JP5103130B2 - Power supply for condenser microphone - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インピーダンス変換器として用いられるFET(電界効果トランジスタ)のドレインを信号出力とするエレクトレットコンデンサマイクロホンに適用される電源装置に関し、さらに詳しく言えば、ドレイン電圧(電位)の変動による信号出力の歪みを抑制する技術に関するものである。 The present invention relates to a power supply device applied to an electret condenser microphone that uses a drain of an FET (field effect transistor) used as an impedance converter as a signal output. The present invention relates to a technique for suppressing distortion.
コンデンサマイクロホンには、ユニットケース内にエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットと、そのインピーダンス変換器としてのFETのみが収納され、外部の電源装置から駆動電源が供給されるようにしたものがある。 Some condenser microphones contain only an electret condenser microphone unit and an FET as an impedance converter in a unit case, and drive power is supplied from an external power supply device.
この種のコンデンサマイクロホンは、通常、FETのドレインから音声信号を出力するようにしており、マイクケーブルには単芯シールド被覆線が用いられ、そのマイクケーブルの単頭2極プラグを電源装置側のジャックに差し込むことにより電源が供給されることから、プラグインパワー方式と称されている(例えば、特許文献1参照)。 This type of condenser microphone normally outputs an audio signal from the drain of the FET. A single-core shielded wire is used for the microphone cable, and the single-headed two-pole plug of the microphone cable is connected to the power supply device side. Since power is supplied by being inserted into a jack, it is called a plug-in power system (see, for example, Patent Document 1).
図2により、プラグインパワー方式のコンデンサマイクロホンと、その電源装置の従来例を説明する。コンデンサマイクロホン10は、エレクトレットコンデンサマイクロホンユニット11と、そのインピーダンス変換器としてのFET12とを備え、これらは図示しないユニットケース内に収納されている。ユニットケースはアルミニウム材などの金属製でシールドケースを兼ねている。
A conventional example of a plug-in power type condenser microphone and its power supply device will be described with reference to FIG. The condenser microphone 10 includes an electret
エレクトレットコンデンサマイクロホンユニット11は、到来する音波にて振動する振動板11aと、固定極11bとを図示しないスペーサリングを介して対向的に配置してなる音響電気変換器で、膜エレクトレット型の場合には、振動板10a側にエレクトレット誘電体膜が設けられ、バックエレクトレット型の場合には、固定極11b側にエレクトレット誘電体膜が設けられる。いずれの場合も、振動板10a側が接地系の端子T2に接続され、固定極11b側がFET12のゲートGに接続される。
The electret
FET12には、通常、そのゲートGとソースSとの間に、電流の流れる順方向を逆として並列に接続された2つのダイオードD1,D2と、このダイオード群に対して並列に接続れた高抵抗素子R1とを含むバイアス内蔵型のFETが用いられ、この種のFET12のドレイン電流はIdss(ゲートG・ソースS間の電圧がほぼ0Vのときに流れるドレイン電流値)で固定される。FET12のドレインDは信号系の端子T1に接続され、ソースSは接地系の端子T2に接続される。
The
コンデンサマイクロホン10は、マイクケーブル20を介して電源装置30に接続されるが、この場合、マイクケーブル20には、単芯の芯線21をシールド被覆線22にて被覆してなる単芯シールド被覆線が用いられる。
The condenser microphone 10 is connected to the
芯線21は、コンデンサマイクロホン10の信号系の端子T1を電源装置30の信号系の端子T3に接続する。シールド被覆線22は、コンデンサマイクロホン10の接地系の端子T2を電源装置30の接地系の端子T4に接続する。
The
実際には、マイクケーブル20には、図示しない単頭2極プラグが設けられ、その単頭2極プラグを電源装置30側の図示しないジャックに差し込むことにより、信号系の端子T1,T3同士が接続され、接地系の端子T2,T4同士が接続される。
Actually, the
電源装置30において、信号系の端子T3から出力端子OUT1を有する信号出力線31が引き出され、また、接地系の端子T4から出力端子OUT2を有する接地線32が引き出され、出力端子OUT1,OUT2から音声信号が出力される。なお、信号出力線31には、直流カット用のコンデンサC1が接続されている。
In the
接地線32と信号出力線31との間には、直流電源33と負荷抵抗34とが直列に接続され、直流電源33から負荷抵抗34を介して信号出力線31に直流電圧が印加される。これにより、マイクケーブル20の上記単頭2極プラグを電源装置30側の上記ジャックに差し込むことに伴って、電源装置30からコンデンサマイクロホン10に駆動電源が供給される。
A
このプラグインパワー方式のコンデンサマイクロホン10は、上記したように、マイクケーブル20に単芯シールド被覆線が用いられ、単頭2極プラグで音声信号を出力することができ安価であるため、例えば会議収音用マイクロホンとして広く採用されている。
