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：
$$\text{THD} = \frac{\sqrt{\text{V}_2^{2} + \text{V}_3^{2} + \text{V}_4^{2} + \text{V}_5^{2} + \text{V}_6^{2} + \text{V}_7^{2}}}{\left|\text{V}_1\right|} \times 100\%$$
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 \(\text{V}_1 = 10\)、\(\text{V}_2 = 3\)、\(\text{V}_3 = 4\)。諧波的 RMS 為 $$\sqrt{3^{2} + 4^{2}} = \sqrt{25} = 5.$$ 因此 $$\text{THD} = \frac{5}{10} = 0.5,$$ 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。
常見問題
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。
