JP5578725B2

JP5578725B2 - リボンマイクロホン回路

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Publication number: JP5578725B2
Application number: JP2010254573A
Authority: JP
Inventors: 裕秋野
Original assignee: Audio Technica KK
Current assignee: Audio Technica KK
Priority date: 2010-11-15
Filing date: 2010-11-15
Publication date: 2014-08-27
Anticipated expiration: 2030-11-15
Also published as: US8948421B2; US20120121110A1; JP2012105238A

Description

本発明は、リボンマイクロホンから高レベルの出力を得るときには出力インピーダンスを抑える回路を動作させ、通常レベルの出力得るときには通常の回路構成とするように、自動的に回路構成を切り替えることができるリボンマイクロホン回路に関するものである。

リボンマイクロホンは、動電型マイクロホンの一種であり、電源を用いることなく動作して出力を得ることができる。リボンマイクロホンユニットからの出力レベルは低いので、通常はリボンマイクロホンユニットの出力端に昇圧トランスを接続して用いる。昇圧トランスは、一次巻線側にリボンマイクロホンユニットが接続され、二次巻線側には出力端子が設けられる。こうすることによって、リボンマイクロホンユニットの出力を実用的なレベルで得ることができる。

昇圧トランスを用いることでリボンマイクロホンユニットの出力レベルは、Ｎ倍に昇圧されて出力される。ここでＮとは、昇圧トランスの巻線比（１：Ｎ＝一次巻線数：二次巻線数）である。よって、このＮが大きいほど、すなわち巻線比が大きいほど出力レベルを高くすることができる。しかし、昇圧トランスによりリボンマイクロホンユニットの出力インピーダンスも大きくなる。出力インピーダンスは巻線比Ｎの二乗（Ｎ^２）になる。そうすると、出力インピーダンスは大きくなってしまうので、外部雑音が混入しやすくなる。

例えば、出力インピーダンスが６００Ω、出力レベルが−５２ｄＢ／Ｐａのリボンマイクロホンユニットにおいて、昇圧トランスにおける巻線比を大きくして出力レベルを−４２ｄＢ／Ｐａに高めようとすると、その出力インピーダンスは５．４ｋΩになる。このような非常に大きい出力インピーダンスでは、出力信号の伝送ケーブルにおいて雑音を取り込みやすいことが知られている。よって、マイクロホンの業界標準規格における出力インピーダンスの値は、１ｋΩ以下となっている。このように、出力レベルを高くすると、同時に大きくなりすぎてしまう出力インピーダンスを抑えて、通常出力レベル時と同等の出力インピーダンスを維持したまま、出力レベルだけ高められる回路構成が望ましい。

出力インピーダンスを低くするには、昇圧トランスの後段にエミッタフォロワ回路からなる緩衝増幅回路を接続すればよい。しかし、緩衝増幅回路は動作電源が必要となるので、外部電源を供給する回路を接続する必要がある。マイクロホンに接続可能な動作電源として、ファントム電源が知られている。そこで、リボンマイクロホン回路において、出力レベルを高くしたいときには、緩衝増幅回路と、これを動作させるための外部電源供給回路を接続し、出力レベルを通常のままでよいときには、緩衝増幅回路を接続しないで動作させるように、複数の回路構成に自動的に切り替えることができるリボンマイクロホン回路が求められている。

すなわち、リボンマイクロホン回路において、ファントム電源が接続されたときは、出力インピーダンスが低く高い出力レベルを得ることができるマイクロホンとして動作させ、ファントム電源が接続されていないときには、高い出力インピーダンス（約６００Ω）と低い出力レベル（約−５２ｄＢ／Ｐａ）で動作させるように、回路構成を自動的に切り替えることができるリボンマイクロホン回路が求められている。

以上述べたような技術課題、すなわちリボンマイクロホン回路において、出力レベルを高くするために昇圧トランスの昇圧比を高くしたとしても、出力インピーダンスは低く抑える回路を動作させることができ、また、出力レベルを業界標準規格内の出力インピーダンスに合うレベルとしたときには、出力インピーダンスを低く抑える回路の動作をさせずに出力をえるように、自動的に回路構成を切り替えることができる、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、増幅回路と外部電源を供給可能な回路を備えていて、外部電源が供給されていない場合でもマイクロホン出力が得られるように自動的に切り換えられるマイクロホン回路に関するものであって、電気音響変換モジュールから出力される電気信号を増幅するための増幅回路と、この増幅回路を駆動するための電源を外部から供給することができる外部電源供給回路と、外部電源供給回路を通じて外部電源が供給されているとき点灯する光源および光源の点滅によってオン・オフする接点を有し、光源が点灯しているとき増幅回路の出力信号をマイクロホン出力として出力させ、光源が消灯しているとき電気音響変換モジュールの出力信号をマイクロホン出力として出力させるように接続されているマイクロホン回路に関するものである。

