ＧＮＤのノイズの抽出方法

質問

回路設計初心者です。ＧＮＤにのった微少レベルのある特定の周波数のノイズをひろいたいのですが、『フィルタで特定の周波数を抽出』→『抽出した信号をオペアンプで増幅』でよろしいでしょうか？よろしくお願いします。

回答No.1

info22 · ベストアンサー

> ＧＮＤにのった微少レベルのある特定の周波数のノイズをひろいたい

拾うための回路はどうする積りですか？測定系を被測定系に影響を与えないように接続しないと微少な雑音レベルを正確に測定できませんよ。
まず、測定系と被測定系の共通の基準電位（共通のGND＝真のGND）をどうするかを決めてから、被測定系のノイズ出力信号とその測定系の真のGND（雑音の乗っていないGND）を被測定系の入力端子と共通のGNDに接続します。その際、測定系の回路の接続でノイズ出力信号に影響を最小限にしないといけません。

>『フィルタで特定の周波数を抽出』→『抽出した信号をオペアンプで増幅』
フィルタの入力端子（信号端子とフィルタのGND端子）を測定する回路にどういう方法で接続しますか。測定系を接続することで被測定系のノイズに影響を与えないようにする方法を考えていますか？

測定系のGNDと被測定系のGNDラインのノイズ電圧を測る基準電位（真のGND）をどこから取りますか？フィルタは直接接続すると何を接続しているか分からなくなりますよ。

真のGNDの方と測定系に接続する為の回路がポイントです。

まず、オシロスコープや差動入力オシロスコープで雑音波形をどのように観測したら良いかを掴んで、オシロのアースをどこに取ったら最適かを把握してください。そのアース点（真のGND）が被測定系と測定系に共通の真のGNDになります。共通アースが一点アース点とするのが常識です。アースラインを引き回すとそのアースラインに雑音が乗って真のアースでなくなります。

回答No.2

tadys

このような測定ではNo.1さんの言うように拾うための回路（プロービング技術）がもっとも大切です。

＜GND＞どんなグランドでしょうか。ベタアースなのか電線で引いてあるのか？
＜微小レベル＞どれぐらいのレベルなんでしょうか。ノイズ以外の信号とのレベル差はどれぐらいあるのでしょうか？
＜特定の周波数＞具体的にどれぐらいの周波数なのでしょうか。ノイズと信号の周波数の差はどれだけあるのでしょうか？

測定に際しては測定器と被測定物のGNDのつなぎ方に影響されない方法が必要です。
測定器のGNDをつなぐ場所を変えても目的の信号（この場合、ノイズが目的の信号になります）が変化しなければ正しく拾っていると思っても良いでしょう。

GNDが電線の場合には電線に流れる信号を電流プローブで拾うのが良いです。
GNDがプリント基板のパターンなどで電流プローブが使えない場合はEMI用のプローブが使用できる場合があります。
パターンがカットできるのならカットしたところに電線を入れて電流プローブを使用することができます。

ノイズの周波数が低い場合はオシロスコープに差動プローブを使用するのが良いでしょう。
感度の問題等で差動プローブが使用しづらいのであればインスツルメントアンプ又は絶縁アンプなどのCMRRの大きなアンプを使用するのが良いでしょう。

フィルターを使用するよりはスペクトラムアナライザを使用するのが良いです。

いずれにしろ、具体的な条件が違えばとりえる手段も異なってきます。
もう少し具体的な内容を提示したほうが良いでしょう。