Faseverschuiving is een klein verschil tussen twee golven; in wiskunde en elektronica is het een vertraging tussen twee golven met dezelfde periode of frequentie. Typisch wordt faseverschuiving uitgedrukt in termen van hoek, die kan worden gemeten in graden of radialen, en de hoek kan positief of negatief zijn. Een faseverschuiving van +90 graden is bijvoorbeeld een kwart van een volledige cyclus; in dit geval leidt de tweede golf de eerste 90 graden. U kunt de faseverschuiving berekenen met behulp van de frequentie van de golven en de tijdvertraging ertussen.
Sinusgolffunctie en fase
In de wiskunde produceert de trigonometrische sinusfunctie een vloeiende golfvormige grafiek die tussen een maximale en een minimale waarde doorloopt en elke 360 graden of 2 pi-radialen wordt herhaald. Bij nul graden heeft de functie de waarde nul. Bij 90 graden bereikt het zijn maximale positieve waarde. Bij 180 graden buigt het terug naar nul. Bij 270 graden heeft de functie zijn maximale negatieve waarde en bij 360 keert hij terug naar nul, waarmee hij een volledige cyclus voltooit. Hoeken groter dan 360 herhalen gewoon de vorige cyclus. Een sinusgolf met een faseverschuiving begint en eindigt bij een andere waarde dan nul, hoewel hij in elk ander opzicht op een "standaard" sinusgolf lijkt.
De golfvolgorde kiezen
Het berekenen van faseverschuiving omvat het vergelijken van twee golven, en een deel van die vergelijking is kiezen welke golf "eerste" is en welke is "tweede." In de elektronica is de tweede golf typisch de output van een versterker of ander apparaat, en de eerste golf is de invoer. In wiskunde kan de eerste golf een originele functie zijn en de tweede een volgende of secundaire functie. De eerste functie kan bijvoorbeeld y = sin (x) zijn en de tweede functie kan y = cos (x) zijn. De volgorde van de golven heeft geen invloed op de absolute waarde van de faseverschuiving, maar bepaalt wel of de verschuiving positief of negatief is.
De golven vergelijken
Wanneer u de twee golven vergelijkt, moet u ze zo rangschikken dat ze van links naar rechts worden gelezen met dezelfde x-ashoek of tijdseenheden. De grafiek voor beide kan bijvoorbeeld beginnen bij 0 seconden. Zoek een piek op de tweede golf en vind de overeenkomstige piek op de eerste. Blijf bij het zoeken naar een overeenkomstige piek binnen één volledige cyclus, anders is het resultaat van het faseverschil onjuist. Let op de x-aswaarden voor beide pieken en trek ze vervolgens af om het verschil te vinden. Als de tweede golf bijvoorbeeld piekt op 0,002 seconden en de eerste piek op 0,001 seconden, dan is het verschil 0,001 - 0,002 = -0,001 seconden.
Faseverschuiving berekenen
Om de faseverschuiving te berekenen, heb je de frequentie en periode van de golven nodig. Een elektronische oscillator kan bijvoorbeeld sinusgolven produceren met een frequentie van 100 Hz. De verdelen frequentie in 1 geeft de periode of duur van elke cyclus, dus 1/100 geeft een periode van 0,01 seconden. De faseverschuivingsvergelijking is ps = 360 * td / p, waarbij ps de faseverschuiving in graden is, td het tijdsverschil tussen golven en p de golfperiode. Als we het voorbeeld voortzetten, geeft 360 * -0,001 / 0,01 een faseverschuiving van -36 graden. Omdat het resultaat een negatief getal is, is de faseverschuiving ook negatief; de tweede golf blijft 36 graden achter op de eerste. Gebruik voor een faseverschil in radialen 2 * pi * td / p; in ons voorbeeld zou dit 6.28 * -.001 / .01 of -.628 radialen zijn.