시뮬과 실측이 다를 때

한 줄 요약 — 체계적으로 좁혀 나갑니다. 측정 방법을 먼저 의심하고, 그다음 모델, 그다음 회로.

진단 순서

시뮬과 실측이 다를 때 — 이 순서로 의심합니다.

대부분 1~3 번에서 끝납니다. 설계부터 의심하면 시간을 크게 낭비합니다.

위에서부터 확인하세요. 아래로 갈수록 수정 비용이 큽니다.

1단계 — 측정 방법 의심

“측정값이 이상하다”의 절반은 측정 방법 문제입니다.

확인 절차:

1. 프로브를 CAL 신호로 보정
2. 스프링 접지 사용
3. 20 MHz 대역폭 제한 (저주파 측정 시)
4. 측정 장비 자체 잡음 확인 (입력 단락(short))
5. 다른 장비/다른 채널로 재측정

2단계 — 조립 확인

💡 “저항 10k와 100k를 바꿔 붙였다” 같은 실수가 놀랄 만큼 흔합니다. 의심되는 부품은 값을 직접 재보세요.

3단계 — 부품 확인

4단계 — 모델 확인 (시뮬레이션이 틀렸을 가능성)

시뮬레이션에 빠진 것이 있는지 확인합니다 (11-07):

그리고 시뮬레이션이 원리적으로 못 하는 것:

• 레이아웃 의존 기생
• 방사·유도 결합(coupling)
• 접촉 불량
• 열 분포

⚠️ SPICE의 OP앰프 모델은 출력 임피던스와 고주파 특성이 부정확한 경우가 많습니다. 발진 여부를 시뮬레이션만으로 판단하지 마세요.

5단계 — 회로 설계 문제

여기까지 왔다면 설계 자체를 재검토합니다.

★ 이분 탐색 — 어느 단이 문제인가

다단 회로에서는 중간을 짚어 범위를 좁힙니다.

이분 탐색입니다. 한쪽 끝부터 훑으면 N 번 재야 하지만, 가운데부터 나누면 $\log_2 N$ 번이면 됩니다. 4단이면 2번만 재도 범인이 나옵니다.

1. 중간 지점을 측정
2. 정상이면 → 뒤쪽에 문제
3. 이상하면 → 앞쪽에 문제
4. 반복

$\log_2(N)$번의 측정으로 문제 단을 찾습니다.

💡 테스트 포인트(test point)를 각 단의 출력에 미리 두세요. 디버깅 시간이 극적으로 줄어듭니다. 그리고 저임피던스 노드에 두어야 프로브로 측정 가능합니다 (11-06).

★ 증상별 빠른 진단표

실전 예제 — 잡음이 예상의 10배

증상: 계산 4 µV, 실측 40 µV

실제 진단 사례 — 계산값 4 µV 인데 40 µV 가 나온 경우

케이블을 흔들어 값이 변하면 자기장, 손을 대서 변하면 전기장. 이 두 가지 시험만으로 결합 경로가 좁혀집니다.

핵심: 스펙트럼을 본 순간 “간섭”임이 판명되어, 잡음 예산 재계산에 시간을 낭비하지 않았습니다.

⚖️ 디버깅 전략 트레이드오프

⚠️ “부품을 바꿔봤더니 됐다”는 위험합니다. 원인을 모르면 다시 재발하고, 양산에서 문제가 됩니다.

🔌 디버깅을 쉽게 만드는 설계

💡 “측정할 수 있게 설계한다(design for test)” 는 시간을 크게 절약합니다.

⚠️ 흔한 함정

연습문제

문제 1. 시뮬레이션 대역폭 1 MHz, 실측 20 kHz입니다. 무엇을 확인합니까?

문제 2. 회로가 간헐적으로 오동작합니다. 어떻게 접근합니까?

exercises/14-07-intermittent-debug.yaml

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