インテグリティな技術コラム(11) ―― クロストーク・ノイズと二つの異なる伝送モード

●線路パラメータを求める

　ソルバ（電磁界解析ソフトウェア）を用いて，図1のプリント配線板の断面構造から線路パラメータを求めると，以下の式が得られます．

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　これらのパラメータから，特性インピーダンスと伝搬遅延の値は以下のようになります．

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　すなわち，先に波形から求めた値と同じになりました．

●3本線路や4本線路ならどうなる？

　さて，3本線路や4本線路ならどうなるか，という疑問は置き去りにしてきました．少しややこしいので，興味のある方だけ以下をお読みください．

　3本線路なら，3種類のモードの波が存在することは容易に想像できます．図1の断面図にもう一つ線路が追加された場合，すなわち，線路(1～3)に対して各モード(a～c)のベクトルの絶対値が1になるように選ぶと，各線路の信号は図5のようになります．各モードは右行波と左行波とから構成されます．モードaは，2本線路のコモンに似ています．モードbは，外側の2本だけにディファレンシャルに似たモードが伝わります．モードcは，中央の線路と外側2本との間でディファレンシャルに似たモードとなります．

図5　3本線路の線路パラメータの例

　4本線路の場合，さらに1本の線路を追加すると，図6のようにモードも4種類になります．モードaは2本線路のコモンに似たモード，モードbは外側同士でディファレンシャルのようなモード，モードcは内側同士でディファレンシャルのようなモード，モードdは外側の2本と内側の2本とでディファレンシャルのようなモードとなります．

図6　4本線路の線路パラメータの例

　これが分かって何の役に立つのかと思われるかもしれませんが，差動信号のクロストークを解くためには，4本線路を解く必要があります．これについては次回に述べる予定です．

うすい・ゆうぞう
シグナル インテグリティ コンサルタント
http://home.wondernet.ne.jp/~usuiy/