JP2543210Y2 - バランス信号伝送回路 - Google Patents

バランス信号伝送回路

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JP2543210Y2
JP2543210Y2 JP1988106967U JP10696788U JP2543210Y2 JP 2543210 Y2 JP2543210 Y2 JP 2543210Y2 JP 1988106967 U JP1988106967 U JP 1988106967U JP 10696788 U JP10696788 U JP 10696788U JP 2543210 Y2 JP2543210 Y2 JP 2543210Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この考案はバランス信号伝送回路のノイズリダクショ
ン回路に係り、特に音響装置の高忠実度伝送に好適なバ
ランス信号伝送回路に関する。
(ロ)従来技術 従来よりバランス信号伝送回路は第5図の回路図に示
すものが提供されていた。
図において、1は送信側機器の送信回路、2は電源ト
ランスの1次,2次巻線間の結合コンデンサC1(第2図参
照)、3は電源トランスを介してAC1次ラインのアース
(大地)間に発生する交流電圧源VN1、4は正極性信号
の送信側出力端子、5はバランス信号(正、負極性信
号)のグランド端子、6は負極性信号の送信側出力端子
である。
10は受信側機器の受信回路、11は受信側の出力端子、
12は電源トランスの1次、2次巻線間の結合コンデンサ
C2(第2図参照)、13は電源トランスを介してAC1次ラ
インのアース(大地)間に発生する交流電圧源VN2、14
は正極性信号の受信側入力端子、15はバランス信号
(正、負極性信号)のグランド端子、16は負極性信号の
受信側入力端子である。
第2図はAC1次ラインから電源トランスに供給される
電力を電圧変換して、送・受信回路1,10に電力を供給す
る電源トランス回路である。
コンデンサCは電源トランスの1次側巻線と2次側巻
線間の結合容量で、機器のグランド線路(GND)とAC1次
ラインを通じて大地との間には、上記Cを介して交流電
位が発生する。
第3図はこの交流電位(ノイズ電圧)VNと結合コンデ
ンサCを表したグランド線路(GND)と大地との等価回
路である。
第5図の送信側回路1の電源回路は、独立した電源ト
ランス回路(図示せず)で構成され、前述のように等価
回路の結合コンデンサ2を交流電位3の直列回路で表さ
れている。また受信側回路10の電源回路も独立した電源
トランス回路(図示せず)で構成され、送信側と同様、
等価回路の結合コンデンサ12と交流電位13の直列回路で
表されている。
このように各回路のGND線路と大地間に交流電位3,13
が発生すると、この交流電位の電圧VN1,VN2の差に応じ
て、GND線路に交流ノイズ電流が流れる。今、「VN1>V
N2」であるとすると交流ノイズ電流INが送信側機器1か
ら、受信側機器10に端子5及び15を介して流れる。
この交流ノイズ電流INは、通常AC1次ラインの周波数
に比例したものであるが、機器がマイクロコンピュータ
やD/Aコンバータなどのデジタル回路を使用している
と、そのクロック周波数に比例した高周波信号の交流ノ
イズ電流INとなる。
この交流ノイズ電流INは受信側回路10のGND線路のプ
リントパターン等によって微視的にみると存在するイン
ピーダンスRG1及びRG2によりノイズ電圧VRG1及びVRG2
発生する。
これらのノイズ電圧VRG1及びVRG2は後段の増幅器19,2
0で増幅され、受信側出力端子11に大きなノイズ電圧と
して出力される。
送信側機器1より送信される正極性信号は送信側出力
端子4から受信側入力端子14に供給される。また送信側
機器1より送信される負極性信号は送信側出力端子6か
ら受信側入力端子16に供給される。これらの共通グラン
ド線路(GND)は送・受信回路両者の電位を大きく違え
ないように送信側出力端子5から受信側入力端子15に接
続され、正極性信号と負極性信号がバランスしてバラン
ス信号伝送回路を形成している。
