韓國電磁波學會誌 電磁波技術 第 21 卷第 5 號 2010 年 9 月 EMC 최근기술동향 EMC 측정및표준화동향 권종화 한국전자통신연구원 Ⅰ. 개요최근전세계적으로유비쿼터스시대를넘어스마트시대구현을위한다양한유 무선서비스가개발되어상용화되고있으며, 이러한서비스의실현을위해대량의정보를고속으로처리해야하는다양한최첨단 IT 및멀티미디어기기들의사용이많아지고있는추세이다. 이러한대용량의정보를고속으로전송하고처리하는기기의경우기본적으로 Gbps 이상의데이터처리및전송속도를요구하고있어대부분의기기에서 GHz 이상의클럭을사용하고있다. 또한, 사용자의편의와다양한요구를충족시키기위해 MP3, 전자사전및카메라기능이포함된단말기나스마트폰과같은멀티미디어기기는물론인터넷기능을갖는냉장고나전자레인지등과같이전통적가전기기에이르기까지최근개발 보급되고있는대부분의전기 전자기기들은다양한기능들이하나의기기에융 복합화되고있는추세이다. 이와같이다양한정보를실시간으로제공하고처리하기위해고속의신호를사용하는전자장비들의사용이많아짐에따라기기로부터발생되는의도성 (intentional)/ 비의도성 (un-intentional) 전자파에의한인접기기나인체에미치는영향이커져가고있는실정이다. 따라서안전한전파환경구현을위해다양한전기 전자 기기들이서로영향을최소화하면서공존함과동시에무선서비스보호를위한전자파적합성 (Electromagnetic Compatibility: EMC) 대책기술과더불어전자파장해 (Electromagnetic Interference: EMI) 및내성 (Electromagnetic Susceptibility: EMS) 측정및평가의중요성이점차높아지고있는실정이다. 새로운전파환경에서무선서비스를보호하는동시에인접기기에미치는영향을최소화하기위해서는새로운기술에적합한전자파적합성측정방법및허용기준에대한표준이필요하며, 이러한요구를반영하기위해서국제전기기술위원회 (IEC 1) ) 산하국제무선장해특별위원회 (CISPR 2) ) 에서는멀티미디어기기와같은새로운제품군에대한 EMC 규격을마련하는동시에 GHz 대역에서의전자파적합성측정, 그리고간헐적으로발생하는임펄스성노이즈 (intermittent impulsive noise) 평가를위한새로운측정방법등에대한표준규격의제정을위해노력하고있다 [1]~[5]. 본고에서는디지털기반고속광대역전기 전자기기및시스템으로부터발생되는임펄스성노이즈및 GHz 대역불요전자파에대해보다정확한전자파적합성평가를위해 IEC/CISPR를중심으로진행중인전자파적합성관련주요표준화동향에대해기술하였다. 1) International Electrotechnical Committee, www.iec.ch 2) International Special Committee on Radio Interference, www.iec.ch/zone/emc 63
EMC 최근기술동향 EMC 측정및표준화동향 Ⅱ. 주요표준화동향 2-1 GHz 주파수대역 EMC 측정고속멀티미디어및첨단 IT 기기의활용이많아짐에따라 GHz 주파수대역에서의전파환경및무선서비스보호를위해 IEC/CISPR에서는 EMC 규제주파수대역을 18 GHz까지확장함을목표로하고있으며, 이를위해 GHz 대역에서의측정기기나측정시험장에대한규격과평가방법, 그리고시험방법등전자파적합성측정및평가를위한표준화작업이 2000년대초반부터진행중에있다. 전자파적합성관련측정기기나시험장에대한규격이나측정방법과관련된표준은 CISPR 산하 A분과에서담당하고있으며, 표준화활동결과는 CISPR 16 시리즈 [4],[5] 로발행된다. < 표 1> 은 GHz 주파수대역 EMC 시험평가와관련하여현재까지표준으로반영된내용을기술하고있다. CISPR 16-1-1 [6] 에서는 18 GHz 대역까지 EMC 측정이가능하도록측정수신기에대한규격이업데이트되었으며, GHz 대역에서의사용을위해첨두치검파 (Peak Detection), RMS-Average 검파및 APD(Amplitude Probability Distribution) 기능을갖는새로운측정수신기에대한규격이추가되었다. 복사성방출 (Radiated Emission: RE) 측정에사용되는기기에대한규격을담당하는 CISPR 16-1-4 [7] 에서는 GHz 대역에서사용되는안테나에대한규격과 GHz 대역시험장평가방법으로정해진 Site VSWR에대한기준및평가방법등에대해기술하고있다. GHz 이하주파수대역에서는 10 m 크기의야외시험장 (OAT S 3) ) 이나전자파반무반사실 (SAC 4) ) 이복사성방출에대한기준시험장으로사용되고있으나, GHz 대 역에서는 3 m 크기의전자파무반사실 (FAR 5) ) 을기준시험장으로규정하고있다. [ 그림 1] 는 GHz 대역기준시험장인전자파무반사실과바닥에흡수체를배치하여전자파무반사실과동일한특성을갖도록한전자파반무반사실에서의복사성방출측정배치를나타내고있다. 