JP2000514608A - 音響信号を電気信号に変換する方法および装置 - Google Patents

音響信号を電気信号に変換する方法および装置

Info

Publication number
JP2000514608A
JP2000514608A JP09533962A JP53396297A JP2000514608A JP 2000514608 A JP2000514608 A JP 2000514608A JP 09533962 A JP09533962 A JP 09533962A JP 53396297 A JP53396297 A JP 53396297A JP 2000514608 A JP2000514608 A JP 2000514608A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
sound
receptor
receiving device
sound receiving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP09533962A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3534778B2 (ja
Inventor
ケルン,オトウマール
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Georg Neumann GmbH
Original Assignee
Georg Neumann GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Georg Neumann GmbH filed Critical Georg Neumann GmbH
Publication of JP2000514608A publication Critical patent/JP2000514608A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3534778B2 publication Critical patent/JP3534778B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/005Details of transducers, loudspeakers or microphones using digitally weighted transducing elements
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R19/00Electrostatic transducers
    • H04R19/04Microphones

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Communication Cables (AREA)
  • Electric Clocks (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ダイナミックレンジ、ノイズおよび充分な量子化に関する要件を満たしつつ受音器の音声レセプタに作用する音響信号を容易にディジタル形式に変換するために、音響信号が音声レセプタに作用したときに音響信号の作用にもかかわらず音声レセプタが充分に静止状態を維持するように音声レセプタがカウンタ信号を受けるようにする。カウンタ信号は、音声レセプタ(2)を構成素子とする制御回路(1、2、3、4、5、6、7.1〜7.N、8)の制御変数から導出される。制御変数は音声信号に関する情報を含んでいる。音声レセプタの静止状態からの偏差に応じてディジタル信号“0”または“1”が直接生成される。

