Zeitverzögerungen

Zeitverzögerungen, oft einfach Verzögerungen genannt, bezeichnet die zeitliche Verschiebung zwischen Ursache und Wirkung in einem System. Sie können durch physikalische Ausbreitung, Verarbeitung oder Wartezeiten entstehen und treten in vielen Bereichen auf, von technischen Systemen über Kommunikationsnetze bis zu menschlichen Reaktionsprozessen.

Arten und Ursachen: Propagation delay ist die Zeit, die ein Signal benötigt, um von einem Ort zum anderen zu gelangen, etwa in Kabeln oder Funkverbindungen. Verarbeitungsverzögerung resultiert aus Rechen- oder Codierprozessen in Geräten. Warteschlangenverzögerung entsteht, wenn Eingaben in Puffern warten müssen oder durch Scheduling in Mehrbenutzersystemen. Totzeit subsumiert Verzögerungen, die sich konstant zeitlich verschieben lassen und in der Regel nicht durch lineare Modellierung ausgeglichen werden können. Jitter bezeichnet die zeitliche Variabilität der Verzögerung.

Mathematisch wird eine einfache Verzögerung oft durch y(t) = x(t - T) beschrieben, wobei T die Verzögerungszeit ist. In komplexen Systemen können mehrere Verzögerungen kumulativ auftreten und zusammen mit Rauschen bzw. Nichtlinearitäten das Verhalten beeinflussen. Die Messung erfolgt durch Zeitstempelung von Ein- und Ausgaben, Round-Trip-Time in Netzwerken oder durch Impulsantworten in der Signalanalyse.

Anwendungen und Folgen: Verzögerungen sind in der Regel kritisch in Regelkreisen, Echtzeitsystemen und Kommunikationsnetzen. Hohe oder variable Verzögerungen führen zu Instabilität, schlechter Reaktionsqualität oder schlechter Nutzungsqualität. Methoden zur Reduktion oder Kompensation umfassen Pufferung, Vorhersage, Dead-Zone-Filter, Zeitkompensation oder Design von robusten Regelkreisen.

Siehe auch: Latenz, Jitter, Totzeit, Verzögerung.