声底干净可以认为是噪声低的缘故……晶体管（含场效应管）工作原理基于半导体内部的电子（空穴）迁移。电子（空穴）在固体的晶格之间实现迁移时，任何结构上的缺欠……都将导至电子（空穴）的无规则运动，从而形成噪声。这就是所谓的闪变噪声。……而胆管中，……真空中的电子运动基本上不受限制，除了受输入信号控制，基本上不发生无规则运动。当然不存在闪变噪声。……所以胆管的噪声一般较低，制作放大电路可获得较高的信号噪声比……通常，使用胆机，扬声器中的沙沙噪声是听不到的。而石机在扬声器中听不到沙沙噪声者却很少有。”
受篇幅所限，笔者在这里不想讨论晶体管和电子管的噪声微观形成机理，只想宏观讨论它们的现实表现。电子管是电压放大器件，它的噪声是用等效输入噪声电阻来表示。其物理意义是将输出的噪声电压等效为在一定温度下，其控制栅上的电阻因电荷起伏而形成的噪声电压被放大。等效输入噪声电阻用Ω表示，阻值愈高则噪声愈大。在300K（27℃）时，常用的6N8P其等效输入噪声电阻为1KΩ左右、三极接法的6J1为0.4KΩ左右。而晶体管的噪声一般用噪声系数来表示。其物理意义是放大器输出端总的噪声功率与被放大后的信号中原有的噪声功率之比，用dB表示。0dB表示无噪声，即输出端总的噪声功率就是被放大后的信号中原有的噪声功率，器件没有给输出增加新的噪声。应该指出，场效应管是多子器件，其噪声一般比少子工作的双极晶体管小一些。由于电子管和这两种固体器件的噪声参数表示不同，所以无法从数据上直接进行比较。
对于同一输出电压而言，撇开放大器的增益单独去比较信噪比是没有意义的。这道理也很简单：假设第一级的等效输入噪声电压为1μV、要求输出电压为1V。 对于0.1V的输入信号，单级20dB的增益就够了。由于噪声电压被放大为10μV，所以输出信噪比为100dB（不计权，下同）；但是如果输入信号小到1mV，后面就需要再接有一或两级放大，总增益为60dB。同样输出1V时由于输出噪声电压被放大为1mV，所以信噪比就降到60dB了。一部用于MM唱头放大的胆前级，输入信号为毫伏级，信噪比很难高于85dB；更不用说输入信号为微伏级的MC唱头放大器了，所以MC唱头一般都要加升压变压器来提高信噪比。
那么电子管和晶体管哪一种更适合微小信号放大呢？笔者在十年前曾经为国内某音响公司研发过胆前级。当时借助先进的音频综合测试仪（那时就要人民币10万元），把输出噪声降到了0.1―0.15mV（RMS）左右，再也降不下去了。因为这时剩下的完全是电子管的白噪声，要再降低就只能换管子。但这又牵扯到增益和音色的问题。据我所知，在当时国内生产的胆前级中，我这款输出噪声算低的了。但如果相对其20V的最大输出电压，信噪比也不过100多dB；如果按后级所需要的2V计算，那就只有80多dB了。
晶体管又怎么样呢？半导体技术日新月异，使用的材料从锗到硅到砷化镓再到今天的碳化硅（想想电脑CPU的更新速度吧！）。就连广播电台上百KW大功率发射机的末级也都固体器件化了！笔者没有用最近生产的固体器件研究过小信号放大器，所以没有发言权。去年年底恰好外地一友人来访，他在一家著名的大型电声企业工作，而电容话筒又是其拳头产品。由于电容话筒头的输出阻抗极高，所以需要用场效应管或电子管来进行阻抗变换、放大。这两种产品该企业都生产。据他说，就输出噪声电压的绝对值而言，电子管一般要比场效应管高6dB、最好的电子管也要高2dB！我想他的回答，比较权威的解决了我们的问题。
三、电子管的空间电荷有益吗？
