JP5545859B2 - ファントム電源回路 - Google Patents

Description

本発明は、コンデンサマイクロホンに用いるファントム電源回路であって、より詳しくは、コンデンサマイクロホンの断続時に生じるパルス状電流の出力を自動的に制限するファントム電源回路に関するものである。

コンデンサマイクロホン等の電源供給方式として、ＥＩＡＪ規格（ＲＣ−８１６２Ａ）が規定されている。このＥＩＡＪ規格はファントム電源に関するものであって、その供給電圧は３種類の電圧（１２Ｖ、２４Ｖ、４８Ｖ）が定められている。

ファントム電源は、直流電源であって、コンデンサマイクロホンが備える入力端子（ＨＯＴ端子とＣＯＬＤ端子）のそれぞれに供給抵抗を介して、印加されるように構成されている。ＨＯＴ端子とＣＯＬＤ端子には同値の電圧が印加されるが、ファントム電源とコンデンサマイクロホンを断続するときに、両端子の接続または切断が同時に行われなければ、わずかな時間ではあるが、パルス状の電流であるラッシュカレントが生じる。

このようなパルス状電流が出力されると、衝撃音を伴った信号が出力されることになる。また、このような出力がアンプを介して増幅されて出力されると、大きなボツ音が発生し不快である。また、大きなボツ音によって、出力装置を痛めることにもなる。

上記のようなパルス状電流は、コンデンサマイクロホンをファントム電源に断続する時に、スイッチを切った状態で行えば発生することはない。しかし、実際の使用態様では、作業の効率を高めるために、スイッチを入れた状態でファントム電源の断続が行われることがある。このような背景から、パルス状電流の出力を自動的に制限し、かつ、パルス状電流が生じていないときは、通常の動作状態になるファントム電源回路が求められている。

以上述べたような技術課題、すなわちファントム電源回路において、コンデンサマイクロホンの断続時にパルス状電流の出力制限を自動的に行う、という課題を解決することを目的とした先行技術文献は見つからなかったが、本発明に関連ある先行技術文献として特許文献１を挙げることができる。

特許文献１記載の発明は、コンデンサマイクロホンユニットのコネクタハウジングに用いることができる筒状体の接続方法に関するものであって、コネクタハウジングに収納される回路基板に過電流阻止用のツェナーダイオード素子などを備えている。

特開２００９−２９０６３９号公報

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、コンデンサマイクロホンに用いるファントム電源回路であって、より詳しくは、コンデンサマイクロホンの断続時に生じるパルス状電流が出力されないように、自動的に制限することができ、かつ、パルス状電流が生じていないときは通常の動作を行うことができるファントム電源回路を提供することを目的とする。

本発明は、２つの供給抵抗を介してコンデンサマイクロホンに電源を供給するファントム電源回路であって、コンデンサマイクロホンの端子がファントム電源回路の端子に断続されたときに生じるパルス状電流を検出する検出回路と、コンデンサマイクロホンの出力を制限する制限回路と、を備えており、検出回路は、コンデンサマイクロホンの端子が接続されるファントム電源回路の端子に端子間に生じるパルス状電流を検出し、制限回路は、検出回路がパルス状電流を検出したとき、コンデンサマイクロホンの出力を低下させることを最も主な特徴とする。

また本発明は、上記のファントム電源回路において、検出回路が、コンデンサマイクロホンに電源を供給する２つの電源供給線に両端を接続するトランスと、トランスの中点から、パルス状電流を取り出して微分する微分回路と、微分回路の出力によってオン状態になる第１トランジスタ回路と、を有してなることを特徴とする。

また本発明は、上記のファントム電源回路において、制限回路が、検出回路がパルス状電流を検出したときにオフ状態になる第２トランジスタ回路と、第２トランジスタ回路の状態に応じて発光する発光素子と、発光素子の発光によって動作する能動素子と、を有してなることを特徴とする。