特開２００７−３１２２６０号公報

本発明は、フレームに固定されたマグネットによって形成される磁気ギャップ内にリボン形振動板が配置されてなるリボンマイクロホンユニットと、上記リボンマイクロホンユニットの出力信号を昇圧する昇圧トランスと、上記昇圧トランスの二次巻線側に接続される緩衝増幅回路と、上記緩衝増幅回路を動作させるための電源を外部から供給する外部電源供給回路と、上記外部電源供給回路を通じて外部電源が供給されているときに点灯する光源と、この光源の点滅に応じてオン・オフする接点を備えるフォトリレーを備えるスイッチ回路と、を有し、上記昇圧トランスは、上記二次巻線の両端部に設けられた第１の出力端子と、上記第１の出力端子よりも上記二次巻線の巻き数が少ない位置に設けられた第２の出力端子と、を有し、上記緩衝増幅回路は、上記第１の出力端子に結線されていて、上記リボンマイクロホンユニットの出力は、上記フォトリレーに上記外部電源供給回路から外部電源が供給されているときは、上記光源が点灯して上記緩衝増幅回路に動作電源が供給される状態になって、上記昇圧トランスの二次巻線側から上記緩衝増幅回路を介して取り出され、上記フォトリレーに上記外部電源供給回路から外部電源が供給されていないときは、上記光源が消灯して上記緩衝増幅回路に動作電源が供給されない状態になって、上記昇圧トランスの二次巻線側から上記緩衝増幅回路を介することなく取り出される
ことを主な特徴とする。

また、本発明は、上記のリボンマイクロホン回路に関するものであって、昇圧トランスは、二次巻線の両端端部に第１の出力端子を有し、また、二次巻線の両端部からそれぞれ短い位置に第２の出力端子を有しており、緩衝増幅回路は第１の出力端子に結線されていることを特徴とする。

また、本発明は、上記のリボンマイクロホン回路に関するものであって、スイッチ回路は、複数のフォトリレーを有し、外部電源供給回路からの動作電源の供給によって接点が開放される第１のフォトリレーと、外部電源供給回路からの動作電源の供給によって接点が閉じる第２のフォトリレーが結線されて１対となり、第１のフォトリレーは、緩衝増幅回路に結線され、第２のフォトリレーは第２の出力端子に結線されていることを特徴とする

また、本発明は、上記のリボンマイクロホン回路に関するものであって、電源はファントム電源であって、外部電源供給回路は、接地ラインとホット信号側ラインとコールド信号ラインからなる３ラインタイプのマイクロホンケーブル及びこのマイクロホンケーブルに結合するための３ピンタイプのコネクタを含むことを特徴とする。

また、本発明は、上記のリボンマイクロホン回路に関するものであって、昇圧トランスの二次巻線はセンタータップを有していて、このセンタータップを境にして両側に第１の出力端子と上記第２の出力端子を有し、両側の第１の出力端子と第２の出力端子に対応してそれぞれ緩衝増幅回路、スイッチ回路を有することにより、リボンマイクロホンユニットで音響電気変換された音声信号が平衡出力されることを特徴とする

また、本発明は、上記のリボンマイクロホン回路に関するものであって、昇圧トランスのセンタータップと接地の間には定電流ダイオードが接続されていることを特徴とする。

また、本発明は、上記のリボンマイクロホン回路に関するものであって、フォトリレーは、光源としてのＬＥＤと、このＬＥＤの点滅によってオン・オフする接点としてのＭＯＳ−ＦＥＴを備えたフォトモスリレーからなることを特徴とする。

本発明によれば、出力レベルを高くしても出力インピーダンスを低く抑えることができ、外部からの雑音の影響を受けにくいリボンマイクロホン回路を得ることができる。

本発明に係るリボンマイクロホン回路の例を示す回路図である。上記リボンマイクロホン回路の例において、所定の動作状態を示す回路図である。

以下、本発明に係るリボンマイクロホン回路の実施例について、図を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るリボンマイクロホン回路の例を示す回路図である。図１において、リボンマイクロホン回路１０は、リボンマイクロホンユニット１と、昇圧トランス２と、緩衝増幅回路３と、スイッチ回路４と、を有してなる。

