고속 LVDS 시스템의 EMS 분석 및 개선방안 연구
Analysis and Improvement of EMS on High Speed LVDS System
- 주제(키워드) common mode noise rejection , LVDS , Bragg's condition , common mode filter
- 발행기관 아주대학교 대학원
- 지도교수 이해영
- 발행년도 2008
- 학위수여년월 2008. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
휴대용 정보통신기기는 기존의 통신 기능뿐만 아니라 많은 멀티미디어 기능을 포함함에 따라 시스템 내에서 고속 및 대용량의 데이터 처리능력이 필요하게 되었다. 이러한 고속 디지털 데이터 처리를 위해 병렬 전송방식에 비해 전송속도 및 설계의 단순화와 같은 장점을 가지는 직렬 전송방식이 적용되고 있으며 대표적으로 LVDS (Low Voltage Differential Signaling) 방식이 사용되고 있다. LVDS 전송방식은 저 전압의 스윙 폭을 통해 고속 신호 전송 및 우수한 EMI (Electromagnetic Interference) 억제 특성을 가진다. 또한 휴대용 통신기기 내에서 보드 간의 데이터 전송을 위한 I/O 케이블은 3차원 입체배선, 소형 및 경량화가 가능하고 굴곡성이 우수한 FPC (Flexible Printed Circuit) 케이블이 광범위하게 사용되고 있다. 한편 휴대용 통신기기의 다기능화로 인해 안테나와 같은 방사원과 디지털 I/O 단의 이격거리는 방사잡음의 차단에 필요한 만큼 제공하지 못하고 있다. 현재 3GPP (3rd Generation Partnership Project) GSM(Global System for Mobile) 및 W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) 환경에서는 안테나의 최대출력이 25.2 ~ 35 dBm 범위 내에 존재한다. 이러한 고주파 고출력 전자파 방사 잡음원이 FPC 케이블과 같은 고속 디지털 I/O단 근처에 위치하게 된다면, 데이터 전송 오류가 발생될 수 있다. 본 논문에서는 고속 디지털 전송을 위한 LVDS 환경에서 고주파 고출력 방사잡음이 미치는 영향을 BERT를 이용하여 BER (Bit Error Rate) 및 eye opening 측정과 분석을 하고 이에 대한 해결방안으로써 Bragg’s condition을 적용한 FPC 케이블에 내장된 공통모드필터를 제안하였다. 측정 방식은 IC의 전자파 내성측정 규격인 IEC 62132-3 방식을 적용하였으며, 해결방안에 대한 검증은 역시 BERT를 이용, BER 및 eye opening을 통해 개선 결과를 확인하였다. 공통모드필터를 내장한 FPC 케이블의 LVDS I/O단에 대한 적용은 열악한 고출력, 고주파 잡음환경에서의 데이터 전송 에러율 억제 및 신호 무결성 확보를 보장할 수 있을 것으로 기대한다.
more초록/요약
Including not only conventional but also various state-of-the-art multimedia communication functions, mobile communication devices need to facilitate rapid transfer huge amounts of data. LVDS (Low Voltage Differential Signaling) standard has become very popular and proposed in mobile devices for high speed rate and large capacity of data process. This standard consumes only a small amount of power and therefore LVDS is a very efficient technology, delivering performance at data rates up to 3.125 Gbps and having simple termination, low noise generation. And FPC (Flexible Printed Circuit) cable is extensively applied between boards in mobile device as an I/O cable due to its miniaturization, three dimension routing and flexibility. On the other hand, due to multi-functionalization and miniaturization of mobile device, the distance between noise source such as antenna and digital I/O part is not enough to reject radiation noise from source. Namely, data transmission error may be occurred frequently in this noisy environment. In this thesis, the effects of high power and frequency radiated RF interference on a high speed LVDS system are investigated for EMS (Electromagnetic Susceptibility) and its improvement method. The solution is a common mode filter embedded in FPC cable using bragg's condition. Noise source on the high speed LVDS system induced by external electromagnetic source such as a antenna in GSM or W-CDMA mobile telecommunication device is determined based on IEC 62132-3 bulk current injection (BCI) injection method. Signal bit error rate (BER) and eye opening results are used to determine the susceptibility of the system subject to external radiated RF interference. And the results of solution using bragg's condition also are verified through BER and eye opening. We expect that the proposed FPC cable composing common mode filter using Bragg's condition is able to guarantee non-bit error and signal integrity of digital waveform in high power and frequency noisy environment.
more목차
제1장 서론 = 1
제2장 저 전압 차동 전송을 위한 LVDS 시스템 = 3
제1절 LVDS 시스템의 필요성 = 3
제2절 LVDS 시스템의 특성 및 장점 = 5
2.1.1 범용 LVDS 시스템의 특성 = 5
2.1.2 다양한 기술 응용 및 공급 전압 = 7
2.1.3 낮은 전자파 간섭 = 9
제3장 이동통신 단말기내의 전자파 환경 및 IC 내성 테스트 방법 = 12
제1절 3세대 디지털 이동통신 단말기 내 전자파 환경 = 12
제2절 IC (Integrated Chip) 전자파 내성 테스트 방법 = 16
3.2.1 IEC 62132-2 방사내성 테스트 = 17
3.2.2 IEC 62132-3 방사내성 테스트 (벌크 전류 주입법) = 18
3.2.3 IEC 62132-4 방사내성 테스트 (직접 전력 주입법) = 20
제4장 고속 LVDS 시스템의 전자파 내성 연구 및 개선방안 = 21
제1절 고속 LVDS 시스템의 전자파 내성 연구 = 21
4.1.1 High speed LVDS transceiver 및 차동 FPC 케이블 = 22
4.1.2 BCI (Bulk Current Injection) 프로브 = 25
4.1.3 고속 LVDS 시스템에서의 EMS 평가 결과 = 26
제2절 고속 LVDS 시스템의 전자파 내성 개선 방안 연구 = 33
4.2.1 Bragg’s Condition 이론 = 33
4.2.2 Bragg’s Condition을 적용한 공통모드필터가 내장된연성회로기판 = 39
4.2.3 공통모드필터가 내장된 연성회로 케이블을 적용한 LVDS 시스템의 내성 평가 = 48
제5장 결론 = 55
참고문헌 = 57
ABSTRACT = 63
