Calculadora de distorsión armónica total (THD)
Escribe primero la amplitud de la fundamental y luego la del 2.º, 3.º y siguientes armónicos, en una misma unidad (V, mV, A), o sus niveles en dB de un analizador de espectro o una FFT. La calculadora da la distorsión armónica total respecto a la fundamental y respecto a la señal total.
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Cómo usarla
- Introduce la amplitud de la fundamental y luego los armónicos en orden: 2.º, 3.º, 4.º, etc.
- Elige si los números son amplitudes (todas en la misma unidad) o niveles en dB.
- Lee la THD en porcentaje y en dB, la THD-R y cada armónico como porcentaje de la fundamental (H2, H3, …).
No te saltes ninguno: si un armónico no se ve, pon 0 (o un nivel en dB muy bajo) para que los siguientes conserven su número.
Fórmulas
- THD (THD-F): √(V2² + V3² + … + Vn²) / V1.
- THD-R: √(V2² + … + Vn²) / √(V1² + V2² + … + Vn²).
- En dB: 20 × log10(THD).
- Desde niveles en dB: V = 10^(L / 20) y después las mismas fórmulas.
Ejemplo resuelto
Fundamental de 1000 mV y armónicos de 100, 50 y 20 mV:
- suma de cuadrados 100² + 50² + 20² = 12.900, raíz cuadrada 113,578 mV;
- THD = 113,578 ÷ 1000 = 11,3578 %, o 20 × log10(0,113578) = −18,89 dB;
- THD-R = 113,578 ÷ √(1.000.000 + 12.900) = 11,2853 %;
- H2 = 10 %, H3 = 5 %, H4 = 2 %.
Desde una FFT: fundamental a 0 dB, H2 a −40 dB y H3 a −50 dB dan THD = √(0,01² + 0,00316²) = 1,0488 %.
Consejos y errores frecuentes
- No mezcles valores eficaces y de pico; el cociente es el mismo en ambos casos siempre que todos usen el mismo.
- Cuidado con la ventana y el bin. La fuga espectral de la FFT reparte cada armónico en varios bins; toma el pico de cada uno.
- ¿Cuántos armónicos? En calidad de red se suele contar hasta el 40.º o el 50.º; en audio, normalmente hasta el límite de la banda audible.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se calcula la THD?
La THD es la suma eficaz de los armónicos dividida entre la fundamental: THD = √(V2² + V3² + V4² + …) / V1. Con una fundamental de 1 V, un segundo armónico de 0,1 V y un tercero de 0,05 V, THD = √(0,01 + 0,0025) = 0,1118, es decir, un 11,18 %.
¿Qué diferencia hay entre THD-F y THD-R?
La THD-F divide entre la fundamental y la THD-R entre el valor eficaz de toda la señal (fundamental más armónicos). Son casi iguales con poca distorsión; la THD-R nunca supera el 100 % y la THD-F sí puede. Casi todas las especificaciones se refieren a la THD-F.
¿Cómo paso la THD de porcentaje a dB?
THD en dB = 20 × log10(THD en tanto por uno). Un 1 % son −40 dB, un 0,1 % son −60 dB y un 10 % son −20 dB.
¿Puedo introducir niveles de una FFT en dBV o dBFS?
Sí. Elige niveles en dB y escribe primero el nivel de la fundamental. Vale cualquier referencia, porque cada nivel se pasa a amplitud lineal con 10^(L/20) y la referencia se cancela en el cociente.
¿Es lo mismo THD que THD+N?
No. La THD+N incluye además el ruido de la banda de medida, así que siempre es mayor. Esta calculadora usa solo las amplitudes de los armónicos que introduces.