टोटल हार्मोनिक डिस्टोर्शन: Difference between revisions

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{{Short description|Measurement of the harmonic distortion present in a signal}}
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कुल [[हार्मोनिक विरूपण]] (THD या THDi) एक संकेत में मौजूद हार्मोनिक विरूपण का माप है और इसे [[मौलिक आवृत्ति]] की शक्ति के लिए सभी हार्मोनिक घटकों की शक्तियों के योग के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है। विरूपण कारक, एक निकट से संबंधित शब्द, कभी-कभी समानार्थी के रूप में प्रयोग किया जाता है।
'''टोटल [[हार्मोनिक विरूपण|हार्मोनिक डिस्टोर्शन]]''' (टीएचडी या टीएचडीआई) संकेत में सम्मिलित हार्मोनिक डिस्टोर्शन का माप है और इसे [[मौलिक आवृत्ति|मूलभूत आवृत्ति]] की शक्ति के लिए सभी हार्मोनिक घटकों की शक्तियों के योग के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है। डिस्टोर्शन कारक, निकट से संबंधित शब्द, कभी-कभी समानार्थी के रूप में प्रयोग किया जाता है।


ऑडियो सिस्टम में, कम विरूपण का अर्थ है कि लाउडस्पीकर, एम्पलीफायर या माइक्रोफ़ोन या अन्य उपकरण में घटक ऑडियो रिकॉर्डिंग का अधिक सटीक पुनरुत्पादन करते हैं।
श्रव्य प्रणाली में, कम डिस्टोर्शन का अर्थ है लाउडस्पीकर, प्रवर्धक, माइक्रोफ़ोन या अन्य उपकरण में घटक ध्वनि अभिलेखन का अधिक सटीक पुनरुत्पादन करते हैं।


रेडियो संचार में, कम THD वाले उपकरण अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के साथ कम अनजाने में हस्तक्षेप उत्पन्न करते हैं। चूंकि हार्मोनिक विरूपण इनपुट आवृत्ति के गुणकों पर सिग्नल जोड़कर डिवाइस से आउटपुट उत्सर्जन के आवृत्ति स्पेक्ट्रम को चौड़ा करता है, उच्च THD वाले डिवाइस [[स्पेक्ट्रम शेयरिंग]] और [[ स्पेक्ट्रम संवेदन ]] जैसे अनुप्रयोगों में कम उपयुक्त होते हैं।<ref name="iaroslav_04">{{Cite web|url=https://www.researchgate.net/publication/260672713|title=अवशेषों की कौशी विधि द्वारा कुल हार्मोनिक विरूपण की गणना के लिए विश्लेषणात्मक विधि}}</ref>
रेडियो संचार में, कम टीएचडी वाले उपकरण अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के साथ कम अनभिप्रेत अंतःक्षेप उत्पन्न करते हैं। चूंकि हार्मोनिक डिस्टोर्शन निविष्ट आवृत्ति के गुणकों पर संकेतक जोड़कर उपकरण से प्रक्षेपण उत्सर्जन के आवृत्ति स्पेक्ट्रम को चौड़ा करता है, उच्च टीएचडी वाले उपकरण [[स्पेक्ट्रम शेयरिंग]] और [[ स्पेक्ट्रम संवेदन |स्पेक्ट्रम संवेदन]] जैसे अनुप्रयोगों में उपयुक्त कम होते हैं।<ref name="iaroslav_04">{{Cite web|url=https://www.researchgate.net/publication/260672713|title=अवशेषों की कौशी विधि द्वारा कुल हार्मोनिक विरूपण की गणना के लिए विश्लेषणात्मक विधि}}</ref>
 
बिजली प्रणालियों में, कम टीएचडी का तात्पर्य निम्न शिखर धाराओं, कम ताप, कम विद्युत चुम्बकीय उत्सर्जन और मोटरों में कम कोर हानि से है।
रेफरी नाम = aspowertechnologies.com>{{Cite web|url=https://www.aptsources.com/wp-content/uploads/pdfs/Total-Harmonic-Distortion-and-Effects-in-Electrical-Power-Systems.pdf|title=इलेक्ट्रिकल पावर सिस्टम्स में टोटल हार्मोनिक डिस्टॉर्शन एंड इफेक्ट्स - एसोसिएटेड पावर टेक्नोलॉजीज}</ref> IEEE STD 519-2014 इलेक्ट्रिक पावर सिस्टम्स में हार्मोनिक नियंत्रण के लिए अनुशंसित अभ्यास और आवश्यकताओं को शामिल करता है। रेफरी>{{Cite web|url=https://standards.ieee.org/|title=IEEE मानक संघ|website=IEEE मानक संघ}}</ref>


बिजली प्रणालियों में, कम टीएचडी का तात्पर्य निम्न शिखर धाराओं, कम ताप, कम विद्युत चुम्बकीय उत्सर्जन और मोटरों में कम कोर हानि से है। आईईईई एसटीडी 519-2014 विद्युत शक्ति प्रणाली में हार्मोनिक नियंत्रण के लिए अनुशंसित अभ्यास और आवश्यकताओं को सम्मिलित करता है।
<ref name="aspowertechnologies.com">{{Cite web|url=https://www.aptsources.com/wp-content/uploads/pdfs/Total-Harmonic-Distortion-and-Effects-in-Electrical-Power-Systems.pdf|title=Total Harmonic Distortion and Effects in Electrical Power Systems – Associated Power Technologies}}</ref> IEEE std 519-2014  covers the recommended practice and requirements for harmonic control in electric power systems.<ref>{{Cite web|url=https://standards.ieee.org/|title=IEEE Standards Association|website=IEEE Standards Association}}</ref>
== परिभाषाएं और उदाहरण ==
== परिभाषाएं और उदाहरण ==
एक इनपुट और एक आउटपुट के साथ एक सिस्टम को समझने के लिए, जैसे कि एक ऑडियो एम्पलीफायर, हम एक आदर्श सिस्टम से शुरू करते हैं जहां [[स्थानांतरण प्रकार्य]] एलटीआई सिस्टम सिद्धांत है। रैखिक और समय-अपरिवर्तनीय। जब आवृत्ति ω का एक साइनसोइडल सिग्नल एक गैर-आदर्श, गैर-रैखिक डिवाइस से गुजरता है, तो मूल आवृत्ति के गुणक nω ([[ लयबद्ध ]]्स) में अतिरिक्त सामग्री जोड़ी जाती है। THD उस अतिरिक्त सिग्नल सामग्री का माप है जो इनपुट सिग्नल में मौजूद नहीं है।
निविष्ट और प्रक्षेपण के साथ प्रणाली को समझने के लिए, जैसे कि ऑडियो प्रवर्धक, हम आदर्श प्रणाली से प्रारंभ करते हैं जहां [[स्थानांतरण प्रकार्य|अंतरण प्रकार्य]] रैखिक और समय-अपरिवर्तनीय (एलटीआई) प्रणाली सिद्धांत है। जब आवृत्ति ω का ज्यावक्रीय संकेतक अनादर्श, अरैखिक उपकरण से गुजरता है, तो मूल आवृत्ति के गुणक nω ([[ लयबद्ध | लयबद्ध]]) में अतिरिक्त सामग्री जोड़ी जाती है। टीएचडी उस अतिरिक्त संकेतक सामग्री का माप है जो निविष्ट संकेतक में सम्मिलित नहीं है।


