シングルバランス・ミキサとダブルバランス・ミキサ｜用語集

シングルバランス・ミキサ（Single-balanced mixer）とダブルバランス・ミキサ（Double-balanced mixer）の主な違いは、回路構成、アイソレーション（分離度）、および不要な信号（スプリアス）の抑制能力にあります。

一般的に、構成が複雑になるほど性能は向上しますが、回路規模とコストが増大します。

1. シングルバランス・ミキサ (Single-balanced Mixer)

2つのシングル・ミキサ（ダイオードやトランジスタ）を、トランスやカプラ（ $180^\circ$ または $90^\circ$ ハイブリッド）を介して組み合わせた構成です。

特徴: * LO（局所発振器）信号またはRF信号のどちらか一方を、出力（IF）側で打ち消すことができます（通常はLOを抑制します）。
- シングル・ミキサに比べ、LO-IF間のアイソレーションに優れています。
- 偶数次の高調波歪みをある程度抑制できます。
メリット: 回路が比較的シンプルで、ダブルバランス型よりも低いLO電力で動作可能な場合があります。
デメリット: RF-IF間のアイソレーションはそれほど高くなく、依然としてフィルタによる除去が必要な成分が多く残ります。

2. ダブルバランス・ミキサ (Double-balanced Mixer)

4つのダイオードをリング状（またはスター状）に配置し、2つのトランス（バラン）を使用した構成が最も一般的です。

特徴:
- 高いアイソレーション: LOとRFの両方の信号が、出力（IF）ポートで互いに打ち消し合います。これにより、ポート間のアイソレーションが非常に高くなります。
- スプリアスの抑制: 全ての偶数次高調波（ $2LO \times RF$ など）が理論上キャンセルされるため、非常にクリーンな出力が得られます。
- 広帯域性: トランスを用いるため、非常に広い周波数範囲で動作します。
メリット: フィルタの設計が大幅に楽になり、高性能な受信機や送信機に不可欠です。
デメリット: LO電力がより多く必要（4つのダイオードを駆動するため）であり、トランスを2つ使用するため小型化やコストの面で不利になることがあります。

比較まとめ

特徴	シングルバランス	ダブルバランス
素子数	通常2個	通常4個 (リング構成)
トランス数	1個	2個
LO-IF アイソレーション	良好	非常に高い
RF-IF アイソレーション	低い	高い
1dB圧縮点 (P1dB)	中程度	高い (大入力に強い)
主な用途	低コストな回路、簡易的な検波	高性能無線機、計測器、通信インフラ

どちらを選ぶべきか？

フィルタの簡略化を優先したり、ダイナミックレンジを確保したい場合は、迷わずダブルバランス・ミキサを選択します。現代のRF設計ではこちらが主流です。
消費電力（LO出力）を抑えたい場合や、非常に安価に構成したい場合に限り、シングルバランスが検討の遡上に載ります。

PR:SIGLENT SNAシリーズVNAによるミキサー測定

スカラーミキサー測定機能

（SNA5000-SMM ／SNA6000-SMM オプション）：

特長：

・内蔵の第2信号源を局部発振器（LO）信号として使用することで、簡単なセットアップが可能です。

・簡単なセットアップで測定可能です。

・パワーセンサーを使用した校正が可能です。

ベクトルミキサー測定機能

（SNA5000-VMM ／SNA6000-VMM オプション）：

特長：

・内蔵の第2信号源を局部発振器（LO）信号として使用することで、簡単なセットアップが可能です。

・測定パラメータ：ミキサーの群遅延を含むベクトルSパラメータ

・周波数変換方式を用いてDUTのベクトル伝送特性を測定

・DUTがダウンコンバージョンで動作する場合、校正ミキサーはアップコンバージョンで動作させる必要があり、その逆も同様です。

・DUT、校正ミキサー/フィルタの組み合わせ、電力分配器、VNA、および外部ソース（必要な場合）を接続

・パワーセンサーを使用した校正が可能です。

	SMM3000Xシリーズ高精度ソースメジャーユニット・表示桁数：6½桁（2,100,000カウント）・最大サンプリングレート：100,000ポイント/秒・プログラミング／測定の最小分解能：10 fA / 100 nV ・最大出力：±210 V / ±3.03 A（DC）/ ±10.5 A（パルス）・DC、パルス、スキャン、リスト出力に対応。最小パルス幅は50μs ・グラフ表示とデジタル表示を備えた5インチのタッチスクリーン・SMM3311X(1ch) / SMM3312X(2ch) ・価格：90万円～
・USB VNA
	SDS8000Aシリーズオシロスコープ特長と利点 4チャンネル + 外部トリガーチャンネルアナログチャンネル帯域幅：最大16GHz(8/13/16GHz) リアルタイムサンプリングレート：最大40GSa/s（全チャンネル同時） 12ビットADC 低ノイズフロア：16GHz帯域幅で176μVrms SPOテクノロジー・波形キャプチャレート：最大200,000フレーム/秒・ 256段階の波形輝度と色温度表示をサポート・最大2Gポイント/チャンネルのストレージ容量・デジタルトリガー
	SSG6M80Aシリーズマルチチャネル・コヒーレント・マイクロ波信号発生器主な特長・最大周波数 13.6 GHz/20 GHz ・出力周波数分解能最大0.001 Hz ・位相ノイズ < -136 dBc/Hz @ 1 GHz、オフセット 10 kHz（測定値）・コヒーレントモード、搬送周波数 = 10 GHz、周囲温度変動 ±2℃、観測時間 5時間、位相変動 < 1.5° ・チャンネル間の周波数、振幅、位相を個別に調整可能。単一デバイスチャンネル同期および複数デバイスチャンネル位相同期をサポート。位相メモリ機能搭載・アナログ変調、パルス変調（オプション）

	SSA6000A Series Signal Analyzer Main Features ・Measurement Frequency Range: 2 Hz ~ 50 GHz ・IQ Analysis Bandwidth: 1.2 GHz ・Real-time Spectrum Analysis Bandwidth: 400 MHz ・Phase Noise: -123 dBc/Hz @ 1 GHz, 10 kHz offset ・DANL: Less than -165 dBm/Hz ・Demodulation and analysis of signals from multiple mobile communication standards including 5G NR, LTE/LTE-A, WLAN, and IoT, as well as wireless connections.
	SNA6000A Series Vector Network Analyzer Key Features ・Frequency Range: 100 kHz ~ 50 GHz ・Dynamic Range: 135 dB ・IF Bandwidth Range: 1 Hz ~ 10 MHz ・Output Power Setting Range: -60 dBm ~ +20 dBm ・Supports 4-port (2-source) S-parameter measurements, differential (balanced) measurements, time-domain analysis, scalar mixer measurements, etc. ・Optional accessories include electronic calibration kits, switch matrix, and mechanical switches. ・AFR

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