Fase (ondas) (Português)

Geral definitionEdit

No relógio analogia, cada sinal é representado por uma mão (ou o ponteiro) do mesmo relógio, ambos girando em constante mas, possivelmente, diferentes velocidades. A diferença de fase é então o ângulo entre as duas mãos, medido no sentido horário.,a diferença de fase é particularmente importante quando dois sinais são adicionados por um processo físico, como duas ondas sonoras periódicas emitidas por duas fontes e gravadas juntas por um microfone. Este é geralmente o caso em sistemas lineares, quando o princípio da superposição se mantém.

para argumentos t {\displaystyle T} quando a diferença de fase é zero, os dois sinais terão o mesmo sinal e se reforçarão mutuamente. Diz-se que está a ocorrer uma interferência construtiva., Nos argumentos t {\displaystyle t} quando as fases são diferentes, o valor da soma depende da forma de onda.

Para sinusoidsEdit

Para sinais senoidais, quando a diferença de fase φ ( t ) {\displaystyle \varphi (t)} é de 180° ( π {\displaystyle \pi } radianos), diz-se que as fases são opostos, e que os sinais estão em antiphase. Então os sinais têm sinais opostos, e interferência destrutiva ocorre.

Se as frequências forem diferentes, a diferença de Fase φ (t ) {\displaystyle \varphi (t)} aumenta linearmente com o argumento t {\displaystyle t} ., As mudanças periódicas do reforço e da oposição causam um fenômeno chamado bater.

Para deslocado signalsEdit

neste caso, a mudança de fase é simplesmente o argumento shift τ {\displaystyle \tau } , expresso como uma fração do período comum de T {\displaystyle T} (em termos de módulo de operação) de dois sinais e, em seguida, dimensionado para uma volta completa:

φ = 2 π ] {\displaystyle \varphi =2\pi \left\!\!\direito]} .

portanto, quando dois sinais periódicos têm a mesma frequência, eles estão sempre em fase, ou sempre fora de fase., Fisicamente, esta situação ocorre normalmente, por muitas razões. Por exemplo, os dois sinais podem ser um soundwave periódico gravado por dois microfones em locais separados. Ou, inversamente, podem ser ondas sonoras periódicas criadas por dois altifalantes separados do mesmo sinal elétrico, e gravadas por um único microfone. Eles podem ser um sinal de rádio que atinge a antena de recepção em uma linha reta, e uma cópia que foi refletida em um grande edifício nas proximidades. um exemplo bem conhecido de diferença de fase é o comprimento das sombras vistas em diferentes pontos da Terra., Para uma primeira aproximação, se F ( t ) {\displaystyle F(t)} é o comprimento visto no tempo t {\displaystyle t} em um ponto, e G {\displaystyle G} é o comprimento visto ao mesmo tempo a uma longitude 30° oeste, de que ponto, então, a diferença de fase entre os dois sinais será de 30° (supondo-se que, em cada sinal, cada período começa quando a sombra é mais curta).

para sinusóides com a mesma frequência

para sinais sinusoidais (e algumas outras formas de onda, como triangular quadrada ou simétrica), uma mudança de fase de 180° é equivalente a uma mudança de fase de 0° com negação da amplitude., Quando dois sinais com estas formas de onda, mesmo período, e fases opostas são adicionados juntos, a soma F + G {\displaystyle F+G} é identicamente zero, ou é um sinal sinusoidal com o mesmo período e fase, cuja amplitude é a diferença das amplitudes originais.

C = A 2 + B 2 {\displaystyle C={\sqrt {A^{2}+B^{2}}}\quad \quad {}} e o pecado ⁡ ( φ ) = B / C {\displaystyle {}\quad \quad \sin(\varphi )=B/C} .,

Um exemplo real de um sonic diferença de fase ocorre nos resmungos de um Nativo Americano flauta. A amplitude de diferentes componentes harmônicos da mesma nota longa na flauta entra em domínio em diferentes pontos do ciclo de fase. A diferença de fase entre os diferentes harmônicos pode ser observada em um espectrograma do som de uma flauta.,

Phase comparisonEdit

Phase comparison is a comparison of the phase of two waveforms, usually of the same nominal frequency. Em tempo e frequência, o objetivo de uma comparação de fase é geralmente determinar o deslocamento de frequência (diferença entre ciclos de sinal) em relação a uma referência.

uma comparação de fase pode ser feita conectando dois sinais a um osciloscópio de dois canais. O osciloscópio exibirá dois sinais sine, como mostrado no gráfico à direita., Na imagem adjacente, o sinal sine superior é a frequência de teste, e o sinal sine inferior representa um sinal da referência.

Se as duas frequências fossem exatamente as mesmas, sua relação de fase não mudaria e ambas aparentariam estar estacionárias no osciloscópio. Uma vez que as duas frequências não são exatamente as mesmas, a referência parece estar estacionária e o sinal de teste se move. Medindo a velocidade de movimento do sinal de ensaio, pode determinar-se o desvio entre frequências.