Distorção harmônica total

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A distorção harmônica total, do inglês total harmonic distortion (THD), é uma medida da distorção harmônica presente em um sinal e é definida como a razão entre a soma das potências de todos os componentes harmônicos e a potência da freqüência fundamental. O fator de distorção, um termo estreitamente relacionado, às vezes é usado como sinônimo.

Em sistemas de áudio, distorções menores significa que os componentes em um alto-falante, amplificador ou microfone, ou outro equipamento, produzem uma reprodução mais precisa de uma gravação de áudio.

Em radiocomunicações, um THD inferior significa pura emissão de sinal sem causar interferências a outros dispositivos eletrônicos. Além disso, o problema de emissões de rádio distorcidas e não ecologicamente corretas parecem também ser muito importantes no contexto de compartilhamento de espectro e sensoriamento de espectro.[1]

Em sistemas de energia, baixos THD significa redução nas correntes de pico, aquecimento, emissões e perda de núcleo nos motores.[2]

Definições e exemplos[editar | editar código-fonte]

Para entender um sistema com uma entrada e uma saída, como um amplificador de áudio, começamos com um sistema ideal onde a função de transferência é linear e invariável no tempo. Quando um sinal passa por um dispositivo não ideal, não linear, o conteúdo adicional é adicionado às harmônicas das frequências originais. O THD é uma medida da extensão dessa distorção.

Quando o principal critério de desempenho é a pureza da onda senoidal original (em outras palavras, a contribuição da freqüência original com relação aos seus harmônicos), a medida é mais comumente definida como a razão entre a frequência da amplitude RMS de um conjunto de frequências harmônicas mais altas e à amplitude RMS da primeira harmônica (ou fundamental):[1][2][3][4][5][6][7][8]

onde Vn é a tensão RMS do enésimo harmônico e n = 1 é a freqüência fundamental.

Referências

  1. a b Iaroslav Blagouchine and Eric Moreau. Analytic Method for the Computation of the Total Harmonic Distortion by the Cauchy Method of Residues. IEEE Transactions on Communications, vol. 59, no. 9, pp. 2478—2491, Setembro de 2011.
  2. a b Total Harmonic Distortion and Effects in Electrical Power Systems - Associated Power Technologies
  3. On the Definition of Total Harmonic Distortion and Its Effect on Measurement Interpretation, Doron Shmilovitz
  4. Slone, G. Randy (2001). The audiophile's project sourcebook. [S.l.]: McGraw-Hill/TAB Electronics. p. 10. ISBN 0-07-137929-0. This is the ratio, usually expressed in percent, of the summation of the root mean square (RMS) voltage values for all harmonics present in the output of an audio system, as compared to the RMS voltage at the output for a pure sinewave test signal that is applied to the input of the audio system. 
  5. THD Measurement and Conversion "This number indicates the RMS voltage equivalent of total harmonic distortion power, as a percentage of the total output RMS voltage."
  6. Kester, Walt. «Tutorial MT-003: Understand SINAD, ENOB, SNR, THD, THD + N, and SFDR so You Don't Get Lost in the Noise Floor» (PDF). Analog Devices. Consultado em 1º de abril de 2010 
  7. IEEE 519 e outros padrões (draft): "distortion factor: The ratio of the root-mean-square of the harmonic content to the root-mean-square value of the fundamental quantity, often expressed as a percent of the fundamental. Also referred to as total harmonic distortion."
  8. Section 11: Power Quality Considerations Bill Brown, P.E., Square D Engineering Services