JP2017118374A - インピーダンス変換器およびコンデンサマイクロホン - Google Patents
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Abstract
【課題】出力インピーダンスを十分に低くすることができ、回路素子の少ない、能動素子として電子管を用いたインピーダンス変換器を提供する。
【解決手段】電子管4を定電流負荷とし、電子管3をカソードフォロワ接続したインピーダンス変換器であって、電子管3のカソードにバイアス電圧を与える2つのダイオードからなるバイアス用ダイオード33と、バイアス用ダイオードの電圧を電子管3のグリッドに与えるそれぞれ2つのダイオードの直列接続でるダイオード31,32と、電子管3に接続された電子管4と負荷抵抗41からなる定電流負荷回路と、バイアス用ダイオードの一端と他端にそれぞれのベースが接続された二つのトランジスタ5、6を有するコンプリメンタリーエミッタ出力回路を有する。
【選択図】図1
【解決手段】電子管4を定電流負荷とし、電子管3をカソードフォロワ接続したインピーダンス変換器であって、電子管3のカソードにバイアス電圧を与える2つのダイオードからなるバイアス用ダイオード33と、バイアス用ダイオードの電圧を電子管3のグリッドに与えるそれぞれ2つのダイオードの直列接続でるダイオード31,32と、電子管3に接続された電子管4と負荷抵抗41からなる定電流負荷回路と、バイアス用ダイオードの一端と他端にそれぞれのベースが接続された二つのトランジスタ5、6を有するコンプリメンタリーエミッタ出力回路を有する。
【選択図】図1
Description
本発明は、インピーダンス変換器およびこのインピーダンス変換器を用いたコンデンサマイクロホンに関するものである。
インピーダンス変換器には、例えばコンデンサマイクロホンに内蔵するインピーダンス変換器のように、入力電圧を高いインピーダンスで受けて、低いインピーダンスで出力するものがある。
コンデンサマイクロホンは、有効静電容量が小さいため、周波数応答を低域の周波数まで確保するために、マイクロホンユニットからの音声信号を高い入力インピーダンスで受ける必要がある。また、マイクロホンは、ケーブルなどを介して増幅器に接続されるため、コンデンサマイクロホンの音声出力信号を増幅器に送るとき、低い出力インピーダンスが必要である。そこで、コンデンサマイクロホンには、高い入力インピーダンスを低い出力インピーダンスに変換するインピーダンス変換器が内蔵される。
コンデンサマイクロホンの出力信号の特性を良くするために、あるいは出力信号を再生したときの音色を心地の良いものにするために、インピーダンス変換器の能動素子として電子管を用いたものがある。特許文献1記載の発明はインピーダンス変換器の能動素子として電子管を用いた例であり、その実施例の一つを図3に示す。
図3において、インピーダンス変換器は、能動素子としての2つの電子管3,4を主体として構成されている。電子管3のグリッドには、コンデンサマイクロホンモジュール(以下、単に「モジュール」という)1の電気音響変換部11からコンデンサ12を経て音声信号が入力される。
電源の正極と、負極すなわち接地との間に、抵抗35、電子管3のプレート−カソード、ダイオード57、電子管4のプレート−カソードが直列に接続されている。電子管3,4にプレート電流が流れることによりダイオード57に生じる電圧が、ダイオード55またはダイオード56を介して電子管3のグリッドに加えられる。ダイオード55またはダイオード56は電流の流れる向きを互いに逆にして並列に接続されている。
電子管3のプレートはコンデンサ36と負荷抵抗41を経て電源の負極に接続されている。ダイオード57にはコンデンサ34が並列に接続されている。このインピーダンス変換器は、カソードフォロワ構成になっていて、電子管3のカソードが出力端子9に接続されている。
互いに逆向きにして並列に接続された2つのダイオード55,56を介して加えられる電子管3のグリッド電圧は、ダイオード57の端子間電圧である電子管3のバイアス電圧に収束し、ダイオード55,56には電流が流れない。したがって、ダイオード55,56は高抵抗として動作し入力インピーダンスを高くすることができる。
電子管4と負荷抵抗41を含む回路は、電子管3の定電流負荷として動作する。すなわち、電子管4のグリッドとカソードは負荷抵抗41によって同電位に保たれ、電子管4は一定のプレート電流を流すため、電子管4と負荷抵抗41を含む回路は、電子管3に対し定電流負荷となる。
