Када примењујемо улазни сигнал у облику синусног (или било ког облика сигнала) на било који електрично коло тада би његов излаз требао бити исти тип сигнала. То значи да излаз такође мора имати исти облик сигнала је синусоидан. Ако у случају, излаз није иста реплика улазног сигнала или ако излаз није једнак улазном сигналу, онда се разлика назива дисторзијама. Због ових изобличења, излаз није једнак улазу. Хармонијска изобличења могу се дефинисати на овом примеру. Када се 5В улазни сигнал примени на коло, тада ће излазни сигнал имати само 2В напон. Указује да сигнал губи напон због изобличења. Ово ће се догодити у појачала , појачала снаге и технике модулације итд. Постоје разне технике за смањење овог изобличења, а доступно је неколико метода и формула за израчунавање нивоа изобличења. Овај чланак говори о томе шта је хармонијско изобличење, дефиницији, анализи, узроцима итд
Шта је хармонијско изобличење?
Реч хармоник можемо разумети попут целог броја који множи основне фреквенције познат као „хармоника“. Овде је хармоник врста сигнала чија је фреквенција интеграл вишекратника референтног сигнала. На други начин, може се дефинисати као однос између фреквенције сигнала и фреквенције референтног сигнала. На пример, Кс је улазни АЦ сигнал који има фреквенцију ф Хз.
Хармонијски-дисторзија-улазни сигнал
Када је сигнал Кс приказан на ХРВ тада ће се сигнал Кс поновити за сваки ф Хз. Овде је сигнал Кс референтни сигнал и сигнал који се приказује на ЦРО има фреквенције попут 2ф, 3ф, 4ф и тако даље. Теоретски, сигнал укључује бесконачне хармонике. Испод две цифре означавају улазни сигнал и изобличен излаз када се улаз примењује на било које коло.
Хармонско-изобличење-излаз-изобличен-сигнал
Ако се сигнал има једнак временски период позитивног и негативног циклуса, онда се такав сигнал назива симетрични сигнал и могу се појавити непарни хармоники (множи 3., 5. итд. Основне фреквенције). Ако сигнал нема једнак временски период позитивног и негативног циклуса, онда се такав сигнал назива асиметрични сигнал и могу се појавити чак и хармоники (множи 2., 4. итд. Основне фреквенције) и једносмерне струје компоненте такође се могу појавити у асиметричним сигналима.
На горњој слици можемо уочити основну фреквенцију сигнала као 100Хз и њихови хармоники ће постојати на различитим фреквенцијама за референтну фреквенцију сигнала попут 100 Хз.
Хармонска изобличења у сигналу
Ако сигнал има хармонска изобличења док хармонијске фреквенцијске компоненте постоје, онда је проналажење процента ових изобличења на одређеном нивоу хармоника,
% н хармонијско изобличење = [Пн] / [П1} * 100
[Пн] = амплитуда н-те фреквенцијске компоненте
[П1] = амплитуда основне фреквенције сигнала
До изобличења могу доћи због нелинеарних карактеристика компонената које се користе у електронском колу. Ове компоненте могу показивати нелинеарне карактеристике што резултира генерисањем изобличења у сигналу. Постоји пет различитих врста хармонијских изобличења у електроенергетским системима. Су
- Дисторзија фреквенције
- Изобличење амплитуде
- Фазно изобличење
- Интермодулационо изобличење
- Преко изобличења
Анализа хармонијских изобличења
Анализа овог изобличења је јединствена врста анализе. Код овог типа, на коло се примењује синусоидни сигнал са једном фреквенцијом и његов излаз са изобличењем који се мери и анализира.
Када се улазни сигнал примени на коло, због нелинеарних карактеристика компоненти може доћи до изобличења у излазном сигналу. Због тога се референтни сигнал може појавити у излазу на различитим тачкама фреквенције. Ако анализирамо изобличења техником мерења укупних хармоничких изобличења, можемо знати вредност укупног хармоничког изобличења (ТХД), укупног хармоничког изобличења плус шум (ТХДН), сигнала у шуму и изобличења (СИНАД), односа сигнал-шум (СНР) и н-та хармоничка вредност у односу на основну фреквенцију. Овом методом мерења укупних хармонијских изобличења можемо знати улазни и излазни напон и улазну и излазну снагу.
Узроци хармонијског изобличења
Главни разлози за хармонијска изобличења су нелинеарно оптерећење и нелинеарне карактеристике електронских компонената. Нелинеарно оптерећење мења импедансу са примењеним улазним напоном. То доводи до изобличења која ће се развити у излазном сигналу. А компоненте које се користе у кругу такође показују карактеристике нелинеарности. То такође доводи до развоја хармоника у излазу. Због склопа хармонских изобличења топлота и излаз добивају неједнаки улаз. Овај ефекат је штетан за било који круг.
Анализатор хармонијских изобличења
Проналажење фактора хармонијског изобличења је најважније за било које коло. Ова изобличења можемо анализирати према овој вредности. Тотално хармонијско изобличење (ТХД) је најкориснија техника за проналажење укупних хармонских изобличења за тренутни сигнал и укупних хармонских изобличења за напонске сигнале.
ТХД се може дефинисати као однос између ефективних вредности свих хармонијских сигнала и ефективне вредности основне фреквенције сигнала.
Тренутни ТХД - Према горњој изјави, ТХДи означава укупно изобличење струје
струја-ТХДи
Овде је Ин средња ефективна струја за сигнал н-тог хармоника, а И1 је ефективна вредност основног сигнала.
Напон ТХД - исто као ТХДи, укупно хармонијско изобличење напона означава се са ТХДв.
напон-ТХДв
Овде је Вн напон н-тог хармоника, а В1 напон основног сигнала. Тотално хармонијско изобличење (ТХД) такође анализира нелинеарно понашање система помоћу брзе Фуријеове трансформације (ФФТ).
Укупна хармонична дисторзија више шума (ТХДН) дефинисан је као однос ефективне вредности основног сигнала и ефективне вредности хармоника заједно са компонентама шума.
Дакле, ово је све о Хармонику искривљење . Из горњих података коначно можемо закључити да је ово најзначајнији параметар у систему јер може нарушити излазни сигнал. А ово се може анализирати ТХД фактором, а може смањити техникама и уређајима који су доступни на тржишту. Ево питања за вас, које су примене хармонијских изобличења?
