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노이즈 억제 필터 가이드
노이즈 대책의 기본 [13강] 신호 라인에 공통 모드 초크 코일 사용하기
이 문서에서는 신호 라인에 대한 공통 모드 초크 코일 사용에 대한 정보를 제공합니다.
1. 커먼 모드 초크 코일의 스큐 개선 기능
공통 모드 초크 코일이 신호 라인에 사용되는 주된 이유는 공통 모드 노이즈를 제거하기 위해서이지만, 공통 모드 초크 코일은 변압기의 작동 원리를 활용하므로 차동 전송 회로에서 스큐 보정 기능을 제공할 것으로 기대할 수 있습니다. 이상적으로는 차동 전송 회로의 두 라인이 균형을 이루도록 설계되지만 제조 불일치 등의 요인으로 인해 불균형이 발생할 수 있습니다. 이로 인해 두 라인의 신호 도착 시간 사이에 간격이 발생하여 전송 신호가 왜곡될 수 있습니다(그림 1).
이러한 경우 공통 모드 초크 코일을 삽입하면 스큐의 양을 줄일 수 있습니다.
그림 2는 공통 모드 초크 코일이 스큐 특성을 개선하는 방법을 보여줍니다.
공통 모드 초크 코일은 변압기와 동일한 구성을 가지므로 두 라인의 상승 및 하강 에지의 타이밍이 불균형할 때 공통 모드 초크 코일은 반대쪽에 유도 기전력을 생성하여 전류가 균형을 이루도록 할 수 있습니다. 이 동작은 차동 신호의 타이밍을 정렬하여 스큐 특성을 개선하는 결과를 가져옵니다.
그림 3은 실제 실험 테스트 결과를 보여줍니다.
일부러 길이를 다르게 만든 신호 경로로 차동 전송 라인의 파형을 측정한 결과, 필터(공통 모드 초크 코일)를 사용하지 않았을 때 DOUT+ 및 DOUT- 상승 및 하강 에지의 타이밍이 왜곡되는 것을 볼 수 있습니다. 두 라인이 균형을 이루면 DOUT+와 DOUT-를 추가하면 고정된 값을 가져야 하지만, 이 경우 균형이 깨져 어느 정도 변동이 있습니다.
공통 모드 초크 코일을 삽입하면 두 라인의 상승 및 하강 에지 타이밍이 정렬되므로 DOUT+와 DOUT-를 추가하면 거의 일정한 레벨이 되어 스큐 특성이 개선되었음을 알 수 있습니다.
2. 공통 모드 초크 코일 등가 회로도
"이 글에서 '오래된 손'은 다소 일상적인 속어 표현입니다. 그리고 전 세계적으로 이해되지 않을 수도 있습니다. "업계 베테랑"과 같은 대체 용어를 제안하지만, 가끔 질문을 받으므로 이번 기회에 공통 모드 초크 코일 등가 회로도에서 검은 점의 의미를 설명하겠습니다.
아래 그림 4는 공통 모드 초크 코일 등가 회로의 다이어그램입니다.
구성은 기본적으로 변압기의 구성과 동일합니다. 다이어그램에서 코일의 한쪽에 검은색 점 두 개가 있습니다.
이 점이 코일 권선이 시작되는 위치를 나타내는 것이냐고 묻는 경우가 있는데, 사실 이 점은 점의 위치에 무언가가 있다는 것을 알려주는 것이 아니라 두 코일의 자기 결합의 방향성을 나타냅니다. 공통 모드 초크 코일의 구조는 이전 글에서 설명했습니다. 공통 모드 초크 코일로 작동하려면 두 코일에 의해 생성된 자속이 공통 모드 전류를 강화하고 차동 모드 전류를 상쇄해야 합니다.
따라서 두 코일의 권선 방향이 동일하지 않으면 반대 방식으로 작동합니다.
위 그림 5의 상단 그림에서와 같이 등가 다이어그램에서 검은색 점이 코일의 같은 면에 정렬되어 있으면 자기 커플링이 공통 모드 초크 코일로 작동하지만, 하단 그림에서와 같이 점이 다른 면에 있으면 코일이 공통 모드 초크 코일로 작동하지 않습니다.
이러한 방식으로 검은색 점의 위치는 코일의 자기 결합 방향성을 나타내며, 두 점이 나타나는 쪽에 특별히 어떤 것이 있다는 것을 알려주지는 않습니다.
검은 점의 원래 목적은 변압기의 경우 전압 극성을 나타내는 것이었습니다.
*이 글에 제시된 정보는 발행일 현재를 기준으로 작성되었습니다. 최신 정보와 다를 수 있습니다.