As described above, the plug-in power type condenser microphone 10 uses a single-core shielded wire for the
ところで、FET12のドレインDを信号出力とする場合、ドレインDの電圧(電位)が直流電源33の電源電圧の中央付近に保たれている場合には、大きな信号が加えられても信号出力は歪みにくい。
By the way, when the drain D of the
プラグインパワー方式に適用される電源装置には、直流電源の電源電圧や負荷抵抗の抵抗値に特に規格がないため、メーカーや機種ごとにその値が異なっている。また、FETも多くのメーカーで製造され、Idssランク分けして販売されているため、その中から、コンデンサマイクロホンとして適切なものを選択するようにしている。 The power supply device applied to the plug-in power system has no particular standard for the power supply voltage of the DC power supply or the resistance value of the load resistance, and the value differs depending on the manufacturer or model. In addition, since FETs are also manufactured by many manufacturers and sold by Idss rank, an appropriate capacitor microphone is selected from them.
したがって、直流電源の電源電圧や負荷抵抗の抵抗値、それにFETのIdssの組み合わせによっては、ドレインの電圧を適正な値(電源電圧の中央付近)に設定できない場合が発生し、最悪の場合にはマイクロホンが動作しないこともある。 Therefore, depending on the combination of the power supply voltage of the DC power supply, the resistance value of the load resistance, and the Idss of the FET, the drain voltage may not be set to an appropriate value (near the center of the power supply voltage). The microphone may not work.
この点を解決するため、本出願人は、特許文献2において、プラグインパワー方式に適用される電源装置の負荷にトランスを用い、トランスに流れる直流電流をカレントミラー回路にてキャンセルすることにより、トランスの直流磁化を防止しつつドレインの電位を電源電圧のほぼ中央付近に保つことを提案している。
In order to solve this point, the present applicant uses a transformer as a load of a power supply device applied to the plug-in power method in
これによれば、複数台のコンデンサマイクロホンを並列動作させることやデージーチェーン接続が可能となるが、トランスを必要とすることから、高価であり、また、装置自体が大型にならざるを得ない。 According to this, it is possible to operate a plurality of condenser microphones in parallel and daisy chain connection, but since a transformer is required, it is expensive and the apparatus itself must be large.
したがって、本発明の課題は、FETのドレインを信号出力とするコンデンサマイクロホンに駆動電圧を供給するにあたって、FETのドレイン電圧を適正な値に自動的に制御することができる小型でかつ安価な電源装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a small and inexpensive power supply apparatus that can automatically control the drain voltage of an FET to an appropriate value when supplying a drive voltage to a capacitor microphone that uses the drain of the FET as a signal output. Is to provide.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットおよび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)を有し、上記FETのドレインを信号出力としているコンデンサマイクロホンに単芯シールド被覆のマイクケーブルを介して接続される電源装置で、上記マイクケーブルの芯線を介して上記FETのドレイン側に接続される信号出力線と上記マイクケーブルのシールド被覆を介して上記FETのソース側に接続される接地線との間に直流電源が負荷抵抗を介して接続されており、上記直流電源から上記負荷抵抗および上記信号出力線を介して上記FETのドレイン側に直流電圧を供給するコンデンサマイクロホン用電源装置において、上記負荷抵抗として用いられる可視光導電素子と、上記可視光導電素子と光学的に結合される発光ダイオードと、上記信号出力線に現れる上記FETのドレイン電圧に応じて上記発光ダイオードを駆動して上記可視光導電素子の抵抗値を制御する発光ダイオード駆動素子とを備え、上記発光ダイオード駆動素子に、−入力端子に上記FETのドレイン電圧が入力され、+入力端子に上記直流電源の電圧を所定に分圧してなる基準電圧が入力される反転増幅器が用いられることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1において、上記+入力端子に入力される上記基準電圧が、上記直流電源の電圧のほぼ1/2に設定されることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect , the reference voltage input to the + input terminal is set to approximately ½ of the voltage of the DC power supply.