Description

【発明の詳細な説明】 音響信号を電気信号に変換する方法および装置 本発明は、請求の範囲の請求項1の最初の部分に記載したような方法に関し、 また請求項19の最初の部分に記載したような方法に関する。 これまでもアナログの中間段階のない“真”のディジタル・マイクロホンを設 計することに努力が重ねられて来たが、それは過去の理論的アイデア(思想)の 範囲を脱するものではない。それらのアイデアによれば、電気音響的音源用の音 声レセプタ(受容器)(例、振動板)の位置(変位)または動きが光学的にまた は超音波で測定され、例えば干渉パターンまたは走行時間効果を評価することに よって測定され、特に計数動作を用いてその測定された情報がディジタル化され る。しかし、公表されたテスト結果では、ダイナミックレンジ、ノイズ(雑音) および充分な量子化に関して、アナログ・スタジオ・マイクロホンが満たすべき 要件を満たすことができない。 それに対して、本発明の目的は、受音器の音声(音響)レセプタに作用する音 響信号をディジタル情報に直接変換することを可能とし、それによってダイナミ ックレンジ、ノイズおよび充分な量子化に関する要件を満たす方法(プロセス) および受音装置を実現することである。 本発明の目的は、請求の範囲の請求項1および19に記載した特徴によって達 成される。 本発明による方法(プロセス)の有利な実施態様および変形は、従属請求項2 〜18に記載されている。 本発明による受音装置の有利な実施態様および変形は、従属請求項20〜36 に記載されている。 本発明は、ダイナミックレンジよびノイズの振舞いに関してこれまで凌駕され たことのない“真”のディジタル・マイクロホン用の容量性変換器の原理をその まま用いる思想に基づいている。その思想において、既知の成熟した容量性変換 器の技術も充分に利用される。音響信号が音圧として作用するレセプタ(例、容 量性振動板)が信号強度に比例して(応じて)変位する(auslenken)ことなく( 歪むことなく、偏向されることなく)、本発明によってそのレセプタがカウンタ (逆向き)作用音声信号(Gegenshcallsignal)(反作用的音声信号、相殺音声信 号)またはカウンタ力(逆向きの力)(Gegenkraft)によってほとんど静止状態に 維持される形態で、容量性変換器がディジタル変換方法に組込まれる。そのカウ ンタ信号は制御回路の制御変数(制御値)から導出され、受音器は制御回路の構 成素子であり、その制御変数は音響信号に関する情報を含んでいる。公知の容量 性マイクロホンと比較すると、レセプタが反響的(schallharten)静止状態を充分 に維持する本発明の構成によれば、レセプタの位置に応じて信号歪みを生じる特 性エラーと、電気出力信号の周波数応答曲線およびインパルス振舞い(応答)に 影響を与えるレセプタの力学的(機械的)共鳴(共振)とは、もはや実際上有効 でなくまた作用しなくなる。また、本発明では、感度の低下を考慮して行われる 公知の容量性マイクロホンの線形化(直線化)等に必要なレセプタの受動的なダ ンピングまたは制動(passive damping)を行う処理を実際上もはや必要としなく なり、本発明に従って設計された変換器の感度は明らかに改善される。重要なこ とは、レセプタの僅かな残留変位(偏向、歪み)は静止状態からの偏差(ずれ) の方向に関する情報だけを生成するように評価される(その値が求められる)こ とであり、またその情報がディジタルの“0(ゼロ)”または“1”として表さ れることである。各アナログ−ディジタル変換方法の基本的機能としての比較器 の機能は、受音器から得たアナログ中間信号を必要とすることなく、音声レセプ タにおいて直接実行される。 本発明を図面に示された典型例の実施形態を用いてさらに詳細に説明する。 図面の簡単な説明 図1は、本発明によるディジタル・マイクロホンの第1の実施形態のブロック 図である。 図2は、本発明によるディジタル・マイクロホンの第2の実施形態のブロック 図である。 図3は、本発明によるディジタル・マイクロホンの第3の実施形態のブロック 図である。 図4は、本発明によるアナログ・マイクロホンの実施形態のブロック図である 。 図1〜4において、参照番号1は音源を示し、参照番号2は受音器を示してい る。その音源と受音器とは、同じ位置にあっても、異なる位置にあってもよく、 同じまたは相異なる電気音響変換器の原理に基づくものであってもよい。重要な ことは、互いに逆向きで等しい2つの強い力が、即ち入射する作用音(音響信号 )と音源1によって生成されたカウンタ信号のカウンタ力(逆向きの力)とが、 受音器2の音声レセプタに同時に作用し、その結果として、音響信号が作用する にもかかわらず、本発明の意図するように音声レセプタが充分に静止状態に維持 されることである。レセプタの静止状態からの最も小さな偏差(ずれ)は、正方 向であっても負方向であっても直接的にディジタル情報の“1”または“0(ゼ ロ)”として評価することができる。従って、ディジタル情報は、受音器2用の レセプタにおいて直接形成される。 カウンタ信号は音源1と受音器2を構成素子として含んだ充分高速な制御回路 時に到達し且つ音響信号と同じ値を有するカウンタ信号を生成することができる 。音源1と受音器2の間の音響走行時間または構造上の距離は、制御回路の実現 可能な周波数帯域幅を決定するのに重要であり、従って完全な可聴周波数範囲に ついて安定した制御回路動作が得られるようにできるだけ小さくすべきである。 