JP2017225033A - マイクロホンの電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】緩衝増幅器の負荷として用いられる出力トランスに生ずる直流磁化を抑えるとともに、音質改善効果を得る。【解決手段】マイクロホンにファントム電源３による動作電流を供給し、前記マイクロホンからの音声信号を緩衝増幅して平衡伝送するマイクロホンの電源装置１００であって、前記ファントム電源と、前記ファントム電源の供給抵抗１１，１２をバイアス用抵抗として共用する第１の電子管及び第２の電子管１，２と、前記第１の電子管のカソードと前記第２の電子管のカソードとに、それぞれ一次側巻線の各端部が接続される出力トランス８と、前記出力トランスの一次側巻線に設けられたセンタータップと接地との間に接続された定電流ダイオード２３と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明はマイクロホンの電源装置に関し、特に、緩衝増幅器の負荷として用いられる出力トランスに生ずる直流磁化を抑えるとともに、音質改善効果を得ることのできるマイクロホンの電源装置に関する。

マイクロホンに用いられる電源供給方式として、ＥＩＡＪ規格（ＲＣ―８１２Ａ）に規定されている周知のファントム電源供給方式がある。このファントム電源供給方式は、マイクロホンに動作電流を供給するための供給抵抗を有している。このため、マイクロホン側で消費電流が変動すると、ファントム電源の出力電圧（直流成分）が変動する。すなわち、マイクロホン側の消費電流が多いときは出力電圧が低くなり、消費電流が少ないときは出力電圧が高くなる。

一般にファントム電源の出力にはミキサー等が接続される。この変動する直流成分を取り除くため、従来、例えばトランスセンタータップ方式の回路などが用いられている。
また、前記ファントム電源は、主にホット側信号線、コールド側信号線、グランド線からなる３線式であり、マイクロホンから出力される音声信号（交流成分）を平衡伝送できることから、外来ノイズの影響を受けにくい。しかしながら、より好ましくは、マイクロホンの近傍で電源を供給し、且つ、緩衝増幅器で増幅した信号を伝送するようにすることによって、ノイズの影響を更に受けにくくすることができる。

一般に、緩衝増幅器に用いられる増幅素子（電子管）の負荷が抵抗である場合、その増幅素子に加わるバイアス電圧（直流成分）が変動すると、動作点が変動し、出力信号（音声信号）に歪みが生じるなどの不具合が生じることがある。そのため、前記ファントム電源給電方式においては、トランスやコンデンサを用いて直流成分をカット（遮断）し、交流成分のみを出力して、前記緩衝増幅器に供給するように構成されている。

しかしながら、トランスを用いると、外部からの磁界によって磁気回路が乱され、雑音を発生させやすいという課題があり、コンデンサを用いる場合には、容量の大きな電解コンデンサなどは時間の経過とともに劣化しやすいという課題があった。

前記課題に対し、本願出願人は、特許文献１において、電子管のグリッド電圧をファントム電源の供給電圧とし、グリッド抵抗をファントム電源の供給抵抗とし、さらに電子管のカソードに接続されている負荷として定電流ダイオードを用いたマイクロホンの電源装置を提案している。

特許文献１に開示されたマイクロホンの電源装置について、図３に基づいて説明する。
図３において、符号３１，３２は、マイクロホン（図示せず）によって変換された平衡伝送される音声信号の入力端子であって、前記音声信号を平衡伝送する２本のマイクロホンコード（図示せず）に繋がる入力端子を示す。この入力端子３１，３２を介して、前記マイクロホンと、増幅素子としての電子管１，２を有する緩衝増幅器とが接続されている。

この緩衝増幅器についてより具体的に説明すると、入力端子３１，３２はそれぞれ電子管（３極管）１，２のグリッドに接続されている。また、入力端子３１，３２間には電子管１，２のバイアス用抵抗１１，１２が直列に接続され、このバイアス用抵抗１１，１２の接続点にはファントム電源３のプラス端子が接続されている。ファントム電源３は例えば４８Ｖで、そのマイナス端子は基準電位点（グランド）に接続されている。

前記電子管１，２のカソードと基準電位点の間には、それぞれのカソードから基準電位点に向かって順方向に定電流ダイオード２１，２２が接続されている。また、電子管１，２のカソードには、出力トランス５の１次側巻線の両側端部がそれぞれ接続されている。そして、出力トランス５の２次側巻線の両端子４２，４３が信号端子であり、これにマイクロホンコードの信号線が接続される。なお、グランド端子としてもう一つの出力端子４１があり、この端子は前記マイクロホンコードのシールド線に接続される。

