【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音声を集音して音声信号を出力するマイクロホン装置、マイクロホン装置を備えた電子装置、および、音声信号を伝達する音声信号伝達方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、音声を集音してアナログの音声信号を生成し、生成されたアナログの音声信号を増幅し、増幅されたアナログの音声信号をデジタルの音声信号に変換し、デジタルの音声信号を他の装置に出力するマイクロホン装置が提供されていた（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
また、図７に示すように、従来のマイクロホン装置７１０は、一般に、４つの端子７２１、７２２、７２３、７２４を介して音声信号処理装置７３０に接続され、音声信号処理装置７３０とともに電子装置７００を構成するようになっていた。具体的には、マイクロホン装置７１０が音声信号処理装置７３０から電源電圧の供給を受けるための電源端子７２１と、マイクロホン装置７１０が音声信号処理装置７３０から同期クロック信号の供給を受けるための同期クロック信号端子７２２と、マイクロホン装置７１０が音声信号処理装置７３０と接地電圧を共有するための接地端子７２３と、マイクロホン装置７１０が音声信号処理装置７３０に音声信号を供給するための音声信号端子７２４とが、図８に示すようにプリント基板７２０上に形成され、プリント基板７２０上の４つの端子７２１、７２２、７２３、７２４を介して、マイクロホン装置７１０と音声信号処理装置７３０とが接続されていた。
【０００４】
このような従来のマイクロホン装置７１０を備えた電子装置７００の動作について、図７を用いて説明する。
【０００５】
音声信号処理装置７３０の同期クロック信号生成器７３１によって生成された同期クロック信号は、音声信号処理装置７３０の信号端子７３４を介してマイクロホン装置７１０に出力される。また、音響振動によってマイクロホン装置７１０の振動板７１２が振動し、マイクロホン装置７１０の振動板７１２と電極板７１３とで構成された蓄電器の静電容量が変化し、静電容量の変化によって生成されたアナログの音声信号がマイクロホン装置７１０の増幅器７１５によって増幅され、増幅されたアナログの音声信号がマイクロホン装置７１０のアナログデジタル変換器７１６に出力される。マイクロホン装置７１０のアナログデジタル変換器７１６は、アナログの音声信号をデジタルの音声信号に変換するとともに、プリント基板７２０上の同期クロック信号端子７２２を介して取得した同期クロック信号に同期させて、デジタルの音声信号をプリント基板７２０上の音声信号端子７２４を介して音声信号処理装置７３０に出力する。したがって、音声信号処理装置７３０は、自身が出力した同期クロック信号に同期されたデジタルの音声信号を、音声信号受信器７３５によって、マイクロホン装置７１０から取得することができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６２−２７６９９８号公報（第１−２頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のマイクロホン装置７１０は、前述したように４つの端子７２１、７２２、７２３、７２４を介して音声信号処理装置７３０と接続されなければならず、マイクロホン装置７１０を小型化しようとすると４つの端子自体をそれぞれ小型にせざるを得ない一方で、４つの端子自体をそれぞれ小型にしようとすると音声信号処理装置７３０のそれぞれの端子と確実に導通させることが難しいので、結局、マイクロホン装置７１０を小型にすることが困難であるという問題があった。
【０００８】
また、近年は、小型のマイクロホン装置が求められており、特に、携帯用の電子装置ではマイクロホン装置の直径を更に小さくするよう求められている。
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、小型にすることができるマイクロホン装置、電子装置および音声信号伝達方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のマイクロホン装置は、音声を集音してアナログの音声信号を生成する音声信号生成器と、前記アナログの音声信号をデジタルの音声信号に変換して外部から信号端子を介して入力される同期クロック信号に同期した前記デジタルの音声信号を出力するアナログデジタル変換器と、前記同期クロック信号の振幅を前記デジタルの音声信号で変調する振幅変調器とを備える構成を有している。
【００１１】
この構成により、従来のマイクロホン装置より直径を小さくすることができることになり、マイクロホン装置を小型にすることができる。
【００１２】
また、本発明のマイクロホン装置は、前記振幅変調器が、前記同期クロック信号の電圧を分圧する抵抗器と、前記信号端子と前記抵抗器との接続および切断を切り替えるスイッチとを備え、前記スイッチは前記デジタルの音声信号の値によって前記アナログデジタル変換器で制御する構成を有している。
【００１３】
この構成により、簡単かつ安価な構成でマイクロホン装置を小型にすることができる。
【００１４】
また、本発明のマイクロホン装置は、音声によって振動される振動板と、前記振動板に対向して配置されて前記振動板と対で蓄電器を構成する電極板と、前記電極板に対し前記振動板と反対側に配置されたプリント基板と、前記プリント基板と前記電極板との間であって前記プリント基板上に配置された集積回路とを備え、前記プリント基板は、前記集積回路が配置された面と反対側の面に３つの接続端子が形成されている構成を有している。
【００１５】
この構成により、従来のマイクロホン装置より直径を小さくすることができることになり、マイクロホン装置を小型にすることができる。
