Phasenverschiebung

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Als Phasenverschiebung wird der Unterschied der Phase zweier verschiedener periodischer Vorgänge bezeichnet. Erscheinungen der Phasenverschiebung treten vor allem in der Elektrotechnik, der Elektroakustik und in der Akustik auf.

Bei harmonischen Schwingungen ist das Maß der Phasenverschiebung proportional zur zeitlichen Differenz der Nulldurchgänge zweier Schwingungen. Bei Schwingungen mit gleicher Periodendauer bzw. Frequenz setzt man die Periodendauer gleich 360° und gibt das Maß der Phasenverschiebung als Winkel Δ φ an. Dieser Winkel wird auch Phasendifferenz oder Phasenwinkel genannt.

Werden zwei oder mehrere Schallwellen gleicher Frequenz überlagert, so ergibt sich als resultierendes Signal je nach Phasenwinkel ein entweder verstärktes oder gedämpftes Signal. Eine solche Überlagerung wird Interferenz genannt. Zum Zusammenhang von Phasenverschiebung Δ φ und Laufzeitdifferenz Δ t siehe Laufzeitstereofonie.

Mit der digitalen Signalverarbeitung ist es heute möglich, die Phasenlage der verschiedenen Lautsprechern zugeführten Signale zu verstellen und damit die Tonabstrahlung zu steuern.

Von einer Phasenverschiebung von 180° wird häufig gesprochen, wenn einfache Verpolung gemeint ist.

Der Zusammenhang zwischen dem Phasenwinkel φBogen im Bogenmaß und der Laufzeitdifferenz Δ t ist (2 π = 360°):
φBogen = ω · Δ t = 2 · π · f · Δ t Δ t = φBogen / ω = φBogen / 2 · π · f
c = 343 m/s und in Grad: φ° = 360 · f · Δ t
Δ t = φ° / 360 · f
λ = c / f
Für ein festes Delay von Δ t = 0,5 ms ergibt sich folgende frequenzabhängige Phasenverschiebung φ°:

φ°

φBogen

f

λ

360°

180°

90°

2 π

π

π / 2

2000 Hz

1000 Hz

500 Hz

0,1715 m

0,3430 m

0,6860 m

45°

22,5°

11,25°

π / 4

π / 8

π /16

250 Hz

125 Hz

65,5 Hz

1,372 m

2,744 m

5,237 m

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