グラウンドループノイズの原因
グラウンドループノイズは、複数の電子機器が共通のグラウンドを持つことで生じるノイズの一種です。回路内に電流が流れることで生じる電圧降下が、異なるグラウンドポイント間で発生し、これがグラウンドループノイズとなります。このノイズは、データ信号の誤動作や測定誤差、ノイズの混入など、電子機器の性能に悪影響を与える可能性があります。
アース設計の重要性
グラウンドループノイズを回避するためには、アース設計が非常に重要です。アース設計とは、電子機器の回路のグラウンド（アース）をどのように設計するかということで、ノイズの伝播を抑制し、安全性や信頼性を向上させるための手法です。
対策法
スターアース設計
スターアース設計では、すべてのグラウンドポイントを一つの中心点に集めることで、グラウンドループを形成しないように設計します。これにより、グラウンド間の電圧差を最小限に抑えることができます。
ディジタルとアナログのグラウンド分離
ディジタル回路とアナログ回路のグラウンドを別々に設計し、一定の距離を保つことで、ディジタルノイズがアナログ回路に影響を与えないようにします。最終的には、両者のグラウンドを一点で結ぶことで、グラウンドループノイズの発生を抑制します。
シールドケーブルの使用
シールドケーブルは、ノイズの影響を受けやすい信号線を保護するためのケーブルで、外部からのノイズを遮断する効果があります。シールドケーブルを使用することで、信号線がグラウンドループノイズによる影響を受けにくくなります。
アイソレータの使用
アイソレータは、電気的に絶縁された素子で、信号を伝達しながらグラウンドループを遮断することができます。アイソレータを利用することで、グラウンドループノイズが回路内に伝播するのを防ぐことが可能です。
電源フィルタリング
電源ラインにフィルタリング回路を設けることで、電源からのノイズを除去し、グラウンドループノイズの影響を低減させることができます。電源フィルタリングには、インダクターやコンデンサを用いたLCフィルタが一般的です。
おわりに
グラウンドループノイズは、電子機器の性能に悪影響を与える可能性があります。適切なアース設計や対策法を用いることで、グラウンドループノイズを回避し、高性能で安定した電子機器を実現することができます。今回紹介した対策法を参考にして、ノイズに悩まされない回路設計に取り組んでみてください。