마지막으로 GHz 대역에서 CISPR16-1 시리즈에서정의된측정기기를이용하여측정시험장에서의복사성방출측정방법이 CISPR 16-2-3 [8] 규격에반영되어있다. 이외에도 GHz 대역에서의 EMC 측정에있어서 EUT를배치하기위해사용되는테이블이측정결과에미치는영향을측정불확도형태로반영하여측정결과의신뢰도를높이기위한방법및절차에대한내용이 CISPR 16-1-4 [7] 에반영되었으며, GHz 대역에서안테나에대한교정방법이나피시험기기의크기에따른수신안테나의높이가변여부등을결정하기위한프로젝트가현재진행중에있다. GHz 대역에서의복사성방출 (RE) 측정과관련된규제가정해진제품은현재 ITE 기기가유일하며, 향후방송수신기는물론신규멀티미디어기기를포함한대부분의전기 전자기기로확장될예정이다. 현재 CISPR 22(Ed.6.0, 2008.9) [9] 에서는 CISPR 16 규격을근거로측정기기및시험장, 그리고측정방법과 6 GHz 주파수대역까지허용기준 (limit) 이정해져있다. CISPR 22(Ed.6.0 2008-09) 에서제시하고있는 GHz 대역복사성방출 (RE) 측정에대한내용은 10.6절에기술되어있으며, 주요내용은다음과같이 CISPR 16 시리즈의관련부분을참조한다. - 측정수신기 : CISPR 16-1-1의 5절 (Peak Detector) 및 6절 (Average Detector) - 측정용안테나 : CISPR 16-1-4의 4.6절 3) Open Area Test Site (OATS): 야외시험장 4) Semi-Anechoic Chamber (SAC): 전자파반무반사실 5) Fully Anechoic Chamber (FAR): 전자파무반사실 64
韓國電磁波學會誌第 21 卷第 5 號 2010 年 9 月 < 표 1> GHz 대역에서의 EMI 측정및평가관련 CISPR 규격및주요내용 표준문서 CISPR 16-1-1 Ed.3.0 2010.01 CISPR 16-1-4 Ed.3.0 2010.04 표준규격명 GHz 측정관련주요내용 Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods - Part 1: Radio disturbance and immunity measuring apparatus EMC 측정에사용되는수신기 (measuring receiver) 관련규격을기술하는표준으로 GHz 주파수대역측정에사용되는새로운측정수신기규격을기술하고있음. Measuring Receivers with Peak Detector for 9 khz to 18 GHz Measuring Receivers with Average Detector for 9 khz to 18 GHz Measuring Receivers with RMS-Average Detector for 9 khz to 18 GHz Measuring Receiver with APD Measuring Function for 1 GHz to 18 GHz Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods - Part 1~4: Radio disturbance and immunity measuring apparatus - Ancillary equipment - Radiated disturbances 복사성방출 (Radiated Emission) 측정에사용되는보조기기에대해기술하는표준으로 GHz 주파수대역에서사용가능한안테나특성 (4.6) 에대해기술되어있음. Calibrated, linearly polarized antenna: LPDA antennas, double-ridged guide horns and standard gain horns 지향성안테나를사용할수있음. EUT가 3dB 빔폭 (Beam Width) 내에들어오거나, EUT로부터의방해를측정하기위해스캔 (scan) 함복사성방출 (RE) 측정에사용되는보조기기에대해기술하는표준으로 GHz 주파수대역에서사용되는시험장평가방법 (8절) 에대해기술되어있음. GHz 대역에서의 RE 시험에사용되는시험장평가방법은 Site Voltage Standing Wave Ratio (Site VSWR, SVSWR) 기법임. - SVSWR is directly related to influences of undesired reflections. - Acceptance criterion: S VSWR 2:1 or S VSWR(dB) 6.0dB CISPR 16-2-3 Ed.3.0 2010.04 [ 그림 1] GHz 대역에서의시험장평가를위한 Site VSWR 측정방법 Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods - Part 2~3: Methods of measurement of disturbances and immunity - Radiated disturbance measurements 복사성방출 (Radiated Emission) 측정방법을기술하는표준으로다양한측정시설에대해 GHz 주파수대역에서의측정방법이기술되어있음. GHz 대역에서의기준측정시설은전자파무반사실 (FAR) 이며, 그림에서와같이 FAR와동일한특성을갖도록바닥에흡수체를배치한야외시험장및전자파반무반사실도 GHz 대역 RE 측정에사용가능함. Fully-anechoic room and absorber-lined OATS/SAC measurements(1 GHz to 18 GHz) In situ measurements (9 khz to 18 GHz) Substitution measurements (30 MHz to 18 GHz) Reverberation chamber measurements (80 MHz to 18 GHz) TEM waveguide measurements (30 MHz to 18 GHz) 65
EMC 최근기술동향 EMC 측정및표준화동향 [ 그림 2] 전자파무반사실및흡수체가배치된전자파반무반사실에서의 GHz 대역 RE 측정배치 - 측정시험장 : CISPR 16-1-4의 8절 - 측정방법 : CISPR16-2-3의 7.3절 CISPR 22에정하고있는 ITE에대한복사성방출에대한허용기준 (limits) 은 < 표 2> 와 < 표 3> 에서기술하고있다. < 표 2> 와 < 표 3> 에기술되어있는바와같이 1 GHz 이하주파수대역에서는측정거리가 10 m이고, 기준측정시험장은야외시험장혹은전자파반무반사실이며, 1~6 GHz 주파수대역에서는측정거리가 3 m로정해져있고, 기준측정시험장도전자파무반사실이나바닥에흡수체를배치하여 Site VSWR 특성을개선시킨야외시험장혹은전자파반무반사실이다. 또한, GHz 이하대역에서는준첨두치 (Quasi-peak) 검파기가사용되었으나, GHz 이상주파수대역에서는첨두치혹은평균치검파기를사용하여복사성방출측정을수행한다. 최근디지털기반무선서비스를보호하기위해새로운형태의검파기, 즉 RMS-Average 검파기가제안되어 CISPR 16-1- 1에반영되었으며, 방송수신기규격 (CISPR 13) 에는별도의허용기준 (limits) 이정해져있다. 향후 RMS- Average 검파기기반허용기준과함께제품군표준에반영될예정이다. GHz 대역에서의 ITE 측정평가에있어서피시험기기내부에서사용되는주파수에따라측정되는주파수대역이정해지는데, 내부에서사용되는최대주파수가 108~500 MHz인경우에는 2 GHz까지, 500 MHz~1 GHz인경우에는 5 GHz까지, 마지막으로 1 GHz 이상인경우에는최대주파수의 5배수와 6 GHz 중적은값까지측정하는것으로정해져있다. ITE에대해 6 GHz까지의복사성방출 (RE) 에대한측정및평가와관련해서는유럽의경우 2011년하반기부터적용할예정이고, 국내에서도방송통신위원회산하전파연구소에서 2008년부터준비하여관련기술기준은개정고시된상태이고, 적용은 2012년 < 표 2> 1 GHz 이하주파수대역에서복사성방해허용기준 ( 측정거리 : 10 m) 주파수범위 [MHz] A 급기기 [dbμv/m] B 급기기 [dbμv/m] 준첨두치 (Quasi-peak) 준첨두치 (Quasi-peak) 30~230 40 30 230~1,000 47 37 < 표 3> 1 GHz 이상주파수대역에서복사성방해허용기준 ( 측정거리 : 3 m) 주파수범위 [GHz] A 급기기 [dbμv/m] 평균치 (Average) 첨두치 (Peak) B 급기기 [dbμv/m] 평균치 (Average) 첨두치 (Peak) 1.0~3.0 56 76 50 70 3.0~6.0 60 80 54 74 66
韓國電磁波學會誌第 21 卷第 5 號 2010 年 9 月 1월부터실시할예정으로있다. 2-2 시간영역 EMI 측정디지털기반고속대용량신호를사용하는첨단기기의사용이많아지고, 고유가등으로인해하이브리드및전기자동차의상용화가가시화되면서이러한기기로부터발생하는비주기적으로발생하는임펄스성노이즈 (intermittent impulsive noise) 에의한영향이커져이에대한정확한측정과영향평가가중요한문제로대두되고있다. 첨단 IT 및멀티미디어기기등디지털기반기기및전자레인지등으로부터발생하는간헐적으로발생하는임펄스성노이즈에의한주변기기에미치는영향이커지고있으나, 이러한노이즈의경우에는현재사용중인주파수영역기반측정방법으로정확한측정및평가가어려운실정이다. 또한, 전자파적합성평가를위한규제주파수대역이 1 GHz에서 6 GHz( 향후 18 GHz 확대예정 ) 까지확대됨과동시에, 첨단 IT 및멀티미디어기기등측정대상기기도많아짐에따라측정시간과비용이증가하고있는실정이다. 