JPH07131277A - バラン補償のための回路および方法 - Google Patents

バラン補償のための回路および方法

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JPH07131277A
JPH07131277A JP6244928A JP24492894A JPH07131277A JP H07131277 A JPH07131277 A JP H07131277A JP 6244928 A JP6244928 A JP 6244928A JP 24492894 A JP24492894 A JP 24492894A JP H07131277 A JPH07131277 A JP H07131277A
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JP
Japan
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amplitude
balun
phase
port
voltage signal
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Pending
Application number
JP6244928A
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English (en)
Inventor
Robert S Kaltenecker
ロバート・エス・カルテネッカー
Henry L Pfizenmayer
ヘンリー・エル・ファイゼンメイヤー
Frederick C Wernett
フレデリック・シー・ワーネット
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Motorola Solutions Inc
Original Assignee
Motorola Inc
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/08—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices
    • H01P5/10—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices for coupling balanced lines or devices with unbalanced lines or devices

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 平衡された第１および第２電圧信号を与える
ためバランの振幅・位相補償を行う新規な回路および方
法を提供する。 【構成】 この補償は、平衡側でバランのポートの１つ
と直列に、伝送ライン１４や誘導性集中素子２０および
容量性集中素子２２などの振幅・位相補償回路を追加す
ることによって実現される。振幅・位相補償回路は、第
１電圧信号と第２電圧信号との間の振幅差が最小限に抑
えられ、しかも第１電圧信号と第２電圧信号との間の位
相差の大きさが最大限となるように最適化された特性イ
ンピーダンス・パラメータＺｏおよび電気的長さパラメ
ータＥｏを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、バラン(balun) に関
し、さらに詳しくは、バランを補償する回路および方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】バランは、シングル・エンド（不平衡）
側と平衡側とを有する周知のデバイスである。バランの
機能は、実質的に振幅が等しくかつ互いに１８０°位相
がずれている電圧をその平衡側の第１および第２ポート
で与えることである。つまり、バランの機能は、グラン
ドについて平衡負荷に等しくかつ反対の電圧を与えるこ
とである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】バランを用いる場合、
損失およびひずみを最小限に抑え、かつ例えば平衡増幅
器用途における帯域幅を最大限にするために、システム
の他の部分とインピーダンス整合をとらなければならな
い。バランをシステムと整合する試みで、先行技術では
バランのシングル・エンド側で従来の測定を利用してい
た。例えば、バランの周波数応答を測定する場合、第１
および第２バランを直列に結合して、それらの平衡側を
相互接続する。第１バランのシングル・エンド側に信号
が印加され、第２バランのシングル・エンド側に現れる
信号が測定される。この測定から、（各バランが実質的
に同一と仮定して）各バランの帯域幅，挿入損および反
射損を得ることができる。しかし、これらの測定は、バ
ランの平衡側に現れる振幅および位相関係についての情
報を伝えていない。
【０００４】よって、バランの平衡側に現れる電圧信号
の振幅および位相が周波数とともに劣化することを認識
し、かつこのような振幅および位相劣化を補償する回路
および方法を提供する必要がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、バランの平衡
側に現れる第１および第２電圧を振幅・位相補償する回
路および方法を提供する。本発明は、バランの平衡側に
現れる電圧の振幅および位相は実際に周波数とともに劣
化することをまず認識する。さらに、本発明は、バラン
の平衡側のポートと直列に挿入される、所定の最適化さ
れた電気的長さおよび特性インピーダンスを有する振幅
・位相補償回路を提供する。特性インピーダンスは、第
１電圧信号と第２電圧信号との間の振幅差が最小限にな
るように最適化される。さらに、電気的長さは、第１電
圧信号と第２電圧信号との間の位相差が最大限になるよ
うに最適化される。
【０００６】
【実施例】図１を参照して、バラン１０の平衡側の第１
および第２ポートに現れる電圧信号を振幅・位相補償す
る回路および方法を示す詳細な構成図を示す。バラン１
０は、端子１２に結合された第１ポートＰ１と、振幅・
位相補償回路１４を介して端子１６に結合された第２ポ
ートＰ２とを有する３ポート型デバイスとして示され
る。さらに、バラン１０は、端子１８に結合された第３
ポートＰ３を含む。ポートＰ１はバラン１０のシングル
・エンド側にあり、ポートＰ２，Ｐ３はバラン１０の平
衡側にあることが理解される。さらに、バラン１０は３
つのより線(twisted wire)を含み、第１より線はポート
Ｐ１に結合された第１端と、第２より線の第１端とポー
