먼저 알아둘 용어
근접장 탐침(near-field probe)은 회로 가까이의 전기장이나 자기장에 반응해 잡음이 강한 위치를 찾는 도구입니다. 탐침에서 얻은 신호를 계측기로 읽으며, 이 값이 제품 전체에서 멀리 퍼져 나가는 잡음의 크기를 바로 뜻하지는 않습니다.
전자기 간섭(EMI, Electromagnetic Interference)은 전자기 잡음이 다른 회로의 동작에 영향을 주는 현상입니다. 전자기 적합성(EMC, Electromagnetic Compatibility)은 장치가 주변에 허용 범위를 넘는 간섭을 일으키지 않으면서 정해진 전자기 환경에서도 정상 동작하는 능력입니다. 기판 가까이의 탐침 측정과 제품의 적합성 시험은 측정 구성이 다릅니다.
자기장 탐침(H-field probe)·스펙트럼(spectrum) — 자기장 탐침은 주로 자기장에 반응하는 루프(loop)형 도구입니다. 스펙트럼은 신호를 주파수별 크기로 나누어 보여 주며 봉우리의 주파수와 발생 위치를 함께 살펴봅니다.
E형 팁과 H형 루프를 구분해 선택합니다. 작은 모노폴 형태의 E-field 탐침은 전기장·전압 변화에 반응해 고임피던스 노드나 종단되지 않은 배선 주변을 좁혀 볼 때 유용합니다. H-field 루프는 비교적 큰 전류가 흐르는 경로의 자기장 변화를 찾는 출발점입니다. E형은 측정면에 수직으로, H형은 자속이 루프를 통과하도록 방향을 조정합니다. 종류·거리·방향을 바꾸면 감도도 바뀌므로 화면 크기의 차이를 설계 개선이나 원거리 방사량의 차이로 바로 해석하지 않습니다. Tektronix의 근접장 탐침 선택 지침
케이블 전류 클램프와 근접장 탐침의 측정 대상을 구분합니다
케이블의 잡음 경로를 좁혀 볼 때는 변류기(CT, Current Transformer) 방식의 전류 클램프를 사용할 수 있습니다. 도체의 교류 전류가 만드는 변화하는 자속을 코어와 감은 선으로 받아들이는 방식입니다. 도체가 코어를 한 번 통과하고 2차 권선이 N회인 이상적인 변류기에서는 2차 전류의 크기는 Iₛ≈Iₚ/N입니다. Iₚ는 도체의 1차 전류 크기, Iₛ는 2차 권선의 전류 크기이며 단위는 A입니다. 이 근사는 정해진 부하와 동작 대역에서의 원리를 설명하며, 실제 출력 전압에 N을 곱하라는 보정식이 아닙니다. 이 변류기 방식만으로 직류를 측정할 수는 없으므로 측정할 성분에 맞는 클램프 종류와 대역을 확인합니다.
수신기로 출력 전압을 읽는 제품은 지정된 입력 종단과 주파수별 전류–전압 변환 특성을 사용합니다. 측정할 도체 또는 케이블 묶음, 클램프 위치와 닫힘 상태, 케이블 길이·배치, 동작 모드와 계측 설정을 기록한 뒤 수정 전후 같은 조건에서 비교합니다. 통과시킨 도체가 달라지면 측정하는 전류 성분도 달라질 수 있습니다. 케이블 전류의 봉우리가 줄었더라도 그 값만으로 방사 방출의 한계값을 만족했다고 판단하지 않고, 해당 시험 구성에서 제품의 적합성을 따로 확인합니다.
위치 탐색과 변경 전후 비교를 구분합니다
처음에는 사용 중인 수신기와 탐침이 지원하는 범위에서 넓게 스펙트럼을 살펴 조사할 성분을 고릅니다. 그다음 해당 대역으로 범위를 좁히고, 같은 기판 동작 상태에서 관심 주파수와 탐색 영역을 정합니다. 탐침을 이동·회전하며 강한 지점을 찾을 때는 위치와 주파수를 한 쌍으로 남깁니다. 클록(clock)이나 스위칭(switching) 주파수의 정수배와 일치하는 성분은 원인을 추적할 단서지만, 회로 동작과 추가 대조하기 전에는 원인 확정으로 기록하지 않습니다.
큰 루프는 감도가 높은 대신 작은 발생 위치를 구분하기 어렵고 작은 루프는 위치를 좁히는 데 유리한 대신 감도가 낮을 수 있습니다. 루프의 방향에 따라서도 반응이 달라집니다. 탐침을 작게 바꾸거나 회전해서 값이 줄어든 것을 설계 개선으로 오해하지 않습니다.
비교할 때는 위치뿐 아니라 전체 조건을 고정합니다
탐침 종류·방향·거리, 계측기 설정, 기판의 전원·부하·동작 모드와 케이블(cable) 배치를 기록합니다. 변경 전후 같은 위치를 찾을 수 있게 사진이나 위치 표식을 남깁니다. 위치 탐색 중 얻은 최대값과 다른 자세의 측정값을 직접 비교하지 않습니다.
회로 수정 후에는 관심 성분뿐 아니라 다른 대역과 동작 상태도 확인합니다. 한 봉우리가 줄어도 다른 성분이 커지거나 다른 모드에서 문제가 생길 수 있습니다.
적합성 판정은 해당 시험 구성에서 확인합니다
근접장 탐침의 결과에는 어느 위치에서 어떤 신호를 찾았고 수정 후 얼마나 달라졌는지 기록합니다. “동일 조건에서 이 위치의 이 주파수 성분이 감소했습니다”처럼 확인 범위를 명확히 합니다. 규격의 한계선과 비교하려면 그 규격이 정한 배치·검출·측정 절차를 사용해야 합니다. 근접장 값이 낮다고 해서 제품 전체가 합격한 것은 아닙니다.
작업 순서를 다시 확인합니다
