전원 노이즈 제거 방법

해결책

AC 잡음(Noise)은 저역 통과 필터를 사용하여 DC 측정에서 걸러낼 수 있습니다. 저역 통과 필터를 만들려면 아래에 나와있는 RC (Resistor-Capacitor) 회로를 적용하면 됩니다. 컷오프 주파수가 제거하려는 잡음 신호의 주파수보다 낮도록 저항과 커패시턴스를 선택하십시오. 컷오프 주파수는 다음과 같이 계산됩니다.

컷오프 주파수 = 1 / (2 × π × R × C)

단, 
R = 저항 값 (단위 : Ohms)
C = 커패시터 값 (단위: Farads)

전원노이즈

• 교류(AC) 220V 를 전원으로 사용하는 전자기기는 전원으로부터 유입되는 각종 노이즈로 인해 기기의 오작동 등 피해가 발생한다.
   

• PC 등 정밀 전자기기는 보통 전원으로부터 유입되는 각종 노이즈를 차단하기 위한 부품(노이즈 필터 등)이 장착되어 있다.
   

• 그러나 저가격제품에 사용하는 전원장치는 이런 노이즈 대책이 미흡하여 장해를 일으키는 경우가 많다.

전원노이즈의 발생원인

• 번개, 낙뢰, 주변의 전력기기 ON/OFF시, 아크용접기, 컴프레셔, 진공청소기, 사무기기 등을 사용할 때 써지가 발생한다. 집안의 전등을 켜거나 끌 때 노이즈의 영향으로 현관에 설치된 센서등이 저절로 켜진다. 현관의 번호키에 강한 충격전압을 가하면 문이 저절로 열리는 현상.

• 전화선과 전력선이 근접하여 지하에 매설 되어 있을 때 전화선을 사용하는 ADSL 등과 같은 통신기기의 고주파 신호가 전력선으로 유입된다. 따라서 인터넷이 안되거나 아주 느려진다.
   

• UPS(무정전 전원장치)에 노이즈 대책이 미흡한 경우 주변으로 노이즈를 방출한다.

• 인버터(전동기의 속도를 조절하는 장치; 계사에서 계란 이송장치의 속도 조절 등)도  주변으로 노이즈를 방출한다.

• 개발중인 전력선 인터넷도 전원의 노이즈로 보는 것이 타당할 것이다. 전력선 인터넷이란 전력선에 고주파 인터넷 신호를 실어 보내는 기술로, 타 기기에는 이 신호가 노이즈이며 장해의 원인이 될 수 있다.

전원노이즈의 피해

• ADSL의 통신 장해: ADSL의 속도가 현저하게 떨어지거나 자주 끊김현상이 발생한다. 그러나 이런 현상들이 일어나는 원인 중에는 ADSL모뎀의 불량도 있는 것 같다. ADSL모뎀을 OFF 한 후 다시 켜면 끊김현상이 사라지는 경우는 ADSL 모뎀의 불량일 수도 있다. 이런 모뎀의 작동불량 현상을 유발하는 원인이 노이즈인 경우도 있다.
   

•  PC의 잦은 시스템 다운: PC를 설치한 초기에는 좋은 상태를 유지하다가 시간이 경과하면서 별 이유 없이 시스템이 자주 다운되는 경우는 전원 노이즈에 의한 장해일 수 있다. 또는 약한 서지의 지속적인 타격도 원인이 된다. 이 때는 전원장치 또는 메인보드를 교환하면 증상이 사리지게 된다.
   

• 자동화시설의 오동작: 자동화 온실, 자동화 무창계사 등 자동화 설비를 사용하는 시설물에서 간헐적인 오동작 또는 시스템 다운 등의 현상이 발생할 수 있다.

전원노이즈 피해 방지대책

• 전원 인입부에 노이즈필터(EMI필터)를 장착한다.

노이즈(EMI) 필터

전원유니트 내부의

노이즈(EMI) 필터

케이블의 노이즈를 차단하는

페라이트 코어

노이즈필터 모양과 회로도

노이즈필터의 특성

• 위 회로도의 ①, ②번에 전원(AC 220V)을 연결하고, ③, ④번에 PC를 연결한다.

