Este documento describe una práctica de laboratorio sobre distorsión armónica. Los estudiantes midieron la distorsión armónica total (THD) de señales senoidales y cuadradas usando un analizador de espectros a diferentes frecuencias. Encontraron que la THD de las señales senoidales fue baja, entre 0.02-0.05%, mientras que la THD de las señales cuadradas fue alrededor del 20% como se esperaba.

1. TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO
Instituto Tecnológico de Matamoros
Ingeniería electrónica
Introducción a las telecomunicaciones
Práctica # 8
Distorsión armónica
Nombre(s) de alumno(s):
Ofelia María del Consuelo Millán Navarro
Estefany Guadalupe Notario Arcos
Jesús Alberto Medrano Ortiz
Miguel Ángel García Hernández
Santiago Pablo Alberto
Julio Cesar Ibarra Vázquez
Profesor: Ing. Nelson Amaro Arias
H. MATAMOROS, TAM. 18 de octubre de 2018

2. OBJETIVO:
Comprender el efecto que producen las no linealidades de un sistema electrónico
sobre las señales y hacer mediciones de distorsión utilizando el analizador de
espectros.
INTRODUCCIÓN:
Muchos de los circuitos que son usados en sistemas electrónicos son considerados
lineales. Esto significa que una señal de entrada senoidal, la salida deberá ser
senoidal. Sin embargo algunos parámetros del sistema alteran su linealidad para
convertirlos en no-lineales en ciertas condiciones. En esta práctica se utilizara un
Instrumento que ayude a medir la distorsión de una señal.
TEORÍA:
Si tomamos como ejemplo un amplificador de señal, cuando le aplicamos a su
entrada una señal senoidal, la salida será senoidal y esto lo podemos comprobar si
lo vemos en función del tiempo utilizando un osciloscopio. Sin embargo el
osciloscopio no es un instrumento confiable para distinguir pequeñas alteraciones
en la forma de onda de la señal que estamos analizando y menos poderlo
cuantificar.
La distorsión armónica sobre una señal espectralmente pura se crea por las no-
linealidades en el circuito por el que pasa. Agregando retroalimentación negativa.
De acuerdo a las matemáticas de Fourier, el término no-Lineal en la función de
transferencia de un circuito da como resultado una serie de armónicas.
TDH (Total Harmonic Distortion) se usa para definir la razón de la suma de
armónicas en rms con respecto al nivel de la fundamental en rms. TDH se puede
convertir en % o dB.
Señal pura Señal con distorsión

3. Señal con 0% dedistorsión
Un osciloscopio da una ligera indicación de la cantidad de distorsión presente en la
señal:
Ejemplo:
Armónicas=0.1Vrms D=(0.1V) / (1V)=.1
Fundamental=1Vrms
TDH=Dx100%=10%
TDH=20LogD= -20dB
En el caso de evaluar el efecto de todas las armónicas, se utiliza la fórmula descrita
abajo.

4. Equipo:
 Analizador de espectros
 generador RF.
 generador de Funciones
DESARROLLO Y CALCULOS:
PARA LA SEÑAL DE ONDA SENOIDAL
FRECUENCIA THD (4 armónicos máximo) RESULTADOS
(dBmV)
Fundamental 40.1
1er
armónico 14.5
BAJA 2do
armónico 3.7
(10MHz) 3er
armónico -4.9
4to
armónico -15.7
Fundamental 41.8
MEDIANA 1er
armónico 7.4
(100MHz) 2do
armónico -3.8
3er
armónico -6.7
4to
armónico -9.2
Fundamental 38.4
ALTA 1er
armónico 10.2
(400MHz) 2do
armónico 1.4
Con los resultados obtenidos en dBmV, se procedió a utilizar la siguiente formula
despejada para sacar los resultados en volts.
TDH=20LogD= -20dB → V=10
𝑑𝐵𝑚𝑉
20 X 1mV

5. FRECUENCIA THD (4 armónicos máximo) RESULTADOS
(V)
Fundamental 0.1011 V
1er
armónico 0.0053 V
BAJA 2do
armónico 0.0015 V
(10MHz) 3er
armónico 0.0056 V
4to
armónico 0.00016 V
TDH 0.0547 V
Fundamental 0.1230 V
MEDIANA 1er
armónico 0.002344 V
(100MHz) 2do
armónico 0.0006456 V
3er
armónico 0.000462381 V
TDH 0.0231 V
Fundamental 0.08317 V
ALTA 1er
armónico 0.003235 V
(400MHz) 2do
armónico 0.001174 V
TDH 0.041378 V
II.- Con el generador de funciones en onda cuadrada, ahora obtenga el porcentaje
de THD y compare con el paso anterior. Normalmente el THD de una onda
cuadrada debe de ser cerca del 20%.
FRECUENCIA THD (4 armónicos máximo) RESULTADOS
(dBmV)
Fundamental 45.6
1er
armónico 41.1
BAJA 2do
armónico 14.8
(10MHz) 3er
armónico 4.5

6. Fundamental
V1=10
45.6
20 X 1mV → v= 0.190 v
1er
Armónico
V2=10
45.6
20 X 1mV → v= 0.113 v
2do
Armónico
V3=10
45.6
20 X 1mV → v= 0.00549 v
3er
Armónico
V4=10
45.6
20 X 1mV → v= 0.00167 v
TDH=
√0.1132+0.0054920.001672
0.190
= 0.595
FRECUENCIA THD (4 armónicos máximo) RESULTADOS
(V)
Fundamental 0.190 V
1er
armónico 0.113 V
BAJA 2do
armónico 0.00549 V
(10MHz) 3er
armónico 0.00167 V
TDH 0.595 V