“……因此胆管不可避免地存在电子在固体中迁移所具有的噪声……实际胆管阳极噪声测量也说明，胆管的确与晶体管（合格品）噪声水平相当。那么为什么胆机中就是听不到沙沙的噪声呢？……其实，这是因为胆管中的空间电荷效应的结果……由于电子云处于阴极表面（电场）拉力与能级外冲的平衡状态之中，发生噪动与不规则运动的可能性基本不存在，所以不产生噪声。……虽然胆管阳极噪声可能不低于晶体管，但是由于虚阴极的存在胆管工作时的噪声却远远小于晶体管，也低于场效应管……空间电荷效应是胆机奇异现象的主要原因也是胆最可贵而又独特的性质……目前其他固体器件尚无法具备。……”
1、首先，电子管是一个整体。怎么可能把电子流过屏（阳）极的噪声，从总噪声中分离并单独测量出来？这简直是匪夷所思！测得的噪声只能是各种噪声机制的综合结果，即电子管工作于电路中的最终噪声水平。何来电子管工作噪声远小于晶体管一说？
2、空间电荷真的能象电容滤平纹波那样，基本平息阴极发射电子的噪动与不规则运动，从而使电子管的噪声大大低于晶体管吗？我认为其作用是有限的。所以正象我前面所说，工程实践表明电子管的噪声一般要大于固体器件。而被孙先生认为是好声关键的空间电荷，更多的却是影响了电子管的正常工作。
空间电荷现象其实早在电子管发明不久就被发现了。由于它产生的减速电场屏蔽了屏极的加速正电场，使电子管的屏极电压不得不提高；而且降低了栅极的控制能力，即减少了跨导S。而电子管的噪声是和跨导成反比的，对于三极管而言其等效噪声电阻为R=2.5/S（单位为Ω）。因此，空间电荷现象非但对降低噪声无益，反而使噪声特性恶化。
一部电子管的发展史，其实就是S提高的历史。小功率的收信管，控制栅电压每变化一伏，屏流从变化几百微安发展到如今的几十毫安（笔者手中有一对SOVTEK的6C45P其S=45mA/V），使电子管的放大能力有了极大的提高。早在1913年就有人提出：为了消除空间电荷的影响从而提高跨导，在阴极和控制栅极之间，加入一个带正电位的辅助栅极。用它的正电场，去抵消阴极附近的空间电荷产生的减速电场，从而增加阴极电流、加大跨导。这个辅助栅极被称为阴栅或空间电荷栅。
二战前，荷兰PHILIPS公司就生产了带空间电荷栅的电子管A141，工作时屏极电压只需要6V。由于此管比较难找，解放初我国的科技人员就利用RCA公司的五极管1LN5的第一栅极当作空间电荷栅，第三栅极作为控制栅加入信号，做再生式收音机。12V的屏压即可正常工作，代替了一般要用45V屏压的设计。20世纪50年代的某些杂志上，也刊登过用北京电子管厂生产的1A2五栅变频管，第一栅当空间电荷栅来装低压收音机的文章。如果空间电荷对消除噪声真的那么有效，这些消除空间电荷的措施岂不会使噪声大增，收音机还能够正常工作吗？要知道，收音机的输入信号比合并式功放的输入信号可低多了！
为了消除空间电荷的影响，从而提高跨导，近代的电子管也加入了空间电荷栅。我国生产的6J20锐截止五极管的第一栅就是空间电荷栅，固定加6V电压，注明用途是宽带高频电压放大（见无线电通信用电真空器件手册，1984年版249页）。这种为了增加跨导而消除空间电荷的措施，如果按《胆声》一文作者的观点，会使得噪声大大增加。那岂不是得不偿失，为什么还会生产、使用它？
四、为什么胆机开机时间长会好声
“……这个现象可以理解为：随着工作时间延长，胆管噪声显著降低……在高温下电极材料也会析出气体。所以胆管内均装有吸气剂……吸气剂是温度越高，化学性质越活泼，吸气作用越佳。所以随着胆机开机时间的延长，胆管内温度上升而趋于稳定，使吸气剂能充分发挥作用。从而使管内气体分子数充分减少，真空度提升。使胆内电子与气体分子的碰撞的噪声消除……而空间电荷的形成与温度密切相关。只有达到相当温度并稳定时，空间电荷才能稳定。而稳定的空间电荷存在则是低噪的原因。……”
