TTL回路間のインピーダンスマッチングについて

このQ&Aのポイント
  • TTL回路間のインピーダンスマッチングについて教えてください。
  • TTL回路を50オームの同軸線でつなげる際に、抵抗を付ける必要はあるのでしょうか?
  • 望ましい回路構成や抵抗の具体的な設計について教えてください。
回答を見る
  • ベストアンサー

インピーダンスマッチング? TTL回路間

TTLの回路とTTLの回路を50オームの同軸線(BNC接続、1m位)でつなぎたいです。 送り出す信号は、最高で2MHz位です。 受ける側は既製品です。送り出す側に抵抗等を付けると良いのでしょうか? 抵抗を入れるとしたら、 以下のような回路は好ましくなく(□は抵抗です)、         Vcc         |          □         |        TTL------------◎BNC接続部         |          □         |               GND 以下のような回路が望ましい(50オームのダンピング抵抗?)  TTL-----□------◎BNC接続部 と本やネットに書いてありました。素人で全く分かりません。 どなたか助言いただけると幸いです。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • tance
  • ベストアンサー率57% (402/704)
回答No.1

2MHzというのは信号の繰り返し周波数のことですね。一般的には2MHzの信号を 1mの同軸ケーブルで伝送する場合、インピーダンスマッチングがとれていないくても 問題ないと言われています。というのは、インピーダンスマッチングがとれていなくて 反射があっても1mの往復にかかる時間がせいぜい10nsecくらいで2MHzの周期 500nsecに比べ短いからです。 でも、実際はそうはいきません。繰り返し周期は500nsecでも、信号の立ち上がりは もっとずっと短いからです。そして、10nsecの反射によるリンギングはTTLを誤動作 させる可能性が十分あります。 そこで、やはりインピーダンスマッチングが必要となるのですが、大げさに スミスチャートを描いて・・・というほどの必要はありません。 もしTTLの出力インピーダンスが0に近いとしましょう。そして、出力に直列に50Ω の抵抗を入れたとしましょう。ケーブルとこの50Ωのつなぎ目ではインピーダンス マッチングはとれていることを覚えておいてください。次に信号が受信端に到着 したときにケーブルとTTL入力との間で反射しますが、戻った反射波は上記の50Ω のところまで来ると反射せずに吸収されてしまいます。つまり反射は1往復だけ となります 反射が一応複だけだと受信端ではリンギングになりません。送信端では波形は 崩れますが受信端の波形は奇麗です。あとは振幅の減少に注意が必要です。 ケーブルの静電容量への充放電を直列抵抗で緩和するための抵抗だという 解釈もありますが、立ち上がりがなまるほどの高抵抗を入れた場合はそのような 解釈で良いですが、その場合は受信TTLに対し十分な振幅が得られないでしょう。 TTLの出力インピーダンスは高周波領域でどのくらいかはなかなかデータが ありません。経験的には20Ω弱のように思われます。なので、上記の50Ωという 値はその分減らしておく必要があります。実用的には33Ωくらいがベストでしょう。 念のため、この信号が分岐している場合は話しはずっと複雑になります。上記は 分岐が一切ない場合の話しです。特に送信端から分岐しているときは大変です。 受信端での分岐は、分岐にしないで「じゅずつなぎ」とする方が減少がシンプルに なります。

