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第5回 ハイインピーダンス/ローインピーダンス

 

大変お待たせいたしました!センサ道場第5回です。どんな回路にもつきもののノイズと回路の抵抗の関係についてのお話です。

 

 中学校の理科の復習:普通の直列抵抗の回路では

 

左図のように抵抗R、Rが直列でつながっている回路において、Rの部分にかかる電圧Vは、下のような式で表すことができます。中学校の理科レベルのお話ですね。このことだけ思い出しておいてください。
・・・式(1)

 

 ハイインピーダンス/ローインピーダンスの状態で雑音は?

 

ハイインピーダンス

さて回路の中にはすごく大きな抵抗値を示す部分があります。こういう場所をハイインピーダンスポイントと呼びます。(左図)このようなポイントに雑音源からノイズが侵入したらどうなるでしょう。

雑音源は、簡単には電池と抵抗のつながったものとしてモデル化できます。(左図の点線)このとき、ハイインピーダンスポイントにはどのような雑音電圧が現れるでしょうか。

よく回路を見てみると、上に示した電池電圧の分圧と全く同じ回路構成になっていることに気がつくでしょう。つまり、この回路は抵抗が直列に並んだ単純な回路として扱うことができるのです!

そして、この場合には(1)式の分子が非常に大きいわけですから、大きなノイズが表れることになるのです。ハイインピーダンスポイントは雑音が出やすいのです。

   
ローインピーダンス

これに対して、抵抗値の非常に小さいローインピーダンスポイントの場合はどうなるでしょう。このときはハイインピーダンスとは逆に抵抗が小さいため、ノイズ電圧は少なくなっています。

ローインピーダンスポイントは雑音に強いのですね。

 

上記の話とは別に、抵抗自身のノイズも雑音を発生させるのですが、この大きさも抵抗の値によって影響を受けます。一般に抵抗が大きいほど抵抗から発生する雑音の大きさ大きくなります。その意味においても、雑音を押さえ込みたい場合はハイインピーダンスポイントに注意を払う必要があるのです。

 

難しくて複雑な回路も、こんな風に考えるととても簡単に扱うことができるのですね。

 

 

「センサ道場」はこれからもどんどん続きます!ご期待ください!!

 

 

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