CN101115328A - 话筒放大器 - Google Patents

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铃木达也
金田安弘
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

使用了运算放大器的话筒放大器中，有受到在运算放大器的输入端子产生的寄生电容的影响而电容器话筒的话筒灵敏度下降的问题。本发明的话筒放大器包括：电容器话筒(100)，将声音变换成电压信号；运算放大器(101)，反相输入端子被施加来自该电容器话筒的电压信号，正相输入端子被施加直流偏置电压；电容器(103)，连接在该运算放大器的反相输入端子和输出端子之间；以及电阻(104)，连接在所述运算放大器的反相输入端子和输出端子之间。

Description

话筒放大器
技术领域
本发明涉及将来自用于将声音变换成电压信号的电容器话筒的声音信号放大的话筒放大器，特别涉及降低集成电路化时产生的寄生电容的影响的话筒放大器。
背景技术
已知将声音变换成电压信号的电容器话筒。电容器话筒由电容构成。在Q＝C·V(Q为电荷，C为电容器的电容，V为电容器两端间电压)的公式中的电容器的电容C根据声音变化时，在电荷一定的状态下，电容器两端间电压V变化，根据该原理，声音被变换成电压信号。
图2表示电容器话筒的工作原理图。在半导体芯片上形成由一对电容电极和处于这些电容电极间的电容电介质构成的电容器话筒10，偏置用电源20通过电阻30连接到一对电容电极间。一对电容电极通过来自外部的声音(声压)而微小振动，从而电容器话筒的电容值微小变化。这样，对应于此，电容器话筒10的输出信号V也微小变化，通过用话筒放大器放大该输出信号V，能够获得声音输出信号。
作为将来自该电容器话筒的声音信号放大的话筒放大器，可考虑使用了运算放大器的放大器。
另外，作为现有技术，有以下的专利文献1、专利文献2。
专利文献1：特开2000-236383号公报
专利文献2：特开2001-102875号公报
然而，使用了上述的运算放大器的话筒放大器中，有受到在运算放大器的输入端子产生的寄生电容的影响而电容器话筒的话筒灵敏度下降的问题。
如果运算放大器由IC构成，则在IC的焊盘和初级的晶体管的栅极电容等上寄生地产生的电容可从运算放大器的输入端子测到。
该寄生地产生的电容使来自电容器话筒的声音信号衰减。具体地说，来自电容器话筒的声音信号被电容器话筒的电容和寄生地产生的电容分压。
然后，该被分压的声音信号在后级的运算放大器被放大。此时，由于所述声音信号被分压，信号电平下降。因此，为了补偿该衰减部分，想提高所述运算放大器的放大率。但是，若提高所述运算放大器的放大率，则产生本底噪声(floor noise)增加这样的其他问题。
发明内容
本发明鉴于这样的课题而完成，包括：电容器话筒，将声音变换成电压信号；运算放大器，反相输入端子被施加来自该电容器话筒的电压信号，正相输入端子被施加直流偏置电压；电容器，连接在该运算放大器的反相输入端子和输出端子之间；以及电阻，连接在所述运算放大器的反相输入端子和输出端子之间。通过运算放大器的反馈动作，运算放大器的反相输入端子的电位被固定为一定电压，所以即使所述反相输入端子上附有寄生电容，其影响也不显现。
根据本发明，能够大幅度地降低运算放大器的寄生电容的影响。
另外，根据本发明，由于来自电容器话筒的电压信号不因为寄生电容的影响而衰减，所以不需提高运算放大器的增益而本底噪声的产生变小，S/N良好。即话筒灵敏度提高。
另外，根据本发明，能够根据电容器话筒与反馈用电容器的电容比来设定话筒放大器整体的增益。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的话筒放大器的图。
图2是表示电容器话筒的工作原理的图。
标号说明100电容器话筒101运算放大器102输出端子103反馈用电容器104反馈用电阻105话筒偏置源。
具体实施方式
参照图1详细地说明本发明的实施方式。图1表示本实施方式的电容器话筒的话筒放大器。
图1包括：电容器话筒(100)，将声音变换成电压信号；运算放大器(101)，反相输入端子(-)被施加来自该电容器话筒(100)的电压信号，正相输入端子(+)被施加直流偏置电压；反馈用电容器(103)，连接在该运算放大器(101)的反相输入端子(-)和输出端子(102)之间；反馈用电阻(104)，连接在所述运算放大器(101)的反相输入端子(-)和输出端子(102)之间；以及话筒偏置源(105)，对电容器话筒(100)提供直流偏置。
运算放大器(101)的2个输入端子上附有起因于IC的焊盘和初级的晶体管的栅极电容等的寄生电容。表示该寄生电容的是与反相输入端子(-)相连的寄生电容(106)。
图1的运算放大器(101)的正相输入端子(+)与直流偏置源(107)连接。运算放大器(101)通过反馈用电阻(104)进行负反馈动作，以使正相输入端子(+)与反相输入端子(-)的电压相等。
因此，运算放大器(101)的反相输入端子(-)的电压始终为一定，即使从电容器话筒(100)传来信号变化，反相输入端子(-)的电压也不由于该变化而改变。
下面，求运算放大器(101)的综合增益。图1的话筒放大器的综合增益G为
G＝C1/{C3+(C1+C2+C3)/A}    ...(1)
其中，电容器话筒(100)的电容：C1
寄生电容(106)的电容：C2
反馈用电容器(103)的电容：C3
运算放大器(101)的开环增益(裸利得)：A
反馈用电阻(104)的电阻值设定得大，从而对信号忽略。在式(1)中，若设开环增益A无限大，则为G＝C1/C3...(2)。
在此，式(2)中没有寄生电容(106)的电容C2的项。运算放大器(101)的反相输入端子(-)上不产生受到寄生电容(106)影响的信号，运算放大器(101)的综合增益中也没有电容C2的项，所以在运算放大器(101)的输出端子(102)上能够获得不受寄生电容(106)影响的声音信号。由式(1)和图1可知，本申请中，反馈信号通过反馈用电容器(103)返回。
通过此连接，能够将寄生电容(106)的电容C2减少至1/A。这样，寄生电容(106)在外观上变得非常小，所以话筒灵敏度不下降。如果话筒灵敏度不下降，则不必增加话筒放大器的综合增益G，所以能够减少本底噪声的产生。
这样，根据本发明，能够大幅降低运算放大器的寄生电容的影响。另外，来自电容器话筒的电压信号不因为寄生电容的影响而衰减，所以不必提高运算放大器的增益而本底噪声的产生变小，S/N良好。
而且，可实现以下效果：能够根据电容器话筒与反馈用电容器的电容比来设定话筒放大器整体的增益。

Claims (3)

1.一种话筒放大器，其特征在于，包括：
电容器话筒，将声音变换成电压信号；
运算放大器，反相输入端子被施加来自该电容器话筒的电压信号，正相输入端子被施加直流偏置电压；
电容器，连接在该运算放大器的反相输入端子和输出端子之间；以及
电阻，连接在所述运算放大器的反相输入端子和输出端子之间。
2.如权利要求1所述的话筒放大器，其特征在于，
在所述运算放大器的反相输入端子产生寄生电容，所述运算放大器的开环增益越高，该寄生电容对该运算放大器的综合增益的影响越小。
3.如权利要求1所述的话筒放大器，其特征在于，
根据所述电容器话筒与所述电容器的电容比，决定所述运算放大器的综合增益。
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