JP4873475B2 - Condenser microphone unit and condenser microphone - Google Patents

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本発明は、過大音圧入力による信号の歪みを防止する入力減衰器の減衰量を連続的に変化させることができるコンデンサマイクロホンユニットおよび同ユニットを用いたマイクロホンに関するものである。   The present invention relates to a condenser microphone unit capable of continuously changing an attenuation amount of an input attenuator for preventing signal distortion due to excessive sound pressure input, and a microphone using the unit.

音声入力信号を電気信号に変換する素子に静電容量(コンデンサ)を用いるコンデンサマイクロホンは、小型化や軽量化が可能であるため業務用から民生用まで幅広く使用されている。通常のコンデンサマイクロホンは、マイクロホンユニットの電極間に高抵抗を介して直流電圧を加え、ユニットの容量変化によって高抵抗の両端に生じる電圧の変化を電気信号として取り出すようになっている。また、通常のコンデンサの代わりにマイクロホンユニットの固定極あるいは振動板を、エレクトレット現象を持つ薄膜で形成したエレクトレットコンデンサマイクロホンは、信号を取り出す側の電極を高インピーダンスで接続し、ユニットの静電容量の変化を電気信号として取り出している。一般にこのようなマイクロホンユニットの静電容量は数10pFであり、高抵抗は数100MΩ以上のものが必要になるが、マイクロホンの出力インピーダンスは数100Ωの低インピーダンスにする必要がある。そこで、高入力インピーダンスを低出力インピーダンスに変換するためにFETや真空管等で構成されたインピーダンス変換回路を設けている。   Capacitor microphones that use a capacitance (capacitor) as an element that converts an audio input signal into an electrical signal are widely used from commercial use to consumer use because they can be reduced in size and weight. In a normal condenser microphone, a DC voltage is applied between electrodes of a microphone unit via a high resistance, and a change in voltage generated at both ends of the high resistance due to a change in unit capacitance is taken out as an electric signal. In addition, an electret condenser microphone in which the fixed pole or diaphragm of the microphone unit is formed of a thin film having an electret phenomenon instead of a normal capacitor is connected to the electrode on the side from which the signal is extracted with a high impedance, and the capacitance of the unit The change is taken out as an electrical signal. In general, such a microphone unit has a capacitance of several tens of pF and a high resistance of several hundred MΩ or more, but the output impedance of the microphone needs to be a low impedance of several hundreds of Ω. Therefore, an impedance conversion circuit composed of an FET, a vacuum tube, or the like is provided to convert a high input impedance into a low output impedance.

エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットにインピーダンス変換回路を用いた例を図5に示す。図5において、マイクロホンユニット1の固定極あるいは振動板のいずれか一方は、その容量変化を電圧の変化として取り出すための抵抗13およびインピーダンス変換用のFET14に接続されている。FET14のドレインは別のFET15を介して電源端子16に接続されている。このFET15は、FET14の入力静電容量を略ゼロにしてこれによる信号の減衰を改善するとともに、FET14のドレインとソース間の電圧を入力信号に対して殆ど変動のない状態にして歪み率を改善するためのものである。FET14のソースは定電流回路を構成するFET17を介して接地端子18に接続されており、FET17はFET15と同様にその高い内部インピーダンスにより信号の歪みと減衰を改善している。FET14のソースが出力端子19に接続され、この出力端子19にはFET15のゲートと抵抗13の一端、そしてFET17のドレインにも接続されている。接地端子18にはマイクロホンユニット1の他方が接続されている。上記した素子13、素子14、素子15、および素子17によって構成される回路がインピーダンス変換回路30である。 An example in which an impedance conversion circuit is used in the electret condenser microphone unit is shown in FIG. In FIG. 5, one of the fixed pole and the diaphragm of the microphone unit 1 is connected to a resistor 13 and an impedance converting FET 14 for taking out the capacitance change as a voltage change. The drain of the FET 14 is connected to the power supply terminal 16 via another FET 15. The FET 15 improves the attenuation of the signal due to the input capacitance of the FET 14 being substantially zero, and improves the distortion rate by making the voltage between the drain and source of the FET 14 almost unchanged with respect to the input signal. Is to do. The source of the FET 14 is connected to the ground terminal 18 through the FET 17 constituting the constant current circuit. Like the FET 15, the FET 17 improves the distortion and attenuation of the signal due to its high internal impedance. The source of the FET 14 is connected to the output terminal 19, and the output terminal 19 is also connected to the gate of the FET 15, one end of the resistor 13, and the drain of the FET 17. The other end of the microphone unit 1 is connected to the ground terminal 18. Device 13 described above, device 14, device 15, and the circuit is configured by the element 17 is the impedance conversion circuit 30.

