• 제목/요약/키워드: Power-Ground Plane Analysis

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직사각형의 전력-접지층에 대한 전압전류 특성해석을 위한 빠른 계산방법 (Fast computation method for the voltage-current analysis on the rectangular power-ground plane)

  • 서영석
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제9권1호
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    • pp.140-145
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    • 2005
  • 기존의 금속${\cdot}$유전체${\cdot}$금속 기판형태의 전력${\cdot}$접지층 사이의 전압표현식은 2차원 무한급수 형태로 표시된다. 계산시간 단축을 위해 Fourier 급수합 공식을 이용하여 2차원 무한급수를 1차원 무한급수로 변형시켰다. 이 식들을 $9‘{\times}4'$크기를 가지는 전력${\cdot}$접지층에 대한 전압 계산에 적용했다. 유도된 1차원 급수 계산식은 기존의 2차원 급수식에 비해 빠른 수렴성과 정확한 결과를 보였다. 이 결과는 반복적인 계산이 많이 필요한 전력${\cdot}$접지층 해석에 유용하게 적용될 수 있을 것이다.

Mobius변환을 이용한 전력접지층 임피던스의 빠른 계산방법 (A Fast Computation Method of Power Ground Plane Impedance using the Mobius Transform)

  • 서영석;김인성;송재성;엄태수
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제54권1호
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    • pp.41-44
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    • 2005
  • A new method to reduce the computation time in power/ground-plane analysis is proposed. The existing method using the two dimensional infinite series summation take a lot of computation time. The proposed method is based on the approximation of impedance in the frequency domain through the Mobius transform. This method shows the good accuracy and the high speed in computing. In the case of impedance calculation for 9'x4' board, the proposed method takes 0.16 second of computing time whereas the existing method takes 2.2 second. This method can be applied to the analysis and design of power/ground-plane that need a lot of computation steps.

Ground Plane레이어를 적용한 SMPS 특성분석 (Analysis of SMPS Characteristics applying Ground Plane Layer)

  • 박진홍
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권1호
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    • pp.436-440
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    • 2014
  • 본 논문에서는 PCB Plane 레이어가 SMPS에 미치는 영향을 확인하기 위하여 일반적인 단면 PCB와 Plane을 갖는 양면 PCB를 이용한 SMPS의 출력특성을 각각 분석하였다. 그 이후 동일한 레이아웃을 갖는 PCB의 반대 면에 Ground Plane을 설치한 양면PCB를 이용하여 SMPS 기판을 작성하여 단면 PCB SMPS에 적용해서 분석한 모든 부품을 이동 실장한 후 두 SMPS의 출력특성을 전압, 전류, 고주파잡음 측면에서 비교 분석하였다. 그 결과 단면PCB의 SMPS는 100MHz대역의 고주파 잡음이 150mV인 반면, Ground Plane을 설치한 SMPS에서는 50mV로 1/3 저감되는 현상을 확인하였다. 그리고 고주파 잡음 성분 또한 감소됨을 확인하였다.

전송선로행열을이용한전력배분기판에대한빠른임피던스계산방법 (AFastComputationAlgorithmfortheImpedancecalculationofthePowerDistributionPlaneUsingtheTransmissionMatrix)

  • 서영석
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제54권6호
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    • pp.251-254
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    • 2005
  • Animpedancecalculationmethodfortheirregularshapedpowerdistributionnetworksispresented.Theirregularshapedmetal-dielectric-metalboardissplitintothreepieceofsegmentstocalculatetheimpedancebetweenthetwoseparatedpointsontheboard.Transmission-matrixdescriptioncorrespondingtotheunitcolumnofboardandtheconnectionofunitcolumnboardareintroduced.Thenthetransmission-matrixfortheeachsegmentiscalculatedandreducedtothe2-portsimpedancematrix.Theproposedalgorithmisveryfastcomparingtheexistingmethods.Appliedtothe6inchby5inchsizeirregularshapedboard,theproposedmethodshows15timesfasterthantheelectromagneticorcircuitanalysismethod.

EMI 저감을 위해 분할된 전원/접지 평판 구조에서의 방사성 방출 분석 (Analysis of Split Power/Ground Plane Structures for Radiated EMI Reduction)

  • 이장훈;이필수;이태헌;김창균;송인채;위재경
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제47권6호
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    • pp.43-50
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    • 2010
  • 본 논문에서는 시스템 모듈에서 발생하는 EMI를 줄이기 위해 분할된 전원/접지 평판 구조에 의해 발생하는 방사성 방출(Radiated emission)을 분석하였다. 분석을 위해 다양한 조건을 갖는 시험 기판(Test board)에 대한 자기장과 전기장을 시뮬레이션하고 측정하여 비교하였다. 이 분석 결과는 입력 신호의 주파수 대역에서 반사계수의 위상이 $0^{\circ}$에 근접하도록 하며, 입력 신호의 주파수와 분할된 전원/접지 평판 구조의 공진주파수가 일치하지 않도록 분할된 접지 갭의 폭과 위치를 결정함으로써 방사성 방출을 줄일 수 있음을 보여준다. 또한, 스티칭 커패시터(Stitching capacitor)를 사용하여 방사성 방출을 저감시킬 수 있으며, 방사성 방출을 효과적으로 저감시키기 위해 입력 신호의 주파수에서 반사계수의 크기를 낮추고 위상이 $0^{\circ}$에 근접하도록 스티칭 커패시터의 값과 위치를 결정할 필요가 있음을 알 수 있다.

