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【适用于电力系统和音频系统】计算信号的总谐波失真（THD）（Matlab代码实现）

news 2025/7/9 19:14:53

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📋📋📋本文目录如下：🎁🎁🎁

目录

💥1 概述

📚2 运行结果

🎉3 参考文献

🌈4 Matlab代码实现

💥1 概述

对于电力系统和音频系统，计算信号的总谐波失真是一个重要的研究课题。总谐波失真是指信号中所有谐波分量的总和，它可以表征信号质量和系统性能的指标。

在电力系统中，各种电子设备和非线性负载产生的谐波会对电网造成干扰，导致电流和电压的失真。通过对信号进行谐波分析和总谐波失真的计算，可以评估电力系统的谐波污染情况，并制定相应的措施来降低谐波水平，保证电力网络的稳定运行。

在音频系统中，音频信号的总谐波失真会对音质产生影响。谐波失真会引入额外的频谱成分，使得音频信号变得不纯净，影响听音效果。通过计算信号的总谐波失真，可以评估音频系统的音质，并设计合适的音频处理算法或设备来减少谐波失真，提高音频的质量。

计算信号的总谐波失真是电力系统和音频系统中重要的研究内容，它对评估系统性能和信号质量起着关键的作用，为优化系统设计和改善用户体验提供了指导。

📚2 运行结果

部分代码：

% check square wave:
'square wave example'
freq = 10; % Hz
number_of_cycles = 4;
dt = 0.0001;
t = 0:dt:(number_of_cycles/freq);
x = (mod(t,1/freq) < 0.5/freq);
x = 1*(2*x-1);
[ THD_square, ph, amp ] = compute_THD( t,x, freq );

plot(t,x); xlabel('t [sec]'); title('square wave'); ylim([-1.1 1.1]);
[THD_square, ph*180/pi, amp]

%%% double check THD of square wave using the fourier series:
n = 1:10000;
freq_vec = freq*n; % fourier series frequency vector
amp_vec = (4/pi) * (1./n).*(mod(n,2)==1);
% compute THD by definition:
THD_square_theoretical = (sum(amp_vec(2:end).^2) / amp_vec(1)^2)^0.5;
THD_square_theoretical