上記のように、エレクトレットを用いたマイクロホンユニット1には、インピーダンス変換回路30が必要である。しかし、マイクロホンユニット1に過大な音圧が入力された場合、即ち、マイクロホンユニット1からインピーダンス変換ユニットに入力される信号が大き過ぎた場合、インピーダンス変換回路30を通して出力端子19から出力される信号に歪みが生じる。このような信号の歪みを防止するために、図5に示すようにマイクロホンユニット1とインピーダンス変換回路30との間に数10〜数100pFのコンデンサ12及びスイッチ11で構成された減衰器(PAD)ユニット20を介在させる。減衰器ユニット20は音声入力信号が大きくなることが予め予測される場合に、スイッチ11をクローズにして(ON)コンデンサ12をマイクロホンユニット1に直列に接続するようにする。このようにすることによって、ストレー容量が増加したものと等価になり、マイクロホンユニット1からインピーダンス変換ユニット30に入力される音声入力信号を減衰させることができる。また、音声入力信号のレベルが低いことが予め予測される場合には、この減衰器ユニット20の動作を解除するためスイッチ11をオープンにして、コンデンサ12をOFFにすることで必要以上に減衰させることを避けることができる。   As described above, the microphone unit 1 using the electret requires the impedance conversion circuit 30. However, when an excessive sound pressure is input to the microphone unit 1, that is, when a signal input from the microphone unit 1 to the impedance conversion unit is too large, the signal output from the output terminal 19 through the impedance conversion circuit 30 is changed. Distortion occurs. In order to prevent such signal distortion, an attenuator (PAD) comprising a capacitor 12 and a switch 11 of several tens to several hundreds pF between the microphone unit 1 and the impedance conversion circuit 30 as shown in FIG. The unit 20 is interposed. The attenuator unit 20 closes the switch 11 (ON) and connects the capacitor 12 in series with the microphone unit 1 when the audio input signal is predicted to increase in advance. By doing so, it becomes equivalent to an increase in stray capacity, and an audio input signal input from the microphone unit 1 to the impedance conversion unit 30 can be attenuated. Further, when it is predicted in advance that the level of the audio input signal is low, the switch 11 is opened to release the operation of the attenuator unit 20 and the capacitor 12 is turned off to attenuate more than necessary. You can avoid that.

しかしながら、上記のような減衰器ユニット20において、スイッチ11をクローズしてコンデンサ12をマイクロホンユニット1に並列接続すると、音声信号のS/N比が劣化するので、減衰ユニット20を動作させる必要が無いときにコンデンサ12を動作させないために、スイッチ11を設けている。しかし、このスイッチ11が外来ノイズを拾う危険性がある。それを防ぐにはスイッチ11を保護する厳重なシールドを設ければよいが、シールドの構造が複雑であり、マイクロホンケース自体が大型化してしまう。 However, in the attenuator unit 20 as described above, when the switch 11 is closed and the capacitor 12 is connected in parallel to the microphone unit 1, the S / N ratio of the audio signal is deteriorated, so that it is not necessary to operate the attenuation unit 20. A switch 11 is provided to prevent the capacitor 12 from operating at times. However, there is a risk that the switch 11 picks up external noise. In order to prevent this, a strict shield for protecting the switch 11 may be provided. However, the structure of the shield is complicated, and the microphone case itself is enlarged.