जब मुख्य प्रदर्शन मानदंड मूल साइन लहर की "शुद्धता" है (दूसरे शब्दों में, इसके हार्मोनिक्स के संबंध में मूल आवृत्ति का योगदान), माप को आमतौर पर सेट के [[आरएमएस आयाम]] के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है पहले हार्मोनिक, या मौलिक आवृत्ति, आवृत्ति के आरएमएस आयाम के लिए उच्च हार्मोनिक आवृत्तियों<ref name="iaroslav_04" /><ref name="aspowertechnologies.com"/><ref name="eng.tau.ac.il">[http://www.eng.tau.ac.il/~shmilo/10.pdf On the Definition of Total Harmonic Distortion and Its Effect on Measurement Interpretation], Doron Shmilovitz</ref><ref>{{cite book
जब मुख्य निष्पादन मानदंड मूल ज्या तरंग की "शुद्धता" है (दूसरे शब्दों में, इसके हार्मोनिक्स के संबंध में मूल आवृत्ति का योगदान), माप को सामान्यतः सेट के [[आरएमएस आयाम]] के अनुपात पहले हार्मोनिक, या मूलभूत आवृत्ति, आवृत्ति के आरएमएस आयाम के लिए उच्च हार्मोनिक आवृत्तियों<ref name="iaroslav_04" /><ref name="aspowertechnologies.com"/><ref name="eng.tau.ac.il">[http://www.eng.tau.ac.il/~shmilo/10.pdf On the Definition of Total Harmonic Distortion and Its Effect on Measurement Interpretation], Doron Shmilovitz</ref><ref>{{cite book
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   | access-date = 1 April 2010}}
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</ref><ref>IEEE 519 and other standards ([http://grouper.ieee.org/groups/harmonic/single/docs/P1495D2.doc draft]): "distortion factor: The ratio of the root-mean-square of the harmonic content to the root-mean-square
</ref><ref>IEEE 519 and other standards ([http://grouper.ieee.org/groups/harmonic/single/docs/P1495D2.doc 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."</ref><ref>[http://static.schneider-electric.us/assets/consultingengineer/appguidedocs/section11_0307.pdf Section 11: Power Quality Considerations Bill Brown, P.E., Square D Engineering Services]</ref>
value of the fundamental quantity, often expressed as a percent of the fundamental. Also referred to as total harmonic distortion."</ref><ref>[http://static.schneider-electric.us/assets/consultingengineer/appguidedocs/section11_0307.pdf Section 11: Power Quality Considerations Bill Brown, P.E., Square D Engineering Services]</ref> के रूप में परिभाषित किया जाता है
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\mathrm{THD_F} \,= \,\frac{ \sqrt{V_2^2 + V_3^2 + V_4^2 + \cdots} }{V_1}
\mathrm{THD_F} \,= \,\frac{ \sqrt{V_2^2 + V_3^2 + V_4^2 + \cdots} }{V_1}
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जहां वी<sub>n</sub>nth हार्मोनिक वोल्टेज और V का RMS मान है<sub>1</sub>मूलभूत घटक का RMS मान है।
जहां ''V<sub>n</sub>''  nवें हार्मोनिक वोल्टेज का आरएमएस मान और ''V<sub>1</sub>'' घटक का आरएमएस मान है।


व्यवहार में, THD<sub>F</sub> आमतौर पर ऑडियो विरूपण विनिर्देशों ([[प्रतिशत]] THD) में उपयोग किया जाता है; हालाँकि, THD एक गैर-मानकीकृत विनिर्देश है और निर्माताओं के बीच परिणाम आसानी से तुलनीय नहीं हैं। चूंकि अलग-अलग हार्मोनिक आयामों को मापा जाता है, इसलिए यह आवश्यक है कि निर्माता टेस्ट सिग्नल फ्रीक्वेंसी रेंज, स्तर और लाभ की स्थिति, और माप की संख्या का खुलासा करें। स्वीप का उपयोग करके पूर्ण 20–20 kHz रेंज को मापना संभव है (हालांकि 10 kHz से ऊपर के मौलिक के लिए विरूपण अश्राव्य है)।
व्यवहार में, THD<sub>F</sub> सामान्यतः ऑडियो डिस्टोर्शन विनिर्देशों ([[प्रतिशत]] टीएचडी) में उपयोग किया जाता है; हालाँकि, टीएचडी गैर-मानकीकृत विनिर्देश है और विनिर्माता के बीच परिणाम आसानी से तुलनीय नहीं हैं। चूंकि अलग-अलग हार्मोनिक आयामों को मापा जाता है, इसलिए यह आवश्यक है कि विनिर्माता टेस्ट संकेतक आवृत्ति विस्तार, स्तर और लाभ की स्थिति, और माप की संख्या का खुलासा करता है। प्रसर्प का उपयोग करके पूर्ण 20–20 किलोहर्ट्ज़ सीमा को मापना संभव है (चूंकि 10 किलोहर्ट्ज़ से ऊपर के मूलभूत के लिए डिस्टोर्शन अश्राव्य है)।


टीएचडी की गणना के लिए माप निर्दिष्ट शर्तों के तहत डिवाइस के आउटपुट पर किए जाते हैं। THD आमतौर पर विकृति क्षीणन के रूप में मौलिक के सापेक्ष प्रतिशत या [[डेसिबल]] में व्यक्त किया जाता है।
टीएचडी की गणना के लिए माप निर्दिष्ट शर्तों के अनुसार उपकरण के प्रक्षेपण पर किए जाते हैं। टीएचडी सामान्यतः विकृति क्षीणन के रूप में मूलभूत के सापेक्ष प्रतिशत या [[डेसिबल]] में व्यक्त किया जाता है।


