사인파 (또는 모든 형태의 신호) 형태의 입력 신호를 어떤 전자 회로 출력은 동일한 유형의 신호 여야합니다. 이는 출력도 동일한 형태의 신호가 사인파이어야 함을 의미합니다. 출력이 입력 신호의 동일한 복제본이 아니거나 출력이 입력 신호와 같지 않으면 그 차이를 왜곡이라고합니다. 이러한 왜곡으로 인해 출력이 입력과 동일하지 않습니다. 이 예를 사용하여 고조파 왜곡을 정의 할 수 있습니다. 5V 입력 신호가 회로에 적용되면 출력 신호에는 2V 전압 만 있습니다. 왜곡으로 인해 신호가 전압을 잃었 음을 나타냅니다. 이것은 다음에서 발생합니다. 증폭기 , 전력 증폭기 및 변조 기술 등. 이러한 왜곡을 줄이는 다양한 기술이 있으며 왜곡 수준을 계산하는 데 사용할 수있는 방법과 공식은 거의 없습니다. 이 기사에서는 고조파 왜곡, 정의, 분석, 원인 등에 대해 설명합니다.
고조파 왜곡이란 무엇입니까?
기본 주파수를 곱하는 정수처럼 고조파라는 단어를 '고조파'라고합니다. 여기서 고조파는 주파수가 기준 신호의 정수배 인 신호 유형입니다. 다른 방법으로 신호의 주파수와 기준 신호의 주파수 사이의 비율로 정의 할 수 있습니다. 예를 들어, X는 주파수가 fHz 인 입력 AC 신호입니다.
고조파 왜곡 입력 신호
신호 X가 표시 될 때 CRO 그러면 신호 X가 f Hz마다 반복되는 것처럼 보입니다. 여기서 신호 X는 기준 신호이며 CRO에 표시되는 신호는 2f, 3f, 4f 등과 같은 주파수를가집니다. 이론적으로 신호에는 무한 고조파가 포함됩니다. 아래 두 그림은 입력이 회로에 적용될 때 입력 신호와 왜곡 된 출력을 나타냅니다.
고조파 왜곡 출력 왜곡 신호
양의주기와 음의주기의 동일한 시간주기를 갖는 신호가 있으면 이러한 신호를 대칭 신호라고하며 홀수 고조파가 나타날 수 있습니다 (기본 주파수의 3, 5 등을 곱함). 신호의 양의주기와 음의주기가 같지 않은 경우 이러한 신호를 비대칭 신호라고하며 고조파 (기본 주파수의 2, 4 등을 곱함) 및 DC가 나타날 수도 있습니다. 구성 요소 비대칭 신호에도 나타날 수 있습니다.
위 그림에서 기본 신호 주파수는 100Hz이고 고조파는 100Hz와 같은 기준 신호 주파수에 대해 서로 다른 주파수에 존재합니다.
신호에서 고조파 왜곡
신호에 고조파 왜곡이 있고 고조파 주파수 성분이 존재하는 경우 특정 고조파 레벨에서 이러한 왜곡의 백분율을 찾는 것은 다음과 같습니다.
% n 번째 고조파 왜곡 = [Pn] / [P1} * 100
[Pn] = n 번째 주파수 성분의 진폭
[P1] = 기본 신호 주파수의 진폭
전자 회로에 사용되는 부품의 비선형 특성으로 인해 왜곡이 발생할 수 있습니다. 이러한 구성 요소는 비선형 특성을 나타낼 수 있으며 이로 인해 신호 왜곡이 발생합니다. 전력 시스템에는 5 가지 유형의 고조파 왜곡이 있습니다. 그들은
- 주파수 왜곡
- 진폭 왜곡
- 위상 왜곡
- 상호 변조 왜곡
- 왜곡 교차
고조파 왜곡 분석
이 왜곡 분석은 고유 한 유형의 분석입니다. 이 유형에서는 단일 주파수 정현파 신호가 회로 및 그 출력에 적용되고 왜곡이 측정되고 분석됩니다.
입력 신호가 회로에 적용될 때 구성 요소의 비선형 특성으로 인해 출력 신호에서 왜곡이 발생할 수 있습니다. 이로 인해 기준 신호가 다른 주파수 지점에서 출력에 나타날 수 있습니다. 총 고조파 왜곡 측정 기법으로 왜곡을 분석하면 총 고조파 왜곡 (THD), 총 고조파 왜곡 + 잡음 (THDN), 신호 대 잡음 및 왜곡 (SINAD), 신호 대 잡음비 (SNR)의 값을 알 수 있습니다. 및 기본 주파수에 대한 n 번째 고조파 값. 이 총 고조파 왜곡 측정 방법으로 입력 및 출력 전압과 입력 및 출력 전력을 알 수 있습니다.
고조파 왜곡 원인
고조파 왜곡의 주된 이유는 전자 부품의 비선형 부하 및 비선형 특성입니다. 비선형 부하는 적용된 입력 전압으로 임피던스를 변경합니다. 이로 인해 출력 신호에서 왜곡이 발생합니다. 그리고 회로에 사용되는 부품도 비선형 성 특성을 보여줍니다. 이것은 또한 출력에서 고조파의 발달로 이어집니다. 고조파 왜곡 회로로 인해 열이 발생하고 출력이 입력과 동일하지 않습니다. 이 효과는 모든 회로에 유해합니다.
고조파 왜곡 분석기
고조파 왜곡 계수를 찾는 것은 모든 회로에서 가장 중요합니다. 이 값으로 이러한 왜곡을 분석 할 수 있습니다. 총 고조파 왜곡 (THD)은 전류 신호의 총 고조파 왜곡과 전압 신호의 총 고조파 왜곡을 찾는 데 가장 유용한 기술입니다.
THD는 모든 고조파 신호의 RMS 값과 기본 신호 주파수의 RMS 값 사이의 비율로 정의 할 수 있습니다.
현재 THD – 위의 설명에 따라 전류에 대한 총 왜곡은 THDi로 표시됩니다.
현재 THDi
여기서 In은 n 번째 고조파 신호의 RMS 전류이고 I1은 기본 신호의 RMS 값입니다.
전압 THD – THDi와 동일하게 전압의 총 고조파 왜곡은 THDv로 표시됩니다.
전압 -THDv
여기서 Vn은 n 차 고조파의 전압이고 V1은 기본 신호의 전압입니다. 총 고조파 왜곡 (THD)은 고속 푸리에 변환 (FFT)을 사용하여 시스템의 비선형 동작을 분석합니다.
총 고조파 왜곡 더 많은 소음 (THDN) 잡음 성분과 함께 고조파의 RMS 값에 대한 기본 신호의 RMS 값의 비율로 정의됩니다.
따라서 이것은 Harmonic에 관한 모든 것입니다. 왜곡 . 위의 정보로부터 마지막으로 이것이 출력 신호를 위반할 수 있기 때문에 시스템에서 가장 중요한 매개 변수라는 결론을 내릴 수 있습니다. 그리고 이것은 THD 인자로 분석 할 수 있으며 시장에서 사용 가능한 기술과 장치로 줄일 수 있습니다. 고조파 왜곡의 적용은 무엇입니까?
