Semasa kita menggunakan isyarat input dalam bentuk sinusoidal (atau bentuk isyarat) kepada mana-mana litar elektronik maka outputnya mestilah jenis isyarat yang sama. Ini bermaksud output juga mesti mempunyai bentuk isyarat yang sama sinusoidal. Sekiranya berlaku, outputnya tidak sama dengan replika isyarat input atau jika output tidak sama dengan isyarat input maka perbezaannya disebut distorsi. Oleh kerana gangguan ini, output tidak sama dengan input. Penyelewengan harmonik dapat ditentukan dengan menggunakan contoh ini. Apabila isyarat input 5V diterapkan ke litar, maka isyarat output hanya akan mempunyai voltan 2V. Ini menunjukkan isyarat kehilangan voltan kerana herotan. Ini akan berlaku di penguat , penguat kuasa & teknik modulasi, dll. Terdapat pelbagai teknik untuk mengurangkan penyelewengan ini dan terdapat beberapa kaedah & formula untuk mengira tahap penyelewengan. Artikel ini membincangkan apa itu distorsi, definisi, analisis, sebab dan lain-lain harmonik
Apakah Penyimpangan Harmonik?
Kita dapat memahami perkataan harmonik seperti bilangan bulat yang menggandakan frekuensi asas dikenali sebagai 'Harmonik'. Di sini, harmonik adalah sejenis isyarat yang frekuensinya adalah gandaan tak terpisahkan dari isyarat rujukan. Dengan cara lain, ia dapat didefinisikan sebagai nisbah antara frekuensi isyarat dan frekuensi isyarat rujukan. Sebagai contoh, X adalah isyarat AC input yang mempunyai frekuensi f Hz.
Harmonik-distorsi-input- isyarat
Apabila isyarat X dipaparkan di CRO maka isyarat X akan kelihatan berulang untuk setiap f Hz. Di sini, isyarat X adalah isyarat rujukan & isyarat yang ditunjukkan pada CRO mempunyai frekuensi seperti 2f, 3f, 4f dan sebagainya. Secara teorinya, isyarat merangkumi harmonik yang tidak terhingga. Di bawah dua angka menunjukkan isyarat input & output yang memutarbelitkan apabila input diterapkan ke litar mana pun.
Harmonik-distorsi-output-terdistorsi-isyarat
Sekiranya isyarat mempunyai jangka masa yang sama dengan kitaran positif dan kitaran negatif, maka isyarat tersebut dipanggil isyarat simetri & harmonik ganjil mungkin muncul (mengalikan frekuensi asas ke-3, ke-5, dan lain-lain). Sekiranya isyarat tidak mempunyai jangka masa yang sama dengan kitaran positif dan kitaran negatif, maka isyarat tersebut dipanggil isyarat tidak simetri dan bahkan harmonik mungkin muncul (mengalikan frekuensi asas ke-2, ke-4, dll) dan DC komponen juga boleh muncul dalam isyarat tidak simetri.
Dalam rajah di atas, kita dapat melihat frekuensi isyarat asas sebagai 100Hz dan harmonik mereka akan wujud pada frekuensi yang berbeza untuk frekuensi isyarat rujukan seperti 100 Hz.
Harmonik-herotan-dalam-sinyal
Sekiranya isyarat mempunyai distorsi harmonik sementara komponen frekuensi harmonik wujud maka untuk mencari peratusan gangguan pada tahap harmonik tertentu adalah,
% n herotan harmonik = [Pn] / [P1} * 100
[Pn] = amplitud komponen frekuensi ke-9
[P1] = amplitud frekuensi isyarat asas
Penyimpangan boleh berlaku kerana ciri-ciri tidak linear komponen yang digunakan dalam litar elektronik. Komponen-komponen ini mungkin menunjukkan ciri-ciri tidak linier sehingga menghasilkan gangguan pada isyarat. Terdapat lima jenis penyelewengan harmonik dalam sistem kuasa. Mereka
- Penyelewengan kekerapan
- Penyelewengan amplitud
- Penyelewengan fasa
- Penyelewengan intermodulasi
- Merentasi gangguan
Analisis Penyelewengan Harmonik
Analisis penyelewengan ini adalah jenis analisis yang unik. Dalam jenis ini, isyarat sinusoidal frekuensi tunggal digunakan pada litar dan keluarannya dengan distorsi yang akan diukur dan dianalisis.
Apabila isyarat input diterapkan ke litar, kerana ciri-ciri komponen yang tidak linier maka penyimpangan dapat terjadi pada isyarat output. Oleh kerana itu, isyarat rujukan mungkin muncul dalam output pada titik frekuensi yang berbeza. Sekiranya kita menganalisis distorsi dengan teknik pengukuran distorsi harmonik total, kita dapat mengetahui nilai distorsi harmonik total (THD), distorsi harmonik total ditambah dengan noise (THDN), signal to noise dan distorsi (SINAD), ratio signal to noise (SNR) dan nilai harmonik n berkenaan dengan frekuensi asas. Dengan kaedah pengukuran distorsi harmonik total ini, kita dapat mengetahui voltan input dan output serta daya input dan output.
Punca Penyimpangan Harmonik
Sebab utama penyelewengan harmonik adalah ciri-ciri beban tidak linear dan nonlinier dari komponen elektronik. Beban tidak linear mengubah impedans dengan voltan input yang berlaku. Ini membawa kepada gangguan pada isyarat output. Dan komponen yang digunakan dalam litar juga menunjukkan ciri-ciri tidak linear. Ini juga membawa kepada pengembangan harmonik dalam output. Kerana rangkaian distorsi harmonik mendapat haba dan output tidak sama dengan input. Kesan ini berbahaya bagi litar mana pun.
Penganalisis Penyelewengan Harmonik
Mencari faktor penyelewengan harmonik adalah yang paling penting untuk litar apa pun. Kita boleh menganalisis penyelewengan ini dengan nilai ini. Penyimpangan harmonik total (THD) adalah teknik yang paling berguna untuk mencari jumlah distorsi harmonik untuk isyarat semasa dan penyimpangan harmonik total untuk isyarat voltan.
THD dapat didefinisikan sebagai nisbah antara nilai RMS dari semua isyarat harmonik dengan nilai RMS dari frekuensi isyarat asas.
THD semasa - Seperti pernyataan di atas, jumlah penyelewengan arus ditunjukkan oleh THDi
semasa-THDi
Di sini, In adalah arus RMS untuk isyarat harmonik ke-9 dan I1 adalah nilai RMS bagi isyarat asas.
Voltan THD - sama dengan THDi, penyimpangan voltan harmonik total dilambangkan oleh THDv.
voltan-THDv
Di sini, Vn adalah voltan harmonik n dan V1 adalah voltan isyarat asas. Penyimpangan harmonik total (THD) juga menganalisis tingkah laku tidak linear sistem dengan transformasi Fast Fourier (FFT).
Penyelewengan harmonik total lebih banyak bunyi (THDN) ditakrifkan sebagai nisbah nilai RMS isyarat asas kepada nilai RMS harmonik bersama dengan komponen bunyi.
Oleh itu, ini semua berkaitan dengan Harmonik penyelewengan . Dari maklumat di atas akhirnya, kita dapat menyimpulkan bahawa ini adalah parameter penting yang paling penting dalam sistem kerana dapat melanggar isyarat output. Dan ini dapat dianalisis dengan faktor THD dan dapat dikurangkan dengan teknik dan alat yang ada di pasaran. Berikut adalah soalan untuk anda, apakah aplikasi distorsi harmonik?