そこでS/N比が劣化することなく音声入力信号を減衰させるために、インピーダンス変換ユニットの出力を位相変換して変換器ユニットに帰還させる位相反転回路を有するコンデンサマイクロホンに関する発明が知られている(特許文献1を参照)。   Therefore, an invention relating to a condenser microphone having a phase inverting circuit that phase-converts the output of the impedance conversion unit and feeds it back to the converter unit in order to attenuate the audio input signal without degrading the S / N ratio is known ( (See Patent Document 1).

特許第3148348号公報Japanese Patent No. 3148348

コンデンサ1の静電容量を変更すると減衰器ユニット20による減衰量が変化する。従って減衰器ユニット20による減衰量を可変させたい場合は、コンデンサ12に相当するコンデンサを複数個用いて、各コンデンサに対応するスイッチ11も複数個用いることで実現することで実現できる。また、コンデンサ1に可変静電容量(バリコン)を用いることで、同じように減衰量を可変にすることができる。 Attenuation by the attenuator unit 20 to change the capacitance of the capacitor 1 2 is changed. Therefore, when it is desired to vary the amount of attenuation by the attenuator unit 20, it can be realized by using a plurality of capacitors corresponding to the capacitor 12 and using a plurality of switches 11 corresponding to each capacitor. Further, by using the variable capacitance (variable capacitor) to the capacitor 1 2, it is possible to vary the attenuation amount in the same way.

しかしながら、コンデンサ1に相当するコンデンサを複数個用いる場合、スイッチ1と合わせてマイクロホンケースに納める必要があるので、マイクロホンが大型化してしまう。また、コンデンサ1の代わりにバリコンを用いた場合、バリコンを構成する電極板が音波や機械振動によって振動し、音声入力信号に雑音が混入する原因となってしまう。 However, when using a plurality of capacitors corresponding to capacitors 1 2, it is necessary to pay the microphone case together with switch 1 2, microphone becomes large. In the case of using a variable capacitor in place of the condenser 1 2, and the vibrating electrode plate constituting the variable capacitor is by ultrasonic or mechanical vibration, it becomes a cause of noise is mixed into the audio input signal.

さらに、コンデンサ1の代わりに可変容量ダイオードを用いることでも、減衰器ユニット20の減衰量を可変させることができるが、マイクロホンユニット1からの信号が大きくなると可変容量ダイオードによる音声信号の歪みが発生し、マイクロホンの出力の質に悪影響を及ぼす。 Furthermore, by using a variable capacitance diode instead of the capacitor 1 2, attenuators but the attenuation of the unit 20 can be varied, the distortion of the audio signal by the variable capacitance diodes the signal from the microphone unit 1 increases occurred Adversely affects the quality of the microphone output.

本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、コンデンサマイクロホンユニットに用いる減衰器の静電容量を可変可能に構成し、減衰量を可変することができるコンデンサマイクロホンユニットおよび同ユニットを用いたマイクロホンを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and is configured so that the capacitance of an attenuator used in a condenser microphone unit can be varied, and the amount of attenuation can be varied, and a microphone using the unit. The purpose is to provide.

本発明は、振動板と、この振動板が固着された振動板保持体と、振動板に隙間をおいて対向配置され振動板との間でコンデンサを構成する固定極とからなるコンデンサマイクロホンユニットであって、コンデンサマイクロホンユニットと並列に接続する減衰器に用いるコンデンサユニットは圧電素子を用いた電圧可変静電容量であり、圧電素子を駆動する電圧は、コンデンサマイクロホンユニットの出力信号を平滑回路とリミッタ回路によって直流変換した電圧であることを主な特徴とする。 The present invention is a condenser microphone unit comprising a diaphragm, a diaphragm holder to which the diaphragm is fixed, and a fixed pole that is disposed opposite to the diaphragm with a gap therebetween and constitutes a capacitor. there are, capacitor unit for use in attenuator connected in parallel with the condenser microphone unit is a voltage variable capacitance using a piezoelectric element, the voltage for driving the piezoelectric element, the output signal of the capacitor microphone unit and a smoothing circuit The main feature is that the voltage is DC converted by a limiter circuit .

