Lorsque nous appliquons un signal d'entrée sous forme de signal sinusoïdal (ou de toute forme de signal) à tout circuit électrique alors sa sortie doit être du même type de signal. Cela signifie que la sortie doit également avoir la même forme de signal sinusoïdal. Si dans le cas, la sortie n'est pas la même réplique du signal d'entrée ou si la sortie n'est pas égale au signal d'entrée, alors la différence est appelée distorsions. En raison de ces distorsions, la sortie n'est pas égale à l'entrée. La distorsion harmonique peut être définie en utilisant cet exemple. Lorsque le signal d'entrée 5V est appliqué au circuit, le signal de sortie n'aura qu'une tension de 2V. Cela indique que le signal perd sa tension en raison de la distorsion. Cela se produira dans amplificateurs , amplificateurs de puissance et techniques de modulation, etc. Il existe différentes techniques pour diminuer cette distorsion et peu de méthodes et formules sont disponibles pour calculer le niveau de distorsion. Cet article explique ce qu'est la distorsion harmonique, la définition, l'analyse, les causes, etc.

Qu'est-ce que la distorsion harmonique?

On peut comprendre le mot harmonique comme l'entier qui multiplie les fréquences fondamentales est appelé «harmonique». Ici, l'harmonique est un type de signal dont la fréquence est un multiple entier du signal de référence. D'une autre manière, il peut être défini comme le rapport entre la fréquence du signal et la fréquence du signal de référence. Par exemple, X est un signal CA d'entrée qui a la fréquence f Hz.

Signal d'entrée de distorsion harmonique

Lorsque le signal X est affiché sur le CRO alors le signal X semblera se répéter pour chaque f Hz. Ici, le signal X est le signal de référence et le signal affiché sur CRO a des fréquences comme 2f, 3f, 4f et ainsi de suite. Théoriquement, le signal comprend des harmoniques infinies. Les deux chiffres ci-dessous indiquent le signal d'entrée et la sortie déformée lorsque l'entrée est appliquée à n'importe quel circuit.

“schéma de circuit du convertisseur ca-cc sans transformateur ”

Distorsion-harmonique-signal-de-distorsion-sortie

Signal de distorsion harmonique en sortie de distorsion

Si le signal a une période de temps égale de cycle positif et de cycle négatif, alors un tel signal est appelé signal symétrique et des harmoniques impaires peuvent apparaître (multiplie les 3e, 5e, etc. de la fréquence fondamentale). Si le signal n'a pas une période de temps égale de cycle positif et de cycle négatif, alors un tel signal est appelé signal asymétrique et même des harmoniques peuvent apparaître (multiplie les 2ème, 4ème, etc. de la fréquence fondamentale) et DC Composants peuvent également apparaître dans les signaux asymétriques.

Dans la figure ci-dessus, nous pouvons remarquer que la fréquence fondamentale du signal est de 100 Hz et leurs harmoniques existeront à différentes fréquences pour la fréquence du signal de référence comme 100 Hz.

Distorsions harmoniques dans le signal

Si le signal présente des distorsions harmoniques alors que des composantes de fréquence harmonique existent, alors pour trouver le pourcentage de ces distorsions au niveau harmonique particulier est,

% nième distorsion harmonique = [Pn]/[P1} * 100

[Pn] = amplitude de la nième composante de fréquence

[P1] = amplitude de la fréquence fondamentale du signal

Des distorsions peuvent se produire en raison des caractéristiques non linéaires des composants qui sont utilisés dans un circuit électronique. Ces composants peuvent présenter des caractéristiques non linéaires, ce qui entraîne la génération de distorsions dans le signal. Il existe cinq types différents de distorsion harmonique dans les systèmes d'alimentation. Elles sont

Distorsion de fréquence
Distorsion d'amplitude
Distorsion de phase
Distorsion d'intermodulation
Distorsion croisée

Analyse de la distorsion harmonique

L'analyse de cette distorsion est un type d'analyse unique. Dans ce type, un signal sinusoïdal à fréquence unique est appliqué au circuit et à sa sortie avec une distorsion à mesurer et à analyser.

Lorsque le signal d'entrée est appliqué au circuit, en raison de caractéristiques non linéaires des composants, la distorsion peut se développer dans le signal de sortie. Pour cette raison, le signal de référence peut apparaître dans la sortie à différents points de fréquence. Si nous analysons les distorsions avec la technique de mesure de la distorsion harmonique totale, nous pouvons connaître la valeur de la distorsion harmonique totale (THD), de la distorsion harmonique totale plus bruit (THDN), du signal sur bruit et de la distorsion (SINAD), du rapport signal sur bruit (SNR) et nième valeur harmonique par rapport à la fréquence fondamentale. Grâce à cette méthode de mesure de distorsion harmonique totale, nous pouvons connaître les tensions d'entrée et de sortie et la puissance d'entrée et de sortie.

Causes de distorsion harmonique

Les principales raisons des distorsions harmoniques sont les caractéristiques de charge non linéaire et de non-linéarité des composants électroniques. La charge non linéaire change l'impédance avec la tension d'entrée appliquée. Cela conduit à des distorsions qui se développeront dans le signal de sortie. Et les composants qui sont utilisés dans le circuit montrent également les caractéristiques de non-linéarité. Cela conduit également au développement des harmoniques dans la sortie. En raison des distorsions harmoniques, le circuit reçoit de la chaleur et une sortie non égale à l'entrée. Cet effet est nocif pour tout circuit.

Analyseur de distorsion harmonique

Trouver le facteur de distorsion harmonique est le plus important pour n'importe quel circuit. Nous pouvons analyser ces distorsions par cette valeur. La distorsion harmonique totale (THD) est la technique la plus utile pour trouver la distorsion harmonique totale pour le signal de courant et la distorsion harmonique totale pour les signaux de tension.

Le THD peut être défini comme le rapport entre les valeurs RMS de tous les signaux harmoniques et la valeur RMS de la fréquence fondamentale du signal.

THD actuel - Conformément à la déclaration ci-dessus, la distorsion totale du courant est indiquée par THDi

courant-THDi

Ici, In est le courant RMS pour le nième signal harmonique et I1 est la valeur RMS du signal fondamental.

Tension THD - comme THDi, la distorsion harmonique totale de la tension est désignée par THDv.

tension-THDv

Ici, Vn est la tension du nième harmonique et V1 est la tension du signal fondamental. La distorsion harmonique totale (THD) analyse également le comportement non linéaire du système avec la transformée de Fourier rapide (FFT).

“ir lumière pour la vision nocturne ”

Distorsion harmonique totale plus noise (THDN) est défini comme le rapport de la valeur RMS du signal fondamental à la valeur RMS des harmoniques avec les composantes de bruit.

Ainsi, tout est question d'harmonique Distorsion . À partir des informations ci-dessus enfin, nous pouvons conclure que c'est le paramètre le plus important du système car il peut violer le signal de sortie. Et cela peut être analysé par le facteur THD et peut être diminué par les techniques et les appareils disponibles sur le marché. Voici une question pour vous, quelles sont les applications de la distorsion harmonique?