zep5200
質問者

お礼

tance様  詳しく教えていただき、ありがとうございました。非常に勉強になりました。 早速試してみます。       

関連するQ&A

  • カウンタ回路について

    現在カウンタIC(74161)を使用し、4ビットをLEDに出力する簡単なカウンタ回路を製作しています。 今のところ74HC161のでは動作させる事は出来たのですが、74LS161を使用した回路がうまく動作してくれなくて困っています。 どちらの回路もほぼ同じ構成で、違うのはLEDのところに入れている抵抗ぐらいです。 オシロスコープで確認してみたところ、出力にデータシートで書いてくれているだけの電圧(TTL時予定2.7V、実際0.6V程度)が出ていませんでした。 入力側のピンにもVCCで5Vを抵抗100kΩ通し電圧をかける予定なのですが0.6V程度しか電圧がきてませんでした。その代わりリセットのところへ残りの電圧がかかっていました。 やはり同じシリーズといってもTTLとCMOSは同じ回路で使用は出来ないのでしょうか? どのような対処をすれば動作させる事ができそうでしょうか? ご回答どうぞよろしくお願いします。 ちなみに、 74161のピン配置 1.CLR(反転)  16.VCC 2.CK       15.CO 3.A        14.QA 4.B        13.QB 5.C        12.QC 6.D        11.QD 7.ENP      10.ENT 8.GND      9.LOAD(反転) VCC(5V)より100kΩを通し、 3,4,5,6,7,9,10,16番ピンに。 CK(2ピン)はファンクションジェネレータ(CMOS時0~4V、TTL時0~3Vあたり)に。 リセットピンはスイッチにつなぎ片側オープンもう一方をGND、リセットとスイッチの間にVCCより100kΩを通し接続。 LEDへの出力の11~14ピンは抵抗(CMOS時520Ω、TTL時80Ω)を通しLED(VFは2.3)へ。 ICのVCC(16ピン)付近にコンデンサ(0.1u)を入れGNDへ。 COは今回使用する予定がないので何もつないでいません。 ICのGND(8ピン)をLEDのカソードをGNDへ。 AAでうまく回路を書けそうになかったので文章説明にしてしまいました。。。 分かりづらいと思いますが、ご回答いただければ幸いです。

  • フォトカプラを用いたフローティング回路について

     グランドからフローティングの状態のTTL信号作りたいのですが、どうやったらよいか自信がありません。  ファンクション・ジェネレータ(FG)からのパルス(50msの矩形波)を一旦フォトカプラを用いた回路を介し、負荷側にTTL信号送ろうと考えています。  出力の負荷からの影響をなくすためにフォトカプラを使えばよいことはわかったのですが、2次側をフローティングにすることができません。現在以下のように2次側の回路を考えていますが自信がありません。 *********************************************  +5V  │  │  ┤  |  |─────B端子(+)  |  |─100ohm─A端子(-)  |  GND ┤をフォトカプラの2次側トランジスタ 100ohm=100オームの抵抗      として描いています。 *********************************************  ここでベースに信号が入ったときにだけ、端子A-B間にフローティングで5Vの電圧ができればと考えています。  考えた回路ではB端子がGNDに落ちているのでフローティングではない気がするのですが、どうしたらGNDから浮かすことができるかどうかわかりません。 なにとぞアドバイスとお願いいたします。

  • バイアス回路の抵抗

    こんにちは、トランジスタ回路について情報収集していた際にトランジスタ1石のバイアス回路で、以下のような回路を見かけました。    Vcc    |    |    |    Rc    |    |    コレクタ    |    | ----------Rb----ベース----  ↑  |    |    | | |   | エミッタ | |  Rb1 | | Rb2  |  | Vin | |  Re | | |  |  | |    | | GND  GND   GND  GND     この回路でRc=コレクタ抵抗、Re=エミッタ抵抗、Rb=ベース抵抗、Rb1=プルダウン抵抗だと思うのですが、Rb2が分かりません。これは何という名称なのか、どんな意味があるか教えてください。 解説してあるサイト、本があれば教えていただけると助かります よろしくお願いします