【００１６】
また、本発明のマイクロホン装置は、前記プリント基板には、電源電圧が印加される電源端子と、接地電圧が印加される接地端子と、同期クロック信号の電圧が印加される信号端子とが形成され、前記集積回路は、前記信号端子に印加された前記同期クロック信号の振幅を音声信号で変調するようにした構成を有している。
【００１７】
この構成により、同期クロックと音声信号とを同一の端子を介して伝達させてマイクロホン装置を小型にすることができる。
【００１８】
また、本発明の電子装置は、音声を集音して音声信号を生成するマイクロホン装置と、前記マイクロホン装置で生成された前記音声信号を取得する音声信号処理装置とを備え、前記音声信号処理装置が、前記マイクロホン装置に同期クロック信号を供給するとともに、前記マイクロホン装置が、前記同期クロック信号を前記音声信号で振幅変調し、前記マイクロホン装置と前記音声信号処理装置とが、同一の端子を介して前記同期クロック信号と前記音声信号とを伝達するようにした構成を有している。
【００１９】
この構成により、従来のマイクロホン装置より直径を小さくすることができることになり、電子装置を小型にすることができる。
【００２０】
また、本発明の電子装置は、前記マイクロホン装置が、前記端子の電圧の立上りおよび立下りの何れかを検知することにより前記同期クロック信号を取得し、前記音声信号処理装置が、前記端子の電圧の立下りおよび立上りの何れかを検知することにより前記音声信号を取得するようにした構成を有している。
【００２１】
この構成により、マイクロホン装置と音声信号処理装置とがそれぞれ同期クロック信号と音声信号とを容易に取得することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施の形態のマイクロホン装置１１０および電子装置１００を示すブロック図である。
【００２４】
電子装置１００は、音声を集音して音声信号を生成するマイクロホン装置１１０と、マイクロホン装置１１０で生成された音声信号を取得して符号化その他の音声信号処理をする音声信号処理装置１３０とを備える。
【００２５】
まず、マイクロホン装置１１０の構成について説明する。
【００２６】
音声信号生成器１１１は、一対の振動板１１２と電極板１１３とからなり、音声を集音してアナログの音声信号を生成するようになっている。増幅器１１５は、音声信号生成器１１１によって生成されたアナログの音声信号を増幅するようになっている。アナログデジタル変換器１１６は、アナログの音声信号をデジタルの音声信号に変換するとともに、後述の信号端子１２２に印加された同期クロック信号に同期してデジタルの音声信号を出力するようになっている。なお、アナログデジタル変換器１１６は、同期クロック信号の電圧の立上りで同期クロック信号を検出するようになっている。振幅変調器１１７は、直列接続されたスイッチ１１８と抵抗器１１９とからなり、信号端子１２２に印加された同期クロック信号の振幅を、アナログデジタル変換器１１６から出力されたデジタルの音声信号で変調するようになっている。すなわち、振幅変調器１１７は、デジタルの音声信号をクロック信号に重ねて信号端子１２２に出力するようになっている。プリント基板１２０は、電源電圧が印加される電源端子１２１と、同期クロック信号の電圧が印加される信号端子１２２と、接地電圧が印加される接地端子１２３とを有する。また、増幅器１１５とアナログデジタル変換器１１６と振幅変調器１１７とは、集積回路１１４を構成する。
【００２７】
マイクロホン装置１１０の振幅変調器１１７は、具体的には、スイッチ１１８が、アナログデジタル変換器１１６から出力されたデジタルの音声信号の値に対応して信号端子１２２と抵抗器１１９との接続および切断を切り替えるようになっており、抵抗器１１９が、信号端子１２２に印加された同期クロック信号の電圧を分圧するようになっている。より詳細には、抵抗器１１９が、後述の音声信号処理装置１３０の抵抗器１３２と等価の抵抗値を有し、スイッチ１１８が、アナログデジタル変換器１１６からデジタルの音声信号が１ビット入力される度に信号端子１２２と抵抗器１１９とを接続した状態（以下、「オン状態」という）および信号端子１２２と抵抗器１１９とを切断した状態（以下、「オフ状態」という）の何れかの状態になり、スイッチ１１８がオン状態のときには、抵抗器１１９によって同期クロック信号の電圧が半分に分圧され、スイッチ１１８がオフ状態のときには、同期クロック信号の電圧が音声信号処理装置１３０から印加した電圧に維持されるようになっている。なお、アナログデジタル変換器１１６から「０」情報が入力されることによりスイッチ１１８がオン状態となり、アナログデジタル変換器１１６から「１」情報が入力されることによりスイッチ１１８がオフ状態となるようになっている。
【００２８】
図２は、マイクロホン装置１１０の振幅変調器１１７をトランジスタ１１８ａと抵抗器１１９とで構成した実施例を示す。図２において、トランジスタ１１８ａは、ベースがアナログデジタル変換器１１６に接続され、エミッタが信号端子１２２に接続され、コレクタが抵抗器１１９に接続されており、アナログデジタル変換器１１６からデジタルの音声信号が１ビット入力される度に抵抗器１１９と信号端子１２２との間に流れる電流を通過する状態および遮断する状態の何れかの状態になることで同期クロック信号の振幅を変調するようになっている。
【００２９】