Analysis of EMI Problems in Split Power Distribution Network

  • Shim, Hwang-Yoon;Kim, Ji-Seong;Yook, Jong-Gwan;Park, Han-Kyu
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제2권2호
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    • pp.75-80
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    • 2002
  • Signal integrity problems and their possible solutions are addressed in this paper for split power plane of high-speed digital systems. Stitching and decoupling capacitors are proved to be very effective for reducing signal noise, ground bounce as well as electromagnetic radiation from the split power plane. Simulations based on 3D-Finite Difference Time Domain (FDTD) method are utilized for the analysis of practical high frequency multi-layered PC main board.

Reducing Electromagnetic Radiation in Split Power Distribution Network of High-Speed Digital System

  • Shim, Hwang-Yoon;Kim, Jiseong;Yook, Jong-Gwan;Park, Han-Kyu
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2002년도 종합학술발표회 논문집 Vol.12 No.1
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    • pp.340-343
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    • 2002
  • Electromagnetic(EM) radiation problems and their possible solutions are addressed in this paper for the split power plane of high-speed digital systems. Stitching and decoupling capacitors are proved to be very effective fur reducing signal noise, ground bounce as well as electromagnetic radiation from the split power plane. Simulations based on 3D-Finite Difference Time Domain (FDTD) method are utilized for the analysis of practical high frequency multi-layered PC main board

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Wide-Bandwidth Wilkinson Power Divider for Three-Way Output Ports Integrated with Defected Ground Structure

  • Sreyrong Chhit;Jae Bok Lee;Dal Ahn;Youna Jang
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제22권1호
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    • pp.14-22
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    • 2024
  • This study presents the design of a Wilkinson power divider for three-way output ports (WPD3OP), which incorporates a defected ground structure (DGS). An asymmetric power divider is integrated into the output ports of the conventional Wilkinson power divider (WPD), establishing a three-way output port configuration. The DGS introduces periodic or irregular patterns into the ground plane to suppress unwanted electromagnetic wave propagation, and its incorporation can enhance the performance of the power divider, in terms of the power-division ratio, isolation, and bandwidth, by reducing spurious resonances. The proposed design algorithm for an asymmetric power divider for three-way output ports is analyzed via circuit simulations using High-Frequency Simulation Software (HFSS). The results verify the validity of the proposed method. The analysis of the WPD3OP integrated with DGS certifies the achievement of a center frequency of 2 GHz. This confirmation is supported by schematic ideal design simulation results and measurements encompassing insertion losses, return losses, and isolation.

Haar 웨이블릿 기반 MRTD를 이용한 PCB 전원 공급면에서의 Ground Bounce 해석 (Analysis of the Ground Bounce in Power Planes of PCB Using the Haar-Wavelet MRTD)

  • 천정남;이종환;김형동
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제10권7호
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    • pp.1065-1073
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    • 1999
  • 본 논문에서는 Haar 웨이블릿 기반 MRTD(MultiRes빼lion Time-Domain)를 이용하여 다층 PCB (Printed C Circuit Board)의 전원 공급면내에서 발생할 수 있는 Ground Bounce 문제를 해석하였다. 기존의 FDTD법을 이용한 모델링에서는 PCB 전원 공급연을 구성하는 $V_{cc}$연과 접지면 사이의 좁은 간격을 표현하기 위해 수직 방향으로 매우 작은 셀이 필요하다. 이에 따라 안정 조건(Stability Con며tion)에 의한 시간간격 $\Deltat$가 매우 작아 일정 시간 동안의 응답을 관찰하기 위해 많은 수의 반복 계산(Iteration)을 수행해야 한다. 이러한 문제 에 대해 MRTD를 적용하여 수직 방향 셀 크기를 두 배로 증가시켜 해석함으로써 계산 시간을 현저하게 감 소시킬 수 있다. 또한 MRTD에 의한 결과는 FDTD법에 의한 결과 및 해석적인 해와 매우 잘 일치한다. 본 논문의 결과는 PCB 상의 EMI/EMC 문제의 해석에 있어 MRTD의 정확성과 효율성을 잘 나타낸다.

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최적화된 DGS 회로를 이용한 IMT-2000용 Class-AB 대전력증폭기의 설계 및 구현 (Design and Implementation of Class-AB High Power Amplifier for IMT-2000 System using Optimized Defected Ground Structure)

  • 강병권;차용성;김선형;박준석
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제4권1호
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    • pp.41-48
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    • 2003
  • 본 논문에서는 DGS(Defected Ground Structure)에 대한 새로운 등가 회로를 제안하였으며, 이를 IMT-2000용 AB급 대전력 증폭기 설계에 적용하여 증폭기의 성능을 향상시켰다. 새로운 DGS 등가 회로는 병렬의 LC 공진기와 병렬 형태의 캐패시턴스로 구성되어 금속 접지면에 에칭된 결함으로 인한 프린징(fringing) 효과를 반영하도록 하였으며, 전력 증폭기 출 단 정합 회로를 최적화하기 위하여 사용되었다. 이전의 논문에서도 하모닉 성분의 억제와 증폭기의 효율 개선을 위하여 DGS를 사용하였으나 DGS 등가 회로의 해석은 없었으며(1), 본 논문에서는 이를 개선하여 회로 시뮬레이션을 통한 정한 DGS의 등가 회로를 AB급 증폭기의 출력 단 정합회로에 적용함으로써 성능 향상과 함께 증폭기 제작 후에 튜닝이 거의 필요없는 정확한 설계 방법을 제시하였다. 이와 같이 제안된 전력 증폭기의 설계 방법은 정확한 설계 결과를 제공함으로써 최적 부하 조건과 하모닉 성분의 제거 성능을 동시에 만족시킬 수 있었다. 제안된 방법의 효과를 입증하기 위하여 DGS를 적용한 기존의 방법과 새로이 제안된 방법을 사용하여 20W급의 전력 증폭기를 설계 및 제작하였으며, 그 측정 결과를 비교하였다.

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