  • OPアンプ回路のインピーダンスマッチングで困っています

                |\  V+ ─ R1 ┬──┤+  \Rout         R2   |     >─┬─ Vout = ( R2/R1 )*( V+ - V- ) GND(0V) ┘  ┌┤-  /   |           │ │/     │ V- ─── R1 ┴── R2 ──┘ FPGAからLVDS出力する V+:内部(出力)抵抗100Ω V-:内部抵抗100Ω オペアンプの入力抵抗値 Rin-:45Ω Rin+:700kΩ オペアンプの出力抵抗 Rout:10Ω(100Mhz使用するため。オペアンプの仕様書参照) RL(Vout)の入力抵抗値:50Ω 以上の条件で V+:矩形波100MHZ _| ̄|_| ̄| (0101...)0が0V,1が1V V-:矩形波100MHZ ↑の逆位相| ̄|_| ̄|_(1010...)0が0V,1が1V の入力を行い、出力側(Vout)に-1、1、-1、1といったように±に振れている信号を作りたいと考えています。 この回路を作成するにあたり、インピーダンスマッチングを行う必要があるのですが(高周波を使用するため)、オペアンプの差動増幅回路の機能Vout = ( R2/R1 )*( V+ - V- )を保ちつつ、抵抗のみでインピーダンスマッチングしたいのですが、、、、うまくいきません。 ( R2/R1 )を意識しなければマッチングはできるんですが、 差動増幅回路の機能を維持できません。 どうぞご教授よろしくお願いいたします。 OPアンプ仕様書 MAXIM社 MAX4225 ​http://pdfserv.maxim-ic.com/jp/ds/MAX4223-MAX4228_jp.pdf#search='​MAX4225'

  • OPアンプ回路のインピーダンスマッチングで困っています

                |\  V+ ─ R1 ┬──┤+  \Rout         R2   |     >─┬─ Vout = ( R2/R1 )*( V+ - V- ) GND(0V) ┘  ┌┤-  /   |           │ │/     │ V- ─── R1 ┴── R2 ──┘ FPGAからLVDS出力する V+:内部(出力)抵抗100Ω V-:内部抵抗100Ω オペアンプの入力抵抗値 Rin-:45Ω Rin+:700kΩ オペアンプの出力抵抗 Rout:10Ω(100Mhz使用するため。オペアンプの仕様書参照) RL(Vout)の入力抵抗値:50Ω 以上の条件で V+:矩形波100MHZ _| ̄|_| ̄| (0101...)0が0V,1が1V V-:矩形波100MHZ ↑の逆位相| ̄|_| ̄|_(1010...)0が0V,1が1V の入力を行い、出力側(Vout)に-1、1、-1、1といったように±に振れている信号を作りたいと考えています。 この回路を作成するにあたり、インピーダンスマッチングを行う必要があるのですが(高周波を使用するため)、オペアンプの差動増幅回路の機能Vout = ( R2/R1 )*( V+ - V- )を保ちつつ、抵抗のみでインピーダンスマッチングしたいのですが、、、、うまくいきません。 ( R2/R1 )を意識しなければマッチングはできるんですが、 差動増幅回路の機能を維持できません。 どうぞご教授よろしくお願いいたします。 OPアンプ仕様書 MAXIM社 MAX4225 ​http://pdfserv.maxim-ic.com/jp/ds/MAX4223-MAX4228_jp.pdf#search='​MAX4225'

  • OPアンプ回路のインピーダンスマッチングで困っています

                |\  V+ ─ R1 ┬──┤+  \Rout         R2   |     >─┬─ Vout = ( R2/R1 )*( V+ - V- ) GND(0V) ┘  ┌┤-  /   |           │ │/     │ V- ─── R1 ┴── R2 ──┘ FPGAからLVDS出力する V+:内部(出力)抵抗100Ω V-:内部抵抗100Ω オペアンプの入力抵抗値 Rin-:45Ω Rin+:700kΩ オペアンプの出力抵抗 Rout:10Ω(100Mhz使用するため。オペアンプの仕様書参照) RL(Vout)の入力抵抗値:50Ω 以上の条件で V+:矩形波100MHZ _| ̄|_| ̄| (0101...)0が0V,1が1V V-:矩形波100MHZ ↑の逆位相| ̄|_| ̄|_(1010...)0が0V,1が1V の入力を行い、出力側(Vout)に-1、1、-1、1といったように±に振れている信号を作りたいと考えています。 この回路を作成するにあたり、インピーダンスマッチングを行う必要があるのですが(高周波を使用するため)、オペアンプの差動増幅回路の機能Vout = ( R2/R1 )*( V+ - V- )を保ちつつ、抵抗のみでインピーダンスマッチングしたいのですが、、、、うまくいきません。 ( R2/R1 )を意識しなければマッチングはできるんですが、 差動増幅回路の機能を維持できません。 どうぞご教授よろしくお願いいたします。 OPアンプ仕様書 MAXIM社 MAX4225 ​​http://pdfserv.maxim-ic.com/jp/ds/MAX4223-MAX4228_jp.pdf#search='&a...​MAX4225'