(ハ)考案が解決しようとする問題点 しかし上記した従来のバランス信号伝送回路は、それ
ぞれ独立した電源トランス回路を介して、AC1次ライン
の大地と送・受信回路のGND線路間に発生する交流電圧
の差の電圧が受信側増幅回路で増幅され、大きなノイズ
電圧となって受信側出力端子に現れるという欠点があっ
た。
この考案は上記した点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは従来例の欠点を解消し、ノイズ
電圧を低減したバランス信号伝送回路を提供することに
ある。
(ニ)問題を解決するための手段 この考案のバランス信号伝送回路は、それぞれ独立し
た電源トランスを有する送信側機器と受信側機器との間
に、正極性信号と負極性信号とを伝送する互いのグラン
ドが接続されている半導体回路で形成されたバランス信
号伝送回路において、バランス信号伝送回路のグランド
伝送路に直列にインピーダンス素子を挿入して構成した
ものである。
また同一機器内で正極性信号と負極性信号とを伝送す
るバランス信号伝送の送信部回路と受信部回路の供給電
源を、それぞれ独立した電源トランスを有する電源回路
より供給するようにした互いのグランドが接続されてい
る半導体回路で形成されたバランス信号伝送回路におい
て、バランス信号伝送回路のグランド伝送路に直列にイ
ンピーダンス素子を挿入して構成したものである。
また同一機器内で正極性信号と負極性信号とを、伝送
するバランス信号伝送の送信部回路と受信部回路の供給
電源が1個の電源トランスで構成し、この電源トランス
の2次側巻線がそれぞれ独立して電源供給を行うように
した互いのグランドが接続されている半導体回路で形成
されたバランス信号伝送回路において、バランス信号伝
送回路のグランド伝送路に直列にインピーダンス素子を
挿入して構成したものである。
また上記グランド伝送路に直列に挿入したインピーダ
ンス素子がインダクタンスで構成されてもよい。
また上記グランド伝送路に直列に挿入したインピーダ
ンス素子がインダクタンスと抵抗の直列回路で構成した
ものでもよい。
また受信側バランス入力回路の正極性信号の入力側直
列抵抗Rs1と、負極性信号の入力側直列抵抗Rs2と、上記
正極性信号の直列抵抗Rs1からグランド線路に接続した
増幅器の非反転入力端子(+)の入力抵抗Rf1と、この
増幅器の反転入力端子(−)へ帰還する帰還抵抗Rf2
が[3Rs1=3Rf1=Rs2=Rf2]の関係になるよう構成し
たものである。
(ホ)作用 バランス信号伝送回路の送信側回路と受信側回路の供
給電源が、それぞれ独立したトランス又は、1個の電源
トランスのそれぞれ独立した2次巻線を有する電源トラ
ンス回路より供給されている時、電源トランスのAC1次
ラインのアース(大地)と、電源トランスの1次巻線と
2次巻線間の結合容量を介して、送・受信回路のグラン
ド伝送路(GND)とのループ回路において、交流ノイズ
電圧が発生する。
この送信側交流ノイズ電圧と受信側交流ノイズ電圧の
差の電圧が電圧源となて、上記グランド伝送路のループ
回路にノイズ電流INが流れる。
このノイズ電流INは受信側の増幅段回路のグランド線
路のインピーダンスにより、増幅段にノイズ電圧となっ
て増幅される。
バランス信号伝送回路は正極性信号及び負極性信号の
伝送路とグランド伝送路で構成され、上記グランド伝送
路に直列にインピーダンス素子を挿入し、上記ノイズ電
流INを低減するようにしたものである。
(ヘ)実施例 この考案に係るバランス信号伝送回路の実施例を第1
図乃至第4図に基づいて説明する。
なお、従来例と同一部分には同一符号を付してその説
明を省略する。
第2図及び第3図は従来例で説明したように電源トラ
ンスの1路側巻線と2次側巻線の結合コンデンサCを表
した電源トランス回路(第2図)と、グランド線路と大
地間に発生する交流ノイズ電圧VNを表した等価回路(第
3図)である。
第1図の送信側機器1と受信側機器10はそれぞれ独立
した電源トランス回路(第2図)を持ち、この電源トラ
ンス回路は第3図に示す交流ノイズ電圧VNを表した等価
回路で表示されている。
送信側機器1の電源トランス回路はC1,VN1の直列回路
になっている。また受信側機器10も同様にC2,VN2の直
