EEPW论坛

2008-05-21 16:00:57 | 什么是纹波和谐波 如何测量纹波和谐波 纹波和谐波是不是同一种概念呢？显然不是的。我们可以从字面上去理解。纹波，很容易让人联想到波纹。就是在“平静”的水面的一阵阵的水波，言下之意就是在稳定的直流中的交流成分；而谐波呢？有和谐的意思。我们如果学过高频的话，或者是收音机发烧友的话，肯定经常听到二次谐波、高次谐波之类的名词。举个例子吧，我们做一个调频发射机，本振假设为30M Hz，那么，60M 、90M 都是本振的谐波。分别是二次谐波和三次谐波。 那么它们两个是不是都有害呢？我们经常有这样的常识，做电源什么的，都要将纹波降到百分之几以下，所以呢，一般纹波是有百害而无一益的。它主要有以下害处： 1、容易在用电器上产生谐波，而谐波会产生较多的危害； 2、降低了电源的效率； 3、较强的纹波会造成浪涌电压或电流的产生，导致烧毁用电器； 4、会干扰数字电路的逻辑关系，影响其正常工作； 5、会带来噪音干扰，使图像设备、音响设备不能正常工作。 而谐波呢？是不是也是百害而无一益？显然不是啦！我们通常做调频发射的时候，通常是用晶振的谐波去做本振呢！比如：我们用10.245M 的晶振去振荡，将滤出的三次谐波作为发射的载波呢！这个还可以增加调制深度呢！但是，那么不要的谐波肯定是有害的啦！主要有以下害处： 1、 使电网中发生谐振而造成过电流或过电压而引发事故； 2、增加附加损耗，降低发电、输电及用电设备的效率和设备利用率； 3、使电气设备（如旋转电机、电容器、变压器等）运行不正常，加速绝缘老化，从而缩短它们的使用寿命； 4、使继电保护、自动装置、计算机系统及许多用电设备运转不正常或不能正常动作或操作； 5、使测量和计量仪器、仪表不能正确指示或计量； 6、干扰通信系统，降低信号的传输质量，破坏信号的正常传递，甚至损坏通信设备。 那么，如何测量纹波呢？通常最常用的仪器是高频毫伏表，而用示波器也可以测量 ；而谐波呢？则要用频谱分析仪去测量啦！

纹波和谐波是不是同一种概念呢？显然不是的。我们可以从字面上去理解。纹波，很容易让人联想到波纹。就是在“平静”的水面的一阵阵的水波，言下之意就是在稳定的直流中的交流成分；而谐波呢？有和谐的意思。我们如果学过高频的话，或者是收音机发烧友的话，肯定经常听到二次谐波、高次谐波之类的名词。举个例子吧，我们做一个调频发射机，本振假设为30M Hz，那么，60M 、90M 都是本振的谐波。分别是二次谐波和三次谐波。 那么它们两个是不是都有害呢？我们经常有这样的常识，做电源什么的，都要将纹波降到百分之几以下，所以呢，一般纹波是有百害而无一益的。它主要有以下害处： 1、容易在用电器上产生谐波，而谐波会产生较多的危害； 2、降低了电源的效率； 3、较强的纹波会造成浪涌电压或电流的产生，导致烧毁用电器； 4、会干扰数字电路的逻辑关系，影响其正常工作； 5、会带来噪音干扰，使图像设备、音响设备不能正常工作。 而谐波呢？是不是也是百害而无一益？显然不是啦！我们通常做调频发射的时候，通常是用晶振的谐波去做本振呢！比如：我们用10.245M 的晶振去振荡，将滤出的三次谐波作为发射的载波呢！这个还可以增加调制深度呢！但是，那么不要的谐波肯定是有害的啦！主要有以下害处： 1、 使电网中发生谐振而造成过电流或过电压而引发事故； 2、增加附加损耗，降低发电、输电及用电设备的效率和设备利用率； 3、使电气设备（如旋转电机、电容器、变压器等）运行不正常，加速绝缘老化，从而缩短它们的使用寿命； 4、使继电保护、自动装置、计算机系统及许多用电设备运转不正常或不能正常动作或操作； 5、使测量和计量仪器、仪表不能正确指示或计量； 6、干扰通信系统，降低信号的传输质量，破坏信号的正常传递，甚至损坏通信设备。 那么，如何测量纹波呢？通常最常用的仪器是高频毫伏表，而用示波器也可以测量 ；而谐波呢？则要用频谱分析仪去测量啦！

