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| [原著] |
EMC Question of the Week 2017-2020 |
| [著] |
Todd Hubing (LearnEMC社代表，米クレムソン大学名誉教授) |
| [訳] |
櫻井 秋久 |
| [企画・制作] |
ZEPエンジニアリング |
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問34 [レベル：基本] |
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回路基板上の電流が，抵抗値が最も低くなる経路を流れるのは，どの周波数においてでしょうか？
(a) 直流だけ
(b) kHz以下
(c) MHz以上
(d) すべての周波数 |
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●即答
最良の答えは(b)です．
電流は，インピーダンスが最も低い経路を選んで流れます．低周波ではインピーダンスは抵抗が支配的です．
▲低周波電流の戻り方
電流は可能なすべての経路を流れます．このとき各経路の電流密度は，経路の抵抗値に反比例します．（図１：部品面）と（図２：リターン面)に示すように，電流は点Aから点Bまでトレース上を流れ，プレーン上を流れて戻るとき，低周波電流はプレーン全体に広がります．最も電流密度が高くなるのは，2点間を最短距離で結ぶ経路であり，信号トレースの経路には依存しません．
▲高周波電流の戻り方
MHz以上の高周波電流では経路のインピーダンスはインダクタンスによって決まります．プレーン上を戻る電流は，磁束の形で蓄えられるエネルギが最小となる経路を選択します．マイクロストリップ線路の場合は，プレーン上の電流のほとんどは信号トレース直下，ストリップ線路の場合は直上/直下の比較的狭い経路に集中します．
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図１ 部品実装面
Ａ、Ｂはそれぞれリターン面への接続 |
図２ リターン面
低周波では最短距離（抵抗値最小）となるリターン経路を中心にリターン電流は広がりをもつ（連続に変化する経路を線で特徴的に表現している） |
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●訳者補足
プレーン上を戻る電流は、磁束の形で蓄えられるエネルギが最小となる経路となる．マイクロストリップ線路の場合は、プレーン上の電流のほとんどは信号トレース直下、ストリップ線路の場合は直上/直下の比較的狭い経路に集中して流れる．
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