JP6533452B2 - マイクロホン電源回路 - Google Patents

Description

この発明は、マイクロホン本体側に対する給電電流を大きく設定することが可能なマイクロホン電源回路に関する。

例えばコンデンサマイクロホンは、マイクロホンユニット内に振動板と固定極が対向して配置され、出力インピーダンスが極めて高いことから、その出力インピーダンスを低インピーダンスに変換するインピーダンス変換回路を必要とする。
このインピーダンス変換回路には、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）や真空管が用いられるが、現状におけるその多くは前者のＦＥＴを用いたインピーダンス変換回路が利用されている。

また、インピーダンス変換回路からの音声信号は平衡出力信号に変換され、平衡シールドケーブルを介してミキサーなどを含むマイクアンプユニット側に供給される。そしてマイクアンプユニット側には、周知のファントム給電（Phantom Power Supply）回路が備えられ、前記平衡シールドケーブルを介してコンデンサマイクロホン側に動作電流が供給されるように構成されている。

すなわち、平衡シールドケーブルを利用するコンデンサマイクロホンは、音声信号を平衡伝送することで、外来ノイズの影響を最小限にとどめ、同時にマイクアンプユニット側からインピーダンス変換回路を含む音声出力回路等の動作電源を得るように作用する。
なお、左右のコンデンサマイクロホンを備えたステレオマイクロホンにおいて、左右それぞれのチャンネルごとに、前記したファントム電源回路を備えた構成が、特許文献１に開示されている。

一方、前記したファントム電源回路からの電源を利用して、インピーダンス変換回路を含む音声出力回路を駆動させると共に、マイクロホン本体側に搭載されたＬＥＤなどの発光素子も点灯駆動するようにしたグースネック型マイクロホンが提供されている。
このグースネック型マイクロホンは、例えば会議場の発言台や会議出席者の卓上にそれぞれ設置される会議用マイクロホンとして好適に利用される。

そして、マイクロホン本体側の前記発光素子（ＬＥＤ）を例えば遠隔操作により点灯（発光）させて、発光素子が点灯している発言者に対して発言を促すことで、会議を円滑に進めることができる。
前記した発光素子（ＬＥＤ）を搭載したグースネック型マイクロホンについては、例えば特許文献２に開示されている。

特開平８−２０５２７７号公報 特開２０１５−７０４６５号公報

ところで、前記したファントム電源回路については、ＥＩＡＪ規格（ＲＣ−８１６２Ａ）において規定されている。このＥＩＡＪ規格によると、その給電電圧が４８Ｖにおける最大供給電流は１０ｍＡと定められている。したがって、これを超える電力をファントム電源回路から得ることができない。
このために、前記したように発光素子としてのＬＥＤを搭載したり、オペアンプを使った信号処理回路など、消費電流の大きい回路をマイクロホンの本体側に内蔵することは困難になる。

この発明は、前記した技術的な観点に基づいてなされたものであり、マイクロホン本体側に対する給電電流をより大きく設定することが可能なマイクロホン電源回路を提供することを課題とするものである。

前記した課題を解決するためになされたこの発明に係るマイクロホン電源回路は、マイクロホン本体側で電気音響変換される音声信号が、ホット側信号線とコールド側信号線で平衡出力されると共に、直流電源からの給電電流が分割されて前記ホット側信号線とコールド側信号線をそれぞれ介して前記マイクロホン本体側に供給されるファントム電源方式を利用したマイクロホン電源回路であって、分割された給電電流を前記マイクロホン本体側に供給する前記ホット側信号線とコールド側信号線を含む主電源供給路とは別に、直流電源からの分割した給電電流を前記マイクロホン本体側に供給する音声信号が重畳されない第１給電線と第２給電線を含む副電源供給路が備えられ、前記マイクロホン本体側には、前記主電源供給路を経由する給電電流と、前記副電源供給路を経由する給電電流とを加算する電流加算手段が配置されていることを特徴とする。

この場合、好ましい一つの実施の形態においては、前記主電源供給路を経由する給電電流と、前記副電源供給路を経由する給電電流は、１つの直流電源から供給される構成が採用される。
また、好ましい他の一つの実施の形態においては、前記主電源供給路を経由する給電電流と、前記副電源供給路を経由する給電電流は、互いに異なる主電源供給用の直流電源と、副電源供給用の直流電源からそれぞれ供給される構成が採用される。