एक भिन्न परिभाषा संदर्भ के रूप में मौलिक प्लस हार्मोनिक्स का उपयोग करती है, हालांकि उपयोग को हतोत्साहित किया जाता है:<ref name="eng.tau.ac.il"/><ref>[http://www.icrepq.com/pdfs/BAPTISTA317.pdf VOLTAGE WAVE QUALITY IN LOW VOLTAGE POWER SYSTEMS José M. R. Baptista, Manuel R. Cordeiro, and A. Machado e Moura]</ref><ref>[https://books.google.com/books?id=xxbvM40Wwa8C&dq=thdf+thdr&source=gbs_navlinks_s The Power Electronics Handbook] edited by Timothy L. Skvarenina "This definition is used by the Canadian Standards Association and the IEC"</ref>
संदर्भ के रूप में एक भिन्न परिभाषा फंडामेंटल प्लस हार्मोनिक्स का उपयोग करती है, चूंकि उपयोग को निरुत्साहित किया जाता है:<ref name="eng.tau.ac.il"/><ref>[http://www.icrepq.com/pdfs/BAPTISTA317.pdf VOLTAGE WAVE QUALITY IN LOW VOLTAGE POWER SYSTEMS José M. R. Baptista, Manuel R. Cordeiro, and A. Machado e Moura]</ref><ref>[https://books.google.com/books?id=xxbvM40Wwa8C&dq=thdf+thdr&source=gbs_navlinks_s The Power Electronics Handbook] edited by Timothy L. Skvarenina "This definition is used by the Canadian Standards Association and the IEC"</ref>
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\mathrm{THD_R} \,=\,
\mathrm{THD_R} \,=\,
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= \,\frac{\mathrm{THD_F}}{\sqrt{1 + \mathrm{THD}^2_\mathrm{F}}}
= \,\frac{\mathrm{THD_F}}{\sqrt{1 + \mathrm{THD}^2_\mathrm{F}}}
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इन्हें टीएचडी के रूप में पहचाना जा सकता है<sub>F</sub>(फंडामेंटल के लिए), और टीएचडी<sub>R</sub>(मूल माध्य वर्ग के लिए)<ref>[http://panelmeters.weschler.com/Asset/AEMC-605-UserManual.pdf AEMC 605 User Manual] "THDf: Total harmonic distortion with respect to the fundamental. THDr: Total harmonic distortion with respect to the true RMS value of the signal."</ref><ref>{{Cite web|url=http://www.atecorp.com/ATECorp/media/pdfs/data-sheets/Fluke-39-41B_Datasheet.pdf|title=39/41B Power Meter Glossary}}</ref> टीएचडी<sub>R</sub> 100% से अधिक नहीं हो सकता। कम विरूपण स्तर पर, दो गणना विधियों के बीच का अंतर नगण्य है। उदाहरण के लिए, THD के साथ एक संकेत<sub>F</sub> 10% का एक समान THD है<sub>R</sub> 9.95% की। हालांकि, विरूपण के उच्च स्तर पर विसंगति बड़ी हो जाती है। उदाहरण के लिए, THD के साथ एक संकेत<sub>F</sub> 266% में टीएचडी है<sub>R</sub> 94% का।<ref name="eng.tau.ac.il"/>अनंत हार्मोनिक्स के साथ एक शुद्ध वर्ग तरंग में THD होता है<sub>F</sub> 48.3% की,<ref name="iaroslav_04" /><ref>{{Cite web|url=http://www.eletrica.ufpr.br/edu/artigos/TeD2004_artigo282.pdf|title=Total Harmonic Distortion Calculation by Filtering for Power Quality Monitoring}}</ref><ref>{{Cite book|url=https://books.google.com/books?id=_LhFxN7sUXEC&dq=43.5+%22square+wave%22+THD&pg=PA178|title=इलेक्ट्रिक मशीनें|first=Charles A.|last=Gross|date=October 20, 2006|publisher=CRC Press|isbn=9780849385810 |via=Google Books}}</ref> या टीएचडी<sub>R</sub> 43.5% की।<ref>{{Cite web|url=https://www.wolframalpha.com/|title=sqrt((1/3)^2 (1/5)^2 (1/7)^2 (1/9)^2 ...)/sqrt(1^2 (1/3)^2 (1/5)^2 (1/7)^2 (1/9)^2 ...) in percent - Wolfram&#124;Alpha|website=www.wolframalpha.com}}</ref><ref>{{Cite web|url=http://vk1od.net/measurement/SquareWave/THD.htm|title=एक वर्ग तरंग का कुल हार्मोनिक विरूपण|date=September 11, 2012|archive-url=https://web.archive.org/web/20120911204258/http://vk1od.net/measurement/SquareWave/THD.htm |archive-date=2012-09-11 }}</ref>
इन्हें '''THD<sub>F</sub>''' (फंडामेंटल के लिए) और '''THD<sub>R</sub>''' (मूल माध्य वर्ग के लिए) के रूप में पहचाना जा सकता है।<ref>[http://panelmeters.weschler.com/Asset/AEMC-605-UserManual.pdf AEMC 605 User Manual] "THDf: Total harmonic distortion with respect to the fundamental. THDr: Total harmonic distortion with respect to the true RMS value of the signal."</ref><ref>{{Cite web|url=http://www.atecorp.com/ATECorp/media/pdfs/data-sheets/Fluke-39-41B_Datasheet.pdf|title=39/41B Power Meter Glossary}}</ref> '''THD<sub>R</sub>''' 100% से अधिक नहीं हो सकता है। कम डिस्टोर्शन स्तर पर, दो गणना विधियों के बीच का अंतर नगण्य है। उदाहरण के लिए, 10% के THD<sub>F</sub> वाले संकेत का 9.95% का बहुत ही समान THD<sub>R</sub> होता है। चूंकि, डिस्टोर्शन के उच्च स्तर पर विसंगति बड़ी हो जाती है। उदाहरण के लिए, THD<sub>F</sub> 266% के साथ संकेत में 94% का THD<sub>R</sub> है।<ref name="eng.tau.ac.il"/>अनंत हार्मोनिक्स के साथ शुद्ध वर्ग तरंगरूप में 48.3% का THD<sub>F</sub> <ref name="iaroslav_04" /><ref>{{Cite web|url=http://www.eletrica.ufpr.br/edu/artigos/TeD2004_artigo282.pdf|title=Total Harmonic Distortion Calculation by Filtering for Power Quality Monitoring}}</ref><ref>{{Cite book|url=https://books.google.com/books?id=_LhFxN7sUXEC&dq=43.5+%22square+wave%22+THD&pg=PA178|title=इलेक्ट्रिक मशीनें|first=Charles A.|last=Gross|date=October 20, 2006|publisher=CRC Press|isbn=9780849385810 |via=Google Books}}</ref> या 43.5% का THD<sub>R</sub> होता है।<ref>{{Cite web|url=https://www.wolframalpha.com/|title=sqrt((1/3)^2 (1/5)^2 (1/7)^2 (1/9)^2 ...)/sqrt(1^2 (1/3)^2 (1/5)^2 (1/7)^2 (1/9)^2 ...) in percent - Wolfram&#124;Alpha|website=www.wolframalpha.com}}</ref><ref>{{Cite web|url=http://vk1od.net/measurement/SquareWave/THD.htm|title=एक वर्ग तरंग का कुल हार्मोनिक विरूपण|date=September 11, 2012|archive-url=https://web.archive.org/web/20120911204258/http://vk1od.net/measurement/SquareWave/THD.htm |archive-date=2012-09-11 }}</ref>
कुछ शब्द विकृति कारक को THD के पर्याय के रूप में उपयोग करते हैं<sub>R</sub>,<ref>{{Cite web|url=https://www.amplifier.cd/Tutorial/Klirrfaktor/distortion_factor.htm|title=विरूपण कारक|website=www.amplifier.cd}}</ref> जबकि अन्य इसे THD के पर्याय के रूप में उपयोग करते हैं<sub>F</sub>.<ref>IEEE 519</ref><ref>{{Cite web|url=http://energylogix.ca/harmonics_and_ieee.pdf|title=Harmonics and IEEE 519}}</ref>
[[ इंटरनेशनल इलेक्ट्रोटेक्नीकल कमीशन ]] (आईईसी) एक अलग समीकरण का उपयोग करके मात्रा के आरएमएस मूल्य के वैकल्पिक मात्रा के हार्मोनिक सामग्री के आरएमएस मूल्य के अनुपात के लिए एक और शब्द कुल हार्मोनिक कारक को परिभाषित करता है।<ref>{{Cite web|url=http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&ievref=103-07-32|title = IEC 60050 - International Electrotechnical Vocabulary - Details for IEV number 103-07-32: "total harmonic factor"}}</ref>


THD<sub>R</sub> के पर्याय के रूप में उपयोग करते हैं,<ref>{{Cite web|url=https://www.amplifier.cd/Tutorial/Klirrfaktor/distortion_factor.htm|title=विरूपण कारक|website=www.amplifier.cd}}</ref> जबकि अन्य इसे THD<sub>F</sub> के पर्याय के रूप में उपयोग करते हैं।<ref>IEEE 519</ref><ref>{{Cite web|url=http://energylogix.ca/harmonics_and_ieee.pdf|title=Harmonics and IEEE 519}}</ref>


