JP7410684B2 - マイクシステム - Google Patents

Description

本発明は、マイクシステムに関する。

従来、デジタル回路部とアナログ回路部とが混在した半導体集積回路が開示されている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１では、デジタル回路部での雑音の発生を減少させ、アナログ回路部（Ａ／Ｄ変換部）の特性の劣化を防止するために、デジタル回路部の電源ラインとアナログ回路部の電源ラインとを分離し、デジタル回路部にアナログ回路部よりも低い電源電圧を供給するように構成されている。

特開平４－４２５６６号公報

しかしながら、引用文献１では、アナログ回路部とデジタル回路部とで回路ＧＮＤが共通化されているため、デジタル回路部でのノイズが回路ＧＮＤを経由してアナログ回路部に伝達され、アナログ回路部の特性が低減するおそれがあった。

本開示の主な目的は、音質の向上を図ることができるマイクシステムを提供することにある。

本開示の一態様に係るマイクシステムは、マイクロホンと、Ａ／Ｄ変換部と、電源回路と、を備えている。マイクロホンは、マイク出力端子と、マイクＧＮＤ端子と、を有する。マイクロホンは、入力された音に応じてマイク出力端子とマイクＧＮＤ端子との間の電圧が変化する電圧信号を、入力音信号として出力する。Ａ／Ｄ変換部は、第１回路基板に実装されている。Ａ／Ｄ変換部は、入力された入力音信号をデジタル変換する。電源回路は、第２回路基板に実装されている。第２回路基板は、一対の電源線を介して第１回路基板と接続されている。電源回路は、一対の電源線を介して、Ａ／Ｄ変換部に直流電力を供給する。マイクロホンは、一対の電源線とは異なる一対の第１信号線を介して、Ａ／Ｄ変換部に入力音信号を出力する。

図１は、実施形態に係るマイクシステムのブロック図である。 図２は、同上のマイクシステムの動作波形図である。 図３は、比較例のマイクシステムのブロック図である。 図４は、比較例のマイクシステムの動作波形図である。

以下に説明する実施形態及び変形例は、本開示の一例に過ぎず、本開示は、実施形態及び変形例に限定されない。この実施形態及び変形例以外であっても、本開示の技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

（実施形態）
（１）概要
本実施形態に係るマイクシステム１について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施形態のマイクシステム１のブロック図である。図２は、本実施形態のマイクシステム１の動作波形図である。

本実施形態のマイクシステム１は、例えば家電機器に用いられる。家電機器は、例えば、冷蔵庫、電子レンジ、エアコン、空気清浄機、洗濯機、炊飯器等である。マイクシステム１は、ユーザが発した音（例えば音声）を取得し、取得した音を音データに変換する。音データは、無線通信部３３によって無線信号で送信される。音声処理部５１は、通信端末５０等を介して音データを受信し、音データを音声認識処理する。家電機器の制御部は、音声処理部５１における音声認識結果に応じた制御を行う。つまり、マイクシステム１は、家電機器の音声制御システムの音声インターフェース（ＶＵＩ：Voice User Interface）に用いられる。なお、マイクシステム１の用途は、家電機器の音声制御システムに限らず、他の用途（例えば、スマートスピーカシステム、録音システム、特定音検知システム等）であってもよい。

マイクシステム１のマイクロホン２は、家電機器においてユーザの音声が取得しやすい位置に配置されることが好ましい。また、音データを含む無線信号を送信する無線通信部３３は、家電機器において無線通信環境が良好な位置に配置されることが好ましい。また、無線通信部３３等に電力を供給する電源回路４は、家電機器においてがスペースに余裕が位置に配置されることが好ましい。このように、家電機器の各構成要素は、その機能等に適した配置位置あるため、１つの回路基板にまとめて実装することが困難な場合がある。しかしながら、複数の構成要素を、複数の回路基板に分けて実装した場合、回路基板同士を接続する配線の抵抗（配線抵抗）等によって、各回路基板の回路ＧＮＤに電位差が生じるおそれがある。本実施形態のマイクシステム１では、回路ＧＮＤに電位差が生じた場合であっても、音入力信号のノイズを抑制し、音質の向上を図ることができる。

本実施形態のマイクシステム１は、マイクロホン２と、Ａ／Ｄ変換部３２と、電源回路４と、を備えている。

マイクロホン２は、マイク出力端子Ｔ２１と、マイクＧＮＤ端子Ｔ２２と、を有する。マイクロホン２は、入力された音に応じてマイク出力端子Ｔ２１とマイクＧＮＤ端子Ｔ２２との間の電圧が変化する電圧信号を、入力音信号として出力する。

Ａ／Ｄ変換部３２は、第１回路基板Ｂ１に実装されている。Ａ／Ｄ変換部３２は、入力された入力音信号をデジタル変換する。

電源回路４は、第２回路基板Ｂ２に実装されている。第２回路基板Ｂ２は、一対の電源線Ｗ３０を介して第１回路基板Ｂ１と接続されている。電源回路４は、一対の電源線Ｗ３０を介して、Ａ／Ｄ変換部３２に直流電力を供給する。

マイクロホン２は、一対の電源線Ｗ３０とは異なる一対の第１信号線Ｗ１０を介して、Ａ／Ｄ変換部３２に入力音信号を出力する。

本実施形態のマイクシステム１では、入力音信号の信号経路と、電源供給経路と、が分かれている。そのため、配線抵抗により第１回路基板Ｂ１と第２回路基板Ｂ２との間で回路ＧＮＤに電位差が生じた場合であっても、回路ＧＮＤの電位差による入力音信号のノイズを抑制することができ、音質の向上を図ることができる。

