각종 전기ㆍ전자기기에서 발생하는 불요 전자파는 노이즈(Noise) 또는 고조파로 불려지고 있는데 이러한 전자파 규제 항목은 크게 두가지(EMI/EMS)로 대분 된다. EMI(Electro magnetic Interference)는 전자파 장해로서 기기 자체에서 발생하는 전자파의 양을 제한하는 것이고 EMS(Electromagnetic Susceptibility)의 경우는 전자파 내성으로서 각종 외부에서 기기 내부로 침입하는 전자기적 에너지에 의하여 기기가 오작동하지 않는 능력을 평가하는 것을 말하며 이 것들을 총칭하여 전자파 적합성(EMC, Electromagnetic Compatibility)라고 정의한다. (중략)
In this paper, shielding effectiveness(SE) of the shielding material of electromagnetic(EM) waves was investigated with actual experiments. The materials used in this study were made up of sputtering, film and powder of conductive materials - Cr, Al, Ag and Cu etc. Also, the polyester film was used as a base material. The experiment was carried out by using a shielding evaluator(Shielding box) TR17302 with an ADVANTEST spectrum analyzer, model R3361C. It was found from the experimental results that silver, copper, aluminum and chromium were good candidates as a shielding material against the EM waves with increasing the SE as the composite was laminated. The characteristics of the SE against the EM waves depended on a mode of preparation of specimen. The effects of density of particles on the SE were studied when the sputtering. The SE strongly depended on the electric resistance by density of sputtering and painting particles. SE increased as the density of particles was increasing.
최근 급성장하고 있는 정보처리 속도의 고속화와 IC 기술의 고집적화에 따른 소형화와 모바일화는 대부분 GHz 대의 높은 주파수를 이용하며, 인접 소자 또는 배선 간의 상호 간섭, 배선을 통한 노이즈의 전도 및 방사를 유발하여 EMC(Electromagnetic Compatibility) 대책 기술의 주요 과제로 대두되고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 전파흡수체 및 차폐재의 개발이 활발히 진행 중이며, 이를 적절한 위치에 부착시킴으로써 PCB상에서의 전자파 노이즈 방사를 감소시킬 수 있다. 따라서 본 논문에서는 EMC 대책 기술 중 전파흡수체를 이용한 PCB 기판상의 불요 전자파 노이즈 억제용 전파흡수체의 특성 파악을 위하여 마이크로스트립 라인법을 이용하여 전파흡수체를 측정하여 재료 정수의 복소비 투자율의 변화에 따른 노이즈 억제 효과의 변화를 비교 분석하였다. 우선 자성 재료인 Amprphous와 Sendust를 지지재인 CPE를 이용하여 조성비별 샘플을 제작하여 측정하였다. 자성 재료의 투자율의 값은 높은 허수부의 값을 가지며, 손실 탄젠트의 값이 큰 재료일수록 우수한 노이즈 특성이 나타남을 확인하였다.
In this paper, shielding effectiveness(SE) of the shielding paint of electromagnetic(EM) waves was investigated with actual experiments. The shielding paint used in this study were made of powder of conductive materials - Ag, Cu, Al, Sn, Ni. Cr, Graphite and Charcoal etc. with a solubility in oil and water. Also, the paper was used as a base sheet. The experiment was carried out by using a shielding evaluator(Shielding box) TR17302 with an ADVANTEST spectrum analyzer, model R3361C. It was found from the experimental results that silver, copper, nickel were good candidates as a shielding material against the EM waves with increasing the SE as the composite was laminated. The characteristics of the SE against the EM waves depended on a mode of preparation of specimen. The effects of density of particles on the SE were studied about the EM shielding paint. The SE strongly depended on the electric resistance by density of painting particles. SE increased as the density of particles was increasing.
21세기를 접하면서 산업전자 분야의 비약적인 발전과 함께 과학문명은 눈부시게 발전해 나아가고 있다. 이것의 원천은 바로 전기(Electric)이다. 우리는 풍요로운 삶 자체를 전기 공급에서 누리고 있으며 또 비극적인 사태를 맞이할 때도 있다. 즉, 전기기기를 이용하면 원하건 원치 않건 전자기파가 발생이 된다 이것이 자연현상이며 전자기파는 IT, BT, CT를 비롯하여 산업 전체에 많은 영향을 미치고 있다. 일반적으로 우리가 말하는 전자기파 장해의 기본 요소는 노이즈원(잡음원), 경로매체, 피해장치 등으로 구성되는 데 잡음원(Noise Source)은 각종 시스템에서 구성되고 있는 전자기 에너지의 발생원으로 볼 수 있으며 이 발생원에서 경로매체(금속:전도성, 대기중:전파성 등)를 통하여 피해장치(전기전자통신기기류)에 방해를 주고 있는 상태를 전자기파 장해라고 설명할 수 있다. 전자기파 잡음원에서 경로를 거쳐 전자기파에 대하여 피해장치가 안정된 상태로 동작하도록 규정하는 용어 즉, 전자파 양립성 또는 적합성 (EMC : Electro Magnetic Compatibility))이란 용어를 가지고 전기 전자 통신기기에서 발생되는 불필요한 전자파와 전자파 내성시험을 만족하도록 의무화하고 있다. EMC 는 EMI (불요 전자파 또는 전자파 간섭 : Electro Magnetic Interference) + EMS (전자파 내성 : Electro Magnetic Susceptibility) 2가지 시험을 함께 전자파 적합성 (EMC) 시험으로 표현되고 있다. 전자파 적합성 시험의 목적으로 EMl는 전도성 또는 전파성에 대한 주파수 대역(잡음)을 보호하기 위한 것이 목적이고 EMS는 프로세서가 내장된 기기류의 오동작을 방지하기 위하여 감응평가를 하는 것이다. 즉, 감응(Susceptibility)이란 어떤 장비나 시스템이 전자기파 장해에 쉽게 영향을 받는 것을 뜻하는 데 전자파 장해를 견디면서 본래의 기능을 충분하게 발휘하며 동작할 수 있는 능력을 말한다.
