JPH0484499A - 電子回路内のノイズを発生させる原因を除くことでノイズの発生を防止する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 現在実用している電子回路は一度発生した大小のノイズ
をこの回路を実用する上で支障の無い程度に処理する技
術を開発する方向で進歩してきたか、この技術では処理
のできない問題が発生したことから電子回路内でノイズ
作っている原因を追究した結果この原因を解明し、本発
明は電子回路内でノイズを発生させている原因を除くこ
とで、ノイズが発生しない電子回路を作る方法である。

この原因はノイズを発生させる直接の原因と、この直接
の原因を作る間接の原因とに分けられる。

そしてこの説明に必要なので電子回路の直流電源の出力
端子のうち電子回路の接地側と接続する方の端子を基点
と名付ける。この直接の原因とは第１図のようにこの基
点と各部品の接地側の間を接続している接地側の電気導
体内で瞬間的に発生する電圧降下である。又、間接の原
因とはこの接地側の電気導体内に瞬間的に流れる電流で
ある。ぞしてこの直接の原因である接地側の電気導体内
で瞬間的に発生する電圧降下の極性が、接地側の電気導
体に接続した基点と部品の接地側のどちら側かく十）の
極性になるかで、この部品にかかつている直流電源の電
圧の変化が逆になる。これは接地側の電気導体内に発生
する電圧降下の極性が直流電源の極性に直列に発生した
場合は［直流電源電圧士瞬間的な電圧降下によって発生
した電圧」、直流電源の極性に並列に発生した場合は「
直流電源電圧−瞬間的な電圧降下による電圧」が夫々の
部品にかかるようになり、この瞬間的な電源電圧の変化
が部品の一つであるトランジスタのエミッタ、ベース、
コレクタの三つの端子のうちでこの接地側の電気導体と
接続された端子にかかつている電圧を瞬間的に変化させ
ることでこの電子回路内にノイズが発生する（真空管回
路も同じ）。

この瞬間的な電圧の変化分がたとえ微少であってもその
後の回路で増幅されれば有害なノイズにもなる。そして
接地側の電気導体内に瞬間的な電圧降下を発生させる間
接の原因の電流が交流であれば発生するノイズも同じ周
波数の交流になる。又、この瞬間的な電圧降下の値が瞬
間的でなくなって一定値で継続した場合はこの電子回路
の出力が変化し、この変化分も安定した一定値で継続す
る。この一定値の電圧降下の（＋）、（−）の極性が逆
になれば、この電子回路の出力の変化する方向も逆にな
る。又、電子回路の中で使用されているコンデンサーの
片端がこの接地側の電気導体に接続されているものは、
この電気導体内で電圧降下が発生しその極性が直流電源
と直列に発生した場合はこのコンデンサーに充電の過度
電流が、並列に発生した場合は放電の過度電流がそれぞ
れ瞬間的に回路中を流れるため、このコンデンサーの充
放電の時定数、流れた回路の後にある回路の増幅度等に
よっては瞬間的にこの電子回路を不安定にするか、ノイ
ズを発生させる原因にもなる。

この直接の原因の電圧降下を発生させる間接の原因の電
流は（３−１）、　（３−２）、　（３−３）、の三つ
かある。

（３−１）電子回路の直流電源から各部品を通ってこの
回路の接地側の電気導体内に流れる合成電流、（３−２
）電子回路の接地側の電気導体内に外部力＼ら流れ込む
電流、 （３−３）電子回路と各金属体の間にある夫々の分布容
量に流れる電流がこの電子回路に流れた場合の過度電流
、　この各金属体とは、シールド線のシールド、シャー
シ、その他の金属製品等を言う。

この間接の原因になる（３−１）、　（３−２）、　（
３−３）、の電流が電子回路の接地側の電気導体内に流
れないようにすればノイズが発生しない電子回路を作る
ことが可能になる。そこで（３−１）、の場合、現在実
用している電子回路は第１図のように接地側の電気導体
を複数の部品が共用しているからこの接地側の電気導体
内にはこれらの部品に流れる合成電流が流れている。こ
の複数の部品のどれかに一瞬大きな電流か、変動する電
流が流れればこの電流で接地側の電気導体内の電圧降下
の値が変化するのでこの接地側の電気導体に接続された
伯の部品にかかつている直流電源の電圧も変化し、この
ため回路内でノイズを発生させる。例えば同一の電子回
路内に異なる周波数の回路がある場合にこの異なる周波
数のノイズが発生することがおるが、部品の接地側と接
地側の電気導体との接続点を他の箇所に変えるとノイズ
か小さくなったり発生しなくなることがあるが、これは
接地側の電気導体内を流れる回路電流の流れが変わりこ
の電気導体内の電圧降下の値に変化が生じるからでおる
。そこでこの複数の部品が共用している接地側の電気導
体を、第２図のように各部品毎に他と絶縁した別々の接
地側の電気導体で直流電源の基点に直接接続すれば、夫
々の接地側の電気導体には伯からの電流が流れなくなり
、この電流による電圧降下も発生しないから各部品には
直流電源の電圧だけか安定してかかるようになるのでノ
イズが発生しないようにできる。又、（３−２）の外部
の電流が流れ込んだ場合は、−殻内に大地にはなんらか
の電流が流れていることが多いからこの大地には電位差
が生じている。第１図では電子回路の接地側の電気導体
上の複数の箇所から複数の接地側の電気導体を使って各
金属体に接続しているが、この各金属体が三箇所以上で
大地と接触するか、接続されていることがあると、この
電子回路の接地側電気導体と大地が並列回路を構成し、
大地に電流が流れていればこの大地電流は電子回路の接
地側の電気導体内にも分流して流れ、この電流による電
圧降下が接地側の電気導体内に発生して電子回路内にノ
イズを発生させる。この現象は大きな電力を使っている
機器（又は装置）の近くで電子回路で構成された機器を
使って計測等をしている時によく見られる現象であるが
、これは第２図のように各金属体から他と絶縁した接地
側の電気導体を使って夫々単独で直流電源の基点に直接
接続し、この各金属体も伯と絶縁し、大地に接地する時
はとこか一箇所だけ接地し、接地側の電気導体内に大地
電流が流れないようにしてこの電圧降下をなくせば大地
電流によるノイズの発生は防止できる。

