センタータップ

電子工学において、センタータップ( CT ) は、変圧器やインダクタの巻線の途中、または抵抗器やポテンショメータの要素に沿った点に接触するものです。

タップは、信号を結合するためにインダクタで使用されることがありますが、必ずしも中間点にある必要はなく、むしろ一方の端に近い位置にある場合があります。この一般的な用途は、ハートレー発振器です。タップ付きのインダクタは、電力変換の目的で交流(AC)電圧の振幅を変換することもできます。この場合、巻線が 1 つしかないため、オートトランスフォーマーと呼ばれます。オートトランスフォーマーの例としては、自動車の 点火コイルがあります。

ポテンショメータ タッピングは、デバイスの要素に沿った 1 つ以上の接続、要素の両端の通常の接続、およびスライダー接続を提供します。ポテンショメータ タップを使用すると、2 つの端の接続と 1 つのスライダー接続だけの通常の構造では利用できない回路機能が可能になります。

センタータップ電圧 (VCT) は、センタータップ付き変圧器の電圧出力を表します。たとえば、24 VCT 変圧器は、外側の 2 つのタップ (巻線全体) で 24 VAC を測定し、外側の各タップからセンタータップ (巻線の半分) まで 12 VAC を測定します。これらの 2 つの 12 VAC 電源は、タップを基準に測定すると互いに 180 度位相がずれているため、正負の 12 ボルト DC 電源を簡単に得ることができます。

• 真空管オーディオアンプでは、センタータップ付きトランスが位相反転器として使用され、プッシュプル段の 2 つの出力管を駆動することがありました。この技術は電子増幅と同じくらい古く、たとえば 1940 年のThe Radiotron Designer's Handbook 、第 3 版に詳しく記載されています。この技術はトランジスタ設計にも引き継がれましたが、その理由の 1 つは、コンデンサが大きく、高価で、信頼性が低かったことです。しかし、その時代以降、コンデンサは大幅に小型化、安価、信頼性が高まりましたが、トランスは依然として比較的高価です。さらに、設計者がトランジスタの経験を積むにつれて、トランジスタを真空管のように扱わなくなりました。トランスを使用してクラス A 中間増幅段をクラス AB 出力段に結合することは、単一電圧電源で駆動する小型システムであっても、もはや意味がありません。現代のハイエンド機器は、結合を排除するデュアル電源設計に基づいています。アンプは、入力からスピーカーまで、静電容量やインダクタンスなしで DC 結合できます。しかし、真空管や真空管アンプはニッチ市場向けに生産され続けているため、この用途は 21 世紀でも依然として重要です。
• アナログ通信システムでは、センタータップ付きトランスを使用して、信号送信の目的でAC結合増幅器の周囲にDCパスを提供できます。
• たとえば、米国/カナダで 2 つの 120 VAC 回路を提供するには、240 VCT を使用した3 線式電力配分を使用できます。
• 低周波の主電源トランスにはセンタータップが付いていることが多い。歴史的に、整流器のコストは高かったため、センタータップ付きトランスと 2 つのダイオードを備えた DC 電源は、半サイクルごとに二次コイルの半分だけを使用し、銅巻線と鉄積層板の追加コストを正当化していた。カセット レコーダーなどの消費者向け製品は、1980 年代まで 9 VDC を得るために 18 個の VCT トランスを使用することが多かった。4 つのダイオードを使用すると、両方の半分を使用できるため、センタータップを共通グランドとして対称電圧を効率的に設計できる。たとえば、Atari Asteroids (1979) などのアーケード マシンでは、36 VCT トランスが 4 つのダイオード構成で使用され、+/- 15 VDC (調整後) を生成する一方、同じ電源が 2 つのダイオード構成から調整されていない 10.3 VDC を供給している。^[1] 1970 年代後半には、ブリッジ整流器を使用する方がビジネス ケースが良くなり、組み立ても簡単になった。
• スイッチング電源では、センタータップ付きトランスがよく使用され、時には単一ダイオードまたはデュアルダイオードハーフブリッジ^[2]と組み合わせて、余分な巻線を犠牲にして動的な電磁気的動作を最適化します。^[3]
• センタータップトランスを使用してコンデンサーマイクにファンタム電源を供給することができます。「ダイレクトセンタータップ」と呼ばれる1つの方法では、マイク本体とマイクプリアンプに1つずつ、合計2つのセンタータップトランスを使用します。フィルタリングされたDC電圧はマイクプリアンプのセンタータップに接続され、マイク本体のセンタータップはケーブルシールドを介して接地されます。2番目の方法では、マイク本体で同じセンタータップトランストポロジを使用しますが、マイクプリアンプでは、信号線に直列に接続されたマッチングされた抵抗器のペアによって「人工センタータップ」が作成されます。^[4]