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제 목 RF 관련 용어 조회수 25192
작성자 관리자 홈페이지
입력일 2006-05-15 00:57:06
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-- 초보자를 위한 RF 관련 용어 정리 --

1. Phase Noise

주로 발진기(Oscillator)의 발진 성능을 나타내는 지표중의 하나로 사용되는 값이다.
발진기는 특정 주파수를 정확하게 만들어서 쏴야하는데, Tr의 불안정조건을 이용하여 발진을 시키다 보면 시간축 신호의 불안정성으로 인해 발진된 신호의 Sine파형 자체가 미세하게 찌그러지거나 떨리는(jitter) 경우가 발생한다.
즉 발진신호의 시간축 파형에 위상이 조금씩 밀리고 틀어져서 파형이 찌그러진 것처럼 보이게 되므로 위상잡음이라고 부른다. 실제 주 원인은 Tr의 열잡음과 1/f noise 때문이다.
시간축에서 위상의 오차에 대한 지표를 잡기에는 애매한 부분이 많다. 그래서 Phase Noise는 주파수축 spectrum상에서 발진된 신호형상을 통해 그 지표를 산정하게 된다.
이러한 이론적 배경을 뒤로 하고, phase noise를 눈에 보이는 지표대로 설명한다면 발진파형이 얼마나 샤프하게 잘 나오느냐로 보면 된다. 즉 원하는 주파수만 깔끔하게 나오느냐 아니냐로 봐도 무방하다. 그렇게 되려면 스펙트럼상에서 원하는 주파수만 깔~끔하게 위로 솟아있어야 좋은 발진기 출력이 될 것이다.
그래서 Phase noise는 dBc/Hz 라는 단위를 사용한다.
즉 중심주파수에서 몇 Hz 떨어진 (즉 특정 Offset 주파수에서) 지점에서 중심주파수 신호 에너지보다 얼마나 전력이 떨어지느냐? 라는 것을 나타낸다. 중심주파수 이외에서 뜨는 신호전력은 잡음이라고 볼수 있기 때문에 결국 Phase Noise라는 일종의 잡음으로 분류하는 것이다.
예를 들어 -90dBc/Hz at 10kHz 라는 Phase noise 규격이라면, 중심주파수에서 10kHz 떨어진 지점에서의 1Hz 밴드폭의 전력이 중심주파수 전력보다 90dB이상 낮아야 한다는 의미이다.
고로 그 -값이 크면 클수록 중심주파수와 주변 주파수대역과의 레벨차가 크다는 뜻이므로, 결국 발진신호파형이 날카롭다는 뜻이 된다.
여기서 몇 Hz 떨어진 점에서의 전력과 비교해야 되느냐의 기준이 되는 주파수 Offset은, 시스템 특성에 따라 LO(국부발진기)의 특성이 결정되면 그에 따라 다르게 된다. 한 Offset 주파수에서의 Phase Noise가 요구되기도 하지만, 경우에 따라 여러 주파수 Offset에서의 Phase Noise 규격이 요구되기도 한다. 아래에 일부 Phase Noise 규격사례를 들어보았다.
CDMA : -115dBc/Hz at 100Khz offset
GSM : -121dBc/Hz at 600Khz offset
발진기는 대부분 Mixer의 LO(국부발진기)용으로 사용되기 때문에 Phase Noise 특성이 나쁘면 송수신기의 감도나 여러가지 성능이 저하된다.

2. Sweep

sweep은 많은 초심자들이 초반에 약간은 당혹해하는 단어인 듯 하다.
sweep은 우리말로 쓸어버리다 라는 뜻이다. sweeper란 살인청부업자를 말한다.(무슨 상관?)
일반적으로 공학계에서 sweep이라고 말하면, 어떤 입력 값을 시작점, 끝점, step을 두고 변화시킨다는 의미가 된다. 즉 특정 파라미터를 죽 변화시키면서 결과를 본다는 의미이다.
RF에서 일반적으로 sweep을 시킨다면 보통 주파수 혹은 DC값을 지칭하는 경우가 많다. 네트웍 어낼라이저에 붙어있는 frequency synthesizer는 저주파에서 고주파까지 주파수를 sweep시켜주는 장치이다. (그래서 frequency sweeper라고도 불리운다)
S파라미터는 기본적으로 일정 주파수대역을 죽 sweep하면서 그 결과를 보기 때문에 NA에는 입력 신호원으로서sweeper가 필수인 것이다.
그 외에도 DC 전원을 1~3V 까지 0.1 step으로 변화시켜 가면서 결과를 본다던지 하는식으로 DC sweep을 하기도 한다.
시뮬레이터상에서는 parameter sweep이라는 기능이 있는데, 특정 L,C,R 값 혹은 microstrip의 폭이나 길이, 기판의 유전율 등등 특정 특성값을 지정하여 원하는 범위내에서 변화시켜가면서 결과의 양상을 보는 것이다.
이렇듯 sweep은 어떤 파라미터 혹은 특성값을 일정한 step으로 증가 혹은 감소시켜가면서 본다는 의미로 사용되는 영어단어이다. 즉 용어만 적당하면 아무데나 갖다 붙여도 되는 일반용어라고 보면 된다.

3. direct conversion

이것은 현재 널리 이용되는 수퍼헤테로다인 방식의 반대되는 개념을 위한 방식이다. 즉 IF(중간주파수)를 사용하지 않고 반송파(carrier)를 기저대역(baseband)로 곧바로 끌어내리고 올리는 방식이다.
엄밀히 따지자면 원래의 통신방식은 이런 Direct Conversion으로 갔어야 하지만, 채널선택도를 비롯한 각종 문제로 인해 IF를 사용하는 방식으로 가게 된 것이다. 뒤집어 말하면 Direct Conversion 방식은 선택도와 감도가 떨어져서 사용하기에 무리수가 많다는 의미이다.
그런데 Direct Conversion을 사용하면 IF가 없기에 각종 SAW filter와 Mixer등을 절약할 수 있기 때문에 단가절감, 무게경량화, 시스템 1칩화 등이 가능하다는 강력한 장점이 있다.
그로인해 GSM을 필두로 Direct Conversion 을 여러모로 개선하여 이동통신에서도 사용이 가능하도록 하는 연구와 실용화가 적극 진행중이다.
Direct Conversion 에서는 Mixer의 역할이 매우 중요한데, IF방식과 달리 IP3가 아니라 IP2의 영향을 크게 받게 된다.
하지만 Direct Conversion 은 단가절감 및 부품 감소에 이득이 있으나 여전히 IF를 사용하는 시스템에 비해 개선의 여지가 많아서 그 응용은 일부 주파수와 시스템에 국한될 가능성이 크다.

