その他のフィルタ–– 26 ––[注記]これはテキスト No.TE04EA-1 の PDF ファイルです。 No.TE04EA-1.pdf 98.3.20 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 ノイズは伝導モードによって 2 種類に分類されます。1 つ目はディファレンシャルモードノイズで、信号 (VCC) ラインと GND ラインを互いに逆方向に伝導します。このタイプのノイズは、前章で述べたように、信号ラインまたは電源ラインのホット (VCC) 側にフィルタを設置することで抑制します。2 つ目はコモンモードノイズで、すべてのラインを同じ方向に伝導します。たとえば、AC 電源ラインでは、ノイズは両方のラインを同じ方向に伝導します。信号ケーブルでは、ケーブル内のすべてのラインを同じ方向にノイズが伝導します。したがって、このタイプのノイズを抑制するには、EMI 除去フィルタが必要です264.1.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負荷信号源ノイズ源 N負荷信号源ノイズ源 N■ ディファレンシャルモードノイズ ■ ディファレンシャルモードノイズの抑制方法 浮遊容量浮遊容量基準グランド面 負荷信号源ノイズ源 N信号源ノイズ源浮遊容量浮遊容量基準グランド面 ノイズを抑制します。負荷 N基準グランド面 Nラインバイパスコンデンサ金属筐体信号源ノイズ源負荷■ コモンモードノイズ ■ コモンモードノイズの抑制方法 (1)■ コモンモードノイズの抑制方法 (2) は、ノイズが伝導するすべてのラインに設置します。上記の例では、次の 2 つの抑制方法を適用しています。1. 信号ラインと GND ラインにそれぞれインダクタを設置してノイズを抑制します。2. 信号ラインにコンデンサを使用して金属筐体を接続します。このようにして、ノイズは以下の順序でノイズ源に戻ります。信号線または GND 線 ➝ コンデンサ ➝ 金属ケース ➝ 浮遊容量 ➝ ノイズ源 4. その他のフィルタ –– 27 ––[注記]これはテキスト No.TE04EA-1 の PDF ファイルです。 No.TE04EA-1.pdf 98.3.20 コモンモードチョークコイルによるノイズ対策 (1) コモンモードチョークコイルは、コモンモードノイズの抑制に用いられます。このタイプのコイルは、信号線または電源線に 1 つのフェライトコアを巻いて作られます。フェライトコア内に磁束が流れるため、コモンモードチョークコイルはコモンモード電流に対してインダクタとして働きます。したがって、コモンモードチョークコイルを 1 つ使用すると、コモンモード電流に対するインピーダンスが大きくなり、通常のインダクタを複数使用するよりもコモンモードノイズの抑制に効果的です。274.2.コモンモードチョークコイルによるノイズ対策コモンモードチョークコイルは、差動モード電流（信号）に対しては単なる配線として働き、コモンモード電流（ノイズ）に対してはインダクタとして働きます。コモンモード電流ノーマルモード電流差動モード電流による磁束は打ち消し合い、インピーダンスは発生しません。コモンモード電流による磁束は蓄積され、インピーダンスが発生します。(b) 等価回路 (a) 構造コモンモードチョークコイルは、インピーダンスの大きいコイルが容易に実現できるため、コモンモードノイズ対策に適しています。(c) コモンモードノイズに対する効果コモンモード電流による磁束が蓄積されるため、大きなインピーダンスが発生します。(1) 通常のインダクタを 2 個使用した場合 (2) コモンモードチョークコイルを使用した場合Z ノイズ源浮遊容量浮遊容量負荷基準グランド面ZNノイズ源浮遊容量浮遊容量負荷基準グランド面ZZN4.その他のフィルタ–– 28 ––[注記]これはテキストNo.TE04EA-1のPDFファイルです。 No.TE04EA-1.pdf 98.3.20コモンモードチョークコイルによるノイズ抑制（２）284.2.