노이즈 억제 제품 / EMI 억제 필터 / ESD 보호 장치
노이즈 억제 필터 가이드
노이즈 대책의 기본 [레슨 7] LC 컴파운드형 EMI 필터
이 글에서는 LC 컴파운드형 EMI 필터에 대한 시리즈를 재개합니다.
<C와 L을 결합하면 가파른 삽입 손실 곡선이 발생합니다.
앞서 커패시터와 인덕터를 함께 사용하면 커패시터 또는 인덕터만 사용할 때보다 삽입 손실 곡선이 더 가파르게 나타난다고 소개한 바 있습니다. 그림 1은 이러한 특성을 이미지로 보여줍니다.
이 그림에서 볼 수 있듯이 필터 요소의 수가 증가할수록 필터 삽입 손실 특성의 기울기가 가파르게 나타납니다.
<필터 삽입 손실 특성의 기울기가 가파를수록 신호 및 잡음 선택성이 향상됩니다.
필터 삽입 손실 특성 기울기가 가파르면 신호와 잡음 주파수가 서로 가까울 때 신호가 부정적인 영향을 받는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다. 그림 2는 신호 주파수가 비교적 높고 잡음 주파수에 가까운 경우의 예를 보여줍니다. 두 주파수가 모두 가깝고 삽입 손실 기울기가 완만한 필터를 사용하는 경우, 노이즈를 충분히 감소시키는 상수를 선택하면 노이즈 주파수 근처에 있는 신호의 고조파 성분도 감쇠됩니다. 그 결과 그림 3과 같이 신호 파형이 손상됩니다. 반대로 신호 주파수에 영향을 주지 않는 상수를 선택하면 노이즈를 충분히 줄일 수 없습니다. 반면, 삽입 손실 특성이 가파른 필터를 사용하면 신호와 노이즈를 선택적으로 분리할 수 있어 신호에 미치는 영향을 억제할 수 있습니다. 이러한 이유로 고속 신호 라인에서 신호 파형에 미치는 영향을 최소화하면서 노이즈 대책을 구현하기 위해 LC 컴파운드 필터를 사용합니다.
<필터 회로 유형 선택하기>
커패시터와 인덕터를 결합한 LC 컴파운드 필터는 조합에 따라 다양한 종류가 있습니다. 위에서 소개한 것처럼 필터 소자 수를 늘리면 신호와 노이즈를 더 효과적으로 분리하지만, 같은 소자 수를 사용하더라도 T형, π형 필터 등 다양한 구성이 가능합니다. 어떤 유형을 사용할지 결정하는 핵심 포인트는 필터를 삽입할 회로의 입력/출력 임피던스입니다. LC 컴파운드 필터를 구성하는 소자 중 커패시터와 접지 사이의 임피던스를 줄이면 노이즈가 접지 측으로 빠져나가는 효과가 있으므로 임피던스가 높은 영역 근처에 커패시터를 배치하면 노이즈 감소 효과를 높일 수 있습니다. 반대로 인덕터는 임피던스가 높아질수록 노이즈의 통과를 방해하므로 임피던스가 낮은 영역 근처에 인덕터를 배치하면 노이즈 감소 효과를 높일 수 있습니다. 따라서 LC 컴파운드 필터를 선택할 때 중요한 점은 필터 전후의 임피던스가 높은지 낮은지 여부입니다. 그림 4는 이러한 구성의 예를 보여줍니다.
<LC 컴파운드 필터 제품 예시>
위에서 언급했듯이 LC 컴파운드 필터는 가파른 삽입 손실 특성을 설정할 수 있기 때문에 신호 주파수가 비교적 높고 노이즈 주파수에 가까운 경우에 자주 사용됩니다. 이전에는 이러한 필터가 컴퓨터의 아날로그 RGB 인터페이스와 같은 애플리케이션에 주로 사용되었으며, 최근에는 휴대폰 내부에 사용되는 LCD 모듈 및 카메라 모듈의 인터페이스 라인에서 휴대폰 전파 및 TV 방송 대역 잡음을 제거하는 데 사용이 증가하고 있습니다. 휴대폰의 경우 소형화가 매우 중요한 이슈이므로 이러한 애플리케이션에 사용되는 LC 컴파운드 필터는 다층 기술을 사용합니다. 또한 이러한 위치에는 여러 신호 라인이 병렬로 배열되어 있기 때문에 4개의 회로를 하나의 패키지에 통합한 어레이형 필터가 자주 사용됩니다.
또한 휴대폰에서 사용할 수 있도록 여러 개의 자체 공진 주파수를 가진 필터를 제공하여 800MHz 대역, 2GHz 대역 등 여러 주파수 대역을 강조하는 소음 대책을 사용할 수 있습니다.
*이 글에 제시된 정보는 발행일 현재를 기준으로 작성되었습니다. 최신 정보와 다를 수 있습니다.