본 논문에서는 전자파적합성 국제 규격인 IEC 61000-4-4에서 규정하고 있는 전기적으로 빠른 과도현상/버스트(EFT/Burst) 신호가 전원선을 따라 시험대상품에 인가될 때, 인가신호에 기인하여 방사되는 불요전자파와 그 신호가 피시험품에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 먼저 국제규격에 규정된 시험 배치방법에 따라 시험 샘플을 설치하고, 검증된 EFT/Burst 발생기로 1분 동안 +4 kV의 규정된 신호를 길이 1 m인 전원선을 통해 시험 샘플에 인가하였다. 그 결과, 전원선을 통해 인가되는 전도성 EFT/Burst 내성 신호 외 버스트 발생기 및 전원선에서 직접 공기 중으로 방출되는 방사성 신호(EFT/Burst 노이즈)가 검출되었고, 국제 공인시험 규격으로 이 신호를 측정한 결과, 규제 레벨보다 30 dB 이상 높았다. 또한, EFT/Burst 방사성 신호의 최대 방사 지점과 시험품의 이격 거리에 따른 전계강도를 측정한 결과, 방사내성 국제 규격치보다 최대 23 V/m 이상 강한 전계강도가 검출되었다. 이는 EFT/Burst 방사성 노이즈가 직접적으로 제품에 인가되어 오동작을 유발할 가능성이 대단히 높으므로 대책이 요구됨을 확인하였다.
본 논문은 GSM(Global System for Mobile communications)에서 주로 사용되는 Offset-PLL(Phase Locked Loop) 방식을 사용하여 낮은 위상 잡음과 빠른 위상 고정 시간, 우수한 불요파 특성을 갖는 주파수 합성기를 설계 제작하였다. 제안된 주파수 합성기의 구조는 3번의 주파수 하향 변환을 통해 낮은 위상 잡음 갖도록 하였으며, 높은 주파수 해상도를 갖도록 세 개의 offset 주파수중 최종 offset 주파수를 DDS(Direct Digital Synthesizer)를 이용하여 생성하였다. 또한, 빠른 스위칭 속도를 가질 수 있도록 DAC(Digital to Analog Converter)를 사용하였다. DAC 사용에 따른 위상 잡음 열화를 줄이기 위해 DAC 노이즈 제거를 위한 필터를 설계하여 성능을 개선하였다.
본 논문에서는 자성 금속재료인 센더스트(Sendust)를 이용하여 2.4 GHz ISM 대역의 전자파 노이즈 억제를 목적으로 하는 EMI/EMC 대책용 전파흡수체를 설계 제작하였다. CPE (Chlorinated Ploy-ethylene)를 바인더로 하여 압착 Sendust와의 조성비 별로 전파흡수체 샘플을 제작하였고, 이를 분석하여 최적의 조성비를 탐색하였다. 그 결과 최적의 조성비는 Flaked Sendust : CPE = 72.5 : 27.5 wt.%로 밝혀졌다. 전파 흡수체 샘플로부터 도출된 재료정수를 이용하여 두께의 변화에 따른 전파흡수능의 변화를 시뮬레이션 하였으며, 그 결과를 토대로 제작한 전파흡수체의 전파흡수능과 시뮬레이션 결과치가 잘 일치하는 것을 확인하였다. 이 경우, 중심주파수 2.4 GHz에서 5.4 dB의 전파흡수능을 보였으며, 이때 전파흡수체의 정합두께는 0.6 mm로서 종래의 전파흡수체에 비해 초박형이어서 실용성이 높고 고성능화됨을 알았다. 본 논문에 제시한 초박형화 전파흡수체는 전자회로 및 회로부품으로부터 방사되는 전자파를 억제하거나 효율적으로 흡수하여 정보통신기술의 발전에 기여할 것으로 기대된다.
본 논문은 개인용 컴퓨터(PC)에 적합한 EMC 필터의 제작에 대해서 다룬다. PC는 CPU를 포함한 여러 소자들이 모여 있어 각 장치들간에 서로 많은 간섭이 일어날 수 있고, PC와 연결되는 여러 외투 장치들에 영향을 받아 불요 전자파가 많이 발생될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 PC를 측정대상기기(EUT)로 하여 임피던스에 적합한 노이즈 저감 필터를 제작하였다. 관통형(Feed-through) 컨덴서와 높은 투자율을 가진 페라이트 비드로 구성된 필터를 제작한 필터와 함께 적용하여 PC용 EMC 필터를 제작하였다. 실험을 통해서 제작한 필터가 10 MHz ∼ 1.5 GHz에서 삽입손실이 40 dB 이상 감쇠되며, CISPR Pub. 22 규격과 IEC 61000-4-4의 level 4까지 만족함을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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