1 纹波(ripple)的定义 由于直流稳定电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的，这就不可避免地在直流稳定量中多少带有一些交流成份，这种叠加在直流稳定量上的交流分量就称之为纹波。纹波的成分较为复杂，它的形态一般为频率高于工频的类似正弦波的谐波，另一种则是宽度很窄的脉冲波。对于不同的场合，对纹波的要求各不一样。对于电容器老练来说，无论是那一种纹波，只要不是太大，一般对电容器老练质量不会构成影响。而对程控机电源或音响设备中所使用的电源，由于宽度很窄的脉冲没有足够的能量来推动喇叭的纸盆或话机的听筒而形成杂音。因此对于这种窄脉冲的要求可以放宽。 而对于音频范围内的类似正弦波的纹波信号，虽然其幅度不是太高，但其能量却使喇叭或听筒发生嗡嗡的杂音。因此对这种形态的纹波应有一定的要求，而对于用于一些控制的场合，由于窄脉冲达到一定的高度会干扰数字或逻辑控制部件，使设备运行的可靠性降低，因此对这种窄脉冲的幅度应有一定的限制，而对类似正弦波的纹波，一般由于其幅度较低，对控制部件的干扰不大。 纹波的表示方法可以用有效值或峰值来表示，可以用绝对量，也可以用相对对量来表示。例如一个电源工作在稳压状态，其输出为100V5A，测得纹波的有效值为10mV，这10mV就是纹波的绝对量，而相对量即 纹波系数=纹波电压/输出电压=10mv/100V=0.01%，即等于万分之一。 2 纹波(ripple)的定义 补充 纹波就是一个直流电压中的交流成分。直流电压本来应该是一个固定的值， 但是很多时候它是通过交流电压整流、滤波后得来的，由于滤波不干净，就 会有剩余的交流成分，即便如此，就是用电池供电也因负载的波动而产生波纹。事实上，即便是最好的基准电压源器件，其输出电压也是有波纹的。 要体验，可以用示波器来看，就会看到电压上下轻微波动，就 像水纹一样，所以叫做纹波。 一般使用交流毫伏表来测量纹波电压，因为交 流毫伏表只对交流电压响应，并且灵敏度比较高，可测量很小的交流电压，而纹波往往是比较小的交流电压。如果没有交流毫伏表，也可使用示波器来测量。将示波器的输入设置为交流耦合，调整Y轴增益，使波形大小合适， 读出电压值，可估算出纹波电压的大小。 纹波电压会影响系统的工作，带来噪声。所以电源要有足够的滤波措施， 以将纹波限制在一定的幅度以内。

谐波 一、1. 何为谐波？ “谐波”一词起源于声学。有关谐波的数学分析在18世纪和19世纪已经奠定了良好的基础。傅里叶等人提出的谐波分析 方法至今仍被广泛应用。电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。当时在德国，由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。1945年J.C.Read发表的有关变流器谐波的论文是早期有关谐波研究的经典论文。 到了50年代和60年代，由于高压直流输电技术的发展，发表了有关变流器引起电力系统谐波问题的大量论文。70年代以来，由于电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛，谐波所造成的危害也日趋严重。世界各国都对谐波问题予以充分和关注。国际上召开了多次有关谐波问题的学术会议，不少国家和国际学术组织都制定了限制电力系统谐波和用电设备谐波的标准和规定。 谐波研究的意义，道德是因为谐波的危害十分严重。谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。谐波还会引起继电保护和自动装置误动作，使电能计量出现混乱。对于电力系统外部，谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰。