Когда мы применяем входной сигнал в форме синусоидального сигнала (или любой другой формы сигнала) к любому Электронная схема тогда на его выходе должен быть сигнал того же типа. Это означает, что на выходе тоже должна быть форма сигнала - синусоидальная. Если в этом случае выход не является той же копией входного сигнала или если выходной сигнал не равен входному сигналу, тогда разница называется искажениями. Из-за этих искажений выходной сигнал не равен входному. На этом примере можно определить гармонические искажения. Когда на схему подается входной сигнал 5 В, выходной сигнал будет иметь только напряжение 2 В. Это указывает на то, что сигнал теряет свое напряжение из-за искажения. Это произойдет в усилители , усилители мощности и методы модуляции и т. д. Существуют различные методы для уменьшения этого искажения, и несколько методов и формул доступны для расчета уровня искажения. В этой статье обсуждается, что такое гармонические искажения, определение, анализ, причины и т. Д.
Что такое гармонические искажения?
Мы можем понимать слово «гармоника» как целое число, которое умножает основные частоты, известное как «гармоники». Здесь гармоника представляет собой тип сигнала, частота которого является целым кратным опорного сигнала. По-другому, это может быть определено как отношение между частотой сигнала и частотой опорного сигнала. Например, X - это входной сигнал переменного тока с частотой f Гц.
Гармонические искажения входного сигнала
Когда сигнал X отображается на CRO тогда будет казаться, что сигнал X повторяется через каждые f Гц. Здесь сигнал X является опорным сигналом, а сигнал, отображаемый на CRO, имеет такие частоты, как 2f, 3f, 4f и так далее. Теоретически сигнал включает бесконечное количество гармоник. Две цифры ниже обозначают входной сигнал и искаженный выходной сигнал, когда входной сигнал подается на любую схему.
Выходной искаженный сигнал гармонических искажений
Если сигнал имеет равный период времени положительного цикла и отрицательного цикла, то такой сигнал называется симметричным сигналом, и могут появиться нечетные гармоники (умножение 3-й, 5-й и т. Д. Основной частоты). Если сигнал не имеет равного периода времени положительного цикла и отрицательного цикла, то такой сигнал называется асимметричным сигналом, и могут появиться даже гармоники (умноженные на 2-ю, 4-ю и т.д. основной частоты) и постоянный ток. составные части также может появиться в асимметричных сигналах.
В приведенном выше рисунке, то можно заметить, основную частоту сигнала, как и их 100Гц гармоники будут существовать на разных частотах для частоты опорного сигнала, как 100 Гц.
Гармонические искажения в сигнале
Если сигнал имеет гармонические искажения при наличии гармонических частотных составляющих, то для определения процента этих искажений на конкретном уровне гармоник,
% n-го гармонического искажения = [Pn] / [P1} * 100
[Pn] = амплитуда n-го частотного компонента
[P1] = амплитуда основной частоты сигнала
Искажения могут возникать из-за нелинейных характеристик компонентов, используемых в электронной схеме. Эти компоненты могут иметь нелинейные характеристики, что приводит к искажению сигнала. В энергосистемах существует пять различных типов гармонических искажений. Они есть
- Частотные искажения
- Амплитудные искажения
- Фазовое искажение
- Интермодуляционные искажения
- Переходное искажение
Анализ гармонических искажений
Анализ этого искажения - уникальный вид анализа. В этом типе одночастотный синусоидальный сигнал подается на схему и ее выход с измерением и анализом искажений.
Когда входной сигнал подается на схему, из-за нелинейных характеристик компонентов в выходном сигнале могут возникать искажения. Из-за этого опорный сигнал может появляться на выходе в разных частотных точках. Если мы проанализируем искажения с помощью метода измерения общих гармонических искажений, мы сможем узнать значение общего гармонического искажения (THD), полного гармонического искажения плюс шум (THDN), сигнал / шум и искажение (SINAD), отношение сигнал / шум (SNR). и значение n-й гармоники относительно основной частоты. С помощью этого метода измерения общих гармонических искажений мы можем узнать входное и выходное напряжения, а также входную и выходную мощность.
Причины гармонических искажений
Основными причинами гармонических искажений являются нелинейная нагрузка и нелинейные характеристики электронных компонентов. Нелинейная нагрузка изменяет импеданс в зависимости от приложенного входного напряжения. Это приведет к появлению искажений в выходном сигнале. И компоненты, которые используются в схеме, также показывают характеристики нелинейности. Это также приводит к развитию гармоник на выходе. Из-за гармонических искажений схема нагревается, и выходная мощность не равна входной. Этот эффект вреден для любой схемы.
Анализатор гармонических искажений
Определение коэффициента гармонических искажений наиболее важно для любой схемы. Мы можем проанализировать эти искажения по этой величине. Полный коэффициент гармонических искажений (THD) - это наиболее полезный метод для определения общего гармонического искажения для токового сигнала и полного гармонического искажения для сигналов напряжения.
THD можно определить как отношение между среднеквадратичным значением всех гармонических сигналов и среднеквадратичным значением частоты основного сигнала.
Текущий THD - Согласно вышеприведенному утверждению, полное искажение тока обозначается THDi.
текущий-THDi
Здесь In - это действующее значение тока для n-го гармонического сигнала, а I1 - среднеквадратичное значение основного сигнала.
Напряжение THD - Как и THDi, полное гармоническое искажение напряжения обозначается THDv.
напряжение-THDv
Здесь Vn - напряжение n-й гармоники, а V1 - напряжение основного сигнала. Общее гармоническое искажение (THD) также анализирует нелинейное поведение системы с помощью быстрого преобразования Фурье (FFT).
Общее гармоническое искажение больше шума (THDN) определяется как отношение среднеквадратичного значения основного сигнала к среднеквадратичному значению гармоник вместе с шумовыми составляющими.
Таким образом, это все о Гармонике. искажение . Наконец, исходя из приведенной выше информации, мы можем сделать вывод, что это наиболее важный параметр в системе, поскольку он может нарушать выходной сигнал. И это можно проанализировать с помощью коэффициента THD и уменьшить с помощью методов и устройств, доступных на рынке. Вот вам вопрос, каковы применения гармонических искажений?
