그라운드와 전원 플레인: 리턴 전류를 따라가라
모든 신호 전류는 그라운드로 돌아옵니다. 리턴 경로가 짧고 끊기지 않게 하는 것이 그라운드 설계의 전부입니다.
리턴 전류는 어디로 흐르나
저주파에서는 저항이 가장 작은 길로, 고주파에서는 신호선 바로 아래 그라운드로 돌아옵니다. 신호선과 리턴 전류가 이루는 고리 면적이 클수록 노이즈를 많이 내고 많이 받습니다.
원칙
- 4층 보드라면 2층을 끊기지 않은 그라운드 플레인으로 둡니다 (신호 / GND / 전원 / 신호).
- 2층 보드라면 아래층을 최대한 그라운드로 채우고 신호선은 위층에 둡니다.
- 고속 신호선 아래 그라운드를 다른 배선으로 가르지 않습니다. 갈라지면 리턴 전류가 멀리 돌아갑니다.
아날로그 그라운드와 디지털 그라운드
그라운드를 물리적으로 나누고 한 점에서만 잇는 방식은 잘못 쓰면 오히려 리턴 경로를 망칩니다. 요즘 권장은 그라운드는 하나로 두고, 부품 배치로 영역을 나눠 디지털·전력 리턴 전류가 아날로그 영역을 지나가지 않게 하는 것입니다.
모터 보드의 특수성
인버터의 대전류 리턴은 수십 A가 흐릅니다. 이 전류가 MCU와 전류 센싱 그라운드를 가로지르지 않게 전력 그라운드 경로를 따로 넓게 깔고, 션트 근처 한 점에서 신호 그라운드와 연결합니다.