特許文献1に記載されているインピーダンス変換器をコンデンサマイクロホンに使用することにより、心地の良い音声信号を得ることができる。しかし、特許文献1に記載されているインピーダンス変換器は、ダイオードの順方向電圧を電子管にバイアス電圧として加える構成になっており、かかる構成のみでは出力インピーダンスを十分に低くすることができない。マイクロホンの使用態様を考えると、マイクの音声出力を長いマイクロホンコードでミキサなどに接続することが多く、出力インピーダンスが低いことが求められる。かかる要求を満たすために、特許文献1記載のインピーダンス変換器は、出力インピーダンスをより一層低くする必要がある。
また、マイクロホンは、マイクロホンケースあるいはハウジング内のスペースに限りがあるため、出力インピーダンスをより低くするために付加する回路素子は少ないのが望ましく、回路構成も簡素であることが望ましい。
本発明は、能動素子として電子管を用いたインピーダンス変換器において、出力インピーダンスを十分に低くすることができ、そのための回路素子および回路構成を少なくすることを目的とする。
本発明の他の目的は、前記インピーダンス変換器を用いたコンデンサマイクロホンを提供することである。
本発明に係るインピーダンス変換器は、
能動素子として電子管を用い、前記電子管をカソードフォロワ接続したインピーダンス変換器であって、
前記電子管のカソードにバイアス電圧を与えるバイアス用ダイオードと、
前記バイアス用ダイオードの電圧を前記電子管のグリッドに与える高抵抗素子と、
前記電子管に接続された負荷回路と、
前記バイアス用ダイオードの一端と他端にそれぞれのベースが接続された二つのトランジスタを有するコンプリメンタリーエミッタ出力回路と、
を有することを最も主要な特徴とする。
能動素子として電子管を用い、前記電子管をカソードフォロワ接続したインピーダンス変換器であって、
前記電子管のカソードにバイアス電圧を与えるバイアス用ダイオードと、
前記バイアス用ダイオードの電圧を前記電子管のグリッドに与える高抵抗素子と、
前記電子管に接続された負荷回路と、
前記バイアス用ダイオードの一端と他端にそれぞれのベースが接続された二つのトランジスタを有するコンプリメンタリーエミッタ出力回路と、
を有することを最も主要な特徴とする。
インピーダンス変換器の能動素子である電子管の出力に、二つのトランジスタを有するコンプリメンタリーエミッタ出力回路が接続されることにより、より多くの電流を流すことができ、出力インピーダンスを十分に低くすることができる。
以下、本発明に係るインピーダンス変換器の実施例を、図面を参照しながら説明する。図3に示す従来例と同じ回路素子には共通の符号を付している。
図1において、破線の枠で囲んだ部分はコンデンサマイクロホンモジュール(以下、単に「モジュール」という)1を示している。モジュール1は、電気音響変換部11とコンデンサ12を有する。電気音響変換部11は、音波を受けて振動する振動板とこの振動板に微小な間隙をおいて対向する対向電極を有し、振動板の振動による静電容量の変化を電圧の変化による音声信号として出力する。音声信号は、コンデンサ12を経て、能動素子として電子管が用いられているインピーダンス変換器に入力される。
インピーダンス変換器は、前記音声信号がグリッドに入力される電子管3と、電子管3に対し定電流負荷となる第2の電子管4を主体として構成されている。電子管3,4は3極管であって、図示の例では、1本の真空管内に2つの3極管が組み込まれた複合管である。電源の正極と、負極すなわち接地との間に、抵抗35、電子管3のプレート−カソード、バイアス用ダイオード33、電子管4のプレート−カソードが直列に接続されている。
電子管3,4にプレート電流が流れることによりダイオード33に電圧が生じ、この電圧が電子管3のカソードにバイアス電圧として与えられる。ダイオード33は2つのダイオードの直列接続で構成される。一つ一つのダイオードの両端間には、通常0.7V程度の順方向電圧が生じるので、2つのダイオードからなるダイオード33には約1.4Vの電圧が生じ、この電圧が電子管3のカソードにバイアス電圧として与えられる。
ダイオード33に生じる電圧は、ダイオード31またはダイオード32を介して電子管3のグリッドに与えられるようにダイオード31、32が接続されている。ダイオード31、ダイオード32は、それぞれ2つのダイオードの直列接続でなり、電流の流れる向きを互いに逆にして並列に接続されている。ダイオード31、32は、後で説明するように高抵抗素子として動作する。
電子管3のプレートはコンデンサ36と負荷抵抗41を経て電源の負極に接続されている。ダイオード33にはコンデンサ34が並列に接続されている。負荷抵抗41は第2の電子管4のグリッドとカソードの間に接続されている。第2の電子管4と負荷抵抗41は定電流回路を構成し、この定電流回路は電子管3の負荷回路を構成している。定電流回路が電子管4を主体として構成されることにより、電圧降下を補うことができる。
