JP2010068391A - Microphone device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microphone device improved resistance against electromagnetic noise. <P>SOLUTION: The microphone device 1 includes a capacitor microphone 5 whose electrostatic capacity changes in accordance with a sound pressure applied thereon, a charging means for charging the capacitor microphone 5, a discharging means for discharging the capacitor microphone 5 and a comparator 7 which compares the terminal voltage V<SB>T</SB>of the capacitor microphone 5 with a first reference voltage V<SB>ref1</SB>and a second reference voltage V<SB>ref2</SB>which is larger than the reference voltage of the first reference voltage to effect switching operation of the charging means and the discharging means based on the result of comparison and output a signal with a period corresponding to the electrostatic capacity of the capacitor microphone 5 while a sound signal is acquired from a change of period of an output signal from the comparator 7. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、マイクロフォン装置に関し、より詳細には、コンデンサマイクロフォンを用いたマイクロフォン装置に関する。   The present invention relates to a microphone device, and more particularly to a microphone device using a condenser microphone.

従来、コンデンサマイクロフォンを備えたマイクロフォン装置が利用されている（例えば、特許文献１）。このようなマイクロフォン装置の回路構成例を、図４に模式的に示す。このマイクロフォン装置２０では、コンデンサマイクロフォン２２の一方の電極が直流電源２１に接続され、他方の電極が増幅器２３の入力に接続されている。等価回路図に示すように、増幅器２３の入力インピーダンス２４は、コンデンサマイクロフォン２２と直列に接続されることになる。コンデンサマイクロフォン２２に音圧が作用すると、その静電容量が振動的に変化するので、その電極間電圧Ｖに交流成分が発生する。この交流成分は、増幅器２３から音声信号として出力される。   Conventionally, a microphone device including a condenser microphone has been used (for example, Patent Document 1). An example of the circuit configuration of such a microphone device is schematically shown in FIG. In the microphone device 20, one electrode of the capacitor microphone 22 is connected to the DC power source 21, and the other electrode is connected to the input of the amplifier 23. As shown in the equivalent circuit diagram, the input impedance 24 of the amplifier 23 is connected in series with the condenser microphone 22. When the sound pressure acts on the condenser microphone 22, the electrostatic capacity changes in an oscillating manner, so that an AC component is generated in the voltage V between the electrodes. This AC component is output from the amplifier 23 as an audio signal.

ところで、上記のようにコンデンサマイクロフォン２２の電極間電圧Ｖに交流成分を発生させるためには、音圧が加えられた際に、コンデンサマイクロフォン２２に蓄えられている電荷を一定に保持する必要がある。該電荷を一定に保つには、コンデンサマイクロフォン２２の静電容量と増幅器２３の入力インピーダンス２４によって規定されるＣＲ時定数を、対象とする音の周波数の逆数（すなわち周期）よりも十分に大きくしなければならない。したがって、上記マイクロフォン装置２０では、入力インピーダンス２４の大きな増幅器２３を使用して、該入力インピーダンス２４とコンデンサマイクロフォン２２の静電容量とで上記ＣＲ時定数を大きく設定している。それ故、入力インピーダンス２４を含む電圧印加ラインは、高いインピーダンスを有している。
特開２００４−２３２０２号公報 By the way, in order to generate an alternating current component in the voltage V between the electrodes of the condenser microphone 22 as described above, it is necessary to keep the electric charge stored in the condenser microphone 22 constant when the sound pressure is applied. . In order to keep the electric charge constant, the CR time constant defined by the capacitance of the condenser microphone 22 and the input impedance 24 of the amplifier 23 is made sufficiently larger than the reciprocal (that is, the period) of the frequency of the target sound. There must be. Therefore, in the microphone device 20, the amplifier 23 having a large input impedance 24 is used, and the CR time constant is set to be large by the input impedance 24 and the capacitance of the condenser microphone 22. Therefore, the voltage application line including the input impedance 24 has a high impedance.
JP 2004-23202 A

