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🛠️ 總諧波失真(THD)計算器

專業免費的 總諧波失真(THD)計算器。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
11.1803% THD 相對於基波的百分比
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

什麼是總諧波失真?

總諧波失真(Total Harmonic Distortion,簡稱 THD)用來衡量週期性訊號——例如電壓、電流或音訊波形——偏離理想正弦波的程度。完美的正弦波,能量只集中在基波頻率上;但只要系統存在任何非線性元件(如放大器、電源供應器、變頻器、變壓器),就會在基波的整數倍頻率上產生額外成分,這些成分稱為「諧波」。THD 把所有諧波相對於基波的總量,濃縮成一個百分比來表示。THD 數值越低,代表訊號越乾淨、越純淨。

如何使用本計算器

請先輸入基波成分的振幅(V1),再依序填入你量測到的各次諧波振幅(V2 到 V7)。振幅可以採用峰值(peak)或均方根值(RMS)皆可——只要前後一致即可,因為 THD 是一個比值,單位會在計算中相互抵消。沒有用到的諧波欄位保持為 0 即可。計算完成後,本工具會同時給你 THD 的百分比、純比值,以及所有諧波合併後的 RMS 大小。

公式解析

THD 等於各次諧波振幅平方和的平方根,再除以基波振幅:

THD = ((\sqrt{V_2^{2} + V_3^{2} + V_4^{2} + V_5^{2} + V_6^{2} + V_7^{2}}) ÷ (≤ft|V_1\right|)) × 100%

其中「平方和開根號」這一項,其實就是把各次諧波以 RMS 方式合併起來的結果。再除以 V1 進行正規化,使結果不受整體訊號大小影響。

範例試算

假設 V_1 = 10、V_2 = 3、V_3 = 4。諧波的 RMS 為

\sqrt{3^{2} + 4^{2}} = √(25) = 5.
因此
THD = ((5) ÷ (10)) = 0.5,
也就是 50%。值得注意的是,雖然單看每一次諧波似乎都不大,但合併起來卻會形成相當可觀的失真數值。

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

該用峰值還是 RMS 振幅?
兩者都可以,只要所有數值都採用同一種標準即可;最終結果是一個無單位的比值。
THD 多少才算好?
以音訊來說,低於 1% 通常人耳已聽不出來;高傳真(Hi-Fi)等級的器材則會追求低於 0.1%。電力系統方面,電壓 THD 一般會限制在約 5% 以內。
為什麼是除以 V1,而不是整個訊號?
這是 IEEE 採用、以基波為參考基準的定義(THD-F)。也有部分標準改以總 RMS 為分母(THD-R);本工具採用的是 THD-F。