請求項1に記載の発明によれば、負荷抵抗として可視光導電素子を用い、これと光学的に結合される発光ダイオードを発光ダイオード駆動素子によりFETのドレイン電圧に応じて駆動し、FETのドレイン電圧の高低に応じて可視光導電素子の抵抗値が変化するようにしたことにより、例えばコンデンサマイクロホンが交換されてIdssの異なるFETが使用されても、そのFETのドレイン電圧をほぼ一定の値に制御することができる。また、発光ダイオード駆動素子に反転増幅器を用いることにより、電源装置を安価かつ小型化することができる。
According to the first aspect of the present invention, a visible light conductive element is used as a load resistance, and a light emitting diode optically coupled with the load resistance is driven by the light emitting diode driving element in accordance with the drain voltage of the FET. By changing the resistance value of the visible light conductive element according to the voltage level, for example, even if a capacitor microphone is replaced and an FET with a different Idss is used, the drain voltage of the FET is set to a substantially constant value. Can be controlled. Further, by using an inverting amplifier for the light emitting diode driving element, the power supply device can be made inexpensive and downsized.
請求項2に記載の発明によれば、反転増幅器に入力される基準電圧を直流電源の電圧のほぼ1/2に設定することにより、大きな信号が加えられても信号出力を歪みにくくすることができる。
According to the second aspect of the present invention, by setting the reference voltage input to the inverting amplifier to approximately ½ of the voltage of the DC power supply, even if a large signal is applied, the signal output is hardly distorted. it can.
次に、図1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は本発明のコンデンサマイクロホン用電源装置をコンデンサマイクロホンが接続された状態で示す回路図である。なお、この実施形態の説明において、コンデンサマイクロホン用電源装置を単に「電源装置」ということがある。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, but the present invention is not limited to this. FIG. 1 is a circuit diagram showing a power supply device for a condenser microphone according to the present invention in a state where a condenser microphone is connected. In the description of this embodiment, the condenser microphone power supply device may be simply referred to as “power supply device”.
図1において、コンデンサマイクロホン10およびマイクケーブル20は、先の図2で説明した従来例と同一の構成であってよいため、ここではその説明を省略する。
In FIG. 1, the
本発明の電源装置30Aも、先の図2で説明した従来例と同じく、信号出力線31と接地線32との間に直流電源33が接続されるが、本発明では、負荷抵抗として可視光導電素子35が用いられ、直流電源33より可視光導電素子35を介して信号出力線31に直流電圧が印加される。
In the
可視光導電素子35は、受光量が多くなるにつれて抵抗値が減少し、受光量が少なくなると抵抗値が高くなる光導電効果を利用した半導体センサで、例えば浜松ホトニクス社製のP1114−01(品番)など使用することができる。
The visible light
また、電源装置30Aは、可視光導電素子35と光学的に結合される発光ダイオード36と、信号出力線31に現れるFET12のドレインDの電圧(電位)に応じて発光ダイオード36を駆動する発光ダイオード駆動素子37とを備える。
The
発光ダイオード駆動素子37は、ドレインDの電圧が上がると発光ダイオード36に流れる電流を減少させて可視光導電素子35の抵抗値を高くし、逆に、ドレインDの電圧が下がると発光ダイオード36に流れる電流を増加させて可視光導電素子35の抵抗値を低くするように動作する。
The light emitting
この実施形態において、発光ダイオード駆動素子37に反転増幅器37aが用いられている。反転増幅器37aの−入力端子は、入力抵抗R3を介して信号出力線31に接続されるが、この実施形態では、入力抵抗R3と信号出力線31との間に抵抗R2と電解コンデンサC2とからなるフィルタ回路が介装されている。
In this embodiment, an inverting
また、反転増幅器37aの+入力端子には基準電圧が入力される。この基準電圧は、FET12のドレインDに加えられるコンデンサマイクロホン10の駆動電圧である。この実施形態において、基準電圧を直流電源33と並列に接続された抵抗Ra,Rbを有する分圧回路から得ている。Ra=Rbとすることにより、直流電源33の電源電圧をほぼ1/2とした基準電圧が得られる。発光ダイオード36は、反転増幅器37aの出力と接地線32との間に接続される。