前記電源装置において、電子管１，２のプレートには、電源４から１２０Ｖ程度のプレート電圧が印加される。また、電子管１，２のグリッド（端子３１，３２）には、マイクロホン側における消費電流が変動することにより変動する直流成分（バイアス電圧）と、この直流成分に重畳した音声信号（交流成分）とが加わる。

このようなマイクロホンの電源装置においては、前記グリッドに加わるバイアス電圧が変動するため、動作点が変動する。しかしながら、緩衝増幅器の負荷として定電流ダイオード２１，２２を用いているため、前記動作点の変動があったとしても安定して動作する。即ち、この電源装置によれば、ファントム電源の供給電流が変化しても安定した動作を得ることができる。

また、電子管１，２のバイアス用抵抗１１、１２を、ファントム電源３の供給抵抗として共用しているため、回路の簡略化を図ることができる。
また、出力トランス５により音声信号を平衡伝送する際に、緩衝増幅器により出力インピーダンスを十分に低くできることもあって、ノイズの影響を受けにくく、良質な音声信号を伝送することができる。

特許第５０６７８３８号公報

しかしながら、定電流ダイオードは、厳密に言えば、個々に異なる電流・電圧特性を有する。このため、図３に示した電源装置の場合、定電流ダイオード２１，２２の電流・電圧特性が異なることで、それぞれにプレート電流が流れた際に、出力トランス５の一次側巻線の両端子間に電位差が生じ、この一次側巻線の一方向に直流電流が流れる。その結果、出力トランス５のコアが直流磁化され、音声信号の伝達性能が劣化するという課題があった。この課題を解決するために、電子管１，２のそれぞれのカソードと、一次側巻線との間にコンデンサを挿入し、直流電流を遮断することが考えられるが、部品点数の増加や回路が複雑になるという問題を招来する。

本発明は、前記した技術的な観点に基づきなされたものであり、緩衝増幅器の負荷として用いられる出力トランスに生ずる直流磁化を抑えるとともに、音質改善効果を得ることのできるマイクロホンの電源装置を提供することを課題とするものである。

前記した課題を解決するためになされたこの発明に係るマイクロホンの電源装置は、マイクロホンにファントム電源による動作電流を供給し、マイクロホンからの音声信号を緩衝増幅して平衡伝送するマイクロホンの電源装置であって、前記ファントム電源と、前記ファントム電源の供給抵抗をバイアス用抵抗として共用する第１の電子管及び第２の電子管と、前記第１の電子管のカソードと前記第２の電子管のカソードとに、それぞれ一次側巻線の各端部が接続される出力トランスと、前記出力トランスの一次側巻線に設けられたセンタータップと接地との間に接続された定電流ダイオードと、を備え、前記出力トランスの二次側巻線の両端子を信号端子とすることに特徴を有する。

このような構成の電源装置によれば、第１、第２の電子管のそれぞれにプレート電流が流れた際に、第１の電子管を介して一次側巻線に流れるプレート電流の向きと、第２の電子管を介して一次側巻線に流れるプレート電流の向きとが、互いに逆方向となる。これは、出力トランスのコアに発生する直流磁化を、互いに打ち消すように作用する。このため、コアが磁化されるのを防ぎ、出力トランスの音声信号の伝達性能が劣化するのを防ぐことができる。
また、第１、第２の電子管のカソードは、それぞれ、一次側巻線のセンタータップを介して定電流ダイオードに接続されている。このため、第１と第２の電子管のグリッドバイアスの変動により動作点が変動しても、緩衝増幅器の動作を安定させることができ、出力トランスによる音声信号の出力も安定する。
更には、第１、第２の電子管のカソード端子には交流負荷として半導体素子ではなく、受動素子である出力トランスの一次側巻線が接続されるため、より音質改善することができる。

また、他の好ましい形態において、本発明に係るマイクロホンの電源装置は、マイクロホンにファントム電源による動作電流を供給し、マイクロホンからの音声信号を緩衝増幅して伝送するマイクロホンの電源装置であって、前記ファントム電源と、前記ファントム電源の供給抵抗をバイアス用抵抗として共用する第１の電子管及び第２の電子管と、一端部が前記第１の電子管のカソードに接続された第１の一次側巻線と一端部が前記第２の電子管のカソードに接続された第２の一次側巻線とを有すると共に、前記第１の一次側巻線及び第２の一次側巻線の他端部同士が接続された出力トランスと、前記出力トランスの第１の一次側巻線及び第２の一次側巻線の他端部同士の接続点と接地との間に接続された定電流ダイオードと、を備え、前記出力トランスの第１の二次側巻線と第２の二次側巻線の一端部同士を信号端子とし、他端部は共通接続されることに特徴を有する。

