Når vi bruker et inngangssignal i form av sinusformet (eller en hvilken som helst form for signal) til noe elektronisk krets da skal utgangen være av samme type signal. Det betyr at utgangen også må ha samme form for signalet er sinusformet. Hvis i tilfelle utgangen ikke er den samme kopien av inngangssignalet, eller hvis utgangen ikke er lik inngangssignalet, kalles forskjellen forvrengninger. På grunn av disse forvrengningene tilsvarer ikke utdataene inngangen. Den harmoniske forvrengningen kan defineres ved å bruke dette eksemplet. Når 5V-inngangssignalet påføres kretsen, vil utgangssignalet bare ha 2V-spenning. Det indikerer at signalet mister spenningen på grunn av forvrengning. Dette vil skje i forsterkere , effektforsterkere og moduleringsteknikker, etc. Det er forskjellige teknikker for å redusere denne forvrengningen, og få metoder og formler er tilgjengelige for å beregne forvrengningsnivået. Denne artikkelen diskuterer hva som er harmonisk forvrengning, definisjon, analyse, årsaker osv
Hva er harmonisk forvrengning?
Vi kan forstå ordet harmonisk, slik at heltallet som multipliserer grunnleggende frekvenser er kjent som 'harmoniske'. Her er harmonisk en type signal hvis frekvens er et integrert multiplum av referansesignalet. På en annen måte kan den defineres som forholdet mellom signalfrekvensen og referansesignalets frekvens. For eksempel er X et inngangs AC-signal som har frekvensen f Hz.
Harmonisk-forvrengning-inngangssignal
Når signalet X vises på CRO så ser X ut til å gjenta for hver f Hz. Her er signal X referansesignalet og signalet vises på CRO har frekvenser som 2f, 3f, 4f og så videre. Teoretisk inkluderer signalet uendelige harmonier. Nedenfor to figurer indikerer inngangssignalet og den forvrengte utgangen når inngangen blir brukt til en hvilken som helst krets.
Harmonisk-forvrengning-utgang-forvrengt-signal
Hvis signalet har en lik tidsperiode med positiv syklus og negativ syklus, kalles et slikt signal symmetrisk signal og oddetone harmoniske kan vises (multipliserer 3., 5. osv. Av grunnfrekvensen). Hvis signalet ikke har samme tidsperiode med positiv syklus og negativ syklus, kalles et slikt signal asymmetrisk signal, og til og med harmoniske kan vises (multipliserer 2., 4. osv. Av grunnfrekvensen) og DC komponenter kan også vises i de asymmetriske signalene.
I figuren ovenfor kan vi legge merke til den grunnleggende signalfrekvensen som 100Hz, og deres harmoniske vil eksistere ved forskjellige frekvenser for referansesignalfrekvensen som 100 Hz.
Harmoniske-forvrengninger-i-signal
Hvis signalet har harmoniske forvrengninger mens harmoniske frekvenskomponenter eksisterer, er det å finne prosentandelen av disse forvrengningene på det spesielle harmoniske nivået,
% nth harmonisk forvrengning = [Pn] / [P1} * 100
[Pn] = amplitude til den niende frekvenskomponenten
[P1] = amplitude av grunnleggende signalfrekvens
Forvrengning kan oppstå på grunn av ikke-lineære egenskaper til komponentene som brukes i en elektronisk krets. Disse komponentene kan ha ikke-lineære egenskaper, noe som resulterer i generering av forvrengninger i signalet. Det er fem forskjellige typer harmonisk forvrengning i kraftsystemer. De er
- Frekvensforvrengning
- Amplitude forvrengning
- Fase forvrengning
- Intermodulasjonsforvrengning
- Kryss over forvrengning
Harmonisk forvrengningsanalyse
Analysen av denne forvrengningen er en unik type analyse. I denne typen påføres et enkeltfrekvent sinusformet signal på kretsen og dens utgang med forvrengning som skal måles og analyseres.
Når inngangssignalet påføres kretsen, kan forvrengningen utvikle seg i utgangssignalet på grunn av ikke-lineære egenskaper til komponentene. På grunn av dette kan referansesignalet vises i utgangen ved forskjellige frekvenspunkter. Hvis vi analyserer forvrengningene med målingsteknikk for total harmonisk forvrengning, kan vi vite verdien av total harmonisk forvrengning (THD), total harmonisk forvrengning pluss støy (THDN), signal til støy og forvrengning (SINAD), signal til støyforhold (SNR) og niende harmoniske verdi med hensyn til grunnfrekvensen. Ved denne totale målemetoden for harmonisk forvrengning kan vi kjenne inngangs- og utgangsspenningene og inngangs- og utgangseffekten.
Harmonisk forvrengning Årsaker
Hovedårsakene til de harmoniske forvrengningene er de ikke-lineære belastnings- og ikke-linearitetsegenskapene til de elektroniske komponentene. Ikke-lineær belastning endrer impedansen med den påførte inngangsspenningen. Dette fører til forvrengninger i utgangssignalet. Og komponentene som bruker i kretsen viser også ulinearitetsegenskapene. Dette fører også til utviklingen av harmonene i utgangen. På grunn av den harmoniske forvrengningskretsen får varme og utgang ikke lik inngangen. Denne effekten er skadelig for alle kretser.
Harmonisk forvrengningsanalysator
Å finne den harmoniske forvrengningsfaktoren er viktigst for enhver krets. Vi kan analysere disse forvrengningene etter denne verdien. Total harmonisk forvrengning (THD) er den mest nyttige teknikken for å finne total harmonisk forvrengning for gjeldende signal og total harmonisk forvrengning for spenningssignaler.
THD kan defineres som forholdet mellom RMS-verdier for alle harmoniske signaler til RMS-verdien til den grunnleggende signalfrekvensen.
Nåværende THD - I henhold til utsagnet ovenfor er total forvrengning for strøm angitt av THDi
strøm-THDi
Her er In RMS-strømmen for det nte harmoniske signalet og I1 er RMS-verdien til fundamentalsignalet.
Spenning THD - samme som THDi, er total harmonisk forvrengning av spenningen betegnet med THDv.
spenning-THDv
Her er Vn spenningen til nth harmonisk og V1 er spenningen til fundamentalsignalet. Total harmonisk forvrengning (THD) analyserer også systemets ikke-lineære oppførsel med Fast Fourier-transformasjonen (FFT).
Total harmonisk forvrengning mer støy (THDN) er definert som forholdet mellom RMS-verdien til fundamentalsignalet og RMS-verdien til harmoniske sammen med støykomponenter.
Dermed handler alt om harmonisk forvrengning . Fra informasjonen ovenfor kan vi til slutt konkludere med at dette er den viktigste parameteren i systemet fordi den kan bryte utgangssignalet. Og dette kan analyseres av THD-faktoren og kan reduseres ved hjelp av teknikker og enheter som er tilgjengelige i markedet. Her er et spørsmål til deg, hva er anvendelsene av harmonisk forvrengning?
