電子機器・回路におけるノイズの発生メカニズムと効果的なノイズ対策およびそのポイント

はじめに

電子機器や回路において、ノイズは避けて通れない問題の一つです。
ノイズが発生することで、誤動作や性能の低下、最悪の場合は故障を引き起こすことがあります。
本記事では、ノイズの発生メカニズムを理解し、効果的なノイズ対策を施すためのポイントを解説します。
製造業に携わる方、特にバイヤーを目指す方や、サプライヤーとしてバイヤーの考えを理解したい方に向けた内容です。

ノイズの発生メカニズム

ノイズとは、電子機器や回路に意図せずに発生する不要な電気信号のことを指します。
ノイズの発生原因は多岐にわたりますが、主に以下のようなメカニズムがあります。

電磁的な原因

電磁波は非常に広範囲な影響を与えます。
高周波回路や無線機器から放出される電磁波が周囲の回路に干渉し、ノイズを発生させることがあります。

静電誘導と磁気誘導

近くに動作中の他の機器がある場合、静電気や磁界が生成され、それが回路にノイズを誘発することが考えられます。
特に大きなモーターや送電線の周辺では、強い磁界が発生するため注意が必要です。

アース不良

適切に設計されていないアース回路は、ノイズの大きな原因となります。
これにより、電圧変動や漏れ電流が発生しやすくなります。

効果的なノイズ対策

ノイズを未然に防ぎ、発生したノイズを軽減するための対策を以下に示します。

シールドの利用

ノイズの侵入や放出を防ぐために、ケーブルや筐体にシールドを施すことが重要です。
シールドは金属製のカバーや編組線で構成され、ノイズ源と受信装置の間で遮断的な役割を果たします。

グランドループの回避

複数の接地点がある系統でグランドループを形成しないように注意する必要があります。
グランドループを避けるために、必要な最低限の接地点のみを設け、誤動作を防ぎます。

適切なフィルタリング

フィルターを用いることで特定の周波数帯域のノイズを除去することができます。
LPF（ローパスフィルター）やHPF（ハイパスフィルター）など、用途に応じたフィルターを選択することが重要です。

ノイズ対策のポイント

設計段階での考慮

電子機器や回路の設計段階で、ノイズの発生を予め考慮することが最も重要です。
レイアウトや配線の設計を工夫し、ノイズの影響を最小化するようにします。

製造プロセスでの注意

製造過程においても、ノイズを抑えるための対策が必要です。
特にアース処理やシールドの取り扱いは慎重に行い、製品品質を保つよう努めましょう。

メンテナンスと監視

長期間使用される電子機器においては、定期的なメンテナンスと監視が不可欠です。
コネクター部分の接触不良やシールドの破損がないか確認し、必要に応じて修理や交換を行います。

まとめ

ノイズは電子機器や回路の性能を損なう大きな要因です。
発生メカニズムを理解し、適切な対策を講じることで、ノイズによる悪影響を最小限に抑えることができます。
設計段階から製造プロセス、メンテナンスに至るまで一貫して取り組むことが重要です。
製造業に携わる皆さんがこの知識を活用し、品質の高い製品を生み出す一助となることを願っています。