कुल हार्मोनिक डिस्टॉर्शन क्या है?
कुल हार्मोनिक डिस्टॉर्शन (THD) यह मापता है कि कोई आवर्ती सिग्नल — वोल्टेज, करंट या ऑडियो वेवफॉर्म — एक शुद्ध साइन वेव से कितना अलग है। एक आदर्श साइन वेव की पूरी ऊर्जा सिर्फ़ उसकी फंडामेंटल फ्रीक्वेंसी पर होती है। किसी भी नॉन-लीनियरिटी (एम्प्लीफायर, पावर सप्लाई, इन्वर्टर, ट्रांसफॉर्मर) के कारण फंडामेंटल के पूर्णांक गुणकों पर अतिरिक्त घटक बन जाते हैं, जिन्हें हार्मोनिक्स कहते हैं। THD इन सभी हार्मोनिक्स के संयुक्त आकार को फंडामेंटल के सापेक्ष एक ही प्रतिशत के रूप में दर्शाता है। THD जितना कम होगा, सिग्नल उतना ही साफ़ माना जाता है।
इस कैलकुलेटर का उपयोग कैसे करें
फंडामेंटल घटक का एम्प्लीट्यूड (V1) और आपके द्वारा मापे गए हर हार्मोनिक का एम्प्लीट्यूड (V2 से V7 तक) दर्ज करें। एम्प्लीट्यूड पीक वैल्यू हों या RMS वैल्यू — बस एकरूपता रखें, क्योंकि THD एक अनुपात है और इकाइयाँ आपस में कट जाती हैं। जिन हार्मोनिक के बॉक्स इस्तेमाल नहीं कर रहे, उन्हें शून्य पर ही छोड़ दें। कैलकुलेटर आपको THD प्रतिशत के रूप में, सादे अनुपात के रूप में, और संयुक्त हार्मोनिक्स के RMS मान के रूप में परिणाम देता है।
फ़ॉर्मूला समझें
THD हार्मोनिक एम्प्लीट्यूड के वर्गों के योग का वर्गमूल होता है, जिसे फंडामेंटल एम्प्लीट्यूड से भाग दिया जाता है:
$$\text{THD} = \frac{\sqrt{\text{V}_2^{2} + \text{V}_3^{2} + \dots + \text{V}_n^{2}}}{\text{V}_1} \times 100\%$$
वर्गों के योग का वर्गमूल वाला हिस्सा दरअसल हार्मोनिक्स का RMS संयोजन है। V1 से भाग देने पर परिणाम सामान्यीकृत (normalize) हो जाता है, ताकि वह कुल सिग्नल स्तर पर निर्भर न रहे।
हल किया हुआ उदाहरण
मान लीजिए \(\text{V}_1 = 10\), \(\text{V}_2 = 3\) और \(\text{V}_3 = 4\) हैं। तब हार्मोनिक RMS $$= \sqrt{3^{2} + 4^{2}} = \sqrt{25} = 5$$ होगा। इसलिए $$\text{THD} = \frac{5}{10} = 0.5,$$ यानी 50%। हालाँकि अकेले हर हार्मोनिक छोटा दिखता है, मगर मिलकर वे एक बड़ी डिस्टॉर्शन वैल्यू बना देते हैं।
अक्सर पूछे जाने वाले सवाल
पीक एम्प्लीट्यूड इस्तेमाल करें या RMS? दोनों चलेंगे, बशर्ते सभी मान एक ही तरीके के हों; परिणाम एक मात्राहीन (dimensionless) अनुपात होता है।
कितना THD अच्छा माना जाता है? ऑडियो के लिए 1% से कम आमतौर पर कान को सुनाई नहीं देता; हाई-फ़िडेलिटी उपकरण 0.1% से नीचे का लक्ष्य रखते हैं। पावर सिस्टम में अक्सर वोल्टेज THD को लगभग 5% तक सीमित रखा जाता है।
V1 से भाग क्यों, पूरे सिग्नल से क्यों नहीं? यह IEEE/फंडामेंटल-आधारित परिभाषा है (THD-F)। कुछ मानक इसके बजाय कुल RMS से भाग देते हैं (THD-R); यह टूल THD-F का उपयोग करता है।
