Klirrfaktor
Der Klirrfaktor ergibt sich aus nichtlinearen Verzerrungen von Signalen in der Elektrotechnik (insbesondere der Akustik). Englisch auch THD.
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2 Wie entsteht der Klirrfaktor 3 Weiteres 4 Siehe auch 5 Weblinks |
Der Klirrfaktor k ist das Verhältnis des Oberwellen-effektivwertes zum Gesamteffektivwert (einschließlich Grundwellenanteil).
Der Klirrfaktor k wird in Prozent angegeben.
Definition
; ist Effektivwert der 1. Harmonischen (auch Grundwelle)
; ist Effektivwert der 2. Harmonischen (auch 1. Oberwelle)
; ist Effektivwert der 3. Harmonischen (auch 2. Oberwelle)
Nichtlineare Verzerrungen von Signalen können im Verstärker/OPV entstehen, da diese nicht exakt linear verstärken. Im Bild (unten) ist illustriert, wie eine Spannung UBE an einem Bipolartransistor zu einem Strom IC im Arbeitsbereich A der charakteristischen Kennlinie verstärkt wird. Die resultierende Kurve ist keine echte Sinuskurve mehr (die obere Hälfte ist größer). Sie enthält jetzt Oberwellen. Diese Oberwellen lassen sich mit Hilfe der Fouriertransformation (im trivialeren Fällen mit der Fourierreihenentwicklung) errechnen.
Der Klirrfaktor bleibt gering, wenn der Oberwellenanteil bzw. nichtlineare Verzerrungen gering bleiben. Das heißt: ein Verstärker produziert keine "Nebengeräusche bzw. -signale"
Der in der Elektrotechnik verwendete Begriff Effektivwert (auch RMS) ist dem mathematisch verwendeten quadratischen Mittelwert prinzipiell gleich. Er wird meist differenziell über die Zeit t gemittelt.
Bei nichtlinearen Verzerrungen wird zwischen quadratischem Klirrfaktor einer unsymmetrischen Kennlinie mit den Klirrfaktoren k2, k4, k6 und dem kubischem Klirrfaktor einer symmetrischen Kennlinie und den Klirrfaktoren k3, k5 und k7 unterschieden (Weiterführendes siehe Weblink).
Mittelwert, Fouriertransformation, Frequenzspektrum, Verstärker, Gegenkopplung, FormantWie entsteht der Klirrfaktor
Weiteres
Siehe auch