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コモンモード雑音とは?

こもんもーどざつおん

コモンモード雑音とは、2本の信号線に同時に同じ方向で乗る電気的なノイズのことです。

コモンモード雑音(Common Mode Noise)とは、差動信号を扱う回路において、2本の信号線(プラス側とマイナス側)の両方に対して同一方向・同一振幅で重畳するノイズ成分のことです。通常の信号(ディファレンシャルモード信号)は2本の線で逆位相になりますが、コモンモード雑音は両線に同位相で乗るため、差動増幅器では理論上キャンセルされます。

発生原因としては主に以下のものが挙げられます。

  • 電源ラインや大地(グランド)との容量結合による誘導ノイズ
  • インバータやスイッチング電源が発生する高周波ノイズ
  • 長距離ケーブルが受けるラジオ波や静電気
  • モーター駆動回路などの強電系からの電磁干渉

対策としては、コモンモードチョーク(コモンモードフィルタ)と呼ばれるコイルをケーブルに挿入する方法が代表的です。このコイルは差動信号に対してはインピーダンスをほぼゼロに保ちながら、コモンモード成分には高いインピーダンスを示してノイズを阻止します。

産業用通信規格のRS-485やCANバスが差動伝送を採用しているのは、まさにコモンモード雑音耐性を高めるためです。電気自動車・医療機器・工場自動化など、ノイズ環境が厳しい分野で重要な概念となっています。

使い方・例文

インバータで動くモーターの近くに設置したセンサーの配線にコモンモード雑音が乗り、計測値が乱れる場合、コモンモードチョークを挿入することで問題を解消できます。

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