一点アース、グランド分離、電源電圧

趣味レベルで電子工作をしています。
本業のエンジニアではないので、的外れなことを言っている場合はスミマセン。

アナログとデジタルが混在するプリント基板を設計しています。
多点アースで設計した基板のノイズに悩まされ、パターンカットして、配線でジャンプさせたり、
問題を切り分けていくうちに、一点アースが有効なのでは？という結論にたどり着きました。
ここまで悩む前は、市販品で一点アースを採用したモノをみて、そこまで効果あるのかな？
と思っていたのですが、どうやら甘く見ていたようです。
ところが、色々あるノイズ対策のなかでも一点アースやグランド分離に関して、
気を付けるべき点やノウハウをまとめたようなWEBページや書籍が少なく困っています。
そこでいくつか質問があります。

1.グランド分離、一点アースは放射ノイズ、伝導ノイズ、どちらにも効くと考えてよいのでしょうか。

2.グランド分離は電源電圧を重視して行うべきでしょうか。
回路ブロックA、B、Cを分離したい場合、Aは24V電源、B、Cは12V電源駆動で、
12Vは絶縁されていないレギュレータで24Vから生成しているとすると、
図1、図2のどちらがよいのでしょうか。

3.市販の製品の一点アースを観察していると、グランドのラインをたどった時、
太い配線や細い配線が入り混じっているように見えます。
グランド線の太さはどのような点に留意して決定すればよいでしょうか。

また、グランド分離したうちの、同回路ブロック内のグランド配線は、
図3、図4、どちらの方がよいのでしょうか。
図3は直線的にグランドを繋いでおり、図4は多点アースのように接続しています。

ご教授頂ければ幸いです。

質問者からの補足コメント

• 画像が小さい様なので、別にアップロードしました。
  
  https://dl.dropboxusercontent.com/u/275126313/Q1 …

    補足日時：2015/05/11 09:00

• ご回答ありがとうございます。
  ベタアースで設計していた基板を一点アースでやり直してみました。
  信号、電源の流れ、その帰路を意識してやってみました。
  その時にやはり引っかかってきたのが、図１と２の問題で
  24V電源と12V駆動回路ブロックが近いエリアにあり(パーツ配置の制約上)、
  12Vのレギュレータがそこから離れた位置にある場合に、
  12V駆動回路のグランドは24V電源へ直接接続するのが最短ですが、
  12Vの電流の流れを意識すれば遠回りしてでも
  12Vレギュレータのグランドにつなぐべきなのか、という点です。
  図３、４の問題に関しては、同回路ブロック内では多点アース、
  異なるブロック同士をスターグラウンドで接続してみました。
  市販の一点アースを採用している製品を観察していると、
  一枚の基板でパターン幅にバリエーションのあるものが多いですが、
  この幅に関しても、明確な法則ってあるのでしょうか。

  No.1の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2015/05/15 02:38

No.2 ベストアンサー 回答者： tohoho2 回答日時： 2015/05/15 15:20

http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5988 …

のp7～p9が参考になるかも。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

参考の文献、具体的な注意点がかかれており、助かりました！

他のページもかなり興味深い内容です。

お礼日時：2015/05/16 00:56

No.1 回答者： angkor_h 回答日時： 2015/05/13 23:16

一点アースとべたアースはそれぞれ特徴が有り、どちらが良いとは言えませんが、

アースの意味や留意点を知らないとどっちも使えなくなります。

一点アースで言うアースとは、各回路部分の電源や負荷信号の帰線が集まる一点を言い、
それらの帰電流線路を独立に配線し、お互いに混流・迷走し無いようにするものです。
べたアースとは、それらの帰電流経路を共用すべく高周波的にも直流的にも、インピーダンスゼロを目指したアース配線(或いは面積を持つパターン)です。

貴方の設計したパターンの適否は、以下の確認が自ら行う必要があります。
一点アース方式であれば、
信号や電源一つ一つについて経路をパターン上でたどり、それらの帰電流線路が一点アース点まで重複しない事を確認してください。
べたアースであれば、遠回りしていないか(高周波に対してインダクタンス)、異種信号(アナログ・高周波、ディジタル)がそのまま流れていないか、を確認してください。
多くの技術書は結論だけが示されているため、これらの意味がご理解できなければ、技術書も「馬の耳に念仏」でしかなく、問題があればお手上げ、になってし舞います。