Zawartość
Przesunięcie fazowe to niewielka różnica między dwiema falami; w matematyce i elektronice jest to opóźnienie między dwiema falami o tym samym okresie lub częstotliwości. Zazwyczaj przesunięcie fazowe wyraża się w kategoriach kąta, który można zmierzyć w stopniach lub radianach, a kąt może być dodatni lub ujemny. Na przykład przesunięcie fazowe o 90 stopni stanowi jedną czwartą pełnego cyklu; w tym przypadku druga fala prowadzi pierwszą o 90 stopni. Można obliczyć przesunięcie fazowe na podstawie częstotliwości fal i odstępu czasu między nimi.
Funkcja i faza sinusoidalna
W matematyce funkcja sinusoidalna trygonometryczna generuje gładki wykres w kształcie fali, który przełącza się między wartością maksymalną a minimalną, powtarzając się co 360 stopni lub 2 pi radianów. Przy zerowych stopniach funkcja ma wartość zero. Przy 90 stopniach osiąga maksymalną wartość dodatnią. Przy 180 stopniach zakręca z powrotem w kierunku zera. Przy 270 stopniach funkcja osiąga maksymalną wartość ujemną, a przy 360 wraca do zera, kończąc jeden pełny cykl. Kąty większe niż 360 po prostu powtórz poprzedni cykl. Fala sinusoidalna z przesunięciem fazowym zaczyna się i kończy na wartości innej niż zero, chociaż pod każdym innym względem przypomina „standardową” falę sinusoidalną.
Wybór kolejności fal
Obliczanie przesunięcia fazowego polega na porównaniu dwóch fal, a częścią tego porównania jest wybranie, która fala jest „pierwsza”, a która „druga”. W elektronice druga fala jest zazwyczaj wyjściem wzmacniacza lub innego urządzenia, a pierwsza fala jest wejście. W matematyce pierwsza fala może być funkcją oryginalną, a druga następną lub drugorzędną. Na przykład pierwszą funkcją może być y = sin (x), a drugą funkcją może być y = cos (x). Kolejność fal nie wpływa na wartość bezwzględną przesunięcia fazowego, ale określa, czy przesunięcie jest dodatnie czy ujemne.
Porównywanie fal
Porównując dwie fale, ułóż je tak, aby czytały od lewej do prawej, używając tego samego kąta osi x lub jednostek czasu. Na przykład wykres dla obu może rozpocząć się od 0 sekund. Znajdź pik na drugiej fali i znajdź odpowiedni pik na pierwszej. Szukając odpowiedniego piku, pozostań w jednym pełnym cyklu, w przeciwnym razie wynik różnicy faz będzie nieprawidłowy. Zanotuj wartości osi x dla obu pików, a następnie odejmij je, aby znaleźć różnicę. Na przykład, jeśli druga fala osiąga wartość szczytową przy 0,002 sekundy, a pierwsza wartość szczytowa przy 0,001 sekundy, różnica wynosi 0,001 - 0,002 = -0,001 sekundy.
Obliczanie przesunięcia fazowego
Aby obliczyć przesunięcie fazowe, potrzebujesz częstotliwości i okresu fal. Na przykład elektroniczny oscylator może wytwarzać fale sinusoidalne o częstotliwości 100 Hz. Podział częstotliwości na 1 daje okres lub czas trwania każdego cyklu, więc 1/100 daje okres 0,01 sekundy. Równanie przesunięcia fazowego wynosi ps = 360 * td / p, gdzie ps jest przesunięciem fazowym w stopniach, td jest różnicą czasową między falami, a p jest okresem fali. Kontynuując przykład, 360 * -0,001 / 0,01 daje przesunięcie fazowe o -36 stopni. Ponieważ wynik jest liczbą ujemną, przesunięcie fazowe jest również ujemne; druga fala pozostaje w tyle za pierwszą o 36 stopni. W przypadku różnicy faz w radianach użyj 2 * pi * td / p; w naszym przykładzie byłoby to 6,28 * -,001 / .01 lub-628 radianów.