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노이즈 대책을 위한 기본 마인드

노이즈 대책은 먼저 개발 전의 부품 선정부터 이루어져야 하며, 개발 완료된 후에 대책을 하게 되면 제품의 생산원가 상승과 제품의 디자인 조잡성 문제, 생산 속도 저하 등의 문제를 초래 할 수 있습니다.

  1. 노이즈를 만들어 넣지 말자.
  2. 노이즈를 다른 장소로 전달치 말자.
  3. 노이즈를 받더라도 반응하지 말자.

[그림 5] 노이즈대책의 순서
 
노이즈 대책의 기본원칙

전파는 귀중한 공유 자원이므로 불필요한 전자파는 발생원에서 억제하여 전자 환경의 클린화를 꾀할 필요가 있습니다. 그러나, 통신이나 방송 등에 사용되고 있는 전자파, 즉 ‘의도적 방사장치 노이즈’는 발생하는 측에서 억제하면 원래의 기능이 저하됩니다.
이 때문에 ‘의도적 방사장치 노이즈’에 의한 전자장해의 대책은 받는 측에서의 immunity 개선이 중심이 됩니다. 그리고 정전기 방전이나 번개와 같은 자연 / 준자연 노이즈‘는 불필요한 전자파이지만 발생원에서 억제하기는 대단히 어렵기 때문에 이와 같은 전자파에 대한 대책도 이뮤니티의 개선이 중심이 됩니다.

1) 대책방법

  1. 노이즈를 발생시키지 않는 것이 가장 우선이다.
  2. 노이즈 발생원으로부터 떨어져서 부품을 배치한다.
  3. 실장 밀도를 높일 경우에는 실드를 활용한다.
  4. 배선은 노이즈의 안테나가 될 수 있으므로 주의하여 배치한다.
  5. 필터는 최후의 수단으로 적용한다.

[그림 7] 노이즈 대책의 기본

2) 상세대책
   그라운드에 의한 대책. 쉴드에 의한 대책, 흡수에 의한 대책, 필터에 의한 대책이 있습니다.

  1. 그라운드 방법
    그라운드는 전자회로의 기본전위(0V)를 가지는 도체를 의미하며 고주파에 있어서 임피던스가 낮은 구조로
    어느점을 체크하더라도 동일 전위가 필요합니다.
    그라운드 종류에는 SG(시그날 그라운드)와 FG(프레임 그라운드)가 있는데, SG는 회로를 구성하고 있는
    전원 및 신호의 피더백 전용 선이며, 케이스 어스로서 누전 방지 및 회로의 안정성을 기합니다.

    [그림 8] FG와 SG방법
    FG(Frame Ground) : ‘케이스 접지’로 번역되고 있습니다. 원래는 감전 방지 등의 보안용
    단자입니다. 그러나 금속 케이스 자체의 정전실드 효과나, 라인필터등의 컴포넌트의 접지
    단자가 케이스를 개체로 하여 FG에 접속되는 등, 노이지 대책의 면에서도 중요한 단자로
    되어 있습니다.
     

    SG(Signal Ground) : ‘신호 접지’로 번역되고 있습니다. 외부로 신호를 입출력할 때의
    신호선에 대한 기준점(일반적으로 0V) 또는 귀환로 입니다. 보통은 아날로그/디지털별이나,
    신호 레벨 등으로 복수의 SG를 구별하여 사용하며 간섭을 방지하고, 또 임피던스를
    정합하기 위해서는 각 신호선마다 전용의 SG(귀환로)가 필요합니다.

    이와 같은 여러 종류의 SG간의 접속이나, 다른 접지단자(FG 등)와의 접속은 신중히,
    그리고 계획적으로 실시하지 않으면 안 됩니다. 흔히 듣는 ‘모든 어스 단자간을 가급적
    굵은 선으로 빠짐없이 접속한다.’ 고 하는 정설은 보안용 접지의 것이며, 노이즈나 신호 간섭의
    방지에는 부적절하고, 오히려 ‘접속하면서 분리’하는 기술이 중요합니다.

    그라운드 회로에는 ⓐ직렬접속 ⓑ병렬접속 ⓒ개별접속이 있습니다.


    [그림 9] 그라운드 회로 종류
  2. 실딩방법
    정전 실드 : 처리하려는 부분 주위에 그라운드와 동전위의 도체로하여 정전 유도를 방지합니다.

    [그림 10] 정전 실드
    전계실드: 경로인 공간에 도체를 설계하여 복사 전파가 통과했을대 과전류를 발생시켜
    그에 따른 반항자속으로 방해전파를 막습니다.

    [그림 11] 전계 실드
    자계실드 : 자속의 경로인 공간에 투자율이 높은 자성체를 설치하여 자속으로 부터 차폐합니다.

    [그림 12] 전기의 도체에서도 전자실드의 효과가 있다.
    케이스 실딩 방법

    [그림 13] 케이스 실딩
    접합부, 이음매 실딩방법

    [그림 14] 접합부 실드법

    [그림 15] 케이블 실드법
  3. 흡수방법
    재료가 유전체, 저항체, 자성체 등 복합재료로 이루어진 흡 수체는 입사된 전자파의 강도를 열로 바꾸어서
    소멸시킨다. 전자레인지에서 음식을 데우는 것이 전파흡수현상을 이용한 대표적 예입니다.

    [그림 16] 흡수체를 이용한 전자파 흡수
     
  4. 필터방법
    유효한 신호의 주파수 성분만 통과시키고 불요한 주파수 성분은 억제 또는 감쇄시킵니다.

    [그림 17] 필터를 이용한 실드 방법