analisis de señales

Definición matemática del THD (Total Harmonic Distorsion)
Si en un sistema no lineal introducimos un tono de frecuencia , en la salida tendremos ese mismo tono (con una amplitud y fase posiblemente diferentes) y, sumado a él, otros tonos de frecuencia  llamados armónicos del tono fundamental .


Definimos THD de la siguiente manera:



donde  es la potencia del tono fundamentaly  con  es la potencia del armónico i-ésimo que contiene la señal. Todas las medidas de potencia se realizan en la salida del sistema, mediante un filtro paso banda y un osciloscopio o bien mediante unanalizador de espectro.
En realidad existen varios criterios para definir el THD, como considerar la relación entre voltajes o corrientes
Distorsión armónica en sonido
La distorsión armónica es un parámetrotécnico utilizado para definir la señal de audio que sale de un sistema. La distorsión armónica se produce cuando la señal de salida de un sistema no equivale a la señal que entró en él. Esta falta de linealidad afecta a la forma de la onda, porque el equipo ha introducido armónicos que no estaban en la señal de entrada. Puesto que son armónicos, es decir múltiplos de la señal de entrada, estadistorsión no es tan disonante y es más difícil de detectar.
En todo sistema de audio siempre se produce una pequeña distorsión de la señal, dado que todos los equipos actuales introducen alguna no linealidad.
También algunos soportes, como ocurre con los viejos vinilos introducen distorsión armónica, sin embargo en éste y similares casos hay controversia (ver audiófilos) y hay quienes sostienenque sin esta distorsión armónica, el sonido seria “demasiado puro o frío”. Tal es el caso, que actualmente, (2005), no son pocos los grupos que, a pesar de procesar la señal por completo en sistemas digitales, graban sus trabajos en vinilo, para utilizar esa sonoridad tras remasterizarlos en la copia comercial final.
Al hablar de distorsión armónica, normalmente se hace referencia a lallamada distorsión armónica total, que es precisamente, la cantidad de armónicos que el equipo introduce y que no estaban en la señal original.
Para normalizar las medidas. La distorsión armónica total se mide introduciendo un tono de 1 kHz y midiendo la señal de salida. En los parámetros técnicos de los equipos, suele figurar la distorsión armónica total y se da en forma de porcentaje. Habitualmente, seindica con las siglas en inglés THD (Total Harmonic Distortion). Por ejemplo, THD 0,3 @ 1 kHz.
La distorsión armónica total nunca debe estar por encima del 1%. De estarlo, en lugar de enriquecer la señal, la distorsión empieza a desvirtuarla y el sonido resultante empieza a dejar de parecerse al original, aunque se utilizan distorsiones superiores con objetivo artístico
En este caso, seria mejor quese indicara el MOL (Maxim Output Level, en español, nivel máximo de salida) para hacer referencia al nivel de distorsión en el tercer armónico.
Esta distorsión en el tercer armónico resulta muy fácil de detectar. Si grabamos un tono puro en un magnetófono y lo reproducimos, el tono ya no suena “puro” sino que tiene una componente en una octava y una quinta por encima del tono fundamental.
Enlos sistemas magnéticos el MOL debe estar en un porcentaje de:
3% a 1 kHz si se trata de un sistema profesional
5%, si son equipos domésticos.
Sobrepasar el nivel de distorsion aceptable por el sistema, supone poder modificar el sonido hasta el punto de que resulta diferente al original o queda “roto”.
Distorsión armónica en electricidad
En sistemas eléctricos de corriente alterna losarmónicos son, igual que en acústica, frecuencias múltiplos de la frecuencia fundamental de trabajo del sistema y cuya amplitud va decreciendo conforme aumenta el múltiplo. En el caso de sistemas alimentados por la red de 50 Hz, pueden aparecer armónicos de 100, 150, 200, etc Hz.
Cuando se habla de los armónicos en las instalaciones de energía, son los armónicos de corriente los más preocupantes,...