図３は、本実施の形態のマイクロホン装置１１０の構造を示す断面図である。なお、図３において、図１に示した構成要素と同じ構成要素は、同じ符号を付してある。筺体３５０は、振動板１１２、電極板１１３、集積回路１１４、およびプリント基板１２０を収納している。開口部３５１は、筐体３５０に形成され、音声を筐体３５０の内部に通過させるようになっている。振動板１１２は、導電性の振動板リング３５３と筺体３５０とプリント基板１２０上の配線とを介して、集積回路１１４に接続されている。電極板１１３は、絶縁性スペーサ３５２を間に振動板１１２に対向して配置され、振動板１１２と対で蓄電器を構成する。また、電極板１１３は、絶縁性固定器３５４に埋め込まれた導電性のゲート３５５とプリント基板１２０上の配線とを介して、集積回路１１４に接続されている。プリント基板１２０は、電極板１１３に対し振動板１１２と反対側に配置されている。集積回路１１４は、プリント基板１２０と電極板１１３との間であってプリント基板１２０上に配置されている。また、プリント基板１２０は、集積回路１１４が配置された面と反対側の面、すなわち外部と接続する接続面に、図４に示すように、電源端子１２１と、信号端子１２２と、接地端子１２３とが形成されている。
【００３０】
次に、音声信号処理装置１３０の構成について説明する。
【００３１】
図１において、同期クロック信号生成器１３１は、一定の振幅で一定の周期の同期クロック信号を生成するようになっている。抵抗器１３２は、マイクロホン装置１１０の抵抗器１１９と等価の抵抗値を有し、一端が同期クロック信号生成器１３１に接続されているとともに他端が音声信号処理装置１３０の信号端子１３４に接続されている。音声信号検出器１３３は、信号端子１３４に接続された検知点１４０において、同期クロック信号の電圧の立ち下がりで同期クロック信号を検知することにより、マイクロホン装置１１０のアナログデジタル変換器１１６から出力されたデジタルの音声信号の「１」情報と「０」情報とを検出するようになっている。
【００３２】
図５に同期クロック信号の例を示す。図５（ａ）に示す同期クロック信号５００は、マイクロホン装置１１０の振幅変調器１１７によって振幅変調されたものである。図５（ｂ）の同期クロック信号５１０は、図５（ａ）の同期クロック信号５００の一部が拡大して示されたものである。この同期クロック信号５１０は、図５（ｃ）に示すデジタルの音声信号５２０で変調されている。
【００３３】
以下、本実施の形態のマイクロホン装置１１０および電子装置１００の動作を説明する。
【００３４】
音声信号処理装置１３０の同期クロック信号生成器１３１によって、一定振幅で一定周期の同期クロック信号が生成される。生成された同期クロック信号は、音声信号処理装置１３０の抵抗器１３２および信号端子１３４を介してマイクロホン装置１１０に伝達され、プリント基板１２０上の信号端子１２２に電圧が印加される。
【００３５】
また、マイクロホン装置１１０の音声信号生成器１１１によって、アナログの音声信号が生成され、マイクロホン装置１１０の増幅器１１５によって、アナログの音声信号が増幅される。
【００３６】
さらに、音声信号処理装置１３０から供給された同期クロック信号と、マイクロホン装置１１０の増幅器１１５から出力されたアナログの音声信号とが、マイクロホン装置１１０のアナログデジタル変換器１１６に入力され、アナログデジタル変換器１１６によって、アナログの音声信号がデジタルの音声信号に変換されるとともに、デジタルの音声信号が同期クロック信号に同期して振幅変調器１１７に出力される。なお、図６に示すように同期クロック信号６００の立ち上がり点６２０で同期クロック信号６００が検出されるたびに、デジタルの音声信号が１ビット毎にマイクロホン装置１１０の振幅変調器１１７に出力される。
【００３７】
ここで、マイクロホン装置１１０の振幅変調器１１７にデジタルの音声信号の「０」情報が入力された場合には、振幅変調器１１７のスイッチ１１８はオン状態になり、マイクロホン装置１１０の振幅変調器１１７にデジタルの音声信号の「１」情報が入力された場合には、振幅変調器１１７のスイッチ１１８はオフ状態になる。振幅変調器１１７のスイッチ１１８がオン状態になったときには、マイクロホン装置１１０の信号端子１２２と振幅変調器１１７の抵抗器１１９とが接続されて、マイクロホン装置１１０の信号端子１２２における同期クロック信号の振幅が抵抗器１１９によって最大振幅Ｖｄｄの半分に分圧される。また、振幅変調器１１７のスイッチ１１８がオフ状態になったときには、マイクロホン装置１１０の信号端子１２２と振幅変調器１１７の抵抗器１１９とが切断されて、マイクロホン装置１１０の信号端子１２２における同期クロック信号の振幅が最大振幅Ｖｄｄとなる。
【００３８】
なお、音声信号処理装置１３０の検知点１４０における同期クロック信号の電圧は、マイクロホン装置１１０の信号端子１２２における同期クロック信号の電圧とほぼ等しい。
【００３９】
また、音声信号処理装置１３０の音声信号検出器１３３によって、音声信号処理装置１３０の検知点１４０における同期クロック信号の立ち下りが検知される。図６に示す同期クロック信号６００が音声信号処理装置１３０に出力された場合、同期クロック信号６００の最大振幅の電圧Ｖｄｄからの立ち下り点６１０でデジタルの音声信号の「１」情報が検出され、同期クロック信号６００の最大振幅の電圧Ｖｄｄの略半分からの立ち下り点６３０でデジタルの音声信号の「０」情報が検出される。
【００４０】
以上説明したように、マイクロホン装置１１０は、音声を集音してアナログの音声信号を生成する音声信号生成器１１１と、同期クロック信号が印加される信号端子１２２と、アナログの音声信号をデジタルの音声信号に変換して同期クロック信号に同期したデジタルの音声信号を出力するアナログデジタル変換器１１６と、信号端子１２２に印加された同期クロック信号の振幅をデジタルの音声信号によって変調する振幅変調器１１７とを備え、同期クロック信号用の端子と音声信号用の端子とをプリント基板１２０に一体に形成し、プリント基板１２０の接続面の端子数を３つとしたので、プリント基板の接続面の端子数が４つであった従来のマイクロホン装置より直径を小さくすることができる。
【００４１】