従って、実際の動作において、音源1と受音器2を同じ位置に設けるのが都合良 く、それは受音器2の音声レセブタ(例、振動板)と音源1の音声発生器(Schal lerzeuger)が1つの構成素子を形成するように一体化させることに相当する。即 ち、音源1および受音器2は、例えば、1つの振動板を共有するものでもよい。 音源1と受音器2とが相異なる電気音響変換器の原理に従って動作して、不要な 電気的バイパスがなくなり、従ってクロストーク干渉(妨害)がなくなれば、さ らに有利である。例えば、音源1は静電的にまたは磁気的に実現することができ 、受音器2は高周波共振回路のキャパシタ(コンデンサ)として実現することが できる。 図1〜3に示された典型例の各実施形態は、受音器2用のレセプタにおいて直 接生成されたディジタル情報の評価方法と制御回路の設計方法とが異なる。 図1による実施形態では、制御回路は、例えば、雑誌“オーディオ・プロフェ ッショナル”(Zeitschrift Audio Professional)、1995年3/4発刊、第5 9頁〜第65頁に記載されているように、変形されたデルタ−シグマ(Δ−Σ) 変調器の形に設計されている。 図1および他の全ての図2〜4において、受音器2は、共振回路インダクタン ス(誘導性インダクタンス)22と共に高周波共振回路を構成するキャパシタと して実現されている。音源−受音器の結合体1/2の共通の振動板は、入射する 作用音声によって最初に変位し(偏向され、歪められ)、変動する容量を介して HF(高周波数)共振回路の同調がはずされる。共振回路のインダクタンス22 は、HF復調器3のブロック内のHF発振器37および復調器ダイオード36に よって略示されている高周波復調器3の構成素子(位相変調器または振幅復調器 )である。HF復調器3では、音源−受音器の結合体1/2の振動板の静止状態 からの正方向または負方向の偏差(ずれ)に関連する正確な数学的符号を検出す ればよいだけなので、HF復調器3では従来のキャパシタ・マイクロホンで必要 であった長い変調特性曲線(Aussteuerkennlinie)は必要ない。従って、HF復調 器3は非常に高い感度を有するように設計することができ、その非常に高い感度 はシステム全体のノイズおよび動的な振舞いに関してかなり有利である。 HF復調器3の出力信号は比較器4に供給される。比較器4の出力信号は、受 音器2用のレセプタ(振動板)において直接生成されるディジタル情報を電気的 に表している。即ち、比較器4の出力信号は振動板の正方向または負方向の位置 の偏差を“0”または“1”の信号として生成(再構成)する。そのディジタル 信号は1ビット・ワードを表す。その信号から複数ビット・ワード、ここでは例 えば4ビット・ワードを生成するために、比較器4の出力信号によって4段カウ ンタ(計数器)5の計数方向(アップ/ダウン(U/D)入力)が制御される。 そのカウンタ5のクロック入力CLKは、クロック発生器9(CTL回路網)に よってクロック制御され、例えばオーディオ信号のディジタル化の標準のサンプ リング(走査)周波数(FS)である48kHzの例えば64倍でクッロック制 御される。64×48Hz(3,072MHz)の過剰サンプリング(走査)の 結果として、“0”と“1”の率(レート)で表される1ビット・ワードの時間 分解能が過剰サンプリングの大きさに対応して増大する。受音器2における入射 音響信号の振幅に関する情報を含んでいる4ビット信号が、カウンタ5の並列出 力A、B、CおよびDに発生する。しかし、情報の量子化は振幅方向だけで決ま るのではない(4ビット・ワード)。カウンタ5の入力における1ビット・ワー ドの過剰サンプリングによって、情報の量子化は種々の4ビット・ワード間の時 間的率(時間間隔)に対応する時間方向でも決まる。 カウンタ5の並列出力における4ビット・ワードは、ディジタル・フィルタ1 0に供給される一方で、4ビット・ディジタル−アナログ変換器6にも供給され る。量子化処理期間に生じたビット・パターンを周波数通過帯域において統計的 に分布させ、量子化ノイズを可聴周波数範囲より上の周波数範囲に集中させるよ うにするために、アナログ信号に変換された4ビット信号は、1段または多段の 累積的積分手段(Aufintegration)および差生成手段(Differenzbildung)を介して 差生成(減算)および積分段7.1〜7.Nのチェーン(chain、列)を用いて経 路指定される。差生成(差分)および積分段7.1〜7.Nのチェーンの終端部 に発生する信号が駆動増幅器8で増幅され、その出力信号が音源1を駆動する。 構成素子2、3、4、5、6、7.1〜7.N、8および1で構成される制御回 路は閉じている。前に説明したように、入射信号の結果として振動板に作用す る力は、この制御回路の作用によって相殺(neutralisieren)される。 カウンタ5の並列出力から供給される4ビット・ワードが存在する並列入力A 、B、CおよびDを有するディジタル・フィルタ10は、カウンタ5と同じクロ ック周波数(3,072MHz)でクロック制御される。フィルタ10は並列4 ワードを直列(シリアル)化し、64倍の過剰サンプリング(走査)の結果とし てディジタル・フィルタ10の出力においてサンプリング(走査)周波数48k Hzの20ビット信号12が現れる。