Wenn wir ein Eingangssignal in Form eines Sinus (oder einer beliebigen Form von Signal) an ein beliebiges anlegen elektronische Schaltung dann sollte sein Ausgang die gleiche Art von Signal sein. Dies bedeutet, dass der Ausgang auch die gleiche Signalform haben muss, die sinusförmig ist. Wenn in diesem Fall der Ausgang nicht die gleiche Nachbildung des Eingangssignals ist oder wenn der Ausgang nicht dem Eingangssignal entspricht, wird die Differenz als Verzerrung bezeichnet. Aufgrund dieser Verzerrungen entspricht der Ausgang nicht dem Eingang. Die harmonische Verzerrung kann anhand dieses Beispiels definiert werden. Wenn das 5-V-Eingangssignal an die Schaltung angelegt wird, hat das Ausgangssignal nur eine Spannung von 2 V. Es zeigt an, dass das Signal aufgrund von Verzerrungen seine Spannung verliert. Dies wird in geschehen Verstärker , Leistungsverstärker und Modulationstechniken usw. Es gibt verschiedene Techniken, um diese Verzerrung zu verringern, und es stehen nur wenige Methoden und Formeln zur Berechnung des Verzerrungspegels zur Verfügung. Dieser Artikel beschreibt, was harmonische Verzerrung, Definition, Analyse, Ursachen usw. Ist
Was ist harmonische Verzerrung?
Wir können das Wort harmonisch verstehen, wie die ganze Zahl, die die Grundfrequenzen multipliziert, als „Harmonische“ bezeichnet wird. Hier ist Harmonisch eine Art von Signal, dessen Frequenz ein ganzzahliges Vielfaches des Referenzsignals ist. Auf andere Weise kann es als das Verhältnis zwischen der Frequenz des Signals und der Frequenz des Referenzsignals definiert werden. Beispielsweise ist X ein Eingangswechselstromsignal mit der Frequenz f Hz.
Oberschwingungsverzerrungseingangssignal
Wenn das Signal X angezeigt wird der CRO dann scheint sich das Signal X für jedes f Hz zu wiederholen. Hier ist das Signal X das Referenzsignal und das auf dem CRO angezeigte Signal hat Frequenzen wie 2f, 3f, 4f und so weiter. Theoretisch enthält das Signal unendliche Harmonische. Die folgenden zwei Abbildungen geben das Eingangssignal und den verzerrten Ausgang an, wenn der Eingang an eine Schaltung angelegt wird.
Harmonic-Distortion-Output-Distorted-Signal
Wenn das Signal eine gleiche Zeitspanne von positivem und negativem Zyklus hat, wird ein solches Signal als symmetrisches Signal bezeichnet und es können ungerade Harmonische auftreten (multipliziert 3., 5. usw. der Grundfrequenz). Wenn das Signal nicht die gleiche Zeitspanne von positivem und negativem Zyklus hat, wird ein solches Signal als asymmetrisches Signal bezeichnet, und es können sogar Harmonische (multipliziert 2., 4. usw. der Grundfrequenz) und Gleichstrom auftreten Komponenten kann auch in den asymmetrischen Signalen auftreten.
In der obigen Abbildung können wir die Grundsignalfrequenz als 100 Hz bemerken und ihre Harmonischen werden bei verschiedenen Frequenzen für die Referenzsignalfrequenz wie 100 Hz existieren.
Harmonische Verzerrungen im Signal
Wenn das Signal harmonische Verzerrungen aufweist, während harmonische Frequenzkomponenten existieren, ist der Prozentsatz dieser Verzerrungen auf dem bestimmten harmonischen Pegel zu ermitteln:
% n-te harmonische Verzerrung = [Pn] / [P1} * 100
[Pn] = Amplitude der n-ten Frequenzkomponente
[P1] = Amplitude der Grundsignalfrequenz
Verzerrungen können aufgrund nichtlinearer Eigenschaften der Komponenten auftreten, die in einer elektronischen Schaltung verwendet werden. Diese Komponenten können nichtlineare Eigenschaften aufweisen, was zur Erzeugung von Verzerrungen im Signal führt. Es gibt fünf verschiedene Arten von harmonischen Verzerrungen in Stromversorgungssystemen. Sie sind
- Frequenzverzerrung
- Amplitudenverzerrung
- Phasenverzerrung
- Intermodulationsverzerrung
- Überkreuzen Sie die Verzerrung
Analyse der harmonischen Verzerrung
Die Analyse dieser Verzerrung ist eine einzigartige Art der Analyse. Bei diesem Typ wird ein sinusförmiges Einzelfrequenzsignal an die Schaltung angelegt und ihr Ausgang mit zu messender und zu analysierender Verzerrung ausgegeben.
