KR20000023591A

KR20000023591A - 컴퓨터 시스템의 플러그-인 어댑터 카드로부터의 고주파 방출을 최소화시키기 위한 방법

Info

Publication number: KR20000023591A
Application number: KR1019997000037A
Authority: KR
Inventors: 바란조제프비
Original assignee: 윅 랜달 쥐.; 에이에스티 리서치, 인코포레이티드
Priority date: 1996-07-12
Filing date: 1999-01-07
Publication date: 2000-04-25
Also published as: WO1998003045A1; CA2259607A1; US5686871A; KR100323797B1

Abstract

컴퓨터 시스템 내부의 모뎀 어댑터 카드(100) 상에 발생된 노이즈는 전압 기준면(212)에 확장(extension)을 제공함으로써 효과적으로 억제된다. 상기 확장 기준면은 임피던스 회로(350, 352)에 의해 상기 어댑터 카드의 상기 전압 기준면에 연결된다. 상기 확장 기준면은 어댑터 카드가 억제될 신호의 1/4파장 보다 큰 전체 길이를 가지는 복합 기준면(composite reference plane)을 가지는 원인이 된다. 그러한 상기 복합 기준면은 상기 노이즈가 발생된 상기 신호의 주파수에서 공진하지 않는다. 상기 기준면들은 공진 회로에 의해 보다 바람직하게 연결되어 상기 두 기준면들이 높은 주파수에서 효과적으로 전기적으로 연결된다. 그리고, 낮은 주파수에서는 단락되어 상기 보드들의 낮은 주파수에서의 공진 역시 억제된다.

Description

컴퓨터 시스템의 플러그-인 어댑터 카드로부터의 고주파 방출을 최소화시키기 위한 방법{METHOD FOR MINIMIZING RADIO FREQUENCY EMISSIONS FROM PLUG-IN ADAPTER CARDS IN COMPUTER SYSTEMS}

마이크로프로세서 기반의 컴퓨터 시스템(microprocessor-based computer systems)은 가정과 직장에서 높은 점유율을 차지하고 있다. 흔히 개인용 컴퓨터(personal computers), 데스크탑 컴퓨터(desktop computers), 노트북 컴퓨터(notebook computers), 또는 이와 유사한 것들로 간주되는 상기 컴퓨터 시스템들은 매우 높은 주파수에서 작동을 하고, 특히 50MHz, 종종 100MHz, 또는 그 이상의 주파수를 가지는 클럭 신호들(clock signals)을 가진다. 이와 같은 클럭 신호들은 논리 "하이" 레벨과 논리 "로우" 레벨이 번갈아 일어나는 방형파(square wave) 클럭 신호(즉, 50%의 듀티 사이클(duty cycle)을 가지는 신호)이다. 잘 알려진 바와 같이, 이와 같은 클럭 신호들은 기본 주파수(fundamental frequency)보다 상당히 높은 주파수인 고조파 신호들(harmonic signals (odd harmonics ; 홀수 고조파))을 발생한다.

미연방통신위원회(Federal Communication Commission ; FCC)는 컴퓨터 시스템으로부터의 전자기 방출(electromagnetic emission)에 관한 엄격한 규정을 부과해 오고 있다. 특히, 가정에서 사용되는 컴퓨터 시스템에서의 전자기 방출은 라디오와 텔레비전 수상기에 의한 다른 신호들의 수신에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 상기와 같은 상기 전자기 방출을 줄이기 위한 많은 노력이 소비되어 오고 있다. 예를 들면, 컴퓨터 시스템의 회로를 전기적으로 전도성이 있는 밀폐함(enclosure)에 밀폐(enclosing)시킴으로써 상기 전자기 방출을 줄일 수 있는데, 이는 특히 지구 지전위(earth ground potential)에 보존된다. 컴퓨터 시스템들의 상기 밀폐함들로부터 들어오고 나가는 파워 케이블들(power cables)과 신호 케이블들(signal cables)로부터 방출되는 전자기 방출을 줄이기 위해서 다른 노력들이 수행되어 오고 있다.

오늘날 컴퓨터 시스템들의 대부분이 모뎀(MODEM)을 구비하고 있는데, 이는 컴퓨터 시스템들이 데이터 전송을 위한 디지털 통신 형태(digital transmitting format) 또는 영상의 전송을 위해 팩시밀리 전송 형태(facsimile transmitting format) 중 하나를 사용하여 표준 전화선들(standard telephone lines)을 통해 통신이 가능하게 한다. 이와 같은 모뎀의 상당수는 플러그-인 어댑터 카드(plug-in adapter card)로서 제조되는데, 이는 상기 컴퓨터 밀폐함 내부에 배치된다. 그리고 이는 컴퓨터 밀폐함의 한 부분을 통하여 뻗어있는 소켓(socket)으로 꽂혀진 전화선을 통하여 통신을 수행한다. 상기 전화선은 모뎀에 연결되어 있고, 상기 컴퓨터 밀폐함 내부에서의 높은 클럭과 신호 주파수들 때문에, 상기 전화선은 흔히 높은 주파수의 전자기 에너지의 전송을 위한 안테나(antenna)로 작동하게 됨을 알 수 있다. 몇몇 경우에 있어서, 상기 전화선 상에 전송된 상기 노이즈(noise)는 허용할 수 없을 정도로 큰 크기를 갖는다.