トＰ２とに結合された第２端とを有することが理解され
る。さらに、第２より線の第２端は第３より線の第１端
に結合され、第３より線の第２端はポートＰ３に結合さ
れる。
【０００７】一般に、入力信号が端子１２（およびポー
トＰ１）に印加されると、理想的には、バラン１０のポ
ートＰ２，Ｐ３は実質的に１８０°位相がずれた等しい
振幅の電圧信号を与え、これらの電圧の振幅は（理解さ
れるようにバラン１０による損失を差し引いて）端子１
２に印加される電圧信号の振幅の１／２に実質的に等し
い。
【０００８】本発明では、バラン１０の動作周波数が増
加すると、ポートＰ２，Ｐ３に現れる電圧信号は周波数
について劣化することを認識する。すなわち、周波数が
増加すると、ポートＰ２，Ｐ３に現れる電圧信号間の振
幅差が増加する一方で、ポートＰ２，Ｐ３に現れる電圧
信号間の位相差は互いに実質的に１８０°の位相ずれで
なくなる。
【０００９】さらに、本発明では、ポートＰ２と直列に
伝送ライン１４などの振幅・位相補償回路を挿入するこ
とにより、端子１６，１８にそれぞれ現れる第１および
第２電圧信号の振幅および位相は周波数について補償で
きることを認識する。特に、伝送ライン１４の特性イン
ピーダンス（Ｚｏ）および電気的長さ（Ｅｏ）の最適化
された値を適切に選ぶことにより、第１電圧信号と第２
電圧信号との間の振幅差を最小限に抑えることができ、
しかも第１電圧信号と第２電圧信号との間の位相差を最
大限にすることができる。第１電圧信号と第２電圧信号
との間の位相差を最大限にすることは、第１電圧信号と
第２電圧信号との間の位相差を１８０°に実質的に等し
くすることを意味する。このように、端子１６，１８で
与えられる第１および第２電圧信号は平衡されたといえ
る。
【００１０】伝送ライン１４の特性インピーダンスおよ
び電気的長さの値を最適化するため、Hewlett Packard
社のMicrowave Design System (MDS) またはTochstone
など、分散された要素を処理できるＲＦ線形解析プログ
ラムを利用できる。例えば、バラン１０のポートＰ１，
Ｐ２，Ｐ３において３ポート測定を行うことにより、当
技術分野で周知なようにバラン１０の数学モデルを構築
できる。さらに、ポートＰ２において直列に伝送ライン
を追加することにより、図１に示す回路の数学モデルを
構築できる。
【００１１】伝送ライン１４の特性インピーダンスおよ
び電気的長さは、端子１６，１８に現れる第１電圧信号
と第２電圧信号との間の振幅差が最小限に抑えられ、し
かも端子１６，１８に現れる第１電圧信号と第２電圧信
号との間の位相差が最大限になるように、特性インピー
ダンスおよび電気的長さを同時に選択することによって
最適化される。
【００１２】要するに、本発明は、平衡された第１およ
び第２電圧信号を与えるため、バランの平衡側のポート
と直列な振幅・位相補償回路を提供する。この振幅・位
相補償回路は、関連する少なくとも２つのパラメータ、
すなわちｉ）特性インピーダンスおよびｉｉ）電気的長
さを有する。振幅・位相補償回路の特性インピーダンス
および電気的長さは、第１電圧信号と第２電圧信号との
間の振幅差が最小限に抑えられ、しかも第１電圧信号と
第２電圧信号との間の位相差が最大限となるように選択
される。
【００１３】図１は、位相補償で振幅を与えるために利
用される伝送ライン１４を示すが、選択された特性イン
ピーダンスおよび電気的長さを有する集中誘導性(lumpe
d inductive)および容量性素子の組合せも図２に示すよ
うに利用できることが理解される。特に、図２はインダ
クタ２０およびコンデンサ２２を含む振幅・位相補償回
路を示し、ここでインダクタ２０はバラン１０の第２ポ
ートと端子１６との間で結合され、コンデンサ２２はポ
ートＰ２とグランド基準との間で結合される。さらに、
端子１６とグランド基準との間に結合された追加コンデ
ンサを含むような、集中素子の他の変形例も利用できる
ことが理解される。
【００１４】図３を参照して、増幅器の性能を改善する
ため図１に示す回路を用いた詳細な構成／ブロック図を
示す。図１に示す素子と同一の図３に示す素子は同じ参
照番号が付されていることが理解される。例えば、図３
のバラン１０’および１０”は図１のバラン１０と同じ
である。さらに、図３の伝送ライン１４’，１４”は図
１の伝送ライン１４と同じである。
【００１５】図３に示す回路は、平衡入力および出力を
有する、例えばケーブル・テレビジョン（ＣＡＴＶ）増
幅器などの増幅器３０をさらに含む。
【００１６】動作中、端子１６’，１８’を介して増幅
器３０の平衡入力において平衡信号を与えることを目的
として、端子３２に現れるシングル・エンド入力信号を
とるためバラン１０’が用いられる。さらに、端子１
６”，１８”を介して増幅器３０の平衡出力をとり、端
子３４においてシングル・エンド出力信号を与えるた
め、バラン１０”が用いられる。よって、増幅器３０の
入力および出力において実質的に平衡な信号を与えるた
めバラン１０’，１０”を利用することにより、増幅器
３０の性能は実質的に改善される。例えば、増幅器３０
の帯域幅は増加され、増幅器３０のひずみは低減され
る。これらの改善はＣＡＴＶ増幅器にとって重要であ
る。
【００１７】以上、平衡された第１および第２電圧信号
を与えるためバランの振幅・位相補償を行う新規の回路
および方法が提供されたことが上記の説明から明らかで
ある。この補償は、平衡側でバランのポートの１つと直
列に、伝送ラインや誘導性または容量性集中素子などの
振幅・位相補償回路を追加することによって実現され
る。振幅・位相補償回路は、第１電圧信号と第２電圧信
号との間の振幅差が最小限に抑えられ、しかも第１電圧
信号と第２電圧信号との間の位相差が最大限となるよう
に最適化された特性インピーダンスおよび電気的長さの
パラメータを含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により振幅・位相補償されたバランの第
１実施例を示す詳細な構成図である。
【図２】本発明により振幅・位相補償されたバランの第
２実施例を示す詳細な構成図である。
【図３】増幅器の性能を改善するため本発明を用いた詳
細な構成／ブロック図である。
【符号の説明】
１０ バラン １２，１６，１８ 端子 １４ 振幅・位相補償回路（伝送ライン） ２０ インダクタ ２２ コンデンサ ３０ 増幅器 ３２，３４ 端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フレデリック・シー・ワーネット アメリカ合衆国アリゾナ州フラッグスタッ フ、クェオ・トライアル492