列回路になっている(以上請求項1の電源回路の実施
例)。
同一機器内の送信部回路と受信部回路が、それぞれ独
立した電源トランスを有する電源回路を構成している場
合も、等価的に第1図と同じ回路で表すことができる
(請求項2の実施例)。
また同一機器内の送信部回路と受信部回路の電源回路
が1個の電源トランスで構成し、この電源トランスの2
次側巻線がそれぞれ独立して上記送・受信部回路に電源
供給を行うようにした場合も、等価的に第1図と同じ回
路で表すことができる(請求項3の実施例)。
第1図に示すグランド伝送路の送信側回路1にインピ
ーダンス素子7が挿入されている。
一般にバランス信号伝送回路ではグランドに対し、正
極性信号と負極性信号の電圧値が同じでバランスし、更
に受信側回路10のグランドに対する正極性信号線路及び
負極性信号線路の入力インピーダンスR1,R2が同じであ
ることが必要である。
上記条件のもとではグランド線路には信号電流は流れ
ないので、グランド線路にインピーダンス素子7を挿入
しても問題はない。
しかし、実際の回路では第1図に示すようにそれぞれ
の電源回路に大地との間に発生する交流電位VN1,VN2
存在する。このためこの交流電位VN1,VN2の電位差「V
N1−VN2」に比例した電流INがグランド線路(第1図破
線で示した線路)を流れることになる。
グランド線路に挿入したインピーダンス素子7のイン
ピーダンスをZGとする。また電源トランス回路の結合コ
ンデンサC1,C2のインピーダンスをZC1,ZC2とする。更
に受信側回路10の増幅段19,20のグランド線路インピー
ダンスをRG1,RG2とする。
今、「ZG≫RG1及びRG2」とすると、グランド線路を流
れるノイズ電流INは、 となる。
また、「ZG>ZC1+ZC2」となるようにZGを選ぶことに
よって、このノイズ電流INはインピーダンス素子7がな
い場合に比べ、大幅に小さな値となる。このノイズ電流
INと受信側回路10のグランド線路インピーダンスRG1,R
G2によって発生するノイズ電圧VRG1,VRG2もまた、この
ノイズ電流INを小さくすることによって、小さくするこ
とができる。
すなわち、受信側回路10の出力端子11に現れるノイズ
電圧は上記ノイズ電圧VRG1,VRG2を小さくすることによ
って大幅に低減することができる。
例えば、結合コンデンサ「C1,C2=300PF,交流電圧
「VN1−VN2=10V」とし、交流信号の周波数を100KHz又
は1MHzの高周波ノイズに対するノイズ電流INは下記のよ
うになる。
ZG=0Ωの時、 ZG=10KΩの時、 となり、ZGによりINは小さくなることがわかる。またZG
により周波数が高い程、INは低減されることがわかる。
インピーダンス素子7をインダクタンスにすると、高
い周波数に対してより有効にノイズ電流INを低減するこ
とができる(請求項4の実施例)。
また上記インダクタンスが電源トランスの結合容量C
と直列共振回路を形成して、この共振周波数でインピー
ダンスが低下することがある。この場合、インダクタン
スに直列抵抗を入れて、グランド線路のインピーダンス
素子7をインダクタンスと抵抗の直列回路で構成する
(請求項5の実施例)。
このようにインダクタンス及び抵抗を使用し、高周波
ノイズ電流を低減する回路は、デジタル回路などに非常
に有効である。
第4図は受信側回路10のバランス入力回路を示したも
のである。このバランス入力回路は第1図の入力回路に
対し、入力抵抗R1,R2及びバッファ回路17,18を削除し
てより簡単な入力回路を構成したものである。
この場合、正極性信号線路と負極性信号線路の入力イ
ンピーダンスを合わせるため、各抵抗は、 Vs=Vfとする場合、 3Rs1=3Rf1=Rs2=Rf2 となる条件にすることが必要である(請求項6の実施
例)。
(ト)考案の効果 この考案に係るバランス信号伝送回路は、送信側回路
と受信側回路の電源回路と、大地間に発生する交流電位
の差によって回路のグランド線路に流れるノイズ電流を
低減することができるという効果がある。
また、このノイズ電流の低減は高周波ノイズに対して
より有効に低減することができる。特にデジタル回路を
搭載した機器のバランス信号伝送においては、デジタル
