JP5193558B2 - コンデンサマイクロホン - Google Patents

Description

本発明は、コンデンサマイクロホンに関し、さらに詳しく言えば、風や振動などにより発生する雑音を低減するコンデンサマイクロホンのローカット回路に関するものである。

コンデンサマイクロホンは、所定の間隔をもって対向的に配置された振動板と固定極とを含む静電型のマイクユニットを備えているが、その電気的インピーダンスがきわめて高いことから、マイクユニットの直後にインピーダンス変換器が接続される。多くの場合、インピーダンス変換器には、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）が用いられるが、まれに真空管が用いられることもある。

マイクユニットに大きな音圧が加わり、これに伴ってインピーダンス変換器に過大な電気信号が加えられると、インピーダンス変換器が歪みを発生する。また、マイクユニットに風や振動が加えられると、雑音が発生する。

これらの雑音の周波数成分は低い周波数であることから、Ｃ（コンデンサ素子）とＲ（抵抗素子）とからなるローカット回路（ハイパスフィルタ）で低域のレベルを低減させることができる。この種のローカット回路は、次数が高いほど低域を低下させることができるので、雑音低減には効果的である。

しかしながら、従来では、例えば特許文献１に記載されているように、ローカット回路はインピーダンス変換器の後段（出力側）に接続されている。

そのため、インピーダンス変換器の入力側に、風や振動などによる低域の大きな信号が加えられ、上記したように、インピーダンス変換器が歪みを発生した場合、インピーダンス変換器の後段でローカットしても、インピーダンス変換器で発生した歪みの高調波成分がマイクロホンから出力されてしまうことになる。

ちなみに、風雑音は「ゴーゴー」といった低い成分の音であるが、ローカットしても「ポコポコ，ポコポコ」といった雑音が残ることがある。これは、入力される大きな振幅でインピーダンス変換器が歪みを発生し、それによって派生される高調波によるものである。

特開２００１−２３８２８７号公報（図４）

したがって、本発明の課題は、マイクユニットに例えば風や振動などによる低域の過大な音圧が加えられたとしても、インピーダンス変換器を歪ませないようにすることにある。

上記課題を解決するため、本発明は、所定の間隔をもって対向的に配置された振動板と固定極とを含む静電型のマイクユニットと、上記マイクユニットから出力される静電容量の変化を電流もしくは電圧信号に変換するインピーダンス変換器とを備えているコンデンサマイクロホンにおいて、上記マイクユニットと上記インピーダンス変換器の入力部との間に、コンデンサ素子と抵抗素子とよりなるローカット回路が接続されており、上記ローカット回路は、上記インピーダンス変換器の入力部に直列として接続される第１コンデンサ素子および第２コンデンサ素子と、上記第１コンデンサ素子とともに第１フィルタ回路を構成する第１抵抗素子および上記第２コンデンサ素子とともに第２フィルタ回路を構成する第２抵抗素子とを備え、上記第１コンデンサ素子として上記マイクユニットが用いられることを特徴としている。

本発明によれば、マイクユニットとインピーダンス変換器の入力部との間に、コンデンサ素子と抵抗素子とよりなるローカット回路が接続されていることにより、インピーダンス変換器の入力部の前段で、例えば風や振動などによる低域の過大な音圧による低域の周波数成分が低減されるため、インピーダンス変換器が歪むのを確実に防止することができる。

また、マイクユニットをコンデンサ素子としてローカット回路に含ませることにより、ローカット回路の構成をより簡素化することができる。

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は本発明の実施形態に係るコンデンサマイクロホンを示す回路図である。

図１に示すように、この実施形態に係るコンデンサマイクロホン１は、基本的な構成として、マイクユニット１０と、インピーダンス変換器２０と、ローカット回路３０とを備えている。

また、図示しない出力コネクタと接続される３つの端子Ｔ１〜Ｔ３を備えており、このうち、端子Ｔ１は給電系に含まれ、端子Ｔ２は信号出力系に含まれ、端子Ｔ３は接地（グランド）系に含まれる。

詳しくは図示しないが、マイクユニット１０は、電気絶縁性のスペーサリングを介して対向的に配置された振動板と固定極とを含む静電型の音響電気変換器であり、振動板側が接地系の端子Ｔ３に接続されている。

また、この実施形態では、マイクユニット１０に給電系の端子Ｔ１より抵抗素子Ｒａ，Ｒｂを介して成極電圧（バイアス電圧）が印加されるようになっているが、マイクユニット１０に振動板と固定極のいずれか一方にエレクトレット誘電体膜を備えるエレクトレット型マイクユニットが用いられてもよい。

