Περιεχόμενο
- Λειτουργία ημιτονοειδούς κύματος και φάση
- Επιλέγοντας την εντολή κυμάτων
- Συγκρίνοντας τα Κύματα
- Υπολογισμός αλλαγής φάσης
Η αλλαγή φάσης είναι μια μικρή διαφορά μεταξύ δύο κυμάτων. στα μαθηματικά και στα ηλεκτρονικά, είναι μια καθυστέρηση μεταξύ δύο κυμάτων που έχουν την ίδια περίοδο ή συχνότητα. Τυπικά, η μετατόπιση φάσης εκφράζεται ως γωνία, η οποία μπορεί να μετρηθεί σε μοίρες ή ακτίνια και η γωνία μπορεί να είναι θετική ή αρνητική. Για παράδειγμα, η μετατόπιση φάσης +90 βαθμών είναι ένα τέταρτο του πλήρους κύκλου. στην περίπτωση αυτή, το δεύτερο κύμα οδηγεί το πρώτο κατά 90 μοίρες. Μπορείτε να υπολογίσετε τη μετατόπιση φάσης χρησιμοποιώντας τη συχνότητα των κυμάτων και την χρονική καθυστέρηση μεταξύ τους.
Λειτουργία ημιτονοειδούς κύματος και φάση
Στο μαθηματικό, η τριγωνομετρική συνάρτηση ημίτονο παράγει ένα ομαλό σχήμα κύματος που κυμαίνεται μεταξύ μιας μέγιστης και μιας ελάχιστης τιμής, επαναλαμβάνοντας κάθε 360 μοίρες ή 2 pi ακτίνια. Σε μηδέν βαθμούς, η συνάρτηση έχει μηδενική τιμή. Σε 90 μοίρες, φτάνει στη μέγιστη θετική του αξία. Σε 180 μοίρες, καμπυλώνει προς τα κάτω προς το μηδέν. Σε 270 μοίρες, η συνάρτηση είναι στη μέγιστη αρνητική τιμή της, και στα 360, επιστρέφει στο μηδέν, συμπληρώνοντας έναν πλήρη κύκλο. Γωνίες μεγαλύτερες από 360 επαναλαμβάνουν τον προηγούμενο κύκλο. Ένα ημιτονοειδές κύμα με μετατόπιση φάσης ξεκινά και τελειώνει σε μια τιμή διαφορετική από το μηδέν, αν και μοιάζει με ένα «πρότυπο» ημιτονοειδές κύμα σε κάθε άλλη σχέση.
Επιλέγοντας την εντολή κυμάτων
Ο υπολογισμός της μετατόπισης φάσης περιλαμβάνει τη σύγκριση δύο κυμάτων και μέρος αυτής της σύγκρισης επιλέγει ποιο κύμα είναι "πρώτο" και ποιο είναι το "δεύτερο". Στα ηλεκτρονικά, το δεύτερο κύμα τυπικά είναι η έξοδος ενός ενισχυτή ή άλλης συσκευής και το πρώτο κύμα είναι την είσοδο. Στο μαθηματικό, το πρώτο κύμα μπορεί να είναι μια αρχική συνάρτηση και το δεύτερο ένα επόμενο ή δευτερεύον. Για παράδειγμα, η πρώτη συνάρτηση μπορεί να είναι y = sin (x), και η δεύτερη συνάρτηση μπορεί να είναι y = cos (x). Η σειρά των κυμάτων δεν επηρεάζει την απόλυτη τιμή της μετατόπισης φάσης, αλλά καθορίζει εάν η μετατόπιση είναι θετική ή αρνητική.
Συγκρίνοντας τα Κύματα
Κατά τη σύγκριση των δύο κυμάτων, τακτοποιήστε τα ώστε να διαβάζονται από τα αριστερά προς τα δεξιά χρησιμοποιώντας τις ίδιες γωνίες ή μονάδες χρονικού διαστήματος x. Για παράδειγμα, το γράφημα και για τα δύο μπορεί να αρχίσει σε 0 δευτερόλεπτα. Βρείτε μια κορυφή στο δεύτερο κύμα και βρείτε την αντίστοιχη κορυφή στην πρώτη. Όταν ψάχνετε για μια αντίστοιχη κορυφή, παραμείνετε εντός ενός πλήρους κύκλου, διαφορετικά το αποτέλεσμα διαφοράς φάσης θα είναι λανθασμένο. Σημειώστε τις τιμές των αξόνων x και για τις δύο κορυφές, στη συνέχεια αφαιρέστε τις για να βρείτε τη διαφορά. Για παράδειγμα, αν το δεύτερο κύμα κορυφώνεται στα 0.002 δευτερόλεπτα και οι πρώτες κορυφές στα 0.001 δευτερόλεπτα, τότε η διαφορά είναι 0.001 - 0.002 = -0.001 δευτερόλεπτα.
Υπολογισμός αλλαγής φάσης
Για να υπολογίσετε τη μετατόπιση φάσης, χρειάζεστε τη συχνότητα και την περίοδο των κυμάτων. Για παράδειγμα, ένας ηλεκτρονικός ταλαντωτής μπορεί να παράγει ημιτονοειδή κύματα σε συχνότητα 100 Hz. Ο διαχωρισμός της συχνότητας σε 1 δίνει την περίοδο ή τη διάρκεια κάθε κύκλου, έτσι ώστε το 1/100 να δίνει μια περίοδο 0,01 δευτερολέπτων. Η εξίσωση μετατόπισης φάσης είναι ps = 360 * td / p, όπου ps είναι η μετατόπιση φάσης σε μοίρες, td είναι η χρονική διαφορά μεταξύ κυμάτων και ρ είναι η περίοδος κύματος. Συνεχίζοντας το παράδειγμα, 360 * -0.001 / 0.01 δίνει μια μετατόπιση φάσης -36 μοίρες. Επειδή το αποτέλεσμα είναι ένας αρνητικός αριθμός, η μετατόπιση φάσης είναι επίσης αρνητική. το δεύτερο κύμα υστερεί από το πρώτο κατά 36 μοίρες. Για μια διαφορά φάσης στα ακτίνια, χρησιμοποιήστε 2 * pi * td / p. στο παράδειγμά μας, αυτό θα ήταν 6.28 * -.001 / .01 ή -.628 ακτίνια.