발명의 요약

특정 모뎀 어댑터 카드 상의 노이즈의 원인에 대한 연구 결과, 발명자는 이 글에서 노이즈는 어댑터 카드 상의 전압 기준면(voltage reference plane)(즉, 접지면(ground plane))과 상기 카드가 인스톨된 컴퓨터 밀폐함 내부에 의해 형성된 공진 회로(resonant circuit)에 의해 발생한다는 것을 발견했다. 특히, 발명자는 전화선의 결합, 전압 기준면(voltage reference plane), 그리고 상기 컴퓨터 밀폐함이 상기 컴퓨터 밀폐함 내부의 클럭 신호 또는 다른 높은 주파수의 홀수 고조파(odd harmonics)에 대응하는 주파수들에서 공진(resonate) 한다는 것을 발견하였다. 상기 공진 신호(resonating signal)는 전화선을 통하여 방출되는 전자기 방출이 허용되지 않도록 충분히 큰 크기를 가지고 있다.

발명자는 상기 전화선에서 방출되는 전자기 방출은 컴퓨터 밀폐함 내부에서 어댑터 카드의 고조파 주파수(harmonic frequency)를 기본 클럭 주파수(principal clock frequency)의 홀수 고조파(odd harmonics)가 아닌 주파수로 바꿈으로써 실질적으로 줄일 수 있다는 것을 더욱 발견했다. 예를 들면, 상기 어댑터 카드는 상기 클럭 주파수의 짝수 고조파(even harmonics) 또는 상기 밀폐함 내부에 존재하지 않는 다른 주파수에 공진되도록 변경된다. 일반적으로 클럭 신호는 클럭 주파수의 홀수 고조파만을 포함하는 방형파(square wave)이기 때문에, 짝수 고조파에서의 공진(resonance)은 신호가 간섭(interference)을 일으키기에 충분히 큰 크기를 가지는 원인이 되지 않는다. 상기 클럭 주파수의 하나 이상의 홀수 고조파는 허용할 수 없는 방출의 원인이 되는 충분히 큰 크기를 가질 수 있으므로, 본 발명의 구성에 있어서, 상기 회로 카드 어댑터(circuit card adapter)는 둘 또는 그 이상의 주파수들에 공진되는 것을 배제하기 위해서 다른 주파수들을 위한 다른 유효 길이(effective length)를 가지도록 구성된다.

따라서, 본 발명의 일 목적은 컴퓨터 시스템 내부의 어댑터 카드 상에서 발생하는 노이즈를 줄이기 위한 방법을 제공하는데 있다. 상기 어댑터 카드는 노이즈 주파수(noise frequency)를 가지는 노이즈 생성 신호(noise-generating signal)의 1/4파장(quarter wavelength)에 대응하는 제 1 길이(first length)를 가지는 제 1 전압 기준면을 포함한다. 상기 방법은 제 2 길이(second length)를 가지는 제 2 전압 기준면을 제공하는 단계를 포함하는데, 이 길이는 상기 제 1 길이 및 제 2 길이가 상기 1/4파장 또는 상기 1/4파장의 몇 배의 파장과 다른 전체길이(total length)를 가지도록 선택된다. 상기 방법은 임피던스(impedance)와 함께 상기 제 1 전압 기준면을 제 2 전압 기준면과 연결하는 단계를 더욱 포함한다. 상기 임피던스가 선택되어 상기 제 1 및 제 2 전압 기준면이 상기 노이즈 주파수에 전기적으로 함께 결합된다. 상기 임피던스는 공진 인덕터-커패시터 회로(inductor-capacitor circuit)를 포함한다. 상기 공진 회로는 유리하게, 노이즈 주파수에서 공진하여 상기 제 1 및 제 2 기준면이 상기 노이즈 주파수에서 전기적으로 연결되는 직렬 공진 회로가 될지도 모른다. 반면에, 상기 공진 회로는, 상기 노이즈 주파수보다 낮은 공진 주파수에서 공진하여 상기 제 1 및 제 2 기준면들이 상기 공진 주파수에서 전기적으로 분리되고 상기 노이즈 주파수에서 전기적으로 연결되는 병렬 공진 회로가 될 수 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 어댑터 카드의 노이즈 억제 방법은 제 3 전압 기준면을 제공하는 단계를 더욱 포함한다. 상기 제 3 전압 기준면은 제 2 임피던스에 의해서 상기 제 1 및 제 2 전압 기준면 중 하나와 연결된다. 상기 제 3 전압 기준면은 제 2 노이즈 주파수에서 노이즈를 감소시키는 작용을 한다. 하나의 실시예에서, 상기 제 3 기준면은 상기 제 1 기준면과 연결된다. 양자 택일로, 상기 제 3 기준면은 상기 제 2 기준면과 연결된다.

