JP4399371B2 - Microphone device - Google Patents
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Description
本発明は、負荷に対して複数台のエレクトレットコンデンサマイクロホンを並列的に接続(デージーチェーン接続)するにあたって、その負荷として出力トランスを用いるマイクロホン装置に関するものである。 The present invention relates to a microphone device that uses an output transformer as a load when a plurality of electret condenser microphones are connected in parallel to a load (daisy chain connection).
エレクトレットコンデンサマイクロホンのうち、FET(電界効果トランジスタ)のドレイン側から出力を得るドレイン出力(2線式)のエレクトレットコンデンサマイクロホンは「プラグインパワー方式」などの名称で市場に提供されている(例えば、特許文献1参照)。図3にその一例を示す。 Among electret condenser microphones, drain output (2-wire type) electret condenser microphones that obtain output from the drain side of an FET (field effect transistor) are offered to the market under the name of “plug-in power system” (for example, Patent Document 1). An example is shown in FIG.
これによると、エレクトレットコンデンサマイクロホン10は、振動板と固定極のいずれか一方にエレクトレット材を有するマイクロホンカプセル11と、インピーダンス変換器としてのFET(この例ではNチャネル接合型電界効果トランジスタ)12とを備えているが、プラグインパワー方式では、FET12のドレインDに対して直列に負荷抵抗RLとマイクロホンの直流電源Vccを接続し、負荷抵抗RLの両端の電圧変化を出力端子T1,T2から得るようにしている。
According to this, the
ここで用いられるFET12は、そのゲートGとソースSとの間にダイオードと高抵抗を接続してなるバイアス内蔵型であるため、ドレイン電流はIdss(ゲートG・ソースS間の電圧が0のときのドレイン電流値)で固定される。 Since the FET 12 used here is a built-in bias type in which a diode and a high resistance are connected between the gate G and the source S, the drain current is Idss (when the voltage between the gate G and the source S is 0). Of the drain current).
図3には一つのエレクトレットコンデンサマイクロホン10しか示されていないが、負荷抵抗RLに対して複数台のエレクトレットコンデンサマイクロホン10を並列に接続することにより、それぞれのマイクロホンからの音声信号を合成することができる。
Although only one electret condenser microphone 10 is shown in FIG. 3, by connecting a plurality of
しかしながら、負荷抵抗RLに対して複数台のエレクトレットコンデンサマイクロホン10を並列接続すると、接続される台数によって負荷抵抗RLの直流両端電圧が変わってしまう。すなわち、接続される台数が多くなると、負荷抵抗RLの直流両端電圧が直流電源Vccの電源電圧に近づき、これによりFET12のドレインDとソースS間の電圧が減少するため、最悪の場合、FET12が動作しなくなるという問題がある。
However, when a plurality of
この問題は、接続するマイクロホンの台数に応じて負荷抵抗RLの抵抗値を適宜切り替ることにより解消することができるが、設置業者もしくは使用者などがその切替作業を行うにはかなりの困難が伴う。 This problem can be solved by appropriately switching the resistance value of the load resistance RL according to the number of microphones to be connected. However, it is quite difficult for an installer or user to perform the switching operation. .
別の方法として、負荷に出力トランスを用いる方法がある。これによれば、接続するマイクロホンの台数(消費電流)によってFET12のドレインDとソースS間の電圧が低下することはない。しかしながら、出力トランスに直流電流が流されることにより直流磁化が発生し、トランス性能が劣化するという別の問題が生ずる。
Another method is to use an output transformer for the load. According to this, the voltage between the drain D and the source S of the
したがって、本発明の課題は、負荷に対して複数台のエレクトレットコンデンサマイクロホンを並列的に接続するマイクロホン装置で、負荷として出力トランスを用いる場合におけるトランスの直流磁化を防止することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to prevent DC magnetization of a transformer when an output transformer is used as a load in a microphone device in which a plurality of electret condenser microphones are connected in parallel to a load.
上記課題を解決するため、本発明は、振動板と固定極のいずれか一方にエレクトレット材を有するマイクロホンカプセルと、インピーダンス変換器としてのFETとを含むエレクトレットコンデンサマイクロホンを複数台備え、上記各エレクトレットコンデンサマイクロホンを負荷に並列的に接続してなるマイクロホン装置において、上記負荷として用いられる出力トランスと、カレントミラー回路とを含み、上記出力トランスの1次側巻線にセンタータップを設け、上記1次側巻線の一方の巻線部に上記各エレクトレットコンデンサマイクロホンが備える上記FETのドレインを並列的に接続し、上記FETのソースを上記カレントミラー回路の電流入力側に並列的に接続し、上記1次側巻線の他方の巻線部を上記カレントミラー回路の電流出力側に接続するとともに、マイクロホンの直流電源を負荷抵抗を介して上記センタータップに接続してなることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the present invention includes a plurality of electret condenser microphones each including a microphone capsule having an electret material on either one of a diaphragm and a fixed pole, and an FET as an impedance converter. A microphone device in which a microphone is connected to a load in parallel includes an output transformer used as the load and a current mirror circuit, and a center tap is provided in a primary winding of the output transformer, and the primary side The drain of the FET included in each electret condenser microphone is connected in parallel to one winding portion of the winding, the source of the FET is connected in parallel to the current input side of the current mirror circuit, and the primary The other winding part of the side winding is connected to the current mirror circuit. While connected to the output side, it is characterized by being connected to the center tap of the DC power source of the microphone through the load resistor.
