김대리들을 위한 하드웨어 기술 공유

BJT의 특징 및 활용 - ③

nooriry — Thu, 29 Mar 2012 13:41:57 +0900

TRANSISTOR는 크게 BJT와 FET로 나눌 수 있다.

하지만 우리가 업무중에 'transistor'라고 하면 거의 BJT를 지칭하며 'FET'라고 하면 MOSFET이나
JFET등을 지칭한다.

이전 포스트에선 BJT를 한 개 선정하여 특성을 살펴보고 선정된 BJT로 어떻게 회로를 설계해야 하는지
알아보았다.

이번 포스트에선 BJT로 설계된 회로에 적절한 부품값을 넣어서 프로젝트를 마무리 하도록 한다.
☞ BJT의 특징 및 활용 - ①
☞ BJT의 특징 및 활용 - ②

참고로 MOSFET에 대한 내용은 이전 포스트를 참고하자.
☞ MOSFET의 특징 및 활용 - ①
☞ MOSFET의 특징 및 활용 - ②

1. 설계를 위해 필요한 값들
VC(아래 그림의 초록색 화살표 점선)는 증폭된 마이크 신호로써 우리가 최종적으로 얻고자 하는
마이크의 출력 신호인 Vout이다.
이 VC는 12V에서 VRC를 빼면 얻을 수 있다.

VRC는 저항 RC에 걸리는 전압이며 RC에 흐르는 전류인 IC(아래 그림의 초록 화살표)를 이용해서
Ic*Rc로 얻는다.

VRC=IC*RC에서 Ic는 저항 Re에 흐르는 전류인 Ie와 같다.

Ie(아래 그림의 초록색 화살표)는 2N3904의 emitter에 흐르는 전류로써 2N3904의 emitter와 GND사이에
걸리는 전압인 VRE를 저항 Re로 나눈 VRE/Re에서 얻을 수 있다.

VRE(아래 그림의 초록색 화살표 점선)는 다음의 차로 구할 수 있다.
- 2N3904의 base에 걸리는 전압인 VB
- 2N3904의 base와 emitter간의 포화 전압인 0.7V

즉 VB-0.7V로 얻는다.

결론적으로 VB를 알면 VRE를 알 수 있고
VRE를 알면 Re를 선정해서 Ie를 알 수 있고
Ie를 알면 IC를 알 수 있고
IC를 알면 RC를 선정해서 VRC를 알 수 있고
VRC를 알면 12V에서 VRC를 빼서 우리가 원하는 VC=Vout을 알아낼 수 있게된다.

마치 도미노가 쓰러지는것 처럼 VB를 쓰러뜨리면 주루루루룩 2N3904를 통해 Vout이 얻어지게 된다.

2. 최종 회로도
RC를 10KΩ로, Re를 100Ω으로 선정하여 다음과 같이 회로를 설계 하였다.

이 회로가 제대로 동작하는지 확인 해 보자

STEP1.
Vin으로 10mVpk-pk의 마이크 신호가 입력

STEP2.
마이크 신호가 C1을 거치면서 GND를 기준으로 10mVpk-pk의 AC성분만 남음

STEP3.
  C1을 통과한 전압은 최소 -5mV, 최대 5mV의 전압 범위를 가지며 이 전압은 전압 분배법칙에 의해
  0mV가 입력되면 : R2/(R1+R2) * 12 = 0.8V로
+5mV가 입력되면 : +5mV + R2/(R1+R2) * 12 = 0.805V로
-5mV가 입력되면 : -5mV + R2/(R1+R2) * 12 = 0.795V로 전압 범위가 변동됨

즉 ±5mV의 마이크 신호가 0.795V~0.805V범위의 신호로 변경되어 2N3904에 bias됨

이 범위의 신호는 2N3904의 on characteristics중 VBE(SAT)값인 0.65V 보다 크므로 2N3904가 적절히
bias되어 2N3904가 turn on될 수 있음

STEP4.
VRE = VB-0.7 이므로
VRE = 0.795 - 0.7 = 0.095V
VRE = 0.805 - 0.7 = 0.105V

STEP5.
Ie = VRE/Re 이므로
Ie = 0.095 / 100 = 0.95mA
Ie = 0.105 / 100 = 1.05mA

STEP6.
Ie = IC 이므로
IC = 0.95mA
IC = 1.05mA

STEP7.
VRC = IC*RC 이므로
VRC = 0.95 * 10K = 9.5V
VRC = 1.05 * 10K = 10.5V

STEP8.
VC = 12V-VRC 이므로
VC = 12 - 9.5 = 2.5V
VC = 12 - 10.5 = 1.5V

FINISH.
  BJT인 2N3904를 (common-emitter 증폭회로의 단점을 보완한) emitter degeneration으로 설계하여
voltage amp를 구현했고 그 결과 10mVpk-pk의 마이크 신호를 입력하여 1.5V~2.5V범위의 1Vpk-pk를
얻을 수 있는 100배 증폭이 가능한 회로를 만들었다.

