JP2004221919A - コンデンサマイクロホン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】真空管V01をインピーダンス変換器として用い、ファントム電源で動作可能とするコンデンサマイクロホンにおいて、ファントム電源から供給される電圧の一部を、例えば3段に直列的に接続してなるスイッチト・キャパシタ型電圧コンバータIC01〜IC03にて所定の電圧に変換して、真空管V01のヒータ電圧を得る。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファントム(phantom)電源で動作するコンデンサマイクロホンに関し、さらに詳しく言えば、インピーダンス変換器に真空管を用いるコンデンサマイクロホンに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
コンデンサマイクロホンには、インピーダンス変換器としてFET(電界効果トランジスタ)や真空管が用いられる。これは、対向的に配置される振動板と固定極とを含むコンデンサマイクロホンカプセルのインピーダンスがきわめて高いことによる。
【0003】
コンデンサマイクロホンのインピーダンス変換器に真空管を用いる場合、通常では、専用電源を用意する必要がある。そして、真空管を動作させるには、そのヒータを加熱するためのA電源と、プレートに電流を流すためのB電源とが必要とされる。
【0004】
一般的に、インピーダンス変換器に用いられる真空管では、A電源に6.3V,0.35A、B電源に120V,10mA程度の電源が必要である。このため、通常の直流48Vのファントム電源では、この電力をまかなうことができないことから、専用電源が用いられる。
【0005】
ところで、真空管でも、電池で動作する消費電力の少ない真空管が存在する(例えば、米国RAYTHEON社製の直熱型5極管で型番6418)。この省電力化の真空管はもっぱら補聴器用として開発されたもので、A電源が1.25V,10mA、B電源が30V,0.24mAで動作する。
【0006】
真空管が、この程度の動作電圧であれば直流48Vのファントム電源で十分に動作させることができる。しかしながら、このA電源(1.25V,10mA)を、そのままツェナーダイオードなどで安定化すると、真空管のヒータには10mAの電流が流れてしまうため、ファントム電源から供給される電圧が低下してしまう。
【0007】
例えば、真空管のヒータに10mAの電流が流れるとすると、ファントム電源からマイクロホンに供給される電圧は、34V(5mA×6.8kΩ)減少して14Vになってしまう。この状態では、真空管のプレートに供給するB電源が不十分であり、真空管の動作に支障をきたすことになる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、A電源については、ダウンコンバータを用いて高い電圧から低い電圧に変換することが考えられる。すなわち、ダウンコンバータにより、小さな電流入力で大きな電流を得るようにするのであるが、これには次のような問題がある。
【0009】
ダウンコンバータには多くの変換方式があるが、例えば米国Maxim Integrated Products社製のLow−Voltage,Step−Down DC−DC Converter MAX1733のように、パルス幅変調方式が一般的に採用されている。
【0010】
この変調方式では、入力電圧を断続することから、そのスイッチングに伴ってレベルのきわめて大きな雑音が発生し、この雑音が電源電圧に入り込んでマイクロホンの雑音を増加させてしまう。
【0011】
また、インダクタを用いているため、それに流れる雑音を伴う電流により外部磁界が発生し、これがマイクロホンの出力トランスに磁気的に結合して、雑音発生の原因となる。さらに、実際問題として、例えば10V程度の入力電圧を1.25V程度にまで変換し得るダウンコンバータICは、その用途が限られているため、入手することがきわめて難しい。
【0012】
したがって、本発明の課題は、コンデンサマイクロホンのインピーダンス変換器として真空管を用い、ファントム電源で動作可能とするにあたって、雑音などがほとんど発生せず、しかも入手が容易なダウンコンバータを用いて、ファントム電源から真空管のヒータを加熱するためのA電源を得ることにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、コンデンサマイクロホンカプセルのインピーダンス変換器として真空管が用いられ、ファントム電源で動作可能とするコンデンサマイクロホンにおいて、上記ファントム電源から供給される電圧の一部をスイッチト・キャパシタ型電圧コンバータにて所定の電圧に変換して、上記真空管のヒータ電圧を得ることを特徴としている。
【0014】
スイッチト・キャパシタ型電圧コンバータは、スイッチ制御用の発振器と、例えばCMOSからなる半導体スイッチと、電荷を蓄える外付けコンデンサとを備え、発振器により半導体スイッチをオンオフしてコンデンサの電荷を充放電することにより、入力電圧を2倍昇圧もしくは1/2倍降圧するもので、この種のコンバータには、例えば米国NATIONAL SEMICONDUCTOR社製のLM2665がある。
【0015】
この方式によれば、電荷はコンデンサの充放電のみによってコントロールされるため、パルス幅変調方式のように大きな雑音は発生しない。また、出力電圧が入力電圧に比例することから、入力電圧を例えばツェナーダイオードにてコントロールすることにより、出力電圧を安定化することができる。
【0016】
本発明においては、コンデンサマイクロホンカプセルのインピーダンス変換器である真空管として、電池で動作可能な消費電力の少ない真空管が好ましく採用され、この種の真空管には、米国RAYTHEON社製の直熱型5極管で型番6418などを例示できる。
【0017】
【発明の実施の形態】
次に、図1に示すマイクロホンの回路図により、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明のコンデンサマイクロホンはファントム電源で動作するが、ファントム電源自体は、バランス伝送のホットとコールドとの間に直列に接続された6.8kΩからなる2つの抵抗と、それらの抵抗の接続点とグランドとの間に接続された直流48Vの電源とを有する公知のものであるため、その図示は省略されている。
