PCB SI(Signal Integrity) 신호무결성 개념과 사례

PCB SI 개념: 신호 무결성의 중요성

PCB(Printed Circuit Board) 설계에서 신호 무결성(Signal Integrity, SI)의 개념은 매우 중요합니다. 신호 무결성은 전자 회로에서 신호가 안정적으로 전달되도록 보장하는 일련의 작업을 의미합니다. 오늘은 PCB 설계에서 신호 무결성이 왜 중요한지, 그리고 이를 유지하기 위한 방법에 대해 알아보겠습니다.

 

신호 무결성이란?

신호 무결성은 전자 회로에서 신호가 왜곡되지 않고 정확하게 전달되는지를 나타내는 개념입니다. 신호가 전송되는 과정에서 발생할 수 있는 다양한 문제들, 예를 들어 전자기 간섭(EMI), 신호 반사, 크로스토크(crosstalk) 등을 관리하는 것이 신호 무결성을 유지하는 핵심입니다. 이러한 문제들은 고속 신호 전송에서 더욱 두드러지며, 신호의 품질을 저하시킬 수 있습니다.

PCB 설계에서의 SI

PCB 설계에서 신호 무결성을 유지하기 위해서는 몇 가지 중요한 요소를 고려해야 합니다. 첫째, 적절한 레이아웃을 통해 신호 경로를 최적화해야 합니다. 둘째, 전원 및 접지 연결을 신중하게 설계하여 전압 강하를 최소화해야 합니다. 셋째, 디커플링 커패시터를 적절히 배치하여 전원 노이즈를 줄이는 것이 중요합니다. 이러한 요소들은 신호의 품질을 높이고, 시스템의 안정성을 향상시키는 데 기여합니다.

드릴 차트와 신호 무결성

드릴 차트에서 같은 드릴 사이즈가 분리되는 이유는 여러 가지가 있습니다. 일반적으로, PCB 설계에서 드릴 사이즈는 신호의 전송 특성과 관련이 있습니다. 예를 들어, 신호가 흐르는 경로에 따라 드릴 사이즈를 다르게 설정함으로써 신호의 왜곡을 줄일 수 있습니다. 또한, 드릴 사이즈가 다르면 신호의 전송 속도와 지연 시간에도 영향을 미치게 됩니다. 이러한 이유로, 드릴 차트에서 같은 드릴 사이즈가 분리되는 것은 신호 무결성을 유지하기 위한 중요한 설계 전략 중 하나입니다.

신호 무결성 분석

신호 무결성을 분석하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 가장 일반적인 방법은 오실로스코프를 사용하여 신호의 파형을 관찰하는 것입니다. 이를 통해 신호의 왜곡, 지연, 반사 등을 확인할 수 있습니다. 또한, 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 설계 단계에서 신호 무결성을 미리 분석할 수도 있습니다. 이러한 분석은 설계 오류를 사전에 발견하고 수정하는 데 큰 도움이 됩니다.

 

실제 사례

신호 무결성 문제를 해결한 실제 사례로는 특정 LED 네트워크의 신호 분석을 들 수 있습니다. 한 네트워크에서 신호가 불안정하게 나타나자, 분석 결과 전압 강하와 진동이 발생하고 있음을 확인했습니다. 이를 해결하기 위해 PCB 레이아웃을 수정하고, 적절한 디커플링 커패시터를 추가하여 신호의 안정성을 확보했습니다. 이러한 사례는 신호 무결성을 유지하는 것이 얼마나 중요한지를 잘 보여줍니다.

출처 : 알티움 홈페이

신호 무결성을 유지하는 것은 PCB 설계가 가장 중요한 요소입니다.

신호의 품질을 보장하고, 시스템의 안정성을 높이기 위해서는 신호 무결성에 대한 깊은 이해와 적절한 설계 전략이 필요합니다. 앞으로의 PCB 설계에서 신호 무결성을 항상 염두에 두시기 바랍니다.

 

 SI를 적용한 PCB설계가 중요합니다.

 

 

PCB Power/Ground Plane 공진과 Power/Signal 노이즈 및 EMI 출처 : 한국시민기자협회(http://www.civilreporter.co.kr)