上記のように従来のマイクロフォン装置２０は、電圧印加ラインのインピーダンスが高く設定されているので、該ラインに電磁ノイズがのりやすいという問題点を生じる。そこで、本発明の目的は、電磁ノイズに対する耐性が向上したマイクロフォン装置を提供することにある。   As described above, the conventional microphone device 20 has a problem that since the impedance of the voltage application line is set high, electromagnetic noise tends to be applied to the line. Therefore, an object of the present invention is to provide a microphone device having improved resistance to electromagnetic noise.

本発明は、マイクロフォン装置に係るものであり、上記目的を達成するために、該マイクロフォン装置は、加えられる音圧に応じて静電容量が変化するコンデンサマイクロフォンと、前記コンデンサマイクロフォンを充電する充電手段と、前記コンデンサマイクロフォンを放電する放電手段と、前記コンデンサマイクロフォンの端子電圧を第１の基準電圧及び該第１の基準電圧よりも大きい第２の基準電圧と比較し、その比較結果に基づいて前記充電手段及び放電手段を切替作動させて、前記コンデンサマイクロフォンの静電容量に対応する周期の信号を出力するコンパレータとを備え、前記コンパレータからの出力信号の周期の変化から音声信号を取得するように構成されている。   The present invention relates to a microphone device, and in order to achieve the above object, the microphone device includes a condenser microphone whose capacitance changes in accordance with an applied sound pressure, and charging means for charging the condenser microphone. And discharging means for discharging the condenser microphone, and comparing the terminal voltage of the condenser microphone with a first reference voltage and a second reference voltage larger than the first reference voltage, and based on the comparison result, A comparator that switches between the charging means and the discharging means and outputs a signal having a period corresponding to the capacitance of the condenser microphone, and obtains an audio signal from a change in the period of the output signal from the comparator. It is configured.

一例として、前記充電手段は、前記コンデンサマイクロフォンに直列接続された充電抵抗を備え、前記放電手段は、前記コンデンサマイクロフォンに並列接続された放電抵抗を備える。他の例として、前記充電手段及び放電手段は、少なくとも一方の手段が定電流を流すように構成されている。   For example, the charging unit includes a charging resistor connected in series to the capacitor microphone, and the discharging unit includes a discharging resistor connected in parallel to the capacitor microphone. As another example, the charging means and the discharging means are configured such that at least one of the means flows a constant current.

前記コンパレータは、前記端子電圧が前記第１の基準電圧以下になると第１のレベル信号を出力し、前記端子電圧が前記第２の基準電圧以上になると第２のレベル信号を出力し、前記充電手段は、前記第１のレベル信号によって作動されて充電回路を形成する第１のスイッチを有し、前記放電手段は、前記第２のレベル信号によって作動されて放電回路を形成する第２のスイッチを有するように構成しても良い。また、前記コンパレータとしてヒステリシスコンパレータを用いても良い。   The comparator outputs a first level signal when the terminal voltage becomes equal to or lower than the first reference voltage, and outputs a second level signal when the terminal voltage becomes equal to or higher than the second reference voltage. Means comprises a first switch actuated by the first level signal to form a charging circuit, and the discharging means actuated by the second level signal to form a discharge circuit You may comprise so that it may have. A hysteresis comparator may be used as the comparator.