インピーダンス変換器２０には、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）もしくは真空管が用いられるが、この実施形態では、ＦＥＴが用いられていることから、以下の説明において、インピーダンス変換器をＦＥＴ２０とする。

ＦＥＴ２０のドレイン端子Ｄは給電系の端子Ｔ１に接続され、ソース端子Ｓは電圧検出用抵抗素子Ｒｃを介して接地系の端子Ｔ３に接続され、また、ゲート端子Ｇはマイクユニット１０の固定極側に接続される。

マイクユニット１０は、図示しない音源からの音波によって振動板が振動することにより、振動板と固定極との間に存在する静電容量が変化し、その静電容量に応じた電圧がＦＥＴ２０のゲート端子Ｇに印加される。

これにより、ＦＥＴ２０のドレイン端子Ｄとソース端子Ｓ間に流れる電流が制御され、ソース端子Ｓの電圧検出用抵抗素子Ｒｃには、振動板の振動（変位）に応じた電圧が生じる。電圧検出用抵抗素子Ｒｃでの電圧はアンプＡ１を介して信号出力系の端子Ｔ２に出力される。

本発明において、ローカット回路３０は、マイクユニット１０とＦＥＴ２０の入力部であるゲート端子Ｇとの間に接続されている。

この実施形態におけるローカット回路３０は、第１および第２の２つのコンデンサ素子Ｃ１，Ｃ２と、第１および第２の２つの抵抗素子Ｒ１，Ｒ２とにより構成されるが、この場合、第１のコンデンサ素子Ｃ１にはマイクユニット１０の静電容量が割り当てられている。

すなわち、マイクユニット１０（第１のコンデンサ素子Ｃ１）と第２のコンデンサ素子Ｃ２は、直列としてＦＥＴ２０のゲート端子Ｇに接続されている。

第１の抵抗素子Ｒ１の一端はマイクユニット１０と第２のコンデンサ素子Ｃ２との接続点に接続され、他端は直流カット用の電解コンデンサＣａを介してＦＥＴ２０のソース端子ＳとアンプＡ１の＋入力端子とに接続されている。

また、第２の抵抗素子Ｒ２の一端は第２のコンデンサ素子Ｃ２とＦＥＴ２０のゲート端子Ｇとに接続され、他端は直流カット用の電解コンデンサＣｂを介して接地系の端子Ｔ３に接続されている。

このように、マイクユニット１０とＦＥＴ２０のゲート端子Ｇとの間にローカット回路３０が接続されていることにより、ＦＥＴ２０のゲート端子Ｇ（入力部）の前段で、例えば風や振動などによる低域の過大な音圧による低域の周波数成分が低減されるため、ＦＥＴ２０を歪ませないようにすることができる。

また、マイクユニット１０をコンデンサ素子としてローカット回路３０に含ませることにより、ローカット回路３０の構成をより簡素化することができる。なお、上記実施形態において、第２のコンデンサ素子Ｃ２にマイクユニット１０を用いてもよい。

本発明の実施形態に係るコンデンサマイクロホンを示す回路図。

符号の説明

１ コンデンサマイクロホン
１０ マイクユニット
２０ インピーダンス変換器（ＦＥＴ）
３０ ローカット回路３０
Ａ１ アンブ
Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ素子
Ｒ１，Ｒ２ 抵抗素子
Ｔ１ 給電系の端子
Ｔ２ 信号出力系の端子
Ｔ３ 接地系の端子

Claims (1)

1. 所定の間隔をもって対向的に配置された振動板と固定極とを含む静電型のマイクユニットと、上記マイクユニットから出力される静電容量の変化を電流もしくは電圧信号に変換するインピーダンス変換器とを備えているコンデンサマイクロホンにおいて、
   上記マイクユニットと上記インピーダンス変換器の入力部との間に、コンデンサ素子と抵抗素子とよりなるローカット回路が接続されており、
   上記ローカット回路は、上記インピーダンス変換器の入力部に直列として接続される第１コンデンサ素子および第２コンデンサ素子と、上記第１コンデンサ素子とともに第１フィルタ回路を構成する第１抵抗素子および上記第２コンデンサ素子とともに第２フィルタ回路を構成する第２抵抗素子とを備え、上記第１コンデンサ素子として上記マイクユニット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。

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