
详细介绍谐波产生的原因
2023-05-17 11:01:15
晨欣小编
谐波是一种会妨碍电路和通信的电学现象;它源于各种非线性元件存在的放大机制,如二极管、晶体管、场效应晶体管等非线性元件。非线性元件会使输入信号和输出信号的关系失去线性,从而导致信号的波形发生畸变和产生谐波。
下面,我们将进一步详细的介绍谐波产生的原因。
1. 非线性元件的非线性响应特性
非线性元件,如二极管、晶体管、场效应晶体管等主要是电子元件负责电流流动和电信号放大,不满足欧姆定律,不能简单地表示为电压与电流的线性关系。当非线性元件受到输入信号的高频干扰时,由于其非线性响应特性,会产生频率高于原始信号频率的多倍的谐波信号。
2. 滤波电容的失效
在一个电路中,电容被用来对输入的信号进行滤波。然而,如果加入了干扰信号,这个电容就会变得失效,产生谐波信号。这是因为干扰信号可以使电容不能够对它们进行滤波,导致电容在其被绕过时产生谐波。
3. 高速切换过程
在电子电路中,有很多信号传输过程中都会发生高速切换,快速的电流变化方向会导致大量的谐波信号产生。比如开关电源、交流电动机等。
4. 整流现象
在桥式整流电路中,当输入电流在过零点转换的时候,电路中会引入短暂的通断信号,从而产生谐波失真现象。这是由于整流过程中,在非线性元件处激发的谐波会在整流过程中产生更复杂的波形。
5. 线路共振
当元件和线路的电容和电感具有一定的响应频率时,谐振会发生,并对系统产生影响。共振点上的电路或元件会在谐振频率处振荡,产生谐波振幅干扰。此外,谐振频率也会对噪声、交流干扰等产生敏感反应。
总之,谐波产生的原因比较多,而非线性元件的非线性响应特性是主要原因之一。因此,学习如何避免谐波对电路系统的妨碍变得至关重要,不仅能提高系统的性能和效率,也能保证电路系统的正常运行。