本発明に係るマイクロフォン装置では、コンデンサマイクロフォンを備える充放電回路が形成され、音圧によるコンデンサマイクロフォンの静電容量変化をコンパレータの出力信号における周期の変化に変換することにより、音声信号を取得することができる。コンデンサマイクロフォンには充電回路もしくは放電回路のいずれかが必ず接続されるので、当該充電回路もしくは放電回路により増幅器の入力端子におけるインピーダンス（増幅器の入力インピーダンスと充電回路もしくは放電回路のインピーダンスとの合成インピーダンス）を下げることができ、電磁ノイズに対する耐性を従来よりも向上することができる。   In the microphone device according to the present invention, a charging / discharging circuit including a capacitor microphone is formed, and an audio signal is acquired by converting a change in capacitance of the capacitor microphone due to sound pressure into a change in period in the output signal of the comparator. Can do. Since either the charging circuit or the discharging circuit is always connected to the capacitor microphone, the impedance at the input terminal of the amplifier by the charging circuit or the discharging circuit (the combined impedance of the input impedance of the amplifier and the impedance of the charging circuit or the discharging circuit) And the resistance to electromagnetic noise can be improved as compared with the prior art.

以下、本発明の実施の形態を添付の図により説明する。図１に本実施形態に係るマイクロフォン装置の回路図を模式的に示す。本実施形態に係るマイクロフォン装置１は、直流電圧源２、充電スイッチ３及び充電抵抗４を直列接続してなる充電回路と、放電スイッチ８と放電抵抗９とを直列接続してなる放電回路と、上記充電回路が直列接続されると共に上記放電回路が並列接続されたコンデンサマイクロフォン５と、ヒステリシスコンパレータ７とを備えている。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 schematically shows a circuit diagram of a microphone device according to the present embodiment. A microphone device 1 according to this embodiment includes a charging circuit formed by connecting a DC voltage source 2, a charging switch 3 and a charging resistor 4 in series, a discharging circuit formed by connecting a discharging switch 8 and a discharging resistor 9 in series, The charging circuit includes a capacitor microphone 5 connected in series and the discharging circuit connected in parallel, and a hysteresis comparator 7.

ヒステリシスコンパレータ７は、第１の入力端子（非反転入力端子）が上記充電抵抗４とコンデンサマイクロフォン５との接続点に接続され、第２の入力端子（反転入力端子）が第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１を出力する第１の基準電圧源１０に接続されると共に、第３の入力端子（反転入力端子）が第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２（Ｖｒｅｆ２＞Ｖｒｅｆ１）を出力する第２の基準電圧源１１に接続されている。 The hysteresis comparator 7 has a first input terminal (non-inverting input terminal) connected to a connection point between the charging resistor 4 and the capacitor microphone 5, and a second input terminal (inverting input terminal) having a first reference voltage V. The second reference voltage is connected to the first reference voltage source 10 that outputs ref1 , and the third input terminal (inverting input terminal) outputs the second reference voltage V ref2 (V ref2 > V ref1 ). Connected to the source 11.

コンパレータ７は、端子電圧出力ライン６を介して入力されるコンデンサマイクロフォン５の端子電圧ＶＴを上記第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１及び第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２と比較して、その比較結果に対応するレベルの信号を出力するように構成されている。すなわち、コンパレータ７は、コンデンサマイクロフォン５の端子電圧ＶＴが第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１以下である場合には、Ｈレベルの信号を出力し、端子電圧ＶＴが上昇して第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２に到達すると、出力信号をＨレベルからＬレベルに切替え、端子電圧ＶＴが低下して基準電圧Ｖｒｅｆ１に到達すると、出力信号をＬレベルからＨレベルに切替える。コンパレータ７の出力信号は、充電スイッチ３及び放電スイッチ８をＯＮ・ＯＦＦ制御するために出力ライン１２を介してこれらのスイッチ３，８に入力される。 The comparator 7 compares the terminal voltage V T of the capacitor microphone 5 input via the terminal voltage output line 6 with the first reference voltage V ref1 and the second reference voltage V ref2 and corresponds to the comparison result. It is comprised so that the signal of the level to perform may be output. That is, when the terminal voltage V T of the capacitor microphone 5 is equal to or lower than the first reference voltage V ref1 , the comparator 7 outputs an H level signal, and the terminal voltage V T rises to increase the second reference voltage. When V ref2 is reached, the output signal is switched from the H level to the L level, and when the terminal voltage V T decreases and reaches the reference voltage V ref1 , the output signal is switched from the L level to the H level. The output signal of the comparator 7 is input to these switches 3 and 8 via the output line 12 for ON / OFF control of the charge switch 3 and the discharge switch 8.

