高岡智則
年齢：33歳 性別：男性 職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当） 居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション 出身地：神奈川県川崎市 身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる） 血液型：A型 誕生日：1992年11月20日 最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒 通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分） 家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹 恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）
全高調波歪みとは？
全高調波歪みは音声や信号の「歪み」を表す指標の一つです。一般には、基準となる基音（ファンダメンタル）以外の高次諧波がどれだけ混じっているかを測定します。この数値が小さいほど、元の信号と比べて音や波形が純粋に近いと考えられます。
なぜ全高調波歪みが重要か
音楽を再生する機器や電力系の機器では、出力が理想の正弦波に近いほど「歪み」が少なく、聴感上のクリアさが高まります。人の耳は特に2次や3次の歪みを感じ取りやすく、歪みが多いと音が濁ってしまうことがあります。
基本的な考え方と用語
基音を V1、次に大きい高調波を V2, V3 などと呼ぶことがあります。全高調波歪み THD は次の式で表されます。THDは基音以外の全高調波の RMS 成分の合計を基音の RMS 成分で割った比率で、通常はパーセント表示です。
THD の定義にはさまざまなバージョンがあり、測定条件によって値が変わりやすい点を理解しておくことが大切です。
測定の仕方
測定には信号源、負荷、測定機器のインピーダンスが関係します。安定した基準信号を作り、温度や電源の揺らぎを避けることが重要です。
実用的な解釈と目安
家庭用のオーディオ機器では THD が 0.01% 程度だと感じられることが多く、プロの機器では 0.001% 未満を目標にする場合もあります。ただし、THDの数値だけで音質を判断してはいけません。周波数特性、ダイナミックレンジ、ノイズ、位相特性など他の要素も影響します。
全高調波歪みを減らすヒント
信号経路を短くし、適切な電源設計、フィードバック回路の設計、部品の品質、適正な負荷条件を守ることが基本です。クリッピングを避け、線形領域で動作させることが歪み低減の基本です。
表で見る用語の整理
| 項目 | 説明 |
|---|---|
| 基音 | 信号の最も基本の周波数成分 V1 |
| 高調波 | V2, V3, V4 など基音以外の周波数成分 |
| THD | 高調波成分の RMS の合計を基音の RMS で割った比率、パーセント表示 |
| THD+N | 歪みとノイズを合わせて測定した指標。実用値のイメージ |
用語の補足
全高調波歪みは英語で Total Harmonic Distortion の和訳です。音の純度を測る代表的な指標の一つとして、オーディオ機器の仕様表や電源機器の評価で頻繁に見かけます。
まとめ
全高調波歪みを理解することは、音を大事にする人にとって基本中の基本です。低い数値を目指すべきだが、他の特性と合わせて総合的に評価することが大切です。機器を選ぶときは THD の数値だけでなく、実測条件、周波数特性、ダイナミックレンジ、S/N 比などの情報も合わせて確認しましょう。
全高調波歪みの同意語
- 全高調波歪み
- 音声・信号波形に含まれる基準波以外の高調波成分の総量を、基準波の振幅に対する割合で表す指標。百分率として表され、値が大きいほど波形が基本波から歪んでいることを意味します。
- 全高調波ひずみ
- 同義の読み方の表現。基本波以外の高調波成分の総量による歪みの度合いを示す指標です。
- 総高調波歪み
- 全高調波歪みと同義で使われる表現。基準波以外の高調波成分の寄与を合計した歪みの程度を示します。
- 総高調波ひずみ
- 同義の表現。高調波成分の総量による歪みの度合いを示します。
- 全諧波歪み
- 漢字表記の別表現。諧波は高調波と同義で、基準波以外の諧波成分の総量による歪みを指します。
- 全諧波ひずみ
- 同義の読み替え表現。諧波成分の総量による歪みを示します。
- 高調波歪み
- 全高調波歪みの略称的表現として使われることがあり、基準波以外の高調波成分の歪みを示します。
- 高調波ひずみ
- 高調波歪みの読み方。日常的にはTHDの説明として用いられ、基準波以外の高調波成分の寄与を示します。
- THD
- Total Harmonic Distortion の略。基準波以外の全高調波成分の寄与を合計して、波形の歪み度を百分率で表す指標です。
- 総合高調波歪み
- 全高調波歪みと同義の表現。総合という語が用いられても意味は同じく、基準波以外の全高調波の歪みを示します。
- 総合高調波ひずみ
- 総合表現の読み替え。基準波以外の高調波成分の寄与による歪みを示します。
全高調波歪みの対義語・反対語
- 無歪み
- 波形に歪みが全く含まれていない状態のこと。THDが0%に非常に近く、理想的な正弦波に近い波形を意味します。
- 正弦波
- 基本周波数のみを含む波形。歪みがほぼゼロの状態を指し、THDが0%に近い理想的な波形です。
