Faseverschuivingen

Faseverschuivingen zijn het verschil in fase tussen twee signalen die dezelfde frequentie hebben. In de tijdsduur is dit herkenbaar als een tijdvertraging t tussen ingang en uitgang, aangezienφ = ωt met ω = 2πf. In het frequentiedomein wordt de relatie beschreven door de complexe overdrachtsfunctie H(jω) = |H(jω)|e^{iφ(ω)}; de fase φ(ω) geeft aan hoe de golfvorm verschuift bij verschillende frequenties.

Oorzaken van faseverschuivingen zijn onder meer propagatietijd in media en kabels, reflecties en interferentie, en dispersie waarbij de faseverschuiving afhankelijk is van de frequentie. In lineaire tijdinvariante systemen ontstaat een frequentiereactie die zowel amplitude als fase controleert; vertragingen kunnen leiden tot verschuivingen van interferentiepatronen en tot verminderde signaalcoherentie.

Voorbeelden komen veel voor in de elektronica en optica. In elektronica treden faseverschuivingen op bij RC- en LC-filters en bij lange kabels; in communicatie- en signaalverwerking beïnvloeden ze de signaalintegriteit en de timing. In optica kunnen dunne-films, lagen en schuin georiënteerde kristallen leiden tot faseverschuivingen die interferentiepatronen veroorzaken.

Metingen en analyse gebeuren vaak met een oscilloscoop, een vectornetwerkanalysator of via een Bode-diagram, waarbij de fase φ(ω) als functie van frequentie wordt weergegeven. Het begrip van faseverschuivingen is essentieel voor correctie en compensatie, bijvoorbeeld door equalization of latere signaalverwerking, om ongewenste phase distortions te beperken.

In de natuurkunde spelen faseverschuivingen ook een rol in golffrontinterferentie en kwantummechanische scattering, waar ze de uitkomsten van interferentie en cross-section-effetti bepalen.