また、本発明は、上記コンデンサユニットが圧電素子を用いた電圧可変静電容量であることを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that the capacitor unit is a voltage variable capacitance using a piezoelectric element.

本発明によれば、マイクロホンユニットに過大音圧が入力された場合、過大音圧による電圧によってPADの減衰量を増大させることができるので、入力音圧と連動した減衰器を有するマイクロホンユニットを得ることができる。   According to the present invention, when an excessive sound pressure is input to the microphone unit, the attenuation amount of the PAD can be increased by the voltage due to the excessive sound pressure, so that a microphone unit having an attenuator linked to the input sound pressure is obtained. be able to.

以下、本発明にかかるコンデンサマイクロホンユニットの実施形態について、図を用いて説明する。図1は、マイクロホンユニット1、減衰器ユニット20a、インピーダンス変換ユニット30によって構成される本願に係るコンデンサマイクロホンユニットの回路図の例である。マイクロホンユニット1は、周知のように、フィルム状の振動板と、この振動板に所定の間隙をおいて対向させて配置した固定極を有し、音波を受けて振動板が振動することによる振動板と固定極との間の静電容量の変化を電圧の変化として出力するようになっている。図1において、マイクロホンユニット1の固定極あるいは振動板のいずれか一方は、その容量変化を電圧の変化として取り出すための抵抗13およびインピーダンス変換用のFET14に接続されている。FET14のドレインは別のFET15を介して電源端子16に接続されている。このFET15は、FET14の入力静電容量を略ゼロにしてこれによる信号の減衰を改善するとともに、FET14のドレインとソース間の電圧を入力信号に対して殆ど変動のない状態にして歪み率を改善するためのものである。FET14のソースは定電流回路を構成するFET17を介して接地端子18に接続されており、FET17はFET15と同様にその高い内部インピーダンスにより信号の歪みと減衰を改善している。FET14のソースが出力端子19に接続され、この出力端子19にはFET15のゲートと抵抗13の一端、そしてFET17のドレインにも接続されている。接地端子18にはマイクロホンユニット1の他方が接続されている。上記した素子13乃至素子15によって構成する回路がインピーダンス変換回路30である。   Embodiments of a condenser microphone unit according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an example of a circuit diagram of a condenser microphone unit according to the present application, which includes a microphone unit 1, an attenuator unit 20 a, and an impedance conversion unit 30. As is well known, the microphone unit 1 has a film-like diaphragm and a fixed pole arranged to face the diaphragm with a predetermined gap, and vibration caused by vibration of the diaphragm upon receiving sound waves. A change in capacitance between the plate and the fixed pole is output as a change in voltage. In FIG. 1, either the fixed pole or the diaphragm of the microphone unit 1 is connected to a resistor 13 and an impedance conversion FET 14 for extracting the capacitance change as a voltage change. The drain of the FET 14 is connected to the power supply terminal 16 via another FET 15. The FET 15 improves the attenuation of the signal due to the input capacitance of the FET 14 being substantially zero, and improves the distortion rate by making the voltage between the drain and source of the FET 14 almost unchanged with respect to the input signal. Is to do. The source of the FET 14 is connected to the ground terminal 18 through the FET 17 constituting the constant current circuit. Like the FET 15, the FET 17 improves the distortion and attenuation of the signal due to its high internal impedance. The source of the FET 14 is connected to the output terminal 19, and the output terminal 19 is also connected to the gate of the FET 15, one end of the resistor 13, and the drain of the FET 17. The other end of the microphone unit 1 is connected to the ground terminal 18. A circuit constituted by the elements 13 to 15 described above is an impedance conversion circuit 30.

