Porozumění celkovému harmonickému zkreslení (THD) a přijatelným úrovním

Měření harmonického zkreslení v elektrickém systému nebo elektronickém zařízení se označuje jako celkové harmonické zkreslení (THD). Nežádoucí harmonické, které jsou násobky základní frekvence, se označují jako harmonické zkreslení, pokud se objeví v signálu nebo tvaru vlny. THD se obvykle používá jako měřítko kvality zvukových nebo napájecích systémů. Udává se v procentech. Určení přijatelné úrovně THD však může být sporné, protože závisí na řadě proměnných a na konkrétní aplikaci. Je přijatelné celkové harmonické zkreslení 0,5 %? Většina audio systémů je obvykle považována za vyhovující s úrovní THD 0,5 %. Ve skutečnosti se mnoho vysoce kvalitních audio zařízení snaží splnit tuto normu nebo dokonce nižší. Většina posluchačů si žádného zkreslení v audio proudu nevšimne, protože toto množství THD je pro lidské ucho často nepostřehnutelné. V důsledku toho může být 0,5% THD považováno za vysokou kvalitu zvuku. Je harmonické zkreslení pod 0,1 % dobré? Ještě lepší než 0,5 % a obecně považovaná za skvělou pro audio systémy je úroveň THD 0,1 %. Harmonické zkreslení je při této hodnotě v podstatě nezjistitelné a zvukový signál je nezměněný a čistý. Úrovně THD na úrovni 0,1 % jsou často vyhledávány audiofily a odborníky, aby byla zajištěna co největší věrnost a přesnost reprodukce zvuku. Je 10% celkové harmonické zkreslení nežádoucí? U většiny audio nebo napájecích systémů je úroveň THD 10 % považována za vysokou a nežádoucí. Harmonické zkreslení začíná být při této hodnotě slyšitelné a může způsobit vážné zhoršení kvality zvuku. Posluchači mohou slyšet ztrátu čistoty, zabarvení a zkreslení zvuku. Podobné negativní důsledky, včetně zvýšeného zahřívání, snížené účinnosti a možného poškození zařízení, může mít i nadměrná úroveň THD v napájecích systémech. Proto se obecně považuje 10% THD za nevyhovující a je třeba se mu vyhnout. Co znamená celkové harmonické zkreslení 0,5 %?

Harmonické zkreslení v signálu se rovná 0,5 % celkové intenzity signálu, pokud je úroveň THD 0,5 %. Jinak řečeno, vypočítává, jak moc se harmonické odchylují od původního průběhu. Vzhledem k tomu, že 0,5% THD je obvykle lidským uchem nedetekovatelné, je vhodné pro audio systémy. Při tomto zkreslení je možná čistá a přesná reprodukce zvuku bez slyšitelné ztráty kvality zvuku.

Závěrem lze říci, že přijatelnou míru THD určuje konkrétní aplikace a individuální vkus. Úroveň THD 0,5 % je obvykle považována za uspokojivou, zatímco úroveň 0,1 % je pro audiosystémy vynikající. Vyšší úrovně THD, například 10 %, jsou často žádoucí, protože mohou způsobit znatelné zkreslení a snížení výkonu. Při určování, zda jsou splněny požadavky na systém a jeho zamýšlené použití, je rozhodující vzít tyto faktory v úvahu. Nakonec výběr nástrojů nebo systémů s minimálními úrovněmi THD pomůže zaručit nejlepší zvukový výstup a kvalitu.

FAQ

Jak velké harmonické zkreslení je příliš velké?

Přípustnou úroveň harmonického zkreslení určuje konkrétní aplikace a používané zařízení. Často se upřednostňuje menší harmonické zkreslení, protože znamená přesnější reprodukci původního zvukového toku.

Celkové harmonické zkreslení (THD) menší než 1 % je běžně považováno za přijatelné pro kvalitní reprodukci zvuku v audio zařízeních, jako jsou zesilovače a reproduktory. Přípustná úroveň THD však může být výrazně nižší, a to 0,1 % nebo méně, pro důležitější aplikace, jako jsou studiová zařízení nebo profesionální audiosystémy.

Naproti tomu průmyslové normy a předpisy často stanovují přípustnou úroveň harmonického zkreslení pro napájecí systémy a elektrická zařízení. Tyto požadavky se mění v závislosti na zemi a konkrétní aplikaci. Aby se zajistil spolehlivý provoz připojených zařízení a zabránilo se rušení jiných elektrických zařízení v síti, stanovuje například Mezinárodní elektrotechnická komise (IEC) omezení harmonického zkreslení v elektrických sítích.

Pro zjištění přípustného stupně harmonického zkreslení pro určitou aplikaci je nakonec rozhodující řídit se pokyny a specifikacemi nabízenými výrobci nebo platnými průmyslovými normami.

Co je normální celkové harmonické zkreslení?

Úrovně celkového harmonického zkreslení (THD), které jsou považovány za normální, se mohou lišit v závislosti na aplikaci nebo průmyslových požadavcích. Nicméně přijatelné úrovně THD pro většinu zvukových zařízení, jako jsou reproduktory a zesilovače, se obvykle pohybují mezi 0,1 % a 1 %. Zatímco zařízení nižší třídy nebo levná zařízení mohou mít hodnoty THD blíže k 1 %, vysoce kvalitní audio zařízení mají často nižší hodnoty THD, blíže k 0,1 %. Je třeba upozornit na skutečnost, že hodnoty THD nižší než 1 % jsou často považovány za neviditelné pro lidské ucho a jsou obvykle považovány za přijatelné pro většinu audio aplikací.

Může být celkové harmonické zkreslení vyšší než 100 %?

Celkové harmonické zkreslení (THD) je limit, který nesmí překročit 100 %. THD měří, jak je signál zkreslený ve vztahu k jeho základní frekvenci. Poměr celkového výkonu všech harmonických frekvencí k celkovému výkonu základní frekvence se udává v procentech. THD je poměr, proto nemůže překročit 100 %. Základní frekvence nelze v praxi dosáhnout, pokud je harmonické zkreslení rovno nebo větší než hodnota THD 100 %. Často se upřednostňují nižší hodnoty THD, protože vyšší zkreslení může zhoršit kvalitu a čistotu elektrických nebo zvukových signálů.