平衡伝送
(balanced transmission)

EIA 232 や IEEE 1284 などのインターフェース、 TTL や C-MOS などのロジック信号、多くのアナログ信号は、それぞれの信号に対して１本の信号線を用いて、信号をその信号のグランドに対する電圧として送る。このような方式は不平衡伝送 (unbalanced transmission) と呼ばれ、その信号はシングル・エンド (single end) 信号と呼ばれる。

これに対して、100Base-T、ETA 485、LVDS などのインターフェースは、１本の信号に対して２本の対等な信号線のペアを用いて、信号をその信号線ペアのあいだの電位差として送る。このような方式は平衡伝送 (balanced transmission) と呼ばれ、その信号は差動信号 (differential signal) と呼ばれる。

平衡伝送は、次のような利点を持つ：

ペアとなる線を逆相で駆動することにより、コモン・モード成分を小さくし、エミッションを低減する。
電気的な妨害を受けた時、そのペアはほぼ同じような形で影響を受け、受信端での差動電圧はあまり変動しないため、妨害に対するイミュニティが向上する。
信号の振幅を小さくしてもイミュニティを確保できる (例えば、LVDS は、0.3V 程度の信号電圧に相当する、3mA 程度の電流で線路を駆動する)。信号の振幅を小さくすることは、速度の向上や消費電力の低減のために有利である。

このような利点のため、平衡伝送は、高速な、長距離の、あるいは厳しい電磁環境のためのインターフェースとして、広く用いられている。

所望の性能を達成するためには良好な平衡を維持することが重要であり、このために通常は接続にはツイスト・ペア・ケーブルが用いられ、また必要に応じて送信端や受信端にコモンモード・チョークやパルス・トランスが入れられる。

平衡伝送は、デジタル信号のみではなく、アナログ信号に対しても用いられる。例えば、業務用のオーディオ・システムでは、オーディオ信号に平衡伝送が用いられることがある。

by Tom Sato, 2008-04-19