• 단자 ⓔ는 코드선의 녹색선에 연결한다.

• 아래 사진은 PC 전원코드의 중간을 잘라서 노이즈 필터를 연결한 것이다.

• 여러 기기를 연결할 때는 멀티탭 코드의 중간을 잘라 같은 방법으로 연결한다.

• 멀티탭은 접지단자가 있는 제품을 구입해야 한다.

접지

• 멀티탭은 접지단자가 있는 제품을 구입해야 한다.

연습문제

 a. 전원노이즈의 존재를 손쉽게 측정할 수 있는 방법은 있을까?

 b. PC의 본체를 만지면 찌릿찌릿하게 전기가 느껴지는 이유는 무었일까?

 c. 우리집의 콘센트는 접지가 잘 되어 있을까? 확인하는 방법은?

 d. 접지가 불량한 경우 위험성을 설명하시오( 세탁기 누전, 정전기, 낙뢰 등을 고려함).

노이즈 제거

전원 라인 노이즈 전압 제거

통합 아날로그-디지털(A/D) 변환기의 유용한 특성은 DC 입력 신호에 존재하는 전원 라인 관련 노이즈를 제거하는 기능입니다. 이를 정상 모드 노이즈 제거 또는 NMR이라고 합니다. 멀티미터는 정해진 기간 동안 DC 입력을 "통합"하고 평균 DC 입력을 측정하여 NMR을 수행합니다. 통합 시간을 PLC(전원 라인 주기)의 전체 횟수로 설정하면 이러한 오차(및 해당 고조파)는 약 0으로 평균화됩니다.

멀티미터는 NMR을 수행하는 세 가지 통합 선택 항목(PLC 1, 10 및 100회)을 제공합니다. 멀티미터는 전원 라인 주파수(50Hz 또는 60Hz)를 측정한 다음 해당하는 통합 시간을 확인합니다. 각 통합 설정에 대한 전체 NMR 목록, 추가된 대략적인 rms 노이즈, 판독 속도 및 분해능을 보려면 성능 및 통합 시간 비교 표를 참조하십시오.

CMR(공통 모드 제거)

멀티미터가 접지 기준 회로와 완전히 절연되는 것이 가장 좋습니다. 그러나 멀티미터의 입력 LO 단자와 접지 사이에는 제한된 저항이 있습니다(아래 그림 참조). 이로 인해 접지에 상대적으로 플로팅되는 저전압을 측정할 때 오차가 발생할 수 있습니다.

자기 루프에 의해 발생한 노이즈

자기장 근처에서 측정하는 경우 측정 연결부에 유도 전압을 피해야 합니다. 대량의 전류가 흐르는 도체 주변에서 작업할 때 특히 주의해야 합니다. 연선을 사용하여 멀티미터에 연결함으로써 노이즈 유입 루프 영역을 줄이거나 가능한 한 서로 가까이 테스트 리드를 피복 처리합니다. 테스트 리드가 헐겁거나 흔들릴 경우에도 오차 전압이 발생합니다. 자기장 근처에서 작업할 때는 테스트 리드를 단단히 고정하십시오. 가능한 경우 자기 차폐 물질을 사용하거나 자기 발생원에서 멀리 떨어지십시오.

접지 루프에 의해 발생한 노이즈

멀티미터와 DUT가 공통 접지의 기준이 되는 회로에서 전압을 측정하는 경우 "접지 루프"가 형성됩니다. 아래 그림과 같이 두 접지 기준점(V접지) 사이의 전압 차이는 전류를 발생시켜 측정 리드로 흘러 들어갈 수 있습니다. 이 경우 노이즈 및 오프셋 전압(일반적으로 전원 라인 관련)이 발생하여 측정된 전압에 추가됩니다.

접지 루프를 제거할 수 있는 가장 좋은 방법은 입력 단자를 접지하지 않고 멀티미터를 지면에서 분리하는 것입니다. 멀티미터가 접지 기준이어야 할 경우에는 멀티미터와 DUT를 하나의 공통된 접지 지점에 연결합니다. 또한 가능한 경우 멀티미터와 DUT를 동일한 전원 콘센트에 연결하십시오.