설계 EMC를 고려한 PCB 설계의 기초
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작성자 ATSRO 댓글 0건 조회 10,622회 작성일 19-10-11 16:10본문
<< EMC를 고려한 PCB 설계의 기초 >>
1. 배선 적용시 의도하는 용도에 적합한 topology, 즉 microstrip line 또는 strip line을 사용할 것.
Microstrip line : strip line보다 고속의 clock이나 논리신호 전송 가능케함.
PCB의 외층이 외부 환경에 RF 어너지를 방출한다는 단점이 있음.
è trace의 상부에 차폐 필요.
Strip line : microstip line에 비해 RF 방사에 대해 보다 적은 noise immunity를 제공하지만, 전달 속도가 훨씬 느려지는 현상이 발생하게 됨.
=> 신호선 위 아래의 Plane에 의해 용량성 결합이 발생하여 고속신호의 상승 속도를 느리게 한다고 함.
2. 배선 net수와 용도에 근거하여 적합한 Layer 수를 사용할 것.
3. 2층 기판은 전원과 그라운드의 trace를 방사상으로 배선할 것.
è . 10KHz 미만의 저주파 아날로그 설계에서 일반적으로 사용한다고 함.
. trace의 종합 배선의 길이 짧게
. 모든 power/graound trace를 서로 인접(평형)하게 배선
è 루프전류 최소화 è 고주파의 스위칭 잡음에 의해 다른 회로와
제어신호에 영향을 끼치는 것 최소로 하게 함.
4. 부품을 최고 대역에서 최저 대역으로의 방사상 이행에 기인하여 배치할 것.
è trace에 의한 신호 전달지연이 적어 지고, I/O 커넥터 부분에서 EMI 특성이 개선된다.
5. 20H 규칙에 근거하여 power plane을 ground plane보다 물리적으로 작게 할 것.
è 20H 규칙 : power plane과 가장 가까운 ground plane과의 간격을 h라고 할 때
power plane의 edge부분이 ground plane의 edge부분보다 20h이상
작게한다는 규칙.
è 기판의 끝에서 발생되는 RF fringing이라는 현상을 줄일수 있다고 함.
6. 제품에 따라 적절한 그라운드 접속 형식을 선택할 것. 직렬 그라운드, 병렬 그라운드, 1점 그라운드(1Mhz이하), 다점 그라운드
7. 1MHz 이하의 클럭 속도를 가진 저주파의 용도(오디오, 아날로그 계측, 60Hz의 전원계통등)에는 1점 그라운드 접속을 사용할 것.
1MHz 이상의 클럭 속도를 사용하는 고주파 시스템에는 다점 그라운드 접속을 사용할 것.(2.3절)
8. 이하의 부분간 RF ground loop를 최소로 할 것.
. 높은 RF에너지 레벨 회로와 시스템 그라운드.
. 복수의 다점 그라운드 위치
. I/O 상호접속과 관련되는 제어 회로
. 전원 입력단자와 시스템 그라운드
. 카드단자 커넥터와 주 시스템 그라운드.
. PCB의 양 사이드
. 케이블 실드와 새시 그라운드
9. 모든 나사(섀시 그라운드에 대한)간의 거리는 x-y축 모두 설계되어진 기판상에 생성된 최고 주파수 파장의 ‘1/20’보다 작아야 된다.
10. 되도록 신호배선에 사용되는 모든 층은 전원/ground plane층에 인접 시켜서 배치할 것.
è microsrip line, strip line
11. 이미지 플레인이 신호 트레이스에 의해 절대로 파괴되지 않을 것. 해자(moat)의 영역을 횡단하는 트레이스를 인접의 신호 배선층이 같지 않을 경우, 해자는 이미지 플레인으로 받아들여진다. 그라운드 플레인의 비연속성에 주의 할 것.
12. 3층 이상의 배선층을 서로 인접시켜 배치하지 않을 것.
è 각 배선층은 Power or Ground Plane 층에 인접시키지 않으면 안된다.
13. PCB를 기능적 subsection으로 분할 할 것. 고대역의 영역을 중간대역과 저대역의 영역으로부터 분리할 것. 필요한 경우, 각 부분을 분할이나 해자로 분리 시킬 것
14. EMI 억제에 대한 가장 중요한 설계상의 배려는 그라운드 or 신호의 리턴루프의 제한이다.
15. 각 분할이나 기능적 subsection을 가급적 많은 위치에서 새시 그라운드에 접속하고, ground loop를 최소로 할 것.
16. 기능적인 목적에 맞추어 적절한 논리 패밀리를 선택할 것. 상승시간이 느린 논리 패밀리를 허용할 수 있을 때, 고속의 부품을 사용하지 않을 것. 상승시간이 빠른 부품은 느린 부품에 비해, 큰 스펙트럼 대역폭의 RF 에너지를 생성한다. 부품 메이커는 상승시간의 최소값을 규정하지 않으며, 상승/하강 시간의 최대값을 규정하여 기능적 성능을 보증한다. 의심스러운 경우, 실제 상승시간 측정하고 시험 결과에 기인하여 부품을 선택할 것.
17. through hole 소자에 소켓을 사용하지 않음으로써 부품의 유도성 trace length를 최소로 할 것.
18. 되도록 전원과 그라운드의 핀이 코너가 아니라, 중앙에 위치하는 논리 부품을 선택할 것, 이것은 리드선 길이의 인덕턴스와 decoupling condenser에 의해 형성되는 ground loop 를 최소로 한다.
19. 소자의 핀에 유입하는 surge 전류의 피크에 주의할 것. 이 surge 전류는 고주파의 스위칭 잡음을 전원 플레인에 주입하는 경우가 있다.
