JPH05110471A - 平衡出力回路 - Google Patents

平衡出力回路

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JPH05110471A
JPH05110471A JP3137558A JP13755891A JPH05110471A JP H05110471 A JPH05110471 A JP H05110471A JP 3137558 A JP3137558 A JP 3137558A JP 13755891 A JP13755891 A JP 13755891A JP H05110471 A JPH05110471 A JP H05110471A
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output amplifier
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power supply
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Shinichi Kawada
眞一 川田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低周波アナログ伝送に特に適した小型の平衡
出力回路を実現する。 【構成】 内部回路1が出力した伝送すべきアナログ信
号を直流分離用コンデンサ17を介して出力増幅器9に
与える。出力増幅器9の動作電源及びアースを、DC/
DCコンバータ15及び16が供給することとし、出力
増幅器9の動作電源及びアースを内部回路の動作電源及
びアースから直流的に分離する。そして、出力増幅器9
の差動出力をそのまま平衡出力として用いる。これによ
り、大型コンデンサや大型トランスが不要な小型の平衡
出力回路を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、音声等のアナログ信号
を変換、伝送する伝送装置や端末機器の平衡出力回路に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、アナログ信号を長距離伝送する
場合、電磁波等による雑音の影響や駆動側(信号送信
側)と負荷側(信号受信側)のアース電位差の影響を受
けないように、信号をアースから直流的に分離してペア
ーケーブルを用いて平衡伝送している。
【0003】従来、このようなアナログ信号を平衡伝送
する装置の平衡出力回路には、図2に示す回路が用いら
れてきた。
【0004】図2において、内部回路1は、正負電源+
Ec 及び−Ec、並びに、アースGに接続されており、
これらの電源供給を受けて装置の外部に出力すべきアナ
ログ信号を発生して出力増幅器2に与える。この出力増
幅器2も、正負電源+Ec 及び−Ec 、並びに、アース
Gに接続されており、これらの電源供給を受けて入力さ
れた信号を電力増幅してインピーダンス整合用抵抗3を
介してトランス4の1次巻線4aの一端に加えられる。
なお、トランス4の1次巻線4aの他端はアースされて
いる。このトランス4の2次側は1次側とは直流的に分
離されている。2次巻線4bの両端は出力端子5a及び
5bに接続されており、2次巻線4bに現れた信号がこ
れら出力端子5a及び5bから平衡な信号として出力さ
れる。なお、インピーダンス整合用抵抗3は、反射波を
押さえるべく、この回路の出力インピーダンスが、出力
に接続されるペアーケーブルの特性インピーダンスにな
るよう設けている。
【0005】図3は、アナログ信号を平衡伝送する装置
の平衡出力回路の第2の従来例を示すものである。
【0006】図3において、内部回路1の出力アナログ
信号は出力増幅器9に与えられる。この出力増幅器9
も、正負電源+Ec 及び−Ec 、並びに、アースGに接
続されており、これらの電源供給を受けて入力された信
号を電力増幅する。この従来例の出力増幅器9は差動出
力構成のものであり、非反転増幅出力信号を直流分離用
コンデンサ10及びインピーダンス整合用抵抗12を順
次介して出力端子5aに与え、また、反転増幅出力信号
を直流分離用コンデンサ11及びインピーダンス整合用
抵抗13を順次介して出力端子5bに与える。直流分離
用コンデンサ10及び11は、出力増幅器9の出力信号
を直流的に分離しており、かくして平衡出力を実現して
いる。また、インピーダンス整合用抵抗12及び13
も、反射波を押さえるべく、出力インピーダンスがケー
ブルの特性インピーダンスになるように設けられてい
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来回
路は共に低周波伝送に対するものである場合に大型化す
るという問題を有していた。
【0008】まず、図2に示した従来回路について、か
かる問題を有することを詳述する。トランス4のインピ
ーダンスをLt 、出力端子5a及び5b間の負荷抵抗を
ROとすると、トランス4での伝送損失(電力消費)を
無視できるようするためには、次の条件を満足すること
を要する。
【0009】 ω・Lt >>RO (1) 但し、ω:角周波数(rad/sec) 従って、トランス4の伝送損失を無視できるようにする
ためには、(1)式からは、トランス4のインダクタン
スLt 又は角周波数ωを大きくしなければならない。こ
こで、角周波数ωは、伝送する信号の周波数によって定
まるものであって任意に設定することができないもので
あり、そのため、(1)式の条件を満足させるにはトラ
ンス4のインダクタンスLt を大きくすることを要す
る。(1)式より明らかなように、角周波数ωが小さけ
