장재영
2001-05-24 15:47:33
1
753
제가 PCB를 뜰려구 하거던요..
4층기판이고. 아날로그와 디지털이 같있고..
근데 그라운드를 어디에 묵어야 할까요?
예를 들면 아날로그 전원은 왼쪽끝에 디지털 전원은 오른쪽에 있다면
그라운드는 어디서 묵어야 되죠?
디지털 노이즈가 아날로그 쪽을로 영향은 안주게 하려면요?
지금은 디지털의 그라운드를 아날로글 그라운드 커넥터까지 끌고 왔는데...
거기서 페라이트 비드나 0옴 저항으로 합칠려구 하거던요..
물로 이입구는 좁게 해서..
아날로그 그라운드를 디지털로 끌고 가서 그 부근에서 부쳐야 하나요?
그리고 PCB artwork에 관한 자료를 구할수는 없을까요?
많은 답변 바랍니다..^^ 감사..
4층기판이고. 아날로그와 디지털이 같있고..
근데 그라운드를 어디에 묵어야 할까요?
예를 들면 아날로그 전원은 왼쪽끝에 디지털 전원은 오른쪽에 있다면
그라운드는 어디서 묵어야 되죠?
디지털 노이즈가 아날로그 쪽을로 영향은 안주게 하려면요?
지금은 디지털의 그라운드를 아날로글 그라운드 커넥터까지 끌고 왔는데...
거기서 페라이트 비드나 0옴 저항으로 합칠려구 하거던요..
물로 이입구는 좁게 해서..
아날로그 그라운드를 디지털로 끌고 가서 그 부근에서 부쳐야 하나요?
그리고 PCB artwork에 관한 자료를 구할수는 없을까요?
많은 답변 바랍니다..^^ 감사..
공지사항
예전에 질문하신 그라운드 분리문제와 연관시켜 설명드리겠습니다.
직접 PCB artwork를 하신다는 이야기가 아니라면 크게 걱정할 필요는 없습니다. PCB제작시에 노이즈문제를 충분히 고려하시면 됩니다.
즉, 초기 PCB 디자인시 그라운드 분리를 고려하면 됩니다.
우선 다음 site를 참조하십시오.
PCB 디자인 기초
여기서 알 수 있듯이 이미 PCB 기판 디자인시 말씀하신 그라운드 분리문제와 노이즈 차폐문제는 어느 정도 고려 됩니다.
그러므로 그라운드를 합치는 문제도 그리 큰 문제가 되지 않습니다.
일반적으로 PCB디자인시 그라운드를 확보하는 방법에 관하여 설명드리면,
그라운드는 최대한 "굵고 넓게" 확보합니다. 또한 그라운드는 폐루프를 형성해서는 안됩니다.[폐루프는 크면 클수록 안테나 역할을 충실하게 수행하게 되기때문입니다.] 즉, 필요없는 방사 노이즈의 영향을 적극적으로 받아들이는 결과를 낳게 됩니다. 그러므로 그라운드는 "굵고 넓게" 구성하는 것을 원칙으로 하되 폐루프는 절대로 피해야 합니다.
멀티 PCB의 내층과 같이 그라운드 패턴과 양 전원측의 패턴의 패턴을 평행하게 일치시키면 무한 원판과 같은 효과를 줌으로서 노이즈를 능동적으로 차단할수가 있습니다. 양면 기판의 경우에도 component면에는 그라운드를 솔더면에는 전원부를 폴리건 처리하는 것이 노이즈 대책에 용이합니다.
한편 노이즈가 다량으로 발생되는 부위의 경우 그라운드를 특히 강화하여 처리해야 합니다. 노이즈가 심하게 발생하는 스위칭부 등은 물론 펄스 트랜스나 포토 커플러를 이용하여 절연함으로서 노이즈의 유입을 원천적으로 회로적인 테크닉에 의해 제거함이 좋습니다.
일반적으로 노이즈가 발생하는 부분은 전압과 전류가 변화하는 부분입니다. 즉 dv/dt 와 di/dt가 발생하는 부분이 됩니다. 즉 노이즈는 회로의 특성상 필연적으로 발생하는 것이라고 생각하면 되며 디지탈노이즈가 중요한 이유가 이것 때문입니다.
노이즈의 영향을 최소화 하려면 Artwork단계에서부터 부품 실장 밀도를 60%이하로 해야 합니다.
그리고 패턴의 길이를 최대한 짧게 줄여서 Inductance Impedance를 최대한 줄여야 합니다. 또한 되도록 다층기판을 채택해서 개발하도록 합니다.
질문하신 다층기판의 경우 노이즈에 관해서는 안정적이라고 보아도 되는데 그라운드와 전원선이 매우 넓게 내층에 깔려 있기 때문입니다.
그라운드는 신호의 궤환선으로 사용되므로 최대한 "넓고 짧게 함"으로서 Pattern Impedance를 줄이게 됩니다. 또한 다른 패턴들도 최대한 "굵고 짧게 함"으로서 Inductance를 줄임으로서 근본적으로 노이즈가 적게 발생하도록 설계합니다.
또한 동종의 신호는 이미 말씀 드린 바와 같이 근접시켜서 배선하고 Digital부와 Analog부는 구분하여 실장 배선합니다. 또한 대개 Digital 회로에서 발생한 Noise는 Analog 회로에 매우 큰 영향을 주므로 Analog부의 전원은 독립 전원으로 사용함이 좋습니다.
"그라운드와 전원선은 서로 형상이 비슷하게 평행으로 곂쳐져 있는 것"이 좋습니다. 또한 공통 임피던스는 최대한 줄여야하며 전원 패턴사이에 고주파 특성이 좋은 "콘덴서"를 기판에 최대한 밀착시켜서 장착합니다. 또한 필요이상의 고속동작소자를 사용하지 않는 것이 노이즈방지 면에서는 유리합니다.
참고로 로직 소자의 속도관계는 다음과 같습니다. CMOS(4000 Series) < C CMOS < Standard TTL < HC CMOS < LS TTL < ALS TTL < S TTL < F TTL < AC CMOS < AS TTL 순입니다.
또한 고주파를 사용하는 신호선의 경우에는 그라운드를 함께 페어로 구성하면 노이즈가 다른 신호선에 영향을 적게주게 됩니다. 그리고 패턴은 최대한 예각으로 배선하면 노이즈를 줄일 수 있습니다.
노이즈는 전류나 전압이 변화하는 곳에서 발생합니다. 그러므로 고속 로직부나 클럭부, Reset 신호선 등은 서로 격리시키는 것이 좋습니다. 이미 말씀드린 바와 같이 아날로그와 디지털 전원이 같을 경우에는 그라운드를 서로 다르게 포선한 후에 나중에 "한곳에서 짧게" 묶어주기만 하면 됩니다.
아울러 첨부는 고속디바이스 그라운드 설계예입니다. 이것을 보시면 이해가 가실 것으로 사료됩니다. 참고하시기 바랍니다.
ground.pdf