노트북 컴퓨터에서 대역확산 동기신호에 따른 EMI 감소 영향 연구

Abstract

노트북을 포함한 전자제품들은 FCC나 CISPR등에서 규제하는 EMI를 만족시키기 위해 다양한 방법이 적용되고 있다. 최근 사용주파수가 높아지고 경량화등이 요구되면서 EMI 수준을 낮추기 위한 새로운 방법들이 제시되고 있는데 그 중 SSCG(Spread Spectrum Clock Generation)기술이 있다. 이 방법은 협대역 신호를 광대역으로 변조시킴으로써 해당 신호의 에너지를 수신기의 대역폭 보다 넓게 확산시킨다. SSCG를 통해 각 고조파의 에너지는 넓은 대역으로 확산되고 결과적으로 첨두 크기를 줄이게 된다. 본 논문에서는 노트북의 LVDS(Low Voltage Differential Signaling) Interface를 통해 발생되는 동기신호 잡음의 EMI 수준을 감소시키기 위한 방법으로 단순히 SSCG를 적용하였을 때의 영향 분석보다는 SSCG에 있어서 변조파형에 집중하여 변조 파형에 따른 상관관계 및 EMI 결과를 분석하였다. SSCG는 변조파형에 따라 다양하게 적용할 수 있는데, 그 중에서도 현재 많이 보편화되어 사용되고 있는 삼각 변조파형과 지수함수 변조파형을 서로 분석하고 비교함으로써, 효율적인 변조파형을 찾아 응용하는데 목표를 두었다. 변조 파형은 크게 시간영역, 주파수 영역, 3m 무반향실에서의 EMI 결과 치를 분석하여 서로 비교하였다. 이러한 비교 분석을 통해 SSCG의 효과를 확인/검증하고 효율적인 변조방법을 확인하여 적용함으로써 SSCG에 대한 설계방안을 제시할 수 있었다. 마지막으로는 변조 비율과 EMI 결과와의 상관관계도 분석하여 LVDS 신호에서의 효율적인 변조비율 값을 제시하였다. 시간영역에서는 파형이 주파수 변조되면서 상승/하강시간이 증가하였다. 주파수 영역에서는 이론적인 모양과는 약간 상이하지만 거의 유사한 모양의 스팩트럼을 얻을 수 있었으며, 스팩트럼상으로 10~11dBuV로 감소되는 양이 비슷하였다. 실제 3m 무반향실에서 측정한 EMI 결과치는 지수함수 변조파형이 삼각 변조파형에 비해 해당 대역에서 4~5dBuV 정도 개선효과가 있었다. LVDS이외의 동기신호도 유사하게 적용 가능하며, 향후 SSCG를 개선하는데 기초 자료로 활용될 수 있다.