また、マイクロホン装置１１０の振幅変調器１１７は、同期クロック信号の電圧を分圧する抵抗器１１９と、デジタルの音声信号の値によって信号端子１２２と抵抗器１１９との接続および切断を切り替えるスイッチ１１８とを有する構成としたので、簡単かつ安価な構成で、従来のマイクロホン装置より直径を小さくすることができる。
【００４２】
また、マイクロホン装置１１０が、信号端子１２２の電圧の立上りを検知することにより同期クロック信号を取得し、音声信号処理装置１３０が、信号端子１３４の電圧の立下りを検知することにより音声信号を取得するようにしたので、マイクロホン装置１１０と音声信号処理装置１３０とがそれぞれ同期クロック信号と音声信号とを容易に取得することができる。
【００４３】
なお、前述の実施の形態において、音声信号処理装置１３０の音声信号検出器１３３が、最大振幅の電圧からの立下りであるか最大振幅の半分の電圧からの立下りであるかによって、音声信号の「１」情報および「０」情報を検出する例について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、音声信号処理装置１３０の音声信号検出器１３３が、最大振幅の電圧からの立下りの有無を同期クロック信号と同期して一定周期毎に検知することにより、音声信号の「１」情報および「０」情報を検出するようにしてもよい。
【００４４】
また、前述の実施の形態において、マイクロホン装置１１０が、信号端子１２２の電圧の立上りを検知することにより同期クロック信号を取得し、音声信号処理装置１３０が、信号端子１３４の電圧の立下りを検知することにより音声信号を取得する例について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、信号の正負論理が本実施の形態と異なる場合、例えば、マイクロホン装置１１０が、信号端子１２２の電圧の立下がりを検知することにより同期クロック信号を取得し、音声信号処理装置１３０が、信号端子１３４の電圧の立上がりを検知することにより音声信号を取得する。
【００４５】
また、前述の実施の形態において、振動板１１２と電極板１１３とで蓄電器を構成したマイクロホン装置を例に説明したが、本発明はこれに限るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、その他のマイクロホン装置に適用してもよく、また、マイクロホン装置以外の装置に適用してもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、装置を小型にすることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のマイクロホン装置および電子装置のブロック図
【図２】本発明の一実施の形態のマイクロホン装置における振幅変調機の例を説明するためのブロック図
【図３】本発明の一実施の形態のマイクロホン装置の構造を示す断面図
【図４】本発明の一実施の形態のマイクロホン装置におけるプリント基板に形成された３つの端子を示す図
【図５】本発明の一実施の形態のマイクロホン装置および電子装置における振幅変調された同期クロク信号の例を示す図
【図６】本発明の一実施の形態のマイクロホン装置および電子装置における同期クロック信号の立ち上がり点および立ち下がり点を示す図
【図７】従来のマイクロホン装置および電子装置のブロック図
【図８】従来のマイクロホン装置のプリント基板に形成された端子を示す図
【符号の説明】
１００ 電子装置
１１０ マイクロホン装置
１１１ マイクロホン装置の音声信号生成器
１１２ マイクロホン装置の振動板
１１３ マイクロホン装置の電極板
１１４ マイクロホン装置の集積回路
１１５ マイクロホン装置の増幅器
１１６ マイクロホン装置のアナログデジタル変換器
１１７ マイクロホン装置の振幅変調器
１１８ マイクロホン装置のスイッチ
１１８ａ マイクロホン装置のトランジスタ
１１９ マイクロホン装置の抵抗器
１２０ マイクロホン装置のプリント基板
１２１ マイクロホン装置の電源端子
１２２ マイクロホン装置の信号端子
１２３ マイクロホン装置の接地端子
１３０ 音声信号処理装置
１３１ 音声信号処理装置の同期クロック信号生成器
１３２ 音声信号処理装置の抵抗器
１３３ 音声信号処理装置の音声信号検出器
１３４ 音声信号処理装置の信号端子
１４０ 音声信号処理装置の検知点
３５０ マイクロホン装置の筐体
３５１ マイクロホン装置の開口部
３５２ マイクロホン装置の絶縁体スペーサ
３５３ マイクロホン装置の振動板リング
３５４ マイクロホン装置の絶縁性固定器
３５５ マイクロホン装置のゲート[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a microphone device that collects audio and outputs an audio signal, an electronic device including the microphone device, and an audio signal transmission method for transmitting an audio signal.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, audio is collected to generate an analog audio signal, the generated analog audio signal is amplified, the amplified analog audio signal is converted to a digital audio signal, and the digital audio signal is converted to another. (For example, see Patent Document 1).
