EMI対策　～伝送線路3（インピーダンス1）～

#059　EMI対策　～伝送線路3（インピーダンス1）～

2019年8月21日

今回は、インピーダンスのお話です。

前回扱っていたマイクロストリップ線路を用いた伝送線路(左下)について、インピーダンスで表現した図を右下に示しておこう。この伝送線路は下記３つのインピーダンスで構成されておる。 ①ドライバの出力インピーダンスZ_O ②マイクロストリップ線路の特性インピーダンスZ ③レシーバの入力インピーダンスZ_i

Z_O、ZにZ_i と、求めるものが３つもある上に、難しそう。。。どうやって求めるんですか？？

まず最初に、ドライバ内部はC-MOS構成であることを前提に話そう。 ①ドライバの出力インピーダンスZ_Oは、C-MOSゆえにHighレベル(P-MOS)とLowレベル(N-MOS)の２つの出力インピーダンス(Z_OHとZ_OL)がある。

出力インピーダンスの求め方として、部品メーカのホームページにアップロード(下図参照)されているIBIS(Input/Output Buffer Information Specification の略)モデルを使った算出方法を紹介しよう。 IBISモデルは、デジタル回路の伝送線路解析(シグナルインテグリティ)に使うための基礎となるデータなのじゃ。この基礎データには「プルアップ」と「プルダウン」の測定項目があり、そこからドライバの出力インピーダンスを算出することができるのじゃ。

引用：東芝デバイス＆ストレージ株式会社　URL：http://toshiba.semicon-storage.com/jp/product/logic/detail.74LCX244FT.html

IBISモデルのファイルからドライバーの出力インピーダンスを求める方法は、初耳だわ。どのように使えばよいですか？

まずIBISモデルのファイルのうち、「　Pulldown　」の項目を探し出し、縦軸を電流[mA]横軸を電圧[V]で示したグラフを作ってほしいのじゃ。このグラフは、Low出力を担っているN-MOS側の出力特性を示しておるのじゃ。
グラフから電圧が0V付近の線形性が得られている領域での⊿V/⊿Iの関係が出力インピーダンスZ_OLになるのじゃ。

昇平博士、下のようなグラフが得られました。 Z_OL は、12.2Ωです。

次にIBISモデルのファイルから、「　Pullup　」の項目を探し出し、縦軸を電流[mA]横軸を電圧[V]したグラフを求めてほしいのじゃ。このグラフは、High出力を担っているP-MOS側の出力特性を示しておるのじゃ。

昇平博士、PullupのグラフですがPulldownの右肩上がりの傾きに対して、右肩下がりになっています。

なみりん、よく気がついたね。 ●Pullupで記載されているIBISモデルの電圧は電源電圧VCCの時に0Vと決めておるので電源電圧VCC(ここでは3.3V) - IBISモデルの電圧値　にて電圧変換した後に、グラフにするのじゃ。 ●グラフにおいて電圧が3.3V付近の線形性が得られている領域での⊿V/⊿Iの関係が出力インピーダンスZ_OHになるのじゃ。