随着开机时间的延长，胆机的声音究竟发生了哪些变化？是否胆机刚开机时的沙沙声比热透后的沙沙声大？我的感觉是随着时间的延长，声音更加通透、松弛、自然，而不是白噪声的变化。我认为首先这和旁热式电子管（即使放大器末级使用直热管，前面的管子一般也是用旁热的，否则交流声难处理）的特性有关。旁热式电子管由于热丝和阴极之间的绝缘层使热阻较大，需要较长的时间二者的温度才能够一致。只有温度一致后，阴极电子的发射才能稳定、阴极氧化层的电阻才能最小，这样电子管才能进入最佳状态。
其次，胆机电路中大量使用电容器。由于电解电容的绝缘介质是铝电极上的氧化层，随着加电时间的延长，该氧化层更加完善，使漏电电流及损耗均减少。这就是电解电容存在的加电后赋能的现象。该氧化层介质属于半导体性质（记得笔者小学时，曾用铝片浸在硼砂溶液中做整流器来充蓄电池），本身具有明显的非线性。所以其性能的改善对声音的影响较大。现在一些发烧友DIY胆前级，电源滤波使用扼流圈。由于滤波电容可取值较小，故干脆用薄膜电容来取代电解电容，取得了较好的效果。胆机级间耦合用的薄膜电容，其绝缘介质的性能也会受外电场极化的影响发生一些变化，由于地位重要，所以一般也会使声音产生某些改变。
不仅胆机，晶体管（包括功率场效应管）功放、非胆输出的CD机都有开机要煲一段时间声音才会好的情况。特别是甲类晶体管功放，煲的时间特别长。一直要到散热片发烫了才好声，我的印象中比胆机需要的稳定时间还长。而它们用的都是固体器件，没有什么空间电荷吧！
五、电子管内究竟有多少气体分子？
“……虽然，绝对的真空，技术上还是达不到的，电子在运动中还有可能与管内的残余气体分子碰撞而产生噪声，不过这种碰撞的几率很小。打个比方说，残余气体分子的密度只相当于一个房间中几只飞行的蚊子。有心与蚊子相碰，怕都很难……”
从高中化学我们知道，含有6×1023个分子的任何物质（包括气体）被称为1摩尔（mol），1摩尔的气体在标准大气压及0℃时的体积为22.4升。若电子管内真空度为10－7～10－6毫米汞柱（这是电真空业用的油扩散泵一般所能达到的真空度），则一升体积内的气体分子数量大致为3.5×（1012～1013）。其密度为1cm3有35亿个到350亿个气体分子（以上温度均为0℃）。这个密度可不是“房间中几只飞行的蚊子，有心与蚊子相碰，怕都很难”了！这种环境，实际可以看作是由气体分子所形成的“雾”，电子就是在这气体雾中穿行。如果屏流为10mA，则电子管内一秒钟有6.3×1016个电子飞向屏极。而气体分子也在做温度越高，运动速度就越快的热运动，所以就会有大量残余气体分子和高速飞行中的电子碰撞而产生电离。胆机开机后，某些电子管在黑暗中可以看到被屏极所包围的空间内有蓝光出现，有的还随音量大小闪动。而这蓝光正是残余气体分子电离时发出的，我们从发光的颜色、深浅可粗略判断真空度。
电子管内的蓝光，充分证明了电子管内大量残余气体的存在。某杂志的广告中，有个国外品牌的KT88以真空度比通常的要高一百万倍作为卖点。不知道该品牌真空度是否真的能高这么多，但这也说明了目前一般电子管内的真空度不尽人意。某些国产品牌的功率电子管，管壁上吸气剂消失的速度惊人，就是明证。
