THD   Harmonic Distortion, Harmonic Distortion Factor, Total Harmonic Distortion   왜곡률, 왜율, 왜형률, 고조파 왜곡, 총 고조파 왜곡

1. 고조파 왜곡 및 왜곡률

  ㅇ 고조파 왜곡 (Harmonics Distortion)
     - 기본 주파수 성분의 배수가 되는 고조파로 인해서 겪는 비선형 왜곡

     - 고조파 왜곡 원인
        . 비선형 소자 특성 등으로 인해, 비선형 성분(고조파 성분) 즉 거듭제곱 항들이 포함
          되어서 원신호 파형과 같지 않게 됨

  ㅇ 왜곡률,왜형률 (Distortion Factor)
     - 고조파가 기본파 파형에 왜곡(파형 찌그러짐)을 주는 정도 

  ※ 기타참고용어 ☞ 파고율(파형의 날카로움), 파형률(파형의 출렁임)


2. n번째 고조파 왜곡률, 총 고조파 왜곡률

  ㅇ 고조파 왜곡률 (Harmonic Distortion Factor)
     - 기본파 이외에 고조파 성분이 어느 정도 존재하는지 비율

  ㅇ n번째 고조파 왜곡률 (nth Harmonic Distortion Factor) : Dn
     - n번째 고조파 성분이 기본파 성분에 왜곡을 주는 정도의 비율
        . Dn = n번째 고조파 왜곡률 = (n번째 고조파 성분의 진폭) / (기본파의 진폭)
     - 또는, 실측 가능한 표현으로써,
        . Dn = n번째 고조파 왜형률 = (n번째 고조파의 실효값) / (기본파의 실효값)

  ㅇ 총 고조파 왜곡률/왜형률 (Total Harmonic Distortion) : THD
     - 총 고조파 왜곡 
        . 모든 고조파 성분들의 합에 의한 왜곡
           .. THD = √(D22 + D32 + ...)
     - 총 고조파 왜곡률  
        . 모든 고조파(Harmonics) 성분의 실효값 합 (THD)과 기본파 성분의 실효값 比
           .. (전체 고조파의 실효치) / (기본파의 실효치)
        . 例) 오디오용 전력증폭기 경우, 수분의 1 % THD 정도 임


3. 고조파 왜곡률/왜형률의 실효값 및 푸리에 급수에 의한 해석 例

  ㅇ 왜형 표현을 위한 방법
     - 실효값 표현     : 신호의 제곱의 시간 평균을 구하여 제곱근을 취함
     - 푸리에급수 표현 : 주기 신호를 기본파 및 그 정수배 주파수의 고조파 성분으로 나타냄

  ㅇ 해석 例
     

     - 총 고조파 왜율 = (전체 고조파의 실효치) / (기본파의 실효치)
                        
     - 제2 고조파 왜율 = (제2 고조파의 실효치) / (기본파의 실효치)
                       = √(c22) / √(c12)
     - 제n 고조파 왜율 = (제2 고조파의 실효치) / (기본파의 실효치)
                       = √(cn2) / √(c12)


4. 고조파 왜형의 측정

  ㅇ 일반 오실로스코프로는, 신호에 많은 양의 고조파가 포함되는 경우 만 관측 가능
     * 오실로스코프 : 시간(수평축)에 따른 전압의 진폭(수직축) 변화를 시간 주기 단위로 표시

  ㅇ 스펙트럼 분석기는, 기본파 및 고조파 주파수 성분을 함께 화면에 보임으로써 측정 가능
     - 주파수 성분별 진폭 크기 비율에 의해 측정 가능
     * 스펙트럼 분석기 : 주파수 성분별 정현파의 실효값을 표시

  ㅇ 전문적인 왜형 분석기(Distortion Analyzer)라는 계측기를 통해서 정밀한 측정 가능