4. Diplexer

한 채널/선로에 주파수가 다른 두 신호를 동시에 보내기 받기 위해 사용되는 분기용 필터소자.
Duplexer가 대역폭이 좁은 송/수신 BPF를 이용하여 하나의 안테나를 공유하기 위한 목적인 반면, Diplexer는 LPF + HPF의 조합으로 하나의 선로(안테나일수도 있고, 유선 선로 일수도 있음)에 주파수가 다른 두개의 신호를 보내기 위한 목적으로 사용된다.
Duplexer와 Diplexer 비교 그림>



위 그림에선 RX,TX를 정해놓은 것처럼 그렸는데 그것은 통신시스템마다 다르며, Diplexer의 경우 RX,TX 신호의 분기일수도 있고 그냥 두 가지 다른 주파수 신호를 보내고 수신단에서 골라내기 위한 용도로 사용되기도 한다는 점을 주의한다.
Duplexer는 비슷한 주파수 대역에서 미묘하게 다른 송수신 주파수를 대역이 다른 BPF를 통해 골라내기 때문에 Duplex (원래 한 주파수대역 자원을 나누어쓴다는 의미)라고 한다.
반면 Diplexer는 어떤 특정 주파수를 기준으로 아래대역을 통과하는 LPF와 윗 대역을 통과시키는 HPF 로서 신호를 나누기 때문에 Diplex(여기서 Di는 두가지라는 뜻)라고 한다.
특성상 중심주파수를 가지는 안테나단을 공유하기 위한 목적보다는, CATV등에서 한 선로에 송신/수신 주파수를 분리하기 위해 사용된다.
케이블 자체 내에서는 다른 잡스런 신호가 없고 원하는 두 신호만 보낼 수 있기 때문에, 굳이 Duplexer처럼 BPF를 써서 다른 주파수를 제거할 필요가 없다. 그래서 구조가 간단한 Diplexer를 이용하게 된다.

5. Duplexer

송신단과 수신단을 하나의 안테나에서 공유하기 위한 부품.
송수신 주파수가 다를 때, 송신단 주파수만을 통과하는 BPF와 수신단 주파수만을 통과하는 BPF를 붙여서 만든 부품이다. 경우에 따라 중단에 Notch filter를 달아서 송수신단의 isolation을 유도한다.
즉 총 3개의 포트로 구성되어, 양 끝단에 송신단과 수신단이, 중앙에는 안테나 단이 연결되어 있다. 송신단에서 나온 신호는 안테나로만 가고 수신단으로 가지 못하게 하며, 안테나로 들어온 신호는 송신단이 아니라 수신단에만 가도록 하는 것이다.
보통 각각의 송수신단 BPF는 3~4단으로 구성되어 좋은 스커트 특성을 가지고, 있으며, Notch 1단을 포함하여 7~8단으로 구성되는 경우가 많다.
크게 기지국류의 대출력용으로는 도파관형 post 또는 DR 공진 필터가 사용되고, 단말기용으로는 세라믹/SAW/FBAR 타입등이 있다.
예전에는 세라믹 공진기들을 죽 연결하고 lumped LC를 이용하여 하이브리드하게 만들어진 듀플렉서가 일반적이었으나, 단말기 시장에서 더욱 소형화된 형태가 필요해지게 되어 최근에는 monoblock 형태의 세라믹 듀플렉서가 더 선호되어지고 있다.
최근에는 SAW를 이용한 소형 듀플렉서 뿐 아니라 FBAR 기술을 이용한 초소형 듀플렉서까지 선을 보이고 있으나, 개발보다는 양산기술이 관건이 되고 있다.

6. Dynamic Range (동작대역)

Dynamic Range는 공학전반에서 사용되는 범용적인 용어이다.
일반적으로 Dynamic Range란 power, current, volatge, frequency등의 범위를 가지는 파라미터의 최소값과 최대값의 차이를 의미한다.
RF에서 Dynamic Range는 특히 power와 관련된 개념으로 많이 사용되며, 계측기나 시스템 회로의 동작전력대역을 주로 지칭한다. 시스템/계측기가 낼 수 있는 최대선형전력(즉 distortion이 없는)과 최저감지전력(보통 noise floor에 해당)의 값차이를 dB스케일로 나타낸다.
주파수의 동작범위를 Dynamic Range라고 부르는 경우는 별로 없고, 보통 동작전력범위를 지칭한다는 점은 알아두어야 한다.
그리고 디지털 시스템에서의 Dynamic Range 는 BER을 만족하는 최저 레벨과 최고레벨 간의 차이를 지칭한다.

7. Duty Cycle(충격계수)

일반적으로 온(on)-오프(off)를 주기적으로 하는 장치에서 주기에 대한 온과 오프의 시간의 비를 말한다. 이동 무선 송신기의 경우는 전파의 발사와 정지와의 시간비를, 펄스 통신의 경우에는 펄스폭과 펄스 주기와의 비를 충격 계수라 하고 %로 표시한다.

8. Down Converter (주파수 하향 변환기)

Down Converter는 수신된 RF 신호를 IF 혹은 baseband 주파수로 낮추어주는 장비단을 통칭한다.
기본적으로 주파수 하향 변환을 위한 Mixer회로부를 Down Converter 라 부르며, 입력에 신호에 LO(국부발진기)의 신호를 합치면 두 신호주파수의 차에 해당하는 IF 또는 baseband 신호가 발생된다.
경우에 따라 Down Mixer 이전의 LNA까지 함께 Down Converter로 포함하는 경우도 있으며, 특히 위성장비단에서 Down Converter는 LNA나 buffer amp까지 포함한 경우가 많다.

9. ACLR (Adjacent Channel Leakage Ratio; 인접채널누설비)

ACPR과 같이 전력증폭기의 선형성을 나타내는 지표로서, WCDMA은 ACLR을 PA 선형성의 표준규격으로 정의하였다. ACPR이 측정이나 계산이 불편한 면이 있는 반면, ACLR은 그냥 중심채널 전력과 특정 offset 주파수만큼 떨어진 지점의 전력간의 차이를 dBc로 나타낸 것이라 계산이나 측정이 편리하다.
결과적으로는 ACPR과 같은 의미인데, 측정기준만 약간 다르다고 보면 된다.
그림참조 > ACP, ACPR, ACLR 비교그림



10. Attenuation (감쇄)

일정구간을 진행하면서 신호나 파형의 강도가 줄어든 정도를 나타내는 용어.
주 원인은 진행구간의 손실(loss)로 인한 것으로서, 이러한 손실에 의한 감쇄의 원인은
1. 도체의 도전율
2. 유전체의 loss tangent (유전율의 허수부항)
3. 자성체의 투자율에 의한 자화손실
4. 대기중의 전파전달에 의한 각종 경로손실
등이며, 위와 같은 원인에 의해 잔류 혹은 열에너지로 소모되어 잃어버리는 에너지를 나타내기 위해 attenation이라는 용어를 사용한다.
결국 주로 회로나 소자, 시스템 내부를 진행하면서 발생하는 감쇄와 송신-수신단 사이의 대기전파전달의 에너지 감쇄량을 말하게 된다.
이러한 attenuation은 대체로 원하지 않는, 즉 줄여야 하는 대상이지만 경우에 따라서는 신호를 억제하기 위해, 또는 측정장비를 보호하기 위해 고의적으로 일정한 attenuation을 유발하는 attenuator를 사용해야 할 경우도 많다.

11. Attenuator (감쇄기)

말 그대로 전력을 감쇄시키기 위한 목적으로 사용되는 소자/회로이다.
저항과 같은 소모성 소자를 여러개 이용하여, 원하는 전력만큼 감쇄를 시키도록 맞출 수 있다. 원리적으로는 저항 네트웍을 이용하여 전력을 분배한 후, 일부 전력을 termination 시키는 방식이 많이 사용된다.
고의적인 감쇄를 위한 attenuator는, 단지 전력 레벨만을 낮추고 싶은 것이 목적인 경우가 많기 때문에 필요 이상의 잡음발생을 최대한 억제하고 위상차등이 발생하지 않도록 만들어져야 한다.
attenuator의 용도는 여러가지가 있는데, 여러 단간의 전력레벨을 맞추어야 하는 경우에 많이 사용되며, 특히 Power amp등의 고출력 소자의 출력값을 측정하고자 할때도 많이 사용된다. 만약 수십dBm 이상의 높은 출력을 계측기에 바로 물리게 되면 계측기가 손상을 입을 수 있으므로, 출력단에 정확히 감쇄량이 얼마인지 아는 attenuator를 달고 측정한 후에 그 값을 수식적으로 보상해주면 계측기를 안전하게 사용할 수 있다.
증폭기류에서 3개의 저항을 이용하여 전력을 조절하는 용도로 사용되는 경우에는 PAD라고 부르기도 한다.
Pad의 응용예를 보면 MIXER나 VCO의 뒷단에 연결하여 사용하는 것을 많이볼 수 있다.
이것은 impedance정합을 목적으로 하는데 정량적으로 감쇄량의 2배의 return-loss저감효과를 가져온다.
만약 -3dB Pad를 연결했다고 가정하면 6dB의 return-loss개선이 있는데
입력으로 들어갈때 3dB, 반사파가 입력으로 돌아올때 다시 3dB가 감쇄되어 총6dB의 개선이 되는 것이다.