读完《胆声》一文后，我感觉作者的一些观点很费解。比如“……由于人耳的特性，对于远低于信号的噪声根本是感受不到的。这就是人耳的掩蔽效应……”作者想说明什么呢？是不是石机工作时这个“掩蔽效应”就不存在了？又如“实际胆管阳极噪声测量也说明，胆管的确与晶体管（合格品）噪声水平相当。那么为什么胆机中就是听不到沙沙的噪声呢？”仪器能够测量出而人耳听不到，难道电子管产生的白噪声会有什么特别吗？再如“……这造就了胆管放大器具有较高的真实度，虽然失真度指标也许还高于晶体管机。胆声让我们感到耐听，其实是源于电子管自身的高传真特性。……”笔者感到奇怪：高保（传）真特性就意味着失真度小，这是业界公认的准则。怎么承认胆机的失真度大，还说电子管自身有高保真特性，这不矛盾吗？胆机的失真度高于晶体管（包括功率场效应管）机，这也是业界公认的。胆机耐听和高保真是两码事：单端放大的300B、845被认为是胆机中的极品，它比KT88的推挽机耐听吧，但它的THD比后者大！没人说上万元的胆机比几千元的石机THD低，但前者比后者耐听；就象有人说Spendor的箱子比Dynaudio的箱子耐听、音乐味好，但没人说前者比后者保真度高是一样的道理。事实上Dynaudio的失真、染色更小些，更接近真实的声音。
这篇文章如果拿到二十年前，或许符合胆―石对比的实情，但现在就不行了。笔者第一次接触半导体产品是1957年，那年在×××广播电台服务部见到了一台日本生产的半导体收音机。当时它给我的印象是和电子管收音机相比，沙沙的噪音特别大、声音也明显嘶哑。70年代，笔者在某整机厂的技术开发部门工作。当时是个小技术员，在班上事情不多。而手边测试仪器齐备，市场上有的是处理元器件。所以什么电子管黑白电视机、胆机、晶体管OTL放大器等等，装了个不亦乐乎。那时用国产大功率硅管装的准互补OTL，音质确实是比笔者的6N5P OTL胆机明显差了一截。80年代初，某晶体管厂开发出50W的PNP硅管送我试用，全互补的效果就好一些。时过境迁，去年我听了Mark 383合并机推Dynaudio的Contour 3.0。可能是因为听得不够多吧，这套组合是我听过的所有组合中（自然也包括我设计的胆机）比较真实自然、接近现场的。笔者认为，音响和现场的差别主要就在于是否“自然”这一点上；音响的档次高低也就体现在这一点上。所以这台合并机王，卖出国内同功率晶体管机十几倍的价钱也就不奇怪了。而目前某些晶体管机，声音比较死板、硬朗一点，没有同价位的胆机好声。其原因不是固体器件本身有什么错，而是设计人员的问题。
说到这儿就打住吧，有一些问题笔者限于篇幅没有展开谈（就这样文章已经够长的了！），以后有时间再撰文介绍。笔者希望和《胆声》一文的作者，就以上文中个人的观点展开深入的讨论，从而加深对放大器中有源器件的认识。欢迎广大发烧友参加！
谐波失真简介
谐波失真（THD）指原有频率的各种倍频的有害干扰。
放大1kHZ的频率信号时会产生2kHZ的2次谐波和3kHZ及许多更高次的谐波，理论上此数值越小，失真度越低。
由于放大器不够理想，输出的信号除了包含放大了的输入成分之外，还新添了一些原信号的2倍、3倍、4倍甚至更高倍的频率成分（谐波），致使输出波形走样。
这种因谐波引起的失真叫做谐波失真。
谐波失真解析
总谐波失真指音频信号源通过功率放大器时，由于非线性元件所引起的输出信号比输入信号多出的额外谐波成分。
谐波失真是由于系统不是完全线性造成的，我们用新增加总谐波成份的均方根与原来信号有效值的百分比来表示。
例如，一个放大器在输出10V的1000Hz时又加上Lv的2000Hz，这时就有10％的二次谐波失真。
所有附加谐波电平之和称为总谐波失真。
一般说来，1000Hz频率处的总谐波失真最小，因此不少产品均以该频率的失真作为它的指标。