본 발명의 다른 목적은 컴퓨터 시스템 내에서 사용하기 위한 개선된 어댑터 카드를 제공하는 데 있다. 상기 어댑터 카드는 상기 어댑터 카드 상에 장착된 제 1 전압 기준면을 포함한다. 상기 제 1 전압 기준면은 상기 컴퓨터 시스템 내의 기준 전압(reference voltage)에 연결된다. 상기 제 1 전압 기준면은 제 1 길이(first length)를 가진다. 상기 어댑터 카드는 제 2 전압 기준면을 더욱 포함한다. 상기 제 2 전압 기준면은 제 2 길이(second length)를 가진다. 임피던스는 상기 제 1 전압 기준면을 상기 제 2 전압 기준면에 연결한다. 그 결과 상기 제 1 길이와 제 2 길이는, 상기 노이즈 신호의 1/4파장 보다 큰 전체 길이를 형성하기 위해서 억제되기 위한 노이즈 신호의 주파수에 함께 첨가된다. 가급적 상기 임피던스는 공진 회로를 포함한다. 제 1 실시예에서, 상기 공진 회로는 상기 노이즈 신호의 주파수에서 공진하는 직렬 인덕터-커패시터 공진 회로(series inductor-capacitor resonance circuit)이다. 제 2 실시예에서, 상기 공진 회로는 병렬 인덕터-커패시터 공진 회로인데, 이는 상기 노이즈 주파수보다 낮은 주파수에서 신호들을 방지하고 상기 노이즈 신호를 통과시키기 위해 상기 노이즈 주파수보다 낮은 주파수에서 공진한다. 그 결과, 상기 제 1 및 제 2 기준면들은 상기 노이즈 신호의 주파수에 전기적으로 연결된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 어댑터 카드는 상기 제 1 및 제 2 기준면 중 하나와 전기적으로 연결된 제 3 기준면을 포함한다. 상기 제 3 기준면은 적어도 제 3 주파수에서 노이즈를 감소시키기 위해 적어도 상기 제 1 기준면과 함께 협력하여 작동한다. 일 실시예에서, 상기 제 3 기준면은 상기 제 1 기준면과 연결된다. 양자 택일로, 상기 제 3 기준면은 상기 제 2 기준면과 연결된다.

본 발명의 또 다른 목적은, 컴퓨터 시스템 내부의 회로 카드 상의 공진 노이즈의 억제 방법을 제공하는 데 있다. 상기 방법은 상기 회로 카드가 제 1 길이를 가지는 제 1 전압 기준면을 가지도록 구성하는 단계를 포함한다. 상기 제 1 길이는 상기 회로 카드 상에 나타나는 적어도 하나의 낮은 주파수 신호의 제 1 주파수를 위한 제 1 공진 길이(resonant length) 보다 짧다. 상기 제 1 길이는 현재 상기 회로 카드 상에 나타나는 높은 주파수 신호의 제 2 주파수의 제 2 공진 길이와 거의 같다. 상기 방법은 제 2 길이를 가지는 제 2 전압 기준면을 구성하는 단계를 더욱 포함한다. 상기 제 1 길이와 상기 제 2 길이의 합은 상기 제 2 공진 길이보다 크다. 상기 방법은 상기 높은 주파수 신호의 공진을 억제하기 위해 제 2 주파수에서 상기 제 1 전압 기준면이 상기 제 2 전압 기준면에 연결되는 단계를 더욱 포함한다.

본 발명은 컴퓨터 시스템으로부터의 전자기 방출(emission of electromagnetic emission)을 줄이기 위한 것으로, 좀 더 구체적으로는 어댑터 카드(adapter cards)와 연결된 외부 라인들(external lines) 상의 전자기 방출을 줄이기 위한 것이다.

본 발명은 아래 수반된 도면과 관련되어 설명될 것이다. 여기서:

도 1은 컴포넌트들이 장착되고 전화선 연결되는 종래의 모뎀 카드의 구성을 보여주는 투시도;

도 2는 도 1에 도시된 모뎀 카드의 접지면을 개방하여 납땜면을 보여주는 투시도;

도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 어댑터 카드를 장착한 컴퓨터 시스템을 보여주는 투시도;

도 4는 컴퓨터 시스템의 내부에 장착된 어댑터 카드의 공진 박스 효과 및 컴퓨터 밀폐의 일 예를 개략적으로 보여주는 도면;

도 5는 입력 소켓에서의 최대 전류와 그 반대쪽 끝에서의 최소 전류를 보여주는 공진 주파수에서의 어댑터 카드의 전압 기준면 상의 전류를 보여주는 그래프;

도 6은 노이즈 문제를 해결하기 위한 일 실시예로서, 임피던스 회로에 의해 어댑터 카드의 확장부가 본체에 연결된 것을 보여주는 도면;

도 7은 어댑터 카드 및 확장부의 직렬 공진 연결을 보여주는 도면;

도 8은 어댑터 카드와 확장부의 병렬 공진 연결을 보여주는 도면;

도 9는 결합된 부분들의 전체 길이를 줄이기 위해 어댑터 카드 위에 덮여진 개조된 확장부를 보여주는 도면;

도 10 내지 도 11은 병렬 공진 회로에 의하여 상기 전압 기준면의 확장부가 상기 어댑터 카드의 본체에 연결된 어댑터 카드의 전면과 후면을 각각 보여주는 투시도;

도 12는 각각의 임피던스 회로들에 의해서 연결된 두 개의 확장부를 가지는 어댑터 카드를 보여주는 도면; 그리고

도 13은 어댑터 카드와 직렬로 연결된 두 개의 확장부를 가지는 어댑터 카드를 보여주는 도면이다.

