加減算器によるGNDノイズ消去

加減算器は出力Vo=A-Bの差電圧を出力することは多くの電子回路屋さんが知っている。

しかし、この回路を用いて、GNDノイズ低減に使った例はあまり知られていない。何ができるかというと、異なる電位基準をもつ電圧を、一方のGND基準の電圧に変換することが可能である。

B入力に出力GND基準で考えた入力GND１の電圧を与える。同時にA入力には出力GND１基準で与えた信号を与え差を取るわけである。

入力GNDと出力GNDの間にVnだけ電位差があっても、差を取るので、Vnは相殺されて出力には表れない。信号が基板を渡り受け渡しされているような場合、普通、両基板の電位は完全には一致しない。そこで、加減算器を使うわけである。

具体的には、加減算器の-入力をB入力端子とし、＋入力端子をA入力とするとともに、＋入力の分圧点の接地をGND１にするのである。

この方法によれば、オペアンプの帯域までのGNDノイズを消去できる。GND間ノイズがある場合には効果は大きい。

差動で信号を受ければ、2点間の電圧をかなり忠実に望むGND基準の電圧にレベルシフトできる。

数Vの同相に埋もれた数ｍVの電圧差を扱う際には、計測増幅器を使う。計測増幅器の

初段では同相電圧の利得はほぼ１で差電圧だけが任意の増幅率倍されるので、他の方法に比べると簡便に高い同相除去比を実現できる。

同相ノイズがGND布線により混入する例は数多いが、オペアンプ回路を１段挿入するだけで布線の隘路を解決手段にもなりえる。

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