KR20140125936A - 수동 이퀄라이저 및 이를 이용한 고속 디지털 신호 전송 시스템 - Google Patents

수동 이퀄라이저 및 이를 이용한 고속 디지털 신호 전송 시스템 Download PDF

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KR20140125936A
KR20140125936A KR1020130043426A KR20130043426A KR20140125936A KR 20140125936 A KR20140125936 A KR 20140125936A KR 1020130043426 A KR1020130043426 A KR 1020130043426A KR 20130043426 A KR20130043426 A KR 20130043426A KR 20140125936 A KR20140125936 A KR 20140125936A
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passive equalizer
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inductor
series
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송익환
권영건
김원섭
박학병
윤현식
홍은석
황철순
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 수동 이퀄라이저 및 이를 이용한 고속 디지털 신호 전송 시스템에 관한 것으로서, 제1 전송선로에 직렬로 연결된 제1 및 제2 임피던스; 제2 전송선로에 직렬로 연결된 제3 및 제4 임피던스; 제1 임피던스와 제2 임피던스 사이에 병렬로 연결된 제1 인덕터; 제3 임피던스와 제4 임피던스 사이에 병렬로 연결된 제2 인덕터; 및 제1 인덕터와 제2 인덕터 사이에 직렬로 연결된 저항;을 포함할 수 있다.

Description

수동 이퀄라이저 및 이를 이용한 고속 디지털 신호 전송 시스템{PASSIVE EQUALIZER AND SYSTEM FOR TRANSMISSION OF HIGH SPEED DIGITAL SIGNAL USING THE SAME}
수동 이퀄라이저 및 이를 이용한 고속 디지털 신호 전송 시스템에 관한 것이다.
최근 입출력(I/O) 및 케이블 수 감소, EMI(Electro Magnetic Interference) 및 써멀(Thermal) 감소설계를 위해 거의 대부분의 디지털 신호 전송이 기존의 병렬링크(Parallel Link)가 아닌 직렬링크(Serial Link)로 이루어지고 있는 실정이다.
상술한 바와 같이, 병렬구조로 여러 개의 채널을 통해 나누어 전송되던 데이터들이 하나의 채널을 통해 전송됨으로써 채널 당 전송해야 할 데이터의 대용량화, 즉 디지털 신호의 고속화가 진행되고 있다.
수동 이퀄라이저 및 이를 이용한 고속 디지털 신호 전송 시스템의 일 측면은 고속 디지털 신호를 전송할 때 발생하는 신호열화현상을 복원하여 수신단에서의 비트 에러율(Bit Error Rate)을 줄이도록 하기 위한 수동 이퀄라이저 및 이를 이용한 고속 디지털 신호 전송 시스템에 관한 것이다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 수동 이퀄라이저는 전송선로에 직렬로 연결된 제1 및 제2 임피던스; 상기 제1 임피던스와 제2 임피던스 사이에 병렬로 연결된 인덕터; 상기 인덕터와 직렬로 연결된 저항; 및 상기 저항과 직렬로 연결된 그라운드;를 포함할 수 있다.
또한, 제1 임피던스는 입력단에 연결되고, 상기 제2 임피던스는 출력단에 연결될 수 있다.
또한, 수동 이퀄라이저의 전달특성은 수학식 1을 통해 산출되고,
[수학식 1]
Figure pat00001
상기 K는
Figure pat00002
이고, 상기 S1은
Figure pat00003
이며, 상기 S2는
Figure pat00004
일 수 있다.
개시된 발명의 다른 측면에 따른 수동 이퀄라이저는 제1 전송선로에 직렬로 연결된 제1 및 제2 임피던스; 제2 전송선로에 직렬로 연결된 제3 및 제4 임피던스; 상기 제1 임피던스와 제2 임피던스 사이에 병렬로 연결된 제1 인덕터; 상기 제3 임피던스와 제4 임피던스 사이에 병렬로 연결된 제2 인덕터; 및 상기 제1 인덕터와 상기 제2 인덕터 사이에 직렬로 연결된 저항;을 포함할 수 있다.