도 1 및 도 2는 종래의 컴퓨터 시스템 내부에 결합될 수 있는 전형적인 모뎀 어댑터 카드(100)를 보여주고 있다. 이와 같은 모뎀 카드(100)의 작용은 이 기술 분야에서 잘 알려져 있기 때문에 이 글에서 상세히 설명하지는 않을 것이다. 간단히 말해서, 상기 모뎀 카드(100)는 컴퓨터 시스템 밀폐함(computer system enclosure)(110) 내부에 인스톨된다(도 3 참조). 그리고, 컴퓨터 시스템 밀폐함(110) 내부에 있는 상기 어댑터 카드(100) 상의 에지 커넥터(edge connector)(112)와 상기 컴퓨터 시스템 밀폐함(110) 내부의 매칭 커넥터(matching connector)(114)를 통해 컴퓨터 시스템 버스(computer system bus)(미 도시됨)와 전기적으로 연결된다. 상기 어댑터 카드(100) 상의 제 1 소켓(116)은 전화 시스템(미 도시됨)과 연결된 전화선(118)을 받아들인다. 제 2 소켓(119)은 전화 구성요소(미 도시됨)들을 상기 전화 시스템에 연결하는데 사용될 수 있다. 상기 모뎀 어댑터 카드(100)는 상기 컴퓨터 시스템 버스(미 도시됨)를 통해 상기 밀폐함(110) 내의 상기 컴퓨터 시스템으로부터 디지털 신호들을 받아들이고 상기 디지털 신호들을 잘 알려진 모뎀 통신 표준(즉, V. 32)에 따라서 아날로그 신호들로 바꾼다. 그리고, 상기 전화선(118)을 통해 상기 아날로그 신호들을 상기 전화 시스템으로 전송한다. 이와 유사하게, 상기 모뎀 어댑터 카드(100)는 상기 전화선(118)을 통해 상기 아날로그 신호들을 받아들이고, 상기 아날로그 신호들을 디지털 신호들로 변환하여, 상기 컴퓨터 시스템 버스(미 도시됨)를 통해 상기 밀폐함(110) 내의 상기 컴퓨터 시스템과 통신을 수행한다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 모뎀 어댑터 카드(100)는 컴포넌트 면(component side)(120)과 납땜면(solder side)(122)을 포함한다. 일반적으로, 대부분의 컴포넌트들(예를 들면, 집적회로, 저항, 커패시터, 인덕터 등)은 상기 컴포넌트 면에 장착된다. 리드선을 가지고 있는 컴포넌트들은 상기 어댑터 카드(100) 상에 놓여지고 상기 어댑터 카드(100)의 상기 납땜면에 납땜된다(그러나, 회로 보드 상의 홀(hole)들을 필요로 하지 않는 표면장착 기술(surface mount technology)이 많이 이용됨이 잘 알 것이다). 이와 같은 컴포넌트들은 상기 어댑터 카드(100)에 납땜되는데, 상기 납땜면보다는 상기 컴포넌트 면에 납땜된다. 현재 모뎀들에는 높은 수준의 집적화가 사용되기 때문에 일부 컴포넌트들만이 상기 컴포넌트 면에서 보일 뿐이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 어댑터 카드(100)의 상기 납땜면(122)은 상당한 전압 기준면(substantial voltage reference plane)(132)을 흔히 포함하는데, 이는 상기 납땜면(122)의 대부분을 덮고, 이 납땜면(122)은 상기 컴포넌트 면(120)으로부터 확장된 홀(hole)들에 의해서 관통되지 않는다. 상기 어댑터 카드(100)와 다른 그와 같은 회로 카드 표면상에서의 확장된 전압 기준면(extensive voltage reference plane)(132)의 이용은 회로 카드 내의 전기적인 노이즈를 줄이는데 유용하다고 여겨진다. 특히, 상기 전압 기준면(132)은 상기 컴퓨터 시스템 버스(미 도시됨)를 통해 상기 어댑터 카드(100)로 공급되는 논리접지전압기준(logic ground voltage reference)에 전기적으로 결합된다. 그리고, 상기 전압 기준면(132)이 상기 논리접지(logic ground)에 연결될 때, 이는 또한 상기 어댑터 카드(100)의 한쪽 끝에 장착된 마운팅 브레이커(mounting breaker)(140)에 전기적으로 연결된다. 상기 어댑터 카드(100)가 상기 컴퓨터 시스템(102)에 인스톨될 때, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 마운팅 브레이커(140)는 안전하게 공간을 유지하기 위하여 상기 어댑터 카드를 상기 컴퓨터 시스템(102)에 기계적으로 연결한다. 더욱이 상기 마운팅 브레이커(140)는 상기 어댑터 카드(100)의 상기 전압 기준면(132)(즉, 접지면)을 상기 컴퓨터 시스템 밀폐함(110)의 샤시(chassis)에 전기적으로 연결한다. 상기 마운팅 브레이커(140)는 상기 전화 소켓(160)을 위한 구조적 지원(structural support)을 제공한다. 그 결과 상기 소켓(116)에 가해지는 압력은 상기 어댑터 카드(100)에 의해서라기보다는 상기 컴퓨터 밀폐함(110)에 의해서 완화된다. 더 나아가서 상기 마운팅 브레이커(140)는 상기 밀폐함(110)의 전자기적 차폐(shielding)를 하기 위해 상기 컴퓨터 밀폐함(110) 측면의 틈(opening)을 막아준다.

상술한 바와 같은 종래의 마이크로프로세서 기반형 컴퓨터 시스템(microprocessor-based computer system)의 구성이 실질적으로 전자기 방출(electromagnetic emission)을 차단하려 함에도 불구하고, 발명자는 어댑터 카드 상의 모뎀을 가지고 있고 전화선이 상기 모뎀에 연결된 이와 같은 많은 컴퓨터 시스템들은 전자기적으로 노이즈를 타고있다고 단정한다. 특히 상기 발명자는 특정 주파수(즉, 특정 어댑터 카드와 컴퓨터 시스템의 결합을 위한 약 371MHz와 771MHz에서)에서 중요한 전자기 노이즈(electromagnetic noise)를 찾아냈다. 상기와 같은 주파수들은 상기 어댑터 카드 상에 존재하는 주파수의 홀수 고조파(odd harmonics)가 되는 것으로 여겨진다.