また、減衰器ユニット20aにおいて、マイクロホンユニット1のFET14に接続している側はスイッチ11の一方の端子にも接続されている。スイッチ11の他方の端子は圧電素子によって形成される電圧可変容量コンデンサ2の固定極に接続されている。電圧可変容量コンデンサ2の可動極は接地端子18に接続されている。電圧可変容量コンデンサ2を駆動するための電源27の正極は圧電素子に接続され、負極は接地端子18に接続されている。上記電圧可変容量コンデンサ2の構造については以下に詳述する。   In the attenuator unit 20a, the side of the microphone unit 1 connected to the FET 14 is also connected to one terminal of the switch 11. The other terminal of the switch 11 is connected to the fixed pole of the voltage variable capacitor 2 formed by a piezoelectric element. The movable pole of the voltage variable capacitor 2 is connected to the ground terminal 18. The positive electrode of the power supply 27 for driving the voltage variable capacitor 2 is connected to the piezoelectric element, and the negative electrode is connected to the ground terminal 18. The structure of the voltage variable capacitor 2 will be described in detail below.

次に上記電圧可変容量コンデンサ2の構造とその動作について図2を用いて説明する。図2(a)に示すように電圧可変容量コンデンサ2は、圧電素子21、この圧電素子21の長手平面と接触するコンデンサの極であって圧電素子21の撓みによって図面下方向に撓む可動極22、この可動極22と対向してコンデンサを形成する銅製の金属箔による固定極24、この固定極24を固定する基板25、可動極22と固定極24の間に隙間を設けるスペーサ23を、一体的に形成してなる。図2(b)は上記した各構成部材を積み重ねて形成する電圧可変容量コンデンサ2の断面図である。   Next, the structure and operation of the voltage variable capacitor 2 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2A, the voltage variable capacitor 2 is a movable pole that is a piezoelectric element 21, a capacitor pole that is in contact with the longitudinal plane of the piezoelectric element 21, and is bent downward by the bending of the piezoelectric element 21. 22, a fixed pole 24 made of a copper metal foil that forms a capacitor opposite to the movable pole 22, a substrate 25 that fixes the fixed pole 24, and a spacer 23 that provides a gap between the movable pole 22 and the fixed pole 24. It is formed integrally. FIG. 2B is a cross-sectional view of the voltage variable capacitor 2 formed by stacking the above-described constituent members.

ここで、図6を用いて、圧電素子21の概要を説明する。図6において、圧電素子21は長さ方向に伸縮する2枚の圧電素子211、212を重ねて接合し、双方の圧電素子間に電圧をかけることにより、一方の圧電素子が伸びると他方の圧電素子が縮むように構成したものである。いずれの圧電素子も分極方向は厚さ方向である。互いに重なり合っている2枚の圧電素子211,212の外側の電極間に電圧源を接続し、2枚の圧電素子211,212に電圧を直列にかけることによって一方の圧電素子が伸び、他方の圧電素子が縮むことにより、圧電素子21は図6において上または下に向かって反曲する。   Here, the outline of the piezoelectric element 21 will be described with reference to FIG. In FIG. 6, a piezoelectric element 21 is formed by joining two piezoelectric elements 211 and 212 that expand and contract in the length direction and applying a voltage between the two piezoelectric elements so that when one piezoelectric element extends, the other piezoelectric element is expanded. The device is configured to shrink. In any piezoelectric element, the polarization direction is the thickness direction. By connecting a voltage source between the electrodes outside the two piezoelectric elements 211 and 212 that overlap each other and applying a voltage to the two piezoelectric elements 211 and 212 in series, one piezoelectric element extends and the other piezoelectric element extends. As the element contracts, the piezoelectric element 21 is bent upward or downward in FIG.

図2に戻って、圧電素子21の長手方向外面の一方には可動極22が接しており、他方の面には駆動電源26が接続されている。図2(c)に示すように、駆動電源26によって、圧電素子21が図面に向かって下方向に撓めば、それに接触している可動極22も下方向に撓むことになる。この状態を示したものが、図2(d)である。図2(d)のように可動極22と固定極24の間の隙間が狭まると、図2(b)に示す状態と比較して、静電容量が増加する。圧電素子21の撓む量は駆動電源26の電圧によって決定されるので、この駆動電源26の電圧を可変すると、電圧可変容量コンデンサ2における静電容量を可変させることができる。   Returning to FIG. 2, the movable pole 22 is in contact with one of the longitudinal outer surfaces of the piezoelectric element 21, and the drive power supply 26 is connected to the other surface. As shown in FIG. 2C, when the piezoelectric element 21 is bent downward as viewed in the drawing by the driving power source 26, the movable pole 22 in contact with the piezoelectric element 21 is also bent downward. FIG. 2D shows this state. When the gap between the movable pole 22 and the fixed pole 24 is narrowed as shown in FIG. 2D, the capacitance increases as compared with the state shown in FIG. Since the amount of bending of the piezoelectric element 21 is determined by the voltage of the drive power supply 26, the capacitance of the voltage variable capacitor 2 can be varied by varying the voltage of the drive power supply 26.