== टीएचडी + एन ==
[[ इंटरनेशनल इलेक्ट्रोटेक्नीकल कमीशन |अन्तर्राष्ट्रीय विद्युततकनीकी आयोग]] (आईईसी) क अलग समीकरण का उपयोग करके "मात्रा के आरएमएस मान के वैकल्पिक मात्रा के गुणावृत्ति अंश के आरएमएस मान के अनुपात" के लिए एक और शब्द कुल हार्मोनिक कारक को परिभाषित करता है।<ref>{{Cite web|url=http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&ievref=103-07-32|title = IEC 60050 - International Electrotechnical Vocabulary - Details for IEV number 103-07-32: "total harmonic factor"}}</ref>
THD+N का मतलब टोटल हार्मोनिक डिस्टॉर्शन प्लस नॉइज़ है। यह माप उपकरणों के बीच बहुत अधिक सामान्य और अधिक तुलनीय है। इसे आम तौर पर एक [[साइन लहर]] इनपुट करके, आउटपुट को फ़िल्टर करके और साइन वेव के साथ और उसके बिना आउटपुट सिग्नल के बीच अनुपात की तुलना करके मापा जाता है:<ref>{{Cite web|url=http://www.rane.com/note145.html|title=Rane audio's definition of both THD and THD+N}}</ref>
== टीएचडी + N ==
टीएचडी+N का मतलब टोटल हार्मोनिक डिस्टॉर्शन प्लस रव है। यह माप उपकरणों के बीच बहुत अधिक सामान्य और अधिक तुलनीय है। इसे सामान्यतः [[साइन लहर|ज्या तरंग]] निविष्ट करके, प्रक्षेपण को फ़िल्टर करके और ज्या तरंग के साथ और उसके बिना प्रक्षेपण संकेतक के बीच अनुपात की तुलना करके मापा जाता है:<ref>{{Cite web|url=http://www.rane.com/note145.html|title=Rane audio's definition of both THD and THD+N}}</ref>
:<math>
:<math>
\mathrm{THD\!\!+\!\!N} = \frac{\displaystyle\sum_{n=2}^\infty{\text{harmonics}} + \text{noise}}{\text{fundamental}}
\mathrm{THD\!\!+\!\!N} = \frac{\displaystyle\sum_{n=2}^\infty{\text{harmonics}} + \text{noise}}{\text{fundamental}}
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THD माप की तरह, यह RMS आयाम का अनुपात है,<ref name="MT-003"/><ref>[http://www.analog.com/static/imported-files/tutorials/MT-053.pdf Op Amp Distortion: HD, THD, THD + N, IMD, SFDR, MTPR]</ref> और THD के रूप में मापा जा सकता है<sub>F</sub> (बैंड पास या भाजक के रूप में परिकलित मौलिक) या, अधिक सामान्यतः, द के रूप में<sub>R</sub> (हर के रूप में कुल विकृत संकेत)।<ref>[http://www.ap.com/solutions/introtoaudiotest/thd+n Introduction to the Basic Six Audio Tests] "Since the sum of the distortion products will always be less than the total signal, the THD+N Ratio will always be a negative decibel value, or a percent value less than 100%."</ref>
टीएचडी माप की तरह, यह आरएमएस आयाम का अनुपात है,<ref name="MT-003"/><ref>[http://www.analog.com/static/imported-files/tutorials/MT-053.pdf Op Amp Distortion: HD, THD, THD + N, IMD, SFDR, MTPR]</ref> और THD<sub>F</sub> (बैंड पास या भाजक के रूप में परिकलित मूलभूत) के रूप में या, अधिक सामान्यतः, THD<sub>R</sub> के रूप में (हर के रूप में टोटल विकृत संकेत) मापा जा सकता है ।<ref>[http://www.ap.com/solutions/introtoaudiotest/thd+n Introduction to the Basic Six Audio Tests] "Since the sum of the distortion products will always be less than the total signal, the THD+N Ratio will always be a negative decibel value, or a percent value less than 100%."</ref>
एक सार्थक माप में माप की [[बैंडविड्थ (सिग्नल प्रोसेसिंग)]] शामिल होनी चाहिए। इस माप में हार्मोनिक विरूपण के अलावा, [[ग्राउंड लूप (बिजली)]] पावर लाइन हम, उच्च आवृत्ति हस्तक्षेप, इन स्वरों और मौलिक के बीच [[इंटरमोड्यूलेशन विरूपण]], और इसी तरह के प्रभाव शामिल हैं। मनोध्वनिक मापन के लिए, [[ए-भार]] या ITU-R BS.468 जैसे वेटिंग कर्व को लागू किया जाता है, जिसका उद्देश्य मानव कान के लिए सबसे अधिक श्रव्य है, जो अधिक सटीक माप में योगदान देता है। ए-वेटिंग प्रत्येक व्यक्ति के कानों की आवृत्ति संवेदनशीलता का अनुमान लगाने का एक मोटा तरीका है, क्योंकि यह कान के गैर-रैखिक व्यवहार को ध्यान में नहीं रखता है।<ref>{{cite web | url=https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/a-weighting | title=A-Weighting - an overview &#124; ScienceDirect Topics }}</ref> ज़्विकर द्वारा प्रस्तावित लाउडनेस मॉडल में ये जटिलताएँ शामिल हैं। मॉडल जर्मन मानक DIN45631 में वर्णित है<ref>The loudness model proposed by Zwicker includes these complexities. The model is described in the German standard DIN45631</ref>
 
किसी दिए गए इनपुट आवृत्ति और आयाम के लिए, THD+N [[SINAD]] के लिए पारस्परिक है, बशर्ते कि दोनों माप एक ही बैंडविड्थ पर किए गए हों।
सार्थक माप में माप की [[बैंडविड्थ (सिग्नल प्रोसेसिंग)|बैंडविड्थ (संकेतक प्रोसेसिंग)]] सम्मिलित होनी चाहिए। इस माप में हार्मोनिक डिस्टोर्शन के अतिरिक्त, [[ग्राउंड लूप (बिजली)]] पावर लाइन हम, उच्च आवृत्ति अंतःक्षेप, इन स्वरों और मूलभूत के बीच [[इंटरमोड्यूलेशन विरूपण|इंटरमोड्यूलेशन डिस्टोर्शन]], और इसी तरह के प्रभाव सम्मिलित हैं। मनोध्वनिक मापन के लिए, [[ए-भार|ए-वेटिंग]] याआईटीयू-आर बीएस.468 जैसे वेटिंग कर्व को लागू किया जाता है, जिसका उद्देश्य मानव कान के लिए सबसे अधिक श्रव्य है, जो अधिक सटीक माप में योगदान देता है। ए-वेटिंग प्रत्येक व्यक्ति के कानों की आवृत्ति संवेदनशीलता का अनुमान लगाने का मोटा तरीका है, क्योंकि यह कान के अरैखिक व्यवहार को ध्यान में नहीं रखता है।<ref>{{cite web | url=https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/a-weighting | title=A-Weighting - an overview &#124; ScienceDirect Topics }}</ref> ज़्विकर द्वारा प्रस्तावित लाउडनेस मॉडल में ये जटिलताएँ सम्मिलित हैं। मॉडल जर्मन मानक डीआईएन45631 में वर्णित है।<ref>The loudness model proposed by Zwicker includes these complexities. The model is described in the German standard DIN45631</ref>
 
किसी दिए गए निविष्ट आवृत्ति और आयाम के लिए, टीएचडी+N [[SINAD|सिनाड]] के लिए पारस्परिक है, बशर्ते कि दोनों माप एक ही बैंडविड्थ पर किए गए हों।


== नाप ==
== नाप ==
एक शुद्ध साइनवेव के सापेक्ष एक [[तरंग]] की विकृति को या तो THD विश्लेषक का उपयोग करके [[फूरियर विश्लेषण]] के लिए मापा जा सकता है और मौलिक के सापेक्ष प्रत्येक के आयाम को ध्यान में रखते हुए; या एक पायदान फिल्टर के साथ मौलिक को रद्द करके और शेष सिग्नल को मापकर, जो कुल मिलाकर हार्मोनिक विरूपण प्लस शोर होगा।
शुद्ध ज्या तरंग के सापेक्ष [[तरंग]] की विकृति को या तो टीएचडी विश्लेषक का उपयोग करके [[फूरियर विश्लेषण]] के लिए मापा जा सकता है और मूलभूत के सापेक्ष प्रत्येक के आयाम को ध्यान में रखते हुए; या बैंड-स्टॉप फ़िल्टर के साथ मूलभूत को रद्द करके और शेष संकेतक को मापकर, जो टोटल मिलाकर हार्मोनिक डिस्टोर्शन प्लस रव होता है।


बहुत कम अंतर्निहित विकृति के एक साइनवेव जनरेटर को देखते हुए, इसे प्रवर्धन उपकरण के इनपुट के रूप में उपयोग किया जा सकता है, जिसकी विभिन्न आवृत्तियों और सिग्नल स्तरों पर विरूपण को आउटपुट तरंग की जांच करके मापा जा सकता है।
बहुत कम अंतर्निहित विकृति के ज्या तरंग जनरेटर को देखते हुए, इसे प्रवर्धन उपकरण के निविष्ट के रूप में उपयोग किया जा सकता है, जिसकी विभिन्न आवृत्तियों और संकेतक स्तरों पर डिस्टोर्शन को प्रक्षेपण तरंग की जांच करके मापा जा सकता है।