더 나아가 상기 전화선 상의 중요한 노이즈는 상기 어댑터 카드(100)의 상기 전압 기준면(즉, 접지)에 의해서 기인된다고 단정한다. 특히, 상기 전압 기준면(132)은 상기 컴퓨터 밀폐함(110) 내부에 형성된 공진 회로(resonant circuit)의 구성요소로서의 기능을 한다고 여겨진다.

도 4는 일반적인 컴퓨터 밀폐함(110) 내에 인스톨된 상기 어댑터 카드(100)을 개략적으로 보여주고 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 밀폐함(110)과 어댑터 카드들 주위의 상기 기준면들은 효과적으로 상기 어댑터 카드(100)와 그것의 기준면(132) 주위에 박스(box)를 형성한다. 상기 기준면(132)은 상기 밀폐함(즉, 박스)(100)의 한쪽 끝(도 4의 왼쪽 끝)에 전기적으로 연결된다. 상기 전화선(118)은 상기 왼쪽 끝에 가까운 박스(box)(110)에 들어가고, 상기 기준면(132)과 용량성 결합을 한다. 상기 기준면(132)의 반대쪽 끝은 상기 박스 내의 공중에 떠 있게 된다. 결과 회로(resulting circuit)는 본 문헌에서 기술되고 있는 나선형 필터(helical filter) 형태를 가지게 됨을 볼 수 있다. 특히, 상기 전화선(118)은 커패시터(150)에 의해 나타내지는 누적 커패시턴스(cumulative capacitance)를 통해 상기 기준면(132)과 용량성 결합을 한다. 상기 커패시터(150)는 상기 어댑터 카드(100) 상의 실제 커패시턴스와 마찬가지로 산재하는 커플링 커패시턴스(coupling capacitance)로 표현될 수 있다. 예를 들면, 상기 전화선(118)과 접지기준면(ground reference lane)(132) 사이의 상기 누적 커패시턴스의 계수는 470pF이다.

상기 기준면(132)은 상기 기준면의 길이(length)에 대응하는 파장(wavelength)을 가지는 주파수에 공진할 것이다. 특히, 상기 기준면(132)은 상기 기준면의 길이(length)에 대응하는 1/4(quarter)파장을 가지는 주파수에서 공진할 것이다. 도 5는 전화 입력 소켓(116)에서의 최대 전류와 그 반대쪽 끝에서의 최소 전류를 보여주는 공진 주파수에서의 어댑터 카드(100)의 전압 기준면(132) 상의 전류를 보여주는 그래프이다. 상기 전화선(118)은 상기 최대 전류의 위치에 연결되기 때문에, 상기 전화선(118)은 상기 공진 신호(resonant signal)를 전송하는 안테나로서 작용을 한다. 그 결과 노이즈 문제의 원인이 된다. 상기 어댑터 카드(100)의 길이가 특정 신호의 1/4파장과 일치(match)되지 않으면, 상기 최대 및 최소 전류들은 상기 기준면(132)의 각 끝에 있지 않게 된다. 그리고 상기 신호는 공진하지 않을 것이다. 따라서, 상기 기준면(132)의 길이에 일치되는 1/4파장을 가지는 상기 신호들만이 공진할 것이고, 용인할 수 없는 전자기적 간섭이 되기에 충분한 수준의 신호로 발전할 것이다. 여기서, 상기 전자기적 간섭은 상기 전화선과 연결되고, 외부에서 상기 밀폐함(110)으로 전송된다.

상술한 바와 같이, 하나 또는 그 이상의 주파수에서 공진하는 상기 어댑터 카드는, 특히 상기 공진 주파수에서의 상기 신호의 레벨이 허용할 수 있는 크기보다 클 때, 적합한 상태가 아니다. 도 6은 상기 노이즈 문제에 대한 해결책의 일반적인 구성을 보여주고 있다. 여기서, 확장부(extension portion)(200)는 상기 어댑터 카드(100)에 추가되고, 임피던스 회로(210)에 의해서 상기 어댑터 카드(100)의 본체와 연결된다. 상기 확장부는 기준면(212)을 포함하는데, 이 기준면은 납땜 기준면(solid reference plane)이 될 수 있다. 상기 임피던스 회로(210)는 상기 확장부(200)의 기준면(212)의 길이에 의해서 상기 어댑터 카드(100) 상의 상기 기준면(132)의 길이를 확장하는 효과를 가진다. 그 결과 상기 어댑터 카드(100)의 상기 기준면(132)은 흥미 있는 주파수에서 더 이상 공진하지 않는다. 예를 들면, 20cm은 371MHz 1/4파장이기 때문에, 만약 상기 어댑터 카드(210)가 원래의 20cm 길이로 처음부터 371MHz의 공진 주파수를 지원한다면, 30cm는 371MHz 1/4파장과 부합되지 않기 때문에 371MHz에서 10cm 억압된 공진에 의해서 상기 어댑터 카드(100)의 상기 기준면(132)의 유효 길이는 증가된다.

상기 컴퓨터 시스템 내에서 나타나는 다른 낮은 주파수에서 긴 카드가 공진할 수 있기 때문에 상기 카드의 간단한 길이의 증가는 적절하지 못하다. 상기 어댑터 카드(100)의 상기 기준면(132)의 본체와 상기 확장 기준면(212) 사이의 임피던스를 포함함에 의해서 상기 두 기준면들(132, 212) 사이의 에너지의 상당량이 흡수되고 공진이 억제된다.