そして、前記主電源供給路を経由する給電電流を二次側巻線の両端部において受ける主電源側トランスと、前記副電源供給路を経由する給電電流を二次側巻線の両端部において受ける副電源側トランスとが備えられ、前記主電源側トランスの二次側センタータップと、前記副電源側トランスの二次側センタータップとが共通接続されることで、前記電流加算手段が構成される。

この場合、望ましくは、前記主電源側トランスの二次側センタータップと、前記副電源側トランスの二次側センタータップは、それぞれ定電流ダイオードを介して共通接続され、定電流ダイオードの共通接続点において、前記電流加算手段が構成される。
加えて、前記主電源供給路を経由する給電電流値に対して、前記副電源供給路を経由する給電電流値が高く設定された構成を好適に採用することができる。

一方、前記マイクロホン本体には、コンデンサマイクロホンユニットと、前記コンデンサマイクロホンユニットからの音声信号をインピーダンス変換するインピーダンス変換回路が備えられ、前記インピーダンス変換回路は、前記電流加算手段により得られる駆動電流を動作電源として利用した構成が採用される。

前記した構成のマイクロホン電源回路によると、直流電源からの分割された給電電流をマイクロホン本体側に供給するホット側信号線とコールド側信号線を含む主電源供給路とは別に、直流電源からの分割された給電電流を、前記マイクロホン本体側に供給する音声信号が重畳されない第１給電線と第２給電線を含む副電源供給路が備えられる。
したがって、マイクロホン本体側においては、供給電流量に制限を受ける主電源供給路による給電電流に加えて、副電源供給路による給電電流も得ることができる。

これにより、比較的消費電流の大きい信号処理回路や、例えば多数のＬＥＤを含むＬＥＤ点灯制御回路などをマイクロホン本体側に配置することが可能となる。
したがって、マイクロホン本体側においては、消費電流の制限を受けることなく、より多彩な機能を発揮するマイクロホン装置を提供することに寄与できる。

この発明に係るマイクロホン電源回路を備えたマイクロホン装置の第１の実施の形態を示した回路構成図である。 同じく第２の実施の形態を示した回路構成図である。

この発明に係るマイクロホン電源回路について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。まず図１はこの発明に係るマイクロホン電源回路を備えたマイクロホン装置の第１の実施の形態を示したものであり、符号Ａはマイクロホン本体側を示し、符号Ｂはマイクアンプユニット側を示している。そしてマイクロホン本体Ａ側とマイクアンプユニットＢ側とは、複数本のケーブルＣを介して相互に接続されている。

この実施の形態に係るマイクロホン本体Ａは、コンデンサマイクロホンを備えるものであり、この例においてはエレクトレットコンデンサマイクロホンユニット１が用いられている。そして、エレクトレットコンデンサマイクロホンユニット１の例えば振動板側の薄膜電極が、マイクロホン本体Ａ側の基準電位点（グランド）に接続され、前記振動板に対峙する固定電極が、インピーダンス変換回路を含むマイクアンプ２に接続されている。

これにより、エレクトレットコンデンサマイクロホンユニット１からの出力は、前記マイクアンプ２においてインピーダンス変換されると共に、電流増幅するなどの信号処理が施されてマイクアンプ２より音声信号として出力される。前記マイクアンプ２から出力される音声信号は、この音声信号を平衡出力信号に変換するトランスＴ１の一次側巻線３に供給される。

前記トランスＴ１の二次側巻線４の両端部は、マイクロホン本体Ａに配置された出力コネクタの端子ピンＰ２，Ｐ３に接続されている。これにより端子ピンＰ２，Ｐ３には、音声信号の平衡出力信号がもたらされる。なお図示例においては、端子ピンＰ２が音声信号のホット側出力となり、端子ピンＰ３が音声信号のコールド側出力となる。また端子ピンＰ１は、マイクロホン本体Ａ側の基準電位点（グランド）に接続されている。
そして、音声信号のホット側出力とコールド側出力は、端子ピンＰ１にシールド外皮１３が接続されたホット側信号線１１とコールド側信号線１２を介して、マイクアンプユニットＢに対して平衡出力するように構成される。