12. Back-off

이것은 원래 그냥 영어숙어지만, RF에서 자주 사용하는 용어라서 전문용어처럼 인식되는 경향이 있다.
Back Off란 우리말로 뒤로 물러서다는 뜻이다. 이것은 RF에서 주로 Power Amp와 관련된 용어로 많이 사용된다.
Power Amp에서는 최대포화전력을 정확히 추정하기 애매하기 때문에 P1dB를 최대선형 출력점으로 사용한다. 다만, 이 P1dB점은 이미 gain이 compression되기 시작한 후의 점이기 때문에 실제로 선형적인 동작을 하는 전력점은 아니다.
일반적으로 Power Amp가 진짜 성형적으로 동작하는 점은 P1dB에서 3~5dB 정도 낮은 지점이며, 이렇게 실제 최대전력점보다 수 dB정도 낮은 점까지만 동작하게 하는 걸 Back Off 시킨다라고 말한다. 말그대로 최대점까지 사용하지 않고 좀 물러서서 더 낮은데까지 사용한다는 그런 의미이다.
설계의 관점에서는, Amp의 선형성을 확보하기 위해 실제 필요한 P1dB spec보다 수dB 높은 P1dB가 나오게 만드는 것을 Back Off 선형화 설계라고도 한다. 예를 들어 P1dB spec이 22dBm이 요구되었지만 선형성이 안좋아서 25dBm의 P1dB가 나오게 설계하는 것이다. (3dB back off 시킴)
즉 다시 말하면 Power margin을 더 충분하게 가져가는 설계법인데, Power 3dB를 올리려면 같은 효율에서는 전류를 두배로 써야하기 때문에 실제로는 그렇게 간단한 문제는 아니다.
설계가 아닌 application 관점에서는, 사용하고자 하는 PA의 최대 출력점까지 사용되지 않도록 입력 전력을 약간 빼주는 식으로 조합하는 것을 back-off 시킨다고 한다. 역시 선형성을 확보하기 위한 수단이다.
이렇듯 Back Off란 실제 이용가능한 최대 전력점까지 사용하지 않고, 3~5dB 낮은 점에서 amp가 동작하게 하여 선형성을 확보하는 경우에 많이 사용되는 영어이다.

13. P1dB (1dB Gain Compression point)

증폭기에서 최대 (선형)출력전력을 나타내는 지표.
예를 들어 gain이 20dB인 amp에 0dBm이 입력되면 출력은 20dBm이 나올것이다. 그런데, 입력전력이 올라갈수록 gain은 조금씩 떨어지게 된다. 그리고 어떤 수준 이상의 입력전력이 들어오면 출력전력이 포화되어 늘어나지 않는 포화현상이 발생한다.
P1dB, 즉 1dB Gain Compression Point는 이러한 포화전력에 도달하기 전에, 실제로 이용가능한 최대전력점을 나타내기 위한 용도로 사용된다. 결국 P1dB는 gain이 1dB 줄어든 지점의 출력전력을 의미한다.



14. PA (Power Amplifier, 파워앰프, 전력증폭기)

RF 증폭기의 꽃이라고 하는 전력증폭기는 만들기는 가장 힘들지만 가격은 가장 비싼 편에 속하는 부품이다.
amp의 용도를 결정하는 3가지 기준 중 하나인 잡음, 이득, 전력 중에서 전력에 집중하여 만드는 증폭기이다. 전력은 최종단에서 몇 최대 dBm의 출력 신호가 만들어질 수 있느냐에 대한 문제로서, 최대전력을 내기 위해 Tr을 병렬로 묶어서 전력을 높이는 구조를 많이 사용하게 된다.
최대전력은 보통 P1dB (1dB Gain Compression Point)점을 통해 알아내며, 높은 전력을 내려 할때는 이득(gain)까지 높게 하기 힘들다. 그래서 전력증폭기(PA) 전단에는 이득을 보상해줄 수 잇는 구동증폭기(DA)가 필요한 경우가 많다.
전력을 높이면 열이 매우 많이 발생하기 때문에, PA 설계시에는 열방출 부분을 잘 처리해야 한다. 또한 그런 이유로 인해 PA에서는 전력의 효율에 대한 개념이 매우 중요하며, 선형성과 효율의 선택에 따라 A,B,AB,F 급등의 급수로 분류되기도 한다.
PA의 경우는 최소반사점에 매칭을 시도하는게 아니라 최대 전력 출력 포인트에 매칭을 해야 하기 때문에, 기본적으로 부정합(miss-matching)된 형태의 구조를 가지기도 한다.

15. PAE (Power Added Efficiency ; 전력부가효율)

Power Amp의 특성을 나타내는 중요한 지표로서, 투입된 전력을 출력단에서 얼마나 이용가능한가를 나타내는 효율을 의미한다.
PAE = (AC출력전력 - AC입력전력)/DC입력전력
단순히 효율을 따질때는 AC출력전력/DC입력전력 의 비로 나타낼 수도 있겠지만, PAE는 AC 출력전력에서 AC 입력전력을 뺀 값을 DC 입력전력으로 나눈다. 왜냐하면 AC출력전력의 일부는 이미 AC입력전력이 포함되어 있기 때문에, 증폭기 자체의 전력효율을 따지기 어려워지기 때문이다. 다시말해 입력전력이 크면 효율이 높고, 낮으면 효율도 낮게 나오는 폐단이 있기 때문에 AC입력전력을 빼버리는 것이다.
만약 PA의 gain이 높다면, 출력과 입력전력차가 크기 때문에 그냥 효율이나 PAE나 그게 그거가 된다.
보통 PA의 PAE는 선형성과 반대되는 trade off 특성을 보이며, class A일때 가장 선형성이 좋기 때문에 효율은 가장 나쁘다. 그것이 class AB, class B, Class C,D,E,F .. 로 내려갈수록 이론적 효율은 거의 100%에 가까와지지만 선형성은 점점 나빠진다.
일반적으로 선형성과 효율이 중요시되는 상업적 PA는 30~40%대의 PAE를 가지며, 손실되는 전력은 열로 발산되기 때문에 PA에서는 방열대책이 매우 중요해지는 것이다.