リボンマイクロホンユニット１は、振動板と導体を兼ねるリボン形振動板を平行磁界中に配置してなるものである。リボン形振動板が音波を受けて磁界内で振動すると、このリボン形振動板が磁束を横切ることによって発電し、その振動速度に比例した電気信号が、リボン形振動板の長さ方向に設けられた出力端子からそれぞれ出力される。この出力される電気信号は、リボン形振動板の振動数及び振幅に対応して音響電気変換された信号であり、リボン形振動板に当たる音波に対応した音声信号が出力される。

昇圧トランス２は、一次巻線側がリボンマイクロホンユニット１の出力端子に接続されており、巻線比（１：Ｎ）に応じて二次巻線側に昇圧された電気信号が出力される出力端子を有している。昇圧トランス２の二次巻線はセンタータップＣＴを有していて、センタータップＣＴを境にしてその両側にそれぞれ巻線比が異なる出力端子２１と出力端子２２を有している。

各出力端子２１は、二次巻線の最大長端部にあたる位置、すなわち両端部に設けられている第１の出力端子である。この出力端子２１から出力されるリボンマイクロホンユニット１の出力レベルは、例えば、約−４２ｄＢ／Ｐａであって、このときの出力インピーダンスは約５．６ｋΩとなる。

各出力端子２２は、二次巻線の最大長端部よりも短い位置、すなわち二次巻線の両端部からそれぞれ短い位置に設けられている第２の出力端子である。この出力端子２２は、リボンマイクロホンユニット１の出力インピーダンスが業界標準規格範囲に収まる程度の巻線比にあたる位置に設けられている。例えば出力端子２２から出力されるリボンマイクロホンユニット１の出力レベルは、約−５２ｄＢ／Ｐａであって、このときの出力インピーダンスは６００Ωである。

昇圧トランス２の上記各第１の出力端子２１に対応して緩衝増幅回路３が設けられている。各緩衝増幅回路３はエミッタフォロワ回路であって、出力端子２１にトランジスタのベースが結線されており、エミッタが出力端子となる。この緩衝増幅回路の働きによって、出力端子２１を介してリボンマイクロホンユニット１の出力を得たときの出力インピーダンスを低くすることができる。

スイッチ回路４は、光源であるＬＥＤと、このＬＥＤの点滅によって接点を開閉する（オン・オフする）スイッチからなるフォトリレーを有している。図１において、ＬＥＤ１とスイッチＳＷ１、ＬＥＤ２とスイッチＳＷ２、ＬＥＤ３とスイッチＳＷ３、ＬＥＤ４とスイッチＳＷ４、はそれぞれがフォトリレーである。

スイッチ回路４において、スイッチＳＷ２とスイッチＳＷ４は通常時は接点が閉じており、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ３は通常時は接点が開放されている。ＬＥＤ１・ＬＥＤ２・ＬＥＤ３・ＬＥＤ４は、図示しない外部電源供給回路が接続されたときに点灯する。また、定電流ダイオードＣＲＤ２とＣＲＤ３は、接続された外部電源供給回路から供給される電流をＬＥＤ１からＬＥＤ４に供給する。

定電流ダイオードＣＲＤ２と定電流ダイオードＣＲＤ３は外部電源供給回路の接続の有無に関わらず交流的に高いインピーダンスであるから、音声信号の負荷にはならない。

リボンマイクロホン回路１０に接続する外部電源供給回路はファントム電源回路である。ファントム電源回路は、ＨＯＴおよびＣＯＬＤの２つの端子と１つの接地端子の３つの端子を有している。図１において、端子ＰＩＮ１はファントム電源回路の接地端子に接続する端子である。端子ＰＩＮ２と端子ＰＩＮ３はファントム電源回路のＨＯＴ端子とＣＯＬＤ端子に接続する端子である。定電流ダイオードＣＲＤ２と定電流ダイオードＣＲＤ３のアノードはそれぞれ端子ＰＩＮ２と端子ＰＩＮ３に結線されており、定電流ダイオードＣＲＤ３のカソードにはＬＥＤ４のアノードが結線されている。ＬＥＤ１からＬＥＤ４は、定電流ダイオードＣＲＤ２と定電流ダイオードＣＲＤ３のカソード側からＬＥＤ４、ＬＥＤ３、ＬＥＤ２、ＬＥＤ１の順に直列接続されており、ＬＥＤ１のカソードが接地端子である端子ＰＩＮ１に結線されている。

