Toplam Harmonik Distorsiyon Nedir?
Toplam Harmonik Distorsiyon (İngilizce kısaltmasıyla THD), periyodik bir sinyalin — gerilim, akım ya da ses dalga formunun — saf bir sinüs dalgasından ne kadar saptığını ölçer. Kusursuz bir sinüs dalgasının enerjisi yalnızca temel frekansta toplanır. Yükselteçler, güç kaynakları, inverterler ve transformatörler gibi her türlü doğrusal olmayan eleman, temel frekansın tam sayı katlarında ek bileşenler oluşturur; bunlara harmonik denir. THD, bu harmoniklerin toplam büyüklüğünü temel bileşene göre tek bir yüzde değeriyle ifade eder. THD ne kadar düşükse sinyal o kadar temizdir.
Bu hesaplayıcı nasıl kullanılır?
Önce temel bileşenin genliğini (V1) girin, ardından ölçtüğünüz her harmoniğin genliğini (V2'den V7'ye kadar) yazın. Genlikler tepe (peak) değerleri ya da RMS değerleri olabilir; yeter ki hepsinde aynı türü kullanın. THD bir oran olduğundan birimler birbirini götürür. Kullanmadığınız harmonik kutularını sıfırda bırakmanız yeterli. Araç size THD'yi yüzde olarak, sade bir oran olarak ve harmoniklerin birleşik RMS büyüklüğü olarak verir.
Formülün açıklaması
THD, harmonik genliklerinin karelerinin toplamının karekökünün temel genliğe bölünmesiyle bulunur:
$$\text{THD} = \frac{\sqrt{\text{V}_2^{2} + \text{V}_3^{2} + \dots + \text{V}_n^{2}}}{\text{V}_1} \times 100\%$$
Kareler toplamının karekökü olan kısım aslında harmoniklerin RMS birleşimidir. V1'e bölmek ise sonucu normalize ederek, genel sinyal seviyesinden bağımsız hale getirir.
Çözümlü örnek
\(\text{V}_1 = 10\), \(\text{V}_2 = 3\) ve \(\text{V}_3 = 4\) olsun. Harmoniklerin RMS değeri $$\sqrt{3^{2} + 4^{2}} = \sqrt{25} = 5$$ olur. Buna göre $$\text{THD} = \frac{5}{10} = 0{,}5$$ yani %50'dir. Her harmonik tek başına küçük görünse de, birlikte ele alındığında ciddi bir distorsiyon değerine ulaşırlar.
Sıkça Sorulan Sorular
Tepe değerleri mi yoksa RMS değerleri mi kullanmalıyım? Tüm değerlerde aynı yaklaşımı kullandığınız sürece ikisi de işe yarar; sonuç birimsiz bir orandır.
İyi bir THD değeri kaç olmalı? Seste %1'in altı genellikle kulakla algılanmaz; hi-fi cihazlar %0,1'in altını hedefler. Güç sistemlerinde ise gerilim THD'si çoğunlukla %5 civarıyla sınırlandırılır.
Neden toplam sinyale değil de V1'e bölüyoruz? Bu, IEEE'nin temel bileşene dayalı tanımıdır (THD-F). Bazı standartlar toplam RMS'e böler (THD-R); bu araç THD-F yöntemini kullanır.
