2. Closed Loop의 최소화하기
PCB를 아무 생각없이 설계하다 보면 closed loop가 발생하게 됩니다. closed loop란 고속신호 배선을 설계 하다 보면 Loop가 발생하게 되고 Loop면적이 크면 클수록 방사노이즈가 커지게 됩니다. closed loop는 아래 그림을 보면 이해가 빠르겠네요. 아래 그림을 보면 이해가 되시나요? 설계를 하다보면 어쩔수 없이 closed loop가 생기기도 합니다.
클럭 및 고속 신호 배선의 방사 잡음 관리
- 고성능 전자 회로에서, 클럭 및 고속 신호 배선은 방사 잡음을 증가시키는 주요한 요소 중 하나로 작용합니다.
- 이러한 방사 잡음은 회로의 신호 무결성과 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
- 이에 따라, 클럭 및 고속 신호 배선의 방사 잡음 관리는 핵심적인 과제로 부상하고 있습니다.
- 고주파에서 발생하는 방사 잡음을 제어하려면, 이러한 회로를 설계하고 관리하는 방법에 대한 더 깊은 이해가 필요합니다.
- 방사 잡음의 주요 원인 중 하나는 closed loop입니다.
closed loop 해결 방안
- 해결 방안은 PCB를 설계할 때 가장 먼저 closed loop가 발생하지 않도록 부품 레이아웃부터 신경써서 설계하는 방법밖에 없습니다.
- closed loop에 대한 개념이 없는 설계자가 설계를 한다면 어떻게 될까요? 결과는 참담합니다. 왜냐하면 개념없이 설계하고 제품을 만들어서 EMC평가를 진행하면 이건 뭐 해결 방안이 없습니다.
- 회로소자를 사용해서 필터링을 할 수도 없고 노이즈가 방사되는 부분에 물리적인 방법을 취하는 수 밖에 없는데 비용 상승과 직결이 되니 보통 PCB설계를 처음부터 다시하는 경우가 많습니다.
- 왜냐하면 PCB설계를 다시 하는 것이 가장 비용적인 면에서 메리트가 있기 때문입니다.
- closed loop를 해결하기 위한 방안을 정리해 보면 다음과 같습니다.
- PCB 설계시 처음부터 closed loop가 발생하지 않도록 부품을 배치한다.
- PCB설계상 어쩔수 없이 colsed loop가 발생할 수 밖에 없다면 그 면적을 최소로 해서 설계한다.
- 4층 이상의 PCB로 설계를 한다면 1층과 3층, 또는 1층과 4층에 배선을 설계하고 그 사이에 GND를 깔아서 closed loop가 발생하더라도 GND로 방사 노이즈가 흡수되도록 한다.
앞서 설명드렸듯이 closed loop는 처음부터 개념을 이해하고 설계에 반영한다면 쉽게 해결할 수 있는 문제입니다. 요즘 PCB설계 프로그램에 자동 배선 기능이 있기도 합니다. 이때 많이 들 실수하는 부분이 바로 이 closed loop입니다. 기능평가가 개발의 목적이라면 상관없겠지만 EMC평가까지 염두해 두고 설계를 진행한다면 자동 배선 기능을 사용할 때 주의가 필요합니다.
https://suleesuleemasulee.com/emc-design/pcb-emc-design-rule/1-track-shield/