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8.シールドの効果を確かめる - 2025.12.13

この前,RIGOL DHO924Sを徹底的に叩いたわけで,結局SIGLENT SDS1204X-Eを使うことにしました.
ということで使うオシロスコープも確定したので順調に予備データを集めていきます.

今回,確認するのはシールドの効果です.
よく,シールドケーブルなどの形でシールドを使うことはあると思います.
ただ僕自身があまり使ったことがなくて感覚が分からないですし,もし効果がないのならシールドは不要です.
Arduino.ccがQualcommに買収されて利用規約を書き換えが進んでいるそうで,もしかするとArduino Nano R4の互換機は出ないのかもしれない,という危機が迫っているので価格を抑えることは重要です.
感覚的に,RA4M1搭載互換機は本家から買うより1個あたり1,000円程度は安くなるのですが,それができないと他のところで価格を抑えるしかありません.

ということでまずはノイズ源です.
ノイズ源といえばiPadなので(?),iPadを使います.
この時コツがあって,Touch IDを使うと優秀なノイズ源になることを利用します.
ノイズは3.5 mmミニジャックで引き出します.
多分GNDに盛大なノイズが乗るので,パッシブプローブの先端をミニジャックに差し込む,というより穴にあてがう形でセットします.
その時,以下のAAの様な構図になっています.

             ┌───── Alminum Foil ───────────  >────┐ Ground Lead          
───────────┐ │┌──── Kimwiper ─────────             │ ├────────────────────
 ┌─┬─┬───┬─┘ ││   ┌──┬───┬───────────────────────┼─┼─┤                    
 |MiniJack   ││ ──┤  │   │                       │ │ │ Passive Probe      
 └─────────┐ ││   └──┴───┴───────────────────────┼───┤                    
───────────┘ │└───────────────────────               ├────────────────────
             └──────────────────────────────                              


AAとして見やすいかは知りませんが,模式図としては十分だと思います.
ミニジャックの穴に対して,シールド用のアルミホイル(Alminum Foil)と,プローブチップ絶縁用のキムワイプ(Kimwiper)を被せたパッシブプローブ(Passive Probe)を突き刺します.
グラウンドリード(Ground Lead)をアルミホイルに接続するかしないかで,シールドの有無を切り替えます.

これで測定して見た結果です.
キムワイプはちゃんと絶縁体として機能していましたが,多分GNDを繋いでいない時はアンテナ,繋いでいる時はシールドとして機能しているのでちょっと感情に入力されちゃっているかもしれません.

GND未接続
300mV以上の振幅の信号
デジタルフォスファの機能だとキャプチャしにくいので残光表示(無限)と色温度表示をオンにしています.
びっくりするほどノイジーですね.
これがシールドでどこまで変わるのか,期待ですね

GND接続時
今度はシールドありです.
先ほどと同じ垂直感度ではノイズ波形が見えません
全然ノイズ波形が見えませんね…こりゃ期待できそうです.
やっぱノイズに強くないといけない製品が決まってシールドされているのには訳があるんですね.

これはちょっとお金をかけてもシールドありで設計するのが良さそうです.

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