平衡不平衡変換について

質問

差動高速シリアル信号をトランス(バラン？)で平衡不平衡変換して、同軸ケーブルで伝送しようと考えてます。
この場合、平衡不平衡変換時のインピーダンスってどのように考えればいいのでしょうか？(差動１００オームをシングルエンド５０オームに変換したい。)
平衡不平衡変換のインピーダンスの計算の仕方がありましたら、教えてください。

回答No.3

angkor_h

No.1です。ご無沙汰はご容赦ください。

申し訳ありませんが、いただいたコメントが理解できません。

送信が差動出力100オーム、受信が差動入力100オーム、その間を送受両者にトランスを使って同軸50オームで伝送する。アースは共通でいいのか?　と言うことですか?
2巻線ならばアースは切り離せますよね。なぜ、「接続してしまう事になり」となるのでしょうか?

ところで「シングルエンド」って何？

回答No.2

tadys

インピーダンスはそのまま１００オーム：５０オームです。

この中からインピーダンス比が２のものを適当に選べばいいでしょう。
http://www.minicircuits.com/products/transformers_sm_a.shtml#config_a
２次側がバランス側です。
センタータップをどこにつなぐかは回路によります。

購入はこのあたりから出来ます。
http://www.mcl-yokohama.co.jp/

お礼

お礼が遅くなり、すみませんです。
Mini-Circuitsの部品で検討してみたいと思います。

回答ありがとうございました。

回答No.1

angkor_h

単なる2巻線のトランス(巻き線間絶縁)で充分です。
インピーダンスは巻き数比の2乗で決まります。
なので、100ohm：50ohm は n√2：n
巻き数nは、2πfL>インピーダンスの5倍程度。fは作動出力の基本周波数。
回路は、作動出力(低インピーダンスの時)に100ohmの抵抗とトランス100ohm側を直列に、50ohm側には同軸ケーブルをつなぎ、その先は50ohmの回路につなぐこと。
なお、作動出力に直流成分が含まれる場合はコンデンサー(無極、又は有極の向い合せ)で直流カットが必要です。
コンデンサーの容量はトランスのインダクタンスと共振しないよう充分大きな値が必要です。

平衡不平衡は両線が均等であるか片線がアースであるかの違いだけで、インピーダンス変換が特別と言うことはありません。

よくダイポールアンテナ(平衡)と同軸ケーブル(不平衡)を接続するのに3巻線バラントランスが紹介されますが、その結線を見れば「実は一巻線のタップ付きトランス」であることが分るでしょう。これは直流的には一次側－二次側が接続されています。アンテナの素子側には電源は無く、総巻数が少なくて済むので使われているのでしょう。
回路間の接続であれば、冒頭の単なるトランス(巻き線間絶縁)のほうが安全です。

蛇足ですが、ビットエラーが起こる場合はインピーダンス不整合による反射が原因と思われます。アイパターンを観測するなり、作動出力のインピーダンス調査、配線を簡潔に、などが必要です。

お礼

回答ありがとうございました。
お礼が遅くなりすみませんです。

教えていただいた方法で考えてみました。

[送信]
　差動100オーム出力(ＩＣからの出力)
→２巻き線トランス(ｎ√２：ｎ)でインピーダンス変換
　差動１００オーム側をセンタータップ、シングルエンド５０オーム側を片側ＧＮＤにする。
→同軸コネクタ（５０オーム）に接続

[受信]
　同軸コネクタにてシングルエンド５０オーム入力
→２巻き線トランス(ｎ：ｎ√２)でインピーダンス変換
　シングルエンド５０オーム側を片側ＧＮＤ、差動１００オーム側をセンタータップにする。
→差動１００オーム受信(ＩＣへ入力)

ここで１つ分からないことが出てきました。

この場合、トランスのあとに片側ＧＮＤに接続してしまう事になり、出力先のＧＮＤと接続されてしまい、
トランス結合の意味(絶縁)がなくなるなぁと思いました。
差動⇒シングルエンド変換をトランスにて行う場合、これはしょうがないことなのですかね？

もしアドバイス等ありましたら、教えていただけたら嬉しいです。