상기 확장 기준면(212)의 길이는 편리하게 선택된다. 그 결과 신호의 파장(wavelength)의 1/4에 해당하는 상기 두 기준면들(132, 212)의 상기 유효 길이는 상기 컴퓨터 시스템 내부에 나타나지 않는다. 예를 들면, 여기에 나타나 있는 예에서, 상기 기준면(132)은 371MHz 주파수에서 20cm의 길이로 공진한다. 20cm의 길이의 확장 기준면(212)을 추가함에 의해서 상기 결합된 기준면들(132, 212)의 유효 길이는 40cm가 되는데, 이는 185MHz에서 공진한다. 185MHz에는 어떤 신호도 없다고 가정한다면, 상기 결합된 기준면들은 상기 주파수에서 강세를 가지는 어떤 주요 신호 강도(strength)로 발전하지 못할 것이고, 어떤 중요한 노이즈도 발생되지 않을 것이다.

상기 확장 기준면(212)이 추가되었을 때, 낮은 공진 주파수에서 어떤 주요 신호 강도의 발생 가능성을 더욱 줄이기 위하여, 그리고 임피던스 회로가 낮은 주파수에서의 공진을 막기 위하여 편리하게 선택된다. 상기 특징은 도 7과 도 8에서 보여주고 있다. 여기에서, 상기 임피던스 회로(210)는 인덕터-커패시터 공진 회로를 포함한다.

도 7에서, 상기 공진 회로(210)는 커패시터 302와 직렬로 연결된 인덕터(300)를 포함한다. 상기 직렬 LC 임피던스 회로(210)는 상기 기준면(132)을 상기 확장 기준면(212)에 연결한다. 상기 인덕터(300)의 인덕턴스와 상기 커패시터 302의 커패시턴스는 371MHz에서 공진하도록 선택된다. 상기 공진 주파수에서, 직렬 공진 회로는 효과적으로 쇼트회로(short circuit)가 된다(구성요소에서 낮은 저항과 임피던스로 추정). 따라서, 371MHz에서, 상기 기준면(132)과 상기 확장 기준면(212)은 효과적으로 함께 단일 기준면(single reference plane)에 연결된다. 그러나, 상기 두 기준면들 사이의 연결된 길이가 상기 371MHz의 1/4파장의 길이에 일치되지 않기 때문에, 상기 두 기준면들은 상기 기준면들 상에 상기 371MHz 신호가 형성(build up)되는 것을 허용하는 공진을 하지 않는다. 따라서, 371MHz에서 노이즈는 효과적으로 억제된다.

상기 185MHz 신호의 1/4파장에 대응되는 상기 두 보드들의 결합된 길이에도 불구하고, 상기 두 보드들은 상기 직렬 LC 회로(210)가 185MHz에서 공진하지 않기 때문에 상기 주파수에서 공진하지 않는다. 따라서, 상기 두 보드들은 185MHz에서 효과적으로 연결되지 않는다. 단지 상기 기준면(132)만이 너무 짧기 때문에 185MHz에서 공진할 수 없다. 따라서, 만약 신호가 185MHz에 존재한다면, 상기 기준면(132)은 상기 신호가 형성(built up)되는 원인이 되지 않는다.

상기 두 기준면들(132, 212) 사이의 직렬 공진 회로의 연결에 의해서, 상술한 바와 같은 높은 주파수에서의 공진은 낮은 주파수에서 공진을 일으키지 않고 높은 주파수에서 상기 기준면의 효과적 길이의 연장에 의해서 억제된다는 것을 알 수 있다.

도 8은 상기 임피던스 회로(210)가 상기 어댑터 카드(110) 상의 상기 기준면(212)과 상기 확장 기준면(212) 사이의 병렬 공진 인덕터-커패시터 연결을 포함하는 구성을 보여주는 도면이다. 특히, 인덕터(350)와 커패시터(352)는 서로 병렬로 연결되어 있고, 그들은 상기 기준면(132)과 상기 확장 기준면(212) 사이에 연결되어 있다.

병렬 LC 회로는 이것의 공진 주파수에서 최대 임피던스를 가진다. 이 예에서, 상기 인덕터(350)의 인덕턴스와 상기 커패시터(352)의 커패시턴스들은 185MHz에서 공진하도록 선택된다. 따라서, 185MHz에서, 상기 두 기준면들(132),(212)는 효과적으로 연결이 끊어진다. 그 결과 185MHz의 신호가 상기 기준면(132)에 의해서만 영향을 받는다. 전술한 바와 같이, 상기 기준면(132)의 길이는 185MHz 신호를 위한 상기 공진 길이가 아니다. 따라서, 상기 185MHz 신호는 형성되지 않는다. 반면에, 185MHz 이상의 주파수에서, 상기 커패시터(352)의 임피던스가 감소해서 상기 두 기준면들은 371MHz에서 효과적으로 함께 결합한다. 전술한 바와 같이, 상기 두 기준면(132, 212)의 결합된 길이들은 상기 371MHz 신호의 1/4파장 보다 크다. 그러므로 상기 두 보드들은 371MHz에서 공진하지 않는다. 따라서, 상기 371MHz 신호는 노이즈 문제를 야기시킬 만큼의 충분한 크기로 형성되지 않는다.