또한, 제1 임피던스는 입력단에 연결되고, 상기 제2 임피던스는 출력단에 연결될 수 있다.
또한, 제3 임피던스는 입력단에 연결되고, 제4 임피던스는 출력단에 연결될 수 있다.
또한, 수동 이퀄라이저의 전달특성은 수학식 1을 통해 산출되고,
[수학식 1]
Figure pat00005
상기 K는
Figure pat00006
이고, 상기 S1은
Figure pat00007
이며, 상기 S2는
Figure pat00008
일 수 있다.
개시된 발명의 또 다른 측면에 따른 수동 이퀄라이저는 입력되는 신호를 전송하는 송신기;
상기 송신기와 수신기 사이에 형성되어 상기 송신기 또는 타 장치로부터 전달되는 신호의 주파수를 처리하는 채널;
신호를 수신하여 출력하는 수신기; 및
상기 송신기와 수신기 사이에 형성되어 전송선로를 따라 입력단을 통해 수신되는 신호의 주파수를 보상하여 최대주파수까지의 전달특성을 평탄화하는 수동 이퀄라이저;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전송선로가 싱글선로(Single-ended Line)인 경우,
상기 수동 이퀄라이저는, 전송선로에 직렬로 연결된 제1 및 제2 임피던스; 상기 제1 임피던스와 제2 임피던스 사이에 병렬로 연결된 인덕터; 상기 인덕터와 직렬로 연결된 저항; 및 상기 저항과 직렬로 연결된 그라운드;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전송선로가 차동선로(Differential Lines)인 경우, 상기 수동 이퀄라이저는, 제1 전송선로에 직렬로 연결된 제1 및 제2 임피던스; 제2 전송선로에 직렬로 연결된 제3 및 제4 임피던스; 상기 제1 임피던스와 제2 임피던스 사이에 병렬로 연결된 제1 인덕터; 상기 제3 임피던스와 제4 임피던스 사이에 병렬로 연결된 제2 인덕터; 및 상기 제1 인덕터와 상기 제2 인덕터 사이에 직렬로 연결된 저항;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 수동 이퀄라이저는 수학식 1을 통해 전달특성을 산출하고,
[수학식 1]
Figure pat00009
상기 K는
Figure pat00010
이고, 상기 S1은
Figure pat00011
이며, 상기 S2는
Figure pat00012
일 수 있다.
또한, 수동 이퀄라이저는 상기 송신기와 상기 채널 사이에 형성될 수 있다.
또한, 수동 이퀄라이저는 상기 채널과 상기 수신기 사이에 형성될 수 있다.
또한, 채널은 제1 채널과 제2 채널을 포함하며, 상기 수동 이퀄라이저는 상기 제1 채널과 상기 제2 채널 사이에 형성될 수 있다.
또한, 수동 이퀄라이저는 제1 수동 이퀄라이저와 제2 수동 이퀄라이저를 포함하며, 상기 제1 수동 이퀄라이저는 상기 송신기와 상기 채널 사이에 형성되고, 상기 제2 수동 이퀄라이저는 상기 채널과 상기 수신기 사이에 형성될 수 있다.
또한, 송신기와 상기 수신기 사이에 형성되는 능동 소자;를 더 포함할 수 있다.
수동 이퀄라이저 및 이를 이용한 고속 디지털 신호 전송 시스템의 일 측면에 의하면, 수동 이퀄라이저를 고속 디지털 신호전송 채널에 적용함에 따라 채널 특성을 평탄화하고 주파수의 의존 감쇄현상을 보상함으로써 왜곡된 디지털 신호를 복원하여 디지털 신호의 수신율을 높일 수 있다는 효과를 기대할 수 있는 것이다.
도 1은 고속 디지털 신호 전송 시스템 구성의 제1 실시예를 나타내는 도면이다.
