6.4.3 谐波失真与频谱分析 当一个含有单一频率(比如f1)的信号x(t)通过一个非线性系统时,系统的输出不仅包含输入信号的频率(f1),而且包含谐波分量(f2=2f1,f3=3f1,f4=4f1等等),谐波的数量以及它们对应的幅值大小取决于系统的非线性程度。电网中的谐波是一个值得关注的问题。 下面的一个非线性系统的例子是输出y(t)是输入x(t)的立方。假如输入信号:
则输出:
因此,输出不仅含有基波频率w,而且还有三次谐波的频率3w。
谐波失真的总量 为了决定一个系统引入非线性失真的大小,需要得到系统引入的谐波分量的幅值和基波的幅值的关系。谐波失真是谐波分量的幅值和基波幅值的相对量。假如基波的幅值是A1,而二次谐波的幅值是A2,三次谐波的幅值是A3,四次谐波的幅值是A4。。。。。。N次谐波的幅值是AN,总的谐波失真(THD)为:
用百分数表示的谐波失真(%THD)为:
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