साइनवेव्स उत्पन्न करने और विरूपण को मापने के लिए इलेक्ट्रॉनिक उपकरण हैं; लेकिन [[ अच्छा पत्रक ]] से लैस एक सामान्य-उद्देश्य वाला [[डिजिटल कम्प्यूटर]] उपयुक्त सॉफ्टवेयर के साथ हार्मोनिक विश्लेषण कर सकता है। साइनवेव उत्पन्न करने के लिए विभिन्न सॉफ़्टवेयर का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन बहुत कम विरूपण वाले एम्पलीफायरों के मापन के लिए अंतर्निहित विरूपण बहुत अधिक हो सकता है।
ज्या तरंग उत्पन्न करने और डिस्टोर्शन को मापने के लिए इलेक्ट्रॉनिक उपकरण हैं; लेकिन [[ अच्छा पत्रक | साउंड कार्ड]] से लैस सामान्य-उद्देश्य वाला [[डिजिटल कम्प्यूटर]] उपयुक्त सॉफ्टवेयर के साथ हार्मोनिक विश्लेषण कर सकता है। ज्या तरंग उत्पन्न करने के लिए विभिन्न सॉफ़्टवेयर का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन बहुत कम डिस्टोर्शन वाले प्रवर्धक के मापन के लिए अंतर्निहित डिस्टोर्शन बहुत अधिक हो सकता है।


=== व्याख्या ===
=== व्याख्या ===
कई उद्देश्यों के लिए विभिन्न प्रकार के हार्मोनिक्स समतुल्य नहीं हैं। उदाहरण के लिए, किसी दिए गए THD पर क्रॉसओवर डिस्टॉर्शन उसी THD पर क्लिपिंग डिस्टॉर्शन की तुलना में बहुत अधिक श्रव्य है, क्योंकि क्रॉसओवर डिस्टॉर्शन द्वारा निर्मित हार्मोनिक्स उच्च आवृत्ति हार्मोनिक्स पर लगभग उतना ही मजबूत होता है, जैसे कि 10x से 20x मौलिक, क्योंकि वे कम होते हैं। -फ्रीक्वेंसी हार्मोनिक्स जैसे 3x या 5x मौलिक। मौलिक (वांछित संकेत) से आवृत्ति में दूर दिखाई देने वाले वे हार्मोनिक्स उस मौलिक द्वारा [[श्रवण मास्किंग]] के रूप में आसानी से नहीं होते हैं।<ref>{{cite web | url=https://sound-au.com/valves/valve-trans.html | title=Valves vs. Transistors (Part 1) }}</ref> इसके विपरीत, क्लिपिंग की शुरुआत में, हार्मोनिक्स पहले कम क्रम आवृत्तियों पर दिखाई देते हैं और धीरे-धीरे उच्च आवृत्ति हार्मोनिक्स पर कब्जा करना शुरू कर देते हैं। इसलिए एक एकल THD संख्या श्रव्यता निर्दिष्ट करने के लिए अपर्याप्त है, और इसकी व्याख्या सावधानी से की जानी चाहिए। विभिन्न आउटपुट स्तरों पर टीएचडी माप लेने से पता चलता है कि विरूपण क्लिपिंग है (जो घटते स्तर के साथ घटता है) या क्रॉसओवर (जो अलग-अलग आउटपुट स्तर के साथ स्थिर रहता है, और इस प्रकार कम मात्रा में उत्पादित ध्वनि का अधिक प्रतिशत होता है)।
कई उद्देश्यों के लिए विभिन्न प्रकार के हार्मोनिक्स समतुल्य नहीं हैं। उदाहरण के लिए, किसी दिए गए टीएचडी पर पारगमन डिस्टॉर्शन उसी टीएचडी पर क्लिपिंग डिस्टॉर्शन की तुलना में बहुत अधिक श्रव्य है, क्योंकि पारगमन डिस्टॉर्शन द्वारा निर्मित हार्मोनिक्स उच्च आवृत्ति हार्मोनिक्स पर लगभग उतना ही मजबूत होता है, जैसे कि 10x से 20x मूलभूत, क्योंकि वे कम आवृत्ति वाले हार्मोनिक्स जैसे 3x या 5x मूलभूत हैं। मूलभूत (वांछित संकेत) से आवृत्ति में दूर दिखाई देने वाले वे हार्मोनिक्स उस मूलभूत द्वारा [[श्रवण मास्किंग]] के रूप में आसानी से नहीं होते हैं।<ref>{{cite web | url=https://sound-au.com/valves/valve-trans.html | title=Valves vs. Transistors (Part 1) }}</ref> इसके विपरीत, क्लिपिंग की प्रारंभिक में, हार्मोनिक्स पहले कम क्रम आवृत्तियों पर दिखाई देते हैं और धीरे-धीरे उच्च आवृत्ति हार्मोनिक्स पर कब्जा करना प्रारंभ कर देते हैं। इसलिए एकल टीएचडी संख्या श्रव्यता निर्दिष्ट करने के लिए अपर्याप्त है, और इसकी व्याख्या सावधानी से की जानी चाहिए। विभिन्न प्रक्षेपण स्तरों पर टीएचडी माप लेने से पता चलता है कि डिस्टोर्शन क्लिपिंग है (जो घटते स्तर के साथ घटता है) या पारगमन (जो अलग-अलग प्रक्षेपण स्तर के साथ स्थिर रहता है, और इस प्रकार कम मात्रा में उत्पादित ध्वनि का अधिक प्रतिशत होता है)।


THD समान रूप से भारित कई हार्मोनिक्स का एक योग है, भले ही दशकों पहले किए गए शोध से पता चलता है कि उच्च क्रम वाले हार्मोनिक्स की तुलना में निचले क्रम के हार्मोनिक्स को समान स्तर पर सुनना कठिन होता है। इसके अलावा, यहां तक ​​​​कि आदेश हार्मोनिक्स को विषम क्रम की तुलना में सुनने में आमतौर पर कठिन कहा जाता है।<ref>{{Cite web|url=https://www.gearslutz.com/board/so-much-gear-so-little-time/382595-odd-vs-even-harmonic-distortion.html|title=विषम बनाम सम हार्मोनिक विरूपण - Gearspace.com|website=www.gearslutz.com}}</ref> टीएचडी को वास्तविक श्रव्यता के साथ सहसंबंधित करने का प्रयास करने वाले कई सूत्र प्रकाशित किए गए हैं, लेकिन किसी ने भी मुख्यधारा का उपयोग नहीं किया है।{{Citation needed|date=June 2011}}
टीएचडी समान रूप से भारित कई हार्मोनिक्स का योग है, भले ही दशकों पहले किए गए शोध से पता चलता है कि उच्च क्रम वाले हार्मोनिक्स की तुलना में निचले क्रम के हार्मोनिक्स को समान स्तर पर सुनना कठिन होता है। इसके अतिरिक्त, यहां तक ​​​​कि आदेश हार्मोनिक्स को विषम क्रम की तुलना में सुनने में सामान्यतः कठिन कहा जाता है।<ref>{{Cite web|url=https://www.gearslutz.com/board/so-much-gear-so-little-time/382595-odd-vs-even-harmonic-distortion.html|title=विषम बनाम सम हार्मोनिक विरूपण - Gearspace.com|website=www.gearslutz.com}}</ref> टीएचडी को वास्तविक श्रव्यता के साथ सहसंबंधित करने का प्रयास करने वाले कई सूत्र प्रकाशित किए गए हैं, लेकिन किसी ने भी मुख्यधारा का उपयोग नहीं किया है।


