GPIBシステムのノイズを除去する

測定システムに影響を与えるノイズの原因は数多くあります。通常、ノイズの影響を受けやすいシステムには3つの要素が存在します。電磁波の発生源が存在し、電磁波の影響を受けやすい受信機が存在し、両者間に何らかの経路が存在する必要があります。

一般的なノイズの発生源は、空気中を通過する放射電磁エネルギーです。測定システムで非シールドまたは不十分なシールド導体は、ノイズを拾うアンテナとして動作し、導体を通過する信号を歪める可能性があります。ケーブルは本質的にノイズを拾うアンテナであり、常に存在する電磁エネルギーと測定システム間のリンクです。ノイズの発生源には、回転機械、電源、蛍光灯、RF信号ソース、および遮蔽が不十分である電気装置などから発生する高周波および低周波放射が含まれます。

IEEE 488規格の開発には、電磁妨害（EMI）の影響を中和するための要件を理解するための広範なテストが含まれます。これらの特性に基づいて、今日では、ケーブルアセンブリ (すなわち、相互接続ケーブルおよび関連コネクタ) および計測器内部のコネクタ/ケーブルインタフェースが、計測器システム全体の電磁両立性 (EMC) 性能を大きく左右することが一般的に認識されています。IEEE 488規格は、ノイズの影響を最小限に抑える必要性を考慮して、さまざまな条件下で許容可能なEMC性能を提供するコネクタとケーブルアセンブリを規定しています。しかし、多くのアプリケーションでは、EMIの影響をさらに低減することが推奨されます。

EMIをさらに低減するには、テストエンジニアがシステムの耐ノイズ性を評価するために詳細な調査やEMI測定を行う必要はありませんが、状況によっては推奨される場合があります。IEEE 488規格では、放射干渉の影響を低減するための追加方法が文書化されています。

以下の段落では、放射干渉の影響を低減するための推奨方法について簡単に説明します。

スクリーンケーブル
IEEE 488規格では、放射エミッションに対して最低85%のカバレッジが推奨されています。ただし、90%のカバレッジでもさらに改善されることが推奨されます。ケーブル内に銅編組シールドと金属化マイラーシールドまたはホイルシールドを組み合わせると、ケーブルおよび放射エミッションから伝送される信号のスクリーニングが大幅に改善されます。

コネクタハウジング
IEEE 488規格では、放射エミッションの影響を低減するために金属製のコネクタハウジングも推奨されています。

コネクタカバー
ピギーバックGPIBコネクタの両端に金属カバーを被せると、放射線スクリーニングをさらに改善できます。コネクタカバーは、コネクタ領域に侵入するほこりやその他の粒子に対するバリアにもなります。

ナショナルインスツルメンツは、上記の要件を満たすソリューションを幅広く提供しています。放射エミッションからシステムをさらに保護するには、基本的なアプリケーションや高性能アプリケーションの要件を満たすシールドされた堅牢な構造のGPIBケーブルとコネクタカバーを選択してください。

二重シールドGPIBケーブル
ナショナルインスツルメンツのX2、X4、およびX5ケーブルは、標準のシングルシールドGPIBケーブルと比較して優れた耐ノイズ性を実現するために二重シールドされています。  シールドプラグ/レセプタクルとオーバーラップコネクタシェルシームにより、優れたシールドと接地を実現します。コネクタシェルは、耐食性、ニッケルメッキ、鋳造アルミニウムでできており、堅牢性と優れた耐ノイズ性を備えています。特性の組み合わせにより、IEEE 488規格の推奨シールド要件を上回る、90%以上のカバレッジと非常に低いキャパシタンス特性が得られます。

図1を見ると、ダブルシールドケーブルには3つの異なるシールド要素が含まれていることがわかります。外側の銅編組と内側の2つのアルミ/マイラーシールドの合計3つのシールドを含むため、ノイズの影響を受けにくい設計です。これにより、以下の利点が得られます。

• 信号線を外部ノイズから保護する
• ケーブル自体からの放射エミッションをカット
• 表1は、ダブルシールドケーブルの仕様を示しています。

コネクタカバー
ナショナルインスツルメンツでは、埃やその他の汚染物質による露出したGPIBケーブル接点の腐食や破損を防止するためのオスおよびメスコネクタカバーも提供しています。また、カバーはケーブル接点を周辺装置からの放射から保護します。

GPIBシステムでノイズの影響を低減する方法は数多くあります。エンジニアは、システムの耐ノイズ性を評価するための詳細なテストを行うことがあります。ノイズの影響を最小限に抑える基本的で見落とされがちな方法は、シールドGPIBケーブルとコネクタカバーに投資することで、最小限のコストと労力でシステムの耐ノイズ性を高めることです。

ANSI/IEEE Standard 488.1-1987、IEEE Standard Digital Interface for Programmable Instrumentation、Institute of Electrical and Electronics Engineers、345 East 47th Street、ニューヨーク、10017