本実施形態においては、コンパレータ７からＨレベルの信号が出力されると、充電スイッチ３がＯＮになると共に放電スイッチ８がＯＦＦになり、コンパレータからＬレベルの信号が出力されると、充電スイッチ３がＯＦＦになると共に放電スイッチ８がＯＮになるように設定されている。   In this embodiment, when the H level signal is output from the comparator 7, the charging switch 3 is turned on and the discharging switch 8 is turned OFF. When the L level signal is output from the comparator, the charging switch 3 is turned on. Is set to be turned off and the discharge switch 8 is turned on.

本実施形態におけるマイクロフォン装置の作用について以下に説明する。
まず、マイクロフォン装置１の作動開始時において、コンデンサマイクロフォン５の端子電圧ＶＴが第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１以下であるとすると、コンパレータ７はＨレベルの信号を出力ライン１２を介して充電スイッチ３及び放電スイッチ８に出力する。この結果、充電スイッチ３がＯＮになると共に放電スイッチ８がＯＦＦになる。したがって、コンデンサマイクロフォン５には充電抵抗４を介して直流電圧源２から電流が流れ込んで電荷が蓄積されるので、コンデンサマイクロフォン５の端子電圧ＶＴが上昇する。 The operation of the microphone device in this embodiment will be described below.
First, assuming that the terminal voltage V T of the condenser microphone 5 is equal to or lower than the first reference voltage V ref1 when the operation of the microphone device 1 is started, the comparator 7 sends an H level signal via the output line 12 to the charging switch 3. And output to the discharge switch 8. As a result, the charge switch 3 is turned on and the discharge switch 8 is turned off. Accordingly, current flows into the capacitor microphone 5 from the DC voltage source 2 via the charging resistor 4 and charges are accumulated, so that the terminal voltage V T of the capacitor microphone 5 increases.

この端子電圧ＶＴが基準電圧Ｖｒｅｆ１を超えて第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２に到達すると、コンパレータ７は出力信号をＨレベルからＬレベルに切り替える。これにより、充電スイッチ３がＯＦＦ、放電スイッチ８がＯＮになるので、充電が停止されると共にコンデンサマイクロフォン５に充電された電荷が放電抵抗９を介して放電され、その結果、コンデンサマイクロフォン５の端子電圧ＶＴは低下する。 When the terminal voltage V T exceeds the reference voltage V ref1 and reaches the second reference voltage V ref2 , the comparator 7 switches the output signal from the H level to the L level. As a result, the charge switch 3 is turned off and the discharge switch 8 is turned on, so that the charge is stopped and the electric charge charged in the capacitor microphone 5 is discharged through the discharge resistor 9. As a result, the terminal of the capacitor microphone 5 is discharged. the voltage V T decreases.

コンデンサマイクロフォン５の端子電圧ＶＴが第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１まで低下するとコンパレータ７は出力信号をＬレベルからＨレベルに切り替える。これにより、前述のように、放電抵抗９を介した放電が停止されると共にコンデンサマイクロフォン５の充電が開始されて、端子電圧ＶＴは上昇する。以後、コンパレータ７は同様の比較動作を繰り返す。 When the terminal voltage V T of the condenser microphone 5 decreases to the first reference voltage V ref1 , the comparator 7 switches the output signal from L level to H level. As a result, as described above, discharging through the discharge resistor 9 is stopped and charging of the capacitor microphone 5 is started, and the terminal voltage V T rises. Thereafter, the comparator 7 repeats the same comparison operation.