但总谐波失真与频率有关，因此美国联邦贸易委员会于1974年规定，总谐波失真必须在20～20000Hz的全音频范围内测出，而且放大器的最大功率必须在负载为8欧扬声器、总谐波失真小于1％条件下测定。
国际电工委员会规定的总谐波失真的最低要求为：前级放大器为0.5％，合并放大器小于等于0.7％，但实际上都可做到0.1％以下：FM立体声调谐器小于等于1.5％，实际上可做到0.5％以下；激光唱机更可做到0.01％以下。
1、电力领域
在电力领域，各次谐波的方均根值与基波方均根值的比例称为该次谐波的谐波含量。
所有谐波的方均根值的方和根与基波方均根值的比例称为总谐波失真。
通常说的谐波失真等同于总谐波失真。
2、音频领域
总谐波失真指音频信号源通过功率放大器时，由于非线性元件所引起的输出信号比输入信号多出的额外谐波成份。
谐波失真是由于系统不是完全线性造成的，我们用新增加总谐波成份的均方根与原来信号有效值的百分比来表示。
例如，一个放大器在输出10V的1000Hz时又加上1v的2000Hz，这时就有10%的二次谐波失真。
所有附加谐波电平之和称为总谐波失真。
一般说来，1000Hz频率处的总谐波失真最小，因此不少产品均以该频率的失真作为它的指标。
但总谐波失真与频率有关，因此美国联邦贸易委员会于1974年规定，总谐波失真必须在20～20000Hz的全音频范围内测出，而且放大器的最大功率必须在负载为8欧扬声器、总谐波失真小于1%条件下测定。
国际电工委员会规定的总谐波失真的最低要求为：前级放大器为0.5%，合并放大器小于等于0.7%，但实际上都可做到0.1%以下：FM立体声调谐器小于等于1.5%，实际上可做到0.5%以下；激光唱机更可做到0.01%以下。
由于测量失真度的现行方法是单一的正弦波，不能反映出放大器的全貌。
实际的音乐信号是各种速率不同的复合波，其中包括速率转换、瞬态响应等动态指标。
故高质量的放大器有时还注明互调失真、瞬态失真、瞬态互调失真等参数。
(l)互调失真(IMD)：将互调失真仪输出的125Hz与lkHz的简谐信号波，按4：1的幅值输入到被测量的放大器中，从额定负载上测出互调失真系数。
(2)瞬态失真(TIM)：将方波信号输入到放大器后，其输出波形包络的保持能力来表达。
如放大器的转换速率不够，则方波信号即会产生变形，而产生瞬态失真。
主要反映在快速的音乐突变信号中，如打击乐器、钢琴、木琴等，如瞬态失真大，则清脆的乐音将变得含混不清。
(3)瞬态互调失真：将3.15kHz的方波信号与15kHz的正弦波信号按峰值振幅比4：1混合，经放大器后，新增加全部互调失真的产物有效值与原来正弦振幅的百分比。
如放大器采用深度大回环负反馈，瞬态互调失真一般较大，具体反映出声音呆滞、生硬、无临场感；反之，则声音圆滑、细腻、自然。
谐波失真控制
在一个水处理工厂里，将失真的设备连接到备用发电机会产生干扰电流。
可以先采取临时处理方案，然后使用有源谐波滤波器。
变频驱动器VFD（variablefrequencydrive）在关键电机的调速和优化功率消耗方面具有许多优点，但是也很容易造成相邻配电系统的谐波失真。
配电系统能够吸收部分失真，但是当VFD直接连接在发电机驱动的电路上时，产生的干扰也可能会影响作的可靠性。
通常，水处理厂配备有VFD、臭氧发生器以及其它可以造成谐波失真的负载。
多数的工厂里也配置了紧急备用发电机，以备外部电源停止或非正常时为重要设备供电。
这样的反渗透淡化厂始终关注着谐波的长期影响效果，以及他们的938kVA备用发电机在大型变频泵造成谐波失真时运行是否可靠。
