プリント基板技術者のつぶやき

高速信号関係

終端抵抗

終端は別名:ターミネーターとも言いますが、ケーブルやプリント基板パターンの末端における信号の不要反射を防ぐために抵抗器などによって高周波信号のエネルギーを消費させるものです。

信号の反射とは、ケーブルの接続点やプリント基板パターンの接合点などの何らかの変化点において特性インピーダンスの不連続点が出来てしまうために、エネルギーを100%伝送できずに何%かのエネルギーが信号源側に戻って行く現象です。

戻るだけなら問題無いのですが、戻りの信号が遅延した波形なのでそれが元の信号に加算されて信号波形が崩れる現象が起こります。

インピーダンスマッチングの実施で信号反射を無くす事ができますが、そうするためにはデバイスの入力と出力とプリント基板パターンの特性インピーダンスを正しく合わせる必要があります。

通常の回路でインピーダンスマッチングを行う事は稀なので、主に抵抗を使った終端を行う事により簡易的にインピーダンス整合に近づけて対応します。

終端の方式には、並列終端と直列終端があります。

並列終端は、負荷デバイスの高インピーダンス入力に並列に抵抗を入れてインピーダンス整合に近づけるもので、受け側のデバイスの近くに信号線と電源間および信号線とGND間に抵抗が入っているものです。

テブナン終端などが代表です。

ただし、並列終端は低い抵抗値で電源やGNDとつなぐために電力消費が大きくなってしまいます。

直列終端は、信号源デバイスの低インピーダンス出力に直列に抵抗を入れてインピーダンス整合に近づけるもので、デバイス出力のすぐ後に抵抗が直列に入ります。

ダンピング抵抗の事です。

最近は、直列終端が手軽なために多く使われるようになっています。

ただし、並列終端の方が比較的性能が良いため、特性を気にする重要な部分には並列終端が用いられる事が多いようです。

次回は、等長配線について

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