16. Coupling (커플링, 결합)

Coupling이라는 용어는 전자파를 다루는 RF에서 수시로 나오는 기본개념중 하나이다.
coupling의 사전적인 정의는 인접한 대상끼리 에너지를 교류하는 현상을 지칭한다.
알다시피 RF는 기본적으로 고주파, 그것도 외부 전자파로 방사가 잘 되는 주파수 신호를 다루기 때문에 많건 적건 선로에서 에너지가 전자파 E,H field 형태로 조금씩 방출되기 시작한다. 그래서 인접 선로끼리 서로 방출된 신호에너지가 상대방 선로에 간섭 혹은 직접적으로 유입되는 현상이 발생하는데, 이것을 보통 Coupling이라고 부르게 된다.
Coupling은 어쩔 수 없이 발생하는 현상으로, 각자 진행하는 선로끼리는 Coupling이 적을 수록 설계하기가 쉬우며, 선로들을 가깝게 붙여서 설계한 경우에는 주파수가 올라갈 수록 Coupling이 심해져서 서로가 서로에게 잡음이 되고 자신은 에너지가 누설되기 때문에 성능이 저하되게 된다.
그래서 RF 고주파 회로를 만들 때는 인접선로간의 Coupling에 매우 주의해야 하며, 일일히 계산할 수는 없기 때문에 적당한 거리를 떨어뜨리거나 격벽을 세워서 막는 것이 좋다.
일반 RF 회로설계툴을 이용해서는 Coupling의 영향이 정확히 계산되지 않기 때문에, 필드해석툴을 이용하여야만 제대로된 Coupling 영향을 평가할 수 있다. 보통 Coupling을 계산한다고 하는것은 그 Coupling된 전력값 그 자체를 계산한다기 보다는 Coupling의 발생으로 인해 회로의 성능이 얼마나 저하되는 지를 체크하기 위한 목적이다.
그래서 Coupling된 결과 자체를 고려하여 회로를 설계하던지, 아니면 Coupling이 적게 일어나도록 회로상의 소자나 선로 간격을 충분히 벌리게 된다.
Coupling이 꼭 나쁘기만 한것은 아니고, RF에서는 Coupling이 잘 발생하기 때문에 일부러 Coupling을 이용하여 회로를 설계하는 경우도 많다. Coupling현상을 이용하여 전력을 배분하거나 특정전력을 추출하는 coupler가 대표적인 경우이고, 필터의 경우에도 Coupling 현상을 이용한 필터의 종류가 매우 많다.
저주파를 하다가 고주파를 하는 사람들이 가장 당황해 하는 경우 중 하나는, RF에선 이런 Coupling을 이용하여 선로가 붙어있지도 않은데 동작하기 때문이다. 그만큼 고주파가 될수록 누설 전자파가 많고 Coupling이 심해서 선로가 끊어져 있어도 전력을 전달하는 경우가 많다.
RF 설계를 하려면 필요없는 Coupling을 막기 위해 선로나 소자배치에 매우 신중해야 하며(아무리 강조해도 지나침이 없음!), Coupling을 이용하여 회로를 만들때도 과도한 Coupling으로 인해 상관없는 회로까지 영향을 미치는지 매우 주의깊게 봐야 할 것이다.

17. Balun

Balun이란 Balance - Unbalance의 준말이다.
Balun이란 Balanced Signal 을 Unbalanced Signal로 변환해주는 회로/구조물을 통칭한다. 또는 그 반대의 변환기능을 할때도 똑같이 Balun이라고 부른다.
즉 두개의 금속을 통해 신호를 전달하는 전송선로(Transmission Line)에서, 두개의 금속에 함께 같은 magnitude로 진행하는 신호(Balanced Signal)을 한쪽 금속선을 GND로 만들고 나머지 금속선에 신호정보를 몰아서 담는(Unbalanced Signal으로) 역할을 하는 것이다. (그 반대도 마찬가지)
RF회로에서 Mixer, SAW Filter와 같이 Balanced(Differential) Line으로 만들어진 부품들이 있는 경우가 많은데, 이런 경우 unbalanced(Single-ended) Line으로 되어있는 Amp류와 연결하려면 매칭단 자체를 Balun처럼 동작시켜야 할 때도 있다. 즉 Balun은 특정한 소자 이름이 아니라 이런 Balanced-Unbalanced 신호들을 변환하려는 모든 것을 지칭한다.
Balun은 단순히 선로조합과 lumped 소자를 통해 구현할 수도 있고, 안테나 같은 분야에서는 공진도파관 형태가 되기도 한다.

18. Baseband (기저대역)

Baseband, 베이스밴드는 우리말로 기저대역이란 표현을 쓰는데, 원천신호 영역을 말한다.
전화기를 예를 든다면, 우리가 말을 하는 음성신호를 처리하는 대역이 바로 베이스밴드이다. 무선 데이터 통신이라면 실제로 사람이 사용하는 데이터레이트 주파수대역이 베이스 밴드가 된다.
무선 통신이란 것은 이렇게 우리가 사용하는 실제 주파수대역(baseband)를 반송파(carrier)에 실어서 보냄으로써 동작한다. 물론 수신측에서는 그 반대로 반송파에서 베이스밴드 신호로 낮추고 처리하게 된다. 원래신호대역, 즉 bsseband 신호를 그대로 전송하기엔 무리가 많기 때문에 결국 반송파를 사용하여 전송하는 것이다. (반송파 단어설명 참조)
때문에 실제적으로는 반송파 혹은 IF주파수의 반대되는 개념으로서 사용되는 경우가 많다. 우리가 말하고 듣고 보는 모든 신호가 바로 baseband라고 부르는 것이기 때문에 너무 당연시 되어야 할 단어이다. 결국 우리가 원하는 것은 이런 baseband 신호를 전송하고자 하는 것이다.
그런데 실제 baseband라고 하면 단순히 음성, 데이타 영역뿐아니라 그것에 대해 미리 암호화 혹은 에러복구 코드등을 첨가하여 변조된 주파수 영역까지를 포함한다. 이 말은 CDMA 처럼 복잡한 디지털 통신에서 더 의미가 있다.
우리가 흔히 사용하는 중간주파방식(헤테로다인)을 사용한다면 아래와 같은 변환이 되는 것이다.
RF <-> IF <-> baseband
디지털 통신에서는 IF단 이후로는 AD 컨버터를 통해 디지털 신호로 바로 변환되기도 하기 때문에, baseband라고 하면 흔히 DSP류의 디지털 처리단을 의미하는 경우가 많다.
결론적으로 baseband라 하면 왠지 특수한 말처럼 보이지만, 전혀 특수한 표현도 새로운 영역도 아니다.
고주파 반송파를 down converting한 최종적 신호처리밴드, 즉 실제 정보를 담고 있는 음성,영상,데이터 등의 최종 원천신호주파수 영역을 말하는 것이다.

19. Bias (바이어스)

Bias는 사전적으로 기울이다는 뜻이다.
즉 어떤 평형상태를 기울여서 흐름을 만드는 것을 의미한다.
RF를 포함한 전자회로에서 바이어스라는 의미는 전위평형상태를 기울여서 전류를 흐르게 함으로써, 결과적으로 DC 전원을 인가한다는 뜻이다.
DC 전원을 거는 행위를 그 자체를 지칭하는 말로 주로 사용된다.
(또는 DC 전원입력 그 자체로 봐도 무방하다)