以上のように、マイクロフォン装置１では、充電抵抗４を有する充電回路と放電抵抗９を有する放電回路とコンデンサマイクロフォン５とによって構成されるＣＲ回路によってコンデンサマイクロフォン５の充放電が行なわれ、その結果、コンパレータ７からパルス信号が出力されることになる。このパルス信号の周期はコンデンサマイクロフォン５の静電容量によって規定されている。   As described above, in the microphone device 1, the capacitor microphone 5 is charged and discharged by the CR circuit configured by the charging circuit having the charging resistor 4, the discharging circuit having the discharging resistor 9, and the capacitor microphone 5, and as a result, A pulse signal is output from the comparator 7. The period of this pulse signal is defined by the capacitance of the condenser microphone 5.

図２は、マイクロフォン５に音圧が加わっていない状態、すなわち定常状態におけるコンデンサマイクロフォン５の端子電圧ＶＴおよびコンパレータ７の出力信号の波形を示す波形図である。点線で示された波形ａはコンパレータ７の出力によって制御されたコンデンサマイクロフォン５の端子電圧ＶＴの波形である。この波形ａから明らかなように、端子電圧ＶＴは指数関数に従って曲線状に変化する。時間ｔ１は充電スイッチ３がＯＮ、放電スイッチ８がＯＦＦの期間であって、時間ｔ２は充電スイッチ３がＯＦＦ、放電スイッチ８がＯＮの期間である。時間軸上で時間ｔ１と時間ｔ２とは交互に表れる。 FIG. 2 is a waveform diagram showing the waveform of the terminal voltage V T of the condenser microphone 5 and the output signal of the comparator 7 in a state where no sound pressure is applied to the microphone 5, that is, in a steady state. A waveform a indicated by a dotted line is a waveform of the terminal voltage V T of the condenser microphone 5 controlled by the output of the comparator 7. As is apparent from the waveform a, the terminal voltage V T changes in a curve according to an exponential function. Time t 1 is a period in which the charge switch 3 is ON and the discharge switch 8 is OFF, and time t 2 is a period in which the charge switch 3 is OFF and the discharge switch 8 is ON. On the time axis, time t 1 and time t 2 appear alternately.

波形ｂはコンパレータ７の出力信号波形を示す。時間ｔ１において波形ｂはＨレベルであり、時間ｔ２においてＬレベルである。上記定常状態においては、コンパレータ７の出力信号は、波形ｂに示すように、一定周期でＨレベルとＬレベルとの反転を繰り返している。この周期は、前述のようにコンデンサマイクロフォン５の静電容量によって規定されている。
なお、波形ｃについては後述する。 A waveform b shows the output signal waveform of the comparator 7. Waveform b in time t 1 is at the H level, an L level at time t 2. In the steady state, the output signal of the comparator 7 repeats the inversion of the H level and the L level at a constant cycle as shown by the waveform b. This period is defined by the capacitance of the condenser microphone 5 as described above.
The waveform c will be described later.

次に、コンデンサマイクロフォンに音圧が加わった場合について説明する。コンデンサマイクロフォン５に音圧が加わると該コンデンサマイクロフォン５の静電容量が変化し、これに伴って充放電における時定数が変化する。したがって、コンデンサマイクロフォン５の端子電圧ＶＴが第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１から第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２まで上昇する時間と、第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２から第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１まで低下する時間とがそれぞれ変化し、これはコンパレータ７の出力信号の周期変化をもたらすことになる。 Next, a case where sound pressure is applied to the condenser microphone will be described. When sound pressure is applied to the condenser microphone 5, the capacitance of the condenser microphone 5 changes, and the time constant in charge / discharge changes accordingly. Therefore, the time during which the terminal voltage V T of the capacitor microphone 5 rises from the first reference voltage V ref1 to the second reference voltage V ref2 and the second reference voltage V ref2 falls to the first reference voltage V ref1 . Each time changes, and this causes a period change of the output signal of the comparator 7.