== उदाहरण ==
== उदाहरण ==
कई मानक संकेतों के लिए, उपरोक्त मानदंड की गणना बंद रूप में विश्लेषणात्मक रूप से की जा सकती है।<ref name="iaroslav_04" />उदाहरण के लिए, एक शुद्ध वर्ग तरंग में THE होता है<sub>F</sub> के बराबर
कई मानक संकेतों के लिए, उपरोक्त मानदंड की गणना बंद रूप में विश्लेषणात्मक रूप से की जा सकती है।<ref name="iaroslav_04" />उदाहरण के लिए, एक शुद्ध वर्ग तरंग में THD<sub>F</sub> बराबर होता है
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\mathrm{THD_F} \,= \,\sqrt{\frac{\,\pi^2}{8}-1\,}\approx \, 0.483\,=\,48.3\%
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[[साउथूथ लहर]] के पास है
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शुद्ध सममित त्रिभुज तरंग में THE होता है<sub>F</sub> का
शुद्ध सममित त्रिभुज तरंग में THD<sub>F</sub> होता है
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कर्तव्य चक्र μ के साथ आयताकार [[पल्स ट्रेन]] के लिए (जिसे कभी-कभी चक्रीय अनुपात कहा जाता है),
उपयोगिता अनुपात μ के साथ आयताकार [[पल्स ट्रेन]] के लिए (जिसे कभी-कभी चक्रीय अनुपात कहा जाता है), THD<sub>F</sub> रूप है
टीएचडी<sub>F</sub> रूप है
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\mathrm{THD_F}\,(\mu)=\sqrt{\frac{\mu(1-\mu)\pi^2\,}{2\sin^2\pi\mu}-1\;}\,,\qquad 0<\mu<1
\mathrm{THD_F}\,(\mu)=\sqrt{\frac{\mu(1-\mu)\pi^2\,}{2\sin^2\pi\mu}-1\;}\,,\qquad 0<\mu<1
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और तार्किक रूप से, न्यूनतम (≈0.483) तक पहुंचता है जब सिग्नल सममित μ=0.5, यानी शुद्ध वर्ग तरंग बन जाता है।<ref name="iaroslav_04" />इन संकेतों का उपयुक्त फ़िल्टरिंग परिणामी THD को काफी कम कर सकता है। उदाहरण के लिए, [[बटरवर्थ फिल्टर]] द्वारा फ़िल्टर की गई शुद्ध वर्ग तरंग। दूसरे क्रम के बटरवर्थ लो-पास फ़िल्टर ([[आपूर्ती बंद करने की आवृत्ति]] के साथ फ़ंडामेंटल फ़्रीक्वेंसी के बराबर सेट) में THD होता है<sub>F</sub> 5.3% की, जबकि चौथे क्रम के फ़िल्टर द्वारा फ़िल्टर किए गए समान सिग्नल में THE<sub>F</sub> 0.6% का।<ref name="iaroslav_04" />हालाँकि, THD की विश्लेषणात्मक गणना<sub>F</sub> जटिल तरंगों और फिल्टर के लिए अक्सर एक कठिन कार्य का प्रतिनिधित्व करता है, और परिणामी भाव प्राप्त करने के लिए काफी श्रमसाध्य हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, THD के लिए क्लोज्ड फॉर्म एक्सप्रेशन<sub>F</sub> पहले क्रम के बटरवर्थ फ़िल्टर द्वारा फ़िल्टर किए गए सॉटूथ तरंग की
और तार्किक रूप से, न्यूनतम (≈0.483) तक पहुंचता है जब संकेतक सममित μ=0.5, अर्थात शुद्ध वर्ग तरंग बन जाता है।<ref name="iaroslav_04" />इन संकेतों का उपयुक्त फ़िल्टरिंग परिणामी टीएचडी को काफी कम कर सकता है। उदाहरण के लिए, दूसरे क्रम के [[बटरवर्थ फिल्टर]] लो-पास फ़िल्टर (मूल आवृत्ति के बराबर कटऑफ़ फ़्रीक्वेंसी सेट के साथ) द्वारा फ़िल्टर की गई शुद्ध वर्ग तरंग में 5.3% का THD<sub>F</sub> होता है, जबकि चौथे क्रम के फ़िल्टर द्वारा फ़िल्टर किए गए समान सिग्नल में 0.6% का टीएचडीएफ होता है।<ref name="iaroslav_04" />हालाँकि, THD<sub>F</sub> की विश्लेषणात्मक गणना जटिल तरंगों और फिल्टर के लिए अधिकांशतः कठिन कार्य का प्रतिनिधित्व करता है, और परिणामी भाव प्राप्त करने के लिए काफी श्रमसाध्य हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, THD<sub>F</sub> के लिए क्लोज्ड फॉर्म एक्सप्रेशन पहले क्रम के बटरवर्थ फ़िल्टर द्वारा सॉटूथ तरंग फ़िल्टर किए गए
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जबकि उसी सिग्नल के लिए दूसरे क्रम के बटरवर्थ फिल्टर द्वारा फ़िल्टर किया जाता है
जबकि उसी संकेतक के लिए दूसरे क्रम के बटरवर्थ फिल्टर द्वारा फ़िल्टर किया जाता है बल्कि बोझिल सूत्र<ref name="iaroslav_04" />: <math>
बल्कि बोझिल सूत्र<ref name="iaroslav_04" />: <math>
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\;\approx\;0.181\,= \, 18.1\%
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</math>फिर भी, pth-ऑर्डर बटरवर्थ लो-पास फ़िल्टर द्वारा फ़िल्टर की गई पल्स ट्रेन के THD<sub>F</sub> के लिए बंद-फ़ॉर्म एक्सप्रेशन और भी जटिल है और इसके निम्न रूप हैं
फिर भी, THD के लिए बंद-रूप अभिव्यक्ति<sub>F</sub> pth-ऑर्डर बटरवर्थ फ़िल्टर द्वारा फ़िल्टर की गई पल्स ट्रेन | बटरवर्थ लो-पास फ़िल्टर और भी अधिक जटिल है और इसका निम्न रूप है
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\mathrm{THD_F}\,(\mu, p)= \csc\pi\mu\,\cdot \!\sqrt{\mu(1-\mu)\pi^2-\,\sin^2\!\pi\mu\,
\mathrm{THD_F}\,(\mu, p)= \csc\pi\mu\,\cdot \!\sqrt{\mu(1-\mu)\pi^2-\,\sin^2\!\pi\mu\,
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\prod\limits_{\scriptstyle l=1\atop\scriptstyle l\neq s}^{2p}\!\frac{1}{\,z_s-z_l\,}\,}
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जहां μ कर्तव्य चक्र है, 0<μ<1, और
जहां μ उपयोगिता अनुपात है, 0<μ<1, और
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z_l\equiv \exp{\frac{i\pi(2l-1)}{2p}}\,, \qquad l=1, 2,\ldots, 2p
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== यह भी देखें ==
== यह भी देखें ==
* [[ऑडियो सिस्टम माप]]
* [[ऑडियो सिस्टम माप|श्रव्य प्रणाली माप]]
* [[शोर अनुपात करने के लिए संकेत]]
* [[शोर अनुपात करने के लिए संकेत|रव अनुपात करने के लिए संकेत]]
* टिम्ब्रे
* टिम्ब्रे


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==बाहरी संबंध==
==बाहरी संबंध==
* [http://www.sengpielaudio.com/calculator-thd.htm Conversion: Distortion attenuation in dB to distortion factor THD in %]
* [http://www.sengpielaudio.com/calculator-thd.htm Conversion: Distortion attenuation in dB to distortion factor टीएचडी in %]
* [http://www.rohde-schwarz.com/appnote/1GA56 Swept Harmonic Distortion Measurements]
* [http://www.rohde-schwarz.com/appnote/1GA56 Swept Harmonic Distortion Measurements]
* [http://www.rohde-schwarz.com/appnote/1GA55 Harmonic Distortion Measurements in the Presence of Noise]
* [http://www.rohde-schwarz.com/appnote/1GA55 Harmonic Distortion Measurements in the Presence of Noise]
[[Category: विद्युत पैरामीटर]] [[Category: ऑडियो एम्पलीफायर विनिर्देशों]]


