ノイズ対策というと、「とりあえずパスコン」「とりあえずフェライト」になりがちです。もちろんそれらが効くケースは多いのですが、当て勘で進めると、効いた理由が分からず次に再現できません。
そこで今回は、ノイズ対策を整理するための基本フレームを紹介します。あわせて、uSimmics（QucsStudio）で簡単な回路モデルを作りながら、回路図に描かれていない要素（寄生成分）が、波形にどう影響するかをシミュレーション結果で解説します。
ノイズの困りごとは3つに分けると整理しやすい
「ノイズが原因かも」と感じたとき、まずは困りごと（症状）を3つに分けると整理しやすくなります。
- 誤動作：デジタルのHとLの判定が狂う、リセットがかかる、通信が落ちる、誤割り込みが入る
- 性能劣化：受信感度低下、SNR悪化、ジッタ増加、画像/音声の乱れ
- 外部への影響・規格不適合：不要輻射/不要伝導で規格に落ちる、周辺機器へ干渉する
この3分類は“症状の違い”を整理するものです。一方で原因の構造は共通で、どれも発生源→伝搬→被害点で説明できます（例：不要輻射なら「発生源＝スイッチング、伝搬＝配線・筐体、被害点＝周辺機器」）。そのため、内部の誤動作/性能劣化も、不要輻射・伝導（規格）も、同じ枠組みで考えられます。
ノイズ対策の基本フレーム：発生源→伝搬→被害点
ノイズは、単に「出ている」だけでは問題になりません。発生して、伝わって、被害点に入り込んではじめて困りごとになります。
- 発生源（Source）：スイッチング、クロック、DC/DC、I/Oの立上り、モータ/リレーなど
- 伝搬（Path / Coupling）：配線、電源、GND、ケーブル、空間（結合C/L、反射、共通インピーダンス）
- 被害点（Victim）：受信回路、基準電圧、ADC、クロック入力、リセット、センサー線など
この3点で見ると、「どこを潰すのが効くか」が明確になります。
どこを潰すのが効く？（優先順位の考え方）
手戻りを減らすための考え方として、次の順番が基本です。
- 発生源を弱くできるなら最強：立上りを遅くする、ドライブを弱める、周波数をずらす、スプレッドスペクトラムを使う など（性能とのトレードオフあり）
- 発生源を止められないなら伝搬を切る：帰路（リターンパス）を強くする、ループ面積を小さくする、終端、フィルタ、シールド など
- 最後に被害点を強くする：ノイズが入り込んでも誤判定しないように、入力に余裕（マージン）や安定化（ヒステリシス、RC）を持たせ、必要なら保護素子や配線見直しで“入りにくく・壊れにくく”する など
実務で一番効く場面が多いのは、「伝搬（Path）の抑制」です。特に基板では、回路図に描かれていない寄生成分が伝搬を作ります。
回路図に描かれていない“犯人”：寄生成分（L/C/R）
ノイズ対策で本質になりやすいのは、回路図にない要素です。特に次の3つは、ほぼ必ず登場します。
配線はインダクタ（L）
配線やビア、GNDの帰路にはインダクタンスがあります。電流が急に変化（di/dtが大）すると、そのインダクタンスにL×di/dtの電圧降下が生まれます。
GNDは理想的には0Vですが、実際のGNDは配線でつながっているため、この電圧降下の分だけ「その場所のGND電位」が上下します。これがいわゆるGNDが揺れる状態です。
GNDが揺れると、リセット端子や基準電圧が“相対的に”動いて見えるため、誤リセットや誤判定につながることがあります。
隣の配線は容量結合（C）
隣り合う配線どうしには、わずかな結合容量があります。つまり、回路図に描かれていなくても、2本の配線の間に「小さなコンデンサ」があるように振る舞います。
この状態で一方の配線の電圧が急に変化（dv/dtが大）すると、その結合容量を通って一瞬だけ電流が流れます。その電流が、もう一方の配線に小さな電圧変化を作り、波形としてはスパイクに見えます。
