KR20160102769A - 전자 장치의 노이즈 감소 장치 - Google Patents

전자 장치의 노이즈 감소 장치 Download PDF

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KR20160102769A
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윤종혁
조재형
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명의 다양한 실시 예들은 전자 장치에서 발생하는 노이즈를 감소할 수 있는 장치에 관한 것으로, 상기 전자 장치는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 표면에 실장되며, 적어도 하나의 신호를 생성하는 신호 생성부; 상기 신호 생성부의 전원 단자와 상기 인쇄회로기판의 내부에 위치하는 메인 전원 라인을 연결하는 적어도 하나의 전원 비아; 및 상기 신호 생성부의 그라운드 단자와 상기 인쇄회로기판의 내부에 위치하는 메인 그라운드를 연결하며, 상기 전원 비아와 평행하게 위치하는 적어도 하나의 그라운드 비아를 포함할 수 있다.

Description

전자 장치의 노이즈 감소 장치{APPARATUS FOR REDUCING NOISE IN ELECTRONIC DEVICE}
본 발명의 다양한 실시 예는 전자 장치에서 발생하는 노이즈를 감소시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.
최근 정보통신 기술과 반도체 기술 등의 눈부신 발전에 힘입어 전자 장치(예컨대 이동통신 단말기)의 보급과 이용이 급속도로 증가하고 있다. 상기 전자 장치는 사용자들이 필요로 하는 다양한 기능을 제공하고 있다. 예를 들어, 상기 이동통신 단말기는 통화 기능, 이미지 또는 동영상 촬영 기능, 방송 수신 기능, 인터넷 접속 기능, 녹음 기능 등과 같은 다양한 기능들을 제공하고 있다. 이에 따라 상기 전자 장치는 현대인에게 필수품이 되었다.
이와 같이, 전자 장치가 다양한 기능을 제공함에 따라 상기 전자 장치는 내부에 매우 많은 전자 부품들을 포함할 수 있다. 상기 전자 부품들은 동작 시 특정 주파수의 신호들이 발생할 수 있다.
하지만, 상기 특정 주파수의 신호들은 타 전자 부품들에게 노이즈로 작용할 수 있다. 이러한 경우 상기 타 전자 부품들은 상기 노이즈로 인하여, 오동작할 수 있다. 또는, 상기 타 전자 부품들이 오디오(통화 또는 음악 재생 등) 기능과 관련된 경우 오디오 품질이 저하될 수 있다.
한편, 최근에는 청각 장애를 가진 인구가 증가하고 있다. 예를 들어, 미국 인구의 10%는 청력에 문제가 있고, 그 중 80%가 보청기를 사용하고 있다는 조사가 있으며 전세계적으로도 약 5억 명이 청각 장애를 앓고 있다는 조사가 있다.
상기 보청기를 사용하는 청각 장애인이 통화를 위하여 전자 장치(예컨대 이동 통신 단말기)를 귀에 가까이 가져가는 경우 상기 보청기는 하울링(howling) 등이 발생할 수 있다. 이에 최근의 전자 기기들은 보청기 호환성(HAC; Hearing Aid Compatibility)에 대한 인증을 받아야 한다.
상기 HAC 규정은 자기 신호의 세기(intensity), SNNR(Signal-plus-Noise to Noise Ratio) 및 주파수 응답(Frequency Response) 등의 항목들을 포함하고 있다. 상기 전자 장치는 상기 항목들에 대하여 일정 조건을 만족해야만 HAC에 대한 인증을 받을 수 있다. 예를 들어, 상기 항목들 중 자기 신호의 세기 및 SNNR에 따라 상기 전자 장치는 T1 내지 T4 등급으로 분류될 수 있다.
상기 HAC 규정에 따른 T3 이상의 등급을 획득하기 위해서 자기 신호의 세기는 -18dBA/m 이상, SNNR은 20dB 이상을 확보하여야 한다. 여기서, SNNR은 1kHz 대역에서 자기 신호 대 잡음 비로 정의된다.