リボンマイクロホン回路１０にファントム電源回路が接続されると、定電流ダイオードＣＲＤ２と定電流ダイオードＣＲＤ３を介してＬＥＤ４からＬＥＤ１に電流が流れる。これによって、各ＬＥＤはそれぞれが点灯する。

スイッチＳＷ１・スイッチＳＷ２・スイッチＳＷ３・スイッチＳＷ４は能動素子であるＭＯＳ−ＦＥＴを有するフォトモスリレーであって、ＬＥＤ１からＬＥＤ４が点灯することによって接点を開閉する。スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ３はノーマルオープン型の接点を有し、スイッチＳＷ２とスイッチＳＷ４はノーマルクローズ型の接点を有する。

スイッチＳＷ１は、一方の緩衝増幅回路３の出力端と端子ＰＩＮ２との間に、スイッチＳＷ２は昇圧トランス２の前記第２の出力端子２２の一方と端子ＰＩＮ２との間に、スイッチＳＷ３は他方の緩衝増幅回路３の出力端と端子ＰＩＮ３との間に、スイッチＳＷ４は昇圧トランス２の前記第２の出力端子２２の他方と端子ＰＩＮ３との間にそれぞれ接続されている。

よって、ファントム電源回路が接続されていないときは、ＬＥＤ１からＬＥＤ４に電流が流れないので点灯せず、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ３の接点は開放された状態を維持し、スイッチＳＷ２とスイッチＳＷ４の接点は閉じた状態を維持する。すなわち、ファントム電源回路が接続されていないときは、出力端子２２がスイッチＳＷ２とスイッチＳＷ４を介して、端子ＰＩＮ２と端子ＰＩＮ３に結線され、出力端子２２から得られる出力信号は端子ＰＩＮ２と端子ＰＩＮ３を介して外部に平衡出力される。

すなわち、リボンマイクロホンユニット１の出力インピーダンスが高くないときは、緩衝増幅器３を介することなく、音声信号を出力する回路構成となる。

次に、リボンマイクロホン回路１０にファントム電源回路が接続された状態について、図２を用いて説明する。図２は、図示しない外部電源供給回路であるファントム電源回路を端子ＰＩＮ１・端子ＰＩＮ２・端子ＰＩＮ３を介して接続した状態を示している。ファントム電源回路から端子ＰＩＮ２・端子ＰＩＮ３を介して電流が供給されるので、定電流ダイオードＣＲＤ２と定電流ダイオードＣＲＤ３は、それぞれ端子ＰＩＮ２と端子ＰＩＮ３から、ＬＥＤ１からＬＥＤ４の直列回路に向けて電流を流す。よって、ＬＥＤ１からＬＥＤ４は点灯する。ＬＥＤ１の点灯によって発せられた光Ｌ１はスイッチＳＷ１を動作させる。同じくＬＥＤ２から発せられた光Ｌ２はスイッチＳＷ２を、ＬＥＤ３から発せられた光Ｌ３はスイッチＳＷ３を、ＬＥＤ４から発せられた光Ｌ４はスイッチＳＷ４を動作させる。

ＬＥＤ１からＬＥＤ４の点灯によってスイッチＳＷ１からスイッチＳＷ４が動作すると、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ３の接点は閉じて、スイッチＳＷ２とスイッチＳＷ４の接点は開放される。そうすると、端子ＰＩＮ２と端子ＰＩＮ３を介してファントム電源回路から供給されている電流が、緩衝増幅器３に流れる。この電流によって緩衝増幅器３が動作する。

また、スイッチＳＷ２とスイッチＳＷ４の接点が開放されることで、リボンマイクロホンユニット１の各出力端子２２とＰＩＮ２・ＰＩＮ３間の結線は切断されて、各出力端子２２からリボンマイクロホンユニット１の出力信号は取り出されない状態になる。代わって、昇圧トランス２の二次巻線の両端部に設けられている各出力端子２１を介して大きな巻線比でリボンマイクロホンユニット１の出力信号を取り出される状態になる。

