本文にスキップする

Select your region & language

Global

Region

「信号と雑音」その用語のいろいろ

情報を伝えるために用いられる量を「信号」(signal)といいます。 測定器などに入る信号を「入力信号」その信号は電気的量なので「電圧信号」、また一般的にセンサーからの信号は連続した量の大きさなので「アナログ信号」、その信号の任意の点における信号電圧または信号電力を「信号レベル」といいます。
「レベル」という用語は、「電圧」や「電力」そのものの値ではなく、 何らかの基準値を設けて、それとの比を対数(dB)で表した値を言う こともあり「騒音レベル」、「振動レベル」などの用語ではそれぞれ基準値の規定があります。ここでの「信号レベル」は信号の大きさの意味で、例えば「電気的条件 信号レベル±5V以下」などのように使用されています。

「雑音」(ノイズ noise)は信号に重畳し、測定値または供給値をあいまいにする妨害を指し、測定器などの機器の内部で発生するすべての雑音を「内部雑音」、また雑音が関連した周波数帯で平坦な周波数スペクトルを持つものを「白色雑音」、雑音の平均的な大きさを「雑音のレベル」、信号電力と雑音電力の比を「SN比」といいます。

「コモンモード電圧」は二つの入力端子(信号の±端子など)のおのおのと、第三の端子(例えば機器のケースや接地端子)間に加わっている電圧のことで、この電圧の存在によって起る出力情報の変化を「コ モンモード干渉」といいます。センサーと測定器など複数の機器を接続した場合に、コモンモード干渉が発生することがありツイストペアシールド線などを使って防止します。 また、信号シールド線をそれぞれの機器のケースに接続するとそれぞれのケース間とそれぞれの接地の間でループ(グランドループ)になり、この間に不要な電流が流れこれがノイズとして影響することがあります。信号線のシールド線はどちらかの機器側だけ接地処理することでグランドループにならないように注意が必要です。

また、測定電圧に重畳してくる望ましくない入力電圧を「シリースモード(ノーマルモード)電圧」それによって起る出力情報の変化を「シリースモード(ノーマルモード)干渉」といい、動力線と微弱な信号線を一緒にして平行に配線すると電磁誘導(干渉)などにより微弱信号にノイズが乗るというのはこれにあたり、鉄パイプに通線したり、 ツイストペアシールド線などを使って防止します。

インバータモーターなど機器が動作中にその機器の内部から、電源線または制御線を
通じて送り出される望ましくない電流による妨害を「伝導妨害」といい、「電源ノイズが乗る」などはこの例になります。 しゃへいが不完全な機器の内部から放射される望ましくない電磁界による妨害を「放射妨害」、電磁界により機器の動作が影響を受ける現象を「電磁干渉」、伝導妨害および放射妨害を総称して「不要輻射」、 「漏れ妨害」などといいます。
大型モーターなどの重電装置では複数の妨害を発しやすく、安全上の面からも接地処理がされます。

測定器にとっていろいろな妨害を、ひとまとめに「信号にノイズが乗 った」と話をしていますが、妨害の種類によってその対策が変わり、 実際その対策はなかなか困難です。
すくなくとも測定器もパソコンも ノイズ防止効果を有効にするため、しかるべき接地処理が必要です。 ノイズを出す側でその対策を施すのが一番なのですが・・・。

(2002年7月19日発行メールマガジンより抜粋)