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Phasenverzerrung

Phasenverzerrung bezeichnet Abweichungen in der Phasenlage der Frequenzkomponenten eines Signals, die zu einer Verformung der zeitlichen Wellenform führen, obwohl die Amplituden der Spektralanteile unverändert bleiben. In einem linearen zeitinvarianten System lässt sich die komplexe Übertragungsfunktion als H(ω) = |H(ω)|e^{jφ(ω)} schreiben; nur eine Phasenverschiebung, die linear in ω ist (φ(ω) = -ωτ), entspricht reinem Delay und verzerrt das Signal nicht. Eine nichtlineare Phasenfunktion φ(ω) bewirkt dagegen Phasenverzerrung.

Ursachen sind unter anderem Filter mit nichtlinearem Phasenverlauf, Dispersion in Übertragungswegen, Mehrwegeausbreitung oder digitale Verarbeitung, bei

Die Auswirkungen zeigen sich vor allem bei komplexen oder zeitlich schnell ändernden Signalen: Transienten, Impulsformen und

Messung und Kennzahlen umfassen die Phasenreaktion φ(ω) und die Gruppendelay GD(ω) = -dφ/dω. Lineare Phasenbedingungen werden oft durch

der
verschiedene
Frequenzen
unterschiedlich
stark
verzögert
werden.
Auch
adaptive
oder
räumlich
verteilte
Systeme
können
Phasenungleichheiten
erzeugen.
die
relative
Anordnung
von
Harmonischen
können
gestreckt
oder
verschoben
wirken,
wodurch
der
Klangcharakter,
das
Timing
oder
die
Signalintegrität
leidet.
Bei
Audiosignalen
kann
eine
Phasenverzerrung
das
subjektive
Klangbild
verändern,
insbesondere
bei
Mehrkanal-
oder
Surround-Anwendungen,
obwohl
die
Spektralenergie
gleich
bleibt.
symmetrische
Impulsantworten
in
FIR-Filtern
erreicht.
Abhilfen
bestehen
in
der
Verwendung
linearer
Phase-Filtern,
Allpassverarbeitung
zur
Phasencompensation
oder
gezielter
Delay-Anpassung,
um
Phasenverzerrung
zu
minimieren
oder
zu
korrigieren.