失真这个问题，一直是音频发烧中绕不开的话题。这个问题我之前也讲过很多遍。但还是看到不少人对非线性失真/谐波失真等等问题存在一些误解，所以索性这篇内容来一个言简意赅的总结性论述。
要理解音频中非线性失真的问题，就需要了解一个更基础的心理声学概念，那就是掩蔽效应。
大概意思是一个强度比较高的频域信号会掩蔽掉附近频域内强度比较低的信号。对应到谐波失真等非线性失真中。也就是谐波成分要高于一定的值，才能够被人耳听到。这也就决定了人耳对于非线性失真的听觉极限。和很多人想象的不同，这个极限差不多在0.25%左右。一些失真甚至要到1%左右听起来才比较明显。
对于非线性失真而言。并不是数值越小影响就越小。JBL的Alex Voishvillo博士曾经证明，硬削波产生的22.6%的THD，比交越失真产生的2.8%的THD更容易令人接受一些。
Voishvillo A. Assessment of Nonlinearity in Transducers and Sound Systems–from THD to Perceptual Models[C]//Audio Engineering Society Convention 121. Audio Engineering Society, 2006.
对于大部分情况下出现的低次谐波失真，恰好能够被人耳感知到的数值大约是1%.
Moir J. Just detectable' distortion levels[J]. Wireless World, 1981, 87: 32.
交越失真有可能在0.3%或者更低一些被人耳感知到。
Moir J. Transients and Loudspeaker Damping[J]. Wireless World, 1950, 56: 166-170.
P.A. Fryer的研究表明，对于钢琴而言，刚好能被人耳感知的互调失真IMD约为2%~4%，而对于其他类型的测试信号，约为5%.
Russell K F, Fryer P A. Loudspeakers: An Approach to Objective Listening[C]//Audio Engineering Society Convention 63. Audio Engineering Society, 1979.
而对于非线性失真的感知极限与掩蔽效应的掩蔽阈其实和人耳的结构构造有关。
事实上很多人没有听过典型的非线性失真是什么样子，就把其他原因导致的声音变化归结为是THD造成的。
测试你的耳朵！噪声与非线性失真！退烧指南第二弹（这不是演习）
固然，很多时候我们确实能听出不同器材（比如说不同音箱耳机）的声音区别，但很多时候这些声音差异是线性失真，或者说频响曲线导致的。并不是THD导致的。通常一款耳机很容易做到大部分频段失真小于0.3%，但绝大部分音箱耳机，哪怕是同一款产品的量产公差，都有±3dB，也就是最大6dB的差异，就更别说不同产品之间的差异。而人耳对于频响差异的感知极限大概是0.3~0.5dB。所以通常音箱耳机的频响曲线导致的听感差异，远远大于非线性失真的差异。
但是，THD不重要，并不等于完全没用。很多人会一根筋两头堵的认为我所表达的意思就是非线性失真完全没用。这又是另一个极端。如果是频响曲线比较相近的情况下，比如说用EQ把不同耳机都调到目标曲线，或者说现在的有源音箱通过DSP调节都做到比较平直的状态（当然离轴不一定），那么此时仍有可能存在一定的听感差异，可能就是非线性失真导致的。这也是我之前引用的，主要矛盾和次要矛盾可以相互转化的辩证法的应用。
但即便非线性失真超过了人耳的感知阈限，也并不意味着它可以作为音质和声音是否好听的定量判断标准。
2%失真的声音，完全有可能听起来比1%失真的声音，音质更好，或者更好听。
还记得我们前面提到过的非线性失真的产生原因和谐波组成成分嘛。不同类型导致的非线性失真，不同的谐波组成，即便是相同的失真值，可能导致比较大的听感差异。Rub&Buzz或者说PR&B，是目前业内更加认可的定量判断标准。以下则是我在Audio Precision工作时所写的对于R&B测试的讲解：
R&B测试本质上是对谐波失真进行计算处理，通过R&B峰值因子和峰值比体现。
机械缺陷，如音圈擦圈或缝隙中存在杂质颗粒，会将许多不同的杂散信号引入扬声器系统的输出。R&B信号的特征是频率高于被激发机械缺陷的刺激音，并且具有高峰值因子。
在Audio Precision中，首先使用高通滤波器来检测R&B，从而仅提取残差信号。在测量过程中，滤波器频率向上移动，跟踪chirp激励频率的倍频。之后对滤波后残差的峰值因子进行测量，以及对滤波后残差与未滤波均方根信号的峰值比测量。
R&B峰值系数=残余信号峰值/残余信号RMS
R&B峰值比=残余信号峰值/主（未滤波）信号RMS
高残差峰值因子（高于12 dB）和高峰值比（高于-40 dB）的组合是R&B缺陷的可靠指标。
总之，非线性失真并没有一些人想的那么重要，很多时候它是“次要矛盾”。之所以很多人会下意识的认为它才是影响声音的关键因素，个人认为可能是翻译问题，“distortion”被翻译成了“失真”。而“失真”这个词，听上去像是造成了声音音质的显著变化。但对于一个科学问题，我们应该从科学原理出发去理解，而不是一个概念的中文译称。
内容来源：理性派wifi
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