저잡음 설계 전략으로 PCB 전자파 방출 최소화하기

PCB에서 감소된 방출(Emission)을 갖는 것은 일반적으로 바람직합니다. 방출 감소는 올바른 설계 접근법에 달려 있습니다. 일부 제조사는 현재 PCB가 기록하는 방출 수준에 갇혀 있다고 생각하지 못할 수 있습니다. PCB 성능 개선을 원한다면 항상 적절한 설계 접근법으로 시작해야 합니다. 저잡음 설계(Low-noise design) 관행으로 PCB 방출 감소 가능할 수 있습니다.

귀사 보드 설계에 통합해 방출 줄이고자 할 저잡음 PCB 설계 아이디어들:

1. 인접 페어 스택업 설계 사용(Adjacent Pair Stack-up)

유용한 저잡음 회로 레이아웃 옵션 중 하나는 스택업 설계 방식. 신호 페어를 각자 이미지 플레인(Image plane)에 인접하게 쌓는 더 바람직한 설계 계획 가능. 신호 페어를 분리하는 구성으로 스택업하면 리턴 전류가 다른 이미지 플레인 위 통과하며 두 이미지 플레인 간 전이 → 더 큰 루프 형성 → 더 큰 방출.

2. 분할 감소(Reduce Splits)

회로 격리 위해 설계에 모트(Moat) 생성 필요할 수 있으나, 그라운드/파워 플레인 분할 위 신호 라우팅 → 더 큰 리턴 루프 → 잘못 설계된 스택업처럼 더 큰 방출 결과.

3. 디커플링 커패시터 네트워크 구성(Network Decoupling Capacitors)

다이나믹 전류 스위칭 노이즈 줄이기 위해 디커플링 커패시터 사용 필수. 모든 회로에 동일 주파수 커패시터 대신 주파수 범위 갖춘 디커플링 커패시터 네트워크 사용 시 방출 제어 더 용이.

4. 직렬 종단 저항 추가(Add Series Termination Resistors)

신호 반사 문제 있고 다른 방법으로 결과 안 나오면 ADC 출력에 직렬 종단 저항 추가 고려.

5. 디지털/아날로그 그라운드 플레인 분리(Separate Digital and Analog Ground Planes)

디지털/아날로그 그라운드 플레인 분리 유지, ADC/DAC에서만 연결 → 보드 표면 전체에 두 그라운드 플레인 단순히 스테이플링(Stapling)보다 전류 확산 적음.

6. 가드 펜스 사용(Use a Guard Fence)

보드 에지 주변 접지된 노출 가드 펜스(신호 트레이스/파워 플레인 차단) → ESD 방전 경로 제공, 방출 도움.

7. I/O 분리(Segregate I/O)

PCB에 분리된 I/O 영역 확보. 이 영역은 PCB 상 신호와 보드 외부 신호 간 결합되는 노이즈 최소화.

가상적으로 노이즈 프리 회로 기판 설계는 어렵겠지만, 이 모든 기법 사용 시 방출 극적으로 감소 가능, 최대 20dB 이상. 물론 특정 설계 필요사항이 일부 기법 구현 막을 수 있음. 괜찮습니다. 여러 기법 제시하는 이유는 설계 요건이 한두 저잡음 설계 기능 허용 안 해도 다른 옵션 많이 선택 가능해 PCB 잡음 낮추고 EMC 사양 내 유지하도록 하기 위함.

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