이러한기술적 경제적인문제들을해결하기위한노력의일환으로 FFT를기반으로한시간영역에서의전자파장해 (EMI) 를측정하기위한방법및시스템에대한연구가미국의 NIST, 영국의 NPL, 독일의 Rhode & Schwartz와 Munich University of Technology 등연구소나학계를중심으로진행중에있다. 시간영역측정의경우, 주파수영역측정과비교하여임펄스성노이즈측정이가능함과동시에측정시간이단축된다는장점이있는반면측정가능한범위, 즉동작범위 (dynamic range) 가적다는문제점이있다. 시간영역측정방법의단점을보완하여 EMI 측정에활용하기위해많은연구들이진행중에있으며, [ 그림 3] 은독일 Munich University of Technology에서동작범위를넓히고실시간신호처리가가능하도록제안한시간영역 EMI 측정시스템의블록도 [10],[11] 이다. IEC/CISPR에서도기존에사용되고있는주파수영역측정방법의단점을보완하기위한노력의일환으로 FFT-기반시간영역측정방법을표준에반영하기위한프로젝트를수행하고있다. 측정기기및측정방법에대한표준을담당하는 IEC/CISPR 산하 A 분과에서는자동차관련분과와공동으로 FFT-기반 [ 그림 3] 시간영역 EMI 측정시스템블록도 [10],[11] 67
EMC 최근기술동향 EMC 측정및표준화동향 시간영역측정방법을기본규격인 CISPR 16에반영하기위해전문가그룹을중심으로기존의연구결과와추가적인측정을통해측정기기에대한규격을정의하고측정방법을제시하기위한프로젝트를수행하고있다. 프로젝트의제안은자동차분과인 CISPR D 소위원회에서제안하였으며, 측정에대한기본규격 (basic standard) 이므로 CISPR A 소위원회와공동으로추진중이다. IEC/CISPR에서추진중인시간영역 EMI 측정표준관련프로젝트와각프로젝트에서수행하는주요내용및진행사항 [4],[5] 은다음과같다. 2-2-1 프로젝트 : CISPR 16-1-1Amd1Ed.3.0 [6] 과제명 : FFT 기반측정기기규격 (Specs for FFTbased measuring instrumentation) 참고문서 : A/799/MCR, A/804/CD, A/832/CC, A/ 876/CDV, A/893/RVC 프로젝트주요내용및진행사항 -시간영역에서측정된데이터와 FFT를기반으로하는신호처리방법을적용하여전자파장해 (EMI) 를측정하기위해필요한장비의규격및측정방법을정하고, 이를 CISPR 16에반영하기위한프로젝트로서자동차 EMC를담당하는 CISPR/D와공동으로추진하고있음. 2006년 Kista 회의에서 CISPR/D의요청으로진행하기로하였으며, 2007년시드니회의에서는 JTF 회의가개최되었으며, Convener로 M. Aidam( 독일, CISPR D) 이선출 CISPR/A WG1에서담당, CISPR A 소속프로젝트리더는 W. Schaefer(Cisco, USA) 이고, 2011년관련규격제정을목표로진행중임. -표준초안 (A/804/CD) 에대한각국의의견 (A/832/ CC) 을반영한 A/876/CDV 문서에대한투표결과 (A/893/RVC) 회원국 100% 찬성으로통과됨. 최종규격은 2010년 6월에 CISPR 16-1-1 Ed.3.0에부록 (Amendment) 으로반영되어발행되었음. 2-2-2 프로젝트 : CISPR 16-2-1Amd1Ed.2.0 [12] 과제명 : FFT 기반측정기기활용전도성방해측정방법 참고문서 : A/799/MCR, A/805/CD, A/833/CC, A/ 874/CDV, A/897/RVC 프로젝트주요내용및진행사항 -본프로젝트는시간영역에서측정된데이터와 FFT를기반으로하는신호처리방법을전자파장해 (EMI) 측정방법관련 CISPR 규격 (CISPR 16-2) 에적용하기위한프로젝트로서자동차 EMC를담당하는 CISPR/D와공동으로추진하고있음. -표준초안인 CIS/A/805/CD 문서는 FFT 기반시간영역측정방법을표준측정방법으로 CISPR 규격에반영하기위한노력의일환으로전도성방해 (conducted disturbance) 측정에있어서 FFT 기반시간영역측정기기를사용한측정방법관련내용이기술된표준문서임. 측정수신기정의에 FFT-based Measuring Receiver 추가 시간영역최소측정시간, duration of disturbance 측정방법등 FFT 기반시간영역측정방법및분해능 (resolution) 개선방법포함 국가별 NC의투표및최종의견수렴을위해작성된 CDV 문서회람결과 (A/897/RVC) 100% 찬성으로통과되었으며, 최종규격은 2010년 7월에 CISPR 16-2-1 Ed.2.0에부록 (Amendment) 으로반영되어발행되었음. 2-2-3 프로젝트 : CISPR 16-2-2Amd1Ed.3.0 [13] 과제명 : FFT 기반측정기기활용방해전력측정방법 68