- 高調波ゼロ
- 高調波成分が全く存在しない状態。つまりTHDがゼロに近づく、最も歪みの少ない波形を表します。
- 歪みなし
- ディストーション（歪み）が全くない状態。THDが極端に低い、歪みゼロに近い意味で使われます。
- ノンディストーション
- 歪みを含まない性質を指す言葉。回路や信号が理想的な線形性を保っている状態を示します。
- 理想波形
- 現実には難しいが、歪みがないと想定される“理想的な波形”のこと。THDが0%に近い状態を指す表現です。
- 完全な波形純度
- 波形の純度が完全で、歪み成分が存在しない状態。THDが極めて低い・0%に近いことを示唆します。
- 線形性が高い
- 回路や系がほぼ線形に応答し、歪みが発生しにくい特性を指します。結果として全高調波歪みが少ない状態を意味します。
全高調波歪みの共起語
- 全高調波歪み
- 出力信号中の全ての高調波成分の歪みの総量を、基準波の振幅に対する比率として表す指標。
- 高調波歪み
- 基本波以外の高調波成分が生じる歪みの総称。
- 第2次高調波
- 基本波の周波数の2倍の周波数成分。
- 第3次高調波
- 基本波の周波数の3倍の周波数成分。
- 第4次高調波
- 基本波の周波数の4倍の周波数成分。
- 基本波
- 歪みの基準となる元の波形（通常は正弦波）。
- 基本周波数
- 基本となる周波数、信号の最も低い周波数成分。
- ハーモニック
- 基本波の整数倍の周波数成分全般の総称。
- THD
- Total Harmonic Distortionの略。基本波以外の高調波成分の強さを、基本波の強さに対する割合で表す指標。
- THD+N
- THDにノイズを加えた総合的な歪み指標。
- ノイズ
- 測定対象の信号に混入する雑音成分。
- スペクトル分析
- 信号の周波数成分を分析する手法。
- FFT
- 高速フーリエ変換、周波数成分を求める計算アルゴリズム。
- 周波数スペクトル
- 信号の各周波数成分の強さを示す分布。
- 測定方法
- 歪みを評価する際の条件・手順、例えば参照波形の使用など。
- 入力信号
- 歪み測定に用いる入力となる信号。
- 出力信号
- 機器が出力する信号。
- 線形性
- 入力と出力が比例する性質。
- 非線形性
- 線形性が成り立たない性質、歪みの主な原因。
- 歪み成分
- 基本波以外の周波数成分（2次, 3次, 〜）の総称。
- ダイナミックレンジ
- 信号の最大振幅とノイズ床との間の差、歪みの聴感への影響。
- 音質
- 聴感上の音の品質、THDが影響する場合がある。
- アンプ
- 歪みが出やすい増幅器。
- DAC
- デジタル信号をアナログ信号へ変換する装置。
- ADC
- アナログ信号をデジタル信号へ変換する装置。
- 正弦波
- 理想的な基準波形。
全高調波歪みの関連用語
- 全高調波歪み
- 入力信号の基本周波数の倍音成分のエネルギーが占める割合を示す指標。通常は%で表し、基本波と比較してどれだけ歪んでいるかを示します。
- THD
- Total Harmonic Distortion の略。全高調波歪みを指す英語表現で、同じ意味として用いられます。
- THD+N
- THD にノイズ成分を加えた指標。実際の聴感や測定機器のノイズの影響も含めて歪みの程度を表します。
- 二次高調波歪み
- 基本周波数の2倍の周波数成分が生じる歪み。THDを構成する主な成分のひとつです。
- 三次高調波歪み
- 基本周波数の3倍の周波数成分が生じる歪み。
- 高調波
- 基本周波数の整数倍の周波数成分の総称。歪みの解析では主にこの成分を対象にします。
- 偶次高調波
- 偶数次（2倍、4倍など）の高調波成分。特定の回路特性で出やすいことがあります。
- 奇次高調波
- 奇数次（3倍、5倍など）の高調波成分。最も多く観測されやすい歪み成分の一つです。
- 非線形歪み
- 回路の非線形性により生じる歪み。理想的には歪みは0ですが、実回路では必ず発生します。
- クリッピング
- 信号が増幅の限界を超え波形の頂点が平坦化する現象。歪みを大きくする主因の一つです。
- 飽和
- 部品が信号レベルに対して物理的な限界に達し、歪みが生じる状態。
- 相互変調歪み
- 複数の入力信号が非線形で混ざり合い、新たな周波数成分が生じる現象。
- IMD
- Intermodulation Distortion の略。相互変調歪みの英語表現。
- SINAD
- Signal-to-Noise and Distortion の略。信号対ノイズ・歪み比。
- SNR
- Signal-to-Noise Ratio の略。信号とノイズの比を表す指標。
- ダイナミックレンジ
- 最大信号レベルとノイズ/歪み floor との差。機器の聴感上の幅を示します。
- 基本周波数
- 測定や分析の基礎となる最も低い周波数。歪み成分はこの周波数の整数倍として現れます。
- 周波数スペクトル
- 波形を周波数成分に分解したときの各成分の強さを示す表示・データ。歪み成分を視覚化できます。
- FFT法
- 高速フーリエ変換を用いて時間領域の信号を周波数領域に変換し、歪み成分を抽出する測定手法。
- ノイズフロア
- 測定機器自体が持つ最低限のノイズレベル。THD+N の評価時に基準となる値です。
- 窓関数
- FFTでスペクトルを得る際の端点漏れを抑えるための関数。代表例としてHanning、Hamming、Blackman等があります。
全高調波歪みのおすすめ参考サイト
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