また本発明は、上記のファントム電源回路において、トランスは、バイファイラ巻のトランスであることを特徴とする。

また本発明は、上記のファントム電源回路において、能動素子はフォトＭＯＳリレーであって、発光素子の発光によって接点を開閉することを特徴とする。

本発明によれば、コンデンサマイクロホンの断続時に生じるパルス状電流によって、出力装置からボツ音などの不快な音が出力されないようにすることができる。

また、コンデンサマイクロホンのスイッチを切らずに断続を行ったとしても、不快な音が出力されることがなく、運用時の手間を省くことができる。

本発明に係るファントム電源回路の実施例を示す回路図である。

本発明に係るファントム電源回路の実施の形態について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るファントム電源回路の実施の形態を示す回路図である。図１において、ファントム電源回路１０は、図示しないコンデンサマイクロホンが接続される端子（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）と、出力装置（例えばアンプなど）が接続される端子（Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６）の間に直流電源を供給する電源部ＰＷと、供給抵抗であるＲ１、Ｒ２などを有している。また、本発明に係るファントム電源回路の特徴ある構成である制限回路１と検出回路２を備えている。

端子Ｔ１には、図示しないコンデンサマイクロホンのＨＯＴ端子が接続される。端子Ｔ２には、同じくコンデンサマイクロホンのＣＯＬＤ端子が接続され、端子Ｔ３には、アース端子が接続される。電源部ＰＷからコンデンサマイクロホンの電源供給は、端子Ｔ１側に接続されている供給抵抗Ｒ１と、端子Ｔ２側に接続されている供給抵抗Ｒ２を介して行われる。電源部ＰＷの電圧値が例えば４８ボルトであれば、端子Ｔ１と端子Ｔ２の間に印加される電圧は４８ボルトとなる。

また出力装置の接続端子である、端子Ｔ４はコンデンサマイクロホンのＨＯＴ端子と接続され、端子Ｔ５は、コンデンサマイクロホンのＣＯＬＤ端子側と接続され、端子Ｔ６はアース端子と接続されている。

制限回路１は、端子Ｔ１と端子Ｔ４、および、端子Ｔ２と端子Ｔ５間に配置された回路であって、後述するようにパルス状電流が生じた時に出力を自動的に制限するように動作する。また、検出回路２は、コンデンサマイクロホンが断続されたときに生じることが多いパルス状電流を検出し、制限回路１を動作させる回路である。

まず、検出回路２について説明する。図１において、検出回路２は、トランスＴＲＳ、コンデンサＣ１、抵抗Ｒ３、トランジスタＱ１およびＱ２、を有してなる。

トランスＴＲＳは、コンデンサマイクロホンが接続される端子Ｔ１側の電源供給線と端子Ｔ２側の電源供給線の間に接続されている。図１において、端子Ｔ１とトランスＴＲＳとの接続点をＰ１とし、端子Ｔ２とトランスＴＲＳとの接続点をＰ２とする。トランスＴＲＳはバイファイラ巻のトランスであって、センタータップＣＴを備えている。トランスＴＲＳは、交流的にはチョークコイルとして動作するので、コンデンサマイクロホンの負荷にはならない。

トランスＴＲＳのセンタータップＣＴには、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ３が直列に接続され、アースに接続されている。このコンデンサＣ１と抵抗Ｒ３によって、センタータップＣＴを入力端子とし、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ３の接続点を出力端子とする微分回路が形成されている。

トランスＴＲＳの両端（Ｐ１とＰ２）には、供給抵抗Ｒ１およびＲ２を介して直流電圧が印加されているので、端子Ｔ１と端子Ｔ２に接続される負荷が同じであれば、Ｐ１とＰ２の電位は略同じ平衡状態である、トランスＴＲＳに電流が流れることはない。しかし、コンデンサマイクロホンを断続するとき、端子Ｔ１またはＴ２のいずれか一方が先に接続（切断）されたとき、その瞬間に両端子の平衡状態が崩れて、Ｐ１からＰ２、または、Ｐ２からＰ１に向けてパルス状電流が生じる。このパルス状電流は、Ｐ１とＰ２のいずれの電位が下がるか（端子Ｔ１と端子Ｔ２のどちらが先にコンデンサマイクロホンの端子に接続されたか、または、切断されたか）によって、極性が異なる。

このパルス状電流がセンタータップＣＴを介して、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ３からなる微分回路に入力される。そうすると、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ３の接続点である出力端から、パルス状の電流がトランジスタＱ１とＱ２からなる第１トランジスタ回路に入力される。

微分回路の出力は、第１トランジスタ回路を構成するトランジスタＱ１のベースと、トランジスタＱ２のエミッタに流れる。すなわち、パルス状電流によってトランジスタＱ１のベース電位とトランジスタＱ２のエミッタ電位は変位するように構成されている。微分回路の出力がプラス値であれば、トランジスタＱ１のベース電位が上がるので、トランジスタＱ１がオン状態になる。このとき、トランジスタＱ２はエミッタの電位は、トランジスタＱ２のベースの電位よりも高くなるので、トランジスタＱ２はオフ状態のままである。

微分回路の出力がマイナス値であれば、トランジスタＱ１のベース電位は下がるので、トランジスタＱ１はオフ状態のままである。しかし、トランジスタＱ２はエミッタ電位が下がるので、トランジスタＱ２のベース電位がエミッタ電位に対して相対的に高くなり、トランジスタＱ２がオン状態になる。このように、パルス状電流が生じると、トランジスタＱ１またはトランジスタＱ２のいずれか一方がオン状態になる

このように、上記構成を備える検出回路２によれば、コンデンサマイクロホンの断続時に生じるパルス状電流によって、第１トランジスタ回路を構成する２つのトランジスタＱ１とＱ２の状態がオフからオンに変化する。これによって、パルス状電流の発生を検出することができる。なお、パルス状電流が生じていないとき（平衡状態のとき）は、トランジスタＱ１のベースと、トランジスタＱ２のエミッタはともに、抵抗Ｒ３を介して接地されてオフ状態となる。

次に、制限回路１について説明する。制限回路１は、コンデンサＣ２とトランジスタＱ３からなる第２トランジスタ回路と、発光ダイオードＤ１と、発光ダイオードＤ２と、フォトＭＯＳリレーＳＷ１と、フォトＭＯＳリレーＳＷ２と、抵抗Ｒ５と、抵抗Ｒ６と、を有してなる。

トランジスタＱ３のベースは、第１トランジスタ回路を構成するトランジスタＱ１とトランジスタＱ２のコレクタに接続されている。また、トランジスタＱ３のベースには、コンデンサＣ２が接続されている。コンデンサＣ２は、抵抗Ｒ４を介して充電されるので、この充電された電荷によって、トランジスタＱ３のベースは所定の電位で維持される。つまり、平常時は、トランジスタＱ３はオン状態である。よって、トランジスタＱ１とトランジスタＱ２のコレクタからの入力が無ければ（トランジスタＱ１とトランジスタＱ２が共にオフ状態のままであれば）、トランジスタＱ３はオン状態が維持されて、発光ダイオードＤ１とＤ２には抵抗Ｒ４を介して電源部ＰＷから電流が流れて、発光する。

フォトＭＯＳリレーＳＷ１は、発光ダイオードＤ１から発光される光Ｌ１を受光すると接点を閉じる。フォトＭＯＳリレーＳＷ２は、発光ダイオードＤ２から発光される光Ｌ２を受光すると接点を閉じる。つまり、トランジスタＱ３がオン状態のとき、フォトＭＯＳリレーＳＷ１とフォトＭＯＳリレーＳＷ２はともに接点を閉じている。これによってコンデンサマイクロホンからの信号は出力装置に向けて出力される。

しかし、パルス状電流が発生すると、その時に、トランジスタＱ１またトランジスタＱ２のいずれか一方がオン状態になり、これによって、トランジスタＱ１とトランジスタＱ２のコレクタに接続されているコンデンサＣ２は短絡されて電荷を放電する。コンデンサＣ２の電荷が放電されると、トランジスタＱ３のベース電位が略アース電位まで下がる。そうすると、トランジスタＱ３はオフ状態になり、発光ダイオードＤ１とＤ２に電流が流れなくなる。すなわち、パルス状電流が発生した時は、発光ダイオードＤ１とＤ２が発光しなくなる。

そうすると、フォトＭＯＳリレーＳＷ１とフォトＭＯＳリレーＳＷ２は、ともに接点を開放するので、端子Ｔ４には抵抗Ｒ５を介した出力が、また、端子Ｔ５には抵抗Ｒ６を介した出力がされる。

つまり、コンデンサマイクロホンが断続されたときに生じるパルス状電流を検出した時、コンデンサマイクロホンと出力装置は、抵抗Ｒ５とＲ６を介して接続されるので、コンデンサマイクロホンの出力は、この抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６によって減衰（低下）する。このように、制限回路１と検出回路２によって、パルス状電流に係る出力は減衰（低下）させるので、大きな突発的な出力が出力装置に向けてなされることを制限できる。

言い換えれば、パルス状電流が検出された時、フォトＭＯＳリレーＳＷ１とＳＷ２が動作して、コンデンサマイクロホンの出力回路を抵抗Ｒ５とＲ６を介するものに自動的に切り替えることで、コンデンサマイクロホンの出力を制限することができる。これによって、パルス状電流がそのまま出力装置等へ出力されることを制限できる。

以上のように、本発明に係るファントム電源回路によれば、コンデンサマイクロホンを接続する時に生じるパルス状電流が、出力側の装置に流れることを自動的に阻止し、かつ、平常使用時には、通常のファントム電源回路として動作することができる。

本発明を備える電源回路を用いることで、煩雑に電源の活線挿抜が行われても、出力回路が故障することなく、メンテナンス性に優れたコンデンサマイクロホンを得ることができる。

１ 制限回路
２ 検出回路

Claims (5)

1. ２つの供給抵抗を介してコンデンサマイクロホンに電源を供給するファントム電源回路であって、
   上記コンデンサマイクロホンの端子が上記ファントム電源回路の端子に断続されたときに生じるパルス状電流を検出する検出回路と、
   上記コンデンサマイクロホンの出力を制限する制限回路と、を備えており、
   上記検出回路は、上記コンデンサマイクロホンの端子が接続される上記ファントム電源回路の端子間に生じるパルス状電流を検出し、
   上記制限回路は、
   上記検出回路が上記パルス状電流を検出したとき、上記コンデンサマイクロホンの出力を低下させるファントム電源回路。
2. 上記検出回路は、
   上記コンデンサマイクロホンに電源を供給する２つの電源供給線に両端を接続するトランスと、
   上記トランスの中点から、上記パルス状電流を取り出して微分する微分回路と、
   上記微分回路の出力によってオン状態になる第１トランジスタ回路と、を有してなることを特徴とする請求項１記載のファントム電源回路。
3. 上記制限回路は、
   上記検出回路が上記パルス状電流を検出したときにオフ状態になる第２トランジスタ回路と、
   上記第２トランジスタ回路の状態に応じて発光する発光素子と、
   上記発光素子の発光によって動作する能動素子と、を有してなることを特徴とする請求
   項１記載のファントム電源回路。
4. 上記トランスは、バイファイラ巻のトランスであることを特徴とする請求項２記載のファントム電源回路。
5. 上記能動素子はフォトＭＯＳリレーであって、
   上記発光素子の発光によって接点を開閉することを特徴とする請求項３記載のファントム電源回路。

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