[ 伝送線路 ] [ 集中定数と分布定数 ] [ 伝送線路の分布定数 ] [ 終端負荷と反射 ] [ デシベル ] [ 反射量の表し方 ]

前回は、チップ抵抗の周波数における、等価回路モデルの違いについて説明しました。今回は、伝送線路の分布定数モデルについて説明します。

図(a)は、伝送線路の分布定数回路モデルです。

(注記：このモデルは、線路を伝わる信号の波動方程式から等価的に求めたものです。これについて詳細に述べることは、基礎講座の意図から外れますので、ここでは説明しません。ご興味のあるかたは、専門書をご参照ください。)

図(a)では、RとG成分があるため、信号は減衰します。理想的に、減衰がないと考える場合には、図(b)のモデルを使用します。

図(a)　伝送線路等価回路モデル

図(b)　無損失伝送線路等価回路モデル

周波数が高いと、信号を通すだけの線路も、このようなモデルが連なっていると考えなくてはいけません。R、G、L、Cの影響があるため、低周波に比べ、信号が伝わりにくいことが分かります。

信号のエネルギーを効率良く伝えるためには、伝送線路に損失がなく、どこでも同じインピーダンスになっている必要があります。この、同じインピーダンスになっている状態を、インピーダンスのマッチングが取れている、と言います。

伝送線路がどこでも同じインピーダンスになっている場合、そのインピーダンスのことを、伝送線路の特性インピーダンスと言います。通常、特性インピーダンスはZ0で表記します。特性インピーダンスは以下の式で求めることが可能です。

特性インピーダンスでマッチングが取れているときに、信号のエネルギーを最も効率良く伝えることが出来る、と述べました。では、マッチングが取れていない場合には、どのような現象が起こるのでしょう。　実際には、信号はミスマッチの部分で反射して返ってきます。

次回は、伝送線路に色々な負荷を接続した場合に、どのような反射が起こるのかについて説明します。

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