20. Bypass (바이패스)

bypass란 말은 우리말로 우회(迂廻)한다는 뜻이다.
도로체증이 심한 곳에는 소통을 원활하게 하기 위해 우회도로 같은 것이 있듯이, 회로나 시스템에서도 신호를 우회시켜야 할 경우가 있는데 이런 경우 전반적으로 사용되는 용어이다. (굉장히 다양하게 사용됨)
통신시스템의 경우 본 회로가 고장 났을 때 즉시 스위치에 의해 연결되는 대체회로를 bypass circuit이라고 부르기도 한다.
아마 bypass는 회로내의 전원단에서 많이 보게 될텐데, 주로 AC전원이 DC로 타고 드는 것을 방지하기 위해 사용된다.
Tr등에 DC전원을 입력할 때, RF신호가 DC입력 단으로 새지 않도록 inductor나 1/4파장 선로 등을 써서 RF choke 역할을 하게 하지만, 100% 완벽하게 막아내지는 못한다. 그렇게 해서 조금씩 새어 나온 RF신호는 DC입력전원으로 타고 들어 공통 ground를 타고 loop를 만들면서 발진을 발생시킨다. 초크 특성상 원래 주파수보다 저주파의 신호가 주로 이렇게 새서 발진하게 되며, 이것을 막기위해 DC전원 입력 옆에 병렬로 capacitor를 달아서 RF신호를 접지시켜버리는데, 이것을 소위 bypass시킨다고 한다.
capacitor는 DC는 통과하지 못하고 RF AC신호는 통과되며, capacitor의 값에 따라 얼마나 잘 통과되느냐가 결정된다. 이것은 Z = 1/jwC 의 임피던스 수식에 의해 해당주파수에서 낮은 임피던스를 가지도록 값을 정하지만, 실제로는 회로와 함께 복합적으로 어느 주파수의 발진이 심한지를 찾아내서 실험적인 값을 쓰는 경우가 많다.
즉 DC전원단으로 흘러들어갈 뻔한 RF신호를 옆의 capacitor로 흘러가게 하여 접지시켜 죽인다는 의미에서 bypass capacitor라는 식으로 bypass란 단어가 사용되는 것이다.
RF에서 bypass는 이러한 DC단의 RF신호 제거용 및 대체회로, 대체경로를 의미하는 용어로 많이 사용된다.

21. Offset (오프셋)

offset은 어떤 특정한 값에서 약간 차이가 나는 값 또는 그 차이자체를 의미한다.
예를 들어 Freq.가 1.84Ghz가 기준인데, 1.89Ghz의 주파수를 사용하게 된다면 그냥 별 의미없이 offset이 0.05Ghz 이다.. 라고 말할 수 있다. 다시 말해 Frequency Offset이라는 용어가 있다면 기준주파수와 모종의 차이가 발생한다는 의미가 된다. 그 차이가 일부러 만들어졌던 얼떨결에 발생했건 그 차이는 다 offset이란 말로 표현 가능하다.
실제로 offset이란 용어는 공학에서 매우 다양하게 사용되기 때문에, 어떤 특별한 의미를 부여하기엔 너무나 case by case이다.
전압이 실제랑 다르게 들어간 경우 목표 전압과의 차이를 offset voltage라고도 하고, 특정 전류가 흐르게 만들었으나 그 차이가 있을 때 offset current라고 하기도 한다. 또는 어떤 위치에 딱 들어가게 설계했는데 잘 안맞을 경우 offset이 발생했다고 할 수도 있다.
이런 이유로 offset을 오차라고 번역하는 경우를 종종 만나게 되는데, 정확한 해석은 아니다. offset은 상황에 따라 오차일 수도 있고, 목적을 가지고 천이(shift)된 값일 수도 있기 때문이다.
어쨌든 기준값과의 차이 혹은 차이가 발생하는 어떤 대상, 값을 지칭하는 일반적인 영어이므로 절대 어렵게 생각할 필요가 없는 용어이다. 의미만 맞으면 아무데나 갖다 붙여 써도 된다.


22. Oscillator (발진기, OSC)

RF 회로에서 필수적인 회로의 하나로서, 특정주파수의 sin파 신호을 생성해내는 회로이다. 어떤 통신 시스템이건 크리스탈이나 발진기를 통해 주파수원을 만들어야만 신호를 싣고 내릴 수 있다.
다르게 표현하면 발진기는 DC 에너지를 AC로 변환해주는 역할을 한다. FET에 DC 전력을 인가하면 자체 루프를 통해, 하나의 출력에 한 주파수 성분의 AC 신호를 출력한다.
특성상 AMP와 비슷해보이지만, 설계과정에서 Stability조건과 matching의 차이에 의해 AMP가 되느냐 Oscillator가 되느냐가 구분되기도 한다. 결과 자체도 AMP나 Oscillator나 비슷하게 보일 수 있는데, AMP와는 달리 입력포트없이 출력포트만으로 좁은 대역내에서의 주파수신호가 검출된다는 것이 다르다.
실제로는 VCO (Voltage Controlled Oscillator)와 같은 형태로서 설계되어서 주파수를 조절하거나 자체 feedback으로 안정화된 회로 형태를 많이 가지게 된다.

23. Intermodulation (IM, 혼변조)

시스템내에 존재하는 능동회로에 포함된 비선형소자(Tr, Diode)로 인해 발생하는 것으로서, 입력에는 없으나 출력에 나타나는 신호성분이다.
비선형 회로의 입력단에 한 주파수의 신호 성분이 들어가면 출력단에서는 그 비선형성(nonlinearity)으로 인해 y = a + bx + cx^2 + dx^3... 과 같이 하모닉 성격을 가진 비선형 출력들이 줄줄히 나오게 된다. (이것은 비선형 자연계의 원리적 문제이다)
그런데 만약 두개의 주파수가 한 시스템을 통과할때는 이것이 서로 꼬여서 하모닉들의 합과 차에 해당하는 주파수에너지 성분들이 튀어나온다.
예를 들어 f1, f2 의 두 주파수가 입력에 동시에 들어가면 출력에서는 f1, f2는 물론 f1-f2, f1+f2, 2*f1-f2, 2*f2-f1, 3*f1 -2*f2 등의 무수히 많은 주파수 성분들이 남발하게 된다. (비선형인게 죄지..)
예를 들어 900Mhz와 910Mhz 두개의 신호가 들어간다면?
출력에서는 물론 900M과 910M의 신호가 가장 크게 뜨지만,
2차항 : 10M(910-900), 1810(900+910)
3차항 : 890(2*900-910) 920(2*910-900)
4차항... 의 신호들이 줄줄히 만들어지는 것이다.
이러한 현상 자체 혹은 그 기생주파수성분들을 IM, 즉 혼변조(Intermodulation)라고 부른다.
IM은 이정도만 이해하면 충분하고, 실제로 IM이라는 의미는 별로 안쓰이고 IMD 라는 용어가 더 많이 쓰이므로 IM을 발판으로 IMD를 이해하도록 한다.

24. IMD (Intermodulation Distortion)

IM(Intermodulation)은 두개 이상의 주파수가 비선형 시스템 혹은 회로를 통과할때 출력단에 입력에 없던 신호가 혼변조되어 튀어나오는 것을 의미하고, IMD는 그러한 혼변조(IM)성분에 의한 왜곡(distortion) 그 자체를 의미한다.
이러한 IMD가 중요한 이유는, CDMA와 같은 디지털 시스템은 아날로그 시스템과 달리 한 신호가 하나의 주파수, 즉 한채널을 사용하는게 아니라 넓은 채널밴드폭을 여러 신호가 공유하기 때문이다. 다시 말해서 디지털 통신 시스템에서 주로 문제가 된다.
즉 한 밴드를 처리하는 시스템에 여러 주파수의 신호가 동시다발적으로 입력되기 때문에, 서로 마구 섞여서 출력단에 여러 주파수의 짬뽕신호가 많이 발생하다 보면 신호처리가 제대로 이루어지지 않을 수도 있기 때문이다.
두개의 주파수 f1 과 f2의 예를 든다면, 출력에는 여러가지 잡종성분이 섞인 신호가 나오지만 2*f1, 3*f2 와 같은 완전배수성 하모닉들은 필터로 거를 수가 있다. 하지만 문제가 되는 것은 3차항, 즉 2*f1-f2 와 2*f2-f1 인데, 이것은 f1과 f2 신호 아주 가까이 붙어버리기 때문에 골치거리가 된다.
IMD가 주로 지칭하는 것은 주로 이러한 3차항 혼변조 성분때문이며, 그래서 보통 IMD라 부르는 신호들은 3rd-order IMD를 의미하는 경우가 많다.(나머진 방해가 안되니까)
특히 이 3rd-order IMD는 수식적으로 풀어보면 입력신호가 증가함에 따라 3제곱으로 늘어나기 때문에, 처음에는 IMD가 작지만 입력신호가 막 증가하다보면 원신호보다 훨씬 빠른 기울기로 증가면서 원신호의 전력과 맞장뜨는 경우까지 발생한다. (이 지경이 되는 지점을 바로 IP3라고 한다)
즉 IMD란 혼변조로 인하여 신호의 왜곡이 일어나는 정도를 의미한다. 실제 제품의 spec이나 측정기준치로는 IP3를 사용하게 된다.