한편, 통상적으로 HAC를 지원하는 전자 장치는 텔레코일(tele-coil)을 포함하는 리시버(Receiver)(이하, HAC 리시버)를 이용하고 있다. 상기 HAC 리시버는 텔레코일을 포함하게 됨으로써, 자기 신호의 세기를 증폭시키는 점에서는 유리하지만 다른 성능에서는 열세하다. 예를 들어, 상기 HAC 리시버는 텔레코일을 포함하지 않는 리시버(이하, '일반 리시버')와 비교할 때, 오디오 음량 측면에서 약 10dB 정도 낮고, 텔레코일을 리시버 내에 내장해야 하기 때문에 리시버 자체의 크기가 커지고, 제조 비용이 상승하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다양한 실시 예들은 전자 장치에서 발생하는 노이즈들을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예들은 전류의 흐름에 의해 발생하는 자기장들을 상호 상쇄하여 SNNR을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 다양한 실시 예들은 3차원(X, Y 및 Z 축) 방향에서 발생하는 자기장들을 상호 상쇄하여 SNNR을 향상시킬 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 다양한 실시 예들은 HAC 규정을 만족할 수 있는 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 한 실시 예에 따른 전자 장치는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 표면에 실장되며, 적어도 하나의 신호를 생성하는 신호 생성부; 상기 신호 생성부의 전원 단자와 상기 인쇄회로기판의 내부에 위치하는 메인 전원 라인을 연결하는 적어도 하나의 전원 비아; 및 상기 신호 생성부의 그라운드 단자와 상기 인쇄회로기판의 내부에 위치하는 메인 그라운드를 연결하며, 상기 전원 비아와 평행하게 위치하는 적어도 하나의 그라운드 비아를 포함할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 다양한 실시 예들은 전자 장치에서 발생하는 노이즈를 효과적으로 감소 시킬 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 다양한 실시 예들은 오디오 대역 자기 노이즈를 상쇄(또는 감소)시킬 수 있다. 이로 인하여, 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치들은 HAC 리시버를 사용하지 않고도 높은 등급(예컨대 T 3 이상)의 HAC 인증을 획득할 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시 예들은 보청기 사용자에게 향상된 품질의 오디오 신호를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들은 신호 생성부(예컨대 배터리 연결부)에서 발생하는 노이즈 상쇄할 수 있어, 신호 생성부의 위치를 자유롭게 결정할 수 있다. 이는 전자 장치의 디자인 및 설계에 대한 자유도를 향상 시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치의 내부 구조를 도시한 도면이다.
도 3a는 본 발명의 한 실시예에 따른 내부 구성 중 인쇄회로기판의 분해 사시도이다.
도 3b는 본 발명의 한 실시예에 따른 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 인쇄회로기판을 상세히 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 한 실시 예에 따른 Z 축에 대한 전자 장치의 HAC 측정 결과를 나타낸 표이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판의 분해 사시도이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 문서에서 사용된 "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제 1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된(designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 문서의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 영상 전화기, 전자책 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드(skin pad) 또는 문신), 또는 생체 이식형(예: implantable circuit) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예에 따른 휴대 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 또한, 본 문서의 다양한 실시예에 따른 휴대 전자 장치는 플렉서블 장치일 수 있다. 또한, 본 문서의 다양한 실시예에 따른 휴대 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않음은 당업자에게 자명하다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 다양한 실시예에 따른 전자 장치가 설명된다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 또한, 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성 요소들에 대해서는 상세한 설명을 생략하도록 한다.
마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 따라서 본 발명은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기가 간격에 의해 제한되어지지 않는다.