ディジタル・フィルタ10としてFIR( 有限インパルス応答形)フィルタが設けられるのが好ましい。さらに、可聴範囲 より上にあるカウンタ5の4ビット出力信号におけるノイズ部分はディジタル濾 波期間に効果的に抑圧される。 また、シリアル・ディジタル20ビット出力信号12は他の任意のデータフォ ーマットに変換してもよいことが分かる。この点に関して、図1には信号12が 供給されるシリアル入力SER.INを有するフォーマット変換器11が示され ている。クロック入力CLKおよびワード同期用の別の入力FRM CTLが、 クロック発生器9に接続されている。任意に設けられたフォーマット変換器11 は、複数の出力に並列出力信号を発生し、その第1の出力にその指定LSB(最 下位ビットに対応)が与えられ、その最後の出力にその指定MSB(最上位ビッ トに対応)が与えられる。フォーマット変換器11は、さらに、AES/EBU インタフェース用の出力AES/EBUを有し、また相異なる信号ディジタル・ フォーマットを選択するための自由な出力OTHER FORM(他の形式)を 有する。 図1による実施形態の変形例として、制御回路を1ビット変換器として設計し 、カウンタ5をなくして比較器4の出力を差生成および積分段7.1〜7.Nの チェーンに直接接続するように構成てもよい。さらに、変調されたHF発振信号 をまず復調して次にディジタル化する(HF復調器3と直列接続された比較器4 とによる)必要はない。むしろ、その変調HF発振信号は、図2および3に示さ れているように、段30において(ディジタル)1ビット信号に直接変換される 。段30は制限(リミタ)増幅器または比較器31を含んでおり、比較器31は 、共振回路コイル22において位相変調されたHF発振信号をディジタル論理レ ベルの矩形波信号に直接変換する。別の構成素子として位相ロックされたHFク ロック発振器33があり、そのHFクロック発振器33は、結合用キャパシタ3 5を介して容量性受音器2と共振回路コイル22からなる共振回路を励振し、ま た必要に応じてクロック発振器9によって同期化される。その1ビット信号シー ケンスはディジタル化されたHF発振信号とHFクロック発振器33の間のディ ジタル位相比較によって直接生成され、その信号シーケンスは静止状態から音声 レセプタの変位(偏向)の情報を担持する。図2および3の実施形態において、 この機能はD形フリップフロッブによって実行される。1ビット信号は、所要の 過剰サンプリング(走査)でディジタル・フィルタ10に順次読込まれ、そのフ ィルタ10によって作用信号の所望の量子化が行われ、次いで差生成および積分 段7.1〜7.Nに供給される。 図3による実施形態は、典型的なデルタ−シグマ変換器用の差生成および積分 段7.1〜7.Nとディジタル・フィルタ10とが省略されて、制御回路が再び 閉じるように高分解能アナログ−ディジタル変換器50(説明中の例ではカウン タとして設計される)および高分解能ディジタル−アナログ変換器60に置換さ れている点で、図2による実施形態とは異なる。その場合、ディジタル出力信号 120はアナログ−ディジタル変換器50用の出力に直接発生し、その信号はこ の図の例においてはシリアル信号として示されており、前に説明したようにして フォーマット変換器11において任意にフォーマット化されたディジタル出力信 号に変換される。 図4には改良されたアナログ・マイクロホンが示されており、それは図1〜3 によるディジタル・マイクロホンの“副産物”であり、図lによる回路構成と比 較すると、受音器−音源の結合体1/2、HF復調器3および駆動増幅器8だけ がそのまま用いられている。HF復調器3の出力における復調されたHF信号( 非常に小さな振幅を有する)は、アナログ高品質マイクロホン出力信号23を形 成するように増幅器20によっで簡単に増幅される。さらに、音源1を駆動する ための駆動信号が増幅器9において出力信号23から生成される。所望に応じて 、アナログ出力であるマイクロホン出力信号23は、従来のアナログ−ディジタ ル変換器21によってディジタル信号に変換することができ、そのディジタル信 号は図示の実施形態においてはシリアル信号として示されている。図4によるデ ィジタル・マイクロホンは、アナログ・マイクロホンとして機能変更されたもの で、図1〜3による“真”のディジタル・マイクロホンの利点の中で重要でない 音声レセプタの変位(偏向)に関する利点をそのまま保持しており、増幅器20 が充分に高い増幅を与えるように設計されている場合にはその変位に関連する線 形および非線形歪みおよび感度に関する前述の改善点をそのまま保持している。 増幅器20用の増幅係数100を用いると、例えば、受音器2の振動板の変位と 受音器2の電気出力信号とが対応する量だけ減じられる。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】平成10年6月4日(1998.6.4) 【補正内容】 明細書 音響信号を電気信号に変換する方法および装置 発明の詳細な説明 本発明は、請求の範囲の請求項1の最初の部分に記載したような方法に関し、 また請求項19の最初の部分に記載したような方法に関する。 これまでもアナログの中間段階のない“真”のディジタル・マイクロホンを設 計することに努力が重ねられて来たが、それは過去の理論的アイデア(思想)の 範囲を脱するものではない。