2. 누화와 케이블링
1. 서론
2. 용량성 누화 2. 용량성 누화 3. 유도성 누화
4. 복합적인 누화(누화의 일반적인 이해) 5. 누화의 저감 방법
6. 간단한 모양의 회로로부터의 전자기장
2.1 서론
누화(crosstalk)란?
하나의 전송선으로부터 다른 전송선으로의 상호 전자기적인 결합을 통해 요구하지 않는 신호의 방해 현상을 누화(crosstalk)라 함.
누화 현상은 근거리 전자기장 결합(NFC (Near Field Coupling))문제로 안 테나에 의한 복사결합현상과는 구별됨.
NFC 종류
유도성 결합(Inductive Coupling)
: 자기장 결합(Magnetic Field Coupling) 유도성 리엑턴스로 인한 결합
용량성 결합(Capacitive Coupling)
: 전기장 결합(Electric Field Coupling) 용량성 리엑턴스로 인한 결합
케이블링(Cabling)이란?
PCB 전송선, 저류 루프 등의 복사 방출에 의한 EMI문제를 줄이기 위한 하나의 방법.
그림 1. 용량성 누화와 유도성 누화
2.2 용량성 누화
공통 접지(common ground)를 갖는 두 전송선로의 용량성 누화해 석을 위한 저주파 등가회로 모델
그림 2. (a) 전기적 결합을 갖는 두 개의 평행한 전류 루프
(b) 루프간 용량성 누화와 관련된 등가 회로 (저주파 근사 모델)
그림 2의 모든 저항값을 R로 같다고 가정하고, C
1r= C
2r= C
r로 놓으 면 누화 전압 U
u는
저주파 영역에서 용량성 누화 전압이 주파수에 비례하여 증가함.
(1)
용량성 결합을 줄일 수 있는 방법
두 전송선 사이의 Coupling Capacitance C12를 낮춤 두 도선을 멀리 떨어뜨리면 C12는 감소.
루프 2가 작은 저항값을 가지도록 함.
그림 4. 도선의 위치에 따른 정전기장 결합
(1) 식으로 표현된 용량성 누화의 시간 영역에서의 관점
) .,
. (
) ( ) 4
( )
4 ( )
(
) (
) (phasor
1 12
1 12
나왔음 에서
는
시변신호 정현적인
시간영역 표기법
영역 주파수
j d e
i
dt t C du
t R u U
R C jw
U
u g F T u gT F
ω ω
ω = ← =
←
⋅
⋅
(2)
그러므로 전원신호가 digital signal (pulse signal)인 경우 용량성 누화에 의 한 영향이 심각함을 알 수 있음.
) .,
.
( 는 에서 나왔음
j dt e
i ω
2.3 유도성 누화
유도성 누화 해석을 위한 저주파 등가회로 모델
그림 5. 두 개의 평행한 루프 사이의 유도성 누화를 상호 인덕턴스 모델로 표현한 등가 회로 (저주파 근사)
유도성 결합에 의한 불필요한 전압(누화전압) Uu는
유도성 누화접압도 주파수에 따라 비례하여 증가함.
(광대역 신호인 경우 문제시 됨)
(3)
유도성 누화는 M이 증가할 수 록, R이 감소(I가 증가)할 수 록 증가 됨.
시간 영역 관점에서의 누화전압
용량성 누화의 경우와는 달리 반대의 위상을 가짐(fortunately) 정합회로(matching network)의 중요성을 인식해야 함.
마찬가지로 digital 신호의 경우 심각한 누화를 발생시킴을 알 수 있음.
) .
( 는 에서 나왔음
dt j − d
−
