위성용 전장품 탑재보드의 Power Integrity 및 Signal Integrity 설계 분석을 통한 노이즈 성능 개선

조영준; 김철영

doi:10.5139/JKSAS.2020.48.1.63

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자료유형: 학술저널

저자정보: 조영준 (Korea Aerospace Research Institute) 김철영 (Chung-Nam National University)

저널정보: 한국항공우주학회 한국항공우주학회지 韓國航空宇宙學會誌第48卷第1號

발행연도: 2020.1

수록면: 63 - 72 (10page)

DOI: 10.5139/JKSAS.2020.48.1.63

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본 연구에서는 위성용 전장품 보드의 성능 요구조건과 설계 복잡도가 높아지면서 증가되는 노이즈 문제를 최소화하기 위해 전원 건전성(Power Integrity) 및 신호 건전성(Signal Integrity)의 설계분석이 수행되었고 이를 통해 적용된 설계 개선 내용을 기술하였다. 전원 건전성은 정전류 전압강하(DC IR drop) 해석을 통해 정적 전원의 특성을 분석하였고, 각 전원의 임피던스 해석을 통해 동적 전원의 특성을 분석하여 각 분석 결과를 이용한 설계 개선 방안들이 적용되었다. 신호 건전성 측면에서는 주요 데이터버스 신호에 대한 시간영역 파형 분석과 PCB(Printed Circuit Board) 설계수정을 통해 노이즈가 개선된 결과를 확인하였다. 또한 설계된 PCB 보드의 전원 층에 대한 공진모드를 분석하여 발생된 공진 영역들에 완화 조치를 적용하였고 조치결과를 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 최종적으로 분석을 통해 설계 개선이 적용된 유닛에 대해 수정 전과 후의 EMC(Electro Magnetic Compatibility) RE(Radiated Emission) 노이즈 측정결과를 비교함으로써 방사성 노이즈가 감소되었음을 확인하였다.

#Power Integrity(전원 건전성) #Signal Integrity(신호 건전성) #Knee Frequency(무릎 주파수) #DC IR drop(정전류 전압강하) #Power Impedance(전원 임피던스) #Decoupling Capacitor(디커플링 커패시터) #SRF(자기공진주파수) #Radiated Emission Noise(방사성 노이즈)

참고문헌 (7)

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Montrose, M. I., EMC and the Printed Circuit Board(Design, Theory, and Layout Made Simple), IEEE Press, Wiley-Interscience, 1999.

Shull, T., Decoupling Capacitor Methodology, Mentor Graphics Corp., 2010.

Signal Integrity and Power Integrity Analysis around the SDRAM Bus Activity Using an AT91SAM9260 Microcontroller, ATMEL Corp., Application Note, 6386A-ATARM, 2009.

Johnson, H., and Graham, M., High- Speed Signal Propagation, PTR Prentice-Hall, 2003.

Cho, Y. J., and Kim, C. Y., “Power Integrity Design Analysis of Control Module for Satellite Application,” Proceeding of The Korean Institute of Electrical Engineers Summer Conference, July 2016, pp. 1300~1301.

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