Indhold
Faseskift er en lille forskel mellem to bølger; i matematik og elektronik er det en forsinkelse mellem to bølger, der har den samme periode eller frekvens. Faseskift udtrykkes typisk i form af vinkel, som kan måles i grader eller radianer, og vinklen kan være positiv eller negativ. For eksempel er en +90 graders faseskift en fjerdedel af en fuld cyklus; i dette tilfælde fører den anden bølge den første med 90 grader. Du kan beregne faseskift ved hjælp af bølgefrekvensen og tidsforsinkelsen mellem dem.
Sinebølgefunktion og -fase
I matematik producerer den trigonometriske sinusfunktion en glat bølgeformet graf, der cykler mellem en maksimal- og en minimumsværdi og gentager hver 360 grader eller 2 pi radianer. Ved nul grader har funktionen en værdi på nul. Ved 90 grader når den sin maksimale positive værdi. Ved 180 grader krummer det sig tilbage mod nul. Ved 270 grader er funktionen på sin maksimale negative værdi, og ved 360 vender den tilbage til nul og afslutter en hel cyklus. Vinkler over 360 gentager blot den forrige cyklus. En sinusbølge med et faseskift begynder og slutter med en anden værdi end nul, skønt den ligner en ”standard” sinusbølge i enhver anden henseende.
Valg af bølgebestilling
Beregning af faseskift involverer sammenligning af to bølger, og en del af denne sammenligning er at vælge, hvilken bølge der er "første" og hvilken "anden". I elektronik er den anden bølge typisk output fra en forstærker eller anden enhed, og den første bølge er input. I matematik kan den første bølge være en original funktion og den anden en efterfølgende eller sekundær funktion. For eksempel kan den første funktion være y = sin (x), og den anden funktion kan være y = cos (x). Bølgenes rækkefølge påvirker ikke den absolutte værdi af faseskiftet, men bestemmer dog, om skiftet er positivt eller negativt.
Sammenligning af bølger
Når du sammenligner de to bølger, skal du arrangere dem således, at de læser fra venstre til højre ved hjælp af den samme x-aksevinkel eller tidsenhed. For eksempel kan grafen for begge begynde på 0 sekunder. Find en top på den anden bølge, og find den tilsvarende top på den første. Når du leder efter en tilsvarende top, skal du holde dig inden for en hel cyklus, ellers vil faseforskelleresultatet være forkert. Bemærk x-akseværdierne for begge toppe, og træk dem derefter fra for at finde forskellen. For eksempel, hvis den anden bølge toppes ved 0,002 sekunder og de første toppe på 0,001 sekunder, så er forskellen 0,001 - 0,002 = -0,001 sekunder.
Beregning af faseskift
For at beregne faseskiftet har du brug for bølgenes frekvens og periode. For eksempel kan en elektronisk oscillator producere sinusbølger ved en frekvens på 100 Hz. Opdelingen af frekvensen i 1 giver perioden eller varigheden af hver cyklus, så 1/100 giver en periode på 0,01 sekunder. Faseskift ligningen er ps = 360 * td / p, hvor ps er faseskiftet i grader, td er tidsforskellen mellem bølger og p er bølgeperioden. Fortsæt med eksemplet giver 360 * -0.001 / 0.01 et faseskift på -36 grader. Fordi resultatet er et negativt tal, er faseskiftet også negativt; den anden bølge hænger bag den første med 36 grader. Brug en 2 * pi * td / p for en faseforskel i radianer; i vores eksempel ville dette være 6,28 * -,001 / .01 eller -.628 radianer.