[0003]
Also, as shown in FIG. 7, the conventional microphone device 710 is generally connected to the audio signal processing device 730 via four terminals 721, 722, 723, and 724, and the electronic device 700 is connected together with the audio signal processing device 730. Had to be composed. Specifically, a power supply terminal 721 for the microphone device 710 to receive a power supply voltage from the audio signal processing device 730 and a synchronous clock signal for the microphone device 710 to receive a synchronous clock signal from the audio signal processing device 730 A terminal 722, a ground terminal 723 for the microphone device 710 to share a ground voltage with the audio signal processing device 730, and an audio signal terminal 724 for the microphone device 710 to supply the audio signal processing device 730 with an audio signal. As shown in FIG. 8, the microphone device 710 and the audio signal processing device 730 are formed on a printed circuit board 720 and are connected to the microphone device 710 via four terminals 721, 722, 723, and 724 on the printed circuit board 720.
[0004]
The operation of the electronic device 700 including such a conventional microphone device 710 will be described with reference to FIG.
[0005]
The synchronous clock signal generated by the synchronous clock signal generator 731 of the audio signal processing device 730 is output to the microphone device 710 via the signal terminal 734 of the audio signal processing device 730. In addition, the vibration plate 712 of the microphone device 710 vibrates due to the acoustic vibration, and the capacitance of the capacitor formed by the vibration plate 712 and the electrode plate 713 of the microphone device 710 changes, which is generated by the change in the capacitance. The analog audio signal is amplified by the amplifier 715 of the microphone device 710, and the amplified analog audio signal is output to the analog-to-digital converter 716 of the microphone device 710. The analog-to-digital converter 716 of the microphone device 710 converts an analog audio signal into a digital audio signal, and synchronizes the digital audio signal with a synchronous clock signal obtained via the synchronous clock signal terminal 722 on the printed circuit board 720 to output a digital signal. The audio signal is output to the audio signal processing device 730 via the audio signal terminal 724 on the printed circuit board 720. Therefore, the audio signal processing device 730 can acquire a digital audio signal synchronized with the synchronous clock signal output from the microphone device 710 by the audio signal receiver 735.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-62-276998 (page 1-2)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional microphone device 710 must be connected to the audio signal processing device 730 via the four terminals 721, 722, 723, and 724 as described above, and the microphone device 710 is to be downsized. In this case, the four terminals themselves must be reduced in size. On the other hand, if the four terminals themselves are reduced in size, it is difficult to reliably connect the terminals to the respective terminals of the audio signal processing device 730. There is a problem that it is difficult to reduce the size of the 710.
[0008]
In recent years, a small microphone device has been demanded, and in particular, a portable electronic device has been demanded to further reduce the diameter of the microphone device.
[0009]
The present invention has been made to solve such a problem, and it is an object of the present invention to provide a microphone device, an electronic device, and an audio signal transmission method that can be downsized.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
A microphone device of the present invention collects audio and generates an analog audio signal, and converts the analog audio signal into a digital audio signal and inputs the digital audio signal from the outside via a signal terminal. An analog-to-digital converter that outputs the digital audio signal synchronized with a synchronous clock signal, and an amplitude modulator that modulates the amplitude of the synchronous clock signal with the digital audio signal are provided.
[0011]
With this configuration, the diameter can be smaller than that of the conventional microphone device, and the microphone device can be downsized.
[0012]
Further, in the microphone device of the present invention, the amplitude modulator includes a resistor that divides a voltage of the synchronous clock signal, and a switch that switches connection and disconnection between the signal terminal and the resistor. The digital audio signal is controlled by the analog-to-digital converter according to the value of the digital audio signal.
[0013]
With this configuration, the microphone device can be reduced in size with a simple and inexpensive configuration.
