高速ケーブルアッセンブリの主な損失

挿入損失、リターンロス、VSWRは、高速Twinaxialおよび細線同軸ケーブルアッセンブリでの重要な性能指標です。高性能な細線同軸ケーブルは、高速アプリケーションにおいて優れたシグナルインテグリティと損失の低減をもたらします。I-PEXでは、高性能なCABLINE細線同軸およびTwinaxialケーブルアッセンブリを提供することに誇りを持っています。自動化されたアッセンブリプロセスを使用して構築し、完成品の各々で一貫した高品質・低損失を保証します。

 

挿入損失とは、簡単に言えば、送信側から受信側へ同軸媒体中で熱として失われる高周波信号の量です。中心導体が細いほど挿入損失は大きくなり、同様に同軸ケーブルが長いほど挿入損失は大きくなります。同軸ケーブルの挿入損失は、ケーブル全長が長くなるにつれて増加します。また、中心導体のサイズが同じであっても、周波数が高くなると表皮効果により挿入損失が増加します。表皮効果とは、高周波の交流信号の多くが導体表面に集まり、中心導体の有効断面積が減少することで、信号損失が増加する現象です。
記事:細線同軸ハーネスジャンパー接続と低伝送損失基板接続の伝送優位性比較

 

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Effect of F挿入損失に対する周波数(サイズは同じ)の影響
Main Losses_2
サイズ/ゲージ(長さは同じ)の挿入損失への影響

 

参考までに、各種サイズの細線同軸ケーブルの挿入損失性能をグラフに示します。一般的に、細線同軸ケーブルはFPC/FFCに比べて中心導体の電界に対する断面積が大きく、インピーダンスを同じ値に保つことができるため、細線同軸ケーブルの挿入損失を最小限に抑えることができます。

 

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リターンロスとは、同軸媒体の送信側と受信側のどちらかからの反射による信号損失のことです。これらの反射は、コネクタ、ケーブル、アッセンブリ内のインターポーザーPCBなど、同軸媒体のすべてのコンポーネントのインピーダンス不整合によって引き起こされます。挿入損失と同様に、反射損失も一般的に周波数が高くなるにつれて増加しますが、同軸ケーブルの長さによって大きく変化することはありません。ケーブルアッセンブリのインピーダンスが均一で整合されていれば、リターン・ロスは低くなります。

インピーダンスのミスマッチによる信号の反射も信号の減衰を招き、同軸ケーブル全体に定在波が発生します。この現象は電圧定在波比と呼ばれます。VSWRは、高周波相互接続媒体の重要な性能パラメータであり、VSWRが高い場合、データ損失の原因となる重大な信号損失につながる可能性があります。
挿入損失を低く抑えるためには、適切なサイズと長さの同軸ケーブルハーネスを選択することが重要です。また、すべてのコンポーネントのインピーダンスを密接に一致させ、媒体のリターン・ロスおよびVSWRを最小限に抑えるために、アッセンブリハーネス内で同軸ケーブルを正確に切断、ストリップ、取り外し、端末処理することが重要です。

また、細線同軸ケーブル、Twinaxケーブルともに、外部導体が電磁シールドとして機能するため、中心導体で伝送される電気信号は外部からの電磁波(電磁ノイズ)の影響を受けにくくなります。また、外部導体のシールド効果により、信号線間のクロストークを低減する効果もあります。

 

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