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 VREF, 신호인가? 파워인가?

  어떤 디바이스들을 보면 Vref 라는 핀을 가지고 있는 경우가 있다. 대표적인 예가 ADC같은 디바이스가 있을 것이다. DDR3 같은 순수 디지털 디바이스도 Vref 핀을 가지고 있다. 이름이 있이하듯 Vref 핀은 기준(reference)를 정해주는 전압(level)이 인가되는 핀이다. 

  통상 기준(레퍼런스)하면 그라운드(ground)를 떠올린다. 모든 신호는 그라운드를 기준으로 레벨이 결정된다. 그럼 Vref가 그라운드와 다른 점은 무엇인가? 그라운드는 디바이스에서 소모되는 전류가 흐르는 경로는 제공하다는 점에서 vref와 다르다. Vref 핀은 매우 높은 임피던스를 갖고 있어서 Vref로는 전류가 (거의) 흐르지 않는다. 이런 면에서 볼 때 Vref는 일정한 전압을 갖으며 전류를 비다이스에 공급하는 파워(VDD 혹은 VCC)와도 다른 특성을 갖는다. 결국 Vref는 특정 전압의 DC 특성을 갖지만 파워로 보기에도 어렵다.

  PCB를 디자인할 때, 이 Vref 핀으로 연결되는 네트(net)를 파워로 간주하여 판(plane)으로 디자인하면 문제가 될 수 있다. 왜 문제가 되는 지 살펴 보자. 먼저 판으로 디자인 하는 이유를 살펴 보자. 판(plane)으로 디자인하는 이유는 크게 3가지 정도가 있다.

  첫째, 신호 트래이스의 임피던스를 제어하기 위한 것이고, 

  둘째, 디바이스에 전류를 원활하게 공급하기 위해서다. 즉 파워 공급 경로의 임피던스를 낮추기 위함이다.

  셋째, 다른 판(그라운드)과 커플링을 증가 시키기 위함이다. 즉 노이즈를 제거하는 경로의 임피던스를 낮추기 위함이다.

  그런데, Vref 핀으로 연결되는 네트를 판(plane)으로 만들게 되면, 위 설명의 3 번째 효과로 인해서 원치하는 효과가 발생할 수 있다. 즉 주변 신호(노이즈)의 영향을 잘 받게 된다. Vref는 기준 전압으로 주변의 노이즈(신호)의 영향으로부터 최대한 격리되어야 하는데, 그 반대로 되는 것이다. 반면 Vref 핀에 연결된 네트는 전류가 (거의) 흐르지 않는 넷트로 판으로 해서 얻는 낮은 임피던스 효과는 별로 없다고 볼 수 있다.

  따라서, Vref는 판이 아닌 트래이스로 디자인 되어야만 한다.