도 2는 고속 디지털 신호 전송 시스템 구성의 제2 실시예를 나타내는 도면이다.
도 3은 고속 디지털 신호 전송 시스템 구성의 제3 실시예를 나타내는 도면이다.
도 4는 고속 디지털 신호 전송 시스템 구성의 제4 실시예를 나타내는 도면이다.
도 5는 고속 디지털 신호 전송 시스템 구성의 제5 실시예를 나타내는 도면이다.
도 6은 싱글선로인 경우의 수동 이퀄라이저 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 수동 이퀄라이저의 기판 형성 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 차동선로인 경우의 수동 이퀄라이저 구성을 나타내는 도면이다.
도 9는 수동 이퀄라이저 구조의 주파수 응답을 나타내는 도면이다.
도 10은 수동 이퀄라이저의 적용결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12는 수동 이퀄라이저의 적용한 후의 신호 개선 효과를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 고속 디지털 신호 전송 시스템 구성의 제1 실시예를 나타내는 도면이고, 도 2는 고속 디지털 신호 전송 시스템 구성의 제2 실시예를 나타내는 도면이며, 도 3은 고속 디지털 신호 전송 시스템 구성의 제3 실시예를 나타내는 도면이고, 도 4는 고속 디지털 신호 전송 시스템 구성의 제4 실시예를 나타내는 도면이며, 도 5는 고속 디지털 신호 전송 시스템 구성의 제5 실시예를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 5에서 도시하는 바와 같이, 고속 디지털 신호 전송 시스템(100)은 송신기(Trasmitter)(110), 수동 이퀄라이저(Passive Equalizer)(120), 채널(130) 및 수신기(Receiver)(140)를 포함할 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 송신기(110)는 신호를 전송할 수 있다. 이때, 송신기(110)는 신호, 즉 음성, 음악, 텔레비전 화상 또는 전신부호, 데이터 등을 전기신호로 바꿔 전기 케이블, 도파관 또는 인쇄회로기판(PCB: PRINTED CIRCUIT BOARD) 선로의 전류의 형태로 전달하는 구성을 의미할 수 있다.
채널(130)은 송신기(110)와 수신기(140) 사이에 형성되어 송신기(110) 또는 타 장치로부터 전달되는 신호의 주파수를 전송할 수 있다. 이때, 채널(130)은 송신기(110)와 수신기(140) 사이에 신호를 전송할 수 있도록 형성되는 구성으로, 보드(Board), 케이블(Cable), 콘넥터(Connector), 소켓(Socket) 등을 포함할 수 있다. 상술한 타 장치는 수동 이퀄라이저(120)를 비롯하여 채널(130) 전단에 배치될 수 있는 구성을 의미할 수 있다.
수신기(140)는 신호를 수신하여 출력할 수 있다. 이때, 수신기(140)는 수신된 신호를 소리나 영상, 문자 또는 부호로 복원하는 것으로 신호를 수신하는 구성을 의미할 수 있다.
수동 이퀄라이저(120)는 송신기(110)와 수신기(140) 사이에 형성되어 전송선로를 따라 입력단을 통해 수신되는 신호의 주파수 감쇄를 보상하여 최대주파수까지의 전달특성을 평탄화할 수 있다. 즉, 수동 이퀄라이저(120)는 각종 고성능 모바일 기기에서 쓰이는 고속직렬링크의 송신단 또는 수신단에 채널의 주파수 의존 감쇄를 보상할 수 있다. 이때, 최대주파수는 초기주파수부터 평탄화시켜야 할 범위를 나타내는 주파수를 의미하는 것으로 정의하기로 한다.
한편, 수동 이퀄라이저(120)는 휴대폰, PC(Personal Computer), 태블릿(Tablet), 노트북, PDA(Personal Digital Assistants) 등 각종 고성능 모바일 기기에서 고속직렬링크(High Speed Serial Link)에서의 열화된 고속 디지털 신호를 복원하기 위한 구성으로, 수동 소자(예를 들어, 저항(Resistor), 인덕터(Inductor) 등)를 적용할 수 있다. 이때, 저항은 고정 저항기와 가변 저항기가 있을 수 있으며, 인덕터는 전류의 변화량에 비례하여 전압을 유도하는 구성일 수 있다.
일반적으로 열화현상은 감쇄(Attenuation), 지연 왜곡, 잡음 등의 현상이 나타나는 것으로, 이중 본 발명에서의 열화는 감쇄에 해당할 수 있다. 상기 감쇄는 신호가 전송 매체를 통해 전달되는 중에 크기가 감소되는 현상을 의미하며, 지연 왜곡은 신호가 주파수에 따라 수신측에 도달하는 시간이 다르기 때문에 본래의 신호와 그 형태가 변형되는 현상을 의미할 수 있다. 또한, 잡음은 열잡음(Thermal Noise), 상호변조잡음(Intermodulation Noise), 누화(Crosstalk), 반향(Echo), 페이딩(Fading), 충격성 잡음(Impulsive Noise) 등을 포함할 수 있다.
한편, 고속 디지털 신호 전송 시스템(100) 내에서 수동 이퀄라이저(120)는 도 1 내지 도 5와 같이 구현될 수 있다.
먼저, 도 1에서 도시하는 바와 같이, 수동 이퀄라이저(120)는 송신기(110)와 채널(130) 사이에 형성될 수 있다. 이때, 고속 디지털 신호 전송 시스템(100)은 송신기(110), 수동 이퀄라이저(120), 채널(130) 및 수신기(140) 순으로 연결되어 이루어질 수 있다.
또한, 도 2에서 도시하는 바와 같이, 수동 이퀄라이저(120)는 채널(130)과 수신기(140) 사이에 형성될 수 있다. 이때, 고속 디지털 신호 전송 시스템(100)은 송신기(110), 채널(130), 수동 이퀄라이저(120) 및 수신기(140) 순으로 연결되어 이루어질 수 있다.
또한, 도 3에서 도시하는 바와 같이, 채널(130)은 제1 채널(130a)과 제2 채널(130b)을 포함할 수 있다. 이때, 수동 이퀄라이저(120)는 제1 채널(130a)과 제2 채널(130b) 사이에 형성될 수 있다. 이로 인해, 고속 디지털 신호 전송 시스템(100)은 송신기(110), 제1 채널(130a), 수동 이퀄라이저(120), 제2 채널(130b) 및 수신기(140) 순으로 연결되어 이루어질 수 있다.
또한, 도 4에서 도시하는 바와 같이, 수동 이퀄라이저(120)는 제1 수동 이퀄라이저(120a)와 제2 수동 이퀄라이저(120b)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 수동 이퀄라이저(120a)는 송신기(110)와 채널(130) 사이에 형성되고, 제2 수동 이퀄라이저(120b)는 채널(130)과 수신기(140) 사이에 형성될 수 있다. 이로 인해, 고속 디지털 신호 전송 시스템(100)은 송신기(110), 제1 수동 이퀄라이저(120a), 채널(130), 제2 수동 이퀄라이저(120b) 및 수신기(140) 순으로 연결되어 이루어질 수 있다.
한편, 도 5에서 도시하는 바와 같이, 고속 디지털 신호 전송 시스템(100)은 송신기(110)와 수신기(140) 사이에 형성되는 능동 소자(150)를 더 포함할 수 있다. 이때, 고속 디지털 신호 전송 시스템(100)은 송신기(110), 능동 소자(150), 채널(130), 수동 이퀄라이저(120) 및 수신기(140) 순으로 연결되어 이루어질 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 송신기(110)와 수신기(140) 사이에 능동 소자(150), 수동 이퀄라이저(120) 및 채널(130)이 배치되는 경우라면 능동 소자(150), 수동 이퀄라이저(120) 및 채널(130)의 순서가 변경되는 것이 가능하다 할 것이다. 즉, 고속 디지털 신호 전송 시스템(100)은 수동 이퀄라이저(120)와 능동 소자(150)를 모두 적용할 수 있다는 것이다. 이때, 능동 소자(150)는 능동 소자를 포함하는 부품을 모두 의미하는 것으로 정의하기로 한다.
수동 이퀄라이저(120)의 배치구조는 상술한 예에 한정되지 않으며, 수동 이퀄라이저(120)가 송신기(110)와 수신기(140) 사이에 배치되거나, 또는 송신기(110)와 수신기(140) 사이에 배치되되 능동소자(150)와 함께 구현되는 구조라면 모두 가능하다 할 것이다. 즉, 수동 이퀄라이저(120)는 송신기(110)를 통해 전달된 디지털 신호에 대한 채널 주파수 의존 감쇄를 보상하여 수신기(140)로 전달함에 따라, 전체 채널 응답을 평탄화하는 위치라면 어디든 배치 가능한 것이다.
도 6은 싱글선로인 경우의 수동 이퀄라이저 구성을 나타내는 도면으로서, 전송선로가 싱글선로(Single-ended Line)인 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
도 6에서 도시하는 바와 같이, 전송선로가 싱글선로(Single-ended Line)인 경우의 수동 이퀄라이저(200)는 전송선로(201)에 직렬로 연결된 제1 및 제2 임피던스(210, 220), 제1 임피던스(210)와 제2 임피던스(220) 사이에 병렬로 연결된 인덕터(L)(230), 인덕터(230)와 직렬로 연결된 저항(240) 및 저항(240)과 직렬로 연결된 그라운드(250)를 포함할 수 있다. 즉, 인덕터(230) 및 저항(240)은 임피던스(제1 임피던스(210), 제2 임피던스(220))와 병렬로 연결될 수 있다.
이때, 제1 임피던스(210)는 입력단(IN)에 연결되고, 제2 임피던스(220)는 출력단(OUT)에 연결될 수 있다. 즉, 제1 임피던스(210)는 수동 이퀄라이저(200)로 신호가 입력되는 입력단측에 형성되는 것이고, 제2 임피던스(220)는 다른 구성으로 신호를 출력하는 출력단측에 형성될 수 있다는 것이다.
또한, 수동 이퀄라이저(200)의 전달특성(TF: Transfer Function)은 수학식 1을 통해 산출될 수 있다.
Figure pat00013
상기 K는
Figure pat00014
이고, 상기 S1은
Figure pat00015
이며, 상기 S2는
Figure pat00016
일 수 있다. 또한, Zo는 전송선로의 임피던스, R은 저항, L은 인덕턴스, S, S1 및 S2는 주파수를 의미할 수 있다.
도 7은 수동 이퀄라이저의 기판 형성 구조를 설명하기 위한 도면으로서, 전송선로가 차동선로(Differential Lines)인 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
도 7에서 도시하는 바와 같이, 전송선로가 차동선로인 경우의 수동 이퀄라이저는 기판의 상부면(Top)(도 7(a))에 제1 인덕터(L1)과 제2 인덕터(L2)가 형성되고 기판의 하부면(Bottom)(도 7(b))에 저항(R)이 형성될 수 있다. 이때, 기판 상부면에 형성된 제1 인덕터(L1)와 제2 인덕터(L2)는 기판의 하부면에 형성된 저항(R)과 기판의 상부면으로부터 하부면을 관통하는 비아(Via)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 수동 이퀄라이저의 기판 형성 구조는 상술한 구조에 한정되지 않으며, 기판의 동일 평면 상에 제1 인덕터(L1), 제2 인덕터(L2) 및 저항(R)이 모두 형성되는 것도 가능하다 할 것이다. 이때, 제1 인덕터(L1), 제2 인덕터(L2) 및 저항(R)은 기판의 동일 평면상에서 전기적으로 연결되기 때문에, 상술한 비아(Via)는 생략 가능하다.
도 8은 차동선로인 경우의 수동 이퀄라이저 구성을 나타내는 도면으로서, 도 7의 수동 이퀄라이저에 대한 구성을 예로 들어 설명하기로 한다.
도 8에서 도시하는 바와 같이, 전송선로가 차동선로인 경우의 수동 이퀄라이저(300)는 제1 전송선로(301)에 직렬로 연결된 제1 및 제2 임피던스(310, 320), 제2 전송선로(302)에 직렬로 연결된 제3 및 제4 임피던스(330, 340), 제1 임피던스(310)와 제2 임피던스(320) 사이에 병렬로 연결된 제1 인덕터(L1)(350), 제3 임피던스(330)와 제4 임피던스(340) 사이에 병렬로 연결된 제2 인덕터(L2)(370) 및 제1 인덕터(350)와 제2 인덕터(370) 사이에 직렬로 연결된 저항(360)을 포함할 수 있다. 즉, 직렬로 연결된 제1 인덕터(350), 저항(360) 및 제2 인덕터(370)는 임피던스(제1 임피던스(310), 제2 임피던스(320), 제3 임피던스(330) 및 제4 임피던스(340))와 병렬로 연결될 수 있다. 또한, 차동선로인 경우의 수동 이퀄라이저(300) 구조에서는 제1 전송선로(301)와 제2 전송선로(302)에 가상 접지면이 생겨 싱글선로의 수동 이퀄라이저(200) 대비 저항이 2배일 수 있다.
상기 제1 임피던스(310)는 입력단(IN)에 연결되고, 제2 임피던스(320)는 출력단(OUT)에 연결될 수 있다. 또한, 제3 임피던스(330)는 입력단(IN)에 연결되고, 제4 임피던스(340)는 출력단(OUT)에 연결될 수 있다. 즉, 제1 임피던스(310)와 제3 임피던스(330)는 수동 이퀄라이저(300)로 신호가 입력되는 입력단측에 형성되는 것이고, 제2 임피던스(320)와 제4 임피던스(340)는 다른 구성으로 신호를 출력하는 출력단측에 형성될 수 있다는 것이다.
또한, 수동 이퀄라이저(300)의 전달특성은 상술한 수학식 1을 통해 산출될 수 있다.
도 9는 수동 이퀄라이저 구조의 주파수 응답을 나타내는 도면으로서, 수동 이퀄라이저를 고속 디지털 신호 전송 시스템(100)에 적용하기 전의 수동 이퀄라이저 자체의 주파수 응답(Frequency Response)을 나타내는 것이다. 도 9에서 도시하는 바와 같이, 수동 이퀄라이저는 전체적으로 저주파를 감쇄시키고 고주파를 상대적으로 증폭시키는 특성을 확인할 수 있다.
도 10은 수동 이퀄라이저의 적용결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 10에서 도시하는 바와 같이, 고속직렬링크의 본 채널응답(도 10의 Channel)과 이퀄라이저 구조의 주파수 응답(도 10의 EQ)의 합(도 10의 Equalized Channel)이 최대주파수(s0)까지 평탄화(Equalization)될 수 있다. 이를 위해, 수동 이퀄라이저(120)에 적용되는 저항(R), 인덕터(L)의 값을 설정할 수 있다. 즉, 본 채널응답(도 10의 Channel)과 이퀄라이저 구조의 주파수 응답(도 10의 EQ)의 합(도 10의 Equalized Channel)이 최대주파수(s0)까지 평탄화(Equalization)될 수 있도록 수학식 1의 저항과 인덕터 값을 설정한다는 것이다.
상술한 본 채널응답은 고속 디지털 신호 전송 시스템(100)에 수동 이퀄라이저(120)를 적용하기 전의 주파수의 채널응답을 의미하는 것이고, 이퀄라이저 구조의 주파수 응답은 수동 이퀄라이저 자체만의 주파수 응답을 의미하는 것이며, 주파수 응답의 합(Equalized Channel)은 고속 디지털 신호 전송 시스템(100)에 수동 이퀄라이저(120)를 적용한 주파수의 채널응답을 의미하는 것이다.
이때, 평탄화 할 최대주파수 s0는 전송하고자 하는 디지털 신호의 나이키스트 주파수(Nyquist Frequency)가 되도록 할 수 있다. 나이키스트 주파수는 데이터 레이트(Date Rate)의 1/2의 주파수로, 예를 들어, 데이터 레이트가 10Gbps일 때 나이키스트 주파수는 5GHz일 수 있는 것이다.
본 발명에서의 수동 이퀄라이저를 적용함에 따라 디지털 신호의 나이키스트 주파수까지 평탄화된 채널 특성은 주파수 별 신호전송 특성을 일정하게 유지시킴으로써 디지털 신호파형의 왜곡을 일으키지 않는다는 효과를 기대할 수 있는 것이다.
도 11 및 도 12는 수동 이퀄라이저의 적용한 후의 신호 개선 효과를 설명하기 위한 도면이다.
예를 들어, 400mm(16inches) 길이의 인쇄회로기판(PCB) 라인의 특성이 도 11과 같은 경우, 6Gbps의 전송속도를 가지는 SATA(Serial Advanced Technology Attachment) 3.0 규격 신호 복원을 위해 나이키스트 주파수인 3GHz(도 11의 A 지점)까지 평탄화시키는 수동 이퀄라이저(120)는 저항(R)은 37.5 Ohms, 인덕터(L)는 16nH로 설계할 수 있다. 이때, 수동 이퀄라이저를 적용하기 전(도 12(a))과 후(도 12(b))의 신호 개선 효과는 도 12와 같을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 수동 이퀄라이저를 적용하는 경우, 고속 디지털 신호 전송 시 발생하는 신호열화현상을 복원하여 수신단에서의 비트 에러율(BER)을 줄일 수 있다는 효과를 기대할 수 있는 것이다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100 : 고속 디지털 신호 전송 시스템
110 : 송신기
120, 200, 300 : 수동 이퀄라이저
120a : 제1 수동 이퀄라이저
120b : 제2 수동 이퀄라이저
130 : 채널
130a : 제1 채널
130b : 제2 채널
140 : 수신기
150 : 능동소자
210, 310 : 제1 임피던스
220, 320 : 제2 임피던스
230 : 인덕터
240, 360 : 저항
250 : 그라운드
330 : 제3 임피던스
340 : 제4 임피던스
350 : 제1 인덕터
370 : 제2 인덕터

Claims (16)

  1. 전송선로에 직렬로 연결된 제1 및 제2 임피던스;
    상기 제1 임피던스와 제2 임피던스 사이에 병렬로 연결된 인덕터;
    상기 인덕터와 직렬로 연결된 저항; 및
    상기 저항과 직렬로 연결된 그라운드;
    를 포함하는 수동 이퀄라이저.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 임피던스는 입력단에 연결되고, 상기 제2 임피던스는 출력단에 연결된 수동 이퀄라이저.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 수동 이퀄라이저의 전달특성은 수학식 1을 통해 산출되고,
    [수학식 1]
    Figure pat00017

    상기 K는
    Figure pat00018
    이고, 상기 S1은
    Figure pat00019
    이며, 상기 S2는
    Figure pat00020
    인 수동 이퀄라이저.
  4. 제1 전송선로에 직렬로 연결된 제1 및 제2 임피던스;
    제2 전송선로에 직렬로 연결된 제3 및 제4 임피던스;
    상기 제1 임피던스와 제2 임피던스 사이에 병렬로 연결된 제1 인덕터;
    상기 제3 임피던스와 제4 임피던스 사이에 병렬로 연결된 제2 인덕터; 및
    상기 제1 인덕터와 상기 제2 인덕터 사이에 직렬로 연결된 저항;
    을 포함하는 수동 이퀄라이저.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 임피던스는 입력단에 연결되고, 상기 제2 임피던스는 출력단에 연결된 수동 이퀄라이저.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제3 임피던스는 입력단에 연결되고, 상기 제4 임피던스는 출력단에 연결된 수동 이퀄라이저.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 수동 이퀄라이저의 전달특성은 수학식 1을 통해 산출되고,
    [수학식 1]
    Figure pat00021

    상기 K는
    Figure pat00022
    이고, 상기 S1은
    Figure pat00023
    이며, 상기 S2는
    Figure pat00024
    인 수동 이퀄라이저.
  8. 신호를 전송하는 송신기;
    상기 송신기와 수신기 사이에 형성되어 상기 송신기 또는 타 장치로부터 전달되는 신호의 주파수를 전송하는 채널;
    신호를 수신하여 출력하는 수신기; 및
    상기 송신기와 수신기 사이에 형성되어 전송선로를 따라 입력단을 통해 수신되는 신호의 주파수를 보상하여 최대주파수까지의 전달특성을 평탄화하는 수동 이퀄라이저;
    를 포함하는 고속 디지털 신호 전송 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 전송선로가 싱글선로(Single-ended Line)인 경우,
    상기 수동 이퀄라이저는,
    전송선로에 직렬로 연결된 제1 및 제2 임피던스;
    상기 제1 임피던스와 제2 임피던스 사이에 병렬로 연결된 인덕터;
    상기 인덕터와 직렬로 연결된 저항; 및
    상기 저항과 직렬로 연결된 그라운드;
    를 포함하는 고속 디지털 신호 전송 시스템.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 전송선로가 차동선로(Differential Lines)인 경우,
    상기 수동 이퀄라이저는,
    제1 전송선로에 직렬로 연결된 제1 및 제2 임피던스;
    제2 전송선로에 직렬로 연결된 제3 및 제4 임피던스;
    상기 제1 임피던스와 제2 임피던스 사이에 병렬로 연결된 제1 인덕터;
    상기 제3 임피던스와 제4 임피던스 사이에 병렬로 연결된 제2 인덕터; 및
    상기 제1 인덕터와 상기 제2 인덕터 사이에 직렬로 연결된 저항;
    를 포함하는 고속 디지털 신호 전송 시스템.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 수동 이퀄라이저는 수학식 1을 통해 전달특성을 산출하고,
    [수학식 1]
    Figure pat00025

    상기 K는
    Figure pat00026
    이고, 상기 S1은
    Figure pat00027
    이며, 상기 S2는
    Figure pat00028
    인 고속 디지털 신호 전송 시스템.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 수동 이퀄라이저는 상기 송신기와 상기 채널 사이에 형성되는 고속 디지털 신호 전송 시스템.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 수동 이퀄라이저는 상기 채널과 상기 수신기 사이에 형성되는 고속 디지털 신호 전송 시스템.
  14. 청구항 8에 있어서,
    상기 채널은 제1 채널과 제2 채널을 포함하며,
    상기 수동 이퀄라이저는 상기 제1 채널과 상기 제2 채널 사이에 형성되는 고속 디지털 신호 전송 시스템.
  15. 청구항 8에 있어서,
    상기 수동 이퀄라이저는 제1 수동 이퀄라이저와 제2 수동 이퀄라이저를 포함하며,
    상기 제1 수동 이퀄라이저는 상기 송신기와 상기 채널 사이에 형성되고, 상기 제2 수동 이퀄라이저는 상기 채널과 상기 수신기 사이에 형성되는 고속 디지털 신호 전송 시스템.
  16. 청구항 8에 있어서,
    상기 송신기와 상기 수신기 사이에 형성되는 능동 소자;
    를 더 포함하는 고속 디지털 신호 전송 시스템.
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