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[PCB EMI] 종단 조건에 따른 반사 l (R5=0, RL=oo) (44) 종단 조건에 따른 반사 분석: 개방 부하 (RL = ∞)전송 선로의 끝단이 개방된 경우, 신호가 어떻게 반사되고 시간에 따라 어떤 전압 파형이 형성되는지를 이해하는 것은 고속 회로나 RF 회로 설계에서 매우 중요합니다. 이번 글에서는 바운스 다이어그램을 활용해 개방 종단 조건에서 반사 현상이 어떻게 발생하는지를 분석해 보겠습니다. 기본 조건은 소스 임피던스 RS = 0, 특성 임피던스 Z0 = 50Ω, 그리고 1V의 스텝 입력입니다. 1. 반사 계수 정의 및 계산반사 계수는 다음과 같이 정의됩니다:개방 부하에서는 RL → ∞이므로 반사 계수 ΓL = 1이 됩니다. 소스 임피던스가 0인 경우, ΓS = -1이 됩니다. 2. 최초 입사파 전압 계산소스 임피던스가 0이므로 스텝 전압 1V가 그대로 선로로 입사.. 2025. 5. 27.
[PCB EMI] 선로 내 다중 반사 구조 (43) 전송선 반사와 신호 무결성: 고속 PCB 설계의 핵심 이슈고속 디지털 회로 설계에서 전송선 반사는 간과할 수 없는 중요한 현상입니다. 특히 신호 주파수가 높아질수록 전송선 효과가 두드러지며, 이는 신호 왜곡이나 타이밍 오류를 초래해 전체 시스템의 신뢰도를 떨어뜨릴 수 있습니다. 본문에서는 전송선의 반사 원리와 이에 따른 파형 왜곡, 그리고 효과적인 반사 제어 방법을 상세히 설명합니다. 임피던스 불일치가 만든 반사의 시작전송선은 일정한 특성 임피던스(Z0)를 갖는 구조입니다. 하지만 이 전송선이 소스나 부하의 임피던스와 일치하지 않을 경우, 전압 파형의 일부가 반사되어 원래의 방향으로 되돌아가는 현상이 발생합니다. 이러한 반사는 신호의 모양을 흐리게 만들거나, 경우에 따라 원치 않는 진동(링잉)까지 유발할.. 2025. 5. 27.
[PCB EMI] 부하조건에 따른 반사 (42) 개방, 단락, 매칭 시의 신호 거동 분석전송 선로에서 신호의 반사 여부는 부하 임피던스(ZL)와 선로의 특성 임피던스(Z0) 간의 관계에 따라 결정됩니다. 부하가 개방(Open), 단락(Short), 매칭(Matched)된 상태는 각각의 반사 계수(Γ) 및 투과 계수(T)에 영향을 주며, 이는 곧 신호 품질과 전송 효율에 직결됩니다. 1. 개방(Open) 상태: ZL = ∞전송 선로 끝단이 개방되어 부하 임피던스가 무한대인 경우, 전류는 흐를 수 없으며 반사 계수는 +1이 됩니다.이는 입사된 신호가 100% 반사되어 원래 방향으로 되돌아감을 의미합니다. 투과 계수는 2로 나타나며, 이는 개방 단에서 전압 기준으로 해석한 결과로 실제 에너지 전달과는 차이가 있습니다. 반사된 전압이 겹쳐지면서 전압이 두 배.. 2025. 5. 27.
[PCB EMI] 반사 계수 (41) 반사 계수와 투과 계수: 전송 선로에서의 신호 분포 해석전송 선로에서 임피던스 불연속이 존재할 경우, 신호의 일부는 반사되고 나머지는 투과합니다. 이 현상을 정량적으로 설명하기 위해 반사 계수(Reflection Coefficient)와 투과 계수(Transmission Coefficient)라는 개념이 사용됩니다. 고속 디지털 회로나 RF 시스템에서 신호 무결성을 확보하려면 이러한 계수에 대한 이해가 필수적입니다. 반사 계수 (Γ): 반사되는 신호의 비율반사 계수는 임피던스 불연속 지점에서 입사하는 전압에 대해 반사되는 전압의 비율을 나타냅니다. 다음과 같은 수식으로 표현됩니다:여기서 ZL은 부하 임피던스, Z0는 전송 선로의 특성 임피던스를 의미합니다.Γ는 실수 혹은 복소수 값을 가지며, -1에서 1.. 2025. 5. 26.
[PCB EMI] 선로내 반사 현상 (40) 임피던스 불일치가 유발하는 파형 왜곡고속 신호가 전달되는 전송 선로에서는 반사(reflection) 현상이 빈번히 발생합니다. 반사는 신호가 전송 중 임피던스가 불연속적인 지점을 만날 때 일어나는 물리적 현상으로, 일부 신호 에너지가 원래 방향으로 되돌아오면서 파형을 왜곡시킵니다. 이 현상은 시스템의 신뢰성과 데이터 정확도에 심각한 영향을 줄 수 있기 때문에 반드시 고려해야 할 요소입니다. 임피던스 불연속이 반사를 유도하는 원리전송 선로를 따라 진행하는 신호는 해당 선로의 특성 임피던스(Z0)에 반응합니다. 만약 종단에 위치한 부하 임피던스(ZL)가 Z0와 다르다면, 이 지점에서 임피던스 불연속이 발생하고 일부 신호는 반사됩니다. 반사된 신호는 원래의 입사파와 중첩되어 오버슈트(overshoot), 언더.. 2025. 5. 26.
[PCB EMI] 전송 선로의 lumped 모델 (39) 간략화된 해석 접근전송 선로의 동작을 보다 직관적으로 이해하기 위해 사용하는 대표적인 방법 중 하나가 집중 소자 모델입니다. 이 방식은 복잡한 전송 구조를 일정 구간의 인덕터(L)와 커패시터(C)로 치환하여 분석함으로써, 고주파 특성과 신호 전파 거동을 간단하게 해석할 수 있는 장점을 가집니다. 집중 소자 모델이란 무엇인가?집중 소자 모델은 전송 선로를 짧은 구간으로 나누고 각 구간을 인덕턴스와 커패시턴스로 구성된 LC 회로로 근사합니다. 실제로 전송 선로는 분포된 형태의 R, L, G, C 값을 갖지만, 신호의 상승 시간이 충분히 느리고 전송 지연이 짧을 경우에는 이러한 근사화가 유효합니다. 즉, 상승 시간(Tr)에 비해 전송 지연(Td)이 매우 작다면, 전체 전송 선로를 몇 개의 LC 회로로 나누어 .. 2025. 5. 26.
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