図３に、コンデンサマイクロフォン５に音圧が加わった場合におけるコンデンサマイクロフォン５の端子電圧ＶＴおよびコンパレータ７の出力信号の波形を示す。なお、コンデンサマイクロフォン５の端子電圧ＶＴの波形ａは、図の見易さのために初めの２周期分のみ表示し、後は省略している。
図３の時間域Ｔｍに示すように、コンデンサマイクロフォン５に音圧が加わると、該コンデンサマイクロフォン５の静電容量変化に基づく充放電の時定数の変化によって、コンパレータ７の出力信号の周期が変化する。 FIG. 3 shows the waveform of the terminal voltage V T of the condenser microphone 5 and the output signal of the comparator 7 when sound pressure is applied to the condenser microphone 5. The waveform a of the terminal voltage V T of the capacitor microphone 5 displays only two cycles of first for clarity in FIG., After are omitted.
As shown in the time domain T m of FIG. 3, when sound pressure is applied to the condenser microphone 5, the period of the output signal of the comparator 7 is changed due to the change in the charge / discharge time constant based on the change in the capacitance of the condenser microphone 5. Change.

以上のように、本実施形態に係るマイクロフォン装置１では、コンデンサマイクロフォン５に加えられた音圧に応じてコンパレータ７から出力される信号の周期が変化する。つまり、上記音圧の変化がコンパレータ７の出力信号の周期変化として表れる。
上記コンパレータ７の出力信号は、図示しないデジタル信号処理部に入力される。デジタル信号処理部は、入力信号の周期の変化を検出し、それに基づいて音声信号を取り出す処理を実行する。 As described above, in the microphone device 1 according to the present embodiment, the period of the signal output from the comparator 7 changes according to the sound pressure applied to the condenser microphone 5. That is, the change in the sound pressure appears as a change in the period of the output signal of the comparator 7.
The output signal of the comparator 7 is input to a digital signal processing unit (not shown). The digital signal processing unit detects a change in the period of the input signal and executes a process of extracting the audio signal based on the change.

先に述べたように、従来のマイクロフォン装置は、コンデンサマイクロフォンの電極間に生じる交流電圧信号をそのまま音声信号として取り出すように構成されているので、増幅器の入力インピーダンスをハイインピーダンスにして、この入力インピーダンスとコンデンサマイクロフォンとで規定されるＣＲ時定数を大きくする必要がある。
これに対して、上記実施形態に係るマイクロフォン装置１は、充電抵抗４を有する充電回路と放電抵抗９を有する放電回路とコンデンサマイクロフォン５とによってＣＲ充放電回路を構成し、音圧の作用に基づくコンデンサマイクロフォン５の静電容量変化を信号周期の変化として取り出すことによって、すなわち、コンデンサマイクロフォン５の音圧振動を周波数変調成分として取り出すことによって、音声信号を取得することができる。コンデンサマイクロフォンには充電回路もしくは放電回路のいずれかが必ず接続されるので、当該充電回路もしくは放電回路により増幅器の入力端子におけるインピーダンス（増幅器の入力インピーダンスと充電回路もしくは放電回路のインピーダンスとの合成インピーダンス）が増幅器の入力インピーダンスより小さくなり、外来ノイズの影響を受けにくくなる。加えて、コンパレータ７の出力はデジタル信号であり、従来のマイクロフォン装置に採用されているアンプ出力のようなアナログ出力ではない。したがって、本実施形態に係るマイクロフォン装置１は、従来のマイクロフォン装置よりもさらに外来ノイズの影響を受けにくいという利点も併せ持っている。 As described above, the conventional microphone device is configured to extract the AC voltage signal generated between the electrodes of the condenser microphone as a sound signal as it is, so that the input impedance of the amplifier is set to a high impedance, and this input impedance is set. It is necessary to increase the CR time constant defined by the capacitor microphone.
On the other hand, in the microphone device 1 according to the above embodiment, a CR charging / discharging circuit is configured by the charging circuit having the charging resistor 4, the discharging circuit having the discharging resistor 9, and the capacitor microphone 5, and based on the action of sound pressure. An audio signal can be acquired by taking out the change in capacitance of the condenser microphone 5 as a change in signal period, that is, taking out the sound pressure vibration of the condenser microphone 5 as a frequency modulation component. Since either the charging circuit or the discharging circuit is always connected to the capacitor microphone, the impedance at the input terminal of the amplifier by the charging circuit or the discharging circuit (the combined impedance of the input impedance of the amplifier and the impedance of the charging circuit or the discharging circuit) Becomes smaller than the input impedance of the amplifier, and is less susceptible to external noise. In addition, the output of the comparator 7 is a digital signal, not an analog output such as an amplifier output employed in a conventional microphone device. Therefore, the microphone device 1 according to the present embodiment also has the advantage that it is less susceptible to external noise than the conventional microphone device.

