Wanneer we een ingangssignaal in de vorm van sinusvormig (of enige vorm van signaal) toepassen op een elektronisch circuit dan moet de output van hetzelfde type signaal zijn. Het betekent dat de uitgang ook dezelfde vorm van signaal moet hebben, namelijk sinusvormig. Als in het geval dat de uitvoer niet dezelfde replica is van het invoersignaal of als de uitvoer niet gelijk is aan het invoersignaal, wordt het verschil vervormingen genoemd. Door deze vervormingen is de output niet gelijk aan de input. De harmonische vervorming kan worden gedefinieerd aan de hand van dit voorbeeld. Wanneer het 5V-ingangssignaal op het circuit wordt toegepast, heeft het uitgangssignaal slechts 2V-spanning. Het geeft aan dat het signaal zijn spanning verliest vanwege vervorming. Dit zal gebeuren in versterkers , eindversterkers & modulatietechnieken, enz. Er zijn verschillende technieken om deze vervorming te verminderen en er zijn maar weinig methoden en formules beschikbaar om het vervormingsniveau te berekenen. Dit artikel bespreekt wat is harmonische vervorming, definitie, analyse, oorzaken, enz
Wat is harmonische vervorming?
We kunnen het woord harmonisch begrijpen zoals het gehele getal dat de fundamentele frequenties vermenigvuldigt bekend staat als 'Harmonischen'. Hier is harmonisch een type signaal waarvan de frequentie een integraal veelvoud is van het referentiesignaal. Op een andere manier kan het worden gedefinieerd als de verhouding tussen de frequentie van het signaal en de frequentie van het referentiesignaal. X is bijvoorbeeld een AC-ingangssignaal met de frequentie f Hz.
Harmonische-vervorming-ingangssignaal
Als het signaal X wordt weergegeven de CRO dan zal het signaal X lijken te herhalen voor elke f Hz. Hier is signaal X het referentiesignaal en het signaal dat wordt weergegeven op CRO heeft frequenties zoals 2f, 3f, 4f enzovoort. Theoretisch bevat het signaal oneindige harmonischen. Onderstaande twee cijfers geven het ingangssignaal en de vervormde uitvoer aan wanneer invoer wordt toegepast op een circuit.
Harmonische-vervorming-output-vervormd-signaal
Als het signaal een gelijke tijdsperiode van positieve cyclus en negatieve cyclus heeft, dan wordt een dergelijk signaal symmetrisch signaal genoemd en kunnen er oneven harmonischen verschijnen (vermenigvuldigt de 3e, 5e, enz. Van de grondfrequentie). Als het signaal geen gelijke tijdsperiode van positieve cyclus en negatieve cyclus heeft, dan wordt een dergelijk signaal asymmetrisch signaal genoemd en kunnen zelfs harmonischen verschijnen (vermenigvuldigt de 2e, 4e, enz. Van de grondfrequentie) en DC componenten kan ook voorkomen in de asymmetrische signalen.
In de bovenstaande afbeelding kunnen we de fundamentele signaalfrequentie zien als 100 Hz en hun harmonischen zullen op verschillende frequenties bestaan voor de referentiesignaalfrequentie, zoals 100 Hz.
Harmonische-vervormingen-in-signaal
Als het signaal harmonische vervormingen heeft terwijl er harmonische frequentiecomponenten bestaan, dan is het percentage van deze vervormingen op het specifieke harmonische niveau te vinden,
% n-de harmonische vervorming = [Pn] / [P1} * 100
[Pn] = amplitude van de n-de frequentiecomponent
[P1] = amplitude van fundamentele signaalfrequentie
Er kunnen vervormingen optreden vanwege niet-lineaire kenmerken van de componenten die in een elektronisch circuit worden gebruikt. Deze componenten kunnen niet-lineaire kenmerken vertonen, wat resulteert in het genereren van vervormingen in het signaal. Er zijn vijf verschillende soorten harmonische vervorming in voedingssystemen. Zij zijn
- Frequentie vervorming
- Amplitudevervorming
- Fasevervorming
- Intermodulatie vervorming
- Cross over vervorming
Harmonische vervormingsanalyse
De analyse van deze vervorming is een uniek type analyse. Bij dit type wordt een sinusvormig signaal met een enkele frequentie aan de schakeling en zijn output toegevoerd met vervorming die moet worden gemeten en geanalyseerd.
Wanneer het ingangssignaal aan de schakeling wordt toegevoerd, kan door niet-lineaire karakteristieken van de componenten vervorming optreden in het uitgangssignaal. Hierdoor kan het referentiesignaal op verschillende frequentiepunten in de uitvoer verschijnen. Als we de vervormingen analyseren met de meettechniek voor totale harmonische vervorming, kunnen we de waarde van de totale harmonische vervorming (THD), totale harmonische vervorming plus ruis (THDN), signaal-ruis en vervorming (SINAD), signaal-ruisverhouding (SNR) kennen en n-de harmonische waarde met betrekking tot de grondfrequentie. Door deze meetmethode voor totale harmonische vervorming kunnen we de ingangs- en uitgangsspanningen en het ingangs- en uitgangsvermogen kennen.
Harmonische vervorming veroorzaakt
De belangrijkste redenen voor de harmonische vervormingen zijn de niet-lineaire belasting en niet-lineariteitskenmerken van de elektronische componenten. Niet-lineaire belasting verandert de impedantie met de toegepaste ingangsspanning. Dit leidt tot vervormingen in het uitgangssignaal. En de componenten die in het circuit worden gebruikt, vertonen ook de niet-lineariteitskarakteristieken. Dit leidt ook tot de ontwikkeling van de harmonischen in de output. Vanwege de harmonische vervormingen krijgt het circuit warmte en output die niet gelijk is aan de input. Dit effect is schadelijk voor elk circuit.
Harmonische vervormingsanalysator
Het vinden van de harmonische vervormingsfactor is het belangrijkste voor elk circuit. We kunnen deze verstoringen analyseren op basis van deze waarde. Totale harmonische vervorming (THD) is de meest bruikbare techniek om de totale harmonische vervorming voor het stroomsignaal en de totale harmonische vervorming voor spanningssignalen te vinden.
THD kan worden gedefinieerd als de verhouding tussen RMS-waarden van alle harmonische signalen en de RMS-waarde van de fundamentele signaalfrequentie.
Huidige THD - Volgens de bovenstaande verklaring wordt de totale vervorming voor stroom aangegeven door THDi
huidige-THDi
Hier is In de RMS-stroom voor het n-de harmonische signaal en I1 is de RMS-waarde van het fundamentele signaal.
Spanning THD - hetzelfde als THDi, wordt de totale harmonische vervorming van de spanning aangeduid met THDv.
spanning-THDv
Hier is Vn de spanning van de n-de harmonische en V1 is de spanning van het fundamentele signaal. Totale harmonische vervorming (THD) analyseert ook het niet-lineaire gedrag van het systeem met de Fast Fourier-transformatie (FFT).
Totale harmonische vervorming meer ruis (THDN) wordt gedefinieerd als de verhouding tussen de RMS-waarde van het fundamentele signaal en de RMS-waarde van de harmonischen samen met de ruiscomponenten.
Dit gaat dus allemaal over Harmonisch vervorming Uit bovenstaande informatie kunnen we tot slot concluderen dat dit de belangrijkste parameter in het systeem is omdat deze het uitgangssignaal kan verstoren. En dit kan worden geanalyseerd door de THD-factor en kan worden verminderd door de technieken en apparaten die op de markt beschikbaar zijn. Hier is een vraag voor u, wat zijn de toepassingen van harmonische vervorming?
