저항성 재료를 이용한 새로운 신호 무결성 향상 및 불요 전자파 억제 기법
A New Method of Signal Integrity Improvement and Radiated Emission Reduction using Resistive Materials
- 주제(키워드) Resistive material , Signal Integrity , 저항성 재료
- 발행기관 아주대학교 대학원
- 지도교수 이해영
- 발행년도 2008
- 학위수여년월 2008. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
일반적인 고속 디지털 시스템에서 전원/접지면의 불연속 지점은 Electromagnetic Interference(EMI)의 주요한 소스원이 된다. 특히, 디지털 회로와 장해 전자파에 민감한 아날로그 회로 사이에 잡음 결합을 예방하기 위한 궤환 전류 평면의 슬롯 그리고 I/O 케이블로부터 전자파 방출을 억제하기 위한 슬롯은 EMI 잡음 레벨 상승 및 신호 무결성에 악 영향을 미치며, 인접 선로간의 누화 현상을 발생시켜 전체적인 시스템 성능을 열하 시키는 원인이 된다. 고속 신호의 다층 인쇄 회로 기판(PCB: Printed Circuit Board)에서 궤환 전류 평면의 불연속은 필연적으로 발생할 수 밖에 없는 취약한 구조를 가지고 있다. 일반적으로 궤환 전류를 보상하기 위해서 스티칭 커패시터(Stitching Capacitor) 또는 페라이트 비드(Ferrite Bead)를 사용하는 방법이 제안되었지만, 칩 소자의 자기 공진 주파수(SRF: Self Resonance Frequency)를 가지고 있기 때문에 사용 주파수가 제한적이다. 또한, bridge 선로를 이용한 방법이 제안되었지만 이는 신호 무결성은 보장하는 반면 bridge 선로를 통한 잡음 전달의 단점을 가진다. 본 논문에서는 저항성 재료를 이용하여 신호 무결성을 보장하고 잡음 전달 특성 및 불요 전자파 복사 방출을 효과적으로 억제할 수 있는 새로운 방법을 제안하였다. 저항성 재료는 직렬 커패시턴스로 등가 모델화 할 수 있는 슬롯 된 궤환 전류 평면에 병렬 저항의 새로운 경로를 형성하여 궤환 전류의 흐름을 보상하는 효과가 있다. 또한, 불요 전자파의 전달 경로를 저항 성분으로 차단해 줌으로써 잡음 전달 특성 및 불요 전자파 복사 방출을 억제하는 효과를 가짐을 확인하였다. 고속 디지털 시스템에서 제안된 저항성 재료를 이용한 기법을 사용했을 경우 잡음 전달 및 불요 전자파 복사 방출을 억제하면서 신호 무결성을 보장할 수 있을 것으로 기대한다.
more초록/요약
In a high-speed digital system, a discontinuous plane is a noise source of EMI(Electromagnetic Interference).A slot of a return current plane that suppresses a noise coupling between a digital plane and an analog plane is a major noise source. It increases a radiated emission level and has influence on the signal integrity. In order to compensate the return current path of the slot plane, the stitching capacitor or the ferrite bead have been proposed. However, because the chip device has the SRF(self resonance frequency), it is used restrictively. A method that uses the bridge line is also proposed. It guarantees the signal integrity, but this structure has a defect that does not suppress the noise propagation because the bridge line is the path of noise propagation. This thesis presents a novel technique using resistive materials. The resistive material compensates the return current path of the isolated plane and reduces the noise propagation and the radiated emission due to the resistance. In the measurement result, the board using resistive material improves the suppression of the noise propagation and the radiated emission compared with the bridge board. Because the proposed board compensates the return current path of the isolated plane, it also improves the signal transmission characteristics compared with the slot board We expect the proposed technique using the resistive materials to improve the performance of the high-speed digital system.
more목차
제1장 서론 = 1
제2장 고속 디지털 시스템에서의 전자파 장해 이론적 배경 = 3
제1절 전자파 환경 = 3
제2절 신호 무결성 (Signal Integrity) = 6
2.1.1 반사와 링잉/라운딩 (Reflection and Ringing/Rounding) = 6
2.1.2 누화 (Crosstalk) = 10
2.1.3 지터(Jitter) = 15
제3장 인쇄 회로 기판에서의 분할된 궤환 전류 평면 = 16
제1절 전원단 잡음 전달 특성 = 16
제2절 분할된 궤환 전류 평면에서의 전자파장해 = 21
3.2.1 분할된 궤환 전류 평면 = 21
3.2.2 Bridge 선로를 이용한 대책 방법 = 25
제4장 분할된 궤환 전류 평면에서의 저항성 재료 효과 = 30
제1절 저항 효과 = 30
제2절 저항성 재료를 이용한 전자파장해 대책 방법 = 33
4.2.1 신호 무결성 및 잡음 전달 특성 = 33
4.2.2 누화 (Crosstalk) = 39
4.2.3 불요 전자파 복사 방출 = 43
제5장 결론 = 45
참고 문헌 = 46
Abstract = 52