［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。例えば、上記に説明した充電抵抗４及び／又は放電抵抗９を定電流源に置き換えて、コンデンサマイクロフォン５の充放電を実行しても良い。充電抵抗４及び放電抵抗９をそれぞれ定電流源に置き換えた場合のコンデンサマイクロフォン５の端子電圧ＶＴを図２及び図３において波形ｃとして示す。波形ｃは、図２及び図３において波形ａと同様の周期及び周期の変化を示している。
また、既述の実施形態においては、コンパレータ７からＨレベルの信号が出力されると、充電スイッチ３がＯＮになると共に放電スイッチ８がＯＦＦになり、コンパレータ７からＬレベルの信号が出力されると、充電スイッチ３がＯＦＦになると共に放電スイッチ８がＯＮになるように設定されているが、これに限定されない。コンパレータ７からＨレベルの信号が出力されると、充電スイッチ３がＯＦＦになると共に放電スイッチ８がＯＮになり、コンパレータ７からＬレベルの信号が出力されると、充電スイッチ３がＯＮになると共に放電スイッチ８がＯＦＦになるように設定しても良い。この場合には、コンパレータ７に入力された端子電圧ＶＴが第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１以下であればＬレベルの信号が、入力された端子電圧ＶＴが第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２以上であればＨレベルの信号がコンパレータ７から出力されることになる。 [Other Embodiments]
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes can be made based on the technical idea of the present invention. For example, charging and discharging of the capacitor microphone 5 may be executed by replacing the charging resistor 4 and / or the discharging resistor 9 described above with a constant current source. The terminal voltage V T of the capacitor microphone 5 when replacing charging resistor 4 and the discharge resistor 9 to a respective constant current source shown as waveform c in FIGS. A waveform c shows the same period and change of the period as the waveform a in FIGS.
In the embodiment described above, when an H level signal is output from the comparator 7, the charging switch 3 is turned ON and the discharge switch 8 is turned OFF, and an L level signal is output from the comparator 7. The charging switch 3 is turned off and the discharging switch 8 is turned on, but the present invention is not limited to this. When an H level signal is output from the comparator 7, the charging switch 3 is turned OFF and the discharging switch 8 is turned ON. When an L level signal is output from the comparator 7, the charging switch 3 is turned ON and You may set so that the discharge switch 8 may be turned off. In this case, if the terminal voltage V T input to the comparator 7 is equal to or lower than the first reference voltage V ref1 , an L level signal is received, and the input terminal voltage V T is equal to or higher than the second reference voltage V ref2 . If there is, an H level signal is output from the comparator 7.