このような構成の電源装置によれば、第１と第２の電子管のそれぞれにプレート電流が流れた際に、第１の電子管を介して第１の一次側巻線に流れるプレート電流の向きと、第２の電子管を介して第２の一次側巻線に流れるプレート電流の向きとが、互いに逆方向となる。これは、出力トランスのコアに発生する直流磁化を、互いに打ち消すように作用する。このため、コアが磁化されるのを防ぎ、出力トランスの音声信号の伝達性能が劣化するのを防ぐことができる。
また、第１の電子管のカソードは、第１の一次側巻線を介して定電流ダイオードに接続され、第２の電子管のカソードは、第２の一次側巻線を介して定電流ダイオードに接続されている。このため、このため、第１と第２の電子管のグリッドバイアスの変動により動作点が変動しても、緩衝増幅器の動作を安定させることができ、出力トランスによる音声信号の出力も安定する。
更には、第１、第２の電子管のカソード端子には交流負荷として半導体素子ではなく、受動素子である出力トランスの一次側巻線が接続されるため、より音質改善することができる。

本発明によれば、緩衝増幅器の負荷として用いられる出力トランスに生ずる直流磁化を抑えるとともに、音質改善効果を得ることのできるマイクロホンの電源装置を提供することができる。

図１は、本発明に係るマイクロホンの電源装置の第１の実施形態を示した回路構成図である。 図２は、本発明に係るマイクロホンの電源装置の第２の実施形態を示した回路構成図である。 図３は、従来の緩衝増幅器を備えたマイクロホンの電源装置の回路構成図である。

この発明に係るマイクロホンの電源装置の第１の実施形態について、図１に基づいて説明する。
なお、図１においては、既に説明した図３に示した各部と同一の機能を果たす部分を同一符号で示している。したがって、その詳細な説明は適宜省略する。

図１に示すように、マイクロホンの電源装置１００は、ファントム電源３と、このファントム電源３の供給抵抗となる抵抗１１，１２と、マイクロホンからの音声信号が入力される緩衝増幅器６とを備える。
また、前記緩衝増幅器６は、電子管１，２と、この電子管１，２のグリッドバイアス抵抗となる前記抵抗１１，１２と、出力トランス８と、定電流ダイオード２３とを有する。
前記出力トランス８の一次側巻線の両端は、それぞれ、電子管１，２のカソード端子に接続されている。これによって、一次側巻線は電子管１，２のそれぞれの負荷となる。前記出力トランス８の二次側巻線の両端子を信号端子とする。
また、前記一次側巻線にはセンタータップＣｔが形成され、このセンタータップＣｔには１つの定電流ダイオード２３のアノード端子が接続され、そのカソード端子が基準電位点（グランド）、即ち接地されている。

このように構成されたマイクロホンの電源装置１００においては、電源４により、電子管１，２のそれぞれにプレート電流Ｉｐ１，Ｉｐ２が流れる。そして、プレート電流Ｉｐ１は、電子管１のカソード端子から前記一次側巻線の一方の側に流れ、定電流ダイオード２３を介して基準電位点に流れる。一方、プレート電流Ｉｐ２は、電子管２のカソード端子から、前記一次側巻線の他方の側に流れ、定電流ダイオード２３を介して基準電位点に流れる。
すなわち、プレート電流Ｉｐ１，Ｉｐ２は、前記一次側巻線において、互いに逆方向に流れる。これは、出力トランス８のコアに生ずる直流磁化を互いに打ち消すように作用する。このため、前記コアの磁化を防ぐことができ、出力トランス８の音声信号の伝達性能劣化を防止することができる。

また、電子管１，２のカソード端子には、それぞれ、前記一次側巻線を介して定電流ダイオード２３が接続されている。このため、電子管１，２のグリッドバイアスの変動により動作点が変動しても、緩衝増幅器６の動作を安定させることができ、出力トランス８による音声信号の出力も安定する。
また、電子管１，２のカソード端子には交流負荷として半導体素子ではなく、受動素子である出力トランス８の一次側巻線が接続されるため、より音質改善することができる。

続いて、この発明に係るマイクロホンの電源装置の第２の実施形態を、図２に基づいて説明する。
なお、図２においては、既に説明した各部と同一の機能を果たす部分を同一符号で示している。したがって、その詳細な説明は適宜省略する。

図２に示すように、マイクロホンの電源装置１００は、ファントム電源３と、このファントム電源３の供給抵抗である抵抗１１，１２と、マイクロホンからの音声信号が入力される緩衝増幅器７とを備える。
前記緩衝増幅器７は、電子管１，２と、この電子管１，２のグリッドバイアス抵抗である前記抵抗１１，１２と、出力トランス９と、定電流ダイオード２３とを有する。