このインピーダンス変換器は、カソードフォロワ構成であって、電子管3のカソードから信号が出力されるが、この出力信号を入力とするコンプリメンタリーエミッタ出力回路を有している点が、本願発明の特徴になっている。本実施例では、コンプリメンタリーエミッタ出力回路を構成する2つのトランジスタ5,6を有し、2つのトランジスタ5,6の各ベースにバイアス用ダイオード33の一端と他端がそれぞれ接続されている。
2つのトランジスタ5,6は、電源の正極と、負極すなわち接地との間に、それぞれのエミッタ抵抗51,61とともに直列的に接続されている。より具体的には、電源の正極にトランジスタ5のコレクタが接続され、トランジスタ5のエミッタがそのエミッタ抵抗51に接続されている。前記エミッタ抵抗51はトランジスタ6のエミッタ抵抗61を介してトランジスタ6のエミッタに接続され、トランジスタ6のコレクタが接地されている。前記2つのエミッタ抵抗51、61の接続点が、出力端子8に接続されている。したがって、コンプリメンタリーエミッタ出力回路の出力信号がインピーダンス変換器の出力信号となる。
コンプリメンタリーエミッタ出力回路を構成する2つのトランジスタ5,6が正常に動作するには、通常0.65V程度のベース−エミッタ間電圧が必要である。この実施例では、ベース−エミッタ間電圧が、電子管3のバイアス用ダイオード33から与えられるように回路が構成されている。また、2つのトランジスタ5,6がそれぞれ0.65V程度のベース−エミッタ間電圧を必要とするため、バイアス用ダイオード33を2つのダイオードの直列接続で構成し、約1.4Vのバイアス電圧を得ている。この約1.4Vのバイアス電圧を2つのトランジスタ5,6のベース−エミッタ間電圧として与えることにより、2つのトランジスタ5,6が正常に動作するように工夫している。
バイアス用ダイオード33を2つのダイオードで構成したことに対応して、高抵抗素子としてのダイオード31,32もそれぞれ2つのダイオードを直列接続している。したがって、ダイオード31,32の端子間電圧も約1.4Vに収束し、ダイオード31,32のいずれにも電流が流れなくなり、ダイオード31,32が高抵抗素子として機能する。その結果、モジュール1からの音声信号が高入力インピーダンスで受け取られる。
以上説明した実施例では、電子管3のバイアス用ダイオード33が2つのダイオードの直列接続で構成されているが、直列接続されるダイオードの数は任意で、1つでも、3つ以上であってもよい。要は、コンプリメンタリーエミッタ出力回路のトランジスタを正常に作動させることができるベース−エミッタ電圧を得ることができればよい。
本実施例によれば、能動素子として電子管を用いたインピーダンス変換器に、コンプリメンタリーエミッタ出力回路を付加したことにより、出力インピーダンスを十分に低くすることができる。これに加えて、コンプリメンタリーエミッタ出力回路を動作させるための電圧を、電子管3のバイアス用ダイオードに生じる電圧を利用しているので、付加する回路部品は、2つのトランジスタ5,6と2つの抵抗51,61だけでよい。したがって、少ない回路素子で回路構成が簡単でありながら、出力インピーダンスを十分に低くすることができる。
前記実施例におけるダイオード31とダイオード32は、高抵抗素子として機能する。したがって、前記実施例におけるダイオード31とダイオード32に代えて、図2に示す実施例のように、例えば1MΩというような高い値の純抵抗38を、電子管3のグリッドと第2の電子管4のプレートとの間に接続してもよい。他の回路構成は前記実施例と同じである。
[コンデンサマイクロホン]
図1、図2に示す実施例は、能動素子として電子管を用いたインピーダンス変換器を、コンデンサマイクロホンに適用した例である。図1、図2に示す実施例における電子管3のグリッドに、モジュール1で電気音響変換された音声信号がインピーダンス変換器に入力されて低インピーダンスに変換され、出力端子8から出力される。この出力信号は十分に低いインピーダンスに変換されるため、長いコードを介して音声信号を伝送する場合であっても、音声信号の特性の低下を少なくすることができる。
図1、図2に示す実施例は、能動素子として電子管を用いたインピーダンス変換器を、コンデンサマイクロホンに適用した例である。図1、図2に示す実施例における電子管3のグリッドに、モジュール1で電気音響変換された音声信号がインピーダンス変換器に入力されて低インピーダンスに変換され、出力端子8から出力される。この出力信号は十分に低いインピーダンスに変換されるため、長いコードを介して音声信号を伝送する場合であっても、音声信号の特性の低下を少なくすることができる。
1 コンデンサマイクロホンモジュール
3 電子管