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Latest revision as of 12:55, 28 August 2023

टोटल हार्मोनिक डिस्टोर्शन (टीएचडी या टीएचडीआई) संकेत में सम्मिलित हार्मोनिक डिस्टोर्शन का माप है और इसे मूलभूत आवृत्ति की शक्ति के लिए सभी हार्मोनिक घटकों की शक्तियों के योग के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है। डिस्टोर्शन कारक, निकट से संबंधित शब्द, कभी-कभी समानार्थी के रूप में प्रयोग किया जाता है।

श्रव्य प्रणाली में, कम डिस्टोर्शन का अर्थ है लाउडस्पीकर, प्रवर्धक, माइक्रोफ़ोन या अन्य उपकरण में घटक ध्वनि अभिलेखन का अधिक सटीक पुनरुत्पादन करते हैं।

रेडियो संचार में, कम टीएचडी वाले उपकरण अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के साथ कम अनभिप्रेत अंतःक्षेप उत्पन्न करते हैं। चूंकि हार्मोनिक डिस्टोर्शन निविष्ट आवृत्ति के गुणकों पर संकेतक जोड़कर उपकरण से प्रक्षेपण उत्सर्जन के आवृत्ति स्पेक्ट्रम को चौड़ा करता है, उच्च टीएचडी वाले उपकरण स्पेक्ट्रम शेयरिंग और स्पेक्ट्रम संवेदन जैसे अनुप्रयोगों में उपयुक्त कम होते हैं।[1]

बिजली प्रणालियों में, कम टीएचडी का तात्पर्य निम्न शिखर धाराओं, कम ताप, कम विद्युत चुम्बकीय उत्सर्जन और मोटरों में कम कोर हानि से है। आईईईई एसटीडी 519-2014 विद्युत शक्ति प्रणाली में हार्मोनिक नियंत्रण के लिए अनुशंसित अभ्यास और आवश्यकताओं को सम्मिलित करता है। [2] IEEE std 519-2014 covers the recommended practice and requirements for harmonic control in electric power systems.[3]

परिभाषाएं और उदाहरण

निविष्ट और प्रक्षेपण के साथ प्रणाली को समझने के लिए, जैसे कि ऑडियो प्रवर्धक, हम आदर्श प्रणाली से प्रारंभ करते हैं जहां अंतरण प्रकार्य रैखिक और समय-अपरिवर्तनीय (एलटीआई) प्रणाली सिद्धांत है। जब आवृत्ति ω का ज्यावक्रीय संकेतक अनादर्श, अरैखिक उपकरण से गुजरता है, तो मूल आवृत्ति के गुणक nω ( लयबद्ध) में अतिरिक्त सामग्री जोड़ी जाती है। टीएचडी उस अतिरिक्त संकेतक सामग्री का माप है जो निविष्ट संकेतक में सम्मिलित नहीं है।

जब मुख्य निष्पादन मानदंड मूल ज्या तरंग की "शुद्धता" है (दूसरे शब्दों में, इसके हार्मोनिक्स के संबंध में मूल आवृत्ति का योगदान), माप को सामान्यतः सेट के आरएमएस आयाम के अनुपात पहले हार्मोनिक, या मूलभूत आवृत्ति, आवृत्ति के आरएमएस आयाम के लिए उच्च हार्मोनिक आवृत्तियों[1][2][4][5][6][7][8][9] के रूप में परिभाषित किया जाता है

जहां Vn nवें हार्मोनिक वोल्टेज का आरएमएस मान और V1 घटक का आरएमएस मान है।

व्यवहार में, THDF सामान्यतः ऑडियो डिस्टोर्शन विनिर्देशों (प्रतिशत टीएचडी) में उपयोग किया जाता है; हालाँकि, टीएचडी गैर-मानकीकृत विनिर्देश है और विनिर्माता के बीच परिणाम आसानी से तुलनीय नहीं हैं। चूंकि अलग-अलग हार्मोनिक आयामों को मापा जाता है, इसलिए यह आवश्यक है कि विनिर्माता टेस्ट संकेतक आवृत्ति विस्तार, स्तर और लाभ की स्थिति, और माप की संख्या का खुलासा करता है। प्रसर्प का उपयोग करके पूर्ण 20–20 किलोहर्ट्ज़ सीमा को मापना संभव है (चूंकि 10 किलोहर्ट्ज़ से ऊपर के मूलभूत के लिए डिस्टोर्शन अश्राव्य है)।

टीएचडी की गणना के लिए माप निर्दिष्ट शर्तों के अनुसार उपकरण के प्रक्षेपण पर किए जाते हैं। टीएचडी सामान्यतः विकृति क्षीणन के रूप में मूलभूत के सापेक्ष प्रतिशत या डेसिबल में व्यक्त किया जाता है।

संदर्भ के रूप में एक भिन्न परिभाषा फंडामेंटल प्लस हार्मोनिक्स का उपयोग करती है, चूंकि उपयोग को निरुत्साहित किया जाता है:[4][10][11]

इन्हें THDF (फंडामेंटल के लिए) और THDR (मूल माध्य वर्ग के लिए) के रूप में पहचाना जा सकता है।[12][13] THDR 100% से अधिक नहीं हो सकता है। कम डिस्टोर्शन स्तर पर, दो गणना विधियों के बीच का अंतर नगण्य है। उदाहरण के लिए, 10% के THDF वाले संकेत का 9.95% का बहुत ही समान THDR होता है। चूंकि, डिस्टोर्शन के उच्च स्तर पर विसंगति बड़ी हो जाती है। उदाहरण के लिए, THDF 266% के साथ संकेत में 94% का THDR है।[4]अनंत हार्मोनिक्स के साथ शुद्ध वर्ग तरंगरूप में 48.3% का THDF [1][14][15] या 43.5% का THDR होता है।[16][17]

THDR के पर्याय के रूप में उपयोग करते हैं,[18] जबकि अन्य इसे THDF के पर्याय के रूप में उपयोग करते हैं।[19][20]

अन्तर्राष्ट्रीय विद्युततकनीकी आयोग (आईईसी) क अलग समीकरण का उपयोग करके "मात्रा के आरएमएस मान के वैकल्पिक मात्रा के गुणावृत्ति अंश के आरएमएस मान के अनुपात" के लिए एक और शब्द कुल हार्मोनिक कारक को परिभाषित करता है।[21]

टीएचडी + N

टीएचडी+N का मतलब टोटल हार्मोनिक डिस्टॉर्शन प्लस रव है। यह माप उपकरणों के बीच बहुत अधिक सामान्य और अधिक तुलनीय है। इसे सामान्यतः ज्या तरंग निविष्ट करके, प्रक्षेपण को फ़िल्टर करके और ज्या तरंग के साथ और उसके बिना प्रक्षेपण संकेतक के बीच अनुपात की तुलना करके मापा जाता है:[22]

टीएचडी माप की तरह, यह आरएमएस आयाम का अनुपात है,[7][23] और THDF (बैंड पास या भाजक के रूप में परिकलित मूलभूत) के रूप में या, अधिक सामान्यतः, THDR के रूप में (हर के रूप में टोटल विकृत संकेत) मापा जा सकता है ।[24]

सार्थक माप में माप की बैंडविड्थ (संकेतक प्रोसेसिंग) सम्मिलित होनी चाहिए। इस माप में हार्मोनिक डिस्टोर्शन के अतिरिक्त, ग्राउंड लूप (बिजली) पावर लाइन हम, उच्च आवृत्ति अंतःक्षेप, इन स्वरों और मूलभूत के बीच इंटरमोड्यूलेशन डिस्टोर्शन, और इसी तरह के प्रभाव सम्मिलित हैं। मनोध्वनिक मापन के लिए, ए-वेटिंग याआईटीयू-आर बीएस.468 जैसे वेटिंग कर्व को लागू किया जाता है, जिसका उद्देश्य मानव कान के लिए सबसे अधिक श्रव्य है, जो अधिक सटीक माप में योगदान देता है। ए-वेटिंग प्रत्येक व्यक्ति के कानों की आवृत्ति संवेदनशीलता का अनुमान लगाने का मोटा तरीका है, क्योंकि यह कान के अरैखिक व्यवहार को ध्यान में नहीं रखता है।[25] ज़्विकर द्वारा प्रस्तावित लाउडनेस मॉडल में ये जटिलताएँ सम्मिलित हैं। मॉडल जर्मन मानक डीआईएन45631 में वर्णित है।[26]