이렇게 해서 첫번째 포스트에선 BJT를 한 개 선정하여 선정된 부품의 특성을 살펴보았고
두번째 포스트에선 BJT 회로들의 종류를 살펴보고 그 중 가상의 프로젝트를 위한 회로를 선정했으며
세번째 포스트에선 회로의 동작에 대해 설명하였다.

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BJT의 특징 및 활용 - ②

nooriry — Tue, 27 Mar 2012 13:48:54 +0900

Transistor는 크게 BJT와 FET로 나눌 수 있다.

하지만 우리가 업무중에 'transistor'라고 하면 거의 BJT를 지칭하며 'FET'라고 하면 MOSFET이나
JFET등을 지칭한다.

이전 포스트에선 BJT를 한 개 선정하여 특성을 살펴보았고 이번 포스트에선 선정된 BJT로 어떻게 회로를
설계해야 하는지 알아볼 것이다.

그리고 다음 포스트에선 2N3904로 설계된 회로에서 부품값을 선정하여 마무리하고 분석 해 볼 것이다.
☞ BJT의 특징 및 활용 - ①
☞ BJT의 특징 및 활용 - ③

참고로 MOSFET에 대한 내용은 이전 포스트를 참고하자.
☞ MOSFET의 특징 및 활용 - ①
☞ MOSFET의 특징 및 활용 - ②

1. BJT 증폭 회로의 구성
전자 회로에서 BJT를 사용하는 목적은 전압이든 전류든 증폭을 하기 위해서다.
BJT를 이용한 증폭회로는 어떤 종류들이 있는지 알아보자.

1.1 common-emitter 증폭회로
     ① emitter 단자의 역할 : common (GND나 POWER에 연결된다는 의미)
     ② base 단자의 역할 : 입력
     ③ collector 단자의 역할 : 출력
     ④ gain : 중간 정도의 voltage gain, current gain
     ⑤ 임피던스 : 중간 정도의 입력 임피던스, 출력 임피던스
     ⑥ 회로의 활용 : voltage amp, 무선 수신기
     ⑦ 특징 : gain이 온도와 bias 전류에 민감

1.2 common-base 증폭회로
     ① emitter 단자의 역할 : 입력
     ② base 단자의 역할 : common (GND나 POWER에 연결된다는 의미)
     ③ collector 단자의 역할 : 출력
     ④ gain : 높은 voltage gain, 낮은 current gain
     ⑤ 임피던스 : 낮은 입력 임피던스, 높은 출력 임피던스
     ⑥ 회로의 활용 : VHF, UHF같은 고주파 증폭용, current buffer, voltage amp
     ⑦ 특징 : 입력과 출력 사이의 높은 isolation, 낮은 입력 임피던스

1.3 common-collector 증폭회로
     ① emitter 단자의 역할 : 출력
     ② base 단자의 역할 : 입력
     ③ collector 단자의 역할 : common (GND나 POWER에 연결된다는 의미)
     ④ gain : 낮은 voltage gain, 높은 current gain
     ⑤ 임피던스 : 높은 입력 임피던스, 낮은 출력 임피던스
     ⑥ 회로의 활용 : voltage buffer
     ⑦ 특징 : 전류 이득

2. 실제 회로의 설계
2.1 프로젝트의 개요
     - 마이크의 음성 신호를 스피커로 출력
     - 마이크의 음성 신호는 10mVpk-pk

     위와 같은 조건의 프로젝트가 생겨서 회로를 설계해야 한다고 가정할 때 다음과 같은 제약사항이
     생긴다.
     - 마이크의 음성 신호는 진폭이 매우 낮아서 스피커를 통하여 들리지 않음

     그러므로 선정된 BJT인 2N3904를 이용하여 마이크의 신호를 증폭하는 회로를 설계하기로 하자.

2.2 회로 설계
     common-emitter회로는 온도와 bias전류에 따라 전류 증폭률(β)이 변동하기 때문에 실제 gain이
     안정하지 못한 단점이 있다.

     그래서 회로를 설계할 땐 다음과 같이 negative feedback을 이용한 emitter degeneration회로를
     사용하게 된다.
     common-emitter회로와 emitter degeneration회로를 비교 해 보면 emitter단자에 Re가 있음이 보인다.

emitter degeneration회로를 선택하여 프로젝트에서 요구되는 회로도를 그려보자.

     위와같이 회로를 설계하였다.

     설계된 회로의 부품들과 배선이 어떤 의도로 작성된 것인지 알기 위해서 신호의 흐름을 간략하게
     분석 해 보자.