韓國電磁波學會誌第 21 卷第 5 號 2010 年 9 月 참고문서 : A/799/MCR, A/806/CD, A/834/CC, A/ 877/CDV, A/896/RVC 프로젝트주요내용및진행사항 -A/806/CD 문서는방해전력 (disturbance power) 측정에있어서 FFT 기반시간영역측정방법을 CISPR 16-2-2에반영하기위한기술된표준문서임. -각국 NC의찬반투표를위한 A/877/CDV 문서가 2010년 4월 9일까지회람결과 (A/896/RVC) 26개 P-member 회원국전체의찬성으로통과되었음. -최종규격은 2010년 7월말에 CISPR 16-2-2 Ed.2.0에반영되어발행되었음. 2-2-4 프로젝트 : CISPR 16-2-3Amd1Ed.2.0 [8] 과제명 : FFT 기반측정기기활용복사성방해측정방법 참고문서 : A/799/MCR, A/807/CD, A/835/CC, A/ 878/CDV, A/894/RVC 프로젝트주요내용및진행사항 -A/807/CD 문서는 FFT 기반시간영역측정방법을표준측정방법으로 CISPR 규격에반영하기위한노력의일환으로복사성방해 (radiated disturbance) 측정에있어서 FFT 기반시간영역측정기기를사용한측정방법관련내용이기술된표준문서임. -표준초안에대한각국의의견을반영하여각국 NC의찬반투표를위해회람된 A/878/CDV 문서에대한투표결과 (A/896/RVC) 26개 P-member 회원국전체의찬성으로통과되었음. -최종규격은 2010년 6월에 CISPR 16-2-3 Ed. 2.0에부록으로반영되어발행되었음. 2-2-5 프로젝트 : CISPR 16-3 Amd3 Ed.2.0 [14] 과제명 : FFT 기기에대한배경정보 (Background Information on FFT Instrumentation) 참고문서 : A/840/MCR, A/852/CD, A/869/CC, A/ 888/DTR, A/899/RVC 프로젝트주요내용및진행사항 -본프로젝트의목적은표준규격사용자들의이해를돕기위해 FFT 기반전자파장해 (EMI) 측정과관련된필요성과이론적배경 (theoretical background) 등에대한기술적인내용을정리하기위함이며, 최종결과물은 CISPR 16-3 Ed.3.0에반영될예정임. -표준초안 (A/888/DTR) 에는 FFT 기반 EMI 측정과관련된측정시스템에대한내용과측정된시간영역결과로부터주파수특성을계산하기위한신호처리방법등이기술되어있음. Tuned selective voltmeter/emi receiver 및 Timedomain EMI receiver 차이점 신호처리방법 : DFT/FFT, Short-Time FFT (STFFT), digital down converter 등 FFT-based measuring equipment 소개 : baseband signal/if signal of EMI receiver -표준초안 (A/852/CD) 에대한각국의의견 (A/ 869/CC) 이반영된 DTR 문서 (A/888/DTR) 회람결과 22개회원국전체 (100 %) 의찬성으로통과되었음. -최종규격은기술보고서 (technical report) 형태로 2010년 8월에 CISPR 16-3 Ed.3.0 4.7에반영되어발행완료되었음. 따라서시간영역측정방법을 EMI 측정에사용하기위한기본적인작업이완료되었으며, 향후 CISPR 에서규정한시간영역측정기기및측정방법을기반으로다양한연구들이수행될예정이며, 이러한연구결과를기반으로제품군규격에서실제적용여부를결정하기위한표준화활동이지속될계획이다. 69
EMC 최근기술동향 EMC 측정및표준화동향 2-3 멀티미디어기기 EMC 측정 현재 IEC/CISPR에서추진하고있는전자파적합성관련주요표준화활동중하나는멀티미디어기기 (multimedia equipment) 에대한새로운전자파장해 (CISPR 32) 및내성 (CISPR 35) 규격을마련하는일이다. 즉, IT 기술이급속도로발전하고다양한기술들이융 복합화되는추세에따라 DMB, IPTV 등방송수신기능을갖는 IT 기기는물론새로운형태의첨단기기들이많아져기존의규격을적용하는것이점점어려워지고있다. 이러한시장으로부터의요구를받아들여 CISPR에서는기존의 ITE(CISPR G) 와방송수신기 (CISPR E) 관련표준을담당하는위원회를통합하였으며기존의규격을토대로 [ 그림 4] 에서와같이신규전자파적합성측정방법및허용기준관련표준을제정중에있다. < 표 4> 에서는멀티미디어기기에대한신규 EMI/EMS 규격제정과관련된주요논의사항에대해기술하고있다. 