ノイズ対策
人工衛星におけるノイズの苦しみ
人工衛星は、打ち上げ前にたくさんの試験をして動作の確認を行います。組み上げて最初に動作させる際は、非常に多くの不具合に見舞われ、設計どおりに衛星が動作することはなかなかありません。 その不具合の原因の多くに、コンポーネントから発生するノイズが別のコンポーネントに伝わることがあげられるます。今回は、そのノイズに関する基本的な知識をまとめます。
基本的な考え方
人工衛星のような電気回路とコンピューターで動作するシステムに発生するノイズは、伝導ノイズと放射ノイズの二種類があります。伝導ノイズは、回路の配線上を直接つながるノイズであり、放射ノイズは空間中を伝搬するノイズです。人工衛星、特にCubeSatのような超小型衛星は、回路基板が非常に密集して配置されているため、これらのノイズに対する成立性が非常に難しい課題となります。
回路の種類による影響の受けやすさと影響の与え方
人工衛星の中には、信号のデジタル回路、アナログ回路、電源供給を行う電源回路の三種類あります。アナログ回路などは太陽センサーなどのセンサーで用いられることが多く、電源、デジタル回路はどの部分にも使用される。これらはそれぞれ異なるノイズへの影響の与え方、受け方をします。下記のサイトに詳しく示されています。
伝導ノイズ対策
伝導ノイズ対策では、基本的に回路に入ってくる高周波のノイズを除去するノイズフィルタを構築することになります。そのため、以下のような方法がとられます。
参考: フィルタ
こうすることで、高周波の電力が、熱として消費されるか、グラウンドに逃すことが可能になります、 これらを満たす素子としていかがあげられる。
- 三端子貫通型コンデンサー
- フェライトコア
- フェライトビーズ
- コモンモードチョーク
いずれもコンデンサまたはインダクタとなります。 また電源用フィルタの構成としては - Xコンデンサ
- Yコンデンサ
- アースインダクタ
- ブリーダー抵抗
などがあります。 またこれらは、組み合わせて組むことで、より効果を出すことがでます。
放射ノイズ対策
放射ノイズは空間を伝搬するため、回路上の対策だけでは防ぐことはできません。そこで、回路を金属のシールドで覆うことで、流入する空間ノイズや、放射する空間ノイズを防ぐことが可能となります。 下記のサイトに大変よくまとまっています。 www.murata.com