それらのアイデアによれば、電気音響的音源用の音 声レセプタ(受容器)(例、振動板)の位置(変位)または動きが光学的にまた は超音波で測定され、例えば干渉パターンまたは走行時間効果を評価することに よって測定され、特に計数動作を用いてその測定された情報がディジタル化され る。そのような方法は、例えばドイツ特許公開明細書第GB−A−1 077 074号に記載されている。音声は、音声の入射方向に音響的に直列(順番)に 結合された2つの音声(音響)レセプタを介して拾われる(入力される)。2つ の音声レセプタによって生じる信号電圧は、特定の距離を置いて配置された2つ の音声レセプタの間の音響走行時間に従う量に応じて変動する。これら2つの信 号を比較してディジタル化することによって1ビットDPCM信号が生成され、 次いでその1ビットDPCM信号はアップ/ダウン・カウンタに転送されてビッ ト・パラレルのディジタル信号に変換される。 一方、アナログ・オーディオ信号から対応するディジタル信号への純粋に電気 的変換を行うための変換器であって、オーディオ信号を変換するための特別な要 件を充分に満たす変換器が利用可能である。その要件は、特に、高分解能、線形 性(直線性)および内在する低いノイズに関するものである。例えば参考文献米 国特許第US−A−5181032号および米国特許第US−A−519133 2号に記載されているように、特にシグマ−デルタ変換器はこれらの特性を満た す。その公知のシグマ−デルタ変換器を用いて、オーディオ信号が制御回路に供 給され、フィードバックのカウンタ結合信号が1ビットまたは従来の複数ビット のAD変換器および対応する逆変換器を介して伝達される。生成されたディジタ ルの1ビットまたは複数ビットのデータストリームにおいては、そのアナログ・ オーディオ信号情報がディジタル01/1状態の時間的比率(レート)によって 表される。所望のディジタル出力信号はディジタル濾波および再フォーマット化 によって得られる。そのような制御回路システムは、供給されたクロック・パル スと同期した変調器を表していて、好ましいノイズ品質および分解能品質が、そ の変調器におけるその情報を幾つかの信号経路に分割して異なる信号処理を行う ことによって達成される。 しかし、音響信号からディジタル信号を生成するためのすべての公知の変換器 は、ダイナミックレンジ、ノイズ(雑音)レベルおよび充分な量子化に関してア ナログ・スタジオ・マイクホンにはたちうちできないので、スタジオ・マイクホ ン用としては不適である。 それに対して、本発明の目的は、受音器の音声レセプタに作用する音響信号を ディジタル情報に直接変換することを可能とし、それによってダイナミックレン ジ、ノイズおよび充分な量子化に関する要件を満たす方法(プロセス)および受 音装置を実現することである。 請求の範囲 1.受音器(2)の音声レセプタに作用する音響信号を電気信号に変換する音響 信号変換方法であって、 上記音響信号が上記音声レセプタに作用した場合に、 上記音響信号の作用にもかかわらず、上記音声レセプタが充分に静止状態を維 持するように、 また、上記受音器(2)を構成素子として含んだ制御回路(1、2、3、4、 5、6、7.1〜7.N、8)の上記作用する音響信号に関する情報を含んでい る制御変数からカウンタ信号が導出されるように、 さらに、上記レセプタのその静止状態からの各偏差によってディジタル情報“ 0”または“1”が直接生成されるように、 上記音声レセプタが上記カウンタ信号による力を受けることを特徴とする、 音響信号変換方法。 2.上記カウンタ信号は音源(1)によって生成されるものであり、この音源は 上記受音器(2)に音響的に結合されていることを特徴とする、請求項1に記載 の方法。 3.上記カウンタ信号は音源(1)によって生成されるものであり、上記音声レ セプタは音源/受音器の結合体からなる受音および音声発生素子として同時に機 能するように構成されていることを特徴とする、請求項1のいずれかに記載の方 法。 4.音声レセプタとして振動板が設けられていることを特徴とする、請求項1乃 至3のいずれかに記載の方法。 5.設置された弾力性を有する素子またはスプリングとして設計された素子が音 声レセプタとして設けられていることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか に記載の方法。 14.上記音声レセプタの変位は電気的アナログ信号に変換され、この信号が増 幅(20)の後でカウンタ信号として上記音源(1)に供給されることを特徴と する、請求項1に記載の方法(図4)。 15.上記アナログ電気的出力信号はディジタル信号(21)に変換されること を特徴とする、請求項14に記載の方法。 16.上記ディジタル信号は、時間情報が振幅情報に変換されるような形で濾波 される(10)ことを特徴とする、請求項7乃至13のいずれかに記載の方法。 17.上記変換されたディジタル信号は別のデータ・フォーマットに変換され、 情報が時間領域から振幅領域に変換されることを特徴とする、請求項16に記載 の方法。 18.ディジタル・フィルタとしてFIRフィルタ(10)が用いられることを 特徴とする、請求項16または17に記載の方法。 19.