     - Vin으로 마이크의 신호가 입력된다.
     - 마이크의 신호가 어떤 DC전압을 포함하고 있을지 모르기 때문에 C1으로 DC coupling을
        한 후 2N3904의 base 단자로 입력시킨다.
        그래야 2N3904의 datasheet에서 보았듯이 VEBO의 최대치인 6V를 넘지 않도록 할 수 있다.
     - R1과 R2로 2N3904를 bias한다.
     - 12V에서 Rc에 걸리는 전압을 빼면 Vc값이 나오는데 이 Vc가 '증폭된' 마이크 신호로서 Vout으로
        출력되어 스피커로 전달되게 된다.

     마이크의 신호가 10mVpk-pk정도라고 했으므로 100배정도 증폭되면 진폭이 1Vpk-pk인 마이크 신호를
     얻게 되므로 작은 스피커나 이어폰으로 출력할 수도 있고 추가로 증폭이 필요할 때를 위한
     pre amp로도 적당할듯 싶다.

     다시 한 번 요구조건과 제반사항을 점검해 보도록하자.
     - 마이크 신호는 10mVpk-pk
     - 스피커 구동을 위해 마이크 신호의 100배 증폭이 요구됨
     - VCEO는 40V를 넘지 않아야 함
     - VEBO는 6V를 넘지 않아야 함

이로써 2N3904로 어떻게 회로를 설계해야 하는지 알아보았다.

포스트 내용이 생각보다 너무 길어져서 위의 설계에 대한 부품들의 선정과 이해는 다음 포스트에서
진행토록 하겠다.

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BJT의 특징 및 활용 - ①

nooriry — Tue, 20 Mar 2012 19:22:13 +0900

Transistor는 크게 BJT와 FET로 나눌 수 있다.

하지만 우리가 업무중에 'transistor'라고 하면 거의 BJT를 지칭하며 'FET'라고 하면 MOSFET이나
JFET등을 지칭한다.

이번 포스트에선 BJT를 한 개 선정하여 특성을 살펴보고 다음 포스트에선 선정된 BJT로 어떻게 회로를
설계해야 하는지 알아볼 것이다.
☞ BJT의 특징 및 활용 - ②
☞ BJT의 특징 및 활용 - ③

참고로 MOSFET에 대한 내용은 이전 포스트를 참고하자.
☞ MOSFET의 특징 및 활용 - ①
☞ MOSFET의 특징 및 활용 - ②

1.TRANSISTOR의 종류
TRANSISTOR의 가계도를 보기 좋게 도식으로 표현 해 보면 다음과 같다.

우리는 TRANSISTOR -> BIPOLAR -> NPN BJT에 속하는 부품을 선정하여 특성을 살펴보고 회로 설계를
진행할 것이다.

2. 2N3904의 개요
본 포스트의 진행을 위해 선정한 BJT는 FAIRCHILD社의 General purpose NPN BJT인 2N3904이다.

2N3904에 대해 알아보자.

위의 그림을 보면 동일한 부품이 package에 따라서 part name이 2N3904, MMBT3904, PZT3904라고
다르게 붙어있다.

SOT-23 packag인 MMBT3904의 경우엔 매우 작기 때문에 부품에 MMBT3904라고 쓸 자리가 없어서
'1A'라고 marking을 했다고도 나와있다.

같은 부품을 여러 package로 출시하는 이유는 부품의 크기와 소비 전력을 차별화 하기 위함이다.
아래 표에서 볼 수 있듯이 덩치가 가장 큰 SOT-223 package인 PZT3904의 경우 소비전력이 가장 높음을
알 수 있다.

3. 2N3904의 특성
2N3904의 datasheet를 살펴보자.
이 부품이 어떤 특성을 가지고 있는지 파악해서 설계시 참고하기 위함이다.

3.1 ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS

VCEO가 40V까지고 VCBO가 60V까지므로 설계시 이 범위를 넘지 않도록 주의해야 한다.
VEBO는 6V까지므로 TTL level이상으로 bias하는것은 위험하다.

3.2 ON CHARACTERISTICS

    맨 아래의 VBE는 Base-Emitter Saturation Voltage인데 Base와 Emitter간에 얼마의 전압이 걸려야
    2N3904가 ON이 되는지를 나타낸 것이다.
    위의 표에서 보듯이 VBE가 최소 0.65V가 입력되어야 2N3904가 ON이 됨을 알 수 있다.

    맨 위의 hFE는 collector의 전류와 base의 전류 비로서 전류 증폭률(β)이라고 한다.
    전류 증폭률(β) = IC/IB 이며 IB에 흐르는 전류에 비해서 얼마나 증폭된 전류가 IC에 흐르는가를
    의미한다.

    위의 표에서 IC=10mA, VCE=1.0V 일 때 hFE는 최대 300 이라고 되어 있는데 이 의미는
    Base에 33uA를 넣어주면 collector에서 emitter로 IB의 300배인 10mA가 흐른다는 의미이다.

    hFE와 관련하여 2N3904의 typical characteristics를 살펴보면 위의 표와 VCE조건이 다르긴 하지만

IC=10mA일 때 붉은색의 hFE는 250 정도이고 IC=100mA일 땐 hFE가 150 정도임을 알 수 있다.
즉 조건만 잘 맞추면 2N3904는 전류 증폭률을 몇 십에서 250 또는 300까지 만들수 있다는 뜻이된다.

