準TEM波の遠端クロストーク(RS=Z0,RT=∞)
マイクロストリップラインのようにevenモードとoddモードの伝搬速度が異なる場合にクロストーク波形がどうなるかを見てみよう。
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境界条件としては
(1) 受信端はハイインピーダンス(RT=∞) すなわちΓT+=ΓT-=1
(2) evenモードとoddモードの伝搬速度は異なる(τ+≠τ-)
とする。これは終端した結合伝送線路のクロストーク波形(RS=Z0,RT=∞) の項で使った条件と(1)は同じで(2)が異なる。
波形の式は次のようになる。
【能動側】
【受動側】
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この式はこれ以上簡単にはならないので、Functionviewerを使って波形を描いてみる。
能動側の入力波形は、振幅1、立ち上がり時間tr=0.5τの台形波形とし
evenモードとoddモードの伝搬速度とインピーダンスは前項で求めた式でLm/L=0.4,Cm/C=0.3とすると
となり、波形は次のようになる。(赤が能動側、青が受動側)
純粋なTEM波のときと比べると、スパイク状のパルスが発生しているのがわかる。これが遠端クロストーク(Far-end crosstalk(FEXT))である。
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このスパイク状のパルスを詳しくみるために、受動側の波形v2(l,t)において多重反射が起こる前の時間t < 3τ-に注目すると、第2項以降は0なので
TEM波の場合(τ+=τ-)との違いが出るのは、oddモードの第1波が到着してからevenモードの第1波が到着するまでの短時間τ-<t<τ++trである。振幅は0<(1-Γs-)<(1-Γs+)だから、oddモードの第1波が到着(t=τ-)すると能動側と逆の電圧に振られて、evenモードの第1波が到着(t=τ+)すると能動側と同じ側に戻る。すなわち、oddモードとevenモードの到達時間差だけ逆電圧の短パルス(遠端クロストーク)がでる
もし時間差(τ+-τ-)が立ち上がり時間trより小さければパルスの振幅は小さくなる。逆に言えば、遠端クロストークの振幅は平行線長lが長くなるほど大きくなり、tr=(τ+ーτ-)となる長さ l =tr/(1/u+ー1/u-) で飽和する。なお、この遠端クロストーク(FEXT)が飽和する平行線長は、近端クロストーク(NEXT)の飽和配線長(→平行線長とクロストーク)よりもずっと長くなっている。