JESD204におけるリターン・ロスの意味と役割

計測のためのA-Dコンバータ実装術

JESD204の目標アイ・パターン


図1　リターン・ロスが大きいほど入力信号が反射せずに伝送されていることを意味する．理想は，S11$はゼロ，リターン・ロスはマイナス無限大．画像クリックで動画を見る．または記事を読む．［著］藤森弘己詳細：［VOD］高速＆エラーレス！5G×EV時代のプリント基板＆回路設計 100の要点

JESD204インターフェースでは，高速な差動信号伝送が行われるため，信号品質の評価指標としてリターン・ロスが重要です．リターン・ロスは，Sパラメータの1つである$S_{11}$を使って定義され，以下のように表されます．

$RL = 20 \log_{10}（|S_{11}|）$

リターン・ロスが大きいほど，入力信号が反射せずに伝送されていることを意味します．理想的には$S_{11}$はゼロ，リターン・ロスはマイナス無限大です．実際には材料，配線，構造の影響により一定の反射は避けられないため，規格に沿って許容範囲が定められています．

JESD204B仕様書には，受信側のリターン・ロスに関する詳細な要件が記載されています．仕様の中では，周波数帯ごとに必要なリターン・ロスの下限値が決まっており，これにより反射の影響を最小限に抑え，データの損失やビット・エラーを防止します．

仕様書には以下のような特徴があります．

これらの値は配線設計や材料選定の指針として利用されます．すべてを暗記したり手計算したりする必要はなく，設計段階での確認用データとするのが一般的です．

設計者が実際にリターン・ロスの数値を細かく計算することは少なく，代わりにCADツールや電磁界シミュレータを使って，設計の初期段階で材料や構造の妥当性を確認します．

たとえば，FR4のような基板材料を使用する際には，使用する周波数帯において目標のリターン・ロスを満たすかどうかを検証する必要があります．ストリップ線路構造とマイクロストリップ構造では，伝送特性が異なり，リターン・ロスの値にも違いが生じます．

次のような観点でリターン・ロス特性を事前に確認しておくと，後の不具合を避けやすくなります．

JESD204Bの規格値と設計対象の伝送特性を比較し，目標のリターン・ロスが確保できているかを検証することが，安定したA-Dコンバータ実装にとって重要です．

1979年　芝浦工業大学　通信工学科卒業
同年　Analog Devices of Japan Inc に入社（後にアナログ・デバイセズ株式会社）同社にてアナログ・モジュール開発，Mixedシグナル・テスタのテスト・モジュール開発、高速リニア・カスタム集積回路の開発サポート，汎用リニア製品マーケティング等を担当．