이로써 BJT의 특성에 대한 검토를 마치며 다음 포스트에선 BJT를 이용하여 회로를 어떻게 설계 할
것인가에 대해 살펴보기로 한다.

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Apple TV H/W의 분석 - 2nd GENERATION

nooriry — Wed, 14 Mar 2012 11:17:27 +0900

Apple이 Apple TV 2nd의 hardware를 어떻게 설계 했는지 기술적으로 검토하고자 한다.

필자가 Apple TV나 Google TV의 hardware를 분석 하고자 하는 이유는 제품을 몇 백만대 몇 천만대씩 파는
그런 거대 제조사들의 기술을 참고하고 배워서 공유하고자 함이다.

Apple TV 2nd Generation에 대한 분해는 이전 포스트를 참고하고 본 포스트에선 hardware 관점에서 좀 더
세밀하게 살펴보고자 한다.

☞ Apple TV의 분해 - 2nd GENERATION

[IR SENSOR]
Apple TV 2nd의 기구물을 보면 IR sensor를 주변으로부터 차폐하고자 했음을 알 수 있다.

위 사진에서 노란색 부분에 IR sensor가 위치하고 붉은색 방향에서 IR 신호가 들어오게 된다.
노란색 부분은 현재 사진을 기준으로 바닥 방향으로 움푹 파져있는 형태이며 주변은 chassis로 둘러 쌓여
있다.

아래는 노락색 부분을 확대한 사진이다.

움푹 들어간 이 부분에 아래 사진의 IR sensor가 들어가서 위치하게 된다.

Apple TV 2nd는 IR sensor에 입력되는 신호를 주변의 LCD TV나 보드 내부의 간섭으로 부터 차폐하기 위해
위와 같이 구성한 것으로 판단되지만 수광각이 제한되지 않을까 생각된다.

실제로 IR sensor의 감도와 거리, 수광각을 확인해 보진 않았으나 기기의 바로 앞에서 리모콘을
좌,우 각도로 돌려가며 눌러본 결과 넉넉히 동작하였다.

[수동 소자의 크기]

위의 사진은 A4 CPU의 주변 모습이다.
Apple TV 2nd는 1005 package보다 작은 size인 0603 package부터 다양한 package까지 사용하고 있다.
(1005는 mm단위이며 mil단위로는 0402 이고 0603은 mil단위로 0201 이다)

붉은색 부분은 0603 package들이며 노란색 부분은 1005 package들이고 주변의 조금 큰 부품들이
1608 package들이다.

다음의 사진을 보면 조금 큰 부품들도 사용되었다.

부품의 크기를 느낄 수 있도록 mm단위의 철재 자를 사용하였으니 붙어있는 콘덴서들의 크기를 가늠할 수
있을 것이다.

Apple은 제품의 크기를 소형화 하기 위해 매우 작은 부품들을 사용했지만 일부 부분은 회로 설계상
어쩔 수 없이 큰 부품들이 사용하였음을 알 수 있다.

[TP와 VIA HOLE]

Apple TV 2nd의 PCB에 하얀색 점들이 매우 많이 도포되어 있다.
연두색으로 표시된 부분에서 확인할 수 있는데 이 하얀색 점들은 아무리 봐도 Test Point로뿐이 안
보인다.

Apple은 TP를 왜 이렇게 많이 넣어놨을까?
초기 설계에 들어있던 TP들을 귀찮아서 삭제하지 않은 것인지 AS나 field불량에 대한 검토를 분석하기
위함인지 알 수 없다.

Apple TV 2nd의 PCB는 두께가 1.2mm로 측정되었고 우리 회사의 PCB담당자 의견으론 6층으로 보인다고
한다.

갈색 부분을 보면 via가 보이는데 PCB의 전체 layer에 drill되는것이 아니라 필요한 layer에만 drill작업이
이루어지는 내층 via를 사용했다. PCB담당자의 말로는 build up이라고 불린다고 한다.

이런 내층 via를 사용하면 PCB가격이 많이 올라가겠지만 PCB사이즈가 작아지고 해킹의 염려도
줄어들겠다.

[USB의 전류 용량]

Apple TV 2nd의 USB콘넥터 뒷 부분에 초록색의 부품이 있다.
Poly switch라는 부품인데 전원의 short를 방지해 준다.

USB는 전류를 공급할 수 있는 인터페이스인데 만일 불량인 USB memory 장치가 삽입되거나 하면
메인 보드가 파손될 수 있기 때문에 fuse처럼 전류를 차단해 주는 부품이 사용된다.

Fuse는 과전류가 흐르면서 끊어지는 부품인데 비해 poly switch는 과전류가 사라지면 정상 상태로
recovery되는 특성의 부품이다.

