Amikor szinuszos (vagy bármilyen jelformájú) bemeneti jelet alkalmazunk bármelyikre elektronikus áramkör akkor annak kimenetének azonos típusú jelnek kell lennie. Ez azt jelenti, hogy a kimenetnek ugyanannak a szinuszos jelformának kell lennie. Ha abban az esetben a kimenet nem azonos a bemeneti jel másolatával, vagy ha a kimenet nem egyenlő a bemeneti jelrel, akkor a különbséget torzításnak nevezzük. Ezen torzulások miatt a kimenet nem egyenlő a bemenettel. A harmonikus torzítás meghatározható ennek a példának a felhasználásával. Ha az 5 V bemeneti jelet bekapcsolják az áramkörbe, akkor a kimeneti jelnek csak 2 V feszültsége lesz. Jelzi, hogy a jel torzítás miatt elveszíti feszültségét. Ez fog bekövetkezni erősítők , teljesítményerősítők és modulációs technikák, stb. Ennek a torzításnak a csökkentésére különféle technikák léteznek, és kevés módszer és képlet áll rendelkezésre a torzítási szint kiszámítására. Ez a cikk azt tárgyalja, hogy mi a harmonikus torzítás, a definíció, az elemzés, az okok stb
Mi az a harmonikus torzítás?
Megérthetjük a harmonikus szót, mint az egész frekvenciát megsokszorozó számot „Harmonikusnak” nevezzük. Itt a harmonikus egy olyan típusú jel, amelynek frekvenciája a referenciajel integrális többszöröse. Más módon meghatározható a jel frekvenciájának és a referenciajel frekvenciájának arányaként. Például X egy bemenő AC jel, amelynek frekvenciája f Hz.
Harmonikus-torzítás-bemeneti jel
Amikor az X jel be van kapcsolva a CRO akkor az X jel minden f Hz esetén megismétlődik. Itt az X jel a referenciajel, és a CRO-n látható jelnek olyan frekvenciái vannak, mint a 2f, 3f, 4f stb. Elméletileg a jel végtelen harmonikusokat tartalmaz. Két ábra alatt a bemeneti jel és a torz kimenet látható, amikor a bemenetet bármely áramkörre alkalmazzák.
Harmonikus-torzítás-kimenet-torzított jel
Ha a jelnek azonos a pozitív és negatív ciklusa, akkor ezt a jelet szimmetrikus jelnek nevezzük, és páratlan harmonikusok jelenhetnek meg (megsokszorozza az alapfrekvencia 3., 5. stb.). Ha a jelnek nem egyforma a pozitív és negatív ciklusa, akkor egy ilyen jelet aszimmetrikus jelnek nevezünk, és akár harmonikus is megjelenhet (megsokszorozza az alapfrekvencia 2., 4. stb.) És az egyenáramot alkatrészek szintén megjelenhetnek az aszimmetrikus jelekben.
A fenti ábrán észlelhetjük az alapjel frekvenciáját, mint 100Hz, és harmonikusaik különböző frekvenciákon fognak létezni a referenciajel frekvenciájához, például 100 Hz.
Harmonikus-torzulások-jelben
Ha a jelnek harmonikus torzításai vannak, miközben harmonikus frekvenciakomponensek vannak, akkor meg kell találni ezeknek a torzításoknak a százalékát az adott harmonikus szinten:
% n-edik harmonikus torzítás = [Pn] / [P1} * 100
[Pn] = az n-edik frekvenciakomponens amplitúdója
[P1] = az alapvető jelfrekvencia amplitúdója
Torzulások fordulhatnak elő az elektronikus áramkörben használt alkatrészek nemlineáris jellemzői miatt. Ezek az alkatrészek nemlineáris jellemzőkkel bírhatnak, ez torzulásokat eredményez a jelben. Öt különböző típusú harmonikus torzítás létezik az energiaellátó rendszerekben. Ők
- Frekvencia torzítás
- Amplitúdótorzítás
- Fázis torzítás
- Intermodulációs torzítás
- Kereszt a torzításon
Harmonikus torzítás elemzése
Ennek a torzításnak az elemzése egyedülálló típusú elemzés. Ebben a típusban egyetlen frekvenciájú szinuszos jelet vezetnek az áramkörre és annak kimenetére torzítással kell mérni és elemezni.
Amikor a bemeneti jel az áramkörre kerül, az alkatrészek nemlineáris jellemzői miatt a kimeneti jelben torzulás alakulhat ki. Emiatt a referenciajel különböző frekvenciapontokban jelenhet meg a kimenetben. Ha a torzításokat teljes harmonikus torzítás mérési technikával elemezzük, akkor megismerhetjük a teljes harmonikus torzítás (THD), a teljes harmonikus torzítás és a zaj (THDN), a jel-zaj és torzítás (SINAD), a jel-zaj arány (SNR) értékét és az n-edik harmonikus érték az alapfrekvencia tekintetében. Ezzel a teljes harmonikus-torzítás mérési módszerrel megismerhetjük a bemeneti és kimeneti feszültségeket, valamint a bemeneti és kimeneti teljesítményt.
Harmonikus torzítás okai
A harmonikus torzítások fő okai az elektronikus alkatrészek nemlineáris terhelési és nemlinearitási jellemzői. A nemlineáris terhelés megváltoztatja az impedanciát az alkalmazott bemeneti feszültséggel. Ez torzulásokhoz vezet a kimeneti jelben. És az áramkörben használt alkatrészek a nemlinearitás jellemzőit is mutatják. Ez a kimenet harmonikusainak fejlődéséhez is vezet. A harmonikus torzulások miatt az áramkör hő- és kimeneti teljesítménye nem egyenlő a bemenettel. Ez a hatás káros bármely áramkörre.
Harmonikus torzítás elemző
A harmonikus torzítási tényező megtalálása minden áramkör számára a legfontosabb. Ezen torzulásokat ezen érték alapján elemezhetjük. A teljes harmonikus torzítás (THD) a leghasznosabb technika az áramjel teljes harmonikus torzításának és a feszültség jelek teljes harmonikus torzításának megtalálásához.
A THD meghatározható az összes harmonikus jel RMS-értéke és az alapvető jelfrekvencia RMS-értéke közötti arányként.
Jelenlegi THD - A fenti állítás szerint az áram teljes torzulását a THDi jelzi
jelenlegi-THDi
Itt In az n-edik harmonikus jel RMS-árama és I1 az alapjel RMS-értéke.
THD feszültség - mint a THDi, a feszültség teljes harmonikus torzulását THDv jelöli.
feszültség-THDv
Itt Vn az n-edik harmonikus feszültsége, V1 pedig az alapjel feszültsége. A teljes harmonikus torzítás (THD) elemzi a rendszer nemlineáris viselkedését a Fast Fourier transzformációval (FFT) is.
Teljes harmonikus torzítás nagyobb zaj (THDN) az alapjel RMS-értékének és a harmonikusok RMS-értékének és a zajkomponenseknek az aránya.
Így mindez a Harmonicról szól torzítás . Végül a fenti információk alapján arra következtethetünk, hogy ez a legfontosabb paraméter a rendszerben, mert megsértheti a kimeneti jelet. Ez elemezhető a THD faktorral, és csökkenthető a piacon elérhető technikákkal és eszközökkel. Itt van egy kérdés az Ön számára, mik a harmonikus torzítás alkalmazásai?