本発明に係るマイクロフォン装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the microphone apparatus based on this invention. 本発明の一実施形態におけるコンデンサマイクロフォンの端子電圧およびコンパレータの出力信号の波形を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the terminal voltage of the capacitor | condenser microphone in one Embodiment of this invention, and the waveform of the output signal of a comparator. 本発明の一実施形態におけるコンデンサマイクロフォンの端子電圧およびコンパレータの出力信号の波形を示す別の波形図である。It is another waveform diagram which shows the waveform of the terminal voltage of the capacitor | condenser microphone in one Embodiment of this invention, and the output signal of a comparator. 従来のマイクロフォン装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the conventional microphone apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１ マイクロフォン装置
２ 直流電圧源
３ 充電スイッチ
４ 充電抵抗
５ コンデンサマイクロフォン
７ コンパレータ
８ 放電スイッチ
９ 放電抵抗
１０ 第１の基準電圧源
１１ 第２の基準電圧源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Microphone apparatus 2 DC voltage source 3 Charge switch 4 Charge resistance 5 Capacitor microphone 7 Comparator 8 Discharge switch 9 Discharge resistor 10 1st reference voltage source 11 2nd reference voltage source

Claims (5)

加えられる音圧に応じて静電容量が変化するコンデンサマイクロフォンと、
前記コンデンサマイクロフォンを充電する充電手段と、
前記コンデンサマイクロフォンを放電する放電手段と、
前記コンデンサマイクロフォンの端子電圧を第１の基準電圧及び該第１の基準電圧よりも大きい第２の基準電圧と比較し、その比較結果に基づいて前記充電手段及び放電手段を切替作動させて、前記コンデンサマイクロフォンの静電容量に対応する周期の信号を出力するコンパレータとを備え、
前記コンパレータからの出力信号の周期の変化から音声信号を取得する、マイクロフォン装置。 A condenser microphone whose capacitance changes according to the applied sound pressure;
Charging means for charging the condenser microphone;
Discharging means for discharging the condenser microphone;
The terminal voltage of the capacitor microphone is compared with a first reference voltage and a second reference voltage larger than the first reference voltage, and the charging unit and the discharging unit are switched based on the comparison result, A comparator that outputs a signal having a period corresponding to the capacitance of the condenser microphone;
A microphone device that acquires an audio signal from a change in a cycle of an output signal from the comparator. 前記充電手段は、前記コンデンサマイクロフォンに直列接続された充電抵抗を備え、前記放電手段は、前記コンデンサマイクロフォンに並列接続された放電抵抗を備えることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロフォン装置。   The microphone device according to claim 1, wherein the charging unit includes a charging resistor connected in series to the capacitor microphone, and the discharging unit includes a discharging resistor connected in parallel to the capacitor microphone. 前記充電手段及び放電手段は、少なくとも一方の手段が定電流を流すように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロフォン装置。   The microphone device according to claim 1, wherein the charging unit and the discharging unit are configured such that at least one unit passes a constant current. 前記コンパレータは、前記端子電圧が前記第１の基準電圧以下になると第１のレベル信号を出力し、前記端子電圧が前記第２の基準電圧以上になると第２のレベル信号を出力し、
前記充電手段は、前記第１のレベル信号によって作動されて充電回路を形成する第１のスイッチを有し、
前記放電手段は、前記第２のレベル信号によって作動されて放電回路を形成する第２のスイッチを有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のマイクロフォン装置。 The comparator outputs a first level signal when the terminal voltage becomes equal to or lower than the first reference voltage, and outputs a second level signal when the terminal voltage becomes equal to or higher than the second reference voltage.
The charging means includes a first switch that is actuated by the first level signal to form a charging circuit;
The microphone device according to any one of claims 1 to 3, wherein the discharge means includes a second switch that is activated by the second level signal to form a discharge circuit. 前記コンパレータはヒステリシスコンパレータであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のマイクロフォン装置。   The microphone device according to claim 1, wherein the comparator is a hysteresis comparator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103365325A (en) * 2012-04-10 2013-10-23 快捷半导体(苏州)有限公司 Audio device switching control apparatus and methods
CN115243187A (en) * 2022-07-28 2022-10-25 中国测试技术研究院声学研究所 Method for measuring sensitivity of condenser microphone

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