YIC Technologies사의 EMScanner와 RFScanner등 제품에 대한 자료를 열람하실수 있습니다.
번호
5
글쓴이
관리자
작성일
2023.07.03
수정일
2023.12.19
설명
본 실험은 2가지 목적이 있습니다:
1) 캐피시터와 페라이트를 사용하여 디지탈클록 회로를 위한 디커플링 효과의 평가
2) 그외 다른 실험에 사용될 클록 신호 생성 역할.
해당 회로의 일반적인 내용은 다음과 같습니다.
구형파의 클록신호가 RLOAD에 인가되어 부하로 동작합니다.
이 클록 IC를 위한 전력은 USB 커넥터로 부터 +5V가 공급됩니다. IC가 동작하려면 과도전류(iS)가 필요한데 대개 이런 과도 전류에 포함된 고주파 성분이 다양한 EMI 문제들을 야기 합니다.
페라이트 비드와 디커플링 캐패시터가 JP1.2와 JP1.3를 통해 그 효과가 적용되지 못하고 점퍼 JP1.4와 JP1.5를 통하는 큰 형태의 회귀경로(return path)가 만들어 질 경우 가장 좋지 않은 상태가 됩니다.
Fig. 4. Gerber 파일 형식의 overlays 사용.
클록 IC (IC1.1)는 고주파 콘텐츠를 갖는 디지탈클록을 만듭니다.
이 오리지널 보드는 24MHz 클록 (rise time: 5ns)을 생성하지만 IC를 교체하면 다른 주파수도 가능합니다. 테스트 포인트 TP.1.3에서 클록신호를 측정할 수 있습니다( 그라운드 테스트포인트는 TP1.4이지만 커넥터(피그테일) 사용에 주의가 필요 합니다)
전원은 K1.1 USB 커넥터를 통해 전달되며 퓨즈 FS1.1과 직렬 다이오드 D1.1으로 보호 됩니다. 붉은색 LED(LG1.1)을 통해 전력이 공급되고 있음을 알 수 있습니다.
클록신호의 결과는 BNC 커넥터 K1.2에서 측정됩니다. K1.2에 부하가 걸리지 않으면 저항 R1.4를 부하로 사용할 수 있으며 점퍼 JP1.4와 함께 사용됩니다.
해당 PCB 보드는 다음 참조.
각각의 부품 위치를 참조하기 위해 보드의 거버 오버레이를 올리게 되면 열면 spectral scan (주파수 스캔) 테스트에 사용되는 spectral 프로브들을 설정하여야 하며 spacial scan (필드 스캔) 테스트에는 Spatial 스캔 프로브가 사용됩니다.
1º) 부하는 K1.2 커넥터( 50 오옴 매칭)에 연결하거나 내부 부하저항으로 R1.4와 점퍼 JP1.2를 선택합니다.
2º) 미니 USB 커넥터로 보드에 전원을 인가합니다. LED LD1.1에 불이 들어 옵니다.
3º) 스코프를 이용 TP.1.3과 TP.1.4 위치에서 클록의 출력을 체크하여 회로가 제대로 동작하고 있는지 확인합니다. 24MHz와 50% 듀티 사이클을 갖는 정현파 클록을 확인합니다.
4º) 디커플링 네트워크가 작동하지 않도록 점퍼 JP.1.2 와 JP1.3을 세팅합니다: JP1.2=ON 그리고 JP1.3=OFF. 점퍼 JP.1.4 와 JP.1.5를 이용해 전류 회귀 루프를 큰 크기가 되도록 선택해 줍니다. 이렇게 되면 최악의 상태로 준비가 됩니다. 이렇게 좋지 않은 상태의 보드가 BRD01A입니다.
5º) 스캐닝 하기 전에 전원 선로 상의 전류 회귀 경로가 만들어 진다는 것을 생각합니다.
6º) 고주파 회귀 전류로 인한 보드의 활동이 어떻게 변화고 있는지 스캔합니다. 스캐너의 반응이 예상하던 대로 인가요? 이러한 결과가 EMI 프로파일 설계에 어떤 도움을 주게 될까요? 스코프로 클록 신호를 점검하시기 바랍니다.
7º) 디커플링 캐패시터가 점퍼 JP1.3=ON으로 선택하여 활성화되면 그 결과는 어떻게 개선이 될까요?
8º) 점퍼 JP1.2=OFF로 선택하면 페라이트 비드가 비 활성화되는데 그 변화를 확인 합니다.
9º) JP.1.4 와 JP.1.5를 통해 작은 크기의 루프가 되도록 합니다. 디캡과 페라이트가 활성화되고 작은 루프 (좋은 상태)의 구성이 보드 BRD01B 입니다.
보드에 전력이 인가되지 않은 상태에서의 spectral (주파수) 스캔의 결과 입니다.
본 실험이 측정된 지역은 FM 트랜스미터와 근접한 곳이라 FM 밴드 (88-108MHz)에서 측정되고 있는 활동에 주목합니다. 통상 주변에서 기본적으로 발생되는 노이즈는 EMScanner에서는 거의 나타나지 않지만 필요하다면 사용자의 측정 결과에서 이러한 노이즈 값을 고려할 수 있습니다.
본 측정을 통해서 보드에서 발생하는 에미션 노이즈를 확인할 수 있습니다. 해당 보드는 BRD01A 처럼 구성이 되며 디커플링 네트워크가 작동되지 않고 회귀전류 루프는 커지기 때문에 좋지 않은 EMI 상황에 놓이게 됩니다.
본 스캐닝은 10MHz 에서 200MHz 주파수 구간에서 100 kHz 대역폭으로 측정이 됩니다. 클록 주파수(24MHz)와 하모닉 (48MHz, 72MHz,...)이 분명하게 확인이 됩니다.
FM 밴드에서의 작은 주변 노이즈에 주목합니다. 설명하였듯이 필요하다면 측정 값에서 이러한 주변 그라운드 노이즈를 감쇄할 수 있습니다.
이 구성은 디커플링 네트워크가 비활성화 상태이고 전원 소스로의 회귀전류 경로는 큰 크기의 루프를 이루게 됩니다. 이러한 조건의 레이아웃에서 최대 에미션 노이즈가 예측 됩니다.
본 보드는 주파수 영역 10MHz ~ 200MHz 구간에서 전체 스캐닝 작업이 이루어 집니다. 보드의 최대 활동 값은 마우스를 예상되는 주파수 위치에 올려 좋으면 알 수 있습니다.
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