コモンモードチョークコイルによるノイズ対策(d) ディファレンシャルモード電流への影響ディファレンシャルモード電流による磁束が打ち消し合うため、インピーダンスは発生しません。大電流が流れても磁気飽和によるインピーダンスの低下は起こりにくいです。コモンモードチョークコイルは、AC/DC電源ラインなど大電流が流れるラインのノイズ対策に適しています。波形の歪みも少なくなります。コモンモードチョークコイルは、映像信号ラインなど信号波形の歪みが問題となるラインのノイズ対策に適しています。(1) インダクタを2個使用した場合 (2) コモンモードチョークコイルを1個使用した場合+-入力波形(フィルタリング前)出力波形(フィルタリング後)出力波形(フィルタリング後)+-1 10 100 1000周波数 (MHz)インピーダンス(Ω)10000100010010100000PLM250H10PLM250S20PLM250S30PLM250S40PLM250S50(ディファレンシャルモード)H10S20S30S40S50(コモンモード)(e) DCコモンモードチョークコイルのインピーダンス特性例 フェライトコア内部で磁束が打ち消し合うため、ディファレンシャルモード電流に対してはインピーダンスを生じません。磁気飽和の問題は小さいです。コモンモードチョークコイルは、AC/DC電源ラインなど大電流が流れるラインのコモンモードノイズ対策に適しています。また、信号波形に影響を与えないため、映像信号ラインなど信号波形の歪みが問題となるラインのコモンモードノイズ対策にも適しています。上図はDCコモンモードチョークコイルのインピーダンス特性例です。実際の特性には差動モードインピーダンスも含まれており、信号波形が重要な回路でコモンモードチョークコイルを使用する場合は、これを考慮する必要があります。波形の歪みが大きい波形の歪みが小さい4. その他のフィルタ–– 29 ––[注記]これはテキストNo.TE04EA-1のPDFファイルです。 No.TE04EA-1.pdf 98.3.20DC回路におけるノイズ対策例上図はDC回路におけるノイズ対策例を示します。DC電源入力部DC電源ラインの入力部にコモンモードチョークコイルを設置し、コモンモードノイズを抑制します。(このコイルはフェライトビーズインダクタ2個で代用可能です。)電源ラインに3端子コンデンサとフェライトビーズインダクタを設置することで差動モードノイズを抑制します。映像信号出力部コモンモードチョークコイルを使用することで、映像信号出力部に伝わるコモンモードノイズを抑制します。294.3.コモンモードチョークコイルによるノイズ対策例ビデオ信号出力コモンモードチョークコイルコモンモードノイズを抑制します。コモンモードチョークコイルコモンモードノイズを抑制します。フェライトビーズインダクタ差動モードノイズを抑制します。DC 電源入力部三端子コンデンサ差動モードノイズを抑制します。4. その他のフィルタ–– 30 ––[Notes]これはテキスト No.TE04EA-1 の PDF ファイルです。 No.TE04EA-1.pdf 98.3.20AC 電源ラインのノイズ対策例スイッチング電源負荷コモンモードチョークコイルコモンモードノイズを抑制します。ラインバイパスコンデンサ (Y コンデンサ)コモンモードノイズを抑制します。アクロスザラインコンデンサ (X コンデンサ)差動モードノイズを抑制します。アクロスザラインコンデンサ (X コンデンサ)差動モードノイズを抑制します。上図は、AC電源ラインのノイズ抑制の例を示しています。コモンモードノイズは、各ラインと金属ケースの間に設置されたコモンモードチョークコイルとコンデンサ（ラインバイパスコンデンサまたはYコンデンサ）を使用して抑制されます。Yコンデンサは、Yコンデンサ ➝金属ケース ➝浮遊容量 ➝ノイズ源の順にノイズ源にノイズを戻します。差動モードノイズは、電源ラインにコンデンサ（Xコンデンサ）を設置することで抑制されます。304.3. コモンモードチョークコイルを使用したノイズ抑制の例