노란색 부분에 있는 poly switch에 '50'이라고 marking되어 있는것으로 봐선 USB쪽으로 500mA 까지
공급 가능한 것으로 보인다.

USB HDD등 500mA이상의 장치들은 전원을 공급하기엔 무리가 있을 것이기 때문에 별도의 전원을
사용하는 장치를 사용해야만 할 것이다.

[Wi-Fi 패턴]

이전의 포스트에서 봤듯이 Apple TV 2nd는 Panasonic의 Wi-Fi/Bluetooth/FM module을 내장하고 있다.
분홍색 thermal pad 아래에 module이 있고 노란색 부분이 PCB pattern으로 구성한 pattern 안테나
부분이다.

안테나와 module은 붉은색 부분에서 확인할 수 있듯이 곡선의 RF pattern으로 연결되어 있다.

[HDMI & LAN]

위 사진의 좌측은 LAN이고 우측은 USB와 HDMI 포트의 bottom 부분이다.

아래의 사진은 해당 포트들의 top 부분이다.

특이한 점은 HDMI나 USB같은 high speed pattern들이 top이나 bottom layer에서 routing되지 않았다는
것이다.

아래의 HDMI쪽 top layer부분 확대 사진을 봐도 routing이 보이지 않는다.

보통 high speed의 pattern들은 top에 routing할 것이 제안되며 차선책으로 bottom에 routing되는것이
일반적인데 Apple TV 2nd는 해당 패턴들을 inner layer로 routing하였음이 확인 되었다.

이렇게 해서 Apple TV 2nd의 IR sensor, 수동 소자들의 package, via hole, USB 전류 용량, Wi-Fi의
RF pattern, High speed pattern들에 대해 살펴 보았다.

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Apple TV의 분해 - 1st GENERATION

nooriry — Mon, 27 Feb 2012 16:07:26 +0900

Apple에서 2007년에 발표한 Apple TV 1st Generation 모델이다.

[Apple TV 1st의 구성]

[Apple TV 1st의 내부]

Top cover에 2.5inch HDD가 보인다.
Apple TV 가격대별로 각기 다른 용량의 PATA방식 HDD를 채용했다.
위의 사진에선 FUJITSU의 40GByte용량인 MHW2040AT가 사용 되었다.

Apple TV의 가운데에 은색 CAN으로 덮여있는 부분은 Wi-Fi module이다.
아래 사진에서 부연 설명을 이어 가겠다.

[Apple TV 1st의 Wi-Fi]

Apple TV 1st는 Broadcom의 Wi-Fi reference design을 그대로 가져왔다.

CAN 안에 IEEE 802.11n의 radio부분을 담당하는 BCM2055가 들어있다.
안테나를 2개 사용하는 것으로 보아 2x2 MIMO를 지원하고 있음이 추측된다.

CAN 바깥 부분엔 PCI Express interface와 MAC을 담당하는 BCM4321KFBG가 위치하고 있다.

[Apple TV 1st의 메인보드]

오른쪽 위 부터 시계 방향으로 north bridge와 DRAM, CPU, GPU, south bridge.

CPU : Intel Pentium M Crofton 1.0GHz
NORTH BRIDGE : Intel QG82945GUXLSL9T5
DRAM : Nanya DDR2 SDRAM 512Mbit NT5TU32M16BG-3C 4개 또는 Micron MT47H32M16BN-37E 4개
SOUTH BRIDGE : Intel PC82801GUXSL9U9

GPU : Nvidia GF-G07300-N-A3
GDRAM : Samsung GDDR3 256Mbit K4J55323QG-BC14 2개 또는 Qimonda HYB18H256321AFL14 2개

FLASH : SST 16Mbit SST25VF016B-50-4C-S2AT
ETHERNET PHY : Realtek RTL8100C

[참고]
http://www.ifixit.com

http://www.techrestore.com

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Apple TV의 분해 - 2nd GENERATION

nooriry — Mon, 27 Feb 2012 12:20:37 +0900

Apple에서 2010년에 발표한 Apple TV 2nd Generaion인 A1378 모델이다.

2007년에 발표한 Apple TV 1st Generation의 실패를 거울삼아 디자인은 한층 apple다워졌으며 사용된
부품들은 SoC로 대거 탈바꿈 되었다.

ifixit.com에서 IT기기들의 tear down을 워낙 잘하고 있어서 해당 사이트의 이미지를 가져와서 설명한다.

[Apple TV 2nd의 구성]

[Apple TV 2nd의 내부]

ifixit.com에서 분홍색의 물체는 thermal pad로 추측되나 왜 열의 전도가 잘 안되는 플라스틱 케이스를
사용했는지 의문이라고 되어있다.

내 생각은 약간 다른데 apple의 목적은 내부의 열을 밖으로 발산시키기 위해 thermal pad를 사용한
것이 아니었다.
아마도 열이 집중적으로 발생하는 부위에 그 보다 큰 면적의 thermal pad를 붙임으로써 온도감을
분산코자 하는 의도를 가진게 아니였을까 생각된다.