상기 확장면(extension plane)의 길이는 다른 특징에 부합되게 선택된다. 상기 예에서, 길이는 371MHz에서 공진이 억제되도록 선택되고 185MHz에서 공진이 억제되도록 선택된다. 다른 방도로서, 만약 신호가 상기 어댑터 카드 상의 클럭 신호의 제 3 고조파(third harmonic)로 확정되고 상기 기준면(132)이 상기 클럭 신호의 제 3 고조파에서 공진하는 길이를 가진다면, 상기 확장 기준면(212)은 상기 기준면(132)의 약 1/2 길이를 가지도록 구성할 수 있을 것이다. 이는 상기 클럭 신호의 제 2 고조파(second harmonic)의 1/4파장에 해당되는 상기 두 기준면들(132, 212)의 전체 길이를 형성할 것이다. 왜냐하면, 방형파 클럭 신호는 제 2 고조파에서는 거의 에너지를 가지지 않거나 아무 에너지도 가지지 않기 때문에, 제 2 고조파 주파수에서는 거의 신호가 형성되지 않아야 한다. 상기와 같이 형성된 것들은 상기 제 2 고조파 주파수에서 공진하는 병렬 LC 임피던스 회로에 의해서 상기 기준면(132)을 상기 기준면(212)에 연결함으로써 더욱 억제된다. 그 결과 상기 두 기준면들은 제 2 고조파 주파수에서 효과적으로 절연(isolation)된다.

어떤 환경에서는, 상기 확장 기준면(212)의 추가된 길이가 상기 밀폐함(110) 내의 이용할 수 있는 공간 내에 수용되지 못한다. 도 9는 상기 결합된 부분들의 전체 길이를 줄이기 위해 상기 어댑터 카드(100)에 접혀진 수정된 확장부(212)를 보여주는 도면이다. 따라서, 상기 결합된 기준면들(132, 212)의 상기 전체 전기적 길이는 상기 어댑터 카드(100)의 물리적 길이의 증가 없이 증가된다.

도 10 및 도 11은 상기 인덕터(350)와 상기 커패시터(352)를 포함하는 도 8에 도시된 병렬 공진 임피던스 회로(210)에 의한 상기 어댑터 카드(100)의 본체와 연결된 상기 전압 기준면(212)의 추가 길이(additional length)를 보여주는, 본 발명에 병합된 어댑터 카드(100) 에 대한 적용 예의 전면과 후면을 각각 보여주는 투시도이다. 이는 상기 커패시터(352)는 상기 두 기준면(132),(212) 사이에 장착된 불연속의 커패시터(discrete capacitor)를 포함하거나, 또는 상기 두 기준면들 사이의 가장자리의 부품(part)으로서 구성될지 모른다고 이해될 것이다. 도 10 및 도 11에 도시된 구성에서, 상기 확장면(212)은 상기 같은 프린트 기판(printed circuit board) 상에 상기 전압 기준면(132)으로서 형성된다. 양자 택일로, 상기 확장 기준면(212)은 분리회로보드(separate circuit board)로서 형성되고, 도 10 및 도 11에 도시되지는 않았지만, 적당한 연결장치들(attachment devices) (즉, 브래킷(bracket))에 의해서 상기 어댑터 카드(100)에 부착될 수도 있을 것이다.

도 12는 본 발명에 의해서, 각각의 제 1 임피던스 회로(410)과 제 2 임피던스 회로 412에 의해 제 1 확장 기준면(400) 및 제 2 확장 기준면(402)이 상기 기준면(132)에 연결된 구성을 보여주고 있다. 상기 두 확장 기준면(400, 402)들은 다른 길이들을 가지고, 다른 주파수에서 공진함으로써 두 개의 다른 주파수에서 노이즈를 억제하는 임피던스 회로에 의해 연결될 수 있다. 추가적인 확장 기준면들은 또한 다른 주파수들에서 노이즈를 억제한다.

도 13은 제 1 확장 기준면(450)이 제 1 임피던스 회로 452에 의해 상기 기준면(132)에 연결되고, 제 2 확장 기준면(460)이 제 2 임피던스 회로 462에 의해서 상기 제 1 확장 기준면(450)에 연결된 구성을 보여주고 있다. 상기 제 1 확장 기준면450은 전술한 바와 같이 제 1 주파수에 노이즈가 생성되는 것을 억제하기 위한 상기 기준면(132)과 함께 결합되어 작동한다. 만약 상기 기준면(132)과 상기 제 1 확장 기준면(450)이 높은 주파수(즉, 높은 주파수 신호의 1/4파장의 홀수 배에 대응하는 상기 결합면들(132, 450)의 길이)에서 공진한다면, 상기 제 2 확장 기준면(460)은 상기 세 기준면들(132),(450),(460)의 결합된 길이를 상기 높은 주파수 신호의 1/4파장의 홀수 배가 아닌 길이로 확장하는데 사용될 수 있을 것이다. 상기 제 2 임피던스 회로 462는 높은 주파수에서 공진하여, 그 결과 상기 높은 주파수를 통과하는 직렬 LC 공진 회로가 될 수 있도록 선택될 수 있을 것이다. 또는, 상기 제 1 주파수에서 상기 신호를 막는 병렬 LC 공진 회로로 선택될 수 있을 것이다. 추가적인 확장 기준면들은 다른 주파수들에서 신호들의 공진을 억제하기 위해서 추가될 수 있다.

