Harmonické skreslenie
Harmonické skreslenie THD (Total Harmonic Distortion) je pojem, ktorý vyjadruje mieru, do akej sú prítomné harmonické frekvencie v signále alebo elektrickom napätí/prúde oproti základnej frekvencii. Harmonické frekvencie sú celočíselné násobky základnej frekvencie signálu a môžu spôsobiť nežiaduce účinky v elektrických a elektronických systémoch, vrátane zvýšenej straty energie, narušenia fungovania zariadení alebo dokonca ich poškodenia.
THD sa zvyčajne vyjadruje v percentách a poskytuje celkovú mieru skreslenia signálu spôsobeného všetkými harmonickými frekvenciami v porovnaní so základnou frekvenciou. Nižšia hodnota THD znamená, že signál alebo elektrický prúd je bližšie k svojmu ideálnemu, neskreslenému tvaru.
Ako sa meria THD:
Meranie THD vyžaduje použitie špecializovaných prístrojov, ako sú spektrálne analyzátory, kvalitné analyzátory elektrickej energie alebo osciloskopy s funkciou analýzy THD. Postup merania zahŕňa:
- Zaznamenanie signálu: Najprv je potrebné zaznamenať celý signál alebo elektrický prúd/nápätie, ktorého THD chceme merať.
- Spektrálna analýza: Analyzátor rozloží signál na jeho zložkové frekvencie pomocou Fourierovej transformácie alebo podobnej matematickej metódy. To umožňuje identifikovať a kvantifikovať prítomnosť harmonických frekvencií.
- Výpočet THD: Na základe získaných údajov o intenzite jednotlivých harmonických frekvencií sa vypočíta THD ako pomer súčtu výkonov všetkých harmonických frekvencií k celkovému výkonu základnej frekvencie, vyjadrený v percentách. Vzorec pre výpočet THD môže byť vyjadrený ako:
THD = sqrt(sum(Pn from n=2 to infinity)) / P1 × 100%kde Pn je výkon n-tej harmoniky a P1 je výkon základnej frekvencie.
Meranie THD je dôležité v mnohých aplikáciách, vrátane audio techniky, kde vysoké hodnoty THD môžu ovplyvniť kvalitu zvuku, a v priemyselnej a energetických systémoch, kde harmonické skreslenie môže ovplyvniť účinnosť a bezpečnosť prevádzky.