impedance matching(インピーダンス整合)

図1

図2

図3

高周波測定に関する翻訳で”impedance matching(インピーダンス整合)”という言葉がよく出てくる。最近では、デジタル回路(PCのマザーボード、CPUダイ内部、ICパッケージ、USB3.0やPCI Expressなどの高速シリアル・ インターフェイス)も高速になり、インピーダンス整合の重要性が増している。このような高周波回路では、インピーダンス整合がとれていないと、信号源の電力の一部が負荷で反射されて、十分な電力を伝えることができない。また、多重反射が発生し(信号源と負荷の間で繰り返し反射が起こり)、アイ・パターンを悪化させる原因となる(参考:ENAオプションTDRを使用した能動デバイスの効果的なホットTDR測定)。

インピーダンス整合とは、信号源と負荷を接続したとき、負荷で消費される電力が最大になるように、接続することである。そのための回路を整合回路という。インピーダンス整合の条件は、負荷側から信号源を見たときのインピーダンスと信号源側から負荷を見たときのインピーダンスが、互いに複素共役になる場合である。したがって、負荷側からの信号源インピーダンスがZs=Rs+jXsであれば、負荷インピーダンスをZl=Rs-jXsにすれば、最大の電力が伝達される。図で、このインピーダンス整合条件を求める。

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