回路のクロック信号成分がコモンモードノイズとなっ
て、グランド線路を通じて他の機器に流れる場合、この
クロック信号ノイズが高周波信号であるため特に有効に
このノイズ電流を低減することができるという効果があ
る。
しかも、構造が簡単であって、また安価に構成するこ
とができるため実施も容易である等の優れた特長を有し
ている。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第4図はこの考案に係るバランス信号伝送回
路の実施例を示し、第1図は回路図、第4図は受信側回
路のバランス入力回路である。 第2図は電源トランス回路とAC1次ラインを表した回路
図、第3図は電源トランス回路のグランド線路と大地間
の等価回路図である。 第5図は従来例のバランス信号伝送回路の回路図であ
る。 主な番号、符号の説明 1:送信側回路 2,12:電源トランスの1次,2次巻線間の結合コンデンサ 3,13:交流電圧源 4,14:正極性信号の出力,入力端子 5,15:グランド線路の端子 6,16:負極性信号の出力,入力端子 7:インピーダンス素子 R1,R2:受信側入力抵抗 IN:ノイズ電流 RG1,RG2:グランド線路インピーダンス

Claims (6)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】それぞれ独立した電源トランスを有する送
    信側機器と受信側機器との間に正極性信号と負極性信号
    とを伝送する互いのグランドが接続されている半導体回
    路で形成されたバランス信号伝送回路において、 バランス信号伝送回路のグランド伝送路に直列にインピ
    ーダンス素子を挿入して構成したことを特徴とするバラ
    ンス信号伝送回路。
  2. 【請求項2】同一機器内で正極性信号と負極性信号とを
    伝送するバランス信号伝送の送信部回路と受信部回路の
    供給電源をそれぞれ独立した電源トランスを有する電源
    回路より供給するようにした互いのグランドが接続され
    ている半導体回路で形成されたバランス信号伝送回路に
    おいて、 バランス信号伝送回路のグランド伝送路に直列にインピ
    ーダンス素子を挿入して構成したことを特徴とするバラ
    ンス信号伝送回路。
  3. 【請求項3】同一機器内で正極性信号と負極性信号とを
    伝送するバランス信号伝送の送信部回路と受信部回路の
    供給電源が1個の電源トランスで構成し、この電源トラ
    ンスの2次側巻線がそれぞれ独立して電源供給を行うよ
    うにした互いのグランドが接続されている半導体回路で
    形成されたバランス信号伝送回路において、 バランス信号伝送回路のグランド伝送路に直列にインピ
    ーダンス素子を挿入して構成したことを特徴とするバラ
    ンス信号伝送回路。
  4. 【請求項4】上記グランド伝送路に直列に挿入したイン
    ピーダンス素子がインダクタンスで構成したことを特徴
    とする請求項1,2又は3記載のバランス信号伝送回路。
  5. 【請求項5】上記グランド伝送路に直列に挿入したイン
    ピーダンス素子がインダクタンスと抵抗の直列回路で構
    成したことを特徴とする請求項1,2又は3記載のバラン
    ス信号伝送回路。
  6. 【請求項6】受信側バランス入力回路の正極性信号の入
    力側直列抵抗Rs1と、負極性信号の入力側直列抵抗Rs2
    と、上記正極性信号の直列抵抗Rs1からグランド線路に
    接続した増幅器の非反転入力端子(+)の入力抵抗Rf1
    と、この増幅器の反転入力端子(−)へ帰還する帰還抵
    抗Rf2とが[3Rs1=3Rf1=Rs2=Rf2]の関係になるよう
    に構成したことを特徴とする請求項1,2,3,4又は5記載
    のバランス信号伝送回路。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58141038A (ja) * 1982-02-17 1983-08-22 Nec Corp 平衡受信回路

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