アンバランス TO バランス変換回路 いろいろ

入力がアンバランスで、出力をバランスにしたいとき、いくつかのパターンがあります。

アンバランスというとちょっと表現が悪く、信号が良くないイメージが湧いてしまうかもしれませんがそんなことはありません。
通常の信号のことです。　　バランス信号と区別するために、こういう呼び方をしています。

さてさて、回路の方ですが、説明しやすくするためにオペアンプの形で図を書かせて頂きますが、実際の回路はディスクリートでもオペアンプICでも構いません。　一部、オペアンプだけでは組めない回路も登場します。

　　

この２つの回路は、どちらも２つのオペアンプを使っていますが、動作は異なります。

まず左側の回路から説明しましょう。

上の段のアンプは、非反転アンプとして動作しています。
下の段のアンプの入力は、上の段の出力から伝達された信号で、反転アンプとなっています。
回路が非常にシンプルで部品点数も少ないため、良く使われます。　見た目にもきれいですね。

ただし、＋出力はアンプ1段の出力ですが、－出力は上下2つのアンプを通った信号の出力となります。　細かくいうと、＋と－で位相がずれる（遅延がある）。

右側の回路は、上の段のアンプは非反転アンプで、下の段は反転アンプとなっていて、ともに1段のアンプで出力されています。　それぞれのアンプの動作が異なりますが、位相のズレは少ないです。

２つの回路どちらも、上段は非反転アンプで、下段は反転アンプです。

反転、非反転動作の違いについては、こちらを参考にしてください。

　

　

つぎは、こんな感じでインバートアンプ（反転アンプ）を追加したタイプです。

この回路もよく使われます。　２ｃｈ分のアンプがある場合、そこに、オペアンプで前段に反転回路を１つ付け足すだけでバランスアンプを構成できるからです。　ステレオ（２ｃｈ）のパワーアンプを、ＢＴＬモードに切り替えるような場合には、もってこいの方式です。
　
インバートアンプ分の位相ずれはあるものの、出力段のアンプがまったく同一動作となります。　高出力アンプの場合でも安定度を取りやすいです。　

　

最後に、タスキがけのバランス入力回路。　オペアンプで書くとちょっとあり得ない出力構成にみえますが、反転入力の差動アンプで、＋と－それぞれで出力するタイプです。　NFBをタスキがけするように組んでいます。　サンスイのＸバランスアンプがこの構成です。　　ぺるけさんのバランス型ヘッドホンアンプも同様ですね。

＋と－で位相ずれが少なく、出力段の構成も同一にすることができます。
しかしながら、入力インピーダンスを高くしようとすると、ノイズ面で不利になるという側面もあります。　　低インピーダンス入力（入力部の抵抗値を下げる）とすると、S/Nも高域特性も犠牲にしないで済むため、前段に１段アンプを追加して、この方式でバランス化することが多いようです。　サンスイはそういう構成にしていたようです。　

■まとめ　

位相ずれがなく、出力の構成も＋と－が同一。　ノイズや入力インピーダンスも問題ない
という理想的なバランス変換は、なかなか難しいものです。
変換するのではなく、D/Aコンバータからバランス構成をとるというのが最も理想的であるというのは疑いの余地がありません。