Misurare la Total Harmonic Distortion con la FFT

[dott.cicala]

Tutti gli attuali oscilloscopi digitali mettono a disposizione fra le funzioni matematiche anche la FFT. Cosa ce ne facciamo?

Misuriamo la distorsione armonica ad esempio!

 

Si vuole misurare la distorsione di un amplificatore al cui ingresso viene iniettato un segnale sinusoidale prelevato da un generatore o un oscillatore qualsiasi.

Prima di tutto è necessario stabilire quant'è la distorsione del segnale iniettato.

 

Si attiva la FFT. Il picco più alto è la fondamentale a 1kHz gli altri sono le armoniche

Con i cursori si misura una per una la differenza di ampiezza fra la fondamentale e le armoniche. In figura viene misurata la 2^a armonica.

La differenza vale -84dBc. Si prosegue con tutte le altre.

Per la 3^a armonica la differenza vale -76,6dBc. E così via.

 

La distorsione in percentuale vale:

dove -dBc2, -dBc3 ecc sono i valori misurati in precedenza. Ci si può accontentare di arrivare alla 3^a o 4^a armonica, quindi fino a -dBc3  oppure -dBc4.

 

Si ottiene così che la distorsione del generatore fino alla 8^a armonica vale:

 

Ora che è nota la distorsione del segnale campione è possibile eseguire la misura sul dispositivo in prova, il cui segnale è il seguente 

 

Notevole la distorsione di incrocio!

 

 

Vista la "qualità" del segnale e sufficiente misurare fino alla 3^a armonica

 

Tolta la distorsione del generatore, il dispositivo in prova presenta una THD del 14,67% 

 

Se però si sale fino alla 8^a

 

Ascoltando musica da questo amplificatore

ci verrà in un attimo un bel mal  di testa 😂

 

 

 

 

 

 

Modificato: 29 dicembre 2019 da dott.cicala

[Domenico Maschio]

Dott.Cicala , ma le misure che hai fatto in questo bel esempio non sono fatte solo con l'oscilloscopio ma anche con un analizzatore di spettro , a meno che i moderni oscilloscopi digitali non fanno anche da A.di spettro , non ne ho mai usati .

Ciao 

[gabri-z]

 

Tutti gli attuali oscilloscopi digitali mettono a disposizione fra le funzioni matematiche anche la FFT.

 

 

Si attiva la FFT. Il picco più alto è la fondamentale a 1kHz gli altri sono le armoniche

Da qui direi che la '' roba '' si trova nel oscilloscopio ......spero ...

[Livio Orsini]

 

Misuriamo la distorsione armonica ad esempio!

 

Ma con un bel distorsiometro si fa meno fatica

[dott.cicala]

 

 

a meno che i moderni oscilloscopi digitali non fanno anche da A.di spettro , non ne ho mai usati

Dipende da quanto è moderno. Con il mio scatolotto del 2010 da 100€ già qualcosa si riesce a fare

 

 

Ma con un bel distorsiometro si fa meno fatica

 

Ma la comodità si paga molto cara per avere uno strumento serio.

[Livio Orsini]

 

Ma la comodità si paga molto cara per avere uno strumento serio.

 

Io ho un buon distorsiometro automatico, lo comprai usato ad una fiera e, per l'uso che ne faccio, fa egregiamente il suo sporco lavoro.

[dott.cicala]

 

Io ho un buon distorsiometro automatico

Beato te!

Io lo cerco da tempo ma fatta eccezione per le schifezze cinesi e gli scatoloni enormi ad indicazione analogica, tutti i digitali che ho visto, enormi pure quelli, non venivano via per meno di 1000€. Per l'uso saltuario che ne farei è un esborso non giustificabile....e in ogni caso con questo metodo, oscilloscopio permettendo, si possono svolgere le misure a qualsiasi frequenza e

si ha un immediata visione del contenuto armonico, per contro, è un po' laborioso però...

...Gli oscilloscopi recenti anche se economici, come minimo hanno una porta usb o ethernet con le quali è possibile trasferire al pc i dati delle misure e quindi la procedura è facilmente automatizzabile.

[Livio Orsini]

Il mio è un GAD 201B, automatico che fa anche da voltmetro analogico per ilsegnale in ingresso.

Lo vidi alla fiera di Busto, volevano circa 150€, mi sembrava bello e mi levai lo sfizio.

In 10 e più anni lo avrò usato seriamente meno di 10volte.

 

 

Gli oscilloscopi recenti anche se economici, come minimo hanno una porta usb o ethernet con le quali è possibile trasferire al pc i dati delle misure e quindi la procedura è facilmente automatizzabile.

 

Anche il mio Witting, che tu schifi, ha la porta USB ed il software per le FFT.

[dott.cicala]

 

Anche il mio Witting, che tu schifi, ha la porta USB ed il software per le FFT

...che è uguale al  mio, ma il software in FFT non funziona proprio. Appare un riquadro piccolissimo non ridimensionabile che dopo l'importazione dei valori non riesce a ricostruire quanto sta visualizzando l'oscilloscopio....e l'oscilloscopio....

con un segnale a 1KHz va in confusione alla 3^a armonica. Va già meglio a 2kHz ma i livelli sono sempre e comunque sballati ....Purtroppo!  😪

[Livio Orsini]

Io non l'ho mai usato; se mi viene voglia farò delle prove comparative.