이상에서, 본 발명에 따른 회로의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

Claims

컴퓨터 시스템 내부에 장착되고, 노이즈 주파수를 가지는 노이즈 발생 신호의 (1/4)파장에 대응하는 제 1 길이를 가지는 제 1 전압 기준면을 포함하는 어댑터 카드에서 발생되는 노이즈를 제거하는 방법에 있어서:

상기 제 1 및 제 2 길이가 상기 (1/4)파장 또는 상기 (1/4)파장의 소정의 배수에 해당하는 파장과 다른 전체 길이를 가지도록 선택된 제 2 길이를 가지는 제 2 전압 기준면을 제공하는 단계 및;

상기 제 1 및 제 2 전압 기준면들이 상기 노이즈 주파수에서 전기적으로 함께 연결되도록 선택된 임피던스와 함께 상기 제 1 전압 기준면이 상기 제 2 전압기준면에 연결되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 어댑터 카드의 노이즈 제거 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 임피던스는 공진 인덕터-커패시터 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 어댑터 카드의 노이즈 제거 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 전압 기준면들이 상기 노이즈 주파수에서 전기적으로 함께 결합되도록, 상기 공진 인덕터-커패시터 회로는 상기 노이즈 주파수에서 공진하는 직렬 공진 회로인 것을 특징으로 하는 어댑터 카드의 노이즈 제거 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 전압 기준면들이 상기 공진 주파수에서 전기적으로 결합이 끊어지고 상기 노이즈 주파수에서 전기적으로 함께 결합되도록, 상기 공진 인덕터-커패시터 회로는 상기 노이즈 주파수 보다 낮은 공진 주파수에서 공진하는 병렬 공진 회로인 것을 특징으로 하는 어댑터 카드의 노이즈 제거 방법.
제 1 항에 있어서,

제 2 임피던스에 의해서 상기 제 1 및 제 2 전압 기준면 중의 하나에 연결되고, 제 2 노이즈 주파수에서 노이즈를 억제하는 기능을 수행하는 제 3 전압 기준면을 제공하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 어댑터 카드의 노이즈 제거 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 제 3 전압 기준면은 상기 제 1 기준면에 연결되는 것을 특징으로 하는 어댑터 카드의 노이즈 제거 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 제 3 전압 기준면은 상기 제 2 기준면에 연결되는 것을 특징으로 하는 어댑터 카드의 노이즈 제거 방법.
컴퓨터 시스템 내에서 사용되는 개선된 어댑터 카드에 있어서:

상기 어댑터 카드 상에 장착되고, 상기 컴퓨터 시스템 내의 기준전압에 연결되며, 제 1 길이를 가지는 제 1 전압 기준면과;

제 2 길이를 가지는 제 2 전압 기준면 및;

상기 노이즈 신호의 1/4파장 보다 큰 전체 길이의 형성을 억제하기 위해 상기 제 1 및 제 2 길이가 노이즈 신호의 주파수에 함께 덧붙여지도록 상기 제 1 전압 기준면을 상기 제 2 전압 기준면과 연결시키는 임피던스를 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 어댑터 카드.
제 8 항에 있어서,

상기 임피던스는 공진 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 어댑터 카드.
제 9 항에 있어서,

상기 공진 회로는 상기 노이즈 신호의 상기 주파수에 공진하는 직렬 인덕터-커패시터 공진 회로인 것을 특징으로 하는 개선된 어댑터 카드.
제 9 항에 있어서,

상기 공진 회로는,

상기 노이즈 주파수 이하의 주파수에서 신호들을 막고, 그리고 노이즈 주파수를 통과시키기 위해 상기 노이즈 주파수 이하의 주파수에서 공진하되, 상기 제 1 기준면과 상기 제 2 기준면들은 상기 노이즈 신호의 상기 주파수에서 전기적으로 결합되는 병렬 인덕터-커패시터 공진 회로인 것을 특징으로 하는 개선된 어댑터 카드.
제 8 항에 있어서,

상기 제 1 기준면과 제 2 기준면 중 하나와 전기적으로 연결되고, 제 3 주파수에서 노이즈 신호들을 억제하기 위해 적어도 상기 제 1 기준면과 공동으로 작동하는 제 3 기준면을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 어댑터 카드.
제 12 항에 있어서,

상기 제 3 기준면은 상기 제 1 기준면과 연결되는 것을 특징으로 하는 개선된 어댑터 카드.
제 12 항에 있어서,

상기 제 3 기준면은 상기 제 2 기준면에 연결되는 것을 특징으로 하는 개선된 어댑터 카드.
컴퓨터 시스템 내의 회로카드 상의 공진 노이즈를 억제하기 위한 방법에 있어서:

상기 회로 카드 상에 나타나는 적어도 하나의 낮은 주파수 신호의 제 1 주파수에 대한 제 1 공진 길이 보다 짧고, 상기 회로 카드 상에 나타나는 높은 주파수 신호의 제 2 주파수의 제 2 공진 길이와 거의 같은 제 1 길이를 가지는 제 1 전압 기준면을 포함하는 상기 회로 카드를 구성하는 단계와;

상기 제 2 공진 길이 보다 길고 그리고; 상기 제 1 길이 및 상기 제 2 길이의 합인 제 2 길이를 가지는 제 2 기준면을 구성하는 단계 및;

상기 높은 주파수 신호의 공진을 억제하기 위해 상기 제 2 주파수에서 상기 제 1 전압 기준면을 상기 제 2 전압 기준면에 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 시스템 내의 회로카드 상의 공진 노이즈를 억제하기 위한 방법.