Page 16 - 第4部応用事例編ver60_Neat

非接触ICカードの通信インターフェース基本技術 ・直列に挿入した時のインピーダンスの軌跡 直列挿入の場合
インピーダンス整合スミス・チャート2
・スミスチャートへのプロット Ｌ＝０．３μＨ 抵抗R 抵抗成分だけ変わりリアクタンスは変
図のインピーダンスをイミタンスチャートにプロットする例を示す。 わらないので等リアクタンス円上を移動する。
①ＲとＬのインピーダンスを求める。（ｆ＝１３．５６ＭＨｚとする） ・・・・[1] インダクタンスL 抵抗成分は変わらずリアクタ
ンスのみ変わる。挿入リアクタンスLは正なので等
Zin = R + jωL = 10 + j2π ×13.56×106 × 0.3×10−6 = 10 + j25.6 Ｒ＝１0Ω レジスタ円上をリアクタンス増加方向（時計方向）
に移動する。
②インピーダンス [1]式を特性インピーダンス５０Ωで正規化する。 コンデンサC 抵抗成分が変わらずリアクタン
スのみ変わる。挿入リアクタンスは負なので等レ
zin = 10 + j25.6 = 0.2 + j0.512 ・・・・[2] ジスタ円上をリアクタンス減少方向（反時計方向）
50 に移動する。

③チャートにプロットする

Ｒ成分が０．２であるので等レジスタ円（０．２）を探す。この円上を移動して等リアクタンス円（０．５１ ・並列に挿入した時のインピーダンスの軌跡

２）のポイントが１３．５６ＭＨｚの時のＺｉｎポイントとなる。

④上記ポイントのアドミタンスを求め 抵抗R ｺﾝﾀﾞｸﾀﾝｽ成分だけ変わりｻｾﾌﾟﾀﾝｽは
る。チャートから読み取る方法と計 変わらないので等ｻｾﾌﾟﾀﾝｽ円上を移動する。
算から求める方法がある。 インダクタンスL ｺﾝﾀﾞｸﾀﾝｽ成分は変わらずｻ
表からアドミタンスを読むと ｾﾌﾟﾀﾝｽのみ変わる。挿入ｲﾝﾀﾞｸﾀﾝｽのｻｾﾌﾟﾀﾝｽ
は負なので等ｺﾝﾀﾞｸﾀﾝｽ円上をｻｾﾌﾟﾀﾝｽ減少方
yin = 0.65 − j1.7 ・・・・[3] 0.512の等ﾘｱｸﾀﾝｽ円 向（反時計方向）に移動する。
コンデンサC ｺﾝﾀﾞｸﾀﾝｽ成分が変わらずｻｾﾌﾟ
計算で求めると 0.2の等ﾚｼﾞｽﾀ円 ﾀﾝｽのみ変わる。挿入リアクタンスのｻｾﾌﾟﾀﾝｽは
周波数が変化すると 正なので等ｺﾝﾀﾞｸﾀﾝｽ円上をリｻｾﾌﾟﾀﾝｽ増加方向
yin = 1 = 1 この円上を移動する。 （時計方向）に移動する。

zin 0.2 + j0.512

= 1× (0.2 − j0.512) ・チャート移動量から実値に変換するには 並列挿入の場合
(0.2 + j0.512)(0.2 − j0.512) チャート移動量を i とすると、

0.2 − j0.512 0.2 − j0.512 直列にLを入れる場合 × 50
0.22 + 0.5122 0.302 ω
= = i ⋅ Z0 = ωL L = i

= 0.66 − j1.7 ・・・・[4] 直列にCを入れる場合

i ⋅ Z0 = 1 C= 1
ωC i × 50 ×ω

並列にLを入れる場合

i ⋅ Y0 = 1 Y0 = 1 L = 50
ωL 50 ×ω
i
・周波数変化によるインピーダンスの軌跡 並列にCを入れる場合
周波数が変化すると [1] 式のインピーダンスは、等レジスタ円に沿って移 直列接続
動する。周波数変化によってインピーダンスがどのように変化するかは分か 並列接続 i ⋅Y0 = ωC Y0 = 1 C = 50 i ω
るが、ある周波数の時のインピーダンスの大きさは読み取れない。 50 ×
・直列又は並列に部品を接続した場合のインピーダンスの軌跡
チャートの円の中心は、抵抗成分１．０なので５０Ω、リアクタンス成分は Ｌ＝０．３μＨ f = 13.56MHz
ゼロなのでＬ成分とＣ成分ともゼロつまりリアクタンスゼロポイントである。つ Ｒ＝１0Ω ω = 2π f = 85×106
まり反射を無くするには○印のポイントのインピーダンスをチャートの中心
位置に移動すればよい。つまりインピーダンス整合をとると言うことはチャー
トの中心に移動することである。
上記インピーダンスはチャート上の○印のポイントで表されたがその回路に
直列にＬ又はＣ又はＲを接続すると○印のポイントの軌跡は、どうなるか
並列にＬ又はＣ又はＲを接続すると○印のポイントの軌跡は、どうなるか
いずれかの部品を入れて円の中心にきたら、追加した部品を通して見ると１
０Ωと０．３μのインピーダンスが５０Ωに見えるということになる。