25. TCXO (Temperature Compensated X-tal Oscillator)

Q값이 높은 Crystal을 이용한 대표적 공진기의 하나로서, Oscillator란게 원래 온도에 따라 발진주파수가 오락가락하기 때문에 그것을 thermister를 이용하여 발진주파수의 오차를 줄인 발진기이다.
수MHz ~ 수십MHz에 이르기까지 온도변화에 대한 주파수 안정도가 높기 때문에 단말기의 PLL에서 VCO와 함께 기준주파수원으로서 널리 애용된다.

26. SAW Filter (Surface Acoustic Wave Filter; 표면탄성파필터)

압전기판의 기계적 진동을 이용한 통신용 필터.
압전기판 위에 빗살무늬형의 금속판을 양쪽에 두개씩 어긋나게 배치하고, 한쪽 방향에서 전기적 신호를 입력하면 압전기판위에 SAW(표면탄성파)가 발생하게 된다. 그 표면탄성파라고 불리우는 기계적인 진동은 반대편에서 다시 전기적인 신호로 변환되게 되는데, 여기서 압전판 자체의 표면탄성파 주파수와 입력된 전기적 신호의 주파수가 다르면 신호가 전달되지 않고 죽어버린다.
즉 필터자체가 가진 기계-물질적 주파수와 같은 주파수만 통과시키는 BPF(대역통과필터)가 된다. Saw Filter는 인위적인 LC 공진의 원리를 이용한 필터에 비해 통과시키는 대역폭이 굉장히 좁아서, 필요없는 주파수의 신호를 거의 완벽하게 걸러낸다.
그래서 좁은 대역폭으로 원하는 신호의 주파수만 정확하게 골라내려는 경우라면 Saw filter가 가장 특성이 좋다. 또한 유사 성능의 세라믹 필터류에 비해서 크기도 현저히 작다.
현재 중간주파수를 쓰는 시스템에서는 RF, IF 용으로 Saw Filter가 매우 대중화되어 사용되고 있으며, 단말기의 필수부품중 하나이다.
하지만 물질구조에 근거한 필터다 보니 사이즈를 작게 하는데 무리가 있고, 상대적으로 구조가 복잡하여 가격도 싸지 않다는 단점이 있다. 한마디로 헤테로다인(즉 IF를 사용하는) 통신단말기에서는 Saw filter의 부피와 가격이 큰 부담이 되고 있다.
그래서 Saw filter가 덜 필요한(또는 필요없을 수도 있는) Direct Conversion같은 고전적 기술에 대한 재투자가 최근 각광을 받고 있다.

27. Oscillation (발진)

발진이란 전기적 혹은 구조적 공진등으로 인해 에너지가 특정 주파수에 집중되는 현상이다. 이것은 주파수 도메인의 그래프로 보면 특정 주파수에서 에너지가 위로 튀는 형상으로 나타난다.
주파수원으로 사용되는 발진기의 경우는 고의적으로 우수한 발진 성분을 만들어내지만, 그 이외의 회로에서 언급하는 발진이란 원하지 않게 발생한 에너지 성분을 의미한다.
즉 원하는 대역 이외에서 부드럽지 않게 특정 레벨 위로 탁 튀는 성분을 발진이라고 부르는 경향이 많으며, 특히 증폭기를 만들때 괴로운 문제이다. 증폭기의 경우 안정도가 좋지 않을때(K < 1) 발진이 발생할 가능성이 높으며, 하우징 등으로 인한 구조적 공진 발진 및 주변 회로간의 커플링에 의한 발진, 매칭회로간의 공진에 의한 발진 등 원인은 매우 다양하다.
증폭기에선 안정조건이 잘못되면 정상적인 amp의 증폭 밴드가 나타나지 않고, 심지어 샤프한 오실레이터처럼 나오도록 발진하는 경우도 있다. 이렇게 발진해버리면 에너지가 그쪽으로 다 쏠려서 측정 자체가 불가능해지기도 하기 때문에, 증폭기, 능동믹서, 체배기와 같이 이득을 가지는 회로의 경우에는 발진문제는 아주 중요한 문제이다.
주파수가 높아서 파장이 짧은 회로를 만들다보면 에너지의 주기가 짧기 때문에 발진문제를 잘 처리해야만 한다.
안정화방법에는 조건(conditional)과 무조건(unconditional)이 있는데 가능하면 K>1 을 만들어서 무조건 안정을 만들어서 발진을 완전히 제거하는 것이 좋다.

28. Stability (안정도)

stability, 즉 우리말로 안정도라는 의미는 말그대로 무언가 안정한가 불안정한가를 나타내는 지표를 의미한다.
RF회로에서의 안정도라는 말은 필연적으로 발진(oscillation)이라는 용어와 짝을 이루게 된다. 안정도가 좋으면 발진이 없고, 안정도가 나쁘면 발진한다.
기본적으로 발진기를 제외한 모든 회로는 안정도가 좋아야 한다. 발진기는 그 특성상 feedback과 공진을 통해 고의적으로 불안정한 상태를 만들어서 일정한 주파수의 AC출력을 내보내는 것이 목적이다.
발진기를 제외한 증폭기류의 회로들은 발진이 일어나지 않도록 안정도를 잡아야 한다. 이렇게 안정도를 확보하기 위해서는 안정도 계수 K값이 1을 넘어야 한다. (무조건적 안정 :unconditionaly stable)
안정도를 확보하지 못하여 발진이 발생하면 증폭기특성이 불안정해지고 성능을 갉아먹어서 못쓰는 물건이 되기 때문에, 안정도를 잡는 것은 매우 중요한 일이다.
즉 RF에서 다루는 고주파 신호는 파장이 짧고 그 특성변화가 빠르기 때문에, 안정도가 쉽게 깨진다. 발진기가 아닌 증폭기,시스템은 반드시 안정도를 확보하여 발진을 막아야 한다.

