Kā aprēķināt fāzes nobīdi

Fāzes nobīde ir neliela atšķirība starp diviem viļņiem; matemātikā un elektronikā tā ir kavēšanās starp diviem viļņiem, kuriem ir vienāds periods vai biežums. Parasti fāzes nobīdi izsaka leņķī, ko var izmērīt grādos vai radiānos, un leņķis var būt pozitīvs vai negatīvs. Piemēram, +90 grādu fāzes nobīde ir viena ceturtdaļa no pilna cikla; šajā gadījumā otrais vilnis vada pirmo par 90 grādiem. Jūs varat aprēķināt fāzes nobīdi, izmantojot viļņu biežumu un laika aizturi starp tiem.

Matemātikā trigonometriskā sinusa funkcija rada vienmērīgu viļņa formas grafiku, kas cikliski pārvietojas starp maksimālo un minimālo vērtību, atkārtojoties ik pēc 360 grādiem vai 2 pi radiāniem. Pie nulles grādiem funkcijas vērtība ir nulle. 90 grādu temperatūrā tā sasniedz maksimālo pozitīvo vērtību. Pie 180 grādiem tas izliekas atpakaļ uz leju pret nulli. Pie 270 grādiem funkcija ir maksimālajā negatīvajā vērtībā, un 360 ° temperatūrā tā atgriežas uz nulli, pabeidzot vienu pilnu ciklu. Leņķi, kas pārsniedz 360, vienkārši atkārto iepriekšējo ciklu. Sinusoidāls ar fāzes nobīdi sākas un beidzas ar vērtību, kas nav nulle, lai gan tas visos citos aspektos atgādina „standarta” sinusa vilni.

Fāzu nobīdes aprēķināšana ietver divu viļņu salīdzināšanu, un daļa no šī salīdzinājuma ir izvēle, kurš vilnis ir “pirmais” un kurš ir "Otrais". Elektronikā otrais vilnis parasti ir pastiprinātāja vai citas ierīces izeja, un pirmais vilnis ir ievade. Matemātikā pirmais vilnis var būt sākotnējā funkcija, bet otrais - nākamā vai sekundārā funkcija. Piemēram, pirmā funkcija var būt y = sin (x), bet otrā funkcija - y = cos (x). Viļņu secība neietekmē fāzes nobīdes absolūto vērtību, bet tā nosaka, vai nobīde ir pozitīva vai negatīva.

Salīdzinot abus viļņus, sakārtojiet tos tā, lai tie lasītu no kreisās uz labo, izmantojot to pašu x ass leņķi vai laika vienības. Piemēram, diagramma abiem var sākties no 0 sekundēm. Atrodiet maksimumu otrajā viļņā un atrodiet atbilstošo virsotni pirmajā. Meklējot atbilstošu maksimumu, palieciet vienā pilnā ciklā, pretējā gadījumā fāžu starpības rezultāts būs nepareizs. Ievērojiet abu pīķu x ass vērtības, pēc tam atņemiet tās, lai atrastu atšķirību. Piemēram, ja otrais vilnis sasniedz maksimumu 0,002 sekundēs un pirmais sasniedz 0,001 sekundes, tad starpība ir 0,001 - 0,002 = -0,001 sekunde.

Lai aprēķinātu fāzes nobīdi, jums ir nepieciešams viļņu biežums un periods. Piemēram, elektroniskais oscilators var radīt sinusoidus 100 Hz frekvencē. Sadalot biežums 1 dod katra cikla periodu vai ilgumu, tātad 1/100 dod periodu 0,01 sekundes. Fāzes nobīdes vienādojums ir ps = 360 * td / p, kur ps ir fāzes nobīde grādos, td ir laika starpība starp viļņiem un p ir viļņu periods. Turpinot piemēru, 360 * -0,001 / 0,01 dod fāzes nobīdi -36 grādi. Tā kā rezultāts ir negatīvs skaitlis, fāzes nobīde ir arī negatīva; otrais vilnis atpaliek no pirmā par 36 grādiem. Fāžu starpībai radiānos izmantojiet 2 * pi * td / p; mūsu piemērā tas būtu 6,28 * -.001 / .01 vai -.628 radiāni.