--출처: http://pcb4u.dynip.com/--
1. 배선 적용시 의도하는 용도에 적합한 topology, 즉 microstrip line 또는 strip line을 사용할 것.
Microstrip line : strip line보다 고속의 clock이나 논리신호 전송 가능케함.
PCB의 외층이 외부 환경에 RF 어너지를 방출한다는 단점이 있음.
è trace의 상부에 차폐 필요.
Strip line : microstip line에 비해 RF 방사에 대해 보다 적은 noise immunity를 제공하지만, 전달 속도가 훨씬 느려지는 현상이 발생하게 됨.
=> 신호선 위 아래의 Plane에 의해 용량성 결합이 발생하여 고속신호의 상승 속도를 느리게 한다고 함.
2. 배선 net수와 용도에 근거하여 적합한 Layer 수를 사용할 것.
3. 2층 기판은 전원과 그라운드의 trace를 방사상으로 배선할 것.
è . 10KHz 미만의 저주파 아날로그 설계에서 일반적으로 사용한다고 함.
. trace의 종합 배선의 길이 짧게
. 모든 power/graound trace를 서로 인접(평형)하게 배선
è 루프전류 최소화 è 고주파의 스위칭 잡음에 의해 다른 회로와
제어신호에 영향을 끼치는 것 최소로 하게 함.
4. 부품을 최고 대역에서 최저 대역으로의 방사상 이행에 기인하여 배치할 것.
è trace에 의한 신호 전달지연이 적어 지고, I/O 커넥터 부분에서 EMI 특성이 개선된다.
5. 20H 규칙에 근거하여 power plane을 ground plane보다 물리적으로 작게 할 것.
è 20H 규칙 : power plane과 가장 가까운 ground plane과의 간격을 h라고 할 때
power plane의 edge부분이 ground plane의 edge부분보다 20h이상
작게한다는 규칙.
è 기판의 끝에서 발생되는 RF fringing이라는 현상을 줄일수 있다고 함.
6. 제품에 따라 적절한 그라운드 접속 형식을 선택할 것. 직렬 그라운드, 병렬 그라운드, 1점 그라운드(1Mhz이하), 다점 그라운드
7. 1MHz 이하의 클럭 속도를 가진 저주파의 용도(오디오, 아날로그 계측, 60Hz의 전원계통등)에는 1점 그라운드 접속을 사용할 것.
1MHz 이상의 클럭 속도를 사용하는 고주파 시스템에는 다점 그라운드 접속을 사용할 것.(2.3절)
8. 이하의 부분간 RF ground loop를 최소로 할 것.
. 높은 RF에너지 레벨 회로와 시스템 그라운드.
. 복수의 다점 그라운드 위치
. I/O 상호접속과 관련되는 제어 회로
. 전원 입력단자와 시스템 그라운드
. 카드단자 커넥터와 주 시스템 그라운드.
. PCB의 양 사이드
. 케이블 실드와 새시 그라운드
9. 모든 나사(섀시 그라운드에 대한)간의 거리는 x-y축 모두 설계되어진 기판상에 생성된 최고 주파수 파장의 ‘1/20’보다 작아야 된다.
10. 되도록 신호배선에 사용되는 모든 층은 전원/ground plane층에 인접 시켜서 배치할 것.
è microsrip line, strip line
11. 이미지 플레인이 신호 트레이스에 의해 절대로 파괴되지 않을 것. 해자(moat)의 영역을 횡단하는 트레이스를 인접의 신호 배선층이 같지 않을 경우, 해자는 이미지 플레인으로 받아들여진다. 그라운드 플레인의 비연속성에 주의 할 것.
12. 3층 이상의 배선층을 서로 인접시켜 배치하지 않을 것.
è 각 배선층은 Power or Ground Plane 층에 인접시키지 않으면 안된다.
13. PCB를 기능적 subsection으로 분할 할 것. 고대역의 영역을 중간대역과 저대역의 영역으로부터 분리할 것. 필요한 경우, 각 부분을 분할이나 해자로 분리 시킬 것
14. EMI 억제에 대한 가장 중요한 설계상의 배려는 그라운드 or 신호의 리턴루프의 제한이다.
15. 각 분할이나 기능적 subsection을 가급적 많은 위치에서 새시 그라운드에 접속하고, ground loop를 최소로 할 것.
16. 기능적인 목적에 맞추어 적절한 논리 패밀리를 선택할 것. 상승시간이 느린 논리 패밀리를 허용할 수 있을 때, 고속의 부품을 사용하지 않을 것. 상승시간이 빠른 부품은 느린 부품에 비해, 큰 스펙트럼 대역폭의 RF 에너지를 생성한다. 부품 메이커는 상승시간의 최소값을 규정하지 않으며, 상승/하강 시간의 최대값을 규정하여 기능적 성능을 보증한다. 의심스러운 경우, 실제 상승시간 측정하고 시험 결과에 기인하여 부품을 선택할 것.
17. through hole 소자에 소켓을 사용하지 않음으로써 부품의 유도성 trace length를 최소로 할 것.
18. 되도록 전원과 그라운드의 핀이 코너가 아니라, 중앙에 위치하는 논리 부품을 선택할 것, 이것은 리드선 길이의 인덕턴스와 decoupling condenser에 의해 형성되는 ground loop 를 최소로 한다.
19. 소자의 핀에 유입하는 surge 전류의 피크에 주의할 것. 이 surge 전류는 고주파의 스위칭 잡음을 전원 플레인에 주입하는 경우가 있다.
--출처: http://pcb4u.dynip.com/--