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[PCB EMI] 3-도체(Conductor) 시스템 매트릭스 (62) 3-도체(Conductor) 시스템 임피던스 매트릭스3개의 도체로 구성된 시스템에서 임피던스를 수학적으로 표현하는 임피던스 매트릭스에 대해 알아보겠습니다. 이는 다중 도체 환경에서의 신호 전송 특성을 분석하는 데 필수적인 도구입니다. 일반적인 전송 선로 구조일반적인 2 도체 전송 선로 구조에서는 단위 길이당 자체 인덕턴스(L)와 자체 커패시턴스(C), 그리고 저항(R)과 컨덕턴스(G)를 이용하여 선로의 전기적 특성을 기술합니다. 하지만 3개 이상의 도체가 존재하는 경우, 각 도체 간의 상호 작용을 고려해야 합니다. 3-도체 시스템 파라미터3-도체 시스템에서는 각 도체의 자체 인덕턴스(L11, L22, L33), 자체 커패시턴스(C11, C22, C33), 그리고 도체 간의 상호 인덕턴스(L12, L13,.. 2025. 6. 4.
[PCB EMI] Differential 신호 선로 설계 (61) 차동 신호 선로 설계 시 어떤 원칙을 따라야 할까?차동 신호(Differential Signal)는 두 개의 상반된 신호를 이용해 외부 잡음에 강한 전송을 구현하는 방식이다. 고속 디지털 회로나 EMI가 민감한 설계에서 자주 사용된다. 차동 선로의 품질은 선로 간의 **균형성(Balance)**과 구조적 대칭성에 크게 의존한다. 차동 신호 선로를 설계할 때 꼭 지켜야 할 요소는?두 선로의 대칭 배치: 두 신호선은 가능한 동일한 선폭, 높이, 절연 환경을 유지해야 한다.선로 간 거리 최소화: 선로 간 거리를 좁혀 전자기 결합을 높이고, 루프 면적을 줄이면 EMI가 감소한다.반대 위상의 신호 인가: 송신단에서 동일 크기, 반대 위상의 신호가 각 선로에 공급되어야 한다.종단 임피던스 정합: 수신단에서는 차동 .. 2025. 6. 2.
[PCB EMI] Differential 신호처리의 특징 IV (60) 차동 신호의 외부 잡음 및 타이밍 오차 대응 방식은?차동(Differential) 신호 처리 방식은 고속 전송 환경에서 외부 잡음과 타이밍 오류에 특히 강한 특성을 보입니다. EMI나 크로스톡 같은 외부 간섭이 심한 환경에서도 신호의 안정성을 유지할 수 있어, 다양한 디지털 통신 시스템에서 필수적으로 사용되고 있습니다. 왜 차동 신호는 외부 잡음에 강한가?단일 종단(Single-ended) 방식에서는 외부 잡음이 신호선 하나에 그대로 유입되어 수신단에서 직접 감지됩니다. 이로 인해 시스템 오작동이나 오류가 발생할 수 있습니다.반면 차동 신호 방식은 두 선로에 동일한 잡음이 공통 모드(Common-mode) 형태로 유입되며, 수신단에서는 이 차이를 기준으로 신호를 해석합니다. 결과적으로 동일하게 들어온 잡.. 2025. 6. 2.
[PCB EMI] Differential 신호처리의 특징 III (59) 차동 신호는 공통 임피던스 결합에 어떻게 대응할까?차동(Differential) 신호 처리 방식은 공통 임피던스로 인한 전압 결합 문제에 강한 면모를 보입니다. 특히 접지면(Ground)을 공유하는 복잡한 시스템 환경에서 안정적인 신호 품질을 유지하는 데 큰 장점을 가집니다. 공통 임피던스 결합이란 무엇인가?단일 종단(Single-ended) 방식에서는 여러 회로가 하나의 접지 경로를 공유합니다. 이때 접지에 흐르는 전류로 인해 접지면 임피던스가 전압 변동을 일으킬 수 있습니다. 이를 접지 바운스(Ground Bounce)라고 하며, 신호 기준점이 흔들려 오작동으로 이어질 수 있습니다.여러 IC가 동시에 스위칭할 때 이러한 문제는 더욱 심화됩니다. 접지면의 전압이 요동치면 단일 종단 신호는 이에 그대로 .. 2025. 6. 2.
[PCB EMI] Differential 신호처리의 특징 II (58) 차동 신호는 노이즈 방사와 외부 간섭에 어떻게 대응할까?차동(Differential) 신호 처리 방식은 노이즈 방사(Emission) 감소와 외부 노이즈 내성(Immunity) 측면에서 탁월한 특성을 가집니다. 특히 고속 통신 설계에서 신호 품질을 확보하는 데 중요한 역할을 합니다. 왜 단일 종단 방식은 노이즈에 취약할까?단일 종단(Single-ended) 신호는 하나의 선로와 접지 경로로 구성된 루프를 통해 전류가 흐릅니다. 이 루프 면적이 클수록 전자기장(E-field, H-field)이 더 많이 방사됩니다. 이는 외부 장비에 간섭을 줄 수 있으며, 자체 회로에도 EMI(Electromagnetic Interference)를 유발할 수 있습니다.또한 선로에서 임피던스 불연속이 발생하면 신호 반사가 생.. 2025. 5. 31.
[PCB EMI] Differential 신호처리의 특징 I (57) 차동 신호 처리의 특징 I: 이상적인 귀환 경로차동(Differential) 신호 처리 방식의 중요한 특징 중 하나는 귀환 전류의 흐름이 독립적이라는 점입니다. 이번 글에서는 차동 신호의 안정성과 신뢰성이 어디에서 비롯되는지, 특히 귀환 경로 관점에서 살펴봅니다. 차동 신호의 귀환 전류는 어떻게 흐를까?차동 신호는 두 개의 선로를 통해 서로 반대 위상의 신호를 전달합니다. 이때 각 선로에는 그에 대응되는 귀환 전류가 존재하며, 이 전류는 일반적으로 두 선로 사이에 형성된 경로를 통해 흐릅니다. 즉, 접지면을 통하지 않고 두 선로 간에서만 귀환 전류가 순환합니다.이런 구조는 두 선로가 물리적으로 가까이 배치되고 강하게 결합되어 있을 때 더욱 이상적으로 작동합니다. 결과적으로 전류는 매우 좁은 영역에서 폐루.. 2025. 5. 31.
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