前記出力トランス９は、コアに巻かれた第１の一次側巻線９ａと、第１の二次側巻線９ｂと、第２の一次側巻線９ｃと、第２の二次側巻線９ｄとを有する。そして、第１の一次側巻線９ａおよび第２の一次側巻線９ｃの一端部は、それぞれ、電子管１および電子管２のカソード端子に接続され、他端部は共通接続され、この共通接続点と接地との間に定電流ダイオード２３が接続されている。

このような接続においては、第１の一次側巻線９ａは電子管１の負荷となり、第２の一次側巻線９ｃは電子管２の負荷となる。また、第１の二次側巻線９ｂおよび第２の二次側巻線９ｄの一端部は、それぞれ、前記端子４２，４３となり、他端部は共通接続されている。

このような緩衝増幅器７を含むマイクロホンの電源装置１００によれば、電源４により、電子管１，２のそれぞれにプレート電流Ｉｐ１，Ｉｐ２が流れる。プレート電流Ｉｐ１は、電子管１のカソードから、第１の一次側巻線９ａおよび定電流ダイオード２３を介して基準電位点に流れる。一方、プレート電流Ｉｐ２は、電子管２のカソードから、第２の一次側巻線９ｃおよび定電流ダイオード２３を介して基準電位点に流れる。
すなわち、プレート電流Ｉｐ１，Ｉｐ２は、前記コアに生ずる直流磁化を互いに打ち消す方向に流れる。このため、前記コアの磁化を防ぎ、出力トランス９の音声信号の伝達性能が劣化するのを防ぐことができる。
また、プレート電流Ｉｐ１，Ｉｐ２は、定電流ダイオード２３により、ほぼ一定に保たれる。このため、電子管１，２のグリッドバイアスの変動により動作点が変動しても、緩衝増幅器７の動作を安定させることができ、出力トランス９による音声信号の出力も安定する。

以上のように本発明に係る第１及び第２の実施の形態によれば、電子管１，２のそれぞれにプレート電流が流れた際、電子管１を介して出力トランス８（９）の一次側巻線に流れるプレート電流の向きと、電子管２を介して出力トランス８（９）の一次側巻線に流れるプレート電流の向きとが、互いに逆方向となる。
これにより、出力トランスのコアに発生する直流磁化は互いに打ち消され、出力トランスの音声信号の伝達性能の劣化を防止することができる。
また、電子管１，２のカソードは、それぞれ、一次側巻線のセンタータップを介して定電流ダイオードに接続されているため、電子管１，２のグリッドバイアスの変動により動作点が変動しても、緩衝増幅器の動作を安定させ、出力トランスによる音声信号の出力を安定させることができる。 更には、電子管１，２のカソード端子には交流負荷として半導体素子ではなく、受動素子である出力トランス８の一次側巻線が接続されるため、より音質を改善することができる。

１ 電子管（真空管）
２ 電子管（真空管）
３ ファントム電源
４ 電源
６ 緩衝増幅器
７ 緩衝増幅器
８ 出力トランス
９ 出力トランス
１１ 抵抗（供給抵抗、バイアス用抵抗）
１２ 抵抗（供給抵抗、バイアス用抵抗）
２３ 定電流ダイオード
１００ 電源装置
Ｃｔ センタータップ

Claims (2)

1. マイクロホンにファントム電源による動作電流を供給し、マイクロホンからの音声信号を緩衝増幅して平衡伝送するマイクロホンの電源装置であって、
   前記ファントム電源と、
   前記ファントム電源の供給抵抗をバイアス用抵抗として共用する第１の電子管及び第２の電子管と、
   前記第１の電子管のカソードと前記第２の電子管のカソードとに、それぞれ一次側巻線の各端部が接続される出力トランスと、
   前記出力トランスの一次側巻線に設けられたセンタータップと接地との間に接続された定電流ダイオードと、
   を備え、
   前記出力トランスの二次側巻線の両端子を信号端子とすることを特徴とするマイクロホンの電源装置。
2. マイクロホンにファントム電源による動作電流を供給し、マイクロホンからの音声信号を緩衝増幅して伝送するマイクロホンの電源装置であって、
   前記ファントム電源と、
   前記ファントム電源の供給抵抗をバイアス用抵抗として共用する第１の電子管及び第２の電子管と、
   一端部が前記第１の電子管のカソードに接続された第１の一次側巻線と一端部が前記第２の電子管のカソードに接続された第２の一次側巻線とを有すると共に、前記第１の一次側巻線及び第２の一次側巻線の他端部同士が接続された出力トランスと、
   前記出力トランスの第１の一次側巻線及び第２の一次側巻線の他端部同士の接続点と接地との間に接続された定電流ダイオードと、
   を備え、前記出力トランスの第１の二次側巻線と第２の二次側巻線の一端部同士を信号端子とし、他端部は共通接続されることを特徴とするマイクロホンの電源装置。

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