平衡回路（電気信号配線）

一般的な構造と構成要素

平衡ケーブルでは通常、2本の信号導体を1本の外被内で近接して配置し、しばしばツイストペアとする。また、外部電界から保護し、シャーシ接地に接続される周囲のシールドまたはドレイン線を備えることが多い。主な要素は以下のとおりである。

• 2本の導体：「ホット」と「コールド」（+および−と表記されることもある）で、相補的な信号を伝送する。
• シールド／接地：外部電界から保護し、安全のための基準を提供する独立した導体または編組である。
• コネクターの種類：業務用システムでは、XLRコネクターや、TRSなどの平衡型電話プラグ（電話用コネクター）が一般的に用いられる。ミキサーやプリアンプの差動入力が回路を完成させる。

歴史と発展

平衡伝送線路は、交換局と加入者の間を長距離のケーブルで接続しても、過度のノイズやクロストークを生じさせないため、電話通信で早くから採用された。業務用音響技術の成熟に伴い、この方式は録音スタジオや拡声システムにも広がった。通信分野におけるこの技術の概要については、電話線に関する歴史的資料を参照。

用途と例

平衡回路は、距離を隔てて低ノイズ伝送を必要とする場面で広く使われる。代表的な用途には、マイクロホンとそのプリアンプ、ミキシング卓、ステージ用マルチケーブル、スタジオ内のパッチ接続、多くの計装・測定システムがある。Ethernetなどの現代的なデータネットワークも、差動信号によって銅線上でデジタルデータを伝送するため、平衡ツイストペアを使用する。

非平衡配線との違いと実用上の注意

平衡方式は、一般的なRCA民生用接続のような非平衡配線とは異なる。非平衡配線では、接地を基準とする単一の信号導体を用いるため、外来信号の混入を受けやすい。平衡システムは、整合したインピーダンスと対称的な配線に依存する。導体対が離されたり、片方の導体だけが異なる環境にさらされたりすると、コモンモード除去性能は低下する。接地が不適切に接続されれば、平衡ケーブルでもグラウンドループの問題が生じうる。また、一部のマイクロホンでは、平衡XLR配線を通じて供給されるファンタム電源を使用するため、電圧を安全に供給・受電できる互換性のある機器が必要となる。