[0014]
In addition, the microphone device of the present invention includes a diaphragm vibrated by sound, an electrode plate disposed opposite to the diaphragm to form a capacitor with the diaphragm, and the diaphragm with respect to the electrode plate. And a printed circuit board disposed on the opposite side, and an integrated circuit disposed between the printed board and the electrode plate and disposed on the printed circuit board, wherein the printed circuit board has the integrated circuit disposed thereon. It has a configuration in which three connection terminals are formed on the surface opposite to the surface.
[0015]
With this configuration, the diameter can be smaller than that of the conventional microphone device, and the microphone device can be downsized.
[0016]
Further, in the microphone device of the present invention, the printed circuit board has a power supply terminal to which a power supply voltage is applied, a ground terminal to which a ground voltage is applied, and a signal terminal to which a voltage of a synchronous clock signal is applied. The integrated circuit has a configuration in which the amplitude of the synchronous clock signal applied to the signal terminal is modulated by an audio signal.
[0017]
With this configuration, the microphone device can be downsized by transmitting the synchronization clock and the audio signal through the same terminal.
[0018]
Also, the electronic device of the present invention includes a microphone device that collects sound and generates a sound signal, and a sound signal processing device that acquires the sound signal generated by the microphone device, wherein the sound signal processing device Supplies a synchronous clock signal to the microphone device, the microphone device amplitude-modulates the synchronous clock signal with the audio signal, and the microphone device and the audio signal processing device are connected via the same terminal. It has a configuration for transmitting the synchronous clock signal and the audio signal.
[0019]
With this configuration, the diameter can be made smaller than that of the conventional microphone device, and the electronic device can be downsized.
[0020]
Also, in the electronic device of the present invention, the microphone device acquires the synchronous clock signal by detecting any one of a rising edge and a falling edge of the voltage of the terminal, and the audio signal processing device detects a voltage of the terminal. The sound signal is obtained by detecting either the falling or the rising edge of the audio signal.
[0021]
With this configuration, the microphone device and the audio signal processing device can easily acquire the synchronous clock signal and the audio signal, respectively.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0023]
FIG. 1 is a block diagram showing a microphone device 110 and an electronic device 100 according to an embodiment of the present invention.
[0024]
The electronic device 100 includes a microphone device 110 that collects audio to generate an audio signal, and an audio signal processing device 130 that acquires the audio signal generated by the microphone device 110 and performs encoding and other audio signal processing. Prepare.
[0025]
First, the configuration of the microphone device 110 will be described.
[0026]
The audio signal generator 111 includes a pair of diaphragms 112 and electrode plates 113, and collects audio to generate an analog audio signal. The amplifier 115 amplifies the analog audio signal generated by the audio signal generator 111. The analog-to-digital converter 116 converts an analog audio signal into a digital audio signal, and outputs a digital audio signal in synchronization with a synchronous clock signal applied to a signal terminal 122 described later. The analog-to-digital converter 116 detects the synchronous clock signal at the rise of the voltage of the synchronous clock signal. The amplitude modulator 117 includes a switch 118 and a resistor 119 connected in series, and modulates the amplitude of the synchronous clock signal applied to the signal terminal 122 with a digital audio signal output from the analog-to-digital converter 116. It has become. That is, the amplitude modulator 117 superimposes the digital audio signal on the clock signal and outputs the signal to the signal terminal 122. The printed circuit board 120 has a power supply terminal 121 to which a power supply voltage is applied, a signal terminal 122 to which a voltage of a synchronous clock signal is applied, and a ground terminal 123 to which a ground voltage is applied. The amplifier 115, the analog-to-digital converter 116, and the amplitude modulator 117 form an integrated circuit 114.
[0027]
Specifically, in the amplitude modulator 117 of the microphone device 110, the switch 118 connects and disconnects the signal terminal 122 and the resistor 119 in accordance with the value of the digital audio signal output from the analog-to-digital converter 116. , And the resistor 119 divides the voltage of the synchronous clock signal applied to the signal terminal 122. More specifically, the resistor 119 has a resistance value equivalent to that of a resistor 132 of the audio signal processing device 130 described later, and the switch 118 receives one bit of a digital audio signal from the analog-to-digital converter 116. State in which the signal terminal 122 and the resistor 119 are connected each time (hereinafter, referred to as “ON state”) and the state in which the signal terminal 122 and the resistor 119 are disconnected (hereinafter, referred to as “OFF state”). When the switch 118 is ON, the voltage of the synchronous clock signal is divided by half by the resistor 119. When the switch 118 is OFF, the voltage of the synchronous clock signal is divided by the voltage applied from the audio signal processing device 130. Is to be maintained. The switch 118 is turned on by inputting “0” information from the analog-to-digital converter 116, and is turned off by inputting “1” information from the analog-to-digital converter 116. Has become.
[0028]
FIG. 2 shows an embodiment in which the amplitude modulator 117 of the microphone device 110 is composed of a transistor 118a and a resistor 119. 2, the transistor 118a has a base connected to the analog-to-digital converter 116, an emitter connected to the signal terminal 122, a collector connected to the resistor 119, and a digital audio signal from the analog-to-digital converter 116. Each time one bit is input, the amplitude of the synchronous clock signal is modulated by entering one of a state of passing a current flowing between the resistor 119 and the signal terminal 122 and a state of interrupting the current. .
