JP5201596B2 - マイクロホン用インピーダンス変換器およびマイクロホン - Google Patents

Description

本発明は、マイクロホン用インピーダンス変換器およびマイクロホンに関するもので、特に、インピーダンス変換素子として真空管を用いたものにおいて、定電流動作する半導体を用いて真空管に流れる電流を制御することにより、平衡出力の平衡性を調整可能にしたことを特徴とするものである。

コンデンサマイクロホンは有効静電容量が小さく、出力インピーダンスが高いため、周波数応答を低周波数領域まで確保するには、コンデンサマイクロホンの出力信号を高い入力インピーダンスで受ける必要がある。また、コンデンサマイクロホンの出力信号を、ケーブルなどを経由して増幅器に入力するためには、コンデンサマイクロホンの出力インピーダンスを低くする必要がある。そこで、コンデンサマイクロホンには、高い入力インピーダンスと低い出力インピーダンスを持つインピーダンス変換器が内蔵されている。コンデンサマイクロホンに内蔵されているインピーダンス変換素子としては、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）が広く用いられている。

コンデンサマイクロホンの音質をより高めるために、また、最大出力レベルを高めるために、インピーダンス変換素子として真空管を用いたものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、実施例の一つとして、プレート接地された増幅管と、この増幅管のグリッドに加えるバイアス電圧を発生するバイアス回路とを有するインピーダンス変換器において、上記バイアス回路が、上記増幅管のグリッドに向けて電流を流すようにバイアス電圧を上記グリッドに加える第１のダイオードと、第１のダイオードと逆向きにして並列に接続された第２のダイオードと、上記増幅管のカソードから負荷抵抗に向けて電流を流すように、カソードと負荷抵抗との間に接続された第３のダイオードとを備え、上記増幅管に流れるプレート電流によって第３のダイオードに発生する電圧を、第１、第２のダイオードを介して増幅管のグリッドにバイアス電圧として加えるようにしたインピーダンス変換器が記載されている。

上記増幅管のグリッドにコンデンサマイクロホンユニットで変換される音声信号を入力することにより、高入力インピーダンスのコンデンサマイクロホンの出力信号を、低出力インピーダンスの音声信号として出力することができる。
特許文献１に記載されている上記インピーダンス変換器は、三極管からなる真空管をカソードフォロワ接続することにより信号を出力するようになっている。カソードフォロワは、高い入力インピーダンスと低い出力インピーダンスを実現することができ、最大出力レベルを大きくすることができるからである。

マイクロホンの出力は、その伝送路に雑音となる電界や磁界が加わっても音声信号に雑音を発生させないように、一般的にホット側とコールド側に分けられた平衡信号で出力される。平衡信号で出力する場合、ホット側とコールド側のインピーダンスが同一であることが求められる。そこで、マイクロホンの出力回路部分に、センタータップ付きの２次コイルを有する出力トランスを用い、ホット側とコールド側の出力インピーダンスを同一にすることが広く行われている。しかしながら、出力回路にトランスを用いると、トランスによって音色が変わり、ユーザーに好まれないことがあるため、出力トランスを省略することができる回路構成にしたものがある。以下、出力トランスを省略することができるマイクロホンのインピーダンス変換器の従来例について、図３を参照しながら説明する。

図３において、符号１１および１２は、それぞれ音圧を受けて振動する振動板とこの振動板に所定の間隔をおいて対向する固定電極を有してなるコンデンサマイクロホンユニットを示している。各マイクロホンユニット１１，１２の振動板はグランド（ＧＮＤ：以下、これを「アース」という）に接続され、マイクロホンユニット１１の固定電極はコンデンサ１５を介して第１の真空管２１のグリッドに、マイクロホンユニット１２の固定電極はコンデンサ２５を介して第２の真空管２２のグリッドに接続されている。この例では、二つのマイクロホンユニット１１，１２は、一つのユニットケースに背中合わせ状に組み込まれた指向性可変型のユニットを想定している。二つの真空管２１，２２はいずれもインピーダンス変換素子として用いられおり、いずれも３極管で、一つのガラス管に封入された複合管である。