この「隣の線の変化が、別の線に入り込む」現象がクロストークです。立上りが速い信号ほどスパイクが出やすく、被害線のインピーダンスが高いほど目立ちます。
“損失（R）”も重要
理想的なLやCは、エネルギーを「ためる」「返す」だけの部品です。エネルギーが熱として消えないので、いったん揺れ（リンギング）が始まると、なかなか収まりません。
リンギングを止めるには、エネルギーを逃がす仕組みが必要です。そこで効いてくるのが損失（R）です。Rはエネルギーを熱として消費するので、揺れを減衰させられます。
フェライトビーズが効く理由も、この考え方で説明できます。フェライトは周波数が上がるほど損失成分が増えやすいため、高周波の揺れやスパイクを“熱として落とす”方向に働きます。
uSimmicsで解説：GNDは理想0Vじゃない
ここではuSimmicsで超小型の回路モデルを作り、「寄生LがあるとGNDが揺れる」ことを波形で確認します。狙いは、ノイズの伝搬（Path）がどこで生まれるかを掴むことです。
回路イメージ
- VPulse（0→1Vのパルス）
- Rload（負荷抵抗）
- GND
- そしてGND帰路に小さいL（例：5nH）を1個だけ入れる（＝配線の寄生Lのつもり）
VPulse → Rload → node(out) → Lgnd(5nH) → GND
観測点（電圧プローブ）
- V(out)：Rloadの出力側（信号として見たい点）
- V(gnd_local)：Lgndの上側（回路側のGND点）
VPulseの立上りを速くすると（例：TR=1nsなど）、V(gnd_local)に小さなパルスが出ます。これが「帰路のインダクタンスでGNDが持ち上がる」現象です。
つまり、信号波形そのものが汚い場合だけでなく、基準（GND）が動いているせいで誤動作や性能劣化が起きるケースがある、ということが見えてきます。
定番対策の意味を整理する（パスコン・フェライト・GNDベタ）
ここでは、パスコン・フェライト・GNDベタが「何に効く対策なのか」を整理します。
- パスコン追加：電源ラインの高周波ノイズを近くで落として、ICの電源電圧がフラフラしないようにする対策です。ポイントはICの電源ピンのすぐ近くに置くこと。遠い場所に置くと、配線の寄生Lのせいで高周波が通りにくくなり、効きが弱くなります。
- フェライト追加：高周波だけを通しにくくして、ノイズが広がるのを抑える対策です。例えば「DC/DCのスイッチングノイズが他の回路に回り込む」「無線部に電源ノイズが入る」といったときに、ノイズを止めたい境界（汚い側ときれい側の間）に入れます。部品によって効きやすい周波数帯が違うので、狙いに合うものを選びます。
- GNDベタ：信号電流の戻り道（帰路）を近くに作って、電流が遠回りしないようにする対策です。戻り道が近いほど、L成分が小さくなりノイズの発生が減少します。またループ（行き＋帰り）が小さくなり、放射や他回路への回り込みが減ります。ただし、GNDを分断したりスリットを跨いだりすると、戻り道が迂回して逆に悪化することもあるので、電流がどこを流れるかを意識するのがコツです。
まとめ
ノイズ対策は、まず発生源→伝搬→被害点の3点で整理すると迷いが減ります。特に基板では、回路図に描かれていない寄生成分（L/C/R）が伝搬を作り、被害点へノイズが入り込むことで問題が表面化します。
uSimmicsで最小モデルを作って波形を見ると、対策の意味が腹落ちします。次回以降は、このフレームを使いながら、反射とリンギング（終端・伝送線路）、フェライトビーズ（損失が効く理由）、クロストーク（結合C/L）、デカップリングとGND（共通インピーダンス）を順番に“波形で理解”していきます。
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