Калькулятор суммарных гармонических искажений

Суммарные гармонические искажения, обычно обозначаемые THD, показывают, сколько энергии периодического сигнала приходится на гармоники, а не на требуемую основную частоту. Чистая синусоида содержит только основную составляющую и имеет THD ноль процентов. Реальные усилители, динамики, источники питания, преобразователи, генераторы и электрические нагрузки проявляют нелинейность, создающую составляющие на частотах, кратных основной. THD объединяет эти нежелательные составляющие в один процентный показатель, который проще сравнивать, чем длинный спектр. Калькулятор принимает RMS-амплитуды основной составляющей и второй, третьей, четвёртой и пятой гармоник. Каждая гармоническая амплитуда возводится в квадрат, квадраты складываются, затем извлекается квадратный корень для получения суммарной амплитуды по правилу корня из суммы квадратов. Деление на амплитуду основной составляющей и умножение на сто даёт THD в процентах. Если при основной составляющей 100 вольт есть одна гармоника 10 вольт, THD составляет 10 процентов. Для гармоник 3 и 4 вольта суммарная амплитуда равна 5 вольтам, а THD относительно основной составляющей 100 вольт — 5 процентов. Все значения должны иметь одинаковую основу измерения и единицы. Не смешивайте пиковое напряжение с RMS или вольты с милливольтами без предварительного пересчёта. Анализаторы спектра могут показывать уровни гармоник в децибелах относительно несущей. Перед вводом такие значения нужно преобразовать в линейные амплитуды. Также убедитесь, что показания отражают амплитуды, а не мощности: отношения мощностей пересчитываются иначе. Меньший THD обычно означает, что форма волны ближе к требуемой синусоиде, но допустимые уровни зависят от применения. Высококачественная аудиотехника может ориентироваться на доли процента, а стандарты электросетей задают пределы по уровню напряжения, нагрузке и порядку гармоники. Низкий общий показатель может скрывать одну проблемную гармонику, поэтому инженерная диагностика должна оценивать полный спектр наряду с THD. Расчёт включает только четыре введённые гармоники. Лабораторное измерение THD может охватывать десятки порядков и применять заданные стандартом полосу, взвешивание, оконные функции или подавление шума. THD плюс шум, обозначаемый THD+N, отличается тем, что включает в числитель широкополосный шум. Используйте результат для быстрых проверок проекта, учебных примеров и сравнения известных гармонических составляющих. При испытаниях на соответствие соблюдайте применимый стандарт измерений и методику работы с откалиброванным прибором.