ノイズ除去方法について

質問

超音波を利用しての距離センサを作って実験しようとしているのですが、受信側の装置がノイズを拾ってしまいます。コンデンサ等をつかっては見たもののノイズを取り除くことができません。何かいい方法はないでしょうか？？？よろしくお願いします。

回答No.5

noname#230359

オペアンプを適切に使用していてば、それ自身のノイズは比較的低いものです。「超音波回路の自作」を拝見していたら都合の良い回路がありましたので、その回路でご説明します。
この回路の場合オペアンプはＮＪＭ４５５８ですから入力換算（電圧）で約1.5μＶ程度（rms）、実際にはこの数倍のピーク値が観測されるはずですから、5μＶとします。この回路の受信回路のオペアンプ増幅度は1000倍と説明されている（実際はＣのインピーダンスと4558のオープンループゲイン不足で約400倍が目安）ので５，０００μＶ＝５ｍＶとなり、この回路のコンパレータ・スレシホールド電圧の１／１００程度です。したがってオペアンプ自身のノイズはまず影響ありません。
それよりかは、超音波センサはハイインピーダンス出力なので、この配線を伸ばす場合は、シールド線を用い、信号ＧＮＤをセンサ近くで基板ケース（無ければ等価なシールド板、周囲の金属筐体）に一点で落とします。更に伸ばす場合は電源線を加え、センサにＦＥＴを抱かせインピーダンス変換し伝送させます。
オペアンプ回路も例の回路図のゲイン配分だと、初段アンプが殆どフィードバックがかかっていない（オープンループ状態）ので、フィードバック抵抗を落とし1015ＰＦ程度コンデンサをパラに加えて動作を安定させます。（初段、次段のＮＦ抵抗を４７０Ｋ／１０ＰＦにすれば本当に１，０００倍のゲインが稼げます）
オペアンプも両電源が可能なら、広帯域（目安：オープンループゲインが４０ｄｂ／１００ＫＨＺ程度の汎用最高速タイプ、ＬＭ３１８、ＯＰ２７５、ＭＣ３３０７７等）を使用し、内部ループゲインを多くして動作の安定をはかります。
これらは自身のノイズ低減方法ですが、一般的には前にご説明したトラブル原因１３の要因の方が圧倒的に多いと私は思っております．
以上、参考までに。

お礼

回路をもう一度再検査したところ不良部分が多く直してみるとかなりノイズは減りました。（恥ずかしい話ノイズはなくなった・・・）今使用しているオペアンプは両電源なので教えてくださった（広帯域を使用し・・・）方法を使用しようと思っています。本当にありがとうございました。

回答No.4

noname#230359

秋月のキット製作した事例（ノイズに悩んだがオペアンプのグランドの半田が無かったらしいです）
http://www.jks.is.tsukuba.ac.jp/~e961449/robocon/yosaq98/node18.html

キットの改造事例
http://www.interq.or.jp/japan/se-inoue/srm1.htm

超音波回路の自作
http://www.ex.sakura.ne.jp/~leocrim/crimson/Pic/

回路集
http://www.cqpub.co.jp/hanbai/books/30631.htm

以上ＷＥＢ検索結果です。

お礼

わざわざWebで調べていただいてありがとうございました。私が買ったキットも秋月の物だったのでとてもやくに立ちました。私の自作の回路のオペアンプまわりを調べたところ下手なはんだがあったので直して調べてみます！！

回答No.3

noname#230359

時にはグランド線から工場全体のノイズを拾う事があります。また、近くに誘導装置がある場合も影響を受ける事がしばしばあります。

補足

教えていただきありがとうございます。グランド線からノイズを拾うということはグランドをあまり大きくとらないほうがよいのでしょうか？？？私の実験している場所は工場というより実験室なので誘導装置は多分ないと思います。他にも思いつくものがあればなんでも教えてください。お願いします。

回答No.2

noname#230359

こんばんは。
オシロで受信波形をみてみましたか？
超音波反射型距離計でトラブルの多い原因は、
１、超音波の近場での反射（回り込み）
２、そもそも反射強度（距離、反射物体材質）が弱くＳ／Ｎ比の劣化
３、外来超音波成分の到来（周囲の蛍光灯、電気機器）
４、回路構成のまずさによるＳ／Ｎ比劣化、誤動作
他にもまだまだありますが上記が代表的です。
これらは増幅した受信波形を見ると良く区別できるはずです。
これ以外の精度に多少影響を与える要素は、これらをクリアしてからです。
具体的な症状、程度が不明なのでこれ以上の説明は混乱させてしまうだけだと思いますので、とりあえず波形を見ることをお勧めします。

補足

教えていただいてありがとうございます。オシロスコープは以前から使っていますが何によるノイズか特定できず、（外来なのか？回路なのか？）困っています。また、増幅にはオペアンプを使っていますがこの後すぐにノイズがあります。オペアンプにはノイズ成分というのはあるのでしょうか？おしえてください。

回答No.1

noname#230359

とりあえずキットで作ってみると解るのでは？

￥２０００だから、参考書買ったつもりで。

参考URL：

http://www.akizuki.ne.jp/sensor.html

補足

ありがとうございました。キットは買ってみましたがなにしろそのキットの説明書が不親切極まりなくこまっているのです（このキット動いたことは動いたのですが・・・）ノイズの事など書いてありませんでした。