  • インピーダンスのマッチングとダンピング抵抗

    TTLの信号を1メートル程度ケーブルで延長して、ICと通信したいのですが、そのままでは、オーバーシュート、アンダーシュートが出てしまうので、出力側にダンピング抵抗100Ω程度を付けると、ある程度取れますが、電圧降下(Hiレベルが3.6V)します。終端抵抗のプルアップ+プルダウンで電圧降下を回復できるのでしょうか? その場合の抵抗は一般的には、どの程度の抵抗値が妥当なのでしょうか? 宜しくお願いします。

  • TDA7000の入力インピーダンスについて

    30年以上前に登場したTDA7000というワンチップFMラジオ用のICを使って、60MHz帯の受信機を作っています。 アンテナは75Ωの同軸ケーブルを使って、データシートから抜粋した下図の回路でICの13PINに入力したいのですが、13PIN-GND間の60MHz帯におけるインピーダンスはどのくらいなのか疑問に思いました。                            図では直列に75Ωの抵抗が入っていますが、この抵抗は信号発生器内の内部抵抗でしょうか? であるなら、13,14PINに接続されたコンデンサのインピーダンス分も含め、入力インピーダンスは、75Ωくらいなのでしょうか? 一方でIC内部は13PINと14PINの間に700Ωの抵抗が2本直列接続されており、接続点に1.4Vが供給されています。なんとなくですが、13PIN-GND間のインピーダンスは700Ωくらいではないかとも考えました。 実際のところどのくらいなのでしょうか? ご教授よろしくお願いします。

  • インピーダンス整合

    ファンクションジェネレータから電子回路に信号を入力する場合、 インピーダンス整合が必要であると聞きましたが、 どのように整合をとるのでしょうか。 ファンクションジェネレータには50Ωと表記があります。  FGからの信号⇒○-----------⇒回路                 |                 く 抵抗                 く 50Ω                 く                 |                 GND    というふうに50Ωの抵抗を回路側に並列に接続すればよいのでしょうか。 宜しくお願い致します。

  • LED点灯回路

    LED点灯回路 ***************************************************** LED SLR-56VC ( 2.0V / 20mA ) == LED破損防止降下設定 ========>> ( 2.0V / 10mA ) ***************************************************** 計算式 抵抗値( 400 Ω )=( 電源電圧( 6.0 V )-LED電圧( 2.0 V )÷LED電流( 20mA ) 回路(理論値)(LED/2.0V/10mA) (VCC 6.0V)---(200Ω)---(200Ω)--- "(LED/2.0V/10mA)" ---GND ***************************************************** 実測値 (VCC 6.18/V)---(200Ω)---(198Ω)---(LED/1.80 V /14.8 mA)---GND DIGITAL MULTIMETER / DT-830B そこで抵抗を増やして見た。 各抵抗の実測値 (VCC 6.18/V)---(200Ω)---(198Ω)---(111Ω)---(76Ω)---(LED/1.74 V /10.04 mA)---GND ***************************************************** 抵抗4個を直列にして前後端をテスタ-端子をボ-ド穴に差し込んで計測したら584Ω 実測値 ( VCC 6.18/V )---( 584Ω )---( LED/1.74 V /10.04 mA )---GND LED電流は目標値に到達、、、 ***************************************************** もしかして。”LED SLR-56VC ( 2.0V / 20mA )” では無いLEDなのでしょうか?