4 第2の電子管
5 トランジスタ
6 トランジスタ
31 高抵抗素子としてのダイオード
32 高抵抗素子としてのダイオード
33 バイアス用ダイオード
38 純抵抗
51 エミッタ抵抗
61 エミッタ抵抗
3 電子管
4 第2の電子管
5 トランジスタ
6 トランジスタ
31 高抵抗素子としてのダイオード
32 高抵抗素子としてのダイオード
33 バイアス用ダイオード
38 純抵抗
51 エミッタ抵抗
61 エミッタ抵抗
Claims (7)
- 能動素子として電子管を用い、前記電子管をカソードフォロワ接続したインピーダンス変換器であって、
前記電子管のカソードにバイアス電圧を与えるバイアス用ダイオードと、
前記バイアス用ダイオードの電圧を前記電子管のグリッドに与える高抵抗素子と、
前記電子管に接続された負荷回路と、
前記バイアス用ダイオードの一端と他端にそれぞれのベースが接続された2つのトランジスタを有するコンプリメンタリーエミッタ出力回路と、
を有するインピーダンス変換器。 - 前記高抵抗素子は、互いに逆向きに並列接続された第2、第3のダイオードである請求項1記載のインピーダンス変換器。
- 前記バイアス用のダイオードは直列接続された複数のダイオードからなる請求項1または2記載のインピーダンス変換器。
- 前記第2、第3のダイオードはそれぞれ直列接続された複数のダイオードからなる請求項2または3記載のインピーダンス変換器。
- 前記負荷回路は、第2の電子管と負荷抵抗を有する定電流負荷回路である請求項1乃至4のいずれかに記載のインピーダンス変換器。
- 前記高抵抗素子は、純抵抗からなる請求項1,3又は5記載のインピーダンス変換器。
- コンデンサマイクロホンモジュールから出力される高インピーダンスの音声信号をインピーダンス変換器によって低インピーダンスに変換して出力するコンデンサマイクロホンであって、前記インピーダンス変換器は、請求項1乃至6のいずれかに記載のインピーダンス変換器であるコンデンサマイクロホン。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015253080A JP2017118374A (ja) | 2015-12-25 | 2015-12-25 | インピーダンス変換器およびコンデンサマイクロホン |
US15/386,174 US9893691B2 (en) | 2015-12-25 | 2016-12-21 | Impedance converter and condenser microphone |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015253080A JP2017118374A (ja) | 2015-12-25 | 2015-12-25 | インピーダンス変換器およびコンデンサマイクロホン |
Publications (1)
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JP2017118374A true JP2017118374A (ja) | 2017-06-29 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2015253080A Pending JP2017118374A (ja) | 2015-12-25 | 2015-12-25 | インピーダンス変換器およびコンデンサマイクロホン |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP5201594B2 (ja) * | 2009-04-24 | 2013-06-05 | 株式会社オーディオテクニカ | コンデンサマイクロホンおよびそのインピーダンス変換器 |
JP5201596B2 (ja) * | 2009-05-22 | 2013-06-05 | 株式会社オーディオテクニカ | マイクロホン用インピーダンス変換器およびマイクロホン |
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2015
- 2015-12-25 JP JP2015253080A patent/JP2017118374A/ja active Pending
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- 2016-12-21 US US15/386,174 patent/US9893691B2/en not_active Expired - Fee Related
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