멀티미디어기기 EMI 신규규격과관련하여현재 WG에서논의중이주요내용에대한표준화동향은다음과같다. [ 그림 4] IEC/CISPR SC I 담당방송수신기기및 ITE, 멀티미디어기기 EMC 규격 2-3-1 대용시험시설도입관련 -멀티미디어기기 EMI 규격에서는기본적으로전자파잔향실 (reverberation chamber), 전자파무반사실 (FAR), TEM/GTEM Cell 등과같은다양한 EMI 시험시설을허용하기로결정 -IEC 규정상표준개발프로젝트는 5년이내에종료되어야하므로대용시험시설과관련된세부내용은기존의프로젝트에서분리하여진행하기로하였으며, 2010년암스테르담 WG2 회의결과를토대로새로운표준 ( 안 ) 을작성하고 WG 및 NC 에회람하기로하였음. < 표 4> 멀티미디어기기 EMI/EMS 신규규격관련내용및주요논의사항 전자파장해 (EMI) 규격전자파내성 (EMS) 규격 CISPR 32: EMC - Radio disturbance characteristics - limits CISPR 35: EMC- Immunity standard for multimedia products 규격명 and methods of measurements 담당기구 CISPR SC I WG 2 CISPR SC I WG 4 진행사항 주요논의사항 표준 ( 안 ) 에대한기술적검토중 (CIS/I/333/CDV [16] 참조 ) 멀티미디어기기가가진기능별 EMI 측정에따른배치및측정방법정의 (G)TEM Waveguide, RVC, FAR 등대용측정방법추가및허용여부 3 m, 5 m, 10 m 측정거리를포함한다양한크기의시험장허용여부및 1/r 규칙에근거한허용기준재검토 RMS-AV 검파기적용여부 PLC 및통신포트에대한시험방법 신규프로젝트로추진중 (CIS/I/330/NP [17] 참조 ) 신호처리및데이터저장기능, 프린트기능, 디스플레이기능등기능별 EMS 시험항목및방법정의 1 GHz 이상에서의복사내성시험기준및시험방법 통신포트에대한광대역임펄스내성시험 PLC 기능을갖는 AC 전원포트에대한광대역내성시험 완료예정 2012 년완료예정 2012 년완료예정 70
韓國電磁波學會誌第 21 卷第 5 號 2010 年 9 月 -전자파무반사실 (FAR) 의경우에는측정주파수대역별로독자적인허용기준이정해진상태이며, CISPR/I/295/CD 문서를참조하여전자파무반사실 CD의거리별 (3 m, 5 m, 10 m) 허용기준을수정하기로함. -전자파잔향실 (reverberation chamber) 이나 TEM/ GTEM Cell의경우에는 CISPR 및 TC77에서대용시험시설로이미규정되어있고, CISPR 32에도반영되어있으나대부분의국가및전문가들은 OATS나 SAC와의상관성에의문을가지고있는상태임. 따라서대용시험시설들이실제적용되기위해서는기준시험시설인 OATS나 SAC와의상관성을제고하기위한연구가필요하며, 동시에기준시험시설과동일한 EMC 규제특성을갖도록독자적인허용기준을제정하는연구등이필요함. 2-3-2 측정거리에따른영향검토 -현재 CISPR 규격에서는 3 m 혹은 10 m를기준으로복사성방출시험이수행되고있으나, 산업체에서 5m 시험장을적합성시험장으로활용하기위한요구가많은상태임. 이는대형 TV/monitor 등피시험기기의크기가커지면서 3 m에서의측정이불가능한경우가많아지고있으며, 10 m 시험장의경우에는건설및유지등에비용이많이든다는문제가있음. 이러한문제점들을해결하기위한해결책으로 CISPR에서정해진규격, 즉 NSA(Normalized Site Attenuation) 를만족하는다양한크기의시험장을적합성시험에사용하는방법이제시되었음. -2009년 11월미국힐스보로 (Hillsboro, USA) 에서개최된 SC I 산하 WG2 Meeting에서멀티미디어기기 EMI 규격에서다양한크기의측정시험장, 즉 3 m/5 m/10 m 거리에서의복사성방출측정을허용하기로잠정결정됨. 따라서향후 CISPR 32 가발표되면멀티미디어기기에대해서는피시험기기의크기에따라서적절한 EMI 시험장을사용하여측정이가능할것임. -이와관련되어 WG2 회의에서는기존의 1/r 규칙 (Inverse Distance Fall-off Rule) 에근거한 3 m/10 m 사이의허용기준에대한타당성을검토하고, 동시에 5 m 시험장에대한실험적연구를신규프로젝트로추진하기로함. 2-3-3 측정배치에따른영향검토 -다양한형태의멀티미디어기기가시장에출시됨에따라기존의탁상형 (table-top) 혹은바닥형 (floor standing) 배치에대한피시험기기에대한새로운측정배치및측정방법을논의하였으며, 대용시험시설과마찬가지로새로운표준 ( 안 ) 으로발행하기로결정. -기기로부터방출되는불요전자파가최대 (maximization) 가되도록하는적절한 EUT 배치에대한필요성및정당성에대해서는각국의의견이분분하여많은토론이진행되었음. 특히, 현재사용되고있는멀티미디어기기뿐만아니라향후개발될가능성이있는멀티미디어기기형태를고려하여측정배치를정하는문제로각국으로부터다양한의견이제안되었으며, 논의된결과를표준초안에반영하기위한작업이진행중임. -측정거리나배치, 혹은피시험기기의동작상태등에따른영향을비롯하여멀티미디어기기 EMI 측정에영향을주는항목들을파악하고, 측정결과에반영하기위해측정불확도 (measurement uncertainty) 관련내용을추가하기로함. 이는모든 EMC 제품군규격에측정불확도를포함하라는 CISPR 정책이자지침이기도함. 2-3-4 저주파수대역복사성방출영향검토 -30 MHz 이하주파수대역에서 PDP(Plasma Dis- 71