상세한 설명에 앞서, 본 발명의 다양한 실시 예들은 다양한 원인에 의해 전자 장치에서 발생하는 노이즈를 효과적으로 제거(또는, 감소, 상쇄)할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 다양한 실시 예들은 신호 생성부(예컨대 배터리 연결부)에서 생성되는 적어도 하나의 신호(예컨대 전류의 흐름)에 의해 발생되는 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있다. 이를 위하여, 본 발명의 다양한 실시 예들은 상기 신호 생성부의 전원 단자와 메인 전원 라인을 연결하는 전원 비아와 상기 신호 생성부의 그라운드 단자와 메인 그라운드를 연결하는 그라운드 비아를 평행하게 배치할 수 있다. 이때, 상기 전원 비아를 통해 흐르는 전류와 상기 그라운드 비아를 통해 흐르는 전류는 반대 방향으로 흐른다. 이로 인하여, 상기 전원 비아와 그라운드 비아에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자기장들은 상호 상쇄될 수 있다. 즉, 상기 신호 생성부에 의한 노이즈가 제거(또는 감소)될 수 있다. 이러한, 노이즈 제거 방법은 보청기 호환성(Hearing Aid Compatibility : HAC)을 지원하는 전자 장치에 적용될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여 HAC를 지원하는 전자 장치를 예로 하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 또한, 이하에서는, 상기 신호 생성부가 배터리 연결부인 경우를 예로 하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치의 내부 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치(100)는 사각형 형태의 바-타입(Bar-type)으로 형성될 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 슬라이드 타입(Slide-type), 폴더 타입(Folder-type), 플립 타입(Flip-type) 등으로 형성될 수도 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 플렉서블(Flexible)하게 형성될 수도 있다.
상기 전자 장치(100)는 전면에 표시부(130)를 포함할 수 있다. 상기 표시부(130)의 상단에는 리시버(Receiver, 110)가 위치할 수 있다. 상기 리시버(110)는 오디오 신호(예컨대 통화음, MP3 재생음 등)의 출력 기능을 제공할 수 있다. 상기 리시버(110)는 텔레코일(Tele-coil)을 포함하는 리시버(HAC리시버)이거나, 상기 텔레코일을 포함하지 않는 일반 리시버일 수 있다.
상기 전자 장치(100)는 표시부(130)의 하단에 다수의 키가 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 다수의 키는 메뉴 키(141), 홈 키(142), 취소 키(143)를 포함할 수 있다. 상기 다수의 키는 버튼 방식의 물리 키 또는 터치 키로 형성될 수 있다.
상기 전자 장치(100)는 후면 상단에 카메라(150) 및 플레쉬(flash, 160)가 위치할 수 있다. 상기 카메라(150)는 이미지 또는 동영상 촬영 기능을 제공할 수 있다. 상기 플레쉬(160)는 설정에 따라 사진 촬영 시 일정 시간(예컨대 0.3초) 동안 빛을 방출할 수 있다.
상기 전자 장치(100)는 후면에 배터리가 실장되는 공간(이하, 배터리 실장 공간)을 포함할 수 있다. 상기 배터리는 배터리 연결부(170)를 통해 전자 장치(100)의 내부에 위치하는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board : PCB, 120)과 연결될 수 있다. 상기 배터리는 인쇄회로기판(120)에 실장된 다수의 전자 부품들에 전원을 공급할 수 있다.
상기 도 2를 참조하면, 상기 인쇄회로기판(120)에는 배터리 연결부(170), 전원부(180) 및 전력 증폭 모듈(190)이 실장될 수 있다. 이는 일 예일 뿐, 상기 인쇄회로기판(120)에는 저항, 캐패시터, 인덕터 등의 수동 소자가 더 실장될 수 있으며, 와이파이 통신 모듈(Wi-Fi Module, 프로세서(Processor), 메모리(Memory) 등의 IC(Integrated circuit) 칩들이 더 실장될 수 있다.
한편, 본 발명의 한 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 보청기 호환성(HAC) 모드를 지원할 수 있다. 상기 HAC 모드를 지원하기 위하여, 상기 전자 장치(100)는 HAC T-coil 표준(Spec)에 따른 규정을 만족해야 한다. 상기 HAC T-coil 표준은 자기 신호 세기 및 SNNR을 규정하고 있다. 예를 들어, 상기 HAC T-coil 표준은 전자 장치(100)의 길이 방향인 X 축, 전자 장치(100)의 폭 방향인 Y 축, 및 전자 장치(100)의 두께 방향인 Z축에 대하여 자기 신호 세기 및 SNNR을 규정하고 있다. 즉, HAC를 지원하는 전자 장치(100)는 3차원 각각에 대하여 자기 신호 세기 및 SNNR 규정을 만족해야 한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치(100)는 리시버(110)로 유기되는 노이즈(예컨대 오디오 대역 자기 노이즈)를 감소시킴으로써 HAC 규정을 만족 즉, T 3 등급 이상을 확보할 수 있다.