音声レセプタが装着された受音器(2)を備える受音装置であって、 音響信号が上記音声レセプタに作用した場合に、 上記音響信号の作用にもかかわらず、上記音声レセプタが充分に静止状態を維 持するように、 また、上記受音器(2)を構成素子として含んだ制御回路(1、2、3、4、 5、6、7.1〜7.N、8)の上記作用する音響信号に関する情報を含んでい る制御変数からカウンタ信号が導出されるように、 さらに、上記レセプタのその静止状態からの各偏差によってディジタル情報“ 0”または“1”が直接生成されるように、 上記音声レセプタが上記カウンタ信号による力を受けることを特徴とする、 受音装置。 【手続補正書】 【提出日】平成10年11月19日(1998.11.19) 【補正内容】 (1)明細書第1頁第4行〜第5行(平成10年9月28日付け補正書の写し( 翻訳文)提出書による補正あり)に記載の「本発明は・・・に関する。」を「本 発明は、請求の範囲の請求項1の最初の部分に記載したような音響信号変換方法 に関し、また請求項19の最初の部分に記載したような受音装置に関する。」と 補正する。 (2)明細書第4頁第23行に記載の「変調器」を「復調器」と補正する。 (3)明細書第5頁第29行に記載の「信号」を「音声」と補正する。 (4)明細書第7頁第6行〜第7行に記載の「静止状態から音声レセプタの変位 」を「音声レセプタの静止状態からの変位」と補正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.受音器(2)の音声レセプタに作用する音響信号を電気信号に変換する音響 信号変換方法であって、 上記音響信号が上記音声レセプタに作用した場合に、 上記音響信号の作用にもかかわらず、上記音声レセプタが充分に静止状態を維 持するように、 また、上記受音器(2)を構成素子として含んだ制御回路(1、2、3、4、 5、6、7.1〜7.N、8)の上記作用する音響信号に関する情報を含んでい る制御変数からカウンタ信号が導出されるように、 さらに、上記レセプタのその静止状態からの各偏差によってディジタル情報“ 0”または“1”が直接生成されるように、 上記音声レセプタが上記カウンタ信号による衝撃力を受けることを特徴とする 、音響信号変換方法。 2.上記カウンタ信号は音源(1)によって生成されるものであり、この音源は 上記受音器(2)に音響的に結合されていることを特徴とする、請求項1に記載 の方法。 3.上記カウンタ信号は音源(1)によって生成されるものであり、上記音声レ セプタは音源/受音器の結合体からなる受音および音声発生素子として同時に機 能するように構成されていることを特徴とする、請求項1のいずれかに記載の方 法。 4.音声レセプタとして振動板が設けられていることを特徴とする、請求項1乃 至3のいずれかに記載の方法。 5.設置された弾力性を有する素子またはスプリングとして設計された素子が音 声レセプタとして設けられていることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか に記載の方法。 6.上記音源(1)および上記受音器(2)は任意の電気音響変換器の原理に基 づいて設計されたものであることを特徴とする、請求項1乃至5のいずれかに記 載の方法。 7.音声レセプタの変位が比較器(31)によってディジタル信号に直接変換さ れることを特徴とする、請求項1に記載の方法。 8.上記カウンタ信号を生成するために、上記ディジタル信号がディジタル−ア ナログ変換器(6’)によってアナログ信号に逆変換されることを特徴とする、 請求項7に記載の方法。 9.上記制御回路は1段または複数段のデルタ−シグマ変調器の原理に従って動 作し、上記レセプタは上記デルタ−シグマ変調器の比較器の機能に含まれること を特徴とする、請求項1乃至8のいずれかに記載の方法。 10.上記デルタ−シグマ変調器が1ビットまたは複数ビットの技術を用いて構 成されていることを特徴とする、請求項9に記載の方法。 11.上記音声レセプタは高周波共振回路の位相および/または振幅を変調する ものであり、上記共振回路の容量性素子が受音器(2)であることを特徴とする 、請求項1乃至10のいずれかに記載の方法。 12.上記高周波共振回路は高周波復調器(3)に接続されており、上記復調器 は上記位相変調および/または振幅変調された高周波発振信号を復調することを 特徴とする、請求項11に記載の方法。 13.上記位相変調された高周波発振信号は制限比較器(31)で直接ディジタ ル化され、上記ディジタル化された高周波発振信号は位相比較器(32)を用い て上記レセプタの情報を担持するディジタル信号に直接変換されることを特徴と する、請求項11に記載の方法。 14.上記音声レセプタの変位は電気的アナログ信号に変換され、この信号が増 幅(20)の後でカウンタ信号として上記音源(1)に供給されることを特徴と する、請求項1に記載の方法(図4)。 15.上記アナログ電気的出力信号はディジタル信号(21)に変換されること を特徴とする、請求項14に記載の方法。 16.上記ディジタル信号は、時間情報が振幅情報に変換されるような形で濾波 される(10)ことを特徴とする、請求項7乃至13のいずれかに記載の方法。 17.上記変換されたディジタル信号は別のデータ・フォーマットに変換され、 情報が時間領域から振幅領域に変換されることを特徴とする、請求項16に記載 の方法。 18.ディジタル・フィルタ(10)としてFIRフィルタが用いられることを 特徴とする、請求項16または17に記載の方法。 