而工厂的作人员一直担心，在应急作时间延长的情况下，发电机可能发生故障。
为了确定故障的程度，作人员编辑谐波测量结果，比较正常使用和使用备用发电机时的失真程度，并根据测得的数据通过工程分析来评估谐波抑制技术。
施耐德电气在工厂的配电盘进线端检测谐波的失真情况。
测试设备为一个能够测量200多个电源系统参数的便携式电路监控器。
谐波失真的测量采用每个周期512点的采样率进行取样，保证第250次谐波的准确性。
负载测试表明：在当时的情况下，工厂备用发电机的负载量接近其53%的额定负载。
测试期间的负载峰值为403kW和431kVA。
测试中的平均RMS电流表明了不同机器运行的影响。
测试过程中，当使用发电机供电时电压略有降低，但无论是正常使用还是发电机供电都能够维持在可被接受的稳态电压范围里——480V的100%~103%。
电压失衡程度也在小于1%，在可接受的范围内。
负载测试表明负载最少时功率因数最低，所有设备同时运行时功率因数最高。
由于谐波固有的功率因数改进特征，使得常规的谐波滤波器很难削弱此电路上的谐波。
负载测试也表明480V总线上的电压失真幅度在正常使用时最高峰值可达大约6.5%，在使用备用发电机时可达大约10%（如谐波失真图所示）。
当60hp设备与250hp设备一起工作时，由于ΔY变压器和线性反应器结合产生的消除效应，电流失真会减少。
电流总需量畸变系数TDD（totaldemanddistortion）是由80%的发电机额定电流除以谐波电流得出的，或直接取900amps。
IEEE519-1992标准《电力系统谐波控制推荐规程和要求》了一些关于“多大程度的谐波失真可以接受”的指导方针。
最初，该标准作为推荐规程供电力使用单位及其客户参考；现在，该标准已被广大工厂企业作为测定现有设备谐波电流的指南性文件加以普及和使用。
对淡化厂的正常电力使用和备用发电机供电所进行的测试表明，主要的电力系统参数，包括电压校准和失衡以及电流失衡，都在可接受的范围内。
尽管谐波失真的程度没有严重到对工厂的正常生产运行有明显的影响，进一步减弱谐波仍然是不可忽略的工作。
作员关心谐波带来的长期影响，而由于使用备用发电机时的谐波常常超过IEEE519-1992标准所规定的谐波范围，他们更担心应急作时间延长的情况下发电机能否稳定可靠地继续工作。
此外，谐波减弱技术也能延长设备使用寿命，增强系统的可靠性。
谐波限值表显示了与通常用于电力发生设备的IEEE519-1992标准谐波限值比较的测试结果。
和演示的一样，在线测量的数据超过了这个限值。
除此以外，施耐德电气还进行了不同抑波技术的计算机仿真。
施耐德电气通过谐波仿真可以估算不同的情况下谐波电流的减少量。
如前面所提到的，在250hp设备和60hp设备同时工作就已经获得了第5次和7次谐波电流的谐波消除效果。
系统分别要求5次谐波的电流减少27%，7次谐波的电流减少16%，尽管如此造成了总RMS电流增加了19%。
最坏的情况也就是最高谐波峰值，在只有250hp设备工作时才会出现。
总体来说，有4种解决方式：
1、绕过一个ΔY绝缘变压器——每个250hp设备有ΔY绝缘变压器。
绕过其中一个ΔY绝缘变压器就能获得不错的效果，即减少了谐波电流失真的数量。
再加上上面提到的250hp和60hp设备同时使用的方法，减弱了第5次和7次的谐波电流。
而旁通回路的第5次和7次谐波电流保持不变，一旦再运行一到两个250hp设备，就会产生额外的消除作用。