本発明において、上記カレントミラー回路の電流比が1:1であることが好ましい。また、上記負荷抵抗に代えて交流阻止インダクタを用いることもできる。 In the present invention, the current ratio of the current mirror circuit is preferably 1: 1. Further, an AC blocking inductor can be used instead of the load resistance.
カレントミラー回路によると、電流出力側に電流入力側に流れる電流とほぼ等しい電流が発生する。本発明によれば、このようなカレントミラー回路の作用により、マイク出力トランスの1次側巻線には、センタータップから見て一方の巻線部と他方の巻線部に反対方向の電流が流されるため、直流磁化が発生しない。 According to the current mirror circuit, a current substantially equal to the current flowing on the current input side is generated on the current output side. According to the present invention, due to the action of such a current mirror circuit, the primary winding of the microphone output transformer has a current in the opposite direction in one winding portion and the other winding portion as viewed from the center tap. Therefore, direct current magnetization is not generated.
しかも、並列接続するマイクロホンの台数を増減しても、カレントミラー回路によって一方の巻線部と他方の巻線部とに流れる電流がバランスするため、調整が一切不要で、マイクロホンの台数を増減しても正常に動作するデージーチェーン接続が可能なマイクロホン装置を実現することができる。 Moreover, even if the number of microphones connected in parallel is increased or decreased, the current flowing through one winding section and the other winding section is balanced by the current mirror circuit, so no adjustment is required and the number of microphones is increased or decreased. However, a microphone device capable of daisy chain connection that operates normally can be realized.
次に、図1および図2により、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図1は本発明によるマイクロホン装置の構成を概略的に示す回路図、図2はデージーチェーンの接続例を示す模式図である。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2, but the present invention is not limited to this. FIG. 1 is a circuit diagram schematically showing the configuration of a microphone device according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram showing a connection example of a daisy chain.
図1に示すように、このマイクロホン装置は、マイクロホンの駆動部兼出力部としての装置本体20と、この装置本体20に対して並列に接続される複数台、この例では3台のエレクトレットコンデンサマイクロホン10a〜10cとから構成される。
As shown in FIG. 1, this microphone device includes a device
エレクトレットコンデンサマイクロホン10a〜10cは、先の図3で説明したエレクトレットコンデンサマイクロホン10と同じ構成であってよく、振動板と固定極のいずれか一方にエレクトレット材を有するマイクロホンカプセル11と、インピーダンス変換器としてのFET(電界効果トランジスタ)12とを備えている。なお、固定極はFET12のゲートGに接続され、振動板はFET12のソースSとともに接地に接続される。
The
装置本体20には、マイクロホンの直流電源Vccと、負荷としての音声信号出力用の出力トランス21と、カレントミラー回路24とが含まれている。出力トランス21の1次側巻線22は、センタータップ22cにより一方の巻線部22aと他方の巻線部22bとに分けられており、その一方の巻線部22aに対してエレクトレットコンデンサマイクロホン10a〜10cが備える各FET12のドレインDが並列的に接続される。出力トランス21の2次側巻線23は図示しない音声出力回路に接続される。
The apparatus
カレントミラー回路24は、基本的な構成として、電流入力側のトランジスタQ1と電流出力側のトランジスタQ2とを含み、電流入力側のトランジスタQ1はベースとコレクタを結合したダイオード接続で、そのコレクタ電圧を電流出力側のトランジスタQ2のベースに与えることにより、電流出力側のトランジスタQ2のコレクタ−エミッタ間に、電流入力側に入力される電流と同じ向きの電流が出力(発生)される。
The
この種のカレントミラー回路においては、電流入力側および電流出力側のトランジスタの数を選択することにより、その電流比を任意に設定することができる。また、電流入力側のトランジスタQ1をダイオードに置き換えた簡略型のカレントミラー回路も本発明に適用されてよい。なお、この例では電流入力側と電流出力側にそれぞれ電解コンデンサCが並列に接続されているが、これは交流接地用のコンデンサである。 In this type of current mirror circuit, the current ratio can be arbitrarily set by selecting the number of transistors on the current input side and the current output side. A simplified current mirror circuit in which the transistor Q1 on the current input side is replaced with a diode may also be applied to the present invention. In this example, electrolytic capacitors C are connected in parallel on the current input side and the current output side, respectively, but this is a capacitor for AC grounding.