즉, 열을 분출 시키는 목적 보다는 사용자가 뜨겁다고 느끼지 못하도록 하는 의도가 아니었나 싶다.

[Apple TV 2nd의 후면]

[Apple TV 2nd의 메인보드]

왼쪽이 CPU
오른쪽 위가 Wi-Fi/Bluetooth/FM module
오른쪽 중간이 NAND Flash

CPU : Apple A4 K4X2G643GE with 256MByte RAM
NAND FLASH : Samsung 8GByte K9LCG08U1M-LCB0
ETHERNET PHY : SMSC 8710A-EZK
Wi-Fi/Bluetooth/FM module : Panasonic with Broadcom BCM4329XKUBG

[Apple TV 2nd의 CPU]

PCB의 공간이 협소했기 때문인지 왠만한 reference number silkscreen들은 빠져있다.

Reference number의 또 한가지 특이점은 C2042, U4100처럼 네 자리란 것이다.
회로도 페이지가 몇 십페이지 넘게까지 있는것인지 품목별 번호를 할당하는 방법이 있는 것인지
아니면 삼성에서 A4 CPU를 제공하면서 넘긴 reference 회로도에서 그대로 사용한 것인지...
궁금해진다.

[Apple TV 2nd의 분해]

[참고]
http://www.ifixit.com

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Google TV의 분해 - LOGITECH

nooriry — Fri, 24 Feb 2012 12:54:22 +0900

2010년에 Logitech에서 발표한 Google TV인 revue의 분해 모습이라고 한다.

Logitech에서 Gigabyte의 main board를 공급받아서 구성한 것으로 보인다.

개인적으로 revue의 큰 성장을 염두해 두고 관련 domain까지 구매했었으나 현재 시점에서 보면 판단
착오였다.

[revue와 후면의 이미지]

[revue의 QWERTY KEYBOARD]

[revue의 내부]

MAIN BOARD : Gigabyte GA-SBKAN2

CPU : Intel Atom CE4150 1.2GHz with 400MHz GPU
DRAM : Nanya DDR3 SDRAM 1Gbit NT5CB128M8CN-CG 8개
NAND (SLC) : Samsung 1GByte K9F8G08U0M
NAND (MLC) : Hynix 4GByte H27UBG8T2ATR
ETHERNET PHY : Realtek RTL8201N
HDMI PHY : Silicon Image Sil9135
MICOM : Microchip PIC24FJ64GA004-I/PT

[revue의 분해]

[참고]
http://www.ifixit.com

http://gtvhacker.com

http://www.tomshardware.com/

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Google TV의 분해 - SONY

nooriry — Fri, 24 Feb 2012 10:43:11 +0900

2010년 Sony에서 발표한 24인치 Google TV인 NSX-24GT1을 분해한 모습이라고 한다.

[Google TV의 내부 모습]

왼쪽 아래가 안드로이드 보드, 오른쪽은 TV보드

[안드로이드 보드]

CPU : Intel Atom CE4100
DRAM : Samsung DDR3 SDRAM 1Gbit 8개

[TV보드의 CPU]

CPU : NEC MC10157F1
ATSC, DVB, ISDB 지원

[참고]
http://techon.nikkeibp.co.jp

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UTP CABLE

nooriry — Fri, 17 Feb 2012 12:27:29 +0900

이전에 포스팅한 'CAT5와 CAT5e의 비교' 포스트가 너무 빈약하단 생각도 들고 금번에 UTP cable에
대해 정리해야 하는 기회도 생겨서 UTP cable의 category에 대해 정리하고자 한다.

UTP cable이란 무엇인가?

Unshielded Twisted Pair cable이란 EMI나 cable내부에서 발생하는 crosstalk를 줄이기 위해 pair를 꼬아서
구성한 cable을 말한다.
주변에서 우리가 흔히 보는 LAN cable이 UTP cable의 일종으로 Category 5e로 분류되는 cable이다.

UTP cable의 피복을 벗겨보면 이렇게 생겼다.

이 UTP cable을 전화기 발명가로 유명한 Bell이 마찬가지로 발명했다니 놀랍지 않은가. 이 사람...
천재인듯.

참고로 UTP와 STP의 차이는 아래의 그림과 같이 pair shield가 있느냐 없느냐다.

1. UTP cable의 종류

1.1 주요 UTP cable
   UTP cable 종류가 참 많은데 우리가 잘 알고있는 category 5/5e, category 5의 이전 버전인 category 3,
   gigabit ethernet을 위한 category 6에 대해 알아보도록 하자.

   그런데 category 5 spec은 category 5e로 spec이 변경되면서 사라졌다... 역사속으로...
   그러므로 우리는 CAT 3, CAT 5e, CAT 6에 대해서만 알아볼 것이다.

