Phase, Phase Angle, Phase Shift, Phase Difference   위상, 위상각, 위상변이, 위상천이, 위상차

(2017-06-07)

진상, 지상(遲相), 동상

1. 위상(Phase,位相) 이란?파동을 특징짓는 주요 량(진폭,주파수,위상 등) 중 하나로써,
     - `세기 (진폭)` 또는 `주기적인 진동 횟수/변화 (주파수)` 가 아니고, 
     - `동일 주파수에서 시간차/편위/어긋남` 등을 표현하는 양(量)
        . 따라서, 같은 주파수(주기)가 전제되지 않으면 위상 언급은 무의미함

  ㅇ 위상의 단위 : 라디안(Radian) 또는 일반 각도(˚)


2. 위상 관련 기초 용어 : 위상 각(Phase Angle), 초기 위상(Initial Phase), 위상(Phase) 등

  ㅇ (시간,공간 모두 고려) cos θ = cos (kx - ωt + Φ)에서,
     - θ : `각도(angle)` 또는 `위상 각(phase angle)` 또는 `위상(phase)`

     - Φ : 위상차/위상편이/위상천이/위상변동(Phase Difference,Phase Variation,Phase Shift)
        
        . 통상, 위상차 Φ 만을 가리켜 `위상(phase)` 또는 `위상각(phase angle)`이라 함

  ㅇ (시간 만 고려)        cos θ = cos (ωt + Φ)에서,
     
     - ωt = 2πft = (2π/T)t : 시간 주기성을 갖는 라디안 위상각 변화량
        . 여기서, ω는 각주파수(Angular Frequency), T는 시간주기(Temporal Period)

     - t=0 에서의 Φ          : `초기 위상(initial phase)` 또는 `영 위상점`

  ㅇ (공간 만 고려)        cos θ = cos (kx + Φ)에서,
     - kx = (2π/λ)x         : 길이 주기성을 갖는 라디안 위상각 변화량
        . 여기서, k는 파수(Wave Number), λ는 공간주기파장(Wavelength)

     - x=0 에서의 Φ          : `초기 위상(initial phase)` 또는 `영 위상점`

  ※ [단위]
     - θ,Φ,ωt,kx 모두가 무 차원라디안 각도로써 단위를 나타냄
     - 한편, 개별 량(量)인 ω,t,k,x는 차원 있는 단위를 갖음 : ω(rad/sec),t(sec),k(rad/m),x(m)


3. 위상 관련 용어 : 시간,공간 모두 고려한 경우

  ※ (例 : 물리적인 파형, 전자기파)  

  ㅇ 위상속도, 군속도 [meter/sec]
     위상정수
     - 파동이 진행한 단위길이당 위상변화량 [ rad/meter ]

  ※ 한편, 시간,공간을 따라 움직이는/변하는 파형(파동) 형태식은,  ☞ 파동함수,파동방정식 참고


4. 위상 관련 용어 : 시간 만 고려한 경우

  ※ (例 : 전기적인 파형, 회로 해석)  

  ㅇ 순시위상(Instantaneous Phase) 및 위상편이(Phase Deviation)/위상천이(Phase Shift)
     - 일반적인 정현파 신호 표현식에서,
       
        . 순시 위상 : θi(t) = 2πfct + Φ(t)
        . 위상 편이 : 시간적으로 변하는 위상 변동분  Φ(t) 

     * 例) 위상천이를 이용한 변조 : 위상천이변조(PSK)

  ㅇ 진상(lead), 지상(lag), 동상(in phase)
     - 위상이 앞서면 진상(lead)  ☞ 진상회로
     - 위상이 뒤지면 지상(lag)   ☞ 지상회로
     - 같은 위상이면 동상(in phase) 이라고 함

     * 두 신호 간에 고정된 위상관계를 갖게 함  ☞ 위상동기 참조
     * 의도적인 위상 천이의 발생 장치          ☞ 위상천이회로, 위상보상기 참조

  ㅇ 최소 위상비최소 위상
     * 전달함수영점(Zero)복소평면 상의 위치에 따라,
     - 최소 위상   : 모든 영점(Zero)s 평면 좌반부 또는 jω축상에 있음
     - 비최소 위상 : s 평면 우반부에 영점이 하나라도 있는 경우

  ㅇ 선형 위상(Linear Phase) 및 비선형 위상
     - 입력,출력의 위상 차이가 신호주파수선형 비례 ☞ `이상적인 무왜곡 전송` 참조
     - 입력,출력의 위상 차이가 신호주파수비선형적  ☞ `위상왜곡` 참조

  ㅇ 전력계통에서 단상,3상
     - 단상 (Single Phase) : 1개의 전압원(전압 파형) 만을 갖는 교류
     - 3 상 (Three Phase)  : 크기 및 주파수가 같은 3개의 전압원(3상전압 파형)을 갖으나,
                             위상이 1/3 주기(120˚)씩 떨어진 교류복소수에 의한 위상 표현 방법 : 페이저(Phasor)
     - 정현파적 신호를 편리하게 나타낼 수 있는 복소수 표현 ☞ 페이저 참조
 
  ㅇ 주기적인 신호위상변동에 의해 나타나는 현상들 ☞ 지터 원더 슬립 등 참조
     - 원치않는 어긋남의 척도


[신호의 특성량] 1. 위상 2. 주기 3. 주파수 4. 듀티사이클 5. 상승/하강 시간 6. 파고율,파형률 7. 대역폭

 
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