Hvordan beregne faseforskyvningen

Faseskift er en liten forskjell mellom to bølger; i matematikk og elektronikk er det en forsinkelse mellom to bølger som har samme periode eller frekvens. Vanligvis uttrykkes faseforskyvning i form av vinkel, som kan måles i grader eller radianer, og vinkelen kan være positiv eller negativ. For eksempel er en +90 graders faseforskyvning en fjerdedel av en full syklus; i dette tilfellet fører den andre bølgen den første 90 grader. Du kan beregne faseforskyvning ved hjelp av bølgefrekvensen og tidsforsinkelsen mellom dem.

I matematikk produserer den trigonometriske sinusfunksjonen en jevn bølgeformet graf som går mellom maksimums- og minimumsverdi, og gjentas hver 360 graders eller 2 pi radianer. Ved null grader har funksjonen verdien null. Ved 90 grader når den sin maksimale positive verdi. Ved 180 grader kurver den nedover mot null. Ved 270 grader er funksjonen på den maksimale negative verdien, og ved 360 returnerer den til null og fullfører en hel syklus. Vinkler større enn 360 bare gjenta forrige syklus. En sinusbølge med faseforskyvning begynner og slutter med en annen verdi enn null, selv om den ligner en "standard" sinusbølge i alle andre henseender.

Beregning av faseforskyvning innebærer å sammenligne to bølger, og en del av sammenligningen er å velge hvilken bølge som er "første" og hvilken som er "sekund." I elektronikk er den andre bølgen vanligvis utgangen fra en forsterker eller annen enhet, og den første bølgen er inngang. I matematikk kan den første bølgen være en originalfunksjon og den andre en påfølgende eller sekundær funksjon. For eksempel kan den første funksjonen være y = sin (x), og den andre funksjonen kan være y = cos (x). Rekkefølgen til bølgene påvirker ikke den absolutte verdien av faseforskyvningen, men det avgjør om forskyvningen er positiv eller negativ.

Når du sammenligner de to bølgene, må du ordne dem slik at de leser fra venstre mot høyre ved hjelp av samme x-akse vinkel eller tidsenheter. Grafen for begge kan for eksempel starte på 0 sekunder. Finn en topp på den andre bølgen, og finn den tilsvarende toppen på den første. Når du leter etter en tilsvarende topp, hold deg innenfor en hel syklus, ellers vil faseforskjellens resultat være feil. Legg merke til x-akseverdiene for begge toppene, og trekk dem deretter for å finne forskjellen. For eksempel, hvis den andre bølgen topper ved 0,002 sekunder og den første topper ved 0,001 sekunder, er forskjellen 0,001 - 0,002 = -0,001 sekunder.

For å beregne faseskiftet trenger du bølgenes frekvens og periode. For eksempel kan en elektronisk oscillator produsere sinusbølger med en frekvens på 100 Hz. Deler frekvens i 1 gir perioden eller varigheten av hver syklus, så 1/100 gir en periode på 0,01 sekunder. Faseskiftligningen er ps = 360 * td / p, hvor ps er faseskiftet i grader, td er tidsforskjellen mellom bølger og p er bølgetiden. Fortsetter eksemplet, 360 * -0,001 / 0,01 gir en faseforskyvning på -36 grader. Fordi resultatet er et negativt tall, er også faseforskyvningen negativ; den andre bølgen henger etter den første med 36 grader. For en faseforskjell i radianer, bruk 2 * pi * td / p; i vårt eksempel vil dette være 6,28 * -.001 / .01 eller -.628 radianer.