19.音声レセプタが装着された受音器を備える受音装置であって、 音響信号が上記音声レセプタに作用した場合に、 上記音響信号の作用にもかかわらず、上記音声レセプタが充分に静止状態を維 持するように、 また、上記受音器(2)を構成素子として含んだ制御回路(1、2、3、4、 5、6、7.1〜7.N、8)の上記作用する音響信号に関する情報を含んでい る制御変数からカウンタ信号が導出されるように、 さらに、上記レセプタのその静止状態からの各偏差によってディジタル情報“ 0”または“1”が直接生成されるように、 上記音声レセプタが上記カウンタ信号による衝撃力を受けることを特徴とする 、受音装置。 20.上記カウンタ信号は音源(1)によって生成されるものであり、この音源 は上記受音器(2)に音響的に結合されていることを特徴とする、請求項19に 記載の受音装置。 21.上記カウンタ信号は音源(1)によって生成されるものであり、上記音声 レセプタは音源/受音器の結合体からなる受音および音声発生素子として同時に 機能するように構成されていることを特徴とする、請求項19に記載の受音装置 。 22.音声レセプタとして振動板が設けられていることを特徴とする、請求項1 9乃至21のいずれかに記載の受音装置。 23.設置された弾力性を有する素子またはスプリングとして構成された素子が 音声レセプタとして設けられていることを特徴とする、請求項19乃至21のい ずれかに記載の受音装置。 24.上記音源(1)および上記受音器(2)は任意の電気音響変換器の原理に 基づいて設計されたものであることを特徴とする、請求項19乃至23のいずれ かに記載の受音装置。 25.音声レセプタの変位が比較器(31)によってディジタル信号に直接変換 されることを特徴とする、請求項19に記載の受音装置。 26.上記カウンタ信号を生成するために、上記ディジタル信号がディジタル− アナログ変換器(6’)によってアナログ信号に逆変換されることを特徴とする 、請求項25に記載の受音装置。 27.上記制御回路は1段または複数段のデルタ−シグマ変調器の原理に従って 動作し、上記レセプタは上記デルタ−シグマ変調器の比較器の機能に含まれるこ とを特徴とする、請求項1乃至26のいずれかによる受音装置。 28.上記デルタ−シグマ変調器が1ビットまたは複数ビットの技術を用いて構 成されていることを特徴とする、請求項27に記載の受音装置。 29.上記音声レセプタは高周波共振回路の位相および/または振幅を変調する ものであり、上記共振回路の容量性素子が受音器(2)であることを特徴とする 、請求項19乃至28のいずれかに記載の受音装置。 30.上記高周波共振回路は高周波復調器(3)に接続されており、上記復調器 は上記位相変調および/または振幅変調された高周波発振信号を復調することを 特徴とする、請求項29に記載の受音装置。 31.上記位相変調された高周波発振信号は制限比較器(31)で直接ディジタ ル化され、ディジタル位相比較器(32)を用いて上記ディジタル化された高周 波発振信号が上記レセプタの情報を含んだディジタル信号に直接変換されること を特徴とする、請求項29に記載の受音装置。 32.上記音声レセプタの変位は電気的アナログ信号に変換され、この信号が増 幅(20)の後でカウンタ信号として上記音源(1)に供給されることを特徴と する、請求項19に記載の受音装置(図4)。 33.上記アナログ電気的出力信号はディジタル信号(21)に変換されること を特徴とする、請求項32に記載の受音装置。 34.時間情報が振幅情報に変換されるような形で上記ディジタル信号を濾波す るディジタル・フィルタ(10)を備えることを特徴とする、請求項25乃至3 1のいずれかに記載の受音装置。 35.上記変換されたディジタル信号は異なるデータ・フォーマットに変換され 、情報が時間領域から振幅領域に変換されることを特徴とする、請求項34に記 載の受音装置。 36.FIRフィルタとしてディジタル・フィルタ(10)が用いられることを 特徴とする、請求項34または35に記載の受音装置。
JP53396297A 1996-03-27 1997-01-14 音響信号を電気信号に変換する方法および装置 Expired - Fee Related JP3534778B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19612068.3 1996-03-27
DE19612068A DE19612068A1 (de) 1996-03-27 1996-03-27 Verfahren und Anordnung zum Umwandeln eines akustischen Signals in ein elektrisches Signal
PCT/EP1997/000131 WO1997036454A1 (de) 1996-03-27 1997-01-14 Verfahren und anordnung zum umwandeln eines akustischen signals in ein elektrisches signal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000514608A true JP2000514608A (ja) 2000-10-31
JP3534778B2 JP3534778B2 (ja) 2004-06-07

