잡음여유(noise margin)란 무엇인가?

 

    디지탈 논리소자에서 출력전압은 입력전압에 비하여 어느 정도 여유가 있는 안전한 값으로 출력되는데,

이 여유분만큼 잡음이 발생하더라도 그 다음에 접속되는 입력의 논리값에는 영향을 주지 않으므로 

이를 잡음여유(noise margin)라고 한다.

 

    즉, 옆의 그림에서와 같이 low level의 출력전압 Vol,max(TTL의 경우 0.4V)는 입력단에서 요구하는 low level의 최고 입력전압 Vil,max(TTL의 경우 0.8V)보다 낮게 출력되고, high level의 출력전압 Voh,min(TTL의 경우 2.4V)은 입력단에서 요구하는 high level의 최저 입력전압 Vih,min(TTL의 경우 2.0V)보다 높게 출력된다.

 

    이들 입출력 전압레벨 사이의 차가 각각 low level 및 high level에서의 잡음여유가 된다. 

따라서, TTL에서 저전압 레벨 잡음여유는

  

          Vil,max - Vol,max = 0.8 - 0.4 = 0.4V

 

가 되며, 마찬가지로 고전압 레벨 잡음여유는

 

    Voh,min - Vih,min = 2.4 - 2.0 = 0.4V

 

가 된다.

 

    TTL소자에 비하여 CMOS 소자는 잡음여유가 훨씬 크다. 예를 들어 74HC 시리즈를 5V 전원에서 사용할 경우에 저전압 레벨 잡음여유는

 

    Vil,max - Vol,max = 1.5 - 0.05 = 1.45V

 

가 되며, 마찬가지로 고전압 레벨 잡음여유는

 

    Voh,min - Vih,min = 4.95 - 3.5 = 1.45V

 

가 된다.

 

    잡음여유가 크다는 것은 디지탈 회로가 잡음에 대하여 그만큼 안정된 동작을 할 수 있다는 것을 의미한다.

    이와 같이 잡음에 대하여 안정된 동작을 수행한다는 것은 디지탈 회로의 커다란 특징이다.