一方、前記マイクアンプユニットＢ側には、前記ホット側信号線１１とコールド側信号線１２による平衡出力信号が、コネクタを介してもたらされ、この平衡出力信号は、直流カットコンデンサＣ１，Ｃ２を介して差動入力アンプ１４に供給される。そして、差動入力アンプ１４の出力端子とグランドとの間で、不平衡信号として出力される。
なお、前記差動入力アンプ１４の２つの入力端子とグランドとの間にそれぞれ接続された抵抗Ｒ５，Ｒ６は、差動入力アンプ１４の各入力端子を直流的に零電位にバイアス設定する機能を果たす。

また、マイクアンプユニットＢ側には、直流電源Ｅ１（例えば４８Ｖ）が配置されており、この直流電源Ｅ１の負極端子はグランド接続されると共に、正極端子は等しい抵抗値を有する抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して、それぞれホット側信号線１１とコールド側信号線１２に接続されている。すなわち、直流電源Ｅ１からの給電電流は抵抗Ｒ１，Ｒ２により等しく分割されて、前記ホット側信号線１１とコールド側信号線１２をそれぞれ介して、前記マイクロホン本体Ａ側に供給される。

マイクロホン本体Ａ側における前記トランスＴ１の二次側巻線４の両端部には、等しく分割された前記給電電流がそれぞれ供給され、二次側巻線４におけるセンタータップｃｔ１より、分割されて送られた給電電流が加算されて出力される。
そして、マイクロホン本体Ａ側においては、前記二次側巻線４のセンタータップｃｔ１に接続された定電流ダイオードＤ１を介して、安定化電源回路７に対して動作電流が供給される。
なお、前記安定化電源回路７からは、前記したマイクアンプ２に対して駆動電圧が供給されると共に、信号処理回路やＬＥＤ回路などを含む回路ブロック８に対しても、駆動電圧が供給されるように構成されている。

以上の構成は、ホット側信号線１１およびコールド側信号線１２を利用して、マイクアンプユニットＢ側からマイクロホン本体Ａ側に駆動電流を給電するファントム給電方式が採用されている。
加えて図１に示す構成においては、前記マイクロホン本体Ａ側からの音声信号が重畳されない第１給電線１５と第２給電線１６が、端子ピンＰ４，Ｐ５を介してマイクアンプユニットＢ側に接続されており、前記した直流電源Ｅ１からの分割した給電電流が、第１と第２の給電線１５，１６を介して前記マイクロホン本体Ａ側に供給されるように構成されている。
したがって以下においては、前記したホット側信号線１１と、コールド側信号線１２を含む電源供給路を主電源供給路と称呼し、音声信号が重畳されない第１給電線１５と、第２給電線１６を含む電源供給路を副電源供給路と称呼する。

前記マイクアンプユニットＢ側には、前記直流電源Ｅ１の正極端子に対して等しい抵抗値を有する抵抗Ｒ３，Ｒ４がさらに接続されており、この抵抗Ｒ３，Ｒ４の他端部は、前記した第１給電線１５と、第２給電線１６にそれぞれ接続されている。
この構成により副電源供給路を介してマイクロホン本体Ａ側に配置された副電源側トランスＴ２における二次側巻線６の両端部に、抵抗Ｒ３，Ｒ４により等しく分割された給電電流がそれぞれ供給される。
したがって副電源側トランスＴ２における二次側巻線４のセンタータップｃｔ２より、分割されて送られた給電電流が加算されて出力される。

そして、マイクロホン本体Ａ側においては、副電源側トランスＴ２における二次側巻線６のセンタータップｃｔ２に接続された定電流ダイオードＤ２を介して、前記安定化電源回路７に動作電流が供給される。
すなわち、マイクロホン本体Ａ側の安定化電源回路７には、ホット側信号線１１とコールド側信号線１２を含む主電源供給路を介した給電電流と、前記第１給電線１５と第２給電線１６を含む副電源供給路を介した給電電流とが供給される。これらの給電電流は、定電流ダイオードＤ１とＤ２の共通接続点で加算されて、安定化電源回路７に供給されることになる。

