När vi applicerar en ingångssignal i form av sinusformad (eller någon form av signal) till någon elektrisk krets då bör dess utgång vara av samma typ av signal. Det betyder att utgången också måste ha samma form av signal är sinusformad. Om i fallet utgången inte är samma kopia av insignalen eller om utgången inte är lika med insignalen kallas skillnaden förvrängningar. På grund av dessa snedvridningar motsvarar inte utgången ingången. Den harmoniska förvrängningen kan definieras med hjälp av detta exempel. När 5V-insignalen matas till kretsen, kommer utsignalen att endast ha 2V-spänning. Det indikerar att signalen tappar sin spänning på grund av distorsion. Detta kommer att inträffa i förstärkare , effektförstärkare & moduleringsteknik, etc. Det finns olika tekniker för att minska denna distorsion och få metoder och formler finns tillgängliga för att beräkna distorsionsnivån. Denna artikel diskuterar vad som är harmonisk distorsion, definition, analys, orsaker osv
Vad är harmonisk distorsion?
Vi kan förstå ordet harmonisk som heltalet som multiplicerar grundläggande frekvenser kallas 'Harmonics'. Här är harmonisk en typ av signal vars frekvens är en integrerad multipel av referenssignalen. På ett annat sätt kan den definieras som förhållandet mellan signalens frekvens och referenssignalens frekvens. X är till exempel en ingångs AC-signal som har frekvensen f Hz.
Harmonisk-distorsionsingångssignal
När signalen X visas på CRO då verkar signalen X upprepa för varje f Hz. Här är signal X referenssignalen och signalen visas på CRO har frekvenser som 2f, 3f, 4f och så vidare. Teoretiskt innefattar signalen oändliga övertoner. Nedan två siffror visar insignalen och den förvrängda utgången när ingången matas till valfri krets.
Harmonisk-förvrängning-utgång-förvrängd signal
Om signalen har en lika lång period av positiv cykel och negativ cykel, kallas en sådan signal symmetrisk signal och udda övertoner kan visas (multiplicerar 3: e, 5: e, etc av grundfrekvensen). Om signalen inte har samma tidsperiod av positiv cykel och negativ cykel kallas en sådan signal asymmetrisk signal och till och med övertoner kan visas (multiplicerar 2: a, 4: e, etc. av grundfrekvensen) och DC komponenter kan också visas i de asymmetriska signalerna.
I figuren ovan kan vi märka den grundläggande signalfrekvensen som 100Hz och deras övertoner kommer att finnas vid olika frekvenser för referenssignalfrekvensen som 100 Hz.
Harmoniska-snedvridningar-i-signal
Om signalen har harmoniska snedvridningar medan harmoniska frekvenskomponenter existerar, är att hitta procenten av dessa snedvridningar på den specifika harmoniska nivån,
% nth harmonisk distorsion = [Pn] / [P1} * 100
[Pn] = amplitud för den n: e frekvenskomponenten
[P1] = amplitud för grundläggande signalfrekvens
Snedvridningar kan uppstå på grund av icke-linjära egenskaper hos komponenterna som används i en elektronisk krets. Dessa komponenter kan uppvisa icke-linjära egenskaper, vilket resulterar i generering av snedvridningar i signalen. Det finns fem olika typer av harmonisk distorsion i kraftsystem. Dom är
- Frekvensförvrängning
- Amplitudförvrängning
- Fasförvrängning
- Intermodulationsförvrängning
- Korsa över snedvridning
Harmonisk distorsionsanalys
Analysen av denna snedvridning är en unik typ av analys. I denna typ appliceras en sinusformad signal med en frekvens på kretsen och dess utgång med distorsion som ska mätas och analyseras.
När insignalen matas till kretsen kan distorsionen utvecklas i utsignalen på grund av komponenternas olinjära egenskaper. På grund av detta kan referenssignalen visas i utgången vid olika frekvenspunkter. Om vi analyserar distorsionerna med mätteknik för total harmonisk distorsion kan vi känna till värdet av total harmonisk distorsion (THD), total harmonisk distorsion plus brus (THDN), signal till brus och distorsion (SINAD), signal till brusförhållande (SNR) och det nionde harmoniska värdet med avseende på grundfrekvensen. Med denna totala harmoniska distorsionsmätmetod kan vi känna till in- och utspänningar samt in- och uteffekt.
Harmoniska distorsionsorsaker
De främsta orsakerna till harmoniska snedvridningar är de icke-linjära belastnings- och ickelinjäritetsegenskaperna hos de elektroniska komponenterna. Icke-linjär belastning ändrar impedansen med den applicerade ingångsspänningen. Detta leder till snedvridningar i utsignalen. Och komponenterna som använder i kretsen visar också olinjäritetsegenskaperna. Detta leder också till utvecklingen av övertonerna i utgången. På grund av den harmoniska snedvridningen får kretsen värme och effekt inte lika med ingången. Denna effekt är skadlig för alla kretsar.
Harmonisk distorsionsanalysator
Att hitta den harmoniska förvrängningsfaktorn är viktigast för alla kretsar. Vi kan analysera dessa snedvridningar med detta värde. Total harmonisk distorsion (THD) är den mest användbara tekniken för att hitta total harmonisk distorsion för den aktuella signalen och total harmonisk distorsion för spänningssignaler.
THD kan definieras som förhållandet mellan RMS-värden för alla harmoniska signaler till RMS-värdet för den grundläggande signalfrekvensen.
Nuvarande THD - I enlighet med ovanstående uttalande anges total distorsion för ström av THDi
nuvarande-THDi
Här är In RMS-strömmen för den n: e harmoniska signalen och I1 är RMS-värdet för grundsignalen.
Spänning THD - samma som THDi, är total harmonisk distorsion av spänning betecknad med THDv.
spänning-THDv
Här är Vn spänningen för nth harmonisk och V1 är spänningen för grundsignalen. Total harmonisk distorsion (THD) analyserar också systemets icke-linjära beteende med Fast Fourier-transform (FFT).
Total harmonisk distorsion mer buller (THDN) definieras som förhållandet mellan RMS-värdet för grundsignalen och RMS-värdet för övertonerna tillsammans med bruskomponenter.
Således handlar det här om Harmonic förvrängning . Av ovanstående information kan vi slutligen dra slutsatsen att detta är den viktigaste parametern i systemet eftersom den kan bryta mot utsignalen. Och detta kan analyseras med THD-faktorn och kan minskas med de tekniker och enheter som finns tillgängliga på marknaden. Här är en fråga till dig, vad är tillämpningarna av harmonisk distorsion?
