노이즈(Noise)에는 방사노이즈(Emission)와 전도노이즈(Conduct)가 있습니다.
전도노이즈에는 차동모드 노이즈(Differential Mode Noise)와 공통모드 노이즈(Common Mode Noise)로 구분됩니다.
전원노이즈관점에서 Differential과 Common의 차이는 +전원부와 -전원부(GND)의 방향과 노이즈의 방향으로 구분할수있습니다.
같은 방향이면 Common Mode Noise 이고, 다른 방향이면 Differential Mode Noise 이다.
● Differential Mode Noise
Differential Noise는 신호선(or 전원선)과 Feed-back Line(or GND)에 서로다른 방향으로 들어오는 노이즈를 의미한다.
노이즈 대책으로는 병렬로 Capicitor를 삽입하거나, 직렬로 Ferrite-Core 또는 Inductor를 삽입합니다.
● Common Mode Noise
Common-Mode Noises는 신호선(or 전원선)과 Feed-back Line(or GND)에 같은방향으로 유입되는 노이즈를 지칭합니다.
노이즈 대책으로는 두가지 접근방법이 있습니다.
첫번째는 유입되는 방법을 차단하는 방법이고, 두번째는 외부로 배출하는 방법입니다.
첫번째 방법은 Choke Coil 또는 Common-Mode Filter를 차단하는 것입니다.
두번째 방법은 각각의 신호선과 GND에 Capacitor를 병렬로 다는 방법입니다.
이때 Capacitor는 Metal-Case에 연결하고, 유입되었던과 동일하게 기생 Capacitance로 방출됩니다.
● Choke Coil
쵸크코일의 동작 특성에 대해 설명하겠습니다.
Common-Mode Noise가 유입되었을 때, 아래 그림과 같이 Indcutor 성질이 커져서 임피던스는 증가합니다.
Differential-Mode Noise가 유입되었을 때, 아래와 같이 자기장이 상쇄되어 낮은 임피던스를 유지합니다.
실제 Choke Coil에는 Differential Impedance가 존재하기 때문에, 전원단에 사용하는 것은 상관없지만 고속 전송신호에는 신호품질에 영향을 줄수있습니다.
고속 전송 신호는 Common Mode Filter를 사용해야합니다.
● Common-Mode Filter.
신호에는 Single-ended 신호가 있고, Differential 신호가 있습니다.
Differential 신호는 Single-Ended 신호에 비해, Common Mode Noise에 면역성이 높다.
하지만 추가 차단을 위해 Common Mode Filter를 사용합니다.
Common Mode Filter을 선정하기 위해서는 먼저 Signal Bandwidth를 알아아합니다.
사용할 주파수 대역에 Differential Mode Impedance가 전송 신호에 영향을 주지 않는 범위에서 Common Mode Impedance로 차단합니다.
이때 사용할 Bandwidth의 Differential Mode Impdedance가 -3dB를 넘지 않아야합니다.
