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ボクにもわかる地上デジタル - 地デジ対策編 - 分配器(スプリッター)
(作成:2003年11月) 地デジTopへ戻る (追記:2008年05月)  分配器とは(スプリッター、ディバイダー) 分配器とは、同軸線を複数に分配するものです。したがって、電力も分けら れてしまいますので、必ず、電力が分配数以下、つまり２分配なら-3dB以下 になります。 通常の２分配器は-4dB程度です。もし、この損失を改善することが出来れば、 ブロックノイズや不安定な受信だったのが、安定して受信できるようになる 程度のレベルです。(状況にもよります) つまり、分配数は「なるべく少なくする」ことが大原則です。例えば、将来 の機器の増加に備えて分配数の多い分配器を検討される方もいらっしゃると 思いますが、受信が不安定なようであれば、分配数を減らすことを考えた方 が良いでしょう。また、レコーダーのチューナー部に分配器が内蔵されてい る場合も多いので、レコーダー内蔵の分配器を積極的に使用するのも良いで しょう。  ２分配器内蔵のチューナの場合 下図は、４分配器を使って接続した場合の一例です。良くない接続例では、 アンテナとデジタルチューナー（レコーダーのアンテナ入力端子）との間に ４分配器が入っています。 この４分配器を、デジタルチューナーの後ろ側に接続することで、デジタル チューナに到達する放送波の損失は6～8dB改善されます。  但し、地上デジタルが安定して正常に見れている場合は、アナログチューナ を優先させた方が良いでしょう。  また、チューナー内蔵の分配器の中には、損失の無い分配器である場合があ ります。チューナー内の分配器の手前にＬＮＡ(低雑音アンプ)が挿入されて いる場合です。このような場合は、積極的にチューナー内蔵の分配器を使用 するべきでしょう。 分配数が多い場合 分配数の多い分配器から少ない分配器に変更することで、損失を改善するこ とが出来ます。この場合、デジタル波の損失を3～4dB改善しています。 ２分配器を新たに購入するなら、損失の少ないものを購入したほうが良いで しょう。  また、分配器に低ノイズアンプを内蔵した分配損失補正回路内蔵の分配器も 市販されています。当ページ内の「市販品」表の「特長」に「無損失」と書 かれた八木アンテナ製CS4DBTが無損失分配器です。 通常の４分配器だと８～１０ｄＢ程度の損失がありますが、分配前に増幅す ることで、損失を補正しています。但し、ＬＮＡは利得が低いブースターと 全く同じですので、ブースターを挿入した時と同様に、かえって問題が発生 する場合があります。詳しくは「対策編-ブースタの効果」及び「対策編- 相互変調」を御覧ください。 分配器と分波器の違い 分配器は、電力を分配するものですが、分波器は、周波数の違うものを分け る働きをします。例えばVHF/UHFの分波器は、VHFとUHFの混合された信号を フィルタによって周波数を分けてから、出力します。したがって、同じ周波 数の電波を分けるのではないので、原理的には、分配器のように電力が劣化 しません。（ただし、実際はフィルタの特性によって、電力が劣化します。）
分配器と混合器の違い 分配器と混合器は基本的に同じ原理です。ただし、混合器には分波器と同じ ように周波数によって混合するものが含まれています。 分配器を電力を等分に混合する混合器として使用することには問題がありま せんが、混合器を分配器として使用することはできない場合があります。
なお、市販の混合器の多くは、屋外で使用できるように防滴タイプになって いますが、分配器の場合は、屋内、室内で使用するために防水や防滴されて いませんので注意が必要です。 分配器と分岐器(直列ユニット)の違い 分配器は電力を等分に分配する部品でした。分岐器は電力の一部を取り出す 部品です。詳しくは「対策編-分岐器」を参照ください。
通電 ここで言う「通電」はＤＣ通電のことで、同軸ケーブルに直流電流を流すこと を言います。 １通電型の分配器では、下図のようにＤＣ通電が一端子のみとなっています。 但し、高周波信号(電波)は両方の端子に分配されます。  主に、ブースター用の電源やＢＳアンテナ用の電源の供給や、アンテナ切換 などで使用されます。電圧はＤＣ５Ｖ～ＤＣ２０Ｖの範囲ですが、一般的に は、以下の電圧が使われています。
