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Phasendreher

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Ein Phasendreher, engl: phase shifter, oder auch: Phasenverschiebung ist eine elektronische Vorrichtung, welche die Phase φ eines ankommenden Signals umkehrt. Die Drehung erfolgt dabei um einen bestimmten Winkel.

Phasenschieber gehören zur Gruppe der Zeitveränderungseffekte, die allgemein auf Instrumenten und Stimmen in der Musikproduktion verwendet werden. Diese Phasendrehung arbeitet, indem man das Eingangssignal nimmt, es ein wenig zeitverzögert und dem ursprünglichen nicht-verzögerten Signal wieder zurückmischt, so dass bestimmte Frequenzen des Klangs gleichphasig oder gegenphasig sind; siehe auch Kammfiltereffekt.

Arten von Phasendrehern

Im Prinzip lassen sich folgende Gruppen von Phasendrehern unterschieden:

  • Frequenzabhängige Phasendrehung. Dabei wird durch eine zeitliche Verschiebung des Eingangsignals die Phasenverschiebung einer bestimmten Frequenz erreicht. Da unterschiedliche Frequenzen allerdings unterschiedlich lange Periodenzeiten aufweisen, ist die Phasendrehung je nach Frequenz unterschiedlich. Realisiert werden kann diese Form durch entsprechende Laufzeitglieder oder auch in Form von Allpässen.
  • Frequenzneutrale Phasendreher. Diese Schaltungen verschieben über ein Spektrum einheitlich um einen bestimmten Winkel. Das dabei entstehende Signal ist im Regelfall komplexwertig. Jene Phasendreher werden auch als Hilbert-Transformatoren bezeichnet, und bedienen sich der so genannten Hilbert-Transformation. Dabei verursacht jeder Hilbert-Transformator eine Drehung des Spektrums um 90°. Die Hilbert-Transformation spielt in der Signalverarbeitung eine zentrale Rolle und findet unter anderem im Bereich der Modulationstechnik Anwendung.

Verwendung des Wortes Phase

Bild:VerpoltesSignalA.png

Sägezahnsignale
oben: Originalsignal
mitte: 180°-phasenverschobenes Signal
unten: Verpoltes Signal

Im Technikerjagon spricht man von einer Phasendrehung eines Audiosignals oder von einem phasenverkehrten Signal, wenn einfach die beiden Adern eines symmetrischen Signals verpolt (vertauscht) wurden (Invertierung des Spannungsverlaufs). Der Begriff der "Phase" ist dann falsch angewendet, wenn das Signal auf der Zeitachse verschoben wird statt mit -1 multipliziert.

In nebenstehener Abbildung ist dieser Umstand verdeutlicht: Man erkennt, dass das um 180° in der Grundfrequenz phasenverschobene Signal nicht gleich dem verpolten Signal ist (Zeitverschobenes Signal). Der Grund liegt darin, dass sich dieses Originalsignal in Summe aus vielen einzelnen Sinusschwingungen unterschiedlicher Frequenz zusammensetzt, was in der Fourieranalyse ausgenützt wird. Nur bei einem harmonischen Signal (Sinus), gleicht das verpolte Signal dem um 180° phasenverschobenen Signalverlauf.

Wikipedia
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