EMC 최근기술동향 EMC 측정및표준화동향 play Panel) TV로부터발생되는전자파에의해서아마추어무선이나 AM 라디오가영향을받는다는사례보고가증가하고있어, 이를실험적으로검증하기위해독일 NC는 30 MHz 이하주파수대역에서 PDP TV로부터발생되는전기장과자기장을측정하고, 그결과를 CISPR에기고하여 2007년부터프로젝트가시작됨. -2009년프랑스리옹회의에서 PDP TV로부터방출되는저주파수대역복사성방출에대한실험적결과를토대로기존무선서비스에영향을줄가능성이있음을확인하였음. 프랑스리옹회의후속작업으로 CISPR SC I 및운영위원회에서는저주파수대역복사성방출문제를정식프로젝트로수행하기위해각국 NC로부터의견을수렴 (CISPR/I/328/DC) 하고있으며, 동시에추가적인실험결과로요구하고있음. -이에대해 PDP TV TFT에서는한국, 일본및독일등에서수행한측정결과, 30 MHz 이하주파수대역에서 PDP TV로부터방출되는불요전자파가아마추어무선혹은 AM 라디오에영향을주는것으로결론지었으며, 이러한내용을 2010년미국시애틀에서개최되는 CISPR SC I 회의에서제안하고향후진행사항에대해논의하기로결정. 이외에도멀티미디어기기 EMC 표준제정과관련된다양한주제들에대해논의가진행중에있다. 특히, 멀티미디어기기의경우, 다양한기능이융 복합되어있어기존의제품군별측정이어렵다는문제가있어, 현재전자파장해및내성시험을기기가가지고있는기능별로적용하도록되어있다. 기능별로 EMI/EMS 시험평가를하는경우, 단일제품의경우에도여러가지기능혹은동작모드에서시험평가를해야하므로측정시간이나비용이많이든다는단점이있어앞절에서기술한시간영역측정방법이나 RMS-Av 검파기를이용한평가의중요성이 높아질것으로예상된다. Ⅲ. 맺음말본고에서는디지털기반고속광대역전기 전자기기및시스템으로부터발생되는임펄스성노이즈및 GHz 대역불요전자파에대해보다정확한전자파적합성 (EMC) 평가를위해 IEC/CISPR를중심으로진행중인전자파적합성관련주요표준화동향에대해기술하였다. 특히, IEC/CISPR에서지속적으로추진중에있는 GHz 주파수대역에서의전자파적합성측정및평가를위한기기및시험장규격과측정방법, 간헐적으로발생되는임펄스성노이즈의정확한측정을위해표준화가진행중인시간영역 EMI 측정방법, 그리고멀티미디어기기에대해새롭게개발중인 EMI/EMS 표준동향등에대해기술하였다. 새로운형태의첨단전기 전자기기에대해기존무선서비스는물론새로운디지털기반무선서비스를보호하기위한노력의일환으로 IEC/CISPR 에서는전자파장해 (EMI) 및내성 (EMS) 에대한적합성평가를위한시험방법과시험기기및시험장에대한규격, 그리고다양한형태의전기 전자기기와관련된 EMI 허용기준 (limits) 및전자파내성평가를위한성능평가기준에대한표준화작업을지속적으로수행하고있다. 또한, 많은국가에서전파환경보호는물론자국내관련분야산업을보호 육성하기위한노력의일환으로 IEC/CISPR에서제공하는 EMC 규격을자국의기술기준으로적용하여규제하고있는추세이다. 따라서빠르게변하는시장의요구에부응하기위해짧아진제품의생명주기 (life cycle) 를고려하는동시에 EMC 문제에따른재설계가능성을낮춤으로써제조단가를낮추기위해서는제품의설계단계에서부터전자파적합성을반드시고려해야하고, 또한현재진행중인전자파적합성관련국제기구의표준화및규격동향을분 72
韓國電磁波學會誌第 21 卷第 5 號 2010 年 9 月 석하고, 세계각국의 EMI/EMS 관련규제변화와표준화및연구동향에대한추이를보다정확하게예측하여제품개발에반영하는것이매우중요한일이라할수있다. 참고문헌 [1] 권종화, 양준규, 김남, 윤재훈, "2009 IEC/CISPR SC A 표준동향보고서 ", 한국전자파학회전자파기술, 21(1), pp. 5-21, 2010. 