DE3933870C2 - Verfahren und Schaltungsanordnung zum Steuern von Mikrofonen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern von Mikrofonen sowie auf eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Kondensatormikrophone benötigen zur Signalaufbereitung mindestens einen Verstärker und müssen daher zusätzlich mit Strom versorgt werden. Am meisten verbreitet ist die sogenannte Phantomspeisung (z. B. DE 31 24 085 C2), bei der über normierte Ein­ speisewiderstände von je 6,8 Kiloohm eine Spannung von 48 V verbraucherseitig auf die Tonadern eingespeist und durch eine geeignete Schaltung im Mikrophon wieder ausgekoppelt wird.

Weiterhin können bei vielen Mikrophonen bestimmte Para­ meter eingestellt werden, wie beispielsweise Richt­ charakteristik, Trittschallfilter oder Vordämpfung. In zunehmendem Maße besteht der Wunsch, solche Funktionen auch fernzusteuern. Dies könnte durch Verwendung einer gesonderten Steuerader im Mikrophonkabel oder durch Auf­ modulation eines codierten Steuersignals (digital oder analog) auf die vorhandenen Tonadern des Mikrofonkabels erfolgen. Die Variante mit einer gesonderten Steuerader ist zu der herkömmlichen Mikrofonkabeltechnik nicht kompatibel, während die Aufmodulation eines codierten Steuersignals nicht nur kostenintensiv ist, sondern auch einen unerwünschten Eigenstromverbrauch bedingt, was zu Lasten der dem Mikrophon zur Verfügung gestellten Strom­ versorgungsleistung geht.

Aus dem Stand der Technik (DE 38 09 300 A1) ist es bei einem fernsteuerbaren Funkgerät mit Bedienteil bekannt, über eine Zweidraht­ leitung drei verschiedene Gleichstrom­ signale, welche unterschiedliche Befehle des Bedienteils charakterisieren, zusätzlich zu Sprachsignalen zu übertragen. Die Stromversorgung des bekannten Funkgerätes erfolgt über eine eingebaute Batterie.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Mikrophon-Fernsteuerung zu ermöglichen, die mit der be­ stehenden Mikrofonkabeltechnik kompatibel ist und mit geringen Kosten realisiert werden kann sowie die Stromauf­ nahme des Mikrofons durch Phantomspeisung nicht beeinträchtigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen 2 und 3. Bevorzugte Schaltungsanordnungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Patentansprüchen 4 und 5.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der einzigen Zeichnung näher erläutert. Die Figur zeigt ein elektri­ sches Schaltbild einer Schaltungsanordnung zur Durchfüh­ rung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In der Figur ist mit 10 ein Mikrophon bezeichnet, das in üblicher Weise über ein zweiadriges Anschlußkabel 50 mit einem örtlich entfernten Mikrophonverstärker 20 verbunden ist. Die Stromversorgung des Mikrophons 10 erfolgt durch Phantomspeisung, also über die Tonadern 51, 52 des An­ schlußkabels 50. Hierzu sind die mit den Tonadern 51, 52 verbundenen Eingänge 21, 22 des Mikrophonverstärkers 20 über Einspeisewiderstände R1, R2 an den spannungsführenden Ausgang V⁺ einer gesonderten Stromversorgungsquelle 30 und ggfs. über Einspeisewiderstände R1*, R2* an einen Ausgang einer anderweitigen, gestrichelt einge­ zeichneten Stromversorgungsquelle 70, beispielsweise Ton­ mischpult, angeschlossen. Die Einspeisewiderstände R1, R2 bzw. R1*, R2* sind normiert und haben jeweils einen Wert von 6,8 kOhm. Der Schirm des Anschlußkabels 50 ist mit einem Masseanschluß 23 verbunden und dient als zweiter Pol der Stromversorgung.

Das Mikrofon 10 weist zwei Mikrofonkapseln 11, 12 auf, bei denen jeweils die eine Kondensatorbelegung geerdet ist und die spannungsführende Kondensatorbelegung über einen Trennkondensator zu dem gemeinsamen Eingang eines Leitungsverstärkers 14 führt. Die beiden Signalausgänge des Leitungsverstärkers 14 führen über je einen Trenn­ kondensator zu den Anschlüssen 16, 17 des Mikrofons 10, welche für das NF-Signal den Ausgang und für die Strom­ versorgung den Eingang des Mikrofons 10 darstellen. Die Tonadern 51, 52 des Anschlußkabels 50 sind mit den An­ schlüssen 16, 17 verbunden. Der Masseanschluß 18 des Mikrofons 10 ist mit dem Schirm des Kabels 50 verbunden.

Die über die Tonadern 51, 52 eingespeiste Versorgungs­ spannung wird zwischen den Mikrophonanschlüssen 16, 17 und den davor liegenden Trennkondensatoren abgegriffen und einerseits einem Gleichstrom/Gleichstrom-(DC/DC)-Wandler 13 und andererseits einer Auswerteschaltung 15 zugeführt. Der Wandler 13 speist den Leitungsverstärker 14 mit einer stabilen +10 V-Versorgungsspannung und stellt an seinen beiden Ausgängen 131 und 132 die Kapselspannungen +60 V bzw. -60 V zur Verfügung. Der die +60 V-Kapselspannung führende Ausgang 131 ist sowohl über einen Längswider­ stand mit der spannungsführenden Kondensatorbelegung der Mikrophonkapsel 11 als auch direkt mit dem +60 V-Eingang der Auswerteschaltung 15 verbunden. Der die -60 V-Kapsel­ spannung führende Ausgang 132 ist mit dem -60 V-Eingang der Auswerteschaltung 15 verbunden. Die Auswerteschaltung 15 kann nach Maßgabe einer noch zu erläuternden Steuerinformation an ihrem Ausgang 151 eine Kapselspannung zwischen +60 V und -60 V erzeugen, welche über einen Längswiderstand an die spannungsführende Kondensatorbelegung der Mikrofonkapsel 12 angelegt ist. Durch die wahlweise, steuerbare Zuführung einer Kapsel­ spannung zwischen +60 V und -60 V zu der Mikrofonkapsel 12 läßt sich beispielsweise die Richtcharakteristik des Mikrofons 10 verändern.

