Vaiheviiveisistä

Vaiheviiveisistä on käsite signaalin käsittelyssä ja aaltojen kulussa, joka kuvaa ilmiöitä, laitteita tai materiaaleja, jotka aiheuttavat signaalin vaiheen viivästymisen ja jonka suuruus riippuu signaalin taajuudesta. Toisin kuin puhtaan lineaarinen aikaviive, jossa viive on saman suuruinen kaikille taajuuksille, vaiheviiveisissä vasteissa vaiheen kertymä ja ryhmäviive voivat muuttua taajuuden mukaan. Tämä voi johtaa signaalin muodon ja ajoituksen muutoksiin erityisesti monitaajuisessa sisääntulossa.

Ilmiön taustalla on dispersion, eli eri taajuuksien kulkunopeuksien ero. Materiaalit, johdot, kuidut sekä erilaiset suodattimet voivat aiheuttaa taajuusriippuvaista vaiheviivettä. Vaiheviiveiset ilmiöt voivat olla sekä luonnollisia, kuten kuidun tai ilman paineen vaikutuksia, että suunniteltuja, kuten tietyn eratason suodattimen aiheuttamia vaihevaskeen muutoksia. Taipumus ei välttämättä vaikuta signaalin amplitudiin, mutta se voi silti heikentää ajoitusta, pulssin tarkkuutta ja taajuusalueen suorituskykyä.

Mittaus ja hallinta perustuvat vaihevasteen analysointiin. Yleisiä mittareita ovat vaihevaste, Bode-käyrä sekä ryhmäviive, joka kuvaa aikaviiveen kokonaisvaikutusta taajuudella. Lineaarin vaihevasteen saavuttamiseksi voidaan suunnitella lineaarifaasisia suodattimia tai käyttää kompensaatiota, jotta viive pysyy mahdollisimman taajuudesta riippumattomana.

Esimerkkejä ovat sähköiset RC-verkot, kaapeli- ja kuitujärjestelmät sekä digitaalisten suodattimien vaihevasteet. Vaiheviiveisten ilmiöiden hallinta on keskeistä viestintäjärjestelmien ajoituksen, signaalinlaadun ja tarkkuuden kannalta. Lisätietoja löytyy signaalinkäsittelyn perusteista, dispersiosta ja ryhmäviiveen käsittelemisestä.