[0029]
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the structure of the microphone device 110 according to the present embodiment. In FIG. 3, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The housing 350 houses the diaphragm 112, the electrode plate 113, the integrated circuit 114, and the printed circuit board 120. The opening 351 is formed in the housing 350, and allows sound to pass through the inside of the housing 350. The diaphragm 112 is connected to the integrated circuit 114 via a conductive diaphragm ring 353, a housing 350, and wiring on the printed circuit board 120. The electrode plate 113 is disposed so as to face the vibration plate 112 with the insulating spacer 352 therebetween, and forms a capacitor with the vibration plate 112. Further, the electrode plate 113 is connected to the integrated circuit 114 via a conductive gate 355 embedded in the insulating fixing device 354 and a wiring on the printed circuit board 120. The printed circuit board 120 is arranged on the opposite side of the vibration plate 112 with respect to the electrode plate 113. The integrated circuit 114 is disposed on the printed board 120 between the printed board 120 and the electrode plate 113. In addition, the printed circuit board 120 has a power supply terminal 121, a signal terminal 122, and a ground terminal 123, as shown in FIG. Are formed.
[0030]
Next, the configuration of the audio signal processing device 130 will be described.
[0031]
In FIG. 1, a synchronous clock signal generator 131 generates a synchronous clock signal having a constant amplitude and a constant cycle. The resistor 132 has a resistance equivalent to the resistor 119 of the microphone device 110, and has one end connected to the synchronous clock signal generator 131 and the other end connected to the signal terminal 134 of the audio signal processing device 130. ing. The audio signal detector 133 detects the synchronous clock signal at the falling point of the voltage of the synchronous clock signal at the detection point 140 connected to the signal terminal 134, and outputs the signal from the analog-to-digital converter 116 of the microphone device 110. "1" information and "0" information of a digital audio signal are detected.
[0032]
FIG. 5 shows an example of the synchronous clock signal. The synchronous clock signal 500 shown in FIG. 5A has been amplitude-modulated by the amplitude modulator 117 of the microphone device 110. The synchronous clock signal 510 in FIG. 5B is an enlarged view of a part of the synchronous clock signal 500 in FIG. This synchronous clock signal 510 is modulated by a digital audio signal 520 shown in FIG.
[0033]
Hereinafter, operations of the microphone device 110 and the electronic device 100 according to the present embodiment will be described.
[0034]
The synchronous clock signal generator 131 of the audio signal processing device 130 generates a synchronous clock signal having a constant amplitude and a constant cycle. The generated synchronous clock signal is transmitted to the microphone device 110 via the resistor 132 and the signal terminal 134 of the audio signal processing device 130, and a voltage is applied to the signal terminal 122 on the printed circuit board 120.
[0035]
The audio signal generator 111 of the microphone device 110 generates an analog audio signal, and the amplifier 115 of the microphone device 110 amplifies the analog audio signal.
[0036]
Further, the synchronous clock signal supplied from the audio signal processing device 130 and the analog audio signal output from the amplifier 115 of the microphone device 110 are input to the analog-to-digital converter 116 of the microphone device 110, and the analog-to-digital converter At 116, the analog audio signal is converted into a digital audio signal, and the digital audio signal is output to the amplitude modulator 117 in synchronization with the synchronous clock signal. As shown in FIG. 6, every time the synchronous clock signal 600 is detected at the rising point 620 of the synchronous clock signal 600, a digital audio signal is output to the amplitude modulator 117 of the microphone device 110 bit by bit.
[0037]
Here, when the digital audio signal “0” information is input to the amplitude modulator 117 of the microphone device 110, the switch 118 of the amplitude modulator 117 is turned on, and the amplitude modulator 117 of the microphone device 110 is turned on. When the information “1” of the digital audio signal is input to the switch, the switch 118 of the amplitude modulator 117 is turned off. When the switch 118 of the amplitude modulator 117 is turned on, the signal terminal 122 of the microphone device 110 and the resistor 119 of the amplitude modulator 117 are connected, and the amplitude of the synchronous clock signal at the signal terminal 122 of the microphone device 110 is changed. Is divided by the resistor 119 into half of the maximum amplitude Vdd. When the switch 118 of the amplitude modulator 117 is turned off, the signal terminal 122 of the microphone device 110 and the resistor 119 of the amplitude modulator 117 are disconnected, and the synchronous clock signal at the signal terminal 122 of the microphone device 110 is disconnected. Becomes the maximum amplitude Vdd.
[0038]
The voltage of the synchronous clock signal at the detection point 140 of the audio signal processing device 130 is substantially equal to the voltage of the synchronous clock signal at the signal terminal 122 of the microphone device 110.