この実施の形態においては、定電流ダイオードＤ１とＤ２が共通接続されることで、電流加算手段が構成されているが、前記定電流ダイオードＤ１とＤ２を使わずにトランスＴ１の二次側センタータップｃｔ１とトランスＴ２の二次側センタータップｃｔ２を共通接続する構成も採用し得る。この場合には、各センタータップｃｔ１とｃｔ２の共通接続点が、電流加算手段を構成することになる。

なお、マイクロホン本体Ａ側に配置された前記した副電源側トランスＴ２の一次側巻線５は、その両端部がコンデンサＣ５により交流的に短絡されている。これにより第１給電線１５と第２給電線１６を含む副電源供給路に、不要な信号が重畳されるのを防止している。

また前記マイクロホン本体Ａ側と前記マイクアンプユニットＢ側との間には、端子Ｐ６を介してグランド接続線１７が接続されており、さらに前記マイクアンプユニットＢ側には、副電源供給路においてコンデンサＣ３，Ｃ４および抵抗Ｒ７，Ｒ８が接続されている。これらは回路構成上において、前記した主電源供給路に配置されたコンデンサＣ１，Ｃ２および抵抗Ｒ５，Ｒ６と対象となるように配置したものである。したがって、図１に示す実施の形態においては、前記コンデンサＣ３，Ｃ４および抵抗Ｒ７，Ｒ８は削除しても基本的な動作は変わらない。

なお、前記した副電源供給路を構成する第１給電線１５と、第２給電線１６は、音声信号が重畳されるものではないので、前記したホット側信号線１１とコールド側信号線１２のようにシールド外皮１３を用いる必要はない。しかしながら例えば１本の４芯シールドケーブルを利用して、前記ホット側信号線１１とコールド側信号線１２と共に、第１給電線１５と第２給電線１６を、シールド外皮１３内に配置した構成を採用することもできる。

以上説明した図１に示す実施の形態においては、定電流ダイオードＤ１を選択して、主電源供給路による給電電流が、１０ｍＡ以下となるように設定される。
これに対して、定電流ダイオードＤ２の選択により、副電源供給路側は主電源供給路による給電電流よりも高い電流値が確保できるように設定されることが望ましい。
すなわち副電源供給路側は、電圧降下による音声信号のヘッドマージンの低下を考慮する必要がないため、主電源供給路に比較してより多くの電流を流すことで、必要十分な電力を安定化電源回路７に供給することが可能となる。

次に図２は、この発明に係るマイクロホン電源回路を備えたマイクロホン装置の第２の実施の形態を示したものである。
なお、この第２の実施の形態における直流電源Ｅ２，Ｅ３の接続構成を除いた全体構成は、図１に示した第１の実施の形態と同一である。したがって図２においては、図１に示す各部に相当する部分を同一符号で示し、その詳細な説明は省略する。

この第２の実施の形態においては、主電源供給路を経由する給電電流と、副電源供給路を経由する給電電流は、互いに異なる主電源供給用の直流電源Ｅ２と、副電源供給用の直流電源Ｅ３からそれぞれ供給するように構成されている。
すなわち、主電源供給用の直流電源Ｅ２の負極端子はグランド接続されると共に、正極端子は等しい抵抗値を有する抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して、それぞれホット側信号線１１とコールド側信号線１２に接続されている。
また、副電源供給用の直流電源Ｅ３の負極端子はグランド接続されると共に、正極端子は等しい抵抗値を有する抵抗Ｒ３，Ｒ４を介して、それぞれ第１給電線１５と第２給電線１６に接続されている。

なお、主電源供給用の直流電源Ｅ２と副電源供給用の直流電源Ｅ３とは、その電圧値が等しくなされていることが望ましい。すなわち、図２に示す構成においては、主電源側トランスＴ１の二次側センタータップｃｔ１と、副電源側トランスＴ２の二次側センタータップｃｔ２には、それぞれ定電圧ダイオードＤ１，Ｄ２が接続されているので、たとえ直流電源Ｅ２とＥ３の出力電圧値が異なっていても支障は生じない。

しかしながら、前記定電圧ダイオードＤ１，Ｄ２を介さずに、両トランスＴ１，Ｔ２のセンタータップｃｔ１，ｃｔ２を直結した場合には、直流電源Ｅ２とＥ３の電位差に基づいて、不要な電流閉ループが形成されることになる。このような不具合を避けるには前記したとおり、直流電源Ｅ２とＥ３の出力電圧値は等しく設定されることが望ましい。