Family

ID=7789558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP53396297A Expired - Fee Related JP3534778B2 (ja) 1996-03-27 1997-01-14 音響信号を電気信号に変換する方法および装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6697493B1 (ja)
EP (1) EP0890291B1 (ja)
JP (1) JP3534778B2 (ja)
AT (1) ATE205354T1 (ja)
DE (2) DE19612068A1 (ja)
DK (1) DK0890291T3 (ja)
WO (1) WO1997036454A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003023691A (ja) * 2001-07-11 2003-01-24 Audio Technica Corp コンデンサマイクロフォン

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3553375B2 (ja) * 1998-06-18 2004-08-11 松下電器産業株式会社 防騒音型ディジタル式受話器
US6449370B1 (en) 1998-02-16 2002-09-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Digital electro-acoustic transducer
JP3456924B2 (ja) * 1999-07-01 2003-10-14 アオイ電子株式会社 マイクロホン装置
JP4383695B2 (ja) * 2001-07-06 2009-12-16 株式会社オーディオテクニカ コンデンサマイクロフォン
US6810125B2 (en) * 2002-02-04 2004-10-26 Sabine, Inc. Microphone emulation
US6853733B1 (en) * 2003-06-18 2005-02-08 National Semiconductor Corporation Two-wire interface for digital microphones
WO2005055406A1 (en) * 2003-12-01 2005-06-16 Audioasics A/S Microphine with voltage pump
US10720939B2 (en) * 2018-06-12 2020-07-21 Asahi Kasei Microdevices Corporation Delta-sigma ad converter and delta-sigma ad converting method
DE102018118795B3 (de) 2018-08-02 2019-11-28 Helmut-Schmidt-Universität Universität der Bundeswehr Hamburg Verfahren und Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Kondensatormikrofons

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3020247C2 (de) * 1980-05-28 1982-09-02 Franz Vertriebsgesellschaft mbH, 7634 Kippenheim Verfahren und Anordnung zur Umwandlung von Schallwellen in digitale elektrische Signale mit Hilfe von elektroakustischen Wandlern
US4896285A (en) * 1987-03-23 1990-01-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Calculation of filter factors for digital filter
US5191332A (en) * 1991-02-11 1993-03-02 Industrial Technology Research Institute Differentiator/integrator based oversampling converter
US5181032A (en) 1991-09-09 1993-01-19 General Electric Company High-order, plural-bit-quantization sigma-delta modulators using single-bit digital-to-analog conversion feedback
US6285769B1 (en) 1997-04-10 2001-09-04 Borealis Technical Limited Force balance microphone
GB2330725B (en) * 1997-10-24 2001-08-15 Sony Uk Ltd Microphone

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003023691A (ja) * 2001-07-11 2003-01-24 Audio Technica Corp コンデンサマイクロフォン
JP4603730B2 (ja) * 2001-07-11 2010-12-22 株式会社オーディオテクニカ コンデンサマイクロフォン

Also Published As

Publication number Publication date
EP0890291A1 (de) 1999-01-13
JP3534778B2 (ja) 2004-06-07
DK0890291T3 (da) 2001-12-27
WO1997036454A1 (de) 1997-10-02
ATE205354T1 (de) 2001-09-15
DE59704535D1 (de) 2001-10-11
US6697493B1 (en) 2004-02-24
DE19612068A1 (de) 1997-10-02
EP0890291B1 (de) 2001-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5021788A (en) Digital analog converter
US20030235315A1 (en) Digital microphone
US6125189A (en) Electroacoustic transducer of digital type
US6285769B1 (en) Force balance microphone
JP2000514608A (ja) 音響信号を電気信号に変換する方法および装置
JPS6318372B2 (ja)
GB2128049A (en) Method and system for data compression by variable frequency sampling
US5530442A (en) Circuit and method for testing a dithered analog-to-digital converter
JP3371681B2 (ja) 信号処理装置
JP2002533709A (ja) シグマ−デルタ帯域通過アナログ−デジタル変換器を備えた超音波流体流量測定法及び装置
JP3042704B2 (ja) 信号デジタル化方法およびシステム
US4370523A (en) Process and apparatus for converting sound waves into digital electrical signals
EP2101511B1 (en) Digital microphone
JP3961692B2 (ja) マイクロホン
CN109698699B (zh) 用于信号变换的方法和装置
US5719574A (en) Digital audio transmission apparatus
JPH09153814A (ja) ディジタル信号処理装置及び記録装置
JP3049815B2 (ja) ディジタルマイクロホン
Urbansky et al. A high-quality digital radio-frequency capacitor microphone with improved dynamic range
US6549631B1 (en) Pressure transducing assembly
SU1753404A1 (ru) Ультразвуковой фазовый измеритель виброперемещений
JPH0435111A (ja) サンプリングレートコンバータ
JPH0555917A (ja) A/dコンバータ
JPWO2019185633A5 (ja)
JPS62272298A (ja) 波形信号発生装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040105

RD12 Notification of acceptance of power of sub attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7432

Effective date: 20040105

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20040107

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040310

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees