バラントランスについて

質問

バランの多くは、図1のような、3巻線バラントランスで示されています。
小生は、その目的から考えれば、図2に示すトランスが自然と考えます。
その他、図3などもあります。
これらの違いによる特徴を教えて戴けけないでしょうか?

なんとなく、図1は、巻数(物理体積)が節約できる、ぐらいで、
図11や図3は直流的接続が残るので問題ありかな？とも思ったりしています。

回答No.5

tadys · ベストアンサー

＞非絶縁型に意味があるのか、
同一基板内、同一筺体内で使用する場合は絶縁する必要がない事がほとんどです。
絶縁型であっても回路のバランスを考慮しないで作ったものではバランとしての性能が十分なものにはなりません。
バランスを良くする為にバイファイラ巻きにした巻き線を直列にしてセンタータップを設けるなどします。
より高性能にする場合では２個のトランスをカスケードに接続したり、２個のバランを使用したりします。

＞この解釈は初めてです。「平衡回路側のアンバランス」とは？
平衡回路の二つの信号はグランドに対して逆位相で振幅が等しい事が要求されます。
バランスが完全であれば二つの信号を加算したものは直流成分のみになります。
この状態からずれたものが「アンバランス」です。

アンバランスの原因は、「線間の浮遊容量のアンバランス」、「線間の電磁結合のアンバランス」、「線間の対地インピーダンスのアンバランス」などです。
これらのアンバランスを少なくするには、物理的な配置をバランスの取れたものにする必要が有ります。

＞結局は、1巻線タップ付きトランスですよね。
確かにその通りですが、低周波用のトランスとは構造が異なります。

図１のようなものをこの図の通りに直線状に配置すれば、Ｕ１～Ｂ１間とＵ１～Ｂ２間の距離の違いにより浮遊容量に差が発生しアンバランスの原因になります。
線間の距離に差が有れば電磁結合に差が発生します。
グランドと線の間の距離に差が有れば対地インピーダンスに差が発生します。

お礼

更なるご回答有難うございます。

バランス/アンバランスの意味が混在している様子で、そこがかみ合わないところだと思います。
小生の理解するところ、
バランスとは、たとえばツイストペアで、両線いづれも接地されずに、両者を流れる電流の総和はゼロ(直流分も残らない)である、
アンバランスとは、同軸ケーブルの用に片線が接地され、あるいは基板上のべたアースを帰線とする回路などの、両線が平衡していない(接地に対して同等ではない)状態、
です。
バランス/アンバランス回路変換とは、一般的にこの両者を接続するものと解釈していました。
バランとはバランス/アンバランス(変換)の略語と言われますが、アンテナに用いるバランでいうバランス/アンバランスは違う意味のようですね。
「ダイポールアンテナは形は平衡だが対地の影響で完全に平衡ではない(アンバランスである)」とは良く聞きます。

> バランスが完全であれば二つの信号を加算したものは直流成分のみになります。
直流成分が残る、と言う解釈は解せませんが、そういう見方もあるということですね。

> アンバランスの原因は、…
ここでご説明されているアンバランスとは、いわゆる伝送系の不平衡回線(アンバランス)の話しではなく、「平衡回線が平衡を崩したらそれは不平衡回線である」と言う解釈ですね。

有難うございました。

回答No.4

tadys

バラン（Ｂａｌｕｎ）は平衡回路（balance）と不平衡回路（unbalance）との変換を行うものです。
不平衡入力を１８０度位相のずれた二つの出力に分ける２分配器と言う事も出来ます。

バランでは、平衡回路側のアンバランスを出来るだけ少なくする事が要求されます。
その為、回路図上のバランスだけでなく、物理的な配置のバランスも考慮したものとなります。

例えば、図１の回路では単に３つの巻き線を巻いたものではなく、Ｕ１～Ｂ１、Ｕ２～Ｂ１、Ｕ２～Ｂ２の巻き線の物理的配置が対等になる様に考慮されたものにします。
その為には３本の巻き線をｈとまとめとしたトリファイラ巻きにします。
こちらを参考に
http://www.cqpub.co.jp/hanbai/books/14/14981/14981_p102-103.pdf

図２の場合、Ｕ１（Ｕ２）と、Ｂ１、Ｂ２の関係がバランスの取れたものになりにくいのでバランとして使われる事は少ないです。
ただし、浮遊容量の影響が出にくい低周波では実用になります。

図３の場合、同相に対するインピーダンス（Ｕ～Ｂ間）が高ければ使用可能です。
同じものを２個用意し、不平衡側は並列に、平衡側は直列にする事で１：４のバランとして使用する事が多いです。
白黒ＴＶの時代ではアンテナから３００Ωの平行フィーダーで受電して７５Ω不平衡に変換する回路として良く使われました。

周波数が高くなると分布定数回路が使用できるようになります。
１例として、ラットレース回路によるバランを紹介します。（PortＡに信号を入力した場合）
http://www1.sphere.ne.jp/i-lab/ilab/kairo/k7/k7_2.htm

補足

質問の意図は単に、
平衡-不平衡変換ならば一次側-二次側が絶縁されたトランス(図2)が基本で(接地処理が自由なので)、
非絶縁型に意味があるのか、
と言うものでした、

> バランでは、平衡回路側のアンバランスを出来るだけ少なくする事が要求されます。
この解釈は初めてです。「平衡回路側のアンバランス」とは？

> その為には３本の巻き線をｈとまとめとしたトリファイラ巻きにします。こちらを参考に
このような製作図(一般的に解かりづらい回路図で紹介されている)をわかりやすくしたのが図1でした。
結局は、1巻線タップ付きトランスですよね。

> ラットレース回路によるバランを紹介します。
なんとなくサーキュレーターとか、ブリッジとか、そんな回路のような…

回答No.3

Classified

バランは、非平衡と平衡とを結ぶためのものですよね。

図１の場合、U2をグランドとすると、B1は同相で1/2の電圧、B2は逆送で1/2の電圧と定まるので一番素直かと思います。
（オートトランスなので巻き線節約にもなっているし)

図２の場合は、U側とB側での電位の関係は定まらないですが、その方が便利なこともあるのでOKかと。

こういった通常のトランスは高周波には不利/作れないので、高周波では図３の伝送路トランスを使います。
アンテナのバランとか、注目しているのは高周波の交流成分だけで直流成分は無い時ですね。

回答No.2

unagi-pie

No.1です一部修正。

＞「バラントランス」って聞いたことないですが、何ですか？

聞いたことないだけの事で、調べたらわかりました。
平衡・不平衡変換、インピーダンス変換する為のものですね。

お答えいただかなくて結構です。

回答No.1

unagi-pie

何をしたいんですか？

＞これらの違いによる特徴を教えて戴けけないでしょうか?
学習したいとしても順序がメチャクチャだと思います

私も知識が中途半端なのです、
「バラン」は無線のアンテナの部分で登場するものしか知りませんし
「３線トランス」は図のようなものでもありません。
目的も用途も仕様も違うものを比較し「違いと特徴」を知りたい理由は何ですか？
理由によって説明が違ってきます。

図3にいたっては、構造と回路図記号が似ているだけの、目的も用途も異なる別の部品です。
質問の意図がまったく推測できません。

「バラントランス」って聞いたことないですが、何ですか？