【電気信号と反射】

ケーブルを伝わる電気信号を"波形"に置き換えて考えた場合、終端側へ進むにつれ抵抗値が変わると先に進んだ波形は徐々に形が変化してしまいます。 変化した波形はやがて終端側で一部反射して波形自体を崩してしまい、本来の伝送力を発揮できない状態に陥ってしまいます

この反射を回避するためケーブル末端側に抵抗器を装着して不要なエネルギーを消費させる終端抵抗(ターミネーター)を装着させる方法があります

【特定インピーダンス】

ケーブルなど導体を流れる電気の量は電線自体の太さ/間隔/絶縁体の誘電率で決まります。しかしケーブル自体わずかに抵抗があるためケーブルが長いほど抵抗値(インピーダンス)が上昇し、電気波形が変化・反射します。 上記の終端抵抗の対策だけでなくケーブル自体も同じ抵抗値に設計する必要があります。ケーブルの芯線とシールド線間の抵抗値を理論上"同じ"にすると全体的なバランスを図るができます。 これを特定インピーダンスといい、ケーブルの長さに関係なく終端反射を防ぎ理想的な波形を保ちながら伝送することが可能です

【代表的なケーブルとインピーダンス値】

●同軸ケーブル➝50Ω(通信/測定/高周波機器)、75Ω(映像信号)

●ツイストペアケーブル➝100～120Ω(イーサネットLAN/USBなど)

●平衡ケーブル➝90/100/110Ω(音響/音声)

ケーブルだけではなく回路なども全てインピーダンス値があり、抵抗を整合しながら設計します。これをインピーダンス整合(またはインピーダンスマッチング)といいます

【関連項目①】同軸ケーブルとは

【関連項目②】RCA端子/プラグとは

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