コモンインピーダンスと差動インピーダンスの相乗平均

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evenモードとoddモードの特性インピーダンスの相加平均を

とおくと、恒等式としてeven/oddモードの特性インピーダンスは次式のように表せる。

一方、「ボード設計者のための分布定数回路のすべて」(碓井有三)では相乗平均(geometric average)が使われており、

とおくと、oddモードとevenモードの特性インピーダンスは

と見た目の違う恒等式になる。

ここまでは単なる恒等式だが、差動とシングルエンドのインピーダンスの定量的関係で見たように、ξは信号線間の結合の強さを表すクロストーク係数で0<ξ≦1、相加平均Z0は、TEM波を仮定すれば、シングルエンドのインピーダンスに等しいという物理的意味があった。では、evenモードとoddモードの特性インピーダンスの相乗平均Zgにはどんな物理的意味があるのだろうか

これは、evenモードとoddモードの反射係数で考えるとわかる。

まず、差をとってみると

物理的な意味からZ-<Z+だったからRをどのように選んでもΓ+-にはできないが、実はΓ+=Γ-にはできる。すなわち

だから、終端抵抗Revenモードとoddモードの特性インピーダンスの相乗平均Zgに等しくなるように選ぶとΓ+=Γ-になる。

+-にすることを整合終端するというそうだが、どんなご利益があるのか次項で見てみる。


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