전기적인 모델링을 하기 위한 등가치환의 기준인 임피던스를 알아보고
임피던스가 각 도메인에서 어케 나타나는지 알아보자.
3.1 DESCRIBING SIGNAL INTEGRITY SOLUTIONS IN TERMS OF IMPEDANCE
임피던스에 의해 결정되는 4개의 기본적인 신호 무결성 문제들이 있다.
1. Signal-quality problems arise : 임피던스가 바뀔 때 -> 파형의 왜곡생김
2. Cross talk arises from the electric and magnetic fields coupling between two adjacent signal traces
: 신호선 끼리 가까울 때 간섭
(3). .Rail collapse of the voltage supply is really about the impedance in the power distribution network (PDN)
: 전력 분배망 ( 전력을 분배하는 모든 구조 )
(4). The greatest source of EMI is common currents, driven by voltages in the ground planes
: 전자기 간섭
3.2 WHAT IS IMPEDANCE?
Impedance : 전압과 전류의 비율, 디바이스를 통과하는 전류와 양 단의 전압과의 비율을 의미한다.
어느 도메인에서 보던지 똑같은 특성을 가진다.
하지만 모델링 과정에서 주파수 도메인해석 방법이 용이하다.
3.3 REAL VERSUS IDEAL CIRCUIT ELEMENTS
모델링 과정을 하기 위해서 Real Device 과 Ideal Device 를 비교할 필요가 있다.
- Real Device : 3차원 관점에서 측정 가능한 것
- Ideal Device : 등가 치환한 모델에서 사용되는 소자
[모델링을 하기위한 과정]
1. Topology 설정
: R,L,C 가 어떻게 연결되어 있는가 , 전자기적 직관 필요
2. Parasitic values 설정
cap의 그래프가 고주파로 갈 수록 특정지점에서 임피던스가 갑자기 올라간다.
따라서 고주파 현상은 특이한 현상이며, 이런 현상을 분석하기 위해 모델링이 필요하다.
실제 측정과 거의 동일한 등가회로 모델을 만들어내는 것이 핵심이다.
등가회로 모델은 통상, Lumped elements 라고 부르고,
TL 은 Distributes element라고 부른다.
3.4 IMPEDANCE OF AN IDEAL RESISTOR IN THE TIME DOMAIN
ideal 한 R, L, C 의 특징을 알아보자.
기본적인 회로이론 내용이니, 간단하게 넘어가겠다.
- R
:ideal 한 R 은 constant하다.
- C
: I는 AC (변위전류) 이다.
- L
: 전류의 변화에 의해서 인덕터 양 단의 전압이 인가된다.
: 고주파에서는 양 단의 전압차가 커진다. -> 신호왜곡가능
3.5 IMPEDANCE OF AN IDEAL CAPACITOR IN THE TIME DOMAIN
전압과 전류는 위상차이가 없지만, 리액턴스는 위상차 있기에 위상정보까지 담고 있어야한다.
3.7 IMPEDANCE IN THE FREQUENCY DOMAIN
주파수 도메인은 sine wave 가 어떤식으로 에너지를 갖는지에 따라 주파수 도메인의 특성이 결정된다.
특정 주파수에서의 임피던스는 그 주파수에서의 V와 I의 비율인 것이다.
모델이 선형적일 때만 주파수 도메인에서 모델링이 가능하다. = only passive device !
3.8 EQUIVALENT ELECTRICAL CIRCUIT MODELS
다시 알아보는, 등가회로 모델링하는 방법
1. Topology 설정
: R,L,C 가 어떻게 연결되어 있는가 , 전자기적 직관 필요
2. Parasitic values 설정
+ 얼마나 정확하냐, 얼마의 BW 까지 정확하냐 => 등가회로 판단의 지표가 됨
내가 저주파만 해석한다면, 첫번째모델을 사용해도 괜찮음 !
3.9 CIRCUIT THEORY AND SPICE
모델링 후 스파이스를 가지고, 전기적 특성을 예측한다.
우린 ideal 한 소자를 시뮬레이션한다. (등가모델 )
3.10 INTRODUCTION TO MEASUREMENT-BASED MODELING
모델링의 시작점은 Topology 이다.
이 구조에서는 어떻게 전기적 구조가 되겠구나, 알고 선정해야한다.
가장 간단한 모델로 정확성을 확보하는 것이 중요하다.
BW가 늘어나려면 모델의 복잡도가 증가한다. -> 시간이 증가한다. ( 부담 증가 )
: 그 사이의 밸런싱을 잘 하자 !!
