ワリって何ですか？QNo.4171101

質問

http://okwave.jp/qa4171101.html

すいません、一度回答を頂いたのですがよく分からなくなったので
もう一度質問させて下さい。

tance様には電流の流れる場所を制限するためのものというように回答を頂いていますが
流れる場所を制限したところで、グラウンドループは解消されないのではないのでしょうか？
またトポロジカルに電流を制限するよりもグラウンドに抵抗を挟んで
流れを制御した方が確実かつ簡単ではないのでしょうか？

回答No.3

tance · ベストアンサー

tanceです。
色の付いているところがパターンなのですね。横に走って
いる２本線もGNDパターンなのでしょうか。そうだとすると、これは
立派なGNDループです。

また、GNDベタを描いているのでしょうか。そうだとすると
GNDループとは言えません。

>中央にある横のラインを取り囲むラインよりも細くすることで
>電流が流れなくすることなのですよね？

いいえ、これはワリとは言わないと思いますが・・・。
細くしても電流を流れなくすると言えるほどにはならないはずです。

もしかして、そもそも原典の「ワリ」と、私の思うワリとは違うこと
を言っているのかもしれません。私はGNDプレーン（ベタGND）に
スリットをいれることを指しているという前提で話しをしました。

なので、GNDベタが見あたらないので、ワリとは無関係な
図に見えます。何か議論がかみ合わないですね。

回答No.2

tance

再度 tanceです。

「ワリ」を入れることによってループを断ち切ることができます。
先の例ではGNDを上下に２分して、下半分の右隅から左隅にノイズ源の
電流が走る、という想定をしました。

クリティカルな回路は上半分のGNDを使って動作しています。そして、
上下両GNDは例えば、左端でお互いにつながっています。

こうすると、ノイズ電流は上半分のGNDには流れません。ここはお解り
でしょうか。右下から流れ出て、左下まで行って、そこで上半分に
渡り、上半分のGND内を走り回って、最後に左下に戻ってくるという
ルートをお考えかもしれませんが、このようには流れないのです。

電流は電位の高い所から低い所へ流れます。上下をつないでいる部分
をノイズ電流が往復流れるとしたら、そこの電位は高いの？低いの？
ということです。なので、「ちょこっと」つなぐということが重要です。

ただし、もし上下のGNDを左右両方でつなぐと、どうなるでしょう。
右下から流れ出したノイズ電流はほとんど下半分のGNDを通ると思い
ますが、上のGND経由で左下に至るルートもありますので、上半分にも
相応のノイズが流れます。これをGNDループと言います。

従って、上下のGNDを「一箇所でちょこっと」つなぐ、というのが
ループを断ち切る秘訣です。１点アースなどとも呼ばれます。

ノイズ電流の流れる場所を制限する、という言い方は、ワリによって
上半分のGNDには流れなくする、ということを指しています。

また、ノイズと言って毛嫌いしましたが、実は必要な電流であったり
します。たとえば、大きなパワーの直流ブラシモータをドライブする
回路だとすると、モータのブラシから盛大なノイズがでますが、
モータ電流そのものは回転させるのに必要な電流です。これを抵抗
などで抑えてしまっては、そもそも動作しなくなってしまいます。

つまり、ノイジーだけど必要な電流を、繊細な回路の部分に流さない
工夫が「ワリ」によるトポロジカルな解決方法なのです。

もちろん、ノイズ源の電流が流れる流域をできるだけ短距離にするとか
シールドするとか、往復の線を接近させて磁界を打ち消すとか、そのた
いろいろな併用可能な対策があります。それらと一緒にGND分離を
使うと大変効果があります。

ノイジーだけど必要な電流というのは、たくさんあります。基板内に
DC-DCコンバータが載っていると、これもノイズ源になることがあります。
同期クロックで同時スイッチングするCMOS回路でもノイズ源になる
ことがあるし、最近ではD級アンプなどもノイズの犯人になり得るので
ワリは重要なテクニックと言えます。

お礼

非常に丁寧な回答ありがとうございます。

ただやっぱりまだ釈然としません。
例えば中央にある横のラインを取り囲むラインよりも細くすることで電流が流れなくすることなのですよね？
でも一番したに走っているラインにはどうやっても電流が流れてしまうのではないのでしょうか？

何卒よろしくお願い致します。

回答No.1

ultra1long

ワリという言葉は初めて聞きましたが、GNDのスリットは、GNDループをなくすためのものではありません。
例えば、大きな電流が流れる回路ブロックと小信号を扱う回路ブロックがあって、大きな電流の流れるGND経路を制限することによって、小信号への影響を小さくするためです。
GNDに抵抗を挟んだ場合、GND間の電位が異なってしまい、それぞれの回路ブロック間の信号のやり取りに対し、それはノイズ電圧として作用します。
GNDループの完全な解消は、トランスやオプティカルリンクなどを使用してGNDを基準としない信号伝達を行わないと出来ません。