Die erwähnte Steuerinformation gewinnt die Auswerteschal­ tung 15 aus dem festgestellten Betrag der über das An­ schlußkabel 50 dem Mikrophon 10 zugeführten Versorgungs­ spannung. Der für die Steuerung gewünschte Betrag der Versorgungsspannung wird im gezeigten Beispielsfall an einem Potentiometer 60 zwischen dem vollen Wert einer Referenzspannung U_ref und einem minimal zugelassenen Teil der Referenzspannung eingestellt. Die mit dem Stellfaktor k gewichtete Referenzspannung k . U_ref wird entweder direkt (wie in der Figur gestrichelt angedeutet ist) oder über einen Regelverstärker 40 dem Stelleingang 31 der Stromver­ sorgungsquelle 30 zugeführt. Der Regelverstärker 40 ver­ gleicht die gewichtete Referenzspannung k . U_ref mit der Ausgangsspannung der Stromversorgungsquelle 30, welche er über Meßwiderstände R3, R4 abgreift.

Wird beispielsweise der Stellfaktor k zu 0,8 gewählt (entsprechend einem minimal zulässigen Wert der Versor­ gungsspannung), so erzeugt die Auswerteschaltung 15 ent­ sprechend diesem von ihr festgestellten Minimalwert (welcher einer ersten Steuerinformation entspricht) die negative Kapselspannung -60 V an ihrem Ausgang 151 und damit an der Mikrophonkapsel 12. Wird dagegen der Stell­ faktor k zu 1 gewählt (entsprechend dem maximalen Wert der Versorgungsspannung), so erzeugt die Auswerteschal­ tung 15 entsprechend diesem von ihr festgestellten Maximal­ wert die positive Kapselspannung +60 V an ihrem Ausgang 151 und damit an der Mikrofonkapsel 12.

Wird die separate Stromversorgungs­ quelle 30 parallel zu der Stromversorgungsquelle 70 betrieben, so stellt sich auf dem Anschluß­ kabel 50 eine Versorgungsspannung ein, die sich durch Überlagerung zweier eingespeister Gleichspannungen ergibt. Auch diese resultierende Versorgungsspannung läßt sich durch Wahl des Stellfaktors k zwischen einem oberen und einem unteren Wert entsprechend zweier verschiedener Steuer­ informationen für die Auswerteschaltung 15 einstellen. Die Auswerteschaltung 15 arbeitet nahezu leistungslos, so daß durch die erfindungsgemäße Informationsübertragung und -auswertung der Betrieb des Mikrophons 10 nicht beein­ trächtigt wird. Vielmehr ist die erfindungsgemäße Infor­ mationsübertragung und -auswertung vollständig kompatibel mit der herkömmlichen Phantomspeisetechnik, wobei ledig­ lich die Mikrophone 10 durch die Auswerteschaltung er­ gänzt zu werden brauchen. An dem Anschlußkabel 50 und dessen Anschlüssen für das Mikrophon 10 zu dem Mikrophon­ verstärker 20 ändert sich nichts.

Claims (5)

1. Verfahren zum Steuern von Mikrophonen, deren Strom­ versorgung über die zur Übertragung eines NF-Signals vorgesehenen Tonadern eines Anschlußkabels erfolgt (Phantomspeisung), wobei die auf den Tonadern übertragene Versorgungsspannung so einge­ stellt werden kann, daß ihr Betrag eine Steuerinformation für das Mikrophon darstellt, und wobei mikrofonseitig die Versorgungsspannung ausgekoppelt und ihr Betrag zur Gewinnung eines Steuersignals für das Mikrophon herangezogen werden kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsspannung auf den Tonadern ein­ speiseseitig ausgekoppelt und derart geregelt wird, daß sich der die Steuerinformation für das Mikrophon darstellende Betrag der Versorgungsspannung auf den Tonadern einstellt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die die Information tragende Tonader­ spannung durch Überlagerung aus mehreren eingespei­ sten Gleichspannungen gebildet wird.

4. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer oder mehreren, über Einspeisewiderstände (R1, R2) an die Tonadern ausgekoppelten Stromversorgungsquellen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Stromversorgungsquellen (30, 70) einstellbar ist, derart, daß der Betrag der Stromversorgungsspannung hinter den Einspeisewider­ ständen (R1, R2) bzw. auf den Tonadern (51, 52) die Steuerinformation für das Mikrofon (10) darstellt und daß am Mikrofoneingang (16, 17) die Stromver­ sorgungsspannung ausgekoppelt und einer Auswerte­ schaltung (15) zugeführt wird, welche entsprechend dem Betrag der Stromversorgungsspannung ein Steuer­ signal erzeugt.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die sich hinter den Einspeise­ widerständen (R1, R2) einstellende Versorgungs­ spannung ausgekoppelt und einem Regelverstärker (40) zugeführt wird, dessen Ausgang die stellbare Strom­ versorgungsquelle (30) auf einen vorgebbaren Wert (k . U_ref) steuert.