2.4 복합적인 누화(누화의 일반적인 이해)

(1)

2.4 복합적인 누화(누화의 일반적인 이해)

용량성 누화와 유도성 누화가 복합적으로 발생하는 경우를 복합적인 누화라 함.

누화의 일반적인 이해를 위한 실험 장치

그림 6. 두 개의 평행한 루프에서의 누화 측정을 위한 실험 장치(X_f= far-end 단자, X_n:near-end 단자)

(2)

R

_L

= 0 인 경우

: 유도성 결합만 존재(V

₁

=0) (전류 변화만 존재)

에 의한 위상이 반대인

스파이크 형태의 누화전압이

R

_L

= 인 경우

: 용량성 결합만 존재(I

₁

=0) (전압 변화만 존재)

에 의한 스파이크 형태의 누화전압이 나타남.

전원 u

_g1

이 50kHz 주기 구형파를 발생하고 있는 경우

∞

dt du

_g1

dt du

_g1

−

나타남

.

그림 7. 오실로스코프로 관측한 누화 파형 (a) R_L=∞ 인 경우 (b) R_L=0인 경우 (X_f= far-end 단자, X_n:near-end 단자)

(a) (b)

(3)

R

_L

=Z

₀

(전송선 특성 임피던스)인 경우

용량성 누화와 유도성 누화가 동시에 나타남

X_f : 원단에서는 용량성 누화와 유도성 누화가 위상 상쇄되어 거의 사라짐

X_n : 반면에 근단에서 용량성 누화가 증가되어 여전히 많은 양의 누화가 존재 함 이러한 현상을 근단누화(near-end crosstalk)라함.

결론적으로 인 경우에는

R_L>Z₀ 인 경우 용량성 누화가 지배적

R_L<Z₀ 인 경우 유도성 누화가 지배적임을 예측할 수 있음.

그림 8. 오실로스코프로 측정된 근단 누화 파형 (X_f= far-end 단자, X_n:near-end 단자)

Z

0

R

_L

≠

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2.5 누화의 저감 방법

2.5.1 용량성 누화의 저감 방법

누화 capacitor(C₁₂)로 불필요한 에너지 전달을 감소시킬 수 있는 방법

그림 2의 루프 1의 도체 전송선을 전도성이 좋은 도체 스크린으로 감쌈 이러한 루프 1을 차폐선(shieled wire)라고 함.

용량성 누화를 제거하는 방법

도체 스크린의 접지에 의해 제거됨.

도선의 길이가 긴 경우 λ /10 간격으로 여러 지점에서 접지가 되어야 함.

도선의 길이가 긴 경우 간격으로 여러 지점에서 접지가 되어야 함.

도체 스크린과 기준 전위(접지면) 사이의 연결선에 흐르는 전류가 누화를 발생하 는 루프를 가지지 않도록 주의해야 함.

그러므로 연결선을 매우 낮은 임피던스를 갖는 연결선을 사용해야 함.

10 λ /

(5)

동축선의 바깥 도체를 차폐 박스에 pigtail을 연결하는 경우가 흔히 있음.

전기적으로 짧은 pigtail을 사용함.

저주파에서 직접적인 방사는 하지 않음.

동축선 외부에 전류를 여기해서 RF누설이나 누화의 원인이 됨.

반면 고주파에서는 pigtail이 직접 RF누설의 원인이 됨.

Pigtail의 가지는 self inductance는 접지된 차폐박스의 capacitance와 병렬 공진회로를 구성 공진시(공진 주파수에서) 누화전압의 대부 분이 차폐 박스에 나타나 차폐효과를 감소시킬 수 있음.

그림 9. 동축선으로의 pigtail 연결

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2.5.2 유도성 누화의 저감 방법

가능한 상호 인덕턴스 M을 낮추는 것이 유도성 누화를 감소시키는 방법 M은 루프의 면적이 작을수록, 둘 사이의 거리가 멀어질수록 감소

M값을 줄이는 방법

수신 루프를 통과하는 자계의 수직한 성분을 줄이는 것과 동시에 면적을 줄여야함.

시스템간의 자기적 결합은 루프의 방향을 적절히 선택하여 줄일 수 있음

꼬임선(TPL : Twisted Pair Line)을 사용함

TPL 사용으로 전체 유기 전압은 효과적으로 줄어듬

그러므로 TPL은 용량성 결합에는 영향을 주지 않음.

TPL 사용으로 유도성 누화를 저감하는데는 한계가 있음.(꼬임이 완전히 대칭적이 되지 않거나, 그림 10 에서 빗금친 영역처럼 종단 가까이에 꼬임이 풀려 있는 곳이 있으므로)

그림 10. 꼬임선(Twisted Pair Line), 화 살표는 전류의 방향을 표시하고 있다.