れば小さいほど、インダクタンスLt を大きくしなけれ
ばならない。従って、低周波信号を伝送する場合には、
インダクタンスLt が非常に大きいことが求められる。
非常に大きいインダクタンスLt のトランス4は実際上
大型のものであり、これを用いる平衡出力回路も小形化
することができない。
【0010】次に、図3に示した従来回路について、構
成の大型化の問題が生じることを詳述する。コンデンサ
10及び11の容量を共にC0 、抵抗12及び13の値
を共にR1 、出力端子5a及び5b間の負荷抵抗をR0
とすると、コンデンサ10及び11での伝送損失(電力
消費)を無視できるようするためには、次の条件を満足
することを要する。
【0011】 1/(ω・C0 /2)<<(2R1 +R0 ) ω・C0 >>1/(R1 +R0 /2) (2) 抵抗値R1 及びR0 は、伝送ケーブルの特性インピーダ
ンスによって定まるものであり、固定値である。従っ
て、(2)式からは、コンデンサ10及び11での伝送
損失を無視できるようにするためには、コンデンサ10
及び11の容量C0 又は角周波数ωを大きくしなければ
ならない。上述したように、角周波数ωは任意に設定す
ることができないものであるため、(2)式の条件を満
足させるにはコンデンサ10及び11の容量C0 を大き
くすることを要する。(2)式より明らかなように、角
周波数ωが小さければ小さいほど容量C0 を大きくしな
ければならず、低周波信号を伝送する場合には容量C0
が非常に大きいことが求められる。そのため、コンデン
サ10及び11が実際上大型のものとなり、これを用い
る平衡出力回路も小形化することができない。
【0012】本発明は、以上の点を考慮してなされたも
のであり、小形化することができる、低周波伝送に特に
適した平衡出力回路を提供しようとするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明は、内部回路が発生したアナログ信号を出力
増幅器によって増幅して平衡伝送路に出力する平衡出力
回路において、内部回路と出力増幅器とのアナログ信号
の授受に介在する直流分離用コンデンサと、出力増幅器
の電源及びアースを、内部回路の電源及びアースから直
流的に分離する供給電源分離手段とを設け、出力増幅器
の差動出力をそのまま平衡出力として用いることとした
ものである。
【0014】
【作用】平衡出力する場合、平衡伝送路に出力した信号
の直流成分が、内部回路が発生したアナログ信号の直流
成分と無関係であることが要件である。そのため、直流
分離が必要となるが、本発明では、信号自体について
は、内部回路と出力増幅器との間に介在する直流分離用
コンデンサによって直流分離することとした。しかし、
出力増幅器の電源及びアースを、内部回路の電源及びア
ースと同一のものを用いている場合には、このようにし
ても完全なる直流分離はなされていない。そこで、出力
増幅器の電源及びアースを、内部回路の電源及びアース
とから直流的に分離する供給電源分離手段とを設け、完
全なる直流分離を実現した。このようにしたので、出力
増幅器の差動出力は平衡出力になっており、出力増幅器
の出力側に直流分離用コンデンサを設ける必要がない。
【0015】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら詳述する。ここで、図1がこの実施例の全体構成を示
すものであり、図3との同一、対応部分には同一符号を
以って示している。
【0016】図1に示すように、この実施例は、従来の
第2例(図3)とは、直流分離用のコンデンサの設置位
置と、出力増幅器9への電源供給構成が異なっている。
すなわち、内部回路1から出力増幅器9への信号伝送路
上に直流分離用のコンデンサ17が介挿されており、出
力増幅器9の出力側にはコンデンサが設けられていな
い。また、内部回路1に対する正負供給電源+Ec 及び
−Ec をそれぞれ、1次側2次側分離型のDC/DCコ
ンバータ15及び16に供給して出力増幅器9用の電源
+Vc 及び−Vc を形成して出力増幅器9に供給するよ
うになされている。さらに、内部回路1のアースGと、
出力増幅器9のアースEも分離されている。
【0017】なお、DC/DCコンバータ15及び16
を設けることなく、直流分離用のコンデンサ17の介挿
位置を従来から変更しただけでは、内部回路1と出力増
幅器9の電源+Ec 、−Ec 及びアースGが共通である
ため、完全なる直流分離を行なう(平衡にする)ことが
できない。
【0018】1次側2次側分離型のDC/DCコンバー
タ15及び16は、例えば、図4に示すようなスイッチ
ングレギュレータ構成によって実現することができる。
なお、図4は、DC/DCコンバータ15の詳細構成を
示しているが、DC/DCコンバータ16も同様な構成
によって実現できる。
【0019】図4において、アースGに対する入力供給
正電源+Ec 、すなわち、直流電圧は、スイッチング制
御回路21によって駆動、制御されるスイッチング回路
20に供給され、このスイッチング回路20によってス
イッチングされて矩形波電圧(交流電圧)に変換されて
コンバータトランス22の1次巻線22aに印加され
る。かくして、このトランス22の2次巻線22bに交
流電圧が誘起され、これが整流回路23によって整流さ
れて、2次側のアースEに対する所定の直流電圧+Vc
となって上述したように出力増幅器9に電源として供給
される。
【0020】このような構成のDC/DCコンバータ1
5及び16を新たに設けた、また、直流分離用のコンデ
ンサ17を出力増幅器9の前段に設けた実施例による平
衡出力回路は、以下のようにして平衡出力処理を行な
う。内部回路1が発生したアナログ信号は、直流分離用
