アナログウェア第2号

2017年6月9日発行

取りこぼしなし!  ビッグデータ瞬間移動のからくりとノイズ処理

【No.2】 8K映像/USB3.1対応! ケーブル&コネクタ10Gbps伝送技術

著者:日本航空電子工業(株) 池田 浩昭

内容見本(PDF)

 近年,USBやHDMIをはじめとして,ギガビット級のディジタル信号を伝送する規格が民生品用途に多く使われています.ギガビットの信号伝送は,測定方法や伝送方法が規格によって異なるので,ビット・レートが同じ信号でも伝送できるケーブルの長さや太さが異なります.
 本稿では,パソコンで利用されるDisplayPortやUSB3.0,3.1テレビとブルーレイ・プレーヤの接続に使うHDMIの構造や特性を実験解説します.ディジタル信号伝送規格を読み解くために必要な,測定方法,測定機器(ネットワーク・アナライザ,TDRオシロスコープ),測定値(Sパラメータ)についても解説します.


特集
1999年に誕生し民生パソコンに採用された1Gbps超の洗練されたハードウェア
第1話 元祖ディジタル画像インターフェースDVIの高速伝送技術

4K対応の18Gbps規格2.0も誕生!  音と映像をたったの1本で
第2話 テレビ用Gビット・インターフェースHDMIの基礎

通信テスト&イコライザ機能で15m先のプロジェクタまで8Gbps伝送
第3話 PCモニタ用Gビット・インターフェースDisplayPortの基礎

12Mbpsが新規格で10 Gbpsに進化!  逆挿しOKのコネクタ形状TypeCも誕生
第4話 パソコンもスマホも!  日用Gビット・インターフェースUSBの基礎

伝送性能,放射ノイズの大きさ,価格,入手性を比べてみる
第5話 ディジタル信号伝送用ケーブルの基礎

コネクタ部での接続構造やシールドの有無で大きく違う
第6話 ディジタル信号の波形はインピーダンスの変化点で乱れる

波形ひずみの原因「反射」「挿入損失」「クロストーク」を測る
第7話 ディジタル信号伝送用ケーブルの種類と伝送性能

一番効くのは挿入損失,次にクロストーク
第8話 ディジタル伝送ケーブルの種類と波形ひずみ

①FFC ②同軸③UTPの3大メジャーに1Gbps超を流し込んでみる
第9話 ディジタル伝送ケーブルから飛び出るノイズのふるまい

隙間を埋めても効果なし,ケーブル選択のほうが重要
第10話 コネクタの金属シェルの放射ノイズ対策効果を実測

ケーブルから放射される同相ノイズを抑えるにはコモン・モード・チョークが有効
第11話 コネクタの金属シェルの放射ノイズ対策効果をシミュレーション

GHz以上で効果あり,帯域によらず効くのはケーブルのシールドと金属シェルの接続
第12話 コネクタ-シャーシ間接続と放射ノイズの関係を実測

シェルとシールドを隙間なく繋いだケーブルを選ぶ.次善の策でコモン・モード・チョークの挿入
第13話 コネクタ-シャーシ間接続と放射ノイズの関係をシミュレーション

対策しにくいのでコネクタ利用がお勧め
第14話 基板からコネクタなしでケーブルを出したときのノイズ放射

信号発生器から出力される差動信号の同相成分と差動成分を実測
第15話 実際の差動信号には同相成分が含まれている

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