Wenn das Eingangssignal an die Schaltung angelegt wird, kann sich aufgrund nichtlinearer Eigenschaften der Komponenten eine Verzerrung im Ausgangssignal entwickeln. Aus diesem Grund kann das Referenzsignal an verschiedenen Frequenzpunkten im Ausgang erscheinen. Wenn wir die Verzerrungen mit der Methode zur Messung der gesamten harmonischen Verzerrung analysieren, können wir den Wert der gesamten harmonischen Verzerrung (THD), der gesamten harmonischen Verzerrung plus Rauschen (THDN), des Signal-Rausch-Verhältnisses und der Verzerrung (SINAD) sowie des Signal-Rausch-Verhältnisses (SNR) ermitteln. und n-ter harmonischer Wert in Bezug auf die Grundfrequenz. Durch diese Methode zur Messung der gesamten harmonischen Verzerrung können wir die Eingangs- und Ausgangsspannungen sowie die Eingangs- und Ausgangsleistung kennen.
Ursachen für harmonische Verzerrungen
Die Hauptgründe für die harmonischen Verzerrungen sind die nichtlinearen Last- und Nichtlinearitätseigenschaften der elektronischen Komponenten. Nichtlineare Last ändert die Impedanz mit der angelegten Eingangsspannung. Dies führt zu Verzerrungen im Ausgangssignal. Und die Komponenten, die in der Schaltung verwendet werden, zeigen auch die Nichtlinearitätseigenschaften. Dies führt auch zur Entwicklung der Harmonischen im Ausgang. Aufgrund der harmonischen Verzerrungen erhält der Stromkreis Wärme und Ausgang ungleich dem Eingang. Dieser Effekt ist für jeden Stromkreis schädlich.
Harmonic Distortion Analyzer
Das Ermitteln des harmonischen Verzerrungsfaktors ist für jede Schaltung am wichtigsten. Wir können diese Verzerrungen anhand dieses Wertes analysieren. Total Harmonic Distortion (THD) ist die nützlichste Technik, um die Total Harmonic Distortion für das Stromsignal und die Total Harmonic Distortion für Spannungssignale zu ermitteln.
THD kann als das Verhältnis zwischen den Effektivwerten aller harmonischen Signale und dem Effektivwert der Grundsignalfrequenz definiert werden.
Aktuelle THD - Gemäß der obigen Aussage wird die Gesamtverzerrung für den Strom durch THDi angegeben
Strom-THDi
Hier ist In der Effektivstrom für das Signal der n-ten Harmonischen und I1 der Effektivwert des Grundsignals.
Spannung THD - Wie bei THDi wird die gesamte harmonische Verzerrung der Spannung mit THDv bezeichnet.
Spannung-THDv
Hier ist Vn die Spannung der n-ten Harmonischen und V1 die Spannung des Grundsignals. Die Total Harmonic Distortion (THD) analysiert auch das nichtlineare Verhalten des Systems mit der Fast Fourier Transformation (FFT).
Totale harmonische Verzerrung mehr Lärm (THDN) ist definiert als das Verhältnis des Effektivwerts des Grundsignals zum Effektivwert der Harmonischen zusammen mit den Rauschkomponenten.
Hier dreht sich also alles um Harmonic Verzerrung . Aus den obigen Informationen können wir schließlich schließen, dass dies der wichtigste Parameter im System ist, da er das Ausgangssignal verletzen kann. Und dies kann durch den THD-Faktor analysiert und durch die auf dem Markt verfügbaren Techniken und Geräte verringert werden. Hier ist eine Frage für Sie, was sind die Anwendungen der harmonischen Verzerrung?
