Hur man beräknar fasförskjutningen

Fasförskjutning är en liten skillnad mellan två vågor; i matematik och elektronik är det en fördröjning mellan två vågor som har samma period eller frekvens. Vanligtvis uttrycks fasförskjutning i termer av vinkel, som kan mätas i grader eller radianer, och vinkeln kan vara positiv eller negativ. Till exempel är en +90 graders fasförskjutning en fjärdedel av en hel cykel; i detta fall leder den andra vågen den första med 90 grader. Du kan beräkna fasförskjutning med hjälp av vågens frekvens och tidsfördröjningen mellan dem.

I matematik producerar den trigonometriska sinusfunktionen en jämn vågformad graf som går mellan ett maximalt och ett minimivärde och upprepas var 360 grader eller 2 pi radianer. Vid noll grader har funktionen ett värde på noll. Vid 90 grader når den sitt maximala positiva värde. Vid 180 grader böjer den sig tillbaka mot noll. Vid 270 grader är funktionen vid sitt maximala negativa värde och vid 360 återgår den till noll och slutför en hel cykel. Vinklar större än 360 upprepar helt enkelt den föregående cykeln. En sinusvåg med fasförskjutning börjar och slutar med ett annat värde än noll, även om det liknar en "standard" sinusvåg i alla andra avseenden.

Beräkning av fasförskjutning innebär att man jämför två vågor, och en del av den jämförelsen är att välja vilken våg som är "första" och vilken som är "andra." I elektronik är den andra vågen typiskt utgången från en förstärkare eller annan anordning, och den första vågen är den inmatning. I matematik kan den första vågen vara en originalfunktion och den andra en efterföljande eller sekundär funktion. Till exempel kan den första funktionen vara y = sin (x) och den andra funktionen kan vara y = cos (x). Vågernas ordning påverkar inte fasförskjutningens absoluta värde, men det avgör om förskjutningen är positiv eller negativ.

När du jämför de två vågorna, ordna dem så att de läser från vänster till höger med samma x-axelvinkel eller tidsenheter. Grafen för båda kan till exempel börja vid 0 sekunder. Hitta en topp på den andra vågen och hitta motsvarande topp på den första. När du letar efter en motsvarande topp, håll dig inom en hel cykel, annars blir fasskillnadsresultatet felaktigt. Observera x-axelvärdena för båda topparna och subtrahera dem för att hitta skillnaden. Till exempel, om den andra vågen toppar vid 0,002 sekunder och den första toppen vid 0,001 sekunder, är skillnaden 0,001 - 0,002 = -0,001 sekunder.

För att beräkna fasförskjutningen behöver du frekvensen och perioden för vågorna. Till exempel kan en elektronisk oscillator producera sinusvågor med en frekvens på 100 Hz. Dela upp frekvens i 1 ger perioden eller varaktigheten för varje cykel, så 1/100 ger en period på 0,01 sekunder. Fasförskjutningsekvationen är ps = 360 * td / p, där ps är fasförskjutningen i grader, td är tidsskillnaden mellan vågor och p är vågperioden. Fortsatt exempel, 360 * -0,001 / 0,01 ger en fasförskjutning på -36 grader. Eftersom resultatet är ett negativt tal är fasförskjutningen också negativt. den andra vågen ligger efter den första med 36 grader. För en fasskillnad i radianer, använd 2 * pi * td / p; i vårt exempel skulle detta vara 6,28 * -.001 / .01 eller -.628 radianer.