Содержание
Фазовый сдвиг - это небольшая разница между двумя волнами; в математике и электронике это задержка между двумя волнами, которые имеют одинаковый период или частоту. Как правило, фазовый сдвиг выражается через угол, который можно измерить в градусах или радианах, и угол может быть положительным или отрицательным. Например, сдвиг фазы на +90 градусов составляет одну четверть полного цикла; в этом случае вторая волна опережает первую на 90 градусов. Вы можете рассчитать фазовый сдвиг, используя частоту волн и временную задержку между ними.
Синусоидальная функция и фаза
В математике тригонометрическая функция синуса создает плавный график в форме волны, который циклически переходит между максимальным и минимальным значением, повторяя каждые 360 градусов или 2 пи радиана. При нулевых градусах функция имеет нулевое значение. При 90 градусах он достигает своего максимального положительного значения. На 180 градусов он изгибается назад к нулю. При 270 градусах функция имеет максимальное отрицательное значение, а при 360 она возвращается к нулю, завершая один полный цикл. Углы больше 360 просто повторяют предыдущий цикл. Синусоида с фазовым сдвигом начинается и заканчивается на значении, отличном от нуля, хотя во всех других отношениях она напоминает «стандартную» синусоидальную волну.
Выбор порядка волны
Вычисление фазового сдвига включает в себя сравнение двух волн, и частью этого сравнения является выбор того, какая волна является «первой», а какая «второй». В электронике вторая волна обычно является выходом усилителя или другого устройства, а первая волна вход. В математике первая волна может быть исходной функцией, а вторая - последующей или вторичной функцией. Например, первая функция может быть y = sin (x), а вторая функция может быть y = cos (x). Порядок волн не влияет на абсолютное значение фазового сдвига, но он определяет, является ли сдвиг положительным или отрицательным.
Сравнение волн
При сравнении двух волн расположите их так, чтобы они читались слева направо, используя один и тот же угол оси x или единицы времени. Например, график для обоих может начинаться с 0 секунд. Найдите пик на второй волне и найдите соответствующий пик на первой. При поиске соответствующего пика оставайтесь в пределах одного полного цикла, иначе результат разности фаз будет неверным. Обратите внимание на значения оси X для обоих пиков, затем вычтите их, чтобы найти разницу. Например, если вторая волна достигает максимума в 0,002 секунды, а первая - в 0,001 секунды, тогда разница составляет 0,001 - 0,002 = -0,001 секунды.
Расчет сдвига фаз
Чтобы рассчитать сдвиг фаз, вам нужны частота и период волн. Например, электронный генератор может генерировать синусоидальные волны с частотой 100 Гц. Деление частоты на 1 дает период или длительность каждого цикла, поэтому 1/100 дает период 0,01 секунды. Уравнение фазового сдвига имеет вид ps = 360 * td / p, где ps - сдвиг фазы в градусах, td - разница во времени между волнами, а p - период волны. Продолжая пример, 360 * -0,001 / 0,01 дает сдвиг фазы -36 градусов. Поскольку результатом является отрицательное число, фазовый сдвиг также отрицателен; вторая волна отстает от первой на 36 градусов. Для разности фаз в радианах используйте 2 * pi * td / p; в нашем примере это будет 6.28 * -.001 / .01 или -.628 радиан.