【0018】
図1において、MCは、このコンデンサマイクロホンのマイクカプセル(マイクとも言う)で、この例ではエレクトレットコンデンサ型のものが用いられているが、成極電源を必要とするマイクカプセルであってもよい。
【0019】
V01は、マイクカプセルMCに接続されたインピーダンス変換器としての真空管で、この例では米国RAYTHEON社製の直熱型5極管で型番6418が用いられている。この真空管V01は、A電源が1.25V,10mA、B電源が30V,0.24mAで動作する。
【0020】
R01は、真空管V01のコントロールグリッドのバイアス用抵抗で、C01は、真空管V01のプレートからコントロールグリッドへの帰還コンデンサである。また、R02,R03は、真空管V01のスクリーングリッドに電圧を印加する分圧抵抗である。
【0021】
マイク出力部には、ファントム電源のホット側と接続される端子H,コールド側と接続される端子Cおよびグランド側と接続される端子Gとがそれぞれ設けられており、端子Hと端子Cは、出力トランスTRSを介して真空管V01に接続されている。端子Gには、マイクカプセルMCのグランド側や真空管V01のヒータのグランド側の極などが接続されている。
【0022】
このコンデンサマイクロホンは、ファントム電源から真空管V01に対するA電源を得るためのA電源生成回路10を備えている。このA電源生成回路10は、少なくとも一つのスイッチト・キャパシタ型電圧コンバータIC(以下、単にコンバータICと略記することがある。)を含み、真空管V01のヒータに接続される。
【0023】
この例では、3つのコンバータIC01,IC02およびIC03を3段に直列的に接続しており、その各々に米国NATIONAL SEMICONDUCTOR社製のLM2665を用いている。
【0024】
このLM2665なるコンバータICは6つのピンを有し、その1番ピンから正電圧を入力する場合には5番ピンからその2倍の電圧が出力される2倍昇圧型として動作し、これとは逆に、5番ピンから正電圧を入力する場合には1番ピンからその1/2倍の電圧が出力される1/2倍降圧型として動作する。
【0025】
この例においては、1/2倍降圧型として用いるため、各コンバータIC01〜IC03ともに5番ピンから正電圧を入力し、1番ピンからその1/2倍の出力電圧を得るようにしている。
【0026】
なお、2番ピンはグランドピン,4番ピンはシャットダウン制御ピンで、3番ピンと6番ピンとの間にチャージポンプコンデンサC06,C08,C10がそれぞれ接続されるが、この例では1/2倍降圧型であるため、3番ピンにコンデンサの正極側が接続される。なお、2倍昇圧型の場合、3番ピンにコンデンサの負極側が接続される。また、出力側の1番ピンの各々には、平滑兼交流接地用のコンデンサC05,C07,C09が接続される。
【0027】
このA電源生成回路10には、電流制限抵抗R04とツェナーダイオードD01の直列回路よりなる入力回路10aと、端子H,Cから供給されるファントム電源から所定の電流を上記入力回路10aを介して取り込むための定電流ダイオードD02,D03とが設けられている。
【0028】
この例では、定電流ダイオードD02,D03より、入力回路10aに対して30V,1.5mAが供給され、入力回路10aでは、ツェナーダイオードD01によりA電源生成回路10に対する入力電圧を10Vとし、電流制限抵抗R04によりA電源生成回路10に対する入力電流を1.25mAに制限している。
【0029】
これにより、第1段目のコンバータIC03,第2段目のコンバータIC02および第3段目のコンバータIC01において、電圧は5V,2.5V,1.25Vに順次変換されるとともに、電流は2.5mA,5.0mA,10mAへと順次変換され、最終的に第3段目のコンバータIC01から真空管V01のヒータに1.25V,10mAなるA電源が供給される。
【0030】
このように、ファントム電源からA電源生成回路10に取り込まれる電流は1.25mA程度でよいことから、ヒータを加熱するために生ずる電圧降下は約4.25Vで済み、真空管V01のプレートに電流を流すためのB電源を十分に確保することができる。なお、図1において、説明上残されたC02,C03,C04およびC11は平滑コンデンサである。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、真空管をインピーダンス変換器として用い、ファントム電源で動作可能とするコンデンサマイクロホンにおいて、ファントム電源から供給される電圧の一部をスイッチト・キャパシタ型電圧コンバータにて所定の電圧に変換して真空管のヒータ電圧を得るようにしたことにより、専用の電源を必要とせずに、通常のファントム電源で動作し得る雑音発生の少ない真空管式のコンデンサマイクロホンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるコンデンサマイクロホンの一例を示す回路図。
【符号の説明】
10 A電源生成回路
10a A電源生成回路の入力回路
MC マイクカプセル
V01 真空管
IC01〜IC03 スイッチト・キャパシタ型電圧コンバータ
C06,C08,C10 チャージポンプコンデンサ
D01 ツェナーダイオード
D02,D03 定電流ダイオード
R01 コントロールグリッドのバイアス抵抗
R02,R03 スクリーングリッドに電圧を印加する分圧抵抗
TRS 出力トランス
Claims (2)
- コンデンサマイクロホンカプセルのインピーダンス変換器として真空管が用いられ、ファントム電源で動作可能とするコンデンサマイクロホンにおいて、
上記ファントム電源から供給される電圧の一部をスイッチト・キャパシタ型電圧コンバータにて所定の電圧に変換して、上記真空管のヒータ電圧を得ることを特徴とするコンデンサマイクロホン。 - 上記真空管が、電池で動作可能な消費電力の少ない真空管である請求項1に記載のコンデンサマイクロホン。
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