여기서, 상기 노이즈 발생 원인에 대하여 간략히 설명하기로 한다. 상기 노이즈는 GSM 통신 방식 즉, TDMA(Time Division Multiple Access) 변조 방식을 이용하는 전자 장치의 전력 증폭 모듈(Power Amplifier Module : PAM) 의 임펄스(impulse) 성 전력 소모에 의해 발생할 수 있다. 유사하게, 상기 노이즈는 프로세서(Processor), PMIC(Power Management Integrated Circuit), 벅(Buck), 및 LDO(Low Drop Output) 등에서 발생하는 임펄스(impulse) 성 전력 소모에 의해 발생할 수 있다.
구체적으로, TDMA 변조 방식에서는 1 프레임이 8 타임 슬롯으로 이루어져 있으며, 데이터 수신을 반복함에 따라 데이터 송수신이 반복되는 주기(T)는 대략 4.615ms가 되고, 이를 주파수로 변환하면 217 Hz에 해당한다. 한편, TDMA 변조 방식에 의해 발생되는 최대전력은 33dBm이고, 이는 약 2W의 고출력에 해당한다. 이와 같이, 상기 전력 증폭 모듈(190)은 고 전류(예컨대 2 A(ampere))를 요구할 수 있다. 즉, 상기 전력 증폭 모듈(190)은 임펄스(impulse) 성 전력 소모를 초래할 수 있다. 상기 임펄스 성 전력 소모 시 배터리 연결부(170)의 전원 라인에 고 전류가 흐르게 되며, 상기 고 전류에 의해 자기장이 발생할 수 있다. 즉, 상기 배터리 연결부(170)에서의 전류 흐름에 의해 발생된 자기장은 타 전자 부품(예컨대 리시버)에게 노이즈 신호로 작용할 수 있다. 즉, 상기 배터리 연결부(170)는 타 전자 부품들에게 노이즈 원(Noise Source)이 될 수 있다.
상세하게는, 상기 전력 증폭 모듈(190)의 동작 시, 배터리의 전원이 제 1선로(181)를 통해 전원부(180)로 공급되고, 제2 선로(182)를 통해 배터리로 리턴될 수 있다. 또한, 전원부(180)의 전원은 제3선로(191)를 통해 전력 증폭 모듈(190)에 공급되고, 제4선로(192)를 통해 전원부(180)로 리턴될 수 있다.
상기 제 1선로(181) 내지 제4 선로(192)에 전류가 흐르는 경우 각 선로에는 암페어 법칙에 따라 오른손으로 감는 방향으로 자기장이 발생한다. 상기 자기장은 노이즈로 작용할 수 있다. 예를 들어, 상기 발생된 자기장은 HAC 모드를 지원하는 전자 장치에서 노이즈(예컨대, 오디오 대역 자기 노이즈)로 작용할 수 있다. 이로 인하여, 전자 장치(100)의 SNNR이 감소될 수 있다.
한편, 상기 배터리 연결부(170)가 전자 장치(100)의 상단에 위치하여, 상기 배터리 연결부(170)와 리시버(110) 사이의 거리가 가까워지는 경우 상기 노이즈가 리시버(110) 미치는 영향이 커진다. 이러한 경우 상기 전자 장치(100)는 SNNR이 급격히 나빠질 수 있다. 하지만, 상기 전자 장치(100)는 평행하게 배치된 제1선로(181) 및 제2선로(182)에서 전류가 반대 방향으로 흐름에 따라 제1선로(181) 및 제2선로(182)에서 각각 발생한 자기장들은 서로(상호) 상쇄(또는 감소)될 수 있다. 유사하게, 상기 제 3선로(191) 및 제4선로(192)에서 발생하는 자기장들 역시 서로 상쇄(또는 감소)될 수 있다. 이와 같이, 노이즈들이 상쇄됨에 따라 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치(100)는 SNNR이 향상될 수 있다.
이와 같이, 상기 제1선로(181) 및 제2선로(182)를 평행하게 배치하여 X 축 방향에 대한 SNNR을 향상시킬 수 있으며, 제3선로(191) 및 제4선로(192)를 평행하게 배치하여 Y 축 방향에 대한 SNNR을 향상시킬 수 있다. 이는 일 예일 뿐, 본 발명의 실시 예를 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 제1선로(181) 및 제2선로(182)는 X 축 및 Y 축 방향 중 적어도 한 곳으로 평행하게 배치될 수 있다. 또한, 상기 제3선로(191) 및 제4선로(192)는 X 축 및 Y 축 방향 중 적어도 한 곳으로 평행하게 배치될 수 있다.
한편, Z 축 방향에 대한 SNNR을 향상 시키기 위하여, 본 발명의 한 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 전원 비아(via) 및 그라운드 비아를 평행하게 배치할 수 있다. 이에 대하여, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 후술하기로 한다.
도 3a는 본 발명의 한 실시예에 따른 내부 구성 중 인쇄회로기판의 분해 사시도 이고, 도 3b는 본 발명의 한 실시예에 따른 인쇄회로기판의 단면도 이다.
상기 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 한 실시 예에 따른 인쇄회로기판(120)은 다수의 층으로 구성될 수 있다. 상기 인쇄회로기판(120)의 제1층(121)에는 전원 단자(171) 및 그라운드 단자(172)가 형성될 수 있다.
상기 전원 단자(171)는 다수의 전원 비아를 통해 메인 전원 라인과 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 인쇄회로기판(120)은 제1전원 비아(171a)를 통해 제1층(121) 및 제2층(122)이 연결되고, 제1전원 비아(171a)와 Y 축 방향으로 일정 거리 이격된 제2전원 비아(171b)를 통해 제2층(122), 제3층(123) 및 제4층(124)이 연결될 수 있다. 여기서, 상기 제1전원 비아(171a) 및 제2전원 비아(171b)는 다수 개일 수 있다.
유사하게, 상기 그라운드 단자(172)는 다수의 그라운드 비아를 통해 메인 그라운드와 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 도 3b에 도시된 바와 같이 제1층(121) 및 제2층(122)은 제1그라운드 비아(172a)를 통해 연결되고, 제2층(122) 내지 제4층(124)은 제2그라운드 비아(172b)를 통해 연결될 수 있다. 여기서, 상기 제1그라운드 비아(172a) 및 제2그라운드 비아(172b)는 다수 개일 수 있다.
상기 제1전원 비아(171a) 및 제1그라운드 비아(172a)는 Z 축 방향으로 평행하게 배치되며, 상기 제2전원 비아(171b) 및 제2그라운드 비아(172b) 역시 Z 축 방향으로 평행하게 배치될 수 있다. 상기 전원 비아(171a, 171b) 및 상기 그라운드 비아(172a, 172b)는 소정의 이격 거리 이내(예컨대 자기장들이 상쇄될 수 있는 거리)에 위치할 수 있다. 이는 거리가 너무 먼 경우 상기 전원 비아(171a, 171b) 및 상기 그라운드 비아(172a, 172b)에서 발생하는 자기장들이 상쇄되지 않기 때문이다.
이와 같이, 본 발명의 한 실시 예는 Z 축 방향으로 평행하게 배치되는 전원 비아 및 그라운드 비아를 추가하여, Z 축 방향에 대한 SNNR을 향상 시킬 수 있다.
한편, 상기 도 3a 및 도 3b에서는 각각 2개의 전원 비아 및 그라운드 비아를 통해 제1층 내지 제4층이 연결되는 것으로 도시하였지만, 이는 일 예일뿐, 본 발명의 실시예를 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 제1층(121) 내지 제4층(124)은 하나의 전원 비아 및 그라운드 비아를 통해 연결될 수 있다.
또한, 상기 도 3a 및 도 3b에서는 제2전원 비아(171b) 및 제2그라운드 비아(172b)가 제1전원 비아(171a) 및 제1그라운드 비아(172a)와 각각 Y축 방향으로 이격되어 형성되는 것으로 도시하였지만, 상기 제2전원 비아(171b) 및 제2그라운드 비아(172b) X 축 방향으로 이격되거나, X 축 및 Y 축 방향으로 이격되어 형성될 수도 있다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 인쇄회로기판을 상세히 도시한 도면이다.
상기 도 4 내지 도 7을 참조하면, 상기 인쇄회로기판(120)의 제1층(121)의 배터리 연결부(미도시)가 실장되는 부분에는 제1전원 비아(171a) 및 제1그라운드 비아(172a)가 형성될 수 있다. 상기 제1전원 비아(171a) 및 제1그라운드 비아(172a)는 다수 개일 수 있다.
상기 제2층(122)에는 제1전원 비아(171a), 제1그라운드 비아(172a), 제2전원 비아(171b) 및 제2그라운드 비아(172b)가 형성될 수 있다. 상기 제1전원 비아(171a), 제1그라운드 비아(172a), 제2전원 비아(171b) 및 제2그라운드 비아(172b)는 다수 개일 수 있다.
상기 제3층(123)에는 제2전원 비아(171b) 및 제2그라운드 비아(172b)가 형성될 수 있다. 이때, 상기 제2그라운드 비아(172b)는 주변의 그라운드(175)와 분리될 수 있다. 이는 오디오 대역 자기 노이즈를 제거하기 위한 경로를 별도로 구성하기 위함이다.
상기 제4층(124)은 메인 그라운드(176)가 형성되며, 제2전원 비아(171b) 및 제2그라운드 비아(172b)가 형성될 수 있다. 이때, 상기 메인 그라운드(176)는 상기 메인 전원 라인(171c)과 소정의 길이만큼 평행하게 배치되는 그라운드 라인(172c)을 포함할 수 있다. 상기 제2전원 비아(171b)는 메인 전원 라인(171c)에 연결되고, 제2그라운드 비아(172b)는 그라운드 라인(172c)에 연결될 수 있다. 즉, 상기 메인 전원 라인(171c) 및 그라운드 라인(172c)는 소정의 길이만큼 평행하게 배치될 수 있다. 상기 그라운드 라인(172C)은 소정의 길이만큼 평행하게 이동된 후 메인 그라운드(176)와 연결될 수 있다. 이는 상술한 바와 같이, 배터리 연결부의 주변에서 발생하는 X 축 방향 및 Y 축 방향의 오디오 대역 자기 노이즈들을 상쇄하여 X 축 및 Y 축 방향에 대한 SNNR을 향상 시키기 위함이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 Z 축에 대한 전자 장치의 HAC 측정 결과를 나타낸 표이다.
상기 도 8을 참조하면, 종래의 전원 비아 및 그라운드 비아를 평행하게 배치하지 않은 전자 장치의 오디오 대역 자기 신호는 "2.74 dB"이고, 오디오 대역 자기 노이즈는 "-14.09 dB"이며, SNNR은 "16.83 dB"임을 알 수 있다. 이와 같이, 종래의 전자 장치는 HAC 규정에 따른 T3 등급을 획득할 수 없다.
하지만, 본 발명의 한 실시 예에 따라 전원 비아 및 그라운드 비아가 평행하게 배치된 전자 장치(100)의 오디오 대역 자기 신호는 "5.36 dB"이고, 오디오 대역 자기 노이즈는 "-19.43 dB"이며, SNNR은 "24.79 dB"임을 알 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 한 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 HAC 규정에 따른 T3 등급을 획득할 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 한 실시 예에 따른 전자 장치는 Z 축 방향에 대한 오디오 대역 자기 노이즈가 크게 개선됨에 따라 SNNR이 향상되었음을 알 수 있다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판의 분해 사시도이다.
상기 도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전원 비아 및 그라운드 비아는 다행 다열로 배치될 수 있다.
어떤 실시 예에 따르면, 상기 다수의 전원 비아 및 그라운드 비아는 각각 한 행을 형성하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 도 9에 도시된 바와 같이 다수의 전원 비아가 1행 및 3행을 형성하고, 다수의 그라운드 비아가 제2행 및 4행을 형성할 수 있다. 한편, 다수의 전원 비아 및 그라운드 비아는 각각 한 열을 형성하도록 배치될 수도 있다.