然而，这项技术仅适用于没有更有效的解决办法的情况下的临时改造。
2、替换一个ΔY绝缘变压器——一种更为有效的谐波减弱技术就是用ΔY交错绕组变压器取代其中一个ΔY绝缘变压器，而非绕过它。
因为谐波电流不是通过ΔY交错绕组变压器周相移动，所以这样的改进也增强了第5次和7次电流的消除效应。
这种方法同时也保留了谐波衰减的正面影响。
3、无源谐波滤波器——可以在480V主电路安装一个5次无源谐波滤波器，但是由于无源谐波滤波器也会增加基础功率因数，所以这种方法并不实际。
由于设备的功率因数已经很高（全负载时可达94%），在工厂没有达到最先进的功率因数的情况下，系统无法容忍更多的负荷。
4、有源谐波滤波器——该厂最佳的解决方案是通过在480V主电路上安装有源滤波器来减弱谐波电流。
有源滤波器能够测算出负载所需的谐波电流量，并且使电流产生180°的相位移。
该方法可以很大程度上减弱谐波失真的程度，通常被用在必须严格遵守谐波限值的场合。
此外，施耐德电气推荐安装现场功率监控设备，从而可以跟踪谐波失真中的设备性能、电压质量、干扰和费用的情况。
过渡性的和永久的解决方案
通过临时设置旁路绕过绝缘变压器，从而增加谐波消除，工厂降低了谐波的失真程度。
这一非常规的手段帮助工厂度过了整个夏季运行高峰。
之后，工作人员在主配电盘上安装了有源谐波滤波器。
该设备最终消除了谐波失真的影响。
安装有源滤波器后的测量结果显示电流失真低于8%，电压失真低于2%。
浅谈谐波失真
早在三十年代，F.H.Brittain的扬声器评价十一项测试项目中就有谐波失真，五十年代L.L.Brenek提出的扬声器最重要的特性八项中有它，而今各电声测试系统。
从几十万的BK系统到几千元的国产测试系统都把它做为重要的测量对象。
可见谐波失真对电声界一直是个非常重要的参数。
谐波失真：当把基频为f的正弦信号输入扬声器时,扬声器输出除f以外，由扬声器的非线性失真而产生了，同f成整数倍的各次谐波成分：2f.3fnf，我们称之为谐波失真。
谐波失真分为三类,而我们常用到的为THD(TOTALHARMONICDISTORTION)总谐波失真和几次谐波失真（HARMONICDISTORTION）及特性总谐波失真(在实际测量中还会细分为偶次谐波失真，奇次谐波失真和SUB-harmonics)，它们分别的特性规定为：由失真产生的总谐波声压有效值与总输出声压有效值Pt之比；由失真产生的第几次谐波声压有效值与总输出声压有效值Pt之比；由失真产生的总谐波声压的有效值与平均特性声压Pm之比。
在失真的分类中把它划归扬声器的非线性失真。
对待谐波失真我们可以用法国著名哲学大师的萨特的存在主义来看待它!谐波失真客观存在！现我们以锥型扬声器为例：在扬声器低频时或在大振幅运动时扬声器的折环及弹波(定心支片)组成的支撑系统不再符合线性的胡克定律(或称为虎克定律)如在对扬声器进行纯音检听时折环边产生的“啪啪”声，俗称“打边”这是非线性的一个极端表现；在让布边折环的扬声器做大振幅（fo附近,并非所有的扬声器振动的最大振幅都在fo处）的运动时,我们可以很明显的看到布边的扭曲变形。
在布边折环上常会“打”上阻尼胶，阻尼胶又分“油性”和“水性”，在PA喇叭上多用的是“油性”，但在高档的厂品上我们常可看在橡胶折环上“打”有透明发亮的水性阻尼胶，一般“打”胶不超过折环的1/2，但这种打胶方式和胶量很难控制；在橡胶折环（现大多用NBR?nitrile-butadienerubber橡胶）改善上，常对折环的形状处理，但在这个方面的处理方法，国内做的不够，国内在对喇叭单体设计时常重视折环的质量和顺性而忽略折环的另一个量及橡胶的阻尼，虽然在分析锥型扬声器时多用集中参数系统来分析，那是特指在低频时，但是我们是否都把锥型扬声器做超低音和低音呢？此时谐波失真与西勒-斯莫尔参数（Thille-SmallDepartments）中的Qm(力学品质因数)有着很微妙的联系。
