Измерьте общее гармоническое искажение

В этом примере показано, как измерить общее гармоническое искажение (THD) синусоидального сигнала. Пример использует следующий сценарий: производитель динамиков требует модели, динамик производит гармоническое искажение на меньше чем 0,09% на уровне 1 кГц с входом на 1 вольт. Гармоническое искажение измеряется относительно основного принципа (THD-F).

Примите, что вы записываете следующие данные, полученные путем управления динамиком с тоном на 1 кГц на уровне 1 вольта. Данные производятся на уровне 44,1 кГц для анализа.

Fs = 44.1e3;
t = 0:1/Fs:1;
x = cos(2*pi*1000*t)+8e-4*sin(2*pi*2000*t)+2e-5*cos(2*pi*3000*t-pi/4)+...
    8e-6*sin(2*pi*4000*t);

Получите общее гармоническое искажение входного сигнала в дБ. Укажите, что шесть гармоник используются в вычислении THD. Это включает основную частоту 1 кГц. Введите частоту дискретизации 44,1 кГц. Определите частоты гармоник и их оценок степени.

nharm = 6;
[thd_db,harmpow,harmfreq] = thd(x,Fs,nharm);

Функциональный thd выводит общее гармоническое искажение в дБ. Преобразуйте измерение от дБ до процента, чтобы сравнить значение с требованиями производителя.

percent_thd = 100*(10^(thd_db/20))

percent_thd = 0.0800

Значение, которое вы получаете, указывает, что требования производителя о THD для модели A динамика правильны.

Можно получить дальнейшее понимание путем исследования степени (дБ) отдельных гармоник.

T = table(harmfreq,harmpow,'VariableNames',{'Frequency','Power'})

T=6×2 table
    Frequency     Power 
    _________    _______

       1000      -3.0103
       2000      -64.949
       3000       -96.99
       4000      -104.95
     4997.9       -306.1
     5998.9      -310.62

Общее гармоническое искажение приблизительно $$-62$$ дБ. Если вы исследуете степень отдельных гармоник, вы видите, что крупный вклад прибывает из гармоники на уровне 2 кГц. Степень на уровне 2 кГц на приблизительно 62 дБ ниже степени основного принципа. Остающиеся гармоники значительно не способствуют общему гармоническому искажению. Кроме того, синтезируемый сигнал содержит только четыре гармоники, включая основной принцип. Это подтверждено таблицей, которая показывает большое снижение мощности после 4 кГц. Поэтому повторение вычисления только с четырьмя гармониками значительно не изменяет общее гармоническое искажение.

Постройте спектр сигнала, отобразите общее гармоническое искажение на заголовке фигуры и аннотируйте гармоники.

thd(x,Fs,nharm);

Смотрите также

thd

Похожие темы

• Анализ гармонического искажения