1.2 Horizontal Cabling
   UTP cabling은 backbone cabling과 horizontal cabling이 구분되어 있다.
   우리가 일반적으로 사용하는 LAN cable은 horizontal cabling에서 사용하기 위한 용도이다.
   Backbone cabling에 사용되는 cable은 horizontal cabling에서 사용하는 cable과 비교 했을 때
   전송 parameter부분에서 약간의 차이가 있다.

   본 포스트는 horizontal cabling에 사용하는 UTP cable을 기준으로 설명토록 한다.

2. UTP cable Parameter
   UTP cable의 특성을 구분하는 parameter들은 다음과 같다.
   - Wire Map
   - Propagation Delay
   - Delay Skew
   - Cable Length
   - Insertion Loss
   - Return Loss
   - NEXT
   - PSNEXT
   - ELFEXT
   - PSELFEXT
   - ACR
   - PSACR
   - DC Loop Resistance

   UTP cable의 category인증은 TIA에서 이뤄진다.
   ① TIA에 인증 요청
   ② TIA에서 CERTIFICATION TESTING TOOL을 이용하여 상기의 parameter들에 대한 검토
   ③ 측정된 parameter들에 대해 pass/fail 판단
   ④ 요청된 category의 spec을 만족하면 cable에 'CAT x' print

   CAT 3, CAT 5e, CAT 6 cable은 생김새가 동일하기 때문에 cable주위에 print되어 있는 문구를 통해서만
   어떤 cable인지 알 수 있다.

   widipedia에서 찾아보면 FLUKE의 장비를 이용하여 certification test tool을 사용하는 사진이 있다.

   위에서 열거된 parameter들을 CAT 3, CAT 5e, CAT 6별로 어떻게 다른지 확인하는것이 본 포스트의
   목적이 되겠다.

3. Wire Map
   CAT 3, CAT 5e, CAT 6의 wire map은 모두 동일하다.
   즉, 구조적으로 동일하고 생김새도 동일한 cable이라는 것이다.

3.1 UTP cable의 connection

3.2 CROSSOVER
   UTP cable을 결선할 때 T-568이라는 표준에 따라 pair선들을 배치하게 되는데 윗 그림의 왼쪽 부분처럼
   RJ-45 plug에 배치하는 방법이 T-568A라는 방식이며 우리가 흔히 straight through cable이라고 부르는
   방법이다.
   그리고 통상 PC와 연결할 때 사용하는 방식인 crossover cable은 맨 오른쪽 그림의 배치처럼
   1,2 / 3,6번 pair를 서로 바꿔서 사용하는 T-568B 방식이다.

   Straight cable은 cable의 양쪽을 모두 T568-A로 결선하고 crossover cable은 straight cable의 한 쪽을
   T568-B로 결선하는 것이다.

4. 구조 Parameter
   아래의 parameter들은 CAT 3, CAT 5e, CAT 6에 공통적으로 적용되는 부분이다.
   Capacitance 값의 차이가 있다는 정도만 확인하고 넘어가자.

   추가로 CAT 3, CAT 5e, CAT 6 cable은 다음 조건을 만족해야 한다.
   - AWG 22~24 cable 사용
   - UTP cable의 특성 임피던스는 100Ω ±15Ω
   - 최대 길이는 100m
   - CAT 3는 3inch 마다 twist
   - CAT 5e 이상은 0.5inch 마다 twist

5. 전송 Parameter
   CAT 3, CAT 5e, CAT 6의 parameter를 먼저 비교하여 결론을 확인하고 각 parameter들에 대한 부연
   설명은 이후의 포스트에서 하도록 하겠다.

   CAT 3는 전화선이나 10BASE-T, ATM25등에 사용하는 low level의 category이다.
   그래서 특성에 대한 세부 parameter도 없고 bandwidth도 16MHz로 제한되어 있음을 알 수 있다.
   10BASE-T로 사용될 땐 2쌍의 wire를 사용하면서 RJ-11 connector를 사용하고,
   10BASE-T4로 사용될 땐 4쌍의 wire를 사용하면서 RJ-45 connector를 사용하게 된다.

   CAT 5e는 100Mbps가 가능한 fast ethernet인 IEEE 802.3u를 지원하기 위해 bandwidth를 100MHz까지
   지원하도록 spec이 만들어졌다.

   CAT 6는 gigabit ethernet을 위해 bandwidth가 250MHz까지 확장 되었음을 알 수 있다.

[참고]
WIKIPEDIA

Commercial Building Telecommunications Cabling Standard
- TIA -

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DC-DC CONVERTER에서 L과 C의 값을 선정하는 방법 - ②

nooriry — Thu, 16 Feb 2012 13:12:26 +0900

이번 포스트는 DC-DC CONVERTER를 사용할 때 적절한 인덕터와 콘덴서의 값을 선정하는 방법에 대해
다루려고 한다.

DC-DC CONVERTER의 원리에 대해 이전의 포스트를 참고, 숙지한 뒤 본 포스트를 이해하는것이 좋겠다.