1. [2] 권종화, 윤재훈, 김창주, " 전자파적합성 (EMC) 측정및평가표준기술동향 ", 주간기술동향통권 1402호, pp. 14-24, 2009년 6월. [3] W. Schaefer, "Current EMC standardization activities of CISPR", IEEE EMC Society Newsletter, 2009. [4] IEC/CISPR Web-site, www.iec.ch/zone/emc [5] IEC/CISPR SC A Web-site, cispra.iec.ch [6] CISPR 16-1-1 Ed.3.0 2010-01: Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods - Part 1: Radio disturbance and immunity measuring apparatus. [7] CISPR 16-1-4 Ed.3.0 2010-04: Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods - Part 1-4: Radio disturbance and immunity measuring apparatus - Ancillary equipment - Radiated disturbances. [8] CISPR 16-2-3 Ed.3.1 2010-08: Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods - Part 2-3: Methods of measurement of disturbances and immunity - Radiated disturbance measurements. [9] CISPR 22 Ed.6.0 2008-09: Information technology equipment - Radio disturbance characteris- tics -Limits and methods of measurement. [10] S. Braun, P. Russer, "A low-noise multi- resolution high-dynamic ultra-broad- band time- domain EMI measurement system", IEEE Trans. MTT, vol. 53, no. 11, pp. 3354-3363, Nov. 2005. [11] S. Braun, P. Russer, "A real-time time-domain EMI measurement system for full-compliance measurements according to CISPR 16-1-1", IEEE Trans. EMC, vol. 50, no. 2, pp. 259-267, May 2008. [12] CISPR 16-2-1 Ed.2.0 2010-07: Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods - Part 2-1: Methods of measurement of disturbances and immunity - Conducted disturbance measurements. [13] CISPR 16-2-2 Ed.2.0 2010-07: Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods - Part 2-2: Methods of measurement of disturbances and immunity - Measurement of disturbance power. [14] CISPR/TR 16-3 Ed.3.0 2010-08: Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods - Part 3: CISPR technical reports. [15] CISPR 13 Ed.5.0 2009-06: Sound and television broadcast receivers and associated equipment - Radio disturbance characteristics - Limits and methods of measurement. [16] CISPR/A/333/CDV, "CISPR 32 Ed.1.0: Electromagnetic compatibility of multimedia equipment - emission requirements", Jun. 2010. [17] CISPR/I/330/NP, "New work item proposal on electromagnetic compatibility of multimedia equipment immunity requirements", May 2010. 73
EMC 최근기술동향 EMC 측정및표준화동향 필자소개 권종화 1994년 2월 : 충남대학교전자공학과 ( 공학사 ) 1999년 2월 : 충남대학교전파공학과 ( 공학석사 ) 2010년 2월 : 연세대학교전기전자공학 ( 공학박사 ) 1999년 1월~현재 : 한국전자통신연구원방송통신융합연구부문전파기술연구부전자파환경연구팀책임연구원 [ 주관심분야 ] SI/PI 및 EMC 대책기술및표준화 74