ADL5961 高速差動信号の配線（PCIe, USB4, HDMI 2.1など）

高速差動信号（PCIe, USB4, HDMI 2.1など）の配線インピーダンス管理において、ADL5961のような広帯域VNAフロントエンドを活用することは、まさに「最先端の基板設計」の領域です。

差動信号は2本の配線のバランスが命であるため、測定には**混合モードSパラメータ（Mixed-mode S-parameters）**という考え方が不可欠になります。

1. なぜ「26.5GHz」という帯域が必要なのか

高速デジタル信号は、データレート（Gbps）の半分以上の周波数成分を含んでいます。

• 例：PCIe Gen5 (32GT/s): 基本周波数は16GHzですが、信号の立ち上がり（エッジ）を正確に捉えるには、その3倍〜5倍の調波、つまり30GHz〜50GHz近くまでの特性が理想的には必要です。

• ADL5961の役割: 26.5GHzまでの帯域があれば、10〜20Gbpsクラスの差動信号の損失（挿入損失）や、反射（リターンロス）を実用レベルで十分に解析できます。

2. 差動インピーダンス測定の仕組み

ADL5961はシングルエンド（1ポート）のデバイスですが、これを2つ（または4つ）ペアで使うことで、差動ペアの挙動を測定します。

• 差動インピーダンス（Z_diff）: 2本の線が100Ωに保たれているか。

• コモンモード変換（S_cd21）: 差動信号がノイズ（コモンモード）に化けていないか。これはEMI（不要輻射）の原因になるため、ICテストや基板検品で最も嫌われる現象です。

3. 基板設計・テストにおける具体的なメリット

① スキュー（Skew）の極小化

2本の配線の長さがわずかにズレるだけで、差動信号は崩れます。ADL5961をプローブヘッドに組み込めば、ミリ波帯の位相差を測定できるため、ピコ秒（ps）単位の配線遅延の差を検出可能です。

② ガラスクロス編み目効果（Fiber Weave Effect）の検出

高周波基板では、基板材のガラス繊維の「網目」の上に配線が乗るか、隙間に乗るかでインピーダンスが変わってしまいます。

• ADL5961による全数検査: 従来のVNAでは高価すぎて不可能だった「全ラインのインピーダンス・プロファイル自動測定」を、安価なICを並べることで実現できます。

③ TDR（時間領域反射計）への変換

VNAで得られた周波数データ（Sパラメータ）に逆フーリエ変換をかけることで、TDR波形を得られます。これにより、**「基板の端から○mmの地点でインピーダンスが跳ね上がっている（＝傷やビアの不連続がある）」**という場所の特定が可能になります。

4. 実装のヒント：評価の壁

高速差動信号をADL5961で測る場合、最大の敵は「コネクタ」と「プローブ」です。

• 接続の品質: 普通の同軸コネクタ（SMA等）は18GHz程度が限界なことが多いです。26.5GHzまでしっかり測るには、2.92mm（Kコネクタ）や、高性能な高周波プローブが必要になります。

• 校正キット: 差動測定の場合、2ポート間の同期と校正が重要です。

次のステップとして

もし実際に基板設計やICテストの自動化を検討されているのであれば、**「ADL5961を2ポート構成で制御するリファレンス回路」や、「得られたSパラメータから差動インピーダンスを算出する計算式」**など、より踏み込んだ情報が必要でしょうか？

出典：Google Gemini

PR:

110GHz複素誘電率測定システム – FPOR製品（ネクステム株式会社）と協調してソリューション提供

弊社とネクステム株式会社は、協調して110GHz複素誘電率測定システム（FPOR：FABRY-PEROT OPEN RESONATOR）を提供いたします。   FPORお問い合せ先： ネクステム株式会社 ホームページhttp://www.nextem.co.jp/ Email: info＠nextem.co.jp 電話：06-6977-7027 システムカタログ ダウンロード   ネクス[…]

10MHｚ～110GHz誘電率測定セミナ・デモ風景   QWED社：FPOR：FABRY-PEROT OPEN RESONATOR　 　　Dielectric constant:Dk = 1 – 15 (accuracy ± 0.2 %) 　　Loss tangent:Df > 5 × 10–6 (accuracy ± 2 %)   Ceyear社：3674P 10MHz～110GHz VNA ￥47,620,000.～ 　　１．０mmコネクタケーブルによる直接接続（VNAにエクステンダ不要）

PR:

・USB VNA	・Coming soon
	SDS8000Aシリーズ オシロスコープ 特長と利点 4チャンネル + 外部トリガーチャンネル アナログチャンネル帯域幅：最大16GHz(8/13/16GHz) リアルタイムサンプリングレート：最大40GSa/s（全チャンネル同時） 12ビットADC 低ノイズフロア：16GHz帯域幅で176μVrms SPOテクノロジー ・ 波形キャプチャレート：最大200,000フレーム/秒 ・ 256段階の波形輝度と色温度表示をサポート ・ 最大2Gポイント/チャンネルのストレージ容量 ・ デジタルトリガー ・Coming soon
	SSG6M80Aシリーズ マルチチャネル・コヒーレント・マイクロ波信号発生器 主な特長 ・最大周波数 13.6 GHz/20 GHz ・出力周波数分解能 最大0.001 Hz ・位相ノイズ < -136 dBc/Hz @ 1 GHz、オフセット 10 kHz（測定値） ・コヒーレントモード、搬送周波数 = 10 GHz、周囲温度変動 ±2℃、観測時間 5時間、位相変動 < 1.5° ・チャンネル間の周波数、振幅、位相を個別に調整可能。単一デバイスチャンネル同期および複数デバイスチャンネル位相同期をサポート。位相メモリ機能搭載 ・アナログ変調、パルス変調（オプション） ・Coming soon
	SSA6000A Series Signal Analyzer Main Features ・Measurement Frequency Range: 2 Hz ~ 50 GHz ・IQ Analysis Bandwidth: 1.2 GHz ・Real-time Spectrum Analysis Bandwidth: 400 MHz ・Phase Noise: -123 dBc/Hz @ 1 GHz, 10 kHz offset ・DANL: Less than -165 dBm/Hz ・Demodulation and analysis of signals from multiple mobile communication standards including 5G NR, LTE/LTE-A, WLAN, and IoT, as well as wireless connections. ・Coming soon
	SNA6000A Series Vector Network Analyzer Key Features ・Frequency Range: 100 kHz ~ 50 GHz ・Dynamic Range: 135 dB ・IF Bandwidth Range: 1 Hz ~ 10 MHz ・Output Power Setting Range: -60 dBm ~ +20 dBm ・Supports 4-port (2-source) S-parameter measurements, differential (balanced) measurements, time-domain analysis, scalar mixer measurements, etc. ・Optional accessories include electronic calibration kits, switch matrix, and mechanical switches. ・Coming soon

 

 

お礼、

T&Mコーポレーションは設立5年ですが、おかげさまで業績を着実に伸ばしており、
オフィスを港区芝（最寄り駅浜松町）に移転し、スペースも拡大いたしました。
欧米計測器メーカーが値上げをする中、(110GHz VNAでは1億円超え)
弊社では若干の値下げをさせていただき、Ceyear社110GHz VNAは5000万円以下です。
高額な設備投資を伴う製品開発では、市場投入までの時間（Time to Market）の短縮、「スピード感」が求められます。
電子計測器業界の「ゲームチェンジャー」として、高性能/高信頼/低価格/短納期を武器に
T&Mコーポレーションはお客様のご予算を最大限生かす製品群をご提案させていただいております。