コンデンサ17を介して直流成分が除去されて出力増幅
器9に供給される。出力増幅器9は、DC/DCコンバ
ータ15及び16から電源+Vc 及び−Vc の供給を受
けて、このような直流成分が除去された伝送信号を電力
増幅し、非反転増幅出力をインピーダンス整合用抵抗1
2を介して出力端子5aに与えると共に、反転増幅出力
をインピーダンス整合用抵抗13を介して出力端子5b
に与える。かくして、平衡伝送路たるペアーケーブルに
対する伝送信号の平衡出力がなされる。
【0021】ここで、DC/DCコンバータ15及び1
6に図4に示した1次側2次側分離型のものを用い、内
部回路1と出力増幅器9とをコンデンサ17に介して接
続するようにしたので、内部回路1と出力増幅器9とを
直流的に完全に分離でき、その出力は完全な平衡出力と
なる。
【0022】次に、直流分離用コンデンサ17の介挿位
置の変更に対する物理的大きさの検討を、図3に示した
従来回路との比較から行なう。
【0023】従来では2個のコンデンサを設けていた
が、この実施例では1個のコンデンサ17を設けるだけ
であり、この点、回路を小さくすることができる。ま
た、出力増幅器9の入力抵抗を非常に大きくすることが
可能であるので、電力増幅する前の位置にコンデンサ1
7を設けと、(2)式より容易に推容きるように、コン
デンサ17の容量を小さくすることができ、この点から
も回路を小さくすることができる。従って、出力増幅器
9は、上述の(2)式のような制約を受けず、低周波の
信号を平衡出力することができる。すなわち、従来とは
異なって大型コンデンサは不要である。
【0024】次に、DC/DCコンバータ15及び16
を設けたことに対する物理的大きさの検討を行なう。な
お、この検討においては、DC/DCコンバータ15を
対象として説明する。
【0025】DC/DCコンバータ15において、スイ
ッチング回路20のスイッチング周波数は、スイッチン
グ素子の性能の範囲内であれば良く、通常数10kHz
〜数100kHzの高周波に選ぶ。このためトランス2
2のインダクタンスは上述した(1)式からも判るよう
に非常に小さくできる(普通、電源の負荷抵抗はかなり
小さい。それは負荷抵抗=電源電圧/負荷電流であり、
電源の負荷電流は回路の信号電源に比べてかなり大き
い)。このため、トランス22も小さくすることができ
る。すなわち、従来とは異なって大型トランスは不要で
ある。
【0026】以上のように、上記実施例によれば、直流
分離用コンデンサ17が占有する物理的大きさを従来よ
り格段的に小さくすることができ、DC/DCコンバー
タ15及び16を設けることにより新たな占有容積が必
要となったとしても全体としての大きさを小さいものと
することができる。かかる効果は、低周波信号を平衡出
力する回路の場合に特に著しい。
【0027】なお、上記実施例においては、内部回路1
及び出力増幅器9が正負電源の供給を受けて動作するも
のを示したが、内部回路及び出力増幅器が正又は負電源
のいずれか一方の供給を受けて動作するものであっても
本発明を適用することができる。
【0028】また、本発明は、低周波信号を平衡出力す
る場合において特に有効なものであるが、高周波信号を
出力する場合においても当然に適用できるものである。
【0029】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、内部回
路と出力増幅器とのアナログ信号の授受に介在する直流
分離用コンデンサと、出力増幅器の電源及びアースを、
内部回路の電源及びアースから直流的に分離する供給電
源分離手段とを設け、出力増幅器の差動出力をそのまま
平衡出力として用いるようにしたので、大型コンデンサ
や大型トランスが不要な小型の平衡出力回路を実現する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の構成を示すブロック図である。
【図2】従来の構成(その1)を示すブロック図であ
る。
【図3】従来の構成(その2)を示すブロック図であ
る。
【図4】上記実施例のDC/DCコンバータの詳細構成
を示すブロック図である。
【符号の説明】
1…内部回路、9…出力増幅器、12、13…インピー
ダンス整合用抵抗、15、16…DC/DCコンバー
タ、17…直流分離用コンデンサ、+Ec 、−Ec 、G
…内部回路1に対する電源及びアース、+Vc 、−Vc
、E…出力増幅器9に対する電源及びアース。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部回路が発生したアナログ信号を出力
    増幅器によって増幅して平衡伝送路に出力する平衡出力
    回路において、 上記内部回路と上記出力増幅器とのアナログ信号の授受
    に介在する直流分離用コンデンサと、上記出力増幅器の
    電源及びアースを、上記内部回路の電源及びアースから
    直流的に分離する供給電源分離手段とを設け、上記出力
    増幅器の差動出力をそのまま平衡出力として用いること
    を特徴とする平衡出力回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08149161A (ja) * 1994-11-25 1996-06-07 Nec Corp 符号データ送信装置および符号データ受信装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02241232A (ja) * 1989-03-15 1990-09-25 Hitachi Ltd 2線4線変換器

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