図1に戻って、上記の構造を有する電圧可変容量コンデンサ2は、電源27から電圧が印加されることによって、圧電素子21が可動極22を固定極24側に押すように撓むことになる。図1に示した例では電源27は可変電源である。従って、電圧可変容量コンデンサ2の静電容量を可変させる場合には電源27の出力電圧を変化させる。電源27は、図1に示す例のように、内蔵した電池を利用して可変電源を構成してもよいが、マイクロホンユニット自体を駆動させる直流電源を利用して可変電源としてもよい。また電池とマイクロホンユニットを駆動させる直流電源を併用してもよい。また、マイクロホンユニット1に入力される音圧が低いと予想される場合は、PADユニット2を動作させる必要がないので、スイッチ11をオープンにして電圧可変容量コンデンサ2を回路から切り離せばよい。   Returning to FIG. 1, the voltage variable capacitor 2 having the above-described structure is bent so that the piezoelectric element 21 pushes the movable pole 22 toward the fixed pole 24 when a voltage is applied from the power supply 27. . In the example shown in FIG. 1, the power source 27 is a variable power source. Therefore, when the capacitance of the voltage variable capacitor 2 is varied, the output voltage of the power supply 27 is changed. As in the example shown in FIG. 1, the power source 27 may be a variable power source using a built-in battery, but may be a variable power source using a DC power source that drives the microphone unit itself. Moreover, you may use together the DC power source which drives a battery and a microphone unit. If the sound pressure input to the microphone unit 1 is expected to be low, the PAD unit 2 does not need to be operated. Therefore, the voltage variable capacitor 2 may be disconnected from the circuit by opening the switch 11.

上記の実施例において、マイクロホンユニット1に音圧が入力され、インピーダンス変換ユニット30に出力電圧が生じる場合に、スイッチ1がクローズであれば、マイクロホンユニット1に内蔵されているコンデンサと、電圧可変容量コンデンサ2は並列に接続される。可変容量コンデンサ2は、電源27によって印加される電圧に応じて圧電素子21が撓み、それによって可動極22と固定極24の隙間が狭まるため、任意の静電容量を得ることが出来る。この可変容量コンデンサ2の静電容量がマイクロホンユニット1と並列接続されて、ちょうどストレー容量が増大した状態と等価になり、インピーダンス変換ユニット30に入力される信号を減衰させることができる。このようにして、過大音圧入力に対して最適な減衰量を設定することができるようになる。 In the above embodiment, when the sound pressure is input to the microphone unit 1 and the output voltage is generated in the impedance conversion unit 30, if the switch 11 is closed, the capacitor built in the microphone unit 1 and the voltage variable Capacitance capacitor 2 is connected in parallel . In the variable capacitor 2, the piezoelectric element 21 bends in accordance with the voltage applied by the power supply 27, thereby narrowing the gap between the movable pole 22 and the fixed pole 24, so that an arbitrary capacitance can be obtained. The capacitance of the variable capacitor 2 is connected to the microphone unit 1 in parallel , which is equivalent to a state in which the stray capacitance is increased, and the signal input to the impedance conversion unit 30 can be attenuated. In this way, it is possible to set an optimum attenuation amount for the excessive sound pressure input.

次に、本発明にかかるコンデンサマイクロホンユニットの別の実施形態について説明する。図3において、電圧可変容量コンデンサ2の圧電素子21を駆動する電源は、インピーダンス変換ユニット30の後段に設けた検波平滑ユニット28によって出力端子19から出力される音声信号を直流電圧に変換し、この変換された直流電圧を用いる。マイクロホンユニット1から入力された音圧が大きくなると出力端子19から出力される音声信号も大きくなる。従って、検波平滑ユニット28による直流電圧も大きくなる。既に説明した通り電圧可変容量コンデンサ2に用いる圧電素子2は印加する電圧の大きさによって、撓む量も大きくなる。このため、入力された音声信号が大きくなると、電圧可変容量コンデンサの静電容量が大きくなり減衰器ユニット20bにおける減衰量が大きくなり、過大入力に応じて減衰量を可変することができるようになる。他の回路構成は図1に示す実施例と同じであるから説明は省略する。   Next, another embodiment of the condenser microphone unit according to the present invention will be described. In FIG. 3, the power source for driving the piezoelectric element 21 of the voltage variable capacitor 2 converts the audio signal output from the output terminal 19 into a DC voltage by the detection smoothing unit 28 provided at the subsequent stage of the impedance conversion unit 30. The converted DC voltage is used. When the sound pressure input from the microphone unit 1 increases, the sound signal output from the output terminal 19 also increases. Therefore, the DC voltage by the detection smoothing unit 28 is also increased. As already described, the piezoelectric element 2 used for the voltage variable capacitor 2 has a large amount of deflection depending on the applied voltage. For this reason, when the input audio signal increases, the capacitance of the voltage variable capacitor increases and the attenuation in the attenuator unit 20b increases, and the attenuation can be varied according to the excessive input. . The other circuit configuration is the same as that of the embodiment shown in FIG.

次に、本発明にかかるコンデンサマイクロホンユニットの別の実施形態について説明する。図4において、電圧可変容量コンデンサ2の圧電素子21を駆動する電源は、インピーダンス変換ユニット30の後段に設けた検波平滑ユニット29によって出力端子19から出力される音声信号を直流電圧に変換し、この変換された直流電圧をリミッタ回路によって線形特性を与えている。コンデンサユニット1に入力される音声信号の大きさは随時変化するので、出力端子19に生じる電圧もそれにって変化する。出力電圧が非線形特性であると、電圧可変容量コンデンサ2による静電容量も非線形になってしまい、減衰器ユニットによる減衰量が入力音圧に比例しなくなってしまう。これを防止するために、検波平滑ユニット29においてリミッタ回路を用いている。他の回路構成は図1に示す実施例と同じであるから説明は省略する。このように、構成することにより、入力される音声信号の大きさの影響を排除しつつ、減衰量を線形に可変にすることができるコンデンサマイクロホンを得ることができる。 Next, another embodiment of the condenser microphone unit according to the present invention will be described. In FIG. 4, the power source for driving the piezoelectric element 21 of the voltage variable capacitor 2 converts the audio signal output from the output terminal 19 into a DC voltage by the detection smoothing unit 29 provided at the subsequent stage of the impedance conversion unit 30. The converted DC voltage is given a linear characteristic by a limiter circuit. Since the magnitude of the audio signal inputted to the capacitor unit 1 is changed from time to time, the voltage also changes I accompanied to it at the output terminal 19. If the output voltage has a non-linear characteristic, the capacitance by the voltage variable capacitor 2 is also non-linear, and the attenuation by the attenuator unit is not proportional to the input sound pressure. In order to prevent this, a limiter circuit is used in the detection smoothing unit 29. The other circuit configuration is the same as that of the embodiment shown in FIG. By configuring in this way, it is possible to obtain a condenser microphone capable of linearly varying the attenuation while eliminating the influence of the magnitude of the input audio signal.

以上説明した実施例に係るコンデンサマイクロホンユニットは、これをマイクロホンケースに組み込むことにより、可変指向性コンデンサマイクロホンを構成することができる。   The condenser microphone unit according to the embodiment described above can be configured as a variable directivity condenser microphone by incorporating it into a microphone case.