किसी दिए गए निविष्ट आवृत्ति और आयाम के लिए, टीएचडी+N सिनाड के लिए पारस्परिक है, बशर्ते कि दोनों माप एक ही बैंडविड्थ पर किए गए हों।

नाप

शुद्ध ज्या तरंग के सापेक्ष तरंग की विकृति को या तो टीएचडी विश्लेषक का उपयोग करके फूरियर विश्लेषण के लिए मापा जा सकता है और मूलभूत के सापेक्ष प्रत्येक के आयाम को ध्यान में रखते हुए; या बैंड-स्टॉप फ़िल्टर के साथ मूलभूत को रद्द करके और शेष संकेतक को मापकर, जो टोटल मिलाकर हार्मोनिक डिस्टोर्शन प्लस रव होता है।

बहुत कम अंतर्निहित विकृति के ज्या तरंग जनरेटर को देखते हुए, इसे प्रवर्धन उपकरण के निविष्ट के रूप में उपयोग किया जा सकता है, जिसकी विभिन्न आवृत्तियों और संकेतक स्तरों पर डिस्टोर्शन को प्रक्षेपण तरंग की जांच करके मापा जा सकता है।

ज्या तरंग उत्पन्न करने और डिस्टोर्शन को मापने के लिए इलेक्ट्रॉनिक उपकरण हैं; लेकिन साउंड कार्ड से लैस सामान्य-उद्देश्य वाला डिजिटल कम्प्यूटर उपयुक्त सॉफ्टवेयर के साथ हार्मोनिक विश्लेषण कर सकता है। ज्या तरंग उत्पन्न करने के लिए विभिन्न सॉफ़्टवेयर का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन बहुत कम डिस्टोर्शन वाले प्रवर्धक के मापन के लिए अंतर्निहित डिस्टोर्शन बहुत अधिक हो सकता है।

व्याख्या

कई उद्देश्यों के लिए विभिन्न प्रकार के हार्मोनिक्स समतुल्य नहीं हैं। उदाहरण के लिए, किसी दिए गए टीएचडी पर पारगमन डिस्टॉर्शन उसी टीएचडी पर क्लिपिंग डिस्टॉर्शन की तुलना में बहुत अधिक श्रव्य है, क्योंकि पारगमन डिस्टॉर्शन द्वारा निर्मित हार्मोनिक्स उच्च आवृत्ति हार्मोनिक्स पर लगभग उतना ही मजबूत होता है, जैसे कि 10x से 20x मूलभूत, क्योंकि वे कम आवृत्ति वाले हार्मोनिक्स जैसे 3x या 5x मूलभूत हैं। मूलभूत (वांछित संकेत) से आवृत्ति में दूर दिखाई देने वाले वे हार्मोनिक्स उस मूलभूत द्वारा श्रवण मास्किंग के रूप में आसानी से नहीं होते हैं।[27] इसके विपरीत, क्लिपिंग की प्रारंभिक में, हार्मोनिक्स पहले कम क्रम आवृत्तियों पर दिखाई देते हैं और धीरे-धीरे उच्च आवृत्ति हार्मोनिक्स पर कब्जा करना प्रारंभ कर देते हैं। इसलिए एकल टीएचडी संख्या श्रव्यता निर्दिष्ट करने के लिए अपर्याप्त है, और इसकी व्याख्या सावधानी से की जानी चाहिए। विभिन्न प्रक्षेपण स्तरों पर टीएचडी माप लेने से पता चलता है कि डिस्टोर्शन क्लिपिंग है (जो घटते स्तर के साथ घटता है) या पारगमन (जो अलग-अलग प्रक्षेपण स्तर के साथ स्थिर रहता है, और इस प्रकार कम मात्रा में उत्पादित ध्वनि का अधिक प्रतिशत होता है)।

टीएचडी समान रूप से भारित कई हार्मोनिक्स का योग है, भले ही दशकों पहले किए गए शोध से पता चलता है कि उच्च क्रम वाले हार्मोनिक्स की तुलना में निचले क्रम के हार्मोनिक्स को समान स्तर पर सुनना कठिन होता है। इसके अतिरिक्त, यहां तक ​​​​कि आदेश हार्मोनिक्स को विषम क्रम की तुलना में सुनने में सामान्यतः कठिन कहा जाता है।[28] टीएचडी को वास्तविक श्रव्यता के साथ सहसंबंधित करने का प्रयास करने वाले कई सूत्र प्रकाशित किए गए हैं, लेकिन किसी ने भी मुख्यधारा का उपयोग नहीं किया है।

उदाहरण

कई मानक संकेतों के लिए, उपरोक्त मानदंड की गणना बंद रूप में विश्लेषणात्मक रूप से की जा सकती है।[1]उदाहरण के लिए, एक शुद्ध वर्ग तरंग में THDF बराबर होता है

आरादन्त तरंग के पास है

शुद्ध सममित त्रिभुज तरंग में THDF होता है

उपयोगिता अनुपात μ के साथ आयताकार पल्स ट्रेन के लिए (जिसे कभी-कभी चक्रीय अनुपात कहा जाता है), THDF रूप है

और तार्किक रूप से, न्यूनतम (≈0.483) तक पहुंचता है जब संकेतक सममित μ=0.5, अर्थात शुद्ध वर्ग तरंग बन जाता है।[1]इन संकेतों का उपयुक्त फ़िल्टरिंग परिणामी टीएचडी को काफी कम कर सकता है। उदाहरण के लिए, दूसरे क्रम के बटरवर्थ फिल्टर लो-पास फ़िल्टर (मूल आवृत्ति के बराबर कटऑफ़ फ़्रीक्वेंसी सेट के साथ) द्वारा फ़िल्टर की गई शुद्ध वर्ग तरंग में 5.3% का THDF होता है, जबकि चौथे क्रम के फ़िल्टर द्वारा फ़िल्टर किए गए समान सिग्नल में 0.6% का टीएचडीएफ होता है।[1]हालाँकि, THDF की विश्लेषणात्मक गणना जटिल तरंगों और फिल्टर के लिए अधिकांशतः कठिन कार्य का प्रतिनिधित्व करता है, और परिणामी भाव प्राप्त करने के लिए काफी श्रमसाध्य हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, THDF के लिए क्लोज्ड फॉर्म एक्सप्रेशन पहले क्रम के बटरवर्थ फ़िल्टर द्वारा सॉटूथ तरंग फ़िल्टर किए गए

जबकि उसी संकेतक के लिए दूसरे क्रम के बटरवर्थ फिल्टर द्वारा फ़िल्टर किया जाता है बल्कि बोझिल सूत्र[1]: फिर भी, pth-ऑर्डर बटरवर्थ लो-पास फ़िल्टर द्वारा फ़िल्टर की गई पल्स ट्रेन के THDF के लिए बंद-फ़ॉर्म एक्सप्रेशन और भी जटिल है और इसके निम्न रूप हैं

जहां μ उपयोगिता अनुपात है, 0<μ<1, और

देखना[1]अधिक जानकारी के लिए।

यह भी देखें

संदर्भ

  1. 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 "अवशेषों की कौशी विधि द्वारा कुल हार्मोनिक विरूपण की गणना के लिए विश्लेषणात्मक विधि".
  2. 2.0 2.1 "Total Harmonic Distortion and Effects in Electrical Power Systems – Associated Power Technologies" (PDF).
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बाहरी संबंध