The reference voltage is input to the + input terminal of the inverting
ドレインDの電圧が基準電圧よりも高くなると、反転増幅器37aから発光ダイオード36に供給される電流が減少する。これにより、発光ダイオード36の光照射量が減少するため、可視光導電素子35の抵抗値が高くなり、ドレインDの電圧が下げられる。
When the voltage of the drain D becomes higher than the reference voltage, the current supplied from the inverting
これに対して、ドレインDの電圧が基準電圧よりも低くなると、反転増幅器37aから発光ダイオード36に供給される電流が増加する。これにより、発光ダイオード36の光照射量が増大するため、可視光導電素子35の抵抗値が低くなり、ドレインDの電圧が上げられる。
On the other hand, when the voltage of the drain D becomes lower than the reference voltage, the current supplied from the inverting
このようにして、ドレインDの電圧が基準電圧を制御目標電圧としてほぼ一定に制御される。したがって、例えばコンデンサマイクロホン10が交換されてIdssの異なるFET12が使用されても、そのFET12のドレイン電圧をほぼ一定の値に制御することができる。
In this way, the voltage at the drain D is controlled to be substantially constant with the reference voltage as the control target voltage. Therefore, for example, even if the
また、分圧抵抗Ra,Rbの抵抗値を等しく(Ra=Rb)とすることにより、ドレインDの電圧が直流電源33の電源電圧の中央付近に保たれるため、大きな信号が加えられても信号出力が歪みにくくなる。
Further, by setting the resistance values of the voltage dividing resistors Ra and Rb to be equal (Ra = Rb), the voltage of the drain D is maintained near the center of the power supply voltage of the
10 コンデンサマイクロホン
11 エレクトレットコンデンサマイクロホンユニット
12 FET
20 マイクケーブル
21 芯線
22 シールド被覆線
30A 電源装置
31 信号出力線
32 接地線
33 直流電源
35 可視光導電素子
36 発光ダイオード
37a 反転増幅器
Ra,Rb 分圧抵抗
10
20
Claims (2)
上記負荷抵抗として用いられる可視光導電素子と、上記可視光導電素子と光学的に結合される発光ダイオードと、上記信号出力線に現れる上記FETのドレイン電圧に応じて上記発光ダイオードを駆動して上記可視光導電素子の抵抗値を制御する発光ダイオード駆動素子とを備え、
上記発光ダイオード駆動素子に、−入力端子に上記FETのドレイン電圧が入力され、+入力端子に上記直流電源の電圧を所定に分圧してなる基準電圧が入力される反転増幅器が用いられることを特徴とするコンデンサマイクロホン用電源装置。 A power supply device having an electret condenser microphone unit and an FET (field effect transistor) as an impedance converter, and connected to a condenser microphone having the drain of the FET as a signal output via a single-core shielded microphone cable, The DC power supply has a load resistance between the signal output line connected to the drain side of the FET via the core wire of the microphone cable and the ground line connected to the source side of the FET via the shield coating of the microphone cable. In a power supply device for a condenser microphone that supplies a DC voltage from the DC power source to the drain side of the FET via the load resistor and the signal output line,
A visible light conductive element used as the load resistor, a light emitting diode optically coupled to the visible light conductive element, and driving the light emitting diode according to a drain voltage of the FET appearing on the signal output line. A light emitting diode driving element for controlling the resistance value of the visible light conductive element,
An inverting amplifier in which the drain voltage of the FET is input to a negative input terminal and a reference voltage obtained by dividing the voltage of the DC power source to a predetermined voltage is input to a positive input terminal. A condenser microphone power supply.
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