☞ DC-DC STEP DOWN CONVERTER의 원리
☞ DC-DC STEP UP CONVERTER의 원리

상기의 포스트들에 대한 숙지가 되었으면 본론으로 들어가보자.

포스트를 작성하다보니 내용이 생각보다 길어져서 본 포스트에선 콘덴서의 선정에 대해서만 논의
하겠다.
인덕터의 선정에 대해선 이전 포스트를 참고 하자.

☞ DC-DC CONVERTER에서 L과 C의 값을 선정하는 방법 - ①

본 포스트의 내용은 약간의 공식들과 계산식이 포함되어 있어서 복잡하고 어려운 내용이 아닌가 하는
느낌을 받을 수도 있다.
하지만 제가 이해하고 쓴 내용이니 절대로 어려운 내용이 아니다.
어려워 하지 말고 차근히 포스트를 읽어보면 누구나 이해 할 수 있다.
계산식들은 '아... 그런가보다' 하고 넘어가고 필요할 때가 오면 그 때 가서 공식에 대입해 보고
계산해 보면 되겠다.

먼저 아래의 회로를 훑어보자.

위의 회로에서 오른쪽 부분에 있는(전압이 출력되는 쪽에 있는) L1과 C2의 값을 얼마로 선정할 것인가?

위 회로의 설계자는 왜 L1을 10uH로 했고 C2를 10uF으로 선정하였는지 알아보자.

1. C값의 선정
   DC-DC CONVERTER의 datasheet에 보면 C2부품의 선정에 대해 세라믹이나 탄탈, LOW ESR 콘덴서를
   아주 강력하게 recommend한다.

   도대체 메이커들은 왜 그런 문구를 넣는 것인가? 그런 부품은 비싼데...

   C2의 역할은 출력되는 DC전압을 일정하게 유지하는 것이기 때문에 DC-DC CONVERTER의 특성과
   매우 큰 관계가 있기 때문이다.

2. C값을 구하는 공식
   V = I*R에서 △VO = △IL*R이므로

   C2가 일반 콘덴서일 경우는 다음의 식에서 C값을 구할 수 있다.

C2가 low ESR 콘덴서일 경우는 다음의 식에서 C값을 구할 수 있다.

   상기의 식들에서 각 파라미터들의 의미는...

   △VO : 출력 전압의 변동 폭
   △IL : 인덕터에서 발생하는 전류 리플
   ESRCO : C2의 ESR성분
   f : DC-DC의 switching 주파수
   CO : 우리가 구하려는 C2의 CAPACITANCE

   즉 출력 전압의 변동폭은 C2의 ESR값에 비례하고 CO값에 반비례한다는 중요한 사실을 알 수 있다.

   위의 수식 뒷 부분에 있는 1/(8*f*CO)는 콘덴서의 용량성 리액턴스인 XC(f)=1/(2πfc)[Ω]로서 콘덴서가
   가지는 저항 성분이다.
   콘덴서는 높은 주파수일수록 XC(f)가 낮아지므로 고주파를 pass시킬 수 있다는 사실을 학교에서
   배웠다. 기억을 더듬어보자.

3. C값을 구하는 실제 계산
   일반적인 저가의 콘덴서를 사용했다고 할 때 C값에 따라서 △VO이 얼마가 나오는지 계산해 보자.

   참고로 일반적인 콘덴서의 ESR값은 wikipedia에 다음과 같이 나와있다.

   [위의 ESR표에서 10uF의 일반적인 알루미늄 콘덴서를 사용했을 경우]
   ESRCO : 0.5Ω
   CO : 10uF
   △IL : 1.2A (3A의 40%로 설정)
   f : 340KHz

   △VO = 644mV가 나온다.

   [위의 ESR표에서 100uF의 일반적인 알루미늄 콘덴서를 사용했을 경우]
   ESRCO : 0.5Ω
   CO : 100uF
   △IL : 1.2A (3A의 40%로 설정)
   f : 340KHz

   △VO = 604mV가 나온다.

   CO의 값을 10배로 늘려도 △VO는 얼마 줄어들지 않았다.

   만일 low ESR 콘덴서를 사용했다고 한다면 C값에 따라서 △VO이 얼마가 나오는지 계산해 보자.

   [위의 ESR표에서 10uF의 세라믹 콘덴서를 사용했을 경우]
   ESRCO : 0.015Ω
   CO : 10uF
   △IL : 1.2A (3A의 40%로 설정)
   f : 340KHz

   △VO = 62mV가 나온다.

4. 결론
   맨 위에 있는 회로도에서 C2를 일반 100uF콘덴서를 사용하면 △VO은 644mV가 되지만 10uF 세라믹
   콘덴서로 사용하면 △VO은 62mV가 된다.

   그러므로 △VO을 줄이기 위해선 콘덴서의 용량을 늘리기보단 가장 큰 요인인 ESR값이 작은
   콘덴서를 사용해야겠다.

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