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１，第２および第３端子を有する回路
    であって：第１，第２および第３ポートを有し、前記第
    １ポートが前記第１端子に結合され、前記第３ポートが
    前記第３端子に結合されたバラン；および前記バランの
    前記第２ポートと前記第２端子との間に結合された振幅
    ・位相補償回路であって、前記第２および第３端子に現
    れる電圧信号の振幅差が最小限に抑えられ、かつ前記第
    ２および第３端子に現れる前記電圧信号の位相差が最大
    限となるように選択された特性インピーダンスおよび電
    気的長さを有する振幅・位相補償回路；によって構成さ
    れることを特徴とする回路。
  2. 【請求項２】 第１，第２および第３ポートを有するバ
    ランの平衡側において、振幅・位相補償された第１およ
    び第２電圧信号を与える方法であって：前記バランの前
    記第２ポートと直列に振幅・位相補償回路を挿入する段
    階；前記第１電圧信号と第２電圧信号との間の振幅差を
    最小限にするように、前記振幅・位相補償回路の特性イ
    ンピーダンスを選択する段階；および前記第１電圧信号
    と第２電圧信号との間の位相差を最大限にするように、
    前記振幅・位相補償回路の電気的長さを選択する段階；
    によって構成されることを特徴とする方法。
  3. 【請求項３】 第１，第２および第３ポートを有し、前
    記第１ポートが第１端子に結合され、前記第３ポートが
    第３端子に結合されたバランを補償する回路であって：
    前記バランの前記第２ポートと第２端子との間で結合さ
    れた振幅・位相補償回路であって、前記第２および第３
    端子に現れる電圧信号の振幅差が最小限に抑えられ、か
    つ前記第２および第３端子に現れる前記電圧信号の位相
    差が最大限となるように選択された特性インピーダンス
    および電気的長さを有する振幅・位相補償回路；によっ
    て構成されることを特徴とする回路。
JP6244928A 1993-09-22 1994-09-14 バラン補償のための回路および方法 Pending JPH07131277A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/124,875 US5416451A (en) 1993-09-22 1993-09-22 Circuit and method for balun compensation
US124875 1993-09-22

Publications (1)

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JPH07131277A true JPH07131277A (ja) 1995-05-19

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ID=22417224

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EP (1) EP0644605A1 (ja)
JP (1) JPH07131277A (ja)

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