华司(上导极板)与T铁的铁拄间的磁感应密度沿轴向（音圈振动方向）的不均匀性，是产生谐波失真的另一原因。
现在国内普遍运用的方法的用对称磁路来改善它（如图所示）,在低.音单元上,知其然者乘少,未曾看到几许,细想其原因都是“金钱惹的祸”！丹麦的PELESS是的单体内侧加一个铝环来改善它!（如图所示）当然这种做法最易令人发现的做法。
从频率用是BL（磁力系数）的增加。
的角度来看,中高频的谐波失真,与低频时的谐波失真是由两类不同的量起决定性作用的,在锥型扬声器中谐波失真客观存在，你只能改善，不能消除。
要解决锥型扬声器的谐波失真，除非采用另类的发声原理，但这对整个行业来说是任重而道远，失真就跟测量误差一样，看人家外国厂品的广告“HALCRO------世界上失真最低的放大器”，但在国内看到某品牌中国公司的厂品广告上：“彻底解决音箱互调失真！”我倒，我笑，这是对国人的误导和愚弄，更显现出该公司的不负责任和无知！
谐波失真客观存在“有理”。
客观测试的结果与主观感觉往环一致，从人耳的听觉机理分析人耳只能区分最初的六个~七个谐音(谐波)，对六次以上的谐音很难在感觉上将它们彼此分开，因为到六阶以后的谐音,相邻的两个谐音落在人耳的基底膜上的两个对应区域已相互靠近,并覆盖在一个临界带以内，很难在感觉上将它们彼此分开。
但高次谐波对音质的影响不可忽视,通过实验发现异常噪音,来自高次谐波。
根据谐波失真的“阶次”，可以分为“软失真”和“硬失真”。
但对扬声器来说“偶次”谐波失真和“奇次”谐波失真对音质的改善，更具有指导意义，特别是听感上。
胆机在听感上大受发烧友的欢迎就它的“功劳”。
从音乐声学看，乐器的基频相对于各次谐音听起来并非都是谐和的，如在乐音中谐和的谐音成分愈多，则音色丰富，纯净好听，不谐和的谐音多，则音乐色粗粝，刺耳难听，七阶以上的奇次谐波会使声音变得粗粝变得粗粝刺耳。
HALCRO------世界上失真最低的放大器
扬声器在中交频段的失真.主要是磁路(铁心)的非线性所致，为了消除铁心所引起的非线性失真，目前常采用一种叫做“线性磁路”的结构，这种磁路结构的特点,是在铁心的顶部中失做成凹陷的形状，使其和导磁板相对的部分由于铁心截面积的减小而接近磁饱和状态，此时，音圈就相当于一个空心线圈,从而避免了铁心影响，减小非线性失真。
音圈的作大长冲程运动时。
音圈上的音圈线跳出了气隙半磁场的均匀区，以致机电转换系数BT不能保持恒定电动力效应F=BTI的线性关系受到破坏，从而造成非线性失真。
改善由于这种原因所引起的失真，一般采用两种方法:一是采用短音圈，二是采用长音圈.所谓短音圈，即音圈的长度做得比导磁板的厚度小，如图所了使音圈在振动过程中不致于跳出磁场的均匀区，从而避免了非线性失真。
这种方式造成成本提交，不常用，所谓长音圈，则指的是音圈的长度，做得比华司厚度长，使音圈在振动过程中与所有的磁通相耦合，(包括均匀区和非均匀区)从而使平均磁感应密度B总体上保持恒定，以避免非线性失真，但这种方法必定造成扬声器在相同直流阻下，必定要使更粗的音圈线灵敏度下降，因你使音圈的转幅增大，音圈的质量振大，BT，你的磁间隙,因音圈线的变粗而变大，B变小，而B2T2MD。