この他と絶縁をするのは、この電気導体と金属体がどこ
かに接触し他の電流が流れ込むとノイズの発生源になる
からである。（３−３）の過度電流の場合は、電子回路
と各金属体の間にある夫々の分布容量を無くすことは不
可能でも、分布容量にかかつている電圧の変動をなくせ
ばこの分布容量に過度電流を流れなくすることができる
。そこで第２図のように各金属体の一点と直流電源の基
点とを夫々単独で他と絶縁した接地側の電気導体で接続
すれば、この金属体が持っている電位の上に直流電源の
電圧が乗るかたちになり、もしもこの各金属体に電磁波
を受けたり、異なる電位を持った物が触れたりしてこの
金属体の電位が変動しても電子回路と各金属体の間に分
布している夫々の容量には直流電源の電圧だけが安定し
てかかるようになり、この電圧が変動しないから過度電
流も流れないでノイズが発生しなくなる。そしてこの各
接地側の電気導体内には各部品から夫々の接地側の電気
導体内に流れている小さな電流による電圧降下はあるか
ほとんど影響はない。又、交流電源から直流電源を作っ
ている場合は交流電源用の電線が持っている電位の変動
による影響を避（ブるため、この電線をシールドしてこ
のシールドと直流電源の基点とを仙と絶縁した接地側の
電気導体で接続しておけば、この電線の電位が変動した
ら電線とシールド、シールドと周囲にある物の間に夫々
分布している容量によってこのシールドの電位が変動す
るが、直流電源の基点にこのシールドと各接地側の電気
導体と各金属体を接続しであるからこの夫々の電位はい
つも同じ電位になるのでこの電子回路内に過度電流は流
れないからこの電線の電位の変動によるノイズの発生を
防止できる。

この方法の確認は画像が不安定で音声も雑音がひどい古
いテレビで行った。この理由はテレビの電子回路の中に
は異なる周波数の回路があり、又、電子回路の中の波形
を見るために回路の中に線を接続するだけでノイズの発
生のしかたが変化することがよくあるが、テレビなら途
中の回路の波形を調べなくてもテレビ画像の状態、各色
の状態、音の状態等で回路の中のノイズの発生状態を実
用の状態のままである程度は推定できることと、ＩＣ化
が選んだ電子回路ではＩＣの中の接地側の電気導体の接
続を変更する口とが不可能なのでＩＣ化が進んでいない
古いテレビを利用した。そしてこの方法を実施してみた
結果は画像が安定し、絵のちらつきもなくなり色も澄ん
できれいな色になって音声も澄んだ音になった。又、Ｉ
Ｃ化してないラジオでも同じように澄んだ音になり、特
にトランスレス方式の真空管式ラジオではこの方式特有
のハム音が完全に消えて澄んだ音になった。

ここで説明してきたノイズは、間接の原因が発生してい
る時だけ電子回路内にノイズを発生させるもので、この
間接の原因が発生していない時は常に正常な回路である
。そして一般的な電子回路では小さいノイズが発生して
いることか多いが、新しいこの方法を使って電子回路を
作ればこのノイズも消える。又、一般的には正常と考え
られていた電子機器が突然誤動作したり、電子回路内の
波形が突然おかしくなる口とがあるが、これは間接の原
因か発生した結果の現象で、この誤動作等は非常に大き
な危険を伴う場合もある。そして−般的に故障ではない
とか、原因不明とが、なんらかの電磁波の影響だと説明
されているものの中にはこのノイズが原因だと考えられ
るものが相当数含まれているものと考えられる。

このノイズの発生原因を除く方法は、電子回路の設８１
段階から行えば特別な部品もいらないし、簡単にできる
安価の方法で、この効果は電子回路が突然異常な状態に
なることがなくなり、設計者の考えた通りの電子機器が
簡単に設計できることから非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電子回路の例を示す回路図、第２図は本
発明のノイズの発生しない電子回路の例を示す回路図で
ある。 １・・・・・・直流電源、２．３．・・・・・・直流電
源の出力端子、３・・・・・・基点、４・・・・・・部
品、５・・・・・・部品の接地側、６−・・・・・接地
側の電気導体、７・・・・・・金属体、８・・・・・・
シールド線、９・・・・・・電子機器のアース端子、１
０・・・・・・大地、１１・・・・・・シールドをした
交流電源用の電線。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子回路の各部品の接地側と基点の間を接続して
   いる接地側の電気導体内に他の物から流れてくる電流が
   流れないようにし、この電流による電圧降下をなくすこ
   とで電子回路の各部品にはいつでも安定した直流電源の
   電圧だけがかかるようにしてノイズの発生を防止するこ
   とを特徴とした電子回路内のノイズを発生させる原因を
   除くことでノイズの発生を防止する方法。
2. （２）電子回路の周囲にある各金属体の電位の上に直流
   電源の電圧を乗せることで、この金属体の電位が変動し
   ても電子回路と各金属体の間にある夫々の分布容量には
   直流電源の電圧だけが安定してかかるようにしてこの分
   布容量に過度電流を流さないようにすることでノイズの
   発生を防止する特許請求の範囲第１項記載の電子回路内
   のノイズを発生させる原因を除くことでノイズの発生を
   防止する方法。