終端について

質問

終端について教えてください。
何かの回路図で、ICとICの間の差動信号のライン間に終端抵抗を入れているものがありました。
終端とは、最後入れて反射を防ぐと習ったものですから、イマイチしっくりきません。
このように終端する意味と、ライン間を終端した場合、信号はどのような流れになり、またノイズの原因となるコモンモード信号、ディファレンシャルモード信号はどのように流れになるか教えてください。
よろしくお願いします。

回答No.2

sakadoneko · ベストアンサー

>その反射を防ぐ意味で、ＡＢ間に終端抵抗を入れて反射を防ぐということなのでしょうか。
そうです。

>その場合は、終端抵抗ですべての反射を消費しているのでしょうか。
そうです。

>その点の、信号の流れ方がイマイチしっくりきてません。
終端については、伝送線路について書かれた本またはwebを探すとよいと思います。無線工学とか電磁波工学だと思います。

ケーブルA,Bにはそれぞれインダクタンスと静電容量があります。これらはuH/m、uF/mというふうに単位長あたりいくつと分布していると考えられるので分布常数回路といいます。
ケーブルB側のインダクタンス分をA側にまとめて考えると下記URLのような等価回路になります。このような微少Lと微少Cがたくさんつながっていると考えられるわけです。

いま、特性インピーダンス50Ωの伝送路の右端に70Ωの抵抗をつなぎ、左端に電池をつないだとします。その瞬間、電池は50Ωがつながれたと思って50Ω分の電力を送り出します。70Ωがつながっていることは分からないのです。
進行波が70Ωの抵抗までたどり着くと、その瞬間伝送路の右端は出力抵抗50Ωで70Ωを駆動しようとします。すると解放電圧に対して70Ω/(50Ω+70Ω)に分圧されるため、電圧が上がります。(やはり図がないと説明が難しいですね)
上がった分が反射波になります。50Ωの抵抗がつながっている場合は上がる分が無くなります。

参考URL：

http://www.mogami-wire.co.jp/paper/tline/tline-01.html

回答No.3

sakadoneko

より分かりやすそうなページが見つかったのでご紹介します。

参考URL：

http://www.aa.isas.ne.jp/v-tails/phy/densou.html

回答No.1

sakadoneko

信号線を通す線を伝送線路といい、平衡線路と不平衡線路があります。
平衡線路は2本の同じ形の導体A,Bがあり、AとBには常に逆相の対地電圧・電流を送受します。つまり信号電流がAから出た電流はBへ戻り、Bから出た電流はAへ戻ります。
通常接地線COMも設けますが、静電シールドや直流電位安定化のために使います。信号電流は流しません。

不平衡線路も2種類の導体A,COMがあります。COMは接地して使うので、対地電圧はA側のみで、COM側は0Vです。終端抵抗を付けた場合、電流は平衡線路と同じくAとCOMには常に逆相の電流が流れます。
ところで接地線には他の電流も流れます。例えばスイッチング電源のノイズフィルタの電流が流れたり、他のデジタル通信の電流が流れたりします。COM導体のインピーダンスが0Ωならば良いですが、通常数μH程度のインダクタンスと数十mΩの直流抵抗が存在します。そのインピーダンスに関係ないノイズ電流が流れることによりノイズ電圧が発生し、それが信号に混ざってしまいます。また逆に自分の信号電流がノイズ電圧に化け、他の信号に悪影響を与えます。これがいわゆるグランドループです。またグランドループにより送端の接地電位と受端の接地電位がノイズ電圧分ずれがあることになりますが、これをコモンモードノイズといいます。

平衡線路ならばそれを解消できます。反射を防ぐために終端抵抗を入れる必要があるなら、A,B間に終端抵抗をつなぎます。A-COM、B-COMに半分ずつ終端抵抗を入れてもよいと思われるかもしれませんが、二つの抵抗値にアンバランスがあると、アンバランスにより生じた差の電流がCOMに流れ込むため平衡にした効果が減ってしまうことがあります。

お礼

詳しいご回答ありがとうございます。
私の理解力不足で申し訳ありませんが、一つだけ教えてください。
ＩＣと、ラインのインピーダンスが違えば反射が起きると思います。
その反射を防ぐ意味で、ＡＢ間に終端抵抗を入れて反射を防ぐということなのでしょうか。
その場合は、終端抵抗ですべての反射を消費しているのでしょうか。
その点の、信号の流れ方がイマイチしっくりきてません。
もしよろしければ、補足で説明お願いできないでしょうか・・・。

終端について詳しい文献等ありましたら、教えていただけないでしょうか。