[0039]
Further, the falling edge of the synchronous clock signal at the detection point 140 of the audio signal processing device 130 is detected by the audio signal detector 133 of the audio signal processing device 130. When the synchronous clock signal 600 shown in FIG. 6 is output to the audio signal processing device 130, “1” information of the digital audio signal is detected at the falling point 610 from the voltage Vdd of the maximum amplitude of the synchronous clock signal 600, “0” information of the digital audio signal is detected at a falling point 630 from substantially half of the voltage Vdd of the maximum amplitude of the synchronous clock signal 600.
[0040]
As described above, the microphone device 110 collects the audio, generates the analog audio signal, the signal terminal 122 to which the synchronous clock signal is applied, and converts the analog audio signal into a digital signal. An analog-to-digital converter 116 that converts the signal into an audio signal and outputs a digital audio signal synchronized with the synchronous clock signal, and an amplitude modulator 117 that modulates the amplitude of the synchronous clock signal applied to the signal terminal 122 with the digital audio signal. The terminal for the synchronous clock signal and the terminal for the audio signal are integrally formed on the printed circuit board 120, and the number of terminals on the connecting surface of the printed circuit board 120 is three. Can be smaller in diameter than the conventional microphone device having four.
[0041]
The amplitude modulator 117 of the microphone device 110 includes a resistor 119 that divides the voltage of the synchronous clock signal, and a switch 118 that switches connection and disconnection between the signal terminal 122 and the resistor 119 according to the value of a digital audio signal. With this configuration, the diameter can be made smaller than that of the conventional microphone device with a simple and inexpensive configuration.
[0042]
Further, the microphone device 110 obtains a synchronous clock signal by detecting the rising of the voltage of the signal terminal 122, and the audio signal processing device 130 obtains the audio signal by detecting the falling of the voltage of the signal terminal 134. Therefore, the microphone device 110 and the audio signal processing device 130 can easily acquire the synchronous clock signal and the audio signal, respectively.
[0043]
In the above-described embodiment, the audio signal detector 133 of the audio signal processing device 130 determines whether the audio signal is falling from the voltage having the maximum amplitude or falling from half the maximum amplitude. The example in which the “1” information and the “0” information are detected has been described. However, the present invention is not limited to this, and the audio signal detector 133 of the audio signal processing device 130 detects the fall from the voltage of the maximum amplitude. The presence / absence of the audio signal may be detected at regular intervals in synchronization with the synchronization clock signal to detect the “1” information and “0” information of the audio signal.
[0044]
Further, in the above-described embodiment, the microphone device 110 acquires a synchronous clock signal by detecting the rise of the voltage of the signal terminal 122, and the audio signal processing device 130 detects the fall of the voltage of the signal terminal 134. However, the present invention is not limited to this. For example, when the positive / negative logic of the signal is different from that of the present embodiment, for example, the microphone device 110 The synchronous clock signal is acquired by detecting the falling edge, and the audio signal processing device 130 acquires the audio signal by detecting the rising edge of the voltage of the signal terminal 134.
[0045]
Further, in the above-described embodiment, the microphone device in which the condenser is constituted by the diaphragm 112 and the electrode plate 113 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and it does not depart from the gist of the present invention. And other microphone devices, and may be applied to devices other than the microphone device.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, the present invention can reduce the size of the device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a microphone device and an electronic device according to an embodiment of the present invention; FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of an amplitude modulator in the microphone device of the embodiment of the present invention; FIG. 4 is a sectional view showing the structure of a microphone device according to one embodiment of the present invention; FIG. 4 is a diagram showing three terminals formed on a printed circuit board in the microphone device according to one embodiment of the present invention; FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a synchronous clock signal subjected to amplitude modulation in the microphone device and the electronic device according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram illustrating a rising point and a rising edge of a synchronous clock signal in the microphone device and the electronic device according to the embodiment of the present invention. FIG. 7 is a block diagram of a conventional microphone device and an electronic device. FIG. 8 is a block diagram of a conventional microphone device and a printed circuit board of the conventional microphone device. Figure [EXPLANATION OF SYMBOLS] indicating the terminal
Reference Signs List 100 Electronic device 110 Microphone device 111 Microphone device audio signal generator 112 Microphone device diaphragm 113 Microphone device electrode plate 114 Microphone device integrated circuit 115 Microphone device amplifier 116 Microphone device analog-to-digital converter 117 Microphone device amplitude Modulator 118 Switch of microphone device 118a Transistor of microphone device 119 Resistor of microphone device 120 Printed circuit board of microphone device 121 Power supply terminal of microphone device 122 Signal terminal of microphone device 123 Ground terminal of microphone device 130 Audio signal processing device 131 Audio signal Synchronous clock signal generator 132 of processing device Resistor 133 of audio signal processing device Audio signal detector 134 of audio signal processing device 134 Sound Signal terminal 140 of the signal processing device Detection point 350 of the audio signal processing device 350 Microphone device housing 351 Microphone device opening 352 Microphone device insulator spacer 353 Microphone device diaphragm plate 354 Microphone device insulating fixture 355 Microphone Equipment gate
