全高調波ひずみ計算機

全高調波ひずみは通常THDと略し、周期信号のエネルギーが意図した基本周波数ではなく高調波にどの程度現れるかを示します。純粋な正弦波は基本波だけを含み、THDはゼロです。実際のアンプ、スピーカー、電源、変換器、発電機、電気負荷では、非線形動作により基本周波数の整数倍の成分が生じます。THDはこれらの不要成分を一つの百分率にまとめ、長いスペクトルより比較しやすくします。 この計算機には基本波と第二、第三、第四、第五高調波の実効値振幅を入力します。各高調波振幅を二乗して合計し、平方根を取って二乗和平方根の合成振幅を求めます。それを基本波振幅で割り、百を掛けるとTHDの百分率になります。100 ボルトの基本波に 10 ボルトの高調波が一つある場合、THDは 10 パーセントです。高調波が 3 ボルトと 4 ボルトなら合成振幅は 5 ボルトで、100 ボルトの基本波に対してTHDは 5 パーセントです。 すべての入力は同じ測定基準と単位に統一してください。換算せずにピーク電圧と実効値電圧、ボルトとミリボルトを混在させてはいけません。スペクトラムアナライザーは高調波レベルを搬送波に対するデシベル値で示す場合があります。入力前に線形振幅へ変換してください。また、電力比は換算方法が異なるため、読み値が電力ではなく振幅であることも確認します。 一般にTHDが低いほど、波形は目的の正弦波に近くなりますが、許容値は用途次第です。高忠実度オーディオ機器は一パーセント未満の小さな値を目標とすることがあり、電力系統の規格は電圧階級、負荷、高調波次数に応じて限度値を定めます。総合値が低くても問題のある高調波が一つ隠れている可能性があるため、技術的な診断ではTHDだけでなく全スペクトルを確認してください。 この計算に含まれるのは入力した四つの高調波だけです。実験室でのTHD測定では数十次まで含め、規格で定めた帯域幅、重み付け、窓処理、ノイズ除去を適用することがあります。THD+Nと書く全高調波ひずみ＋雑音は、分子に広帯域ノイズも含むため別の指標です。簡易な設計確認、学習用の例、既知の高調波成分の比較に利用してください。適合性試験では該当する測定規格と校正済み測定器の手順に従う必要があります。