PCBニュース - 送電線の終端制御技術

伝送路の終端制御技術（ターミネーション）

1.以上のことからわかるように、「信号」が伝送路を伝わって終点に到達し、受信素子（CPUやMeomeryなどの大小さまざまなIC）で動作しようとするとき、信号線自体の「特性インピーダンス」を 端子素子の内部電子インピーダンスと一致させなければならない。専門用語では、「命令を正しく実行し、ノイズの干渉を減らし、間違った動作を避ける 」という意味である。一度マッチングに失敗すると、「送信側 」に向かって少しエネルギーが跳ね返り、反射ノイズ（Noise）のトラブルが発生する。.

2.設計者が伝送線路自体の特性インピーダンス（Z0）を28Ωに設定した場合、端子制御の接地抵抗（Zt）も28Ωとし、伝送線路がZ0を維持し、全体の設計値28Ωを安定させるように補助する必要があります。このZ0=Ztのマッチング状況においてのみ、信号伝送は最も効率的となり、その「シグナル・インテグリティ」（信号の完全性、信号品質の特別な用語）も最良となる。

特性インピーダンス

1.伝送線路アセンブリの信号線において、信号の矩形波が高レベルの正圧信号とともに前進するとき、理論的にはそれに最も近い基準層（グランド層など）が必要である。電界によって誘起された負圧信号がそれに随伴し（正圧信号の帰還経路に等しい）、全体としてループ系を完成させることができる。もし「信号」が前方に移動し、その飛行時間が一時的に凍結されれば、「信号」が何を被ったか想像がつくだろう。

信号線、誘電体層、基準層が示す瞬時のインピーダンス値（Instantanious Impedance）に対して、これがいわゆる「特性インピーダンス」である。したがって、「特性インピーダンス」は、信号線の線幅（w）、線厚（t）、誘電体の厚さ（h）、誘電率（Dk）と関係しているはずです。

2.インピーダンス整合不良の結果 高周波信号の「特性インピーダンス」(Z0)という原語は非常に長いので、一般に「インピーダンス」と呼ばれている。読者は注意しなければならないが、これは低周波交流（60Hz）線（伝送線路ではない）に現れるインピーダンス値（Z）と全く同じではない。デジタル・システムでは、伝送線路全体のZ0を適切に管理し、一定の範囲内（±10﹪や±5﹪）に制御すれば、この良質な伝送線路がノイズを低減し、誤動作を防ぐことができる。. ただし、上記マイクロストリップ線路のZ0の4変数（w、t、h、r）のうち、1つでも信号線に隙間があるなど異常があると、元のZ0が急に上昇する（上式のZ0とZ0参照）。Wは事実に反比例している）、原因安定性と均一性を維持し続けることはできません（連続）、信号のエネルギーは必然的に進歩の一部が、反発反射の欠如の一部が発生します。このように、ノイズや誤動作を避けることはできません。例えば、花に水をやるためのホースが突然踏まれ、ホースの両端に異常が発生した場合、ちょうど前述の特性インピーダンスのマッチング不良の問題を説明することができます。

3.インピーダンスマッチングが悪いと、上記のようなノイズの信号エネルギーが跳ね返り、本来の良質な矩形波信号がすぐに異常に出てしまう（つまり、ハイレベルの上方向へのオーバーシュート、ローレベルの下方向へのアンダーシュート、2回目の追従リンギング）。このような高周波ノイズがひどいと誤動作の原因になり、パルス速度が速いほどノイズが多くなり、ミスしやすくなります。

以上、PCB設計における伝送線路の端子制御技術についてご紹介しました。IpcbはPCBメーカーとPCB製造技術も提供しています