[PCB EMI] 차동/공통 mode 특성 임피던스 (65)

신호 형태에 따른 분류

차동 신호 선로에서 신호의 인가 방식에 따라 정의되는 차동 모드(Differential-mode) 특성 임피던스(Z_diff)와 공통 모드(Common-mode) 특성 임피던스(Z_common)에 대해 알아봅니다.

 

차동 모드 임피던스 (Differential-mode Impedance)

두 선로에 크기가 같고 위상이 반대인 신호(+V_odd, -V_odd)를 인가했을 때, 선로 사이에 발생하는 전압과 전류의 관계로 정의됩니다. 이는 Odd-mode 동작에 해당합니다. 차동 모드 임피던스 Z_diff는 각 선로에서 바라본 Odd-mode 임피던스 Z_odd의 두 배로 정의됩니다.

차동 선로를 차동 신호로 구동하면 각 선로는 Z_odd의 임피던스를 가지는 것처럼 보이며, 전체 차동 임피던스는 2 × Z_odd가 됩니다.

 

공통 모드 임피던스 (Common-mode Impedance)

두 선로에 동위상이고 크기가 같은 신호(+V_even, +V_even)를 인가했을 때, 선로와 접지면 사이에 발생하는 전압과 전류의 관계로 정의됩니다. 이는 Even-mode 동작에 해당합니다. 공통 모드 임피던스 Z_common은 각 선로에서 바라본 Even-mode 임피던스 Z_even의 1/2로 정의됩니다.

두 선로를 공통 모드로 구동하면 각 선로는 Z_even의 임피던스를 가지는 것처럼 보이며, 전체 공통 모드 임피던스는 Z_even / 2가 됩니다.

 

마무리하며

차동 모드 임피던스와 공통 모드 임피던스는 차동 신호 선로의 임피던스 특성을 이해하는 데 중요한 개념입니다. 차동 신호 전송에서는 주로 차동 모드 임피던스를 고려하여 임피던스 매칭을 수행하며, 공통 모드 임피던스는 EMI 분석 등에서 중요한 역할을 합니다.