Lo sfasamento è una piccola differenza tra due onde; in matematica ed elettronica, è un ritardo tra due onde che hanno lo stesso periodo o frequenza. Tipicamente, lo sfasamento è espresso in termini di angolo, che può essere misurato in gradi o radianti e l'angolo può essere positivo o negativo. Ad esempio, uno sfasamento di +90 gradi è un quarto di un ciclo completo; in questo caso, la seconda ondata conduce la prima di 90 gradi. È possibile calcolare lo sfasamento utilizzando la frequenza delle onde e il ritardo tra di esse.
Funzione onda sinusoidale e fase
In matematica, la funzione seno sinusoidale trigonometrica produce un grafico a forma di onda uniforme che scorre tra un valore massimo e minimo, ripetendo ogni 360 gradi o 2 pi radianti. A zero gradi, la funzione ha un valore pari a zero. A 90 gradi, raggiunge il suo massimo valore positivo. A 180 gradi, torna indietro verso lo zero. A 270 gradi, la funzione è al massimo valore negativo e a 360 ritorna a zero, completando un ciclo completo. Gli angoli maggiori di 360 ripetono semplicemente il ciclo precedente. Un'onda sinusoidale con uno sfasamento inizia e termina a un valore diverso da zero, sebbene assomigli ad un'onda sinusoidale “standard” sotto tutti gli altri aspetti.
La scelta dell'ordine delle onde
Il calcolo dello sfasamento comporta il confronto di due onde, e parte di quel confronto sta scegliendo quale onda è "prima" e quale è "seconda". In elettronica, la seconda onda è tipicamente l'uscita di un amplificatore o altro dispositivo, e la prima onda è l'ingresso. In matematica, la prima ondata può essere una funzione originale e la seconda una funzione successiva o secondaria. Ad esempio, la prima funzione può essere y \u003d sin (x) e la seconda funzione può essere y \u003d cos (x). L'ordine delle onde non influisce sul valore assoluto dello sfasamento, ma determina se lo spostamento è positivo o negativo.
Confronto delle onde
Quando si confrontano le due onde, disporle in modo tale che leggono da sinistra a destra usando lo stesso angolo dell'asse x o unità di tempo. Ad esempio, il grafico per entrambi può iniziare a 0 secondi. Trova un picco sulla seconda ondata e trova il picco corrispondente sulla prima. Quando si cerca un picco corrispondente, rimanere all'interno di un ciclo completo, altrimenti il risultato della differenza di fase non sarà corretto. Notare i valori dell'asse x per entrambi i picchi, quindi sottrarli per trovare la differenza. Ad esempio, se la seconda ondata raggiunge un picco a 0,002 secondi e la prima punta a 0,001 secondi, la differenza è 0,001 - 0,002 \u003d -0,001 secondi.
Calcolo dello spostamento di fase
Per calcolare lo spostamento di fase, è necessario bisogno della frequenza e del periodo delle onde. Ad esempio, un oscillatore elettronico può produrre onde sinusoidali a una frequenza di 100 Hz. Dividendo la frequenza in 1 si ottiene il periodo o la durata di ciascun ciclo, quindi 1/100 dà un periodo di 0,01 secondi. L'equazione di sfasamento è ps \u003d 360 * td /p, dove ps è lo sfasamento in gradi, td è la differenza di tempo tra le onde e p è il periodo dell'onda. Continuando l'esempio, 360 * -0.001 /0.01 fornisce uno sfasamento di -36 gradi. Poiché il risultato è un numero negativo, anche lo sfasamento è negativo; la seconda ondata è in ritardo di 36 gradi rispetto alla prima. Per una differenza di fase in radianti, utilizzare 2 * pi * td /p; nel nostro esempio, questo sarebbe 6.28 * -.001 /.01 o -.628 radianti.