Out-of-Phase (역상)

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정의

두 신호가 동일 주파수이지만, 시간, 위상 각도가 서로 어긋난 상태를 의미한다.

동일한 파형이라도 위상이 다르면 시작점, 진동 패턴이 달라져 합성 결과가 크게 변한다.

특히 오디오, 진동, 전기 시스템에서는 두 신호의 위상이 얼마나 어긋났는지가 간섭, 소멸, 증폭, 방향성 등 다양한 물리 현상을 결정한다.

180° 위상 반전과 같이 정확한 반대 위상일 경우, 두 신호가 서로 상쇄되어 전체 출력이 크게 줄어들 수 있으며, 이는 스테레오 취소, 마이크 캔슬, 전력 전달 저하 등의 문제를 일으킨다.

Out-of-Phase의 원리는 동일한 주파수 신호는 위상 차이가 있을 때 중첩(Superposition) 결과가 달라지고, 그 차이가 파동의 강화, 상쇄를 결정한다는 사실에 기반한다.

Sine Wave (정현파)는 보통 A·sin(ωt + φ) 형태로 표현되며, φ가 신호의 위상이다.

두 신호 간 위상 차이가 0°면

In-Phase (동상), 180°면 Out-of-Phase이다.

Out-of-Phase는 동일 주파수일 때만 명확히 정의된다.

주파수가 다르면 위상 차이는 시간에 따라 계속 변한다.

전기 회로에서는 전압, 전류 위상이 어긋나면 유효 전력이 감소한다.

구조 진동에서는 모드 간 위상 차이가 변위 패턴을 결정한다.


x1(t) = A·sin(ωt)
x2(t) = A·sin(ωt + Δφ)


x_sum = 2A·cos(Δφ/2) · sin(ωt + Δφ/2)


If Δφ = π → x_sum = 0


Δφ = φ2 − φ1


Δt = Δφ / ω

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