29. Mixer (혼합기, 믹서)

FET의 비선형성을 이용하여 두 주파수의 혼변조된 신호를 추출해내는 회로이다. 즉 두개의 주파수 F1과 F2를 섞으면 F1+F2, F1-F2 등의 3차 하모닉 성분들이 발생하는데, 여기서 주로 두 주파수의 차를 출력해낸다.
Diode를 이용하여 구성한 Passive mixer와 FET를 이용한 Active mixer 로 나뉘어지는데, passive는 구성이 간단하나 conversion loss가 있고, active는 구성이 복잡하지만 conversion gain을 가지게 된다.
반송파 (Carrier)에 신호를 변조시켜 보내는 시스템에서 IF (중간주파수) 혹은 baseband 주파수대역 신호를 추출해내기 위해 주로 사용되며, 결과적으로 주파수 up/down converter로서 애용된다.
즉 믹서에서 반송파와 특정주파수를 혼합하게 되면 그 신호의 특성은 그대로 유지한채 두 주파수의 차이에 해당하는 주파수로 변환된다. 결국 주파수를 올리고 내리는 싣는 역할을 주로 하게 된다. 주파수 1Ghz의 신호를 100Mhz의 신호로 낮추고 싶다면?
1Ghz의 반송파 신호를 수신하여 900Mhz의 신호와 믹서로 섞어버리면 반송파에 담긴 신호내용은 그대로 포함한채 100Mhz의 출력신호가 검출된다.
또는 그 특성상 비교기로서 두 신호의 주파수 차이를 검출하는 목적으로도 사용이 가능하다.

30. Local Oscillator (LO : 국부발진기)

높은 주파수의 반송파(carrier)를 IF 혹은 기저대역(baseband) 주파수로 낮추기 위해 사용되는 발진기.
즉 Mixer의 LO 주파수 입력을 위한 발진기로서, 보통 특정 주파수로 정해져 있다.
예를 들어 1Ghz의 신호를 100Mhz의 IF주파수로 낮추려면 900Mhz의 주파수를 내는 LO가 필요하다.
수신측 Mixer는 두개의 입력, RF(반송파쪽) 입력과 LO입력 두개를 받아서 1G + 900M = 1.9GHz의 신호는 츨력측필터로 걸러내버리고 1G - 900M = 100Mhz의 IF를 출력측에 내보낸다.
이렇듯 주파수를 올리거나 낮출때 RF - 해당주파수에 해당하는 주파수를 만들어주는 것이 LO인데, 여러 주파수로 변환하고자 할때는 LO자체가 한 주파수만 만들어내면 안된다. 그래서 VCO와 같이 출력 주파수를 변화시킬 수 있어야 하는데, 이동통신에서는 주로 PLL을 LO로 사용한다.
LO에서 여러 주파수 성분을 정교하게 만들어내는 역할을 할때 그것을 Frequency Synthesizer (주파수 합성기)라고 부르기도 하는데 그 대표적인 것이 PLL이다.
결론적으로 LO는 주파수 상향,하향 변환을 하기 위한 기준 주파수원을 지칭하는 말로서, 특정 회로를 지칭하는 말은 아니다. 통신시스템 특성에 따라 LO용으로 그냥 단일주파수의 Oscillator를 쓸수도 있고 VCO를 쓸수도 있지만 PLL을 쓰는 것이 성능이 가장 좋다.

31. Harmonic (하모닉, 고조파)

하나의 주파수성분을 가지는 신호(Fundamental) 는 어떤 소자,회로, 혹은 시스템을 통과하면서 그 배수에 해당하는 에너지원을 생성해내게 된다. 이러한 어떤 특정 주파수의 배수 주파수 성분을 일반적으로 고조파, 즉 하모닉이라 불리운다.
예를 들어 1.2Ghz의 신호는 2.4, 3.6, 4.8GHz 등의 하모닉 성분을 만들어 내며, 그러한 배수성 기생주파수를 고조파라 칭하는 것이다.
이러한 하모닉들은 주로 능동회로를 지나면서 증폭된 하모닉조합, IMD를 만들어내기 때문에 골치 아픈 문제가 된다.
수동회로라 하더라도 공진현상에 따라 하모닉 성분들이 줄줄히 배수로 나오게 된다. 예를 들어 1Ghz의 BPF는 2Ghz에서도 약한 BPF처럼 동작할 수도 있다.
Frequency doubler, Mixer와 같은 회로들은 이러한 배수성 주파수 하모닉을 직접적으로 동작원리로 이용하기도 한다.

32. Ground (접지, 그라운드, GND, Grounding)

신호의 접지란 개념은 모든 전기/전자 분야에서 등장하는 말이다. 이것은 정전기를 흡수시키는 개념의 접지가 아니라, 주로 신호의 기준점(reference)를 의미한다.
DC신호건 AC건 0V를 기준으로 전압이 존재하며, RF는 기본적으로 AC신호를 다루기 때문에 +와 -의 중점을 의미하는 곳이 접지점이 된다.
이러한 접지의는 각 회로, 소자, 시스템등이 동일한 접지면을 가진다는, 기준점:레퍼런스(reference)이 된다는 의미이다. 고주파로 갈수록 grounding의 형태에 대한 영향이 커지기 때문에 많은 주의를 요하게 된다.
접지 방법에 따라서 두개의 선로에 +, - 신호가 교대로 평형을 이루며 인가되는 Balance(differential) 신호와 신호선과 접지선으로 Unbalanced(Single) 신호로 나눌 수도 있다.

33. Group Delay (GD, 군지연)

Filter의 특성을 나타내는 지표중 하나로서, 신호가 Filter 내부를 통과하면서 발생한 time delay (시간지연)을 의미한다. 이것은 결국 시간축에서 sine파형이 약간 밀려서 위상차를 가진 것처럼 보이게 된다.
수식적으로는
Group delay (GD) = ∂θ/∂ω
로 표현된다. 이 미분식은 결국 각주파수 ω (=2πf)에 따른 위상의 변화량(dθ)을 의미한다.
이것은 Filter의 크기나 구조에 많이 의존하며, 이렇게 발생한 시간지연현상은 단순히 신호가 늦게 전송한다는 문제가 아니라 신호자체의 왜곡(distortion)을 가져올 수 있다는게 문제이다.
이것은 단순한 주기적 파형을 계속하는 sine 파형이 문제가 아니라, 변조(modulation)된 신호에서 왜곡을 발생하기 때문에 문제가 된다. 대부분의 필터는 변조된 신호를 필터링한다는 점에서 주목할 필요가 있다.
이것은 특히 AM(진폭변조)방식에서 문제가 된다. 변조된 신호는 캐리어 주파수와 그 바로 옆 양쪽에 원래 신호성분을 가지게 되는데, 그러한 USB(상위대역) , LSB(하위대역) 변조신호들은 캐리어와 저대역 주파수 차이만큼 떨어져 있기 마련이다. 그런데 만약 Group delay와 같이 일정한 양만큼 시간지연이 발생하면, 이 서로다른 LSB와 USB 주파수 신호는 같은 양만큼 시간이 지연되게 된다. 하지만 주파수가 다르기 때문에 같은시간만큼 지연된다 하더라도 위상이 지연되는 양은 달라진다는 점이 문제가 된다.
이런식으로 변조신호의 필터링이 이루어질때, 넓은 변조대역에서 똑같은시간지연은 서로다른 위상지연값을 만들어내게 되어서, 주파수-시간축간의 퓨리에변환관계를 깨트리게 된다. 시 말해 Group delay가 크면 통과되는 주파수대역의 주파수마다 위상관계가 조금씩 더 틀어진다는 것이며, 결국 이것은 신호의 왜곡으로 나타나게 된다.
그러므로 Filter에서 Group delay를 작게 만드는 구조가 중요해지는 것이다.

