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FAQ 1008812 : インピーダンス(Impedance)

直流に対する電気抵抗をR(Resistance:Ω)で表しますが、交流に対する電気抵抗はZ(Ω)で表し、これをインピーダンスと呼びます。
ある信号線について、進行方向にはRだけでなくインダクタンスL(H)も寄生し、またグランドや他の信号線に対してはキャパシタンスC(F)が、それぞれ寄生します。



虚数j(j2=-1)を縦軸とする複素数で表現すると、LのインピーダンスはjωL、Cのインピーダンスは-j(1/ωC)となります(ω=2πf)。
このため、直流(f=0Hz)に対しては、Lのインピーダンスは0、Cのインピーダンスは無限大となります。
また交流に対しては、周波数fが高くなるにつれて、Lのインピーダンスが大きく、Cのインピーダンスが小さくなります。
なお、LとCの合成インピーダンスj(ωL-1/ωC)をリアクタンスと呼びます。一般にインピーダンスと呼んでいるのは、実数部であるRと虚数部であるリアクタンスを合成したものです。



AB間の伝送線と対グランド間の寄生要因を簡略化して下図のように考えると、進行方向には(R+jωL)、グランドに対しては(R+j(ωL-1/ωC))のインピーダンス特性となります。



このため、直流については、AB間のインピーダンスが実数部のRだけで、グランドに対しては絶縁状態となります。
また、交流については周波数が高いほど、AB間の抵抗が大きくなり、さらにグランドに対するCの抵抗が小さくなって、信号が減衰しやすくなります。

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