カレントミラー回路24の電流入力側には、エレクトレットコンデンサマイクロホン10a〜10cが備える各FET12のソースSが並列的に接続され、カレントミラー回路24の電流出力側には、出力トランス21の1次側巻線22のうちの他方の巻線部22bが接続される。
The source S of each
また、マイクロホンの直流電源Vccは、装置本体20の接地と出力トランス21の1次側巻線22のセンタータップ22cとの間に接続されるが、この場合、直流電源Vccとセンタータップ22cとの間に負荷抵抗RLが接続される。なお、負荷抵抗RLに代えて交流阻止インダクタを用いることができる。
The DC power supply Vcc of the microphone is connected between the ground of the
上記した構成において、出力トランス21の1次側巻線22の一方の巻線部22aからエレクトレットコンデンサマイクロホン10a〜10cが備える各FET12のドレインDに電流I1が供給されると、その電流I1は各FET12のドレインD−ソースS間を流れてカレントミラー回路24のトランジスタQ1を含む電流入力側に入力される。
In the configuration described above, when the current I1 is supplied from the one
そうすると、カレントミラー回路24のトランジスタQ2を含む電流出力側には、電流I1と同じ向きの電流I2が発生する。このことは、出力トランス21の1次側巻線22の他方の巻線部22bに、一方の巻線部22aとは逆向きの電流I2が発生することを意味し、これにより出力トランス21の直流磁化が防止される。
Then, a current I2 having the same direction as the current I1 is generated on the current output side including the transistor Q2 of the
出力トランス21の直流磁化を防止するうえで、上記電流I1と電流I2はほぼ等しいことが条件とされるため、カレントミラー回路24の電流入力側と電流出力側の電流比は1:1であることが好ましい。
In order to prevent the DC magnetization of the output transformer 21, the current I1 and the current I2 are required to be substantially equal, so that the current ratio between the current input side and the current output side of the
このマイクロホン装置は、図2の模式図に示すように、各エレクトレットコンデンサマイクロホン10a〜10cにプラグ31とジャック32を設けてユニット化することにより、装置本体20に対して必要な台数分をデージーチェーン接続(数珠繋ぎ接続)することができる。
As shown in the schematic diagram of FIG. 2, this microphone device is provided with a
この場合、接続するユニットの台数を増減させても、カレントミラー回路24によって一方の巻線部22aに流れる電流I1と他方の巻線部22bに流れる電流I2とが常にバランスするため、調整作業が一切必要であり、正常に動作するマイクロホン装置を実現することができる。
In this case, even if the number of connected units is increased or decreased, the
本発明による複数台のエレクトレットコンデンサマイクロホンを並列接続してなるマイクロホン装置は、例えば会議場のマイクロホン装置や防犯カメラと併用される防犯システムなどに利用される。 A microphone device in which a plurality of electret condenser microphones according to the present invention are connected in parallel is used, for example, in a security system used in combination with a microphone device in a conference hall or a security camera.
10(10a〜10c) エレクトレットコンデンサマイクロホン
11 マイクロホンカプセル
12 FET
20 装置本体
21 出力トランス
22 1次側巻線
22a,22b 巻線部
22c センタータップ
24 カレントミラー回路
31 プラグ
32 ジャック
10 (10a to 10c)
20 Device body 21 Output transformer 22 Primary winding 22a,
Claims (3)
上記負荷として用いられる出力トランスと、カレントミラー回路とを含み、上記出力トランスの1次側巻線にセンタータップを設け、上記1次側巻線の一方の巻線部に上記各エレクトレットコンデンサマイクロホンが備える上記FETのドレインを並列的に接続し、上記FETのソースを上記カレントミラー回路の電流入力側に並列的に接続し、上記1次側巻線の他方の巻線部を上記カレントミラー回路の電流出力側に接続するとともに、マイクロホンの直流電源を負荷抵抗を介して上記センタータップに接続してなることを特徴とするマイクロホン装置。 A plurality of electret condenser microphones including a microphone capsule having an electret material on either one of a diaphragm and a fixed pole and an FET as an impedance converter, and each of the electret condenser microphones connected in parallel to a load In the microphone device,
An output transformer used as the load and a current mirror circuit are provided, a center tap is provided in the primary winding of the output transformer, and each electret condenser microphone is provided in one winding portion of the primary winding. The drain of the FET provided is connected in parallel, the source of the FET is connected in parallel to the current input side of the current mirror circuit, and the other winding portion of the primary winding is connected to the current mirror circuit. A microphone device, wherein the microphone device is connected to a current output side, and a DC power source of the microphone is connected to the center tap via a load resistor.
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