各出力端子２１は、それぞれ緩衝増幅器３を介して端子ＰＩＮ２と端子ＰＩＮ３に結線されるので、巻線比が大きくなったことに伴って大きくなるリボンマイクロホン１の出力インピーダンスは、緩衝増幅器３によって低く抑えられて、高い出力レベルを得つつ、出力インピーダンスを低く抑えた回路構成に自動的に切り替えることができる。

なお、昇圧トランス２のセンタータップＣＴと接地端子ＰＩＮ１の間に配置されている定電流ダイオードＣＲＤ１は、ファントム電源回路が接続されたときに昇圧トランス２に突入電流が流れることを防止するためのものでる。

以上のように、本発明に係るリボンマイクロホン回路によれば、ファントム電源回路が接続されていないときは、出力レベルは通常であって、出力インピーダンスも通常の大きさで動作するリボンマイクロホン回路を構成し、ファントム電源回路が接続されたときは、自動的に、出力レベルを高くしつつ出力インピーダンスは低く抑えることができるリボンマイクロホン回路に切り替わり、外部からの雑音の影響を受けにくいリボンマイクロホン回路をえることができる。

１リボンマイクロホンユニット
２昇圧トランス
３緩衝増幅器
４スイッチ回路

Claims

フレームに固定されたマグネットによって形成される磁気ギャップ内にリボン形振動板が配置されてなるリボンマイクロホンユニットと、
上記リボンマイクロホンユニットの出力信号を昇圧する昇圧トランスと、
上記昇圧トランスの二次巻線側に接続される緩衝増幅回路と、
上記緩衝増幅回路を動作させるための電源を外部から供給する外部電源供給回路と、
上記外部電源供給回路を通じて外部電源が供給されているときに点灯する光源と、この光源の点滅に応じてオン・オフする接点を備えるフォトリレーを備えるスイッチ回路と、を有し、
上記昇圧トランスは、
上記二次巻線の両端部に設けられた第１の出力端子と、
上記第１の出力端子よりも上記二次巻線の巻き数が少ない位置に設けられた第２の出力端子と、
を有し、
上記緩衝増幅回路は、上記第１の出力端子に結線されていて、
上記リボンマイクロホンユニットの出力は、
上記フォトリレーに上記外部電源供給回路から外部電源が供給されているときは、上記光源が点灯して上記緩衝増幅回路に動作電源が供給される状態になって、上記昇圧トランスの二次巻線側から上記緩衝増幅回路を介して取り出され、
上記フォトリレーに上記外部電源供給回路から外部電源が供給されていないときは、上記光源が消灯して上記緩衝増幅回路に動作電源が供給されない状態になって、上記昇圧トランスの二次巻線側から上記緩衝増幅回路を介することなく取り出されるリボンマイクロホンユニット回路。
上記スイッチ回路は、複数のフォトリレーを有し、
上記外部電源供給回路からの動作電源の供給によって接点が開放される第１のフォトリレーと、上記外部電源供給回路からの動作電源の供給によって接点が閉じる第２のフォトリレーが結線されて１対となり、
上記第１のフォトリレーは、上記緩衝増幅回路に結線され、上記第２のフォトリレーは上記第２の出力端子に結線されている、
請求項１記載のリボンマイクロホン回路。
上記電源はファントム電源であって、上記外部電源供給回路は、接地ラインとホット信号側ラインとコールド信号ラインからなる３ラインタイプのマイクロホンケーブル及びこのマイクロホンケーブルに結合するための３ピンタイプのコネクタを含む、
請求項１記載のリボンマイクロホン回路。
上記昇圧トランスの二次巻線はセンタータップを有していて、このセンタータップを境にして両側に上記第１の出力端子と上記第２の出力端子を有し、
上記両側の第１の出力端子と第２の出力端子に対応してそれぞれ上記緩衝増幅回路、上記スイッチ回路を有することにより、リボンマイクロホンユニットで音響電気変換された音声信号が平衡出力される、請求項１乃至３のいずれかに記載のリボンマイクロホン回路。
上記昇圧トランスのセンタータップと接地の間には定電流ダイオードが接続されている、
請求項４記載のリボンマイクロホン回路。
上記フォトリレーは、上記光源としてのＬＥＤと、このＬＥＤの点滅によってオン・オフする接点としてのＭＯＳ−ＦＥＴを備えたフォトモスリレーからなる、
請求項１記載のリボンマイクロホン回路。