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グランディング対策(GND対策)概要
グランディング対策とは
デジタル回路等で発生したノイズは、基板のパターンやGND層、電源層或いは筐体の板金 ケーブルなどを介して四方八方に流れます。パターンを流れるノイズに対するフィルタリング対策ではノイズを熱エネルギーに変換して減衰させるほか、エネルギーを周波数で分けて、GNDに流します。また、ケーブルのシールディング対策でも信号線の外周を覆う金属箔などをGNDに接地します。このようにEMC対策では、フィルタリング、シールディングの効果をベースで支えるのがGNDでありGNDを強化するグランディング対策が注目されています。
基板におけるグランディング対策は、基板上のGNDを筐体に多点で接続する事で基板GNDの低インピーダンス化を図ります。回路の信号線に共通電位を与え、回路の動作安定を図る目的で行います。
シグナルグランドを流れる帰路電流が低インピーダンスで且つ短距離の経路となり、GNDの電位を安定させます。
グランディング対策は、フィルタリング対策のようにエネルギーを消費するのでなくノイズ電流の流れを変えたりGNDを安定化することでノイズの放射を減らします。ノイズ電流の流れを変えることでノイズの放射が増える場合もあるので注意が必要です。
高周波帯域のノイズ対策に対応するグランディング対策
今日のノイズ対策で問題となっているのが、高周波化に対する対策です。
従来は500MHｚ以下で問題になるケースが多かったのですが、最近では500MHｚ以上での問題が非常に増えてきています。
これは、CPUの高速処理が更に進んできたことと、装置の中に無線装置を持った部品を搭載する事が多くなってきたためです。これらはまた機器が自分で出したノイズを自分で拾ってしまう「自家中毒」や「内部干渉」と言われている現象を引き起こしています。
無線など、高周波帯域の部品を使用するケースではグランディング対策を行ったうえで、フィルタリング対策、シールディング対策を考えられたほうが早い問題解決に繋がります。