以上の説明で明らかなとおり、この発明に係るマイクロホン電源回路によると、マイクロホン本体側は、供給電流量に制限を受ける主電源供給路による給電電流に加えて、副電源供給路による給電電流も得ることができるので、マイクロホン本体側に比較的消費電力の大きい信号処理回路等を搭載し、より多彩な機能を発揮するマイクロホン装置を提供することが可能となる。

なお以上説明した実施の形態は、この発明に係るマイクロホン電源回路をコンデンサマイクロホンに搭載した例を示しているが、この発明に係るマイクロホン電源回路は、マイクロホン本体側において回路の駆動電力を必要とするリボンマイクロホンやその他のマイクロホンにも利用可能である。

１ エレクトレットコンデンサマイクロホンユニット
２ マイクアンプ
７ 安定化電源回路
８ 信号処理ブロック
１１ ホット側信号線（主電源供給路）
１２ コールド側信号線（主電源供給路）
１５ 第１給電線（副電源供給路）
１６ 第２給電線（副電源供給路）
Ａ マイクロホン本体
Ｂ マイクアンプユニット
Ｃ ケーブル
Ｅ１ 直流電源
Ｅ２ 直流電源（主電源側）
Ｅ３ 直流電源（副電源側）
Ｔ１ 主電源側トランス
Ｔ２ 副電源側トランス
ｃｔ１ センタータップ
ｃｔ２ センタータップ
Ｃ１〜Ｃ５ コンデンサ
Ｄ１，Ｄ２ 定電流ダイオード
Ｒ１〜Ｒ８ 抵抗
Ｐ１〜Ｐ６ 端子ピン

Claims (7)

1. マイクロホン本体側で電気音響変換される音声信号が、ホット側信号線とコールド側信号線で平衡出力されると共に、直流電源からの給電電流が分割されて前記ホット側信号線とコールド側信号線をそれぞれ介して前記マイクロホン本体側に供給されるファントム給電方式を利用したマイクロホン電源回路であって、
   分割された給電電流を前記マイクロホン本体側に供給する前記ホット側信号線とコールド側信号線を含む主電源供給路とは別に、直流電源からの分割した給電電流を前記マイクロホン本体側に供給する音声信号が重畳されない第１給電線と第２給電線を含む副電源供給路が備えられ、
   前記マイクロホン本体側には、前記主電源供給路を経由する給電電流と、前記副電源供給路を経由する給電電流とを加算する電流加算手段が配置されていることを特徴とするマイクロホン電源回路。
2. 前記主電源供給路を経由する給電電流と、前記副電源供給路を経由する給電電流は、１つの直流電源から供給されることを特徴とする請求項１に記載のマイクロホン電源回路。
3. 前記主電源供給路を経由する給電電流と、前記副電源供給路を経由する給電電流は、互いに異なる主電源供給用の直流電源と、副電源供給用の直流電源からそれぞれ供給されることを特徴とする請求項１に記載のマイクロホン電源回路。
4. 前記主電源供給路を経由する給電電流を二次側巻線の両端部において受ける主電源側トランスと、前記副電源供給路を経由する給電電流を二次側巻線の両端部において受ける副電源側トランスとが備えられ、前記主電源側トランスの二次側センタータップと、前記副電源側トランスの二次側センタータップとが共通接続されることで、前記電流加算手段が構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のマイクロホン電源回路。
5. 前記主電源側トランスの二次側センタータップと、前記副電源側トランスの二次側センタータップは、それぞれ定電流ダイオードを介して共通接続され、定電流ダイオードの共通接続点において、前記電流加算手段が構成されていることを特徴とする請求項４に記載のマイクロホン電源回路。
6. 前記主電源供給路を経由する給電電流値に対して、前記副電源供給路を経由する給電電流値が高く設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のマイクロホン電源回路。
7. 前記マイクロホン本体には、コンデンサマイクロホンユニットと、前記コンデンサマイクロホンユニットからの音声信号をインピーダンス変換するインピーダンス変換回路が備えられ、前記インピーダンス変換回路は、前記電流加算手段により得られる駆動電流を動作電源として利用していることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のマイクロホン電源回路。

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