ＢＳアンテナ用の電源とは、アンテナの先端のＬＮＢと呼ばれる受信回路を 動かす為の電源です。ブースターもしくは、ＢＳチューナーのアンテナ入力 端子から出力する必要があります。 全通電型の分配器 分配器の通電方法には、１通電型と全通電型といった複数の種類があります。 １通電型は、前述のとおりですが、これを全通電型に置き換える場合、機器に よっては問題が発生する場合があります。必ず、取扱説明書を確認の上、全通 電型の分配器での接続に問題が無いかを確認してください。 全通電型は、分配器の全ての端子にＤＣ通電がある分配器です。したがって、 もし、２つのチューナーの両方のＢＳアンテナ電源がオンしてしまった場合、 ＢＳアンテナ電源同士が衝突してしまいます。実際には、チューナに保護回 路が入っていたり、「ＢＳ電源がショートしました」などのメッセージが表 示される機種もありますが、このような危険な配線は避ける必要があります。 例えば、アンテナの混合には全通電型を使います。複数のＵＨＦアンテナに １台の電源で供給する場合は、全通電の分配／混合器である必要があります。  ダミー抵抗器、終端抵抗器 (終端器、ダミーロード抵抗器、ターミネーター、擬似負荷) 分配器の空き端子にはダミー抵抗器を取り付ける必要があります。これは、 分配器での電波の反射を防止するもので、下図のように抵抗で終端されてい ます。但し、チューナー機器内蔵の分配器については、内部の回路構成にも よりますので、取扱説明書にしたがってください。 
分配器の設計 最も、荒っぽい、分配器は、配線を単純に分岐して、それぞれを75Ωに変換 したものです。 75Ωの同軸線を２つに分けると、１つあたり150Ωになります。そこで、下図 のように、150Ωのインピーダンスを75Ωに整合する為のＬ(コイル)Ｃ(コン デンサ)を入れます。  HPF型の分配器 L3= 22nH, C1=C2= 4pF  LPF型の分配器 C3= 4pF, L1=L2= 22nH 尚、この分配／混合器の問題点は、周波数に依存していることと、出力側の インピーダンスが75Ωにならない点です。 周波数の問題は、地上デジタル放送に対しては支障なく使えます。しかし、 VHF帯やBS、CSでも使用する場合は注意が必要です。 HPF型はVHF(1～12ch)に大きな劣化があり、LPF型では、BSやCSで大きな劣化 があります。したがって、HPF型をVHFで使用したり、LPF型をBSで使用したり することが出来ません。 インピーダンスの問題要因は、分岐点に注目すれば分かります。75Ωを２本 に分けて150Ωにしていますので、分岐された150Ω側から見た時に、75Ωと 150Ωの合成(約50Ω)が見えてしまうのです。 抵抗分配器の設計 抵抗を使ってインピーダンスを調整した分配器が下図です。通常の分配器の 損失は電力を半分にする点から３ｄＢですが、この分配器は抵抗で電力を消 費してしまい、電力が、さらに半分になり、６ｄＢの損失があります。 しかし、周波数に依存しない点、インピーダンスが正確な点、製作が容易な 点で、損失を気にしない部分(ブースタの後ろなど)で、利用価値があります。 ＢＳの周波数にも対応できます。 但し、この回路では直流電流を通すことが出来ませんので、ブースター用の 電源を接続したり、ＢＳコンバータ用電源を通すことはできません。  ウィルキンソン分配器の設計 インピーダンスの問題を解決した分配器の一つに、ウィルキンソン型分配器 (Wilkinson Divider)があります。 この分配器の特徴は、75Ωを分割した150Ωをλ／４位相器によるインピーダ ンス変換で、75Ωに戻しています。 ウィルキンソン型では、線路の分岐点に特徴があります。分岐点から、Ｌ１ へ向かう電力はＲとＬ２を経由して分岐点に戻ろうとしますが、この経路の 長さが、ちょうどλ／２になるので打ち消しあう位相になります。 つまり、Ｌ１とＬ２のそれぞれに分岐された信号は、お互いに、分岐点に戻っ てこないため、分岐点でのインピーダンスが維持されるのです。  C3=6pF L1=33nH L2=33nH C1=3pF C2=3pF R=150Ω ただし、ＬとＣで構成された位相器に誤差が生じると、抵抗Ｒで電力を消費 してしまいますので、製作に精度や設計要素が要求されます。 また、λ／４位相器をマイクロストリップラインで製作する方法もあります。 この場合、ＬやＣの代わりに特性インピーダンスsqrt(Ｚ1*Ｚ2)のλ／４波長 線路に置き換えます。 なお、この回路はＬＰＦ型になっているため、ＢＳなどの高い周波数を通過 することは出来ません。 自作分配器 以上の分配器から、部品点数や調整が少なく、かつ、地デジ用分配器として 作用するように考慮した自作の分配器を設計しました。以下に写真と回路図 を示します。詳しくは、「設計編-アンテナ部品」を参照ください。   自作分配器 L3= 22nH, C1=C2= 4pF, R=150Ω 市販の分配器の設計 下図は市販の分配器の回路です。75Ωの入力をトランス(TRANS)でインピー ダンス変換してから分割(DIV)することで75Ωの信号を出力しているようで す。仮にＮ=0.7とすると、Ｚc=37ΩとなりC3とL1なしで出力１と２の75Ωが Ｚcで整合します。しかし、この時に出力側から見たインピーダンスは37Ω と75Ωの合成である25Ωが見えてしまい反射が発生します。これを緩和する ように、Ｚc、L1、L2、C3が決められているものと思います。  トランス 分┏━━┓ ━┳━━━ １：Ｎ 配┃ ┌╂┨┠──┨出力１ ━━━┳━ ┏━━━┓ ┃L1∫┃ DC ┯┻━━━ 入力 ┠──┨┠╂┐∥┌╂──●──╂─∮┃ ┯┿┯ ━━━┻┯ DC ┃∫∥∫┃Ｚc ｜ ┃L2∫┃ ━┳━━━ ｜ ┃∫∥∫┃ ┷ ┃ └╂┨┠──┨出力２ ｜ ┃∫∥∫┃ ┯ ┗━━┛ DC ┯┻━━━ ｜ ┗━┯━┛ ｜C3 ｜ ┯┯┯┯┿┯┯┯┯┯┿┯┯┯┯┿┯┯┯┯┯┯┯┯┯┿┯┯┯┯ L1=L2=○○nH、C3=○○pF、Ｎ=sqrt(Ｚc／75)、DC=100pF 市販の分配器の特性 下図は市販の分配器の特性です。低価格品(仕様:40～1335MHz)では1500MHz あたりから減衰が激しくなってゆきますが、金属ケース品は 2150MHzまで ほぼ平坦で良好な特性が得られていました。   市販の分配器の特性 測定器：GigaSt Ver5 レコーダ内蔵の分配器の特性 下図はレコーダーに内蔵されている地上デジタル入力部の分配器の特性です。 地上デジタル用の端子なので、レコーダの出力端子からＢＳ機器に接続する ことは想定されていませんが、ＢＳ周波数までは良好です。但し、機種によっ てはＢＳ周波数に対応していない場合がありますので、地上デジタル用出力 端子からＢＳ入力に接続することはお奨めできません。  レコーダ内蔵の分配器の特性(地上デジタル) 下図は衛星デジタル側です。ＢＳ周波数では、増幅されていることが分かり ます。しかし、地上デジタルのＵＨＦは減衰しています。  レコーダ内蔵の分配器の特性(衛星デジタル) このような無損失分配器がレコーダーに内蔵されているかどうかはカタログ や説明書に記載されていない場合が殆どです。SHARPやPanasonicであれば、 これまでの機種(DV-HRD20、DMR-EX100)で内蔵されているので、今後も内蔵 される可能性が高いと思います。反対に、強入力耐性を上げるために損失の 発生する分配器を使用している機種もあります。(一例：SONY RDZ-D50) 市販の分配器
[DH]はJEITA推奨品
分岐器(直列ユニット、方向性結合器、ディレクショナルカプラ) 分岐器、直列ユニット、方向性結合器の情報はページを移動しました。 「対策編-分岐器」を参照してください。   方向性結合器の製作例 関連ページ 設計編 - 自作アンテナ部品 アンテナ部品の設計方法 設計編 - 自作ブースター 自作ラインブースターの製作方法 対策編 - 分波器(セパレータ) 分波器の働き 接続方法 設計方法 対策編 - 分岐器(直列ユニット) 分岐器の働き 接続方法 設計方法 対策編 - 混合器(ミキサー) 混合器の問題 フィルタでの対策方法 基礎編 - フィルター ハイパスHPF,ローパスLPF,BEF,BPF 設計編 - 自作アンテナ 八木アンテナ概略 アンテナ設計手順 地デジTOPへ戻る |
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