Rechner für Phasenverschiebung und Zeitverzögerung

Geben Sie einen Phasenwinkel in Grad ein, um die entsprechende Verzögerung in Sekunden zu erhalten, oder tragen Sie eine Verzögerung in Sekunden ein, um den zugehörigen Phasenwinkel zu bestimmen. Das Ergebnis enthält außerdem die Signalperiode und den Zyklusanteil. Dadurch lassen sich zeitliche Beziehungen bei Oszilloskopen, Audiosystemen, Regelkreisen, Kommunikationsverbindungen und anderen wiederkehrenden Wellenformen prüfen, ohne die Formel von Hand umzustellen.

Phasenwinkel und verstrichene Zeit verknüpfen

Phase und Zeit beschreiben dieselbe Position innerhalb eines sich wiederholenden Zyklus auf unterschiedliche Weise. Ein vollständiger Zyklus umfasst 360 Grad; seine Dauer ist die Periode, also der Kehrwert der Frequenz. Ein Phasenwinkel stellt daher den Anteil einer Periode dar, der sich durch Division des Winkels durch 360 ergibt. Zur Umrechnung von Phase in Verzögerung teilt der Rechner den Phasenwinkel durch 360 und anschließend durch die Frequenz. Beispielsweise entsprechen 90 Grad einem Viertelzyklus, sodass die Verzögerung bei jeder Frequenz ein Viertel der jeweiligen Signalperiode beträgt. Dieser Zusammenhang gilt für ideale periodische Signale unabhängig von Amplitude und Wellenform, sofern die verglichenen Punkte dieselbe Frequenz und einen einheitlichen Phasenbezug verwenden. Positive und negative Eingaben sind zulässig: Das Vorzeichen kann je nach Konvention Ihrer Schaltung, Ihres Messgeräts oder Ihrer Simulation zwischen Nacheilen und Voreilen unterscheiden. Da sich Vorzeichenkonventionen zwischen Fachgebieten unterscheiden, sollten Sie für alle Messungen dieselbe Konvention beibehalten, statt einem positiven Ergebnis eine allgemein gültige physikalische Bedeutung zuzuschreiben. Der Rechner gibt Sekunden aus und wechselt die Einheit nicht unbemerkt. Eine anschließende Umrechnung in Millisekunden, Mikrosekunden oder Nanosekunden kann deshalb ausdrücklich und nachvollziehbar erfolgen.

Eine gemessene Verzögerung in Grad umrechnen

Ist der zeitliche Abstand bekannt, ergibt sich die Phase durch Multiplikation der Verzögerung mit der Frequenz und mit 360 Grad je Zyklus. Diese Umrechnungsrichtung ist besonders hilfreich, wenn die Cursor eines Oszilloskops eine Zeitdifferenz liefern, eine Spezifikation oder ein Reglerentwurf jedoch Grad verwendet. Die ausgegebene Phase wird nicht zwangsweise auf einen Bereich wie null bis 360 Grad begrenzt. Das ist beabsichtigt: Eine Verzögerung von mehr als einer Periode enthält Angaben über vollständige Zyklen, die bei einer Reduktion modulo eines Zyklus verloren gingen. Benötigen Sie lediglich die entsprechende Position innerhalb eines einzigen Zyklus, reduzieren Sie die angegebene Zykluszahl oder Phase entsprechend der Konvention Ihrer Anwendung. Die Frequenz muss strikt positiv sein, da eine Frequenz von null keine endliche Periode besitzt und keinen Phasenfortschritt definieren kann. Die eingegebene Verzögerung darf null, positiv oder negativ sein; auch gebrochene Frequenzen werden unterstützt. Vergewissern Sie sich für verlässliche Ergebnisse, dass Verzögerung und Frequenz zu derselben stationären periodischen Komponente gehören. Ein breitbandiger Transient, eine veränderliche Frequenz oder zwei nicht zusammengehörige Signale lassen sich ohne weitergehende Signalanalyse nicht mit diesem Einfrequenz-Zusammenhang beschreiben.

Das Ergebnis lesen und überprüfen

Die Antwort enthält die gewählte Umrechnungsrichtung, die Frequenz in Hertz, die Periode in Sekunden, die Phase in Grad, die Verzögerung in Sekunden und die vorzeichenbehaftete Zykluszahl. Diese zusammengehörigen Werte ermöglichen nützliche Gegenprüfungen. Periode mal Frequenz muss eins ergeben; Zyklen mal 360 müssen die Phase ergeben; und Zyklen mal Periode müssen die Verzögerung ergeben. Kleine Dezimalabweichungen können auftreten, weil Ergebnisse als endliche JavaScript-Zahlen dargestellt werden. Der Algorithmus rundet die Ausgabe jedoch einheitlich auf fünfzehn signifikante Stellen und bleibt dadurch deterministisch. Dieser Rechner bildet ausschließlich den mathematischen Zeitzusammenhang ab. Er schätzt weder Bauteiltoleranzen noch Kabeldispersion, Gruppenlaufzeit, Taktjitter oder den frequenzabhängigen Phasengang eines realen Netzwerks. Bei einer Wobbelmessung sollten Sie jeden Frequenzpunkt einzeln mit seiner zugehörigen Phase oder Verzögerung berechnen. Unterscheiden Sie bei modulierten oder breitbandigen Signalen außerdem zwischen Phasenlaufzeit und Gruppenlaufzeit: Dieses Werkzeug rechnet die Phase einer einzelnen periodischen Komponente um, während die Gruppenlaufzeit die Änderung der Phase über der Frequenz betrifft. Innerhalb dieses Anwendungsbereichs eignet sich das Ergebnis für Prüfplanung, Entwicklungsunterlagen, automatisierte Kontrollen und die Überprüfung manueller Berechnungen. Für API-Anfragen gilt der mit $0.002 angezeigte Grundpreis.