어떤 실시 예에 따르면, 상기 전원 비아 및 그라운드 비아는 하나씩 교대로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 도 10에 도시된 바와 같이, 1행 1열에 전원 비아가 배치되는 경우 1행 2열 및 2행 1열에 그라운드 비아가 배치되며, 1행 3열 및 2행 2열에 전원 비아가 배치될 수 있다.
이상에서는, 상기 배터리 연결부의 전원 단자와 메인 전원 라인을 연결하는 전원 비아 및 그라운드 단자와 메인 그라운드를 연결하는 그라운드 비아를 Z 축 방향으로 평행하게 배치하는 것으로 설명하였다. 하지만, 배터리 연결부가 위치하는 부위가 아니더라도, 전류에 의한 자기장이 발생하는 부위에 적용될 수 있음은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명할 것이다. 예를 들어, 신호 생성부에서 생성되는 적어도 하나의 신호가 타 전자 부품에게 노이즈로 작용하는 것을 방지할 수 있다. 이때, 상기 적어도 하나의 신호는 상기 신호 생성부와 타 전자 부품을 연결하는 연결선으로부터 발생할 수 있다. 상세하게는, 상기 신호 생성부의 전원 단자와 인쇄회로기판의 내부에 위치하는 메인 전원 라인을 연결하는 적어도 하나의 전원 비아와 상기 신호 생성부의 그라운드 단자와 상기 인쇄회로기판의 내부에 위치하는 메인 그라운드를 연결하는 적어도 하나의 그라운드 비아를 평행하게 배치할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면을 통해 본 발명의 바람직한 실시 예들에 대하여 설명하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 다양한 실시 예의 기술 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명 실시 예들의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100 : 전자기기 110 : 리시버
120 : 인쇄회로기판 130 : 표시부
170 : 배터리 연결부
171 : 전원 비아 172 : 그라운드 비아
180 : 전원부 190 : 전력 증폭 모듈

Claims (14)

  1. 전자 장치에 있어서,
    인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판의 표면에 실장되며, 적어도 하나의 신호를 생성하는 신호 생성부;
    상기 신호 생성부의 전원 단자와 상기 인쇄회로기판의 내부에 위치하는 메인 전원 라인을 연결하는 적어도 하나의 전원 비아; 및
    상기 신호 생성부의 그라운드 단자와 상기 인쇄회로기판의 내부에 위치하는 메인 그라운드를 연결하며, 상기 전원 비아와 평행하게 위치하는 적어도 하나의 그라운드 비아를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전원 비아 및 상기 그라운드 비아는
    상기 신호 생성부의 하단에 위치하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    오디오 신호를 출력하는 리시버를 더 포함하며,
    상기 신호 생성부은
    상기 리시버가 위치하는 상기 전자 장치의 상단 부분에 위치하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 리시버는
    텔레코일(Tele-coil)을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 전원 비아 및 상기 그라운드 비아는
    한 행 또는 한 열을 형성하며, 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 전원 비아 및 상기 그라운드 비아는
    하나씩 교대로 다행 다열로 배치되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 전원 비아 및 상기 그라운드 비아는
    자기장들이 상호 상쇄될 수 있는 소정의 이격 거리 이내에 위치하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 전원 비아 및 상기 그라운드 비아를 통해 흐르는 전류에 의해 각각 생성되는 자기장들은 상호 상쇄되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 그라운드 비아는
    상기 메인 그라운드와 독립적으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 메인 그라운드는
    상기 메인 전원 라인과 기 설정된 길이만큼 평행하게 배치되는 그라운드 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 메인 전원 라인 및 상기 그라운드 라인을 통해 흐르는 전류에 의해 생성되는 자기장들은 상호 상쇄되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 전자 장치는
    보청기 호환성(Hearing Aid Compability : HAC)을 지원하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 신호 생성부는
    배터리와 상기 인쇄회로기판을 연결하는 배터리 연결부인 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 신호는
    상기 신호 생성부와 타 전자 부품을 연결하는 연결선으로부터 발생하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
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