本発明に係るコンデンサマイクロホンユニットの実施例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the Example of the capacitor | condenser microphone unit which concerns on this invention. 本発明に係るコンデンサマイクロホンユニットに用いる電圧可変容量コンデンサの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the voltage variable capacitor used for the capacitor | condenser microphone unit which concerns on this invention. 本発明に係るコンデンサマイクロホンユニットの別の実施例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows another Example of the capacitor | condenser microphone unit which concerns on this invention. 本発明に係るコンデンサマイクロホンユニットの別の実施例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows another Example of the capacitor | condenser microphone unit which concerns on this invention. 従来の、コンデンサマイクロホンユニットの例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the example of the conventional capacitor | condenser microphone unit. 本発明に適用可能な圧電素子の構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the piezoelectric element applicable to this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 マイクロホンユニット
2 電圧可変容量コンデンサ
13 抵抗
14 FET
15 FET
16 電源端子
17 FET
18 接地端子
19 出力端子
20a減衰器ユニット
20b減衰器ユニット
20c減衰器ユニット
22 可動極
23 スペーサ
24 固定極
25 基板
26 駆動電源
27 電源
28 検波平滑ユニット
29 検波平滑ユニット
30 インピーダンス変換ユニット
1 Microphone unit 2 Voltage variable capacitor 13 Resistance 14 FET
15 FET
16 Power supply terminal 17 FET
DESCRIPTION OF SYMBOLS 18 Ground terminal 19 Output terminal 20a Attenuator unit 20b Attenuator unit 20c Attenuator unit 22 Movable pole 23 Spacer 24 Fixed pole 25 Substrate 26 Drive power supply 27 Power supply 28 Detection smoothing unit 29 Detection smoothing unit 30 Impedance conversion unit

Claims (3)

振動板と、この振動板が固着された振動板保持体と、上記振動板に隙間をおいて対向配置され上記振動板との間でコンデンサを構成する固定極とからなるコンデンサマイクロホンユニットであって、
上記コンデンサマイクロホンユニットと並列に接続する減衰器に用いるコンデンサユニットは圧電素子を用いた電圧可変静電容量であり、
上記圧電素子を駆動する電圧は、上記コンデンサマイクロホンユニットの出力信号を平滑回路とリミッタ回路によって直流変換した電圧であることを特徴とするコンデンサマイクロホンユニット。
A condenser microphone unit comprising a diaphragm, a diaphragm holder to which the diaphragm is fixed, and a fixed pole that is disposed to face the diaphragm with a gap therebetween and constitutes a capacitor. ,
The capacitor unit used for the attenuator connected in parallel with the capacitor microphone unit is a voltage variable capacitance using a piezoelectric element,
The voltage for driving the piezoelectric element is a voltage obtained by direct- converting the output signal of the capacitor microphone unit by a smoothing circuit and a limiter circuit .
上記減衰器を上記コンデンサマイクロホンユニットから切り離すスイッチを有することを特徴とする請求項1記載のコンデンサマイクロホンユニット。 2. The condenser microphone unit according to claim 1, further comprising a switch for disconnecting the attenuator from the condenser microphone unit. コンデンサマイクロホンユニットがマイクロホンケース内に組み込まれてなるコンデンサマイクロホンであって、コンデンサマイクロホンユニットは請求項1または2に記載のコンデンサマイクロホンユニットであるコンデンサマイクロホン。 Condenser microphone unit is a condenser microphone comprising integrated into the microphone case, the capacitor microphone capacitor microphone unit is a capacitor microphone unit according to claim 1 or 2.
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JPS55165575A (en) * 1979-06-12 1980-12-24 Yuasa Battery Co Ltd Electrode plate for lead storage battery
JPS57115099A (en) * 1981-01-09 1982-07-17 Purimo:Kk Composite capacitor microphone
JPS61112440A (en) * 1984-11-06 1986-05-30 Nec Corp Selective call receiver
JP3148348B2 (en) * 1992-04-07 2001-03-19 株式会社オーディオテクニカ Pre-attenuator for displacement proportional transducer
JPH0620874A (en) * 1992-07-03 1994-01-28 Hitachi Metals Ltd Variable capacitor
JP2003092537A (en) * 2001-09-17 2003-03-28 Toa Corp Wireless microphone system
JP3919609B2 (en) * 2002-06-20 2007-05-30 株式会社オーディオテクニカ Condenser microphone

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