Chapter 16. 두 신호간의 위상차 구하는 방법 [오실로스코프, 리골이 알려줄게]

 

전자 신호 분석에서 위상 차이(Phase Difference)는 시간차, 거리차, 주기적 간섭 등을 파악하는 핵심 지표입니다.

이번 글에서는 RIGOL 오실로스코프를 사용하여 두 개의 사인파 신호 간 위상차를 정밀하게 측정하는 방법과 그 원리, 실무 적용 예시까지 소개해 드립니다.

 

 

 

위상차 측정이 중요한 이유

위상차는 같은 주파수를 가지는 두 신호가 얼마나 시간적으로 어긋나 있는지를 ‘각도’로 표현한 개념입니다.

실무에서 위상차는 다음과 같은 분야에 쓰입니다.

 

 

 

• 거리 측정 (초음파, 레이더)
• 위성 간 동기화
• 교류 전기 제어 (인버터, 모터)
• 디지털 신호 처리에서의 시간 정렬

 

위상 차이는 단순히 시간 지연을 각도로 표현한 것이 아니라, 신호 간 정렬 상태를 정량화하여 비교할 수 있게 해주는 중요한 지표입니다. 이를 통해 회로 동작의 신뢰도를 높이고 시스템의 제어 정확도를 극대화할 수 있습니다.

 

 

위상차 계산 공식

오실로스코프에서 측정되는 두 신호 간 위상차는 다음과 같은 수식으로 계산됩니다.

 

💡 위상차(도) = (rising edge 간 시간차 ÷ 신호 주기) × 360°

 

• 양수: CH1이 CH2보다 빠름
• 음수: CH1이 CH2보다 느림

 

위상차 측정은 오실로스코프가 자동으로 두 채널의 상승 에지 간 시간차를 계산하고, 신호의 주기 정보를 이용하여 각도로 변환해줍니다. 이 과정에서 측정된 수치는 실시간으로 업데이트되어 다이내믹한 분석이 가능합니다.

 

 

 

실습 준비 및 연결

 

• CH1: SINE 신호 입력
• CH2: GLITCH_SINE 또는 시간차가 있는 신호 입력
• 두 채널 모두 GND에 연결하여 정확한 접지를 확보합니다
• [Auto] 버튼으로 파형을 자동 정렬해 두 채널의 신호를 비교 가능하게 만듭니다

 

CH1과 CH2의 파형이 명확하게 식별될 수 있도록 오실로스코프의 수직 및 수평 스케일을 조정하는 것도 중요합니다.

 

 

위상차 측정 방법

 

① [Measure] 버튼 → [Other] → Phase(r-r) 선택

② Source A = CH1, Source B = CH2

③ 화면에 측정된 위상차(°)가 바로 표시됩니다

 

 

 

고급 설정: Count, Threshold

 

• [Setting] 메뉴에서 Count 수 증가 → 평균, 최대, 최소, 표준편차 표시
• Threshold 값을 조절하여 노이즈 또는 기준점 오차를 보정
• 장시간 분석 시, 위상 안정성을 확인하는 데 유용합니다

 

Count 수치를 늘리면 신호 간 위상차의 통계적 변동성을 정밀하게 확인할 수 있어, 시간에 따른 위상 이동이나 동기화 불안정성을 실시간으로 진단할 수 있습니다.

 

 

실무 적용 예시

센서 동기화: 초음파 센서에서 송신과 수신 시간차를 각도로 환산

통신 동기화: 위상 정렬을 통해 데이터 손실 최소화

모터 제어: BLDC 모터 구동 시 위상각 제어로 회전 위치 정밀 제어

위성 GPS 수신기 설계: 복수 채널 위상 보정 필수

 

위상차를 통해 동기화 정확도를 정량적으로 측정할 수 있으며, 여러 회로의 응답 특성을 비교할 수 있는 기준이 됩니다. 특히 고속 신호나 고주파 환경에서는 위상차가 시스템 성능에 결정적인 영향을 미치므로 정확한 측정이 필수입니다.

 

 

두 신호간의 위상차 구하는 방법에 대한 자세한 정보는 아래 영상을 통해 확인해주세요!

 

---

 

위상차 분석은 고급 신호 해석의 시작!

 

단순히 파형을 보는 것을 넘어서, 신호 간 관계를 정량적으로 분석할 수 있어야 복잡한 시스템을 제어하고 동기화할 수 있습니다. 위상차 분석을 쉽고 정밀하게 도와주는 다양한 측정 기능을 제공하는 RIGOL 오실로스코프를 경험해 보세요! 사용한 RIGOL 오실로스코프에 대한 자세한 정보는 RIGOL 공식 홈페이지를 통해 확인해 주세요!

 

>> ROGOL 제품 구매하러 가기

>> RIOGL 공식 홈페이지 방문하기

 

문의사항 : 리골코리아 02-6953-4466, info.kr@rigol.com