PCB設計をされている方なら、信号線に直列に接続された抵抗を見たことがあるのではないでしょうか？ この目立たない小さな部品は、一体何をしているのでしょうか？ 今日は、最も簡単な言葉で説明しますので、読めば理解できます！

一般的な例として、CPUとDDRチップを接続するデータラインを見てみましょう。各ラインには直列に抵抗が接続されています。この抵抗の主な機能は、信号をより「従順」にし、信号が逸脱するのを防ぐことです。専門用語では、これは「インピーダンスマッチング」と呼ばれ、信号反射を回避します。

原理の説明はあまりにも退屈なので、シミュレーションソフトウェアを使って実際の効果を見てみましょう。そうすれば、はっきりと理解できるはずです！

シミュレーションモデルの構築

最初のステップは、リンクモデルを構築することです。伝送線路のインピーダンスを一般的に使用される50オームに設定し、送信端（tx）と受信端（rx）を1.8Vの高速モデルに置き換えます。これは、実際の信号伝送シナリオをシミュレートするために必要です。

異なる抵抗値は、大きく異なる結果を生み出します！

信号反射への影響を調べるために、0オーム、10オーム、20オーム、30オーム、40オーム、50オームの6つの抵抗値を選択してテストしました。

シミュレーション結果はすぐに違いを明らかにしました：

• 直列抵抗がない場合（0オーム）、信号は急激に上昇し、深刻なオーバーシュートを示しました。
• 10オームと20オームに切り替えると、オーバーシュートは徐々に減少し、はるかに優れた波形が得られました。
• 30オームでは、波形が最も安定しており、オーバーシュートも遅延もなく、最高の信号品質を示しました。
• しかし、40オームと50オームでは、信号の上昇が遅くなり、アンダーシュートが発生し、結果は理想的とは言えませんでした。

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抵抗の選び方

大きな抵抗も小さな抵抗も必ずしも良いとは限りません！重要なのは、「送信端の内部抵抗＋直列抵抗の抵抗値」が伝送線路のインピーダンス（例えば、前述の50オーム）と等しいか、それに近いことを保証することです。これにより、反射が排除されます。

実際の設計では、一般的に22〜30オームから始めることをお勧めします。具体的な値は、シミュレーションで検証するか、後でデバッグ中に異なる抵抗値を試して、信号が要件を満たすまで調整するのが最善です。

豆知識：なぜ最新のDDRメモリにはこの抵抗がないのですか？

最新のDDRメモリはODT（On-Demand Technology）を使用しており、抵抗をチップに統合し、さらに調整可能になっています！ただし、ODTはデータラインにのみ適用されることに注意することが重要です。アドレスライン、制御ライン、クロックラインは、適切に処理されない場合、依然として信号反射が発生する可能性があります。

また、直列抵抗は送信端のできるだけ近くに配置する必要があります。遠くに配置すると、信号改善効果が無効になります。