各マイクロホンユニット１１，１２の振動板と固定電極との間には所定の直流電圧を付加する必要がある。図示の例では、マイクロホンユニット１１の固定電極に、直流電源１９から抵抗２０と互いに逆向きに並列接続されたダイオード１３，１４を介してマイナスの電圧が印加され、マイクロホンユニット１２の固定電極に、直流電源２９から抵抗３０と互いに逆向きに並列接続されたダイオード２３，４４を介してプラスの電圧が印加されるように接続されている。各真空管２１，２２のプレートには、直流の高電圧電源（例えば、１２０Ｖ）が電源端子５から印加される。外部との接続端子として６．３Ｖの直流電圧入力端子４が設けられていて、この端子４から真空管２１，２２のヒータ５１を加熱するための電源が供給されるようになっている。

各真空管２１，２２のバイアス回路は以下のように接続されてカソードフォロワ出力するようになっている。真空管２１のカソードは抵抗４２を介して、真空管２２のカソードは抵抗４４を介してアースされている。これらの抵抗４２，４４の端子電圧が平衡出力となるように、具体的には、真空管２１のカソードが電解コンデンサ４７を介してコールド側出力端子３に、真空管２２のカソードが電解コンデンサ４８を介してホット側出力端子２に接続されている。電源端子５からの高電圧電源は、直列接続された分圧抵抗３７、５２によって分圧され、この分圧された電圧は、抵抗３８を介し、さらに互いに逆向きに並列接続されたダイオード１７，１８を介して真空管２１のグリッドに印加されるように接続されている。同様に、上記分圧された電圧は、抵抗３９を介し、さらに互いに逆向きに並列接続されたダイオード２７，２８を介して真空管２２のグリッドに印加されるように接続されている。上記分圧抵抗５２には電解コンデンサ５３が並列に接続されている。並列接続されたダイオード１３，１４と並列接続された別のダイオード１７，１８は、それぞれの両端が結合コンデンサ１５，１６を介して並列に接続されている。同様に、並列接続されたダイオード２３，２４と並列接続された別のダイオード２７，２８は、それぞれの両端が結合コンデンサ２５，２６を介して並列に接続されている。ダイオード１７，１８と抵抗３８の接続点と、真空管２１のカソードとの間には電解コンデンサ４５が、ダイオード２７，２８と抵抗３９の接続点と、真空管２２のカソードとの間には電解コンデンサ４６が接続されている。出力端子３とアースとの間には抵抗４９が、出力端子２とアースとの間には抵抗５０が接続されている。

以上説明したように、また、図３を参照すれば明らかなように、二つのマイクロホンユニットとそれぞれのインピーダンス変換素子である真空管２１，２２が対称形に接続されている。各真空管２１，２２のバイアス回路は、それぞれの真空管のグリッドにバイアス電圧を加える第１のダイオード１７，２７およびこの第１のダイオード１７，２７に並列かつ逆向きに接続された第２のダイオード１８，２８を有してなる。各真空管２１，２２のカソードから、位相が互いに逆向きのホット側とコールド側の信号が平衡出力される。真空管２１側に接続されているコンデンサ１５，１６と、真空管２２側に接続されているコンデンサ２５，２６は、マイクロホンユニット１１，１２に印加される直流電圧と、マイクロホンユニット１１，１２で変換される音声信号とを分離して音声信号のみを真空管１１，１２のグリッドに入力させる働きをしている。

米国特許第６，４５３，０４８号公報

図３に示す従来のコンデンサマイクロホンユニットおよびそのインピーダンス変換器によれば、二つの真空管２１，２２のバイアス電圧を同じにしても、双方の真空管２１，２２の電流にばらつきが発生する。真空管双方の特性のばらつきがあると当然ながら電流もばらつくが、真空管双方の特性にばらつきがないとしても電流のばらつきが発生する。真空管２１，２２の電流がばらつくと、カソードフォロワ接続された出力回路のインピーダンスもばらつき、平衡出力のバランスが崩れ、出力回路やマイクロホンケーブルに電界や磁界が加わると、音声信号に雑音が混入する。
また、カソードフォロワ出力の場合、真空管２１，２２のカソードとヒータとの間の電位差が大きくなりがちで、カソードとヒータとの間で絶縁不良が発生し、雑音を生じやすい。その対策として、カソード電位を制御する必要がある、といった難点もある。

以上、コンデンサマイクロホンを想定して従来例を説明してきたが、リボンマイクロホンユニットを使用する場合も同様のことがいえる。つまり、リボンマイクロホンユニットは、出力信号が極めて低いため、巻線比が例えば１：１８０というように極めて大きい昇圧トランスを用いてマイクロホンユニットの出力を昇圧することが一般に行われている。しかし、上記のような巻線比の大きいトランスを使用すると、出力インピーダンスが例えば１３ｋΩというように高くなりすぎる。そこで、図３に示すような真空管を使用したインピーダンス変換回路を用いて出力インピーダンスを下げることが考えられるが、この回路には、上に述べたような解決すべき技術的な課題がある。

本発明は、上記従来技術の問題点を解消することを目的とする。すなわち、インピーダンス変換素子として真空管を用いて平衡出力するものにおいて、平衡出力するための二つの真空管双方に流れる電流のばらつきを抑えることができ、さらに、この電流を調整可能にすることにより、平衡出力双方のインピーダンスを同一にして、出力信号伝送路に雑音が混入することを防止することができるマイクロホン用インピーダンス変換器およびマイクロホンを提供することを目的とする。

本発明に係るマイクロホン用インピーダンス変換器は、マイクロホンユニットの出力信号がグリッドに入力されカソードフォロワ出力される真空管と、上記真空管とカスケード接続され上記真空管に流れる電流を規定するＦＥＴと、上記真空管のグリッドにバイアス電圧を加えるバイアス回路と、を備え、上記真空管、ＦＥＴ、固定バイアス回路がそれぞれ対をなして対称形に接続されることにより二つのカソードフォロワ出力が平衡出力となっており、上記対をなす固定バイアス回路相互間に、上記対をなす真空管に流れる電流を調整して平衡出力の平衡性を調整する調整部材を備えていることを最も主要な特徴とする。

本発明に係るマイクロホン用インピーダンス変換器はまた、マイクロホンユニットの出力信号がグリッドに入力されカソードフォロワ出力される真空管と、上記真空管とカスケード接続され上記真空管に流れる電流を規定するＦＥＴと、上記真空管のグリッドにバイアス電圧を加えるバイアス回路と、を備え、上記バイアス回路は、上記真空管のグリッドにバイアス電圧を加える第１のダイオードおよび第１のダイオードに並列かつ逆向きに接続された第２のダイオードと、これら第１、第２のダイオードを経て上記真空管のグリッドに一定のバイアス電圧を加えるバイアス抵抗と、を有する固定バイアス回路であり、上記真空管、ＦＥＴ、固定バイアス回路がそれぞれ対をなして対称形に接続されることにより二つのカソードフォロワ出力が平衡出力となっており、上記対をなす固定バイアス回路相互間に、上記対をなす真空管に流れる電流を調整して平衡出力の平衡性を調整する調整部材を備えていることを特徴とする。

本発明に係るマイクロホンは、互いに逆位相の二つの信号を出力するマイクロホンユニットと、高い入力インピーダンスと低い出力インピーダンスを持ち上記マイクロホンユニットの各出力信号を入力とするインピーダンス変換器を備えたマイクロホンであって、上記インピーダンス変換器として、上記のように構成された本発明に係るインピーダンス変換器を備えていることを特徴とする。

本発明に係るマイクロホン用インピーダンス変換器およびマイクロホンによれば、インピーダンス変換素子としての真空管とともにＦＥＴをカスケード接続することにより、ＦＥＴが定電流ダイオードと同様の働きをし、真空管のプレート電流のばらつきを抑制することができる。これに加えて、上記真空管、ＦＥＴ、固定バイアス回路を一対ずつ対称形に接続して、二つのカソードフォロワ出力により平衡出力させ、対をなす真空管に流れる電流を調整して平衡出力の平衡性を調整する調整部材を、上記対をなす固定バイアス回路相互間に設けたため、平衡出力双方のインピーダンスを同一にすることができ、もって、出力信号伝送路に雑音が混入することを防止することができる。

本発明に係るマイクロホン用インピーダンス変換器およびマイクロホンの実施例を示す回路図である。 本発明に係るマイクロホン用インピーダンス変換器およびマイクロホンの別の実施例を示す回路図である。 従来のマイクロホン用インピーダンス変換器およびマイクロホンの例を示す回路図である。

以下、本発明に係るマイクロホン用インピーダンス変換器およびマイクロホンの実施例を、図面を参照しながら説明する。なお、図３に示す従来例における回路部品と実質的に同一の回路部品には同一の符号を付している。

図１において、符号１１，１２はコンデンサマイクロホンユニットを示している。コンデンサマイクロホンユニット１１および１２は、それぞれ音圧を受けて振動する振動板とこの振動板に所定の間隔をおいて対向する固定電極を有してなる。各マイクロホンユニット１１，１２の振動板はアースされ、マイクロホンユニット１１の固定電極は結合コンデンサ１５を介して第１の真空管２１のグリッドに、マイクロホンユニット１２の固定電極は結合コンデンサ２５を介して第２の真空管２２のグリッドに接続されている。したがって、マイクロホンユニット１１の出力信号は、結合コンデンサ１５を経て真空管２１のグリッドに入力され、マイクロホンユニット１２の出力信号は、結合コンデンサ２５を経て真空管２２のグリッドに入力される。二つのマイクロホンユニット１１，１２は、例えば、一つのユニットケースに背中合わせ状に組み込まれた指向性可変型のユニットとして構成されていてもよいし、個別のユニットを背中合わせにして一体に結合したものでもよい。二つの真空管２１，２２はいずれもインピーダンス変換素子として用いられており、いずれも３極管で、一つのガラス管に封入された複合管である。真空管２１のプレートには、高電圧電源入力端子５から、例えば、１２０Ｖの高圧直流電圧が抵抗３３を介して印加され、真空管２２のプレートには、上記端子５から、高圧直流電圧が抵抗３５を介して印加される。

真空管２１はカソードフォロワ出力するように接続され、また、ＦＥＴ３１とともにカスケード接続されている。より具体的には、真空管２１のカソードはＦＥＴ３１のドレインに、ＦＥＴ３１のソースは真空管２１のプレート電流制御用の抵抗４２を介してアースに接続されている。真空管２１のプレートとＦＥＴ３１のベースとの間にはコンデンサ３４が接続され、ＦＥＴ３１のベースとアースとの間には抵抗４１が接続されている。真空管２１のカソードからインピーダンス変換出力信号が出力され、この出力信号は電解コンデンサ４７を介してコールド側出力端子３から外部に向けて出力されるようになっている。

真空管２１のグリッドには、以下に述べるようなバイアス回路によってバイアス電圧が加えられる。端子５からは直流高電圧が供給され、端子５とアースとの間に直列接続された分圧抵抗３７，５２によって上記高電圧が分圧され、この分圧点がバイアス抵抗３８とダイオード１７およびダイオード１８を介して真空管２１のグリッドに接続されている。ダイオード１７およびダイオード１８は、それぞれ直列接続された２個のダイオードからなり、ダイオード１７およびダイオード１８は互いに逆向きにして並列に接続されている。ダイオード１７のカソード、ダイオード１８のアノードが抵抗３８に、ダイオード１７のアノード、ダイオード１８のカソードが真空管２１のグリッドに接続されている。抵抗３８とダイオード１７、１８の接続点をＡ点とすると、このＡ点と真空管２１のカソードとの間に電解コンデンサ４５が接続されている。ダイオード１７を第１のダイオードとし、ダイオード１８を第２のダイオードとする。上記分圧抵抗３７，５２による分圧点の電圧は、バイアス抵抗３８を経て、さらに第１のダイオード１７または第２のダイオード１８を経て真空管２１のグリッドに加えられる。分圧抵抗５２には電解コンデンサ５３が並列に接続されている。

マイクロホンユニット１１の固定電極には、直流電圧源１９から、抵抗２０と、互いに逆向きに並列接続されたダイオード１３，１４を介して直流電圧が印加されるように接続されている。ダイオード１３，１４は、前記結合コンデンサ１５，１６の介在のもとに上記第１、第２のダイオード１７，１８と並列に接続されている。ダイオード１３，１４は直流電圧源１９からマイクロホンユニット１１の固定電極に直流電圧を供給するためのものである。結合コンデンサ１５，１６は、マイクロホンユニット１１の出力信号から上記直流電圧を分離し、マイクロホンユニット１１の出力信号のみを真空管２１のグリッドに入力させる働きをしている。上記第１、第２のダイオード１７，１８はともに直列接続された２個の素子からなり、これに合わせてダイオード１３，１４も直列接続された２個の素子からなる。これら各ダイオードを構成する素子の数は任意で、１個だけでもよい。各ダイオードを構成する素子の数を増やせば、真空管２１のグリッドに印加されるバイアス電圧が深く（大きく）なる。

ここまで真空管２１を中心とした回路構成について説明してきたが、もう一つの真空管２２を中心とした回路構成も真空管２１を中心とした回路構成と同じになっていて、回路図上では対称形になっている。以下、真空管２２を中心とした回路構成について説明する。

真空管２２はカソードフォロワ出力するように接続され、また、ＦＥＴ３２とともにカスケード接続されている。より具体的には、真空管２２のカソードはＦＥＴ３２のドレインに、ＦＥＴ３２のソースは真空管２２のプレート電流制御用の抵抗４４を介してアースに接続されている。真空管２２のプレートとＦＥＴ３２のベースとの間にはコンデンサ３６が接続され、ＦＥＴ３２のベースとアースとの間には抵抗４３が接続されている。真空管２２のカソードからインピーダンス変換出力信号が出力され、この出力信号は電解コンデンサ４８を介してホット側出力端子２から外部に向けて出力されるようになっている。

真空管２２のグリッドには、以下に述べるようなバイアス回路によってバイアス電圧が加えられる。直列接続された前記分圧抵抗３７，５２による分圧点はバイアス抵抗３９とダイオード２７およびダイオード２８を介して真空管２２のグリッドに接続されている。ダイオード２７およびダイオード２８は、それぞれ直列接続された２個のダイオードからなり、互いに逆向きにして並列に接続されている。ダイオード２７のカソード、ダイオード２８のアノードが抵抗３９に、ダイオード２７のアノード、ダイオード２８のカソードが真空管２２のグリッドに接続されている。抵抗３９とダイオード２７、２８の接続点をＢ点とすると、このＢ点と真空管２２のカソードとの間に電解コンデンサ４６が接続されている。ダイオード２７を第１のダイオードとし、ダイオード２８を第２のダイオードとする。上記分圧点の電圧は、バイアス抵抗３９を経て、さらに第１のダイオード２７または第２のダイオード２８を経て真空管２２のグリッドに加えられる。

マイクロホンユニット１２の固定電極には、直流電圧源２９から、抵抗３０と、互いに逆向きに並列接続されたダイオード２３，２４を介して直流電圧が印加されるように接続されている。ダイオード２３，２４は、前記結合コンデンサ２５，２６の介在のもとに上記第１、第２のダイオード２７，２８と並列に接続されている。ダイオード２３，２４は直流電圧源２９からマイクロホンユニット１２の固定電極に直流電圧を供給するためのものである。結合コンデンサ２５，２６は、マイクロホンユニット１２の出力信号から上記直流電圧を分離し、マイクロホンユニット１２の出力信号のみを真空管２２のグリッドに入力させる働きをしている。上記第１、第２のダイオード２７，２８はともに直列接続された２個の素子からなり、これに合わせてダイオード２３，２４も直列接続された２個の素子からなる。これら各ダイオードを構成する素子の数は任意で、１個だけでもよい。各ダイオードを構成する素子の数を増やせば、真空管２２のグリッドに印加されるバイアス電圧が深く（大きく）なる。

ここまで説明してきたように、図１に示す実施例は、真空管、ＦＥＴ、固定バイアス回路がそれぞれ対をなして対称形に接続されることにより二つのカソードフォロワ出力によって平衡出力となるように構成されている。そして、上記対をなす固定バイアス回路相互間に、上記対をなす真空管２１，２２に流れる電流を調整して平衡出力の平衡性を調整する調整部材として可変抵抗４０を備えていることが、この実施例の特徴となっている。より具体的に説明すると、ＦＥＴ３１のソースとＦＥＴ３２のソースとの間に可変抵抗４０の両端の固定端子が接続され、可変抵抗４０の可変端子がアースに接続されている。真空管２１を流れる電流はＦＥＴ３１を流れる電流と同じであり、同様に、真空管２２を流れる電流はＦＥＴ３２を流れる電流と同じである。これらの電流は、プレート電流制御用抵抗４２，４４で規制され、さらに可変抵抗４０の調整位置によって規制される。可変抵抗４０を調整して、真空管２１の電流を増加させると真空管２２の電流が減少し、真空管２１の電流を減少させると真空管２２の電流が増加する関係になる。そこで、真空管２１，２２の電流が等しくなるように可変抵抗４０を調整する。このように調整することによって、カソードフォロワにより平衡出力されるホット側とコールド側のインピーダンスが等しくなって良好な平衡性が保たれ、出力信号伝送路に外部から電解や磁界が加わっても、出力信号に雑音が混入することを防止することができる。可変抵抗４０は、一度調整すると半固定的に調整位置を保持する半固定抵抗を用いるとよい。

インピーダンス変換器は、すでに説明した直流高圧電源入力端子５、コールド側出力端子３、ホット側出力端子２、アース端子１のほかに、ヒータ電源端子４を備えている。ヒータ電源端子４とアース端子１との間に真空管２１，２２のヒータ５１が接続されている。

アース端子１と、ホット側出力端子２と、コールド側出力端子３を、コネクタなどを介して平衡ケーブルに接続し、この平衡ケーブルを介して外部機器に接続することができる。あるいは、例えばマイクロホンケースなどにトランスを配置し、トランスの一次巻線の両端にそれぞれ上記出力端子２、３を接続し、上記トランスの二次巻線の両端をそれぞれマイクロホンコネクタのコールド側端子、ホット側端子に接続し、アース端子１を上記マイクロホンコネクタのアース端子に接続し、マイクロホンコネクタの上記ホット側端子、コールド側端子およびグランド端子によって平衡出力するようにしてもよい。

以上説明した実施例によれば、高出力インピーダンスのコンデンサマイクロホンユニット１１，１２の出力信号が、カソードフォロワ接続された高入力インピーダンスの真空管２１，２２のグリッドに入力される。真空管２１，２２はカソードフォロワ出力されることにより、出力インピーダンスは低インピーダンスとなる。

ダイオード１７，１８および２７，２８は以下のようにして真空管２１，２２にバイアス電圧を与える。すなわち、結合点Ａ、Ｂに発生するバイアス電圧をＶｃ、そのときの真空管２１，２２のグリッド電圧をＶｄとする。グリッド電圧Ｖｄがバイアス電圧Ｖｃよりも低くなるように変動したとすると、ダイオードの静特性の中で、順方向の電圧・電流特性によって第１のダイオード１７，２７に電流が流れ、ダイオード１７，２７によって電圧降下Ｖｆが発生する。グリッド電圧Ｖｄはバイアス電圧ＶｃよりもＶｆ分だけ低くなるため、バイアス電圧Ｖｃが浅くなり、真空管２１，２２のプレート電流が増加し、バイアス電圧Ｖｃが大きくなる。これにより、グリッド電圧Ｖｄの変動分が抑えられ、ダイオード１７，２７の電流が減少する。この動作はダイオード１７，２７に電流が流れなくなるまで続く。その結果、ダイオード１７，２７の電流がゼロ、したがってダイオード１７，２７の電圧降下Ｖｆがゼロになるようにグリッド電圧Ｖｄの変動が収束し、グリッド電圧Ｖｄがバイアス電圧Ｖｃに等しくなる。

逆に、グリッド電圧Ｖｄがバイアス電圧Ｖｃよりも高くなるように変動したとすると、第２のダイオード１８，２８が上記の場合の第１のダイオード１７，２７と同様に動作して、グリッド電圧Ｖｄの変動が収束し、グリッド電圧Ｖｄがバイアス電圧Ｖｃに等しくなる。すなわち、真空管２１，２２のグリッド電圧とカソード電圧はほぼ等しくなる。
結果的に、第１、第２のダイオード１７，１８および２７，２８は、交流に対して端子間の電位差がゼロ付近で動作して端子間の電圧降下はゼロであり、実質的にダイオード１７，１８および２７，２８の代わりに高抵抗を接続したのと等価になる。
換言すれば、真空管２１，２２のバイアス回路は、互いに逆向きにして並列に接続された第１、第２のダイオード１７，１８および２７，２８と、バイアス抵抗３８，３９によって構成され、真空管２１，２２のグリッドに一定のバイアス電圧を加える固定バイアス回路を構成している。

上記真空管２１，２２のグリッド電圧とカソード電圧は、高電圧電源Ｖｂを分圧抵抗３７，５２で分圧して与えており、これによって上記グリッド電圧とカソード電圧を一定に保つことができ、カソード電位の変動を原因とする雑音の発生を防止することができる。
また、ＦＥＴ３１，３２のソースとグランドとの間に接続されているプレート電流制御用の抵抗４２，４４と可変抵抗４０が、真空管２１，２２のプレート電流を規定していて、可変抵抗４０を調整することによって双方の真空管２１，２２のプレート電流が等しくなるように制御することができるため、平衡出力のホット側とコールド側のインピーダンスを等しくして、良好な平衡性を維持することができる。

マイクロホンユニット１１，１２からの音声信号は真空管２１，２２を通るので音質の劣化がない。この真空管２１，２２とともにカスケード接続されて真空管２１，２２０に流れる電流を規定する回路素子として真空管の代わりにＦＥＴ３１，３２を採用したことにより、高い音質を維持しながら、真空管のヒータによって消費される電力量を軽減することができる。

図１に示す実施例では、コンデンサマイクロホンユニット１１に電圧を印加するために、直流電源１９、抵抗２０、ダイオード１３，１４を備え、コンデンサマイクロホンユニット１２に電圧を印加するために、直流電源２９、抵抗３０、ダイオード２３，２４を備えているが、エレクトレット型のコンデンサマイクロホンユニットの場合、上記電圧印加回路は不要である。

次に、図２に示す別の実施例について説明する。前記実施例１の構成部分と実質的に同じ構成部分には同じ符号を付している。この実施例は、マイクロホンユニット６０がリボン型マイクロホンユニットであって、その出力信号が極めて微弱であるため、このマイクロホンユニット６０の出力信号を昇圧トランス６１で昇圧して出力するように構成されている。昇圧トランス６１は、１次コイル６２と２次コイル６３，６４を備え、２次コイル６３，６４間にセンタータップを備えている。１次コイル６２に対する２次コイル６３，６４の巻線比は、前述のとおり極めて大きくなっている。マイクロホンユニット６０の両端の出力端子は上記１次コイル６２の各端子に接続され、２次コイル６３，６４のセンタータップは、端子５から入力される直流高電圧の前記分圧抵抗３７，５２による分圧点が接続されて適宜の電圧が上記センタータップに印加されるようになっている。２次コイル６３，６４の各端子は、真空管２１，２２のグリッドに接続され、位相が互いに反転しているマイクロホンユニット６０の出力信号が真空管２１，２２のグリッドに入力されるようになっている。また、真空管２１，２２のグリッドには、分圧抵抗３７，５２で分圧された電圧がトランス６１の２次コイル６３，６４を介して印加されてバイアスが掛けられている。真空管２１，２２は前記実施例１における真空管と同様に、ともに三極管からなる複合管である。

上記端子５の直流高圧電源は真空管２１，２２のプレートに印加される。真空管２１、２２は、ともにカソードフォロワ出力するように接続され、また、ＦＥＴ３１、３２とともにカスケード接続されている。より具体的には、真空管２１のカソードはＦＥＴ３１のドレインに、ＦＥＴ３１のソースは真空管２１のプレート電流制御用の抵抗４２を介してアースに接続されている。真空管２１のカソードからインピーダンス変換出力信号が出力され、この出力信号は電解コンデンサ４７を介してコールド側出力端子３から外部に向けて出力されるようになっている。同様に、真空管２２のカソードはＦＥＴ３２のドレインに、ＦＥＴ３２のソースは真空管２２のプレート電流制御用の抵抗４４を介してアースに接続されている。真空管２２のカソードからインピーダンス変換出力信号が出力され、この出力信号は電解コンデンサ４８を介してコールド側出力端子２から外部に向けて出力されるようになっている。

実施例１と同様に、真空管、ＦＥＴ、固定バイアス回路がそれぞれ対をなして対称形に接続されることにより二つのカソードフォロワ出力によって平衡出力となるように構成されている。そして、上記対をなす固定バイアス回路相互間に、上記対をなす真空管２１，２２に流れる電流を調整して平衡出力の平衡性を調整する調整部材として可変抵抗４０を備えている。可変抵抗４０はその両端の固定端子がＦＥＴ３１のソースとＦＥＴ３２のソースとの間に接続され、可変抵抗４０の可変端子がアースに接続されている。真空管２１を流れる電流はＦＥＴ３１を流れる電流と同じであり、真空管２２を流れる電流はＦＥＴ３２を流れる電流と同じである。これらの電流は、プレート電流制御用抵抗４２，４４と、可変抵抗４０の調整位置によって規制される。可変抵抗４０を調整して、真空管２１の電流を増加させると真空管２２の電流が減少し、真空管２１の電流を減少させると真空管２２の電流が増加する関係になる。そこで、真空管２１，２２の電流が等しくなるように可変抵抗４０を調整すると、カソードフォロワにより平衡出力されるホット側とコールド側のインピーダンスが等しくなって良好な平衡性が保たれ、出力信号伝送路に外部から電解や磁界が加わっても、出力信号に雑音が混入することを防止することができる。可変抵抗４０は半固定型の可変抵抗であってもよい。

図２に示す実施例２では、マイクロホンユニット６０として、前述のとおりリボン型マイクロホンユニットを想定しているが、コンデンサマイクロホンユニットで代替してもよい。
また、リボン型マイクロホンユニットの場合、２枚のリボン型振動板を並列的に備えているものであってもよく、その場合、マイクロホンユニットの出力信号を、昇圧トランスを介し、あるいは昇圧トランスを介することなく、図２に示す実施例２の構成と同様に構成されたインピーダンス変換回路に入力するようにしてもよい。

本発明に係るマイクロホン用インピーダンス変換器およびマイクロホンは、インピーダンス変換素子として真空管を用いることにより、音質にこだわるマイクロホンユーザに推奨することができ、ある程度の需要を見込むことができる。

１１ マイクロホンユニット
１２ マイクロホンユニット
２１ 真空管
２２ 真空管
３１ ＦＥＴ
３２ ＦＥＴ
３８ バイアス抵抗
３９ バイアス抵抗
１７ 第１のダイオード
１８ 第２のダイオード
２７ 第１のダイオード
２８ 第２のダイオード
４２ プレート電流制御用抵抗
４４ プレート電流制御用抵抗
３７ 分圧抵抗
４０ 調整部材としての可変抵抗
５２ 分圧抵抗

Claims (10)

1. マイクロホンユニットの出力信号がグリッドに入力されカソードフォロワ出力される真空管と、
   上記真空管とカスケード接続され上記真空管に流れる電流を規定するＦＥＴと、
   上記真空管のグリッドにバイアス電圧を加えるバイアス回路と、を備え、
   上記真空管、ＦＥＴ、固定バイアス回路がそれぞれ対をなして対称形に接続されることにより二つのカソードフォロワ出力が平衡出力となっており、
   上記対をなす固定バイアス回路相互間に、上記対をなす真空管に流れる電流を調整して平衡出力の平衡性を調整する調整部材を備えているマイクロホン用インピーダンス変換器。
2. マイクロホンユニットの出力信号がグリッドに入力されカソードフォロワ出力される真空管と、
   上記真空管とカスケード接続され上記真空管に流れる電流を規定するＦＥＴと、
   上記真空管のグリッドにバイアス電圧を加えるバイアス回路と、を備え、
   上記バイアス回路は、上記真空管のグリッドにバイアス電圧を加える第１のダイオードおよび第１のダイオードに並列かつ逆向きに接続された第２のダイオードと、これら第１、第２のダイオードを経て上記真空管のグリッドに一定のバイアス電圧を加えるバイアス抵抗と、を有する固定バイアス回路であり、
   上記真空管、ＦＥＴ、固定バイアス回路がそれぞれ対をなして対称形に接続されることにより二つのカソードフォロワ出力が平衡出力となっており、
   上記対をなす固定バイアス回路相互間に、上記対をなす真空管に流れる電流を調整して平衡出力の平衡性を調整する調整部材を備えているマイクロホン用インピーダンス変換器。
3. 真空管とＦＥＴとのカスケード接続に、上記真空管のプレート電流制御用の抵抗が接続されている請求項１または２記載のマイクロホン用インピーダンス変換器。
4. 真空管のグリッドに加えられるバイアス電圧は、直流高圧電源から分圧抵抗によって分圧される電圧である請求項１または２記載のマイクロホン用インピーダンス変換器。
5. 真空管は三極管である請求項１または２記載のマイクロホン用インピーダンス変換器。
6. 調整部材は可変抵抗器である請求項１または２記載のマイクロホン用インピーダンス変換器。
7. 可変抵抗器の両端の固定端子は対をなす固定バイアス回路相互間に接続され、半固定の可変抵抗器の可変端子はアースに接続されている請求項６記載のマイクロホン用インピーダンス変換器。
8. 互いに逆位相の二つの信号を出力するマイクロホンユニットと、高い入力インピーダンスと低い出力インピーダンスを持ち上記マイクロホンユニットの各出力信号を入力とするインピーダンス変換器を備えたマイクロホンであって、
   上記インピーダンス変換器は、請求項１乃至７のいずれかに記載のインピーダンス変換器であるマイクロホン。
9. マイクロホンユニットは、互いに逆位相の信号を出力する二つのマイクロホンユニットからなる請求項８記載のマイクロホン。
10. マイクロホンユニットは、センタータップ付き２次コイルを有するトランスにより互いに逆位相の信号を出力する請求項８記載のマイクロホン。

Images