Когато прилагаме входен сигнал под формата на синусоидален (или някаква форма на сигнал) към който и да е електронна схема тогава изходът му трябва да бъде от същия тип сигнал. Това означава, че изходът също трябва да има същата форма на сигнал е синусоидален. Ако в случая изходът не е същата реплика на входния сигнал или ако изходът не е равен на входния сигнал, тогава разликата се нарича изкривявания. Поради тези изкривявания изходът не е равен на входа. Хармоничното изкривяване може да бъде определено чрез този пример. Когато входният сигнал 5V се приложи към веригата, тогава изходният сигнал ще има само 2V напрежение. Това показва, че сигналът губи напрежението си поради изкривяване. Това ще се случи през усилватели , усилватели на мощност и техники за модулация и др. Има различни техники за намаляване на това изкривяване и са налични малко методи и формули за изчисляване на нивото на изкривяване. Тази статия обсъжда какво е хармонично изкривяване, дефиниция, анализ, причини и т.н.

Какво е хармонично изкривяване?

Можем да разберем думата хармоника като цяло число, което умножава основните честоти, е известно като „хармоници“. Тук хармоникът е вид сигнал, чиято честота е интегрално кратно на референтния сигнал. По друг начин може да се определи като съотношение между честотата на сигнала и честотата на референтния сигнал. Например, X е входен променлив сигнал, който има честота f Hz.

Сигнал за хармонично изкривяване на входа

Когато сигналът X се показва на CRO тогава ще се появи сигнал X да се повтаря за всеки f Hz. Тук сигнал X е референтният сигнал и сигналът, който се показва на CRO, има честоти като 2f, 3f, 4f и т.н. Теоретично сигналът включва безкрайни хармоници. Под две цифри се посочва входният сигнал и изкривеният изход, когато входът се прилага към която и да е верига.

“двоично -десетична таблица за преобразуване ”

Хармонично изкривяване-изход-изкривен сигнал

Ако сигналът има еднакъв период от време на положителен и отрицателен цикъл, тогава такъв сигнал се нарича симетричен сигнал и могат да се появят нечетни хармоници (умножава 3-та, 5-та и т.н. от основната честота). Ако сигналът няма еднакъв период от време на положителен цикъл и отрицателен цикъл, тогава такъв сигнал се нарича асиметричен сигнал и дори могат да се появят хармоници (умножава 2-ра, 4-та и т.н. от основната честота) и DC компоненти също може да се появи в асиметричните сигнали.

На горната фигура можем да забележим основната честота на сигнала като 100Hz и техните хармоници ще съществуват при различни честоти за референтната честота на сигнала като 100 Hz.

Хармонични изкривявания в сигнал

Ако сигналът има хармонични изкривявания, докато съществуват хармонични честотни компоненти, тогава за да се намери процентът на тези изкривявания на конкретното хармонично ниво е,

% n-то хармонично изкривяване = [Pn] / [P1} * 100

[Pn] = амплитуда на n-та честотна компонента

[P1] = амплитуда на основната честота на сигнала

Може да възникнат изкривявания поради нелинейни характеристики на компонентите, които се използват в електронна схема. Тези компоненти могат да проявяват нелинейни характеристики, което води до генериране на изкривявания в сигнала. Има пет различни вида хармонични изкривявания в енергийните системи. Те са

Честотно изкривяване
Изкривяване на амплитудата
Фазово изкривяване
Интермодулационно изкривяване
Преминаване през изкривяване

Анализ на хармоничното изкривяване

Анализът на това изкривяване е уникален тип анализ. При този тип към веригата се подава едночестотен синусоидален сигнал и изходът му с изкривяване се измерва и анализира.

Когато входният сигнал се подава към веригата, поради нелинейни характеристики на компонентите, изкривяването може да се развие в изходния сигнал. Поради това референтният сигнал може да се появи в изхода в различни честотни точки. Ако анализираме изкривяванията с техника на измерване на общо хармонично изкривяване, можем да знаем стойността на общото хармонично изкривяване (THD), общо хармонично изкривяване плюс шум (THDN), сигнал към шум и изкривяване (SINAD), съотношение сигнал към шум (SNR) и n-та хармонична стойност по отношение на основната честота. Чрез този метод за измерване на общото хармонично изкривяване можем да познаем входното и изходното напрежение и входната и изходната мощност.

Причини за хармонично изкривяване

Основните причини за хармоничните изкривявания са нелинейното натоварване и нелинейните характеристики на електронните компоненти. Нелинейното натоварване променя импеданса с приложеното входно напрежение. Това води до изкривявания, които ще се развият в изходния сигнал. А компонентите, които се използват във веригата, също показват нелинейни характеристики. Това също води до развитието на хармониците в изхода. Поради хармоничните изкривявания веригата получава топлина и мощност, не равна на входа. Този ефект е вреден за всяка верига.

“разликата между ac и dc ”

Анализатор на хармонично изкривяване

Намирането на фактора на хармоничното изкривяване е най-важно за всяка верига. Можем да анализираме тези изкривявания по тази стойност. Пълното хармонично изкривяване (THD) е най-полезната техника за намиране на общото хармонично изкривяване за текущия сигнал и общото хармонично изкривяване за сигналите на напрежението.

THD може да се дефинира като съотношение между RMS стойностите на всички хармонични сигнали към RMS стойността на основната честота на сигнала.

Текущи THD - Съгласно горното твърдение, общото изкривяване за ток се посочва от THDi

ток-THDi

Тук In е средно ефективният ток за n-ия хармоничен сигнал, а I1 е RMS стойността на основния сигнал.

Напрежение THD - същото като THDi, общото хармонично изкривяване на напрежението се обозначава с THDv.

напрежение-THDv

Тук Vn е напрежението на n-та хармоника, а V1 е напрежението на основния сигнал. Общото хармонично изкривяване (THD) също анализира нелинейното поведение на системата с бързото преобразуване на Фурие (FFT).

Пълно хармонично изкривяване повече шум (THDN) се дефинира като съотношението на RMS стойността на основния сигнал към RMS стойността на хармониците заедно с компонентите на шума.

По този начин всичко е свързано с Harmonic изкривяване . От горната информация накрая можем да заключим, че това е най-важният параметър в системата, тъй като може да наруши изходния сигнал. И това може да бъде анализирано от фактора THD и може да бъде намалено от техниките и устройствата, които се предлагат на пазара. Ето един въпрос към вас, какви са приложенията на хармоничното изкривяване?