Fréquence Harmonique

Formule

Description

Toute forme d'onde de commutation périodique génère des harmoniques à des multiples entiers de la fréquence de commutation fondamentale. Dans l'analyse CEM, ces harmoniques sont la principale source d'émissions conduites et rayonnées par les alimentations à découpage, les variateurs de moteur et les horloges numériques. Les harmoniques impaires dominent dans les formes d'onde symétriques (signaux carrés à rapport cyclique de 50 %), tandis que les harmoniques paires apparaissent avec des rapports cycliques asymétriques. L'amplitude de la nième harmonique d'un signal carré idéal décroît en 1/n, mais les oscillations parasites peuvent faire dépasser cette enveloppe à certaines harmoniques.

Variables

• f_n — Fréquence de la nième harmonique (Hz)
• n — Numéro d'harmonique (entier, sans dimension)
• f_sw — Fréquence de commutation fondamentale (Hz)

Notes pratiques

Les normes CEM comme la CISPR 32 et la FCC Part 15 spécifient des limites d'émission de 150 kHz à plusieurs GHz. Un convertisseur à découpage à 100 kHz présente des harmoniques à 200 kHz, 300 kHz, etc., avec une énergie significative s'étendant jusqu'à 30-50 MHz selon les vitesses de front. L'étalement de spectre d'horloge réduit les amplitudes harmoniques de crête en répartissant l'énergie sur une bande plus large.