34. Ferrite Bead (페라이트 비드)

흔히 줄여서 그냥 비드(bead)라고 많이 불리우는 Ferrite Bead는 EMI 고주파감쇄용으로 애용되는 부품이다.
Bead란 우리말로 구슬이란 뜻이며, 주로 구멍이 뚫려있어서 실로 줄줄히 꿸 수 있는 그런 구슬을 의미한다. [구슬이 서말이라도 꿰어야 보배!] Ferrite Bead 역시 이와 비슷한 모양을 하고 있기 때문에 bead라는 용어를 쓴다.
형태는 관모양의 Ferrite Core에 선로를 관통 혹은 여러번 감아서 관통하게 만들어져 있다.
즉 신호가 진행하는 선로가 Ferrite Core를 통과하면 고주파 잡음성분을 Ferrite 특유의 자기감쇄효과를 이용하여 걸러낼 수 있다. 이렇게 하면 Ferrite bead부품 하나로 간단하게 필터의 역할을 겸할 수도 있다.
비드는 SMD 형태의 칩부품부터 시작하여 전원선의 잡음을 제거하기 위해 큼직한 형태의 관통으로 사용되기도 한다. 혹시 PC나 모니터와 같은 기타 전자장비를 잘 보면 연결선 중간에 갑자기 굵은 원통형태로 된 부분이 있는 경우를 볼 수 있는데, 그 안에는 페라이트 코어가 있고 신호선이 그 코어를 관통한 형태로 되어 있다. 즉 고주파 EMI 필터의 역할을 하는 비드이다.
실제 회로상에서 EMI억제용 혹은 필터로 사용될때는 대부분 칩타입으로 실장가능한 형태를 많이 사용하게 된다.
또한 RF에선 고주파를 막는 필터역할로 인해 RF choke의 역할을 수행하기도 하지만, 산업전반계에서 보면 EMI filter로서의 역할이 가장 널리 알려져 있다.

35. Rho (변조 품질)

Rho는 전체전력에 대하여 상관 전력을 비교하는 것으로서 변조된 신호에서 이상적인 기준 신호와 측정된 신호간의 상관관계를 비교하여 측정하는 것으로써 완전한 경우 1이 되며, 상관되지 않는 모든 전력은 단말기에서 간섭으로 작용한다.
Rho의 측정은 시스템의 베이스밴드 필터, timing error, I/Q 변조 error, 필터의 크기와 위상의 비선형성, 코딩의 문제 그리고 파워 AMP의 왜곡 특성을 포함한 가능한 모든 에러를 나타내는 지표이다

36. RFC (RF choke, RF 초크)

choke란 한글로 숨통을 끊다라는 뜻이다.
즉 RF choke는 RF를 완전히 목졸라 죽여버린다는 뜻이다. (무시무시 -o-;)
증폭기와 같은 능동회로는 반드시 DC전원이 인가되어야 하는데, 이러한 DC전원은 증폭기 양단에 Capacitor를 붙임으로써 외부유출을 막을 수 있다.
한편 RF 교류신호도 DC 바이어스 단으로 흘러가지 않도록 막아야 하는데, 그러한 역할을 하는 모든 회로소자/구조를 RFC라고 한다.
보통 RF에선 1/4파장 마이크로스트립을 달아서 끝단이 open으로 보이게 하는 경우가 많은데, 직렬로 Inductor를 달은 효과와 같다.
(AC는 Inductor를 통과하지 못하고, DC는 capacitor를 통과하지 못하므로)
또는 바이어스 선로끝에 shunt capacitor를 달아서 고주파 RF 신호를 bypass 시키기는 방법이 널리 사용된다. 그 외에도 직렬저항을 달아서 인덕터와 비슷한 역할을 하게 만들기도 한다.
결론적으로 특별한 용어는 아니고 DC바이어스단에서 RF 신호를 막는 구조를 말한다.

37. Ripple (리플, 요동)

Ripple은 말그대로 파도, 요동의 의미를 갖는 그냥 영어단어이다.
RF에서 ripple이란 말은 주로 filter의 경우에 많이 나오게 되는데, 대역폭 제한특성 (Skirt)을 좋게하면 ripple 특성이 나타나기 때문이다.
쉽게 설명한다면, 통과하고자 하는 주파수대역과 막고자 하는 주파수대역의 경계선을 명확하게 구분하게 filter를 설계하면, 통과대역의 S21이 평평하지 않고 파도처럼 올라갔다 내려갔다하는 ripple 현상이 나타난다.
이것은 skirt 특성이 우수한 체비세프 타입의 필터를 사용할때 주로 문제가 되며, Skirt 특성을 좋게 만들면 ripple이 심해져서 통과신호가 불안정해진다.
통신용 필터들은 높은 채널분리 능력이 요구되기 때문에 체비셰프와 같은 차단 특성이 우수한 필터설계법을 사용한다. 그래서 ripple이 발생하는 것은 막을 수는 없기 때문에, 원하는 차단 특성을 가지는 한도내에서 ripple은 최소화 할 수 있도록 만들어진다. 그래서 통신용 필터에는 최대 ripple값이 spec으로 주어지는 경우가 많다.
ripple 값은 보통 통과대역에서 변동이 발생한 최대최저점간의 차이를 dB로 나타낸다.

38. Open (오픈, 개방)

회로적으로 Open이란, 임피던스가 무한대가 되어버린 지점을 의미한다.
임피던스 무한대의 점이란 더이상 전류가 흐를수 없는 지점이므로, 한마디로 선로가 완전히 끊어진 것과 같은 의미가 된다.
이것의 연장선상에서 RF적으로 open의 의미 역시 더이상 RF신호가 흐를 수 없게 되는, 전반사되어버리는 부분을 의미한다. 그러나 RF 에서의 open은 결코 선로가 끊어진 것만을 의미하지 않고, 파장관계상 교류 RF 신호를 반사시키고 통과시키지 않는 경우가 더 많다.
결론적으로 DC에서의 open은 실제로 선로가 끊어진 경우를 지칭하고, capacitor를 이용하여 DC를 막는 경우 역시 capacitor자체가 절단된 선로 사이에 유전체를 삽입한 경우이므로 역시 같은 의미가 된다.
AC(RF)신호에서의 open은 선로가 끊어졌다고 안 흐르는 것이 아니라 커플링을 통해 전달될 수도 있기 때문에, 파장관계에 의해 더이상 교류신호의 전달이 불가능한 현상 또는 그 점을 open되었다고 한다는 점을 주의해야 한다.

39. Short (쇼트, 단락)

Short는 Open과 정반대의 개념으로, 두 지점이 실제 선로로 연결되어서 DC건 RF건 신호가 흐르게 되는 현상 또는 그 지점을 의미한다.
이 역시 임피던스의 개념에서 본다면 두지점간의 임피던스가 동일하거나 차이가 적어서 신호가 흐르게 된다는 의미이다.
DC에서는 선로가 연결되어버리는 경우를 그대로 short이라고 지칭하며, 의도적으로 금속선으로 연결한 부위를 short이라고 부른다기 보다는, 본의아니게 문제가 발생해서 연결되지 않아야 할 선들이 연결된 경우에 short이 나버렸다고 언급하는 경우가 많다. 회로상에서 원치않은 short은 많은 문제를 야기하기 때문에 당연히 피해야 할 문제인 것이다.
RF 교류신호에서는, Open과 마찬가지로 그 점이 short이나 open이냐는 단순히 육안에 보이는 구조로만 판단할 수 있는 문제가 아니다. 끊어져 있어도 short일 수 있고, 붙어있어도 open일 수 있다.
이것은 철저히 선로와 파장, 그리고 커플링 관계에 의해 결정되므로, 정해진 어떤 구조물은 주파수에 따라 short이기도 하고 open이기도 하고, 또는 이것도 저것도 아닌 지점이 되기도 한다.
여하튼 DC건 RF건 short이란 의미는, 선로가 연결(단락)되어 신호가 통해버리는 현상 또는 그 point를 의미한다.



 
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