고속신호 PCB설계시 리턴패스(Return Path) 고려

고속신호에서 설계할 때, Return Path가 어떻게 되냐에 따라 노이즈와 신호무결성이 보장된다.

그로인해 Ground설계를 조심스럽게 해야 하는데, 고속 Trace아래 반드시 Return path를 위한 GND plate가 따라와야 한다.

 

 

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위에 자료를 해석해보면,

전류의 Return path로써 Ground Plane

DC 전류는 최소의 저항이 있는 부분을 찾아 흐른다.

 

 

즉, GND plate 전체에서 최단거리를 찾아 이동한다. (거리가 짧을수록 저항이 적다)

그러나 AC가 되어 frequency가 증가하게 되면 더이상 R의 영향은 줄어 들고, w(오메가)의 간섭이 시작된다.

R의 값이 점점 무시되어질 정도로 f 값이 커지면 아래 와 오른쪽같이 변화한다.

 

신호가 초고속 신호가 되어 frequency(f) 가 매우 빠르게 증가하면, 더이상 R의 값은 무시되어지고, f값이 임피던스값을 지배하게 된다. 즉, trace를 따라 그 바로 아래 GND plate로 return path가 함께 이동하며 왼쪽 그림과 같게 된다.

 

추가로 참고하면 좋을 블로그 자료가 있어서 첨부한다.

https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=rlaghlfh&logNo=110127561157&proxyReferer=https%3A%2F%2Fwww.google.com%2F

Impedance matching / 임피던스 매칭

https://www.nwengineeringllc.com/article/how-to-design-your-pcb-return-current-path.php#:~:text=A%20PCB%20return%20current%20path,outputs%20to%20further%20downstream%20components.

How to Design Your PCB Return Current Path

 

OrCAD PCB에서 고속 신호 사용

https://ansan-survivor.tistory.com/207

[PCB Editor] Allegro PCB Editor, High speed Option, Return path Constraint Management (CM Rule) 사용하기