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频率失真frequency distortion
输入许多振幅相同而频率不同的信号时，输出端信号振幅随频率而引起的变化。
频率失真（Frequency Distortion）作为电声系统的核心线性失真类型，特指信号在传输过程中因频响特性不均匀导致的振幅/相位畸变现象。当多频复合信号通过放大器或扬声器时，不同频率分量会因系统线性电抗元件（如电容、电感）的阻抗特性差异，产生选择性衰减或延迟。国际标准GB/T 2900.86-2009明确指出，此类失真不会产生新的频率成分，但会导致音色质感劣化，专业音响系统要求20Hz-20kHz频段内振幅波动需控制在±1dB以内。
基于傅里叶变换理论，任意周期信号可分解为基波和谐波分量的线性叠加。设输入信号为： \[ x(t) = \sum_{n=1}^{\infty} A_n \cos(2\pi f_n t + \phi_n) \] 当系统传递函数H(f)存在幅频响应|H(f)|不平坦或相频响应∠H(f)非线性时，输出信号将产生： \[ y(t) = \sum_{n=1}^{\infty} |H(f_n)|A_n \cos(2\pi f_n t + \phi_n + \angle H(f_n)) \] 实验数据显示，普通扬声器在低频段（<200Hz）的幅度失真可达±4dB，而专业级监听音箱通过对称磁路设计可将其控制在±0.5dB。
在电声工程实践中，幅度失真表现为特定频段能量异常衰减或增强。例如，耦合电容容量不足会导致低频滚降（20Hz衰减3dB），而高频寄生电容则使10kHz以上频段产生峰值谐振。相位失真的听觉感知具有频带特异性，2kHz-5kHz区域超过15°相移会导致声像定位模糊，而低频段（<500Hz）相移对立体声场影响较小。哈曼国际研究证实，人耳对群延迟的敏感阈值为0.1ms，这要求数字滤波器需采用128阶FIR结构实现线性相位响应。
依据IEC 60268-21标准，专业测量采用多音信号组合法：输入由31个1/3倍频程点频组成的测试信号，通过频谱分析仪捕捉各频率点的幅度偏差与相位偏移。高端音频分析仪（如APx555）可实现0.001dB的幅度分辨率和0.01°的相位精度。工程抑制方案采用三级补偿：①选用低ESR聚丙烯电容改善高频特性；②实施主动式频响均衡（如DEQX预处理系统）；③采用双闭环负反馈结构将开环失真降低40dB以上。
当系统同时存在线性与非线性失真时，会产生复合失真效应。实验表明，1kHz+7kHz双音信号通过非线性放大器后，不仅会产生14kHz（2×7kHz）谐波失真，还会因频响不平坦导致基波分量出现±2dB幅度偏差。专业音响系统设计需同步考虑THD（总谐波失真）与IMD（互调失真）指标，采用SMPTE标准的60Hz+7kHz测试信号可全面评估设备综合性能。
DSP技术的突破为频率失真控制带来新范式：MiniDSP SHD系列产品采用96kHz/40-bit浮点处理架构，通过自适应FIR滤波器将20Hz-20kHz频段群延迟波动控制在0.05ms以内。Dirac Live房间校正系统则运用多点麦克风测量技术，可在0.3秒内生成512阶相位校正滤波器，有效补偿扬声器-房间系统的复合频率失真。
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