正弦波（または任意の形式の信号）の入力信号を任意の信号に適用する場合電子回路その場合、その出力は同じタイプの信号である必要があります。これは、出力も同じ形式の信号が正弦波である必要があることを意味します。場合によっては、出力が入力信号の同じレプリカではない場合、または出力が入力信号と等しくない場合、その差は歪みと呼ばれます。これらの歪みのため、出力は入力と等しくありません。この例を使用すると、高調波歪みを定義できます。 5Vの入力信号が回路に印加されると、出力信号の電圧は2Vになります。これは、信号が歪みのために電圧を失ったことを示しています。これはで発生しますアンプ、パワーアンプ、変調技術など。この歪みを低減するためのさまざまな技術があり、歪みレベルを計算するために利用できる方法と式はほとんどありません。この記事では、高調波歪み、定義、分析、原因などについて説明します。

高調波歪みとは何ですか？

基本周波数を乗算する整数のような高調波という言葉は、「高調波」と呼ばれています。ここで、高調波は、周波数が基準信号の整数倍である信号の一種です。別の方法では、信号の周波数と基準信号の周波数の比率として定義できます。たとえば、Xは周波数fHzの入力AC信号です。

高調波歪み入力信号

信号Xが表示されているとき CRO その場合、信号XはfHzごとに繰り返されるように見えます。ここで、信号Xは基準信号であり、CROに表示されている信号は、2f、3f、4fなどの周波数を持っています。理論的には、信号には無限の高調波が含まれます。下の2つの図は、入力が任意の回路に適用されたときの入力信号と歪んだ出力を示しています。

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高調波歪み出力歪み信号

正周期と負周期の周期が等しい信号の場合、そのような信号は対称信号と呼ばれ、奇数次高調波が現れることがあります（基本周波数の3次、5次などを乗算します）。信号の正のサイクルと負のサイクルの期間が等しくない場合、そのような信号は非対称信号と呼ばれ、高調波（基本周波数の2番目、4番目などを乗算）とDCが現れる可能性があります。コンポーネント非対称信号にも現れることがあります。

上の図では、基本信号周波数が100Hzであり、それらの高調波が100Hzなどの基準信号周波数に対して異なる周波数で存在することがわかります。

信号の高調波歪み

高調波周波数成分が存在するときに信号に高調波歪みがある場合、特定の高調波レベルでこれらの歪みのパーセンテージを見つけるには、

％n次高調波歪み= [Pn] / [P1} * 100

[Pn] = n番目の周波数成分の振幅

[P1] =基本信号周波数の振幅

電子回路に使用される部品の非線形特性により、歪みが発生する場合があります。これらのコンポーネントは非線形特性を示す可能性があり、その結果、信号に歪みが発生します。電力システムには、5つの異なるタイプの高調波歪みがあります。彼らです

周波数歪み
振幅の歪み
位相歪み
相互変調歪み
クロスオーバー歪み

高調波歪み解析

この歪みの分析は、独特のタイプの分析です。このタイプでは、単一周波数の正弦波信号が回路とその出力に適用され、歪みが測定および分析されます。

入力信号が回路に適用されると、コンポーネントの非線形特性により、出力信号に歪みが発生する可能性があります。このため、基準信号は異なる周波数ポイントで出力に現れる可能性があります。全高調波歪み測定技術を使用して歪みを分析すると、全高調波歪み（THD）、全高調波歪みとノイズ（THDN）、信号対雑音比（SINAD）、信号対雑音比（SNR）の値を知ることができます。基本周波数に対するn次高調波値。この全高調波歪み測定法により、入力電圧と出力電圧、入力電力と出力電力を知ることができます。

高調波歪みの原因

高調波歪みの主な理由は、電子部品の非線形負荷と非線形特性です。非線形負荷は、印加された入力電圧によってインピーダンスを変化させます。これにより、出力信号に歪みが発生します。また、回路で使用しているコンポーネントも非線形特性を示します。これは、出力の高調波の発生にもつながります。高調波歪みのため、回路は熱を帯び、出力は入力と等しくありません。この影響はどの回路にも有害です。

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ハーモニックディストーションアナライザー

高調波歪み係数を見つけることは、どの回路にとっても最も重要です。この値でこれらの歪みを分析できます。全高調波歪み（THD）は、電流信号の全高調波歪みと電圧信号の全高調波歪みを見つけるための最も有用な手法です。

THDは、基本波信号周波数のRMS値に対するすべての高調波信号のRMS値の比率として定義できます。

現在のTHD– 上記のステートメントによると、電流の全歪みはTHDiで示されます

現在-THDi

ここで、Inはn次高調波信号のRMS電流、I1は基本波信号のRMS値です。

電圧THD– THDiと同じように、電圧の全高調波歪みはTHDvで表されます。

電圧-THDv

ここで、Vnはn次高調波の電圧、V1は基本波信号の電圧です。全高調波歪み（THD）は、高速フーリエ変換（FFT）を使用してシステムの非線形動作も分析します。

全高調波歪み より多くのノイズ（THDN） は、基本波信号のRMS値と高調波のRMS値の比とノイズ成分として定義されます。

したがって、これはすべてハーモニックについてですねじれ。最後に、上記の情報から、これは出力信号に違反する可能性があるため、システムで最も重要なパラメータであると結論付けることができます。そして、これはTHD係数によって分析でき、市場で入手可能な技術とデバイスによって減らすことができます。ここにあなたへの質問があります、高調波歪みの用途は何ですか？