こんにちは。Noiseです。
Noiseはメーカー勤務でEMCエンジニアとして勤務しています。
今回はEMC対策で重要となる、ディファレンシャルモードノイズとコモンモードノイズの違いについて記事を書いていきます。
ディファレンシャルモードノイズとコモンモードノイズは、電子回路における重要な概念です。
本記事では、これらのノイズの基本に迫り、その違いと影響について解説します。
この記事を読むとわかること。
- ディファレンシャルモードノイズとコモンモードノイズの違い：記事を通じて、これらのノイズの本質的な違いについて理解できます。
- 電子回路への影響：ディファレンシャルモードノイズとコモンモードノイズが電子回路に与える影響について詳しく説明されています。
- ノイズ軽減策：ディファレンシャルモードノイズとコモンモードノイズを軽減するための実用的な方法について学べます。
最後まで読んでいただけますと幸いです。
- 初めに
- ディファレンシャルモードノイズとは？
- コモンモードノイズとは？
- ディファレンシャルモードノイズとコモンモードノイズの違い
- 電子回路における影響
- ディファレンシャルモードノイズの軽減策
- コモンモードノイズの軽減策
- まとめ
- 【ノイズ対策におすすめ書籍】
初めに
ディファレンシャルモードノイズとコモンモードノイズは、電子回路の設計と運用において非常に重要な概念です。
これらのノイズは、信号品質やデバイスの性能に影響を及ぼし、電子機器のエミッションに関連する問題を引き起こすことがあります。
エミッションについては以下の記事で解説しています。
本記事では、ディファレンシャルモードノイズとコモンモードノイズについて詳しく解説し、これらのノイズがどのように発生し、電子回路にどのような影響を与えるかを探求します。
ディファレンシャルモードノイズとは？
ディファレンシャルモードノイズは、電子回路において非常に一般的なノイズの一つです。
具体的には以下のように配線間を流れるノイズのことを示します。
これは、信号の送信時に正確な情報を保つために必要な電圧差の変動に関連しています。
ディファレンシャルモードノイズは、通常、信号線間の微小な電圧差の変化として現れ、データ転送の正確性に影響を及ぼす可能性があります。
コモンモードノイズとは？
コモンモードノイズは、ディファレンシャルモードノイズの対照的な概念です。
これは、信号線間の電圧が一様に変動する場合に発生します。
つまり、信号線間の電圧が同じ方向に変化することを指し、ディファレンシャルモードノイズとは異なる挙動を示します。
図で示すと以下のようなイメージです。
ディファレンシャルモードノイズとコモンモードノイズの違い
ディファレンシャルモードノイズとコモンモードノイズの主要な違いは、信号線間の電圧変動の挙動です。
ディファレンシャルモードノイズは、信号線間の電圧差に関連しており、通常は望ましい信号とは逆方向に変動します。
コモンモードノイズは、信号線間の電圧が同じ方向に変動するノイズです。
大地を基準にした時の電圧が、以下になるイメージです。
電子回路における影響
ディファレンシャルモードノイズとコモンモードノイズは、電子回路において異なる影響を及ぼします。
ディファレンシャルモードノイズは信号の正確性に影響を与え、データの誤りやノイズの増加を引き起こす可能性があります。
一方、コモンモードノイズはシステム全体に影響を与え、ノイズの混入や電磁干渉を引き起こす可能性があります。
ディファレンシャルモードノイズの軽減策
ディファレンシャルモードノイズを軽減するためには、適切なシールディング、ノイズフィルタリングなどの手法が使用されます。
具体的にはノーマルコイルや、Xコンデンサなどが有効的です！
デバイスやケーブルの設計においてディファレンシャルモードの保護を考慮することが重要です。
コモンモードノイズの軽減策
コモンモードノイズを軽減するためには、コモンモードチョーク、Yコンデンサ、差動信号伝送ラインの使用（CAN信号など）が有効です。
適切な設計とシールディングがコモンモードノイズの制御に役立ちます。
その他の対策方法については以下の記事でまとめています！
まとめ
ディファレンシャルモードノイズとコモンモードノイズは、電子回路における重要な概念であり、信号品質やデバイスの性能に大きな影響を及ぼします。
これらのノイズを理解し、適切な軽減策を採用することは、信頼性の高い電子回路の設計と運用に不可欠です。
これらのノイズの理解と軽減策の実施は、信頼性の高いシステムの設計に貢献します。
技術者や設計者はこれらのノイズについて学習し、最新のノイズ軽減技術を活用して、現代の高度な電子機器の要件を満たすことが求められます。
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以上です。
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