（２）詳細
以下、本実施形態のマイクシステム１の詳細について説明する。

マイクシステム１は、マイクロホン２と、処理部３と、電源回路４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０と、スピーカ６と、を備えている。

マイクロホン２は、シングルエンド型のアナログ出力ＭＥＭＳマイク（ＭＥＭＳ：Micro Electro Mechanical Systems）である。マイクロホン２は、例えば、可動電極と固定電極と有するコンデンサを備えており、音によって可動電極が振動すると、可動電極と固定電極との間の静電容量が変化する。マイクロホン２は、コンデンサの静電容量の変化を電圧信号に変換する。具体的には、マイクロホン２は、マイク出力端子Ｔ２２と、マイクＧＮＤ端子Ｔ２１と、マイク電源端子Ｔ２３と、を有する。マイク電源端子Ｔ２３とマイクＧＮＤ端子Ｔ２１との間には、所定の直流電圧が印加される。例えば、マイク電源端子Ｔ２３とマイクＧＮＤ端子Ｔ２１との間に、抵抗を介してコンデンサが電気的に接続されている。例えば、マイク電源端子Ｔ２３は、コンデンサの可動電極と固定電極との一方と抵抗を介して電気的に接続され、マイクＧＮＤ端子Ｔ２１は、可動電極と固定電極との他方と電気的に接続され、マイク出力端子Ｔ２２は、可動電極と固定電極との一方と電気的に接続されている。つまり、マイク出力端子Ｔ２２は、抵抗を介してマイク電源端子Ｔ２３と電気的に接続されている。上記構成により、コンデンサの静電容量の変化に応じて、マイク出力端子Ｔ２２とマイクＧＮＤ端子Ｔ２１との間の電圧が変化する。なお、本実施形態では、マイク電源端子Ｔ２３が抵抗を介してコンデンサと電気的に接続されているが、マイクＧＮＤ端子Ｔ２１が抵抗を介して可動電極と固定電極との他方と電気的に接続され、マイク出力端子Ｔ２２が可動電極と固定電極との他方、及び抵抗を介してマイクＧＮＤ端子Ｔ２１と電気的に接続されていてもよい。

マイクロホン２は、マイク出力端子Ｔ２２とマイクＧＮＤ端子Ｔ２１との間の電圧変化である電圧信号を、入力音信号として出力する。入力音信号は、マイク出力端子Ｔ２２とマイクＧＮＤ端子Ｔ２１との間の電圧の振幅値を信号値とするアナログ信号である。

本実施形態では、マイクロホン２は、ＭＥＭＳ技術を用いた小型マイクであり、第３回路基板Ｂ３に実装されている。マイクロホン２、及び第３回路基板Ｂ３は、サイズが比較的小さいため、家電機器における配置の自由度が比較的高い。そのため、マイクロホン２を、ユーザの音声を取得しやすい位置に配置することができる。

なお、マイクロホン２は、上記構成に限らず、例えばエレクトレットコンデンサマイク（ＥＣＭ：Electret condenser Microphone）であってもよい。マイクロホン２がＥＣＭである場合、例えばマイク出力端子Ｔ２２がマイク電源端子Ｔ２３と共通化されており、抵抗を介して電源と電気的に接続される。

第３回路基板Ｂ３は、コネクタＣＮ３１ａが実装されている。コネクタＣＮ３１ａは、第３回路基板Ｂ３の導体を介して、マイクロホン２のマイク電源端子Ｔ２３、マイク出力端子Ｔ２２、及びマイクＧＮＤ端子Ｔ２１と電気的に接続されている。コネクタＣＮ３１ａは、コネクタＣＮ３１ｂと電気的及び機械的に接続される。以下、コネクタＣＮ３１ａ，ＣＮ３１ｂをまとめる場合、コネクタＣＮ３１という。

コネクタＣＮ３１ｂは、一対の第２信号線Ｗ２０、及び第２マイク電源線Ｗ２３それぞれの一端が電気的及び機械的に接続されている。一対の第２信号線Ｗ２０は、第２正極信号線Ｗ２１と、第２負極信号線Ｗ２２と、を含む。コネクタＣＮ３１ａとコネクタＣＮ３１ｂとが接続されることにより、第２マイク電源線Ｗ２３がマイク電源端子Ｔ２３と電気的に接続され、第２正極信号線Ｗ２１がマイク出力端子Ｔ２２と電気的に接続され、第２負極信号線Ｗ２２がマイクＧＮＤ端子Ｔ２１と電気的に接続される。一対の第２信号線Ｗ２０、及び第２マイク電源線Ｗ２３それぞれの他端には、コネクタＣＮ２２ｂが電気的及び機械的に接続されている。コネクタＣＮ２２ｂは、第２回路基板Ｂ２に実装されたコネクタＣＮ２２ａと電気的及び機械的に接続される。以下、コネクタＣＮ２２ａ，ＣＮ２２ｂをまとめる場合、コネクタＣＮ２２という。

コネクタＣＮ２２ａは、第２回路基板Ｂ２の導体を介して、第２回路基板Ｂ２に実装されたコネクタＣＮ２１ａと電気的に接続されている。コネクタＣＮ２１ａは、コネクタＣＮ２１ｂと電気的及び機械的に接続される。以下、コネクタＣＮ２１ａ，ＣＮ２１ｂをまとめる場合、コネクタＣＮ２１という。

コネクタＣＮ２１ｂは、一対の第１信号線Ｗ１０、及び第１マイク電源線Ｗ１３それぞれの一端が電気的及び機械的に接続されている。一対の第１信号線Ｗ１０は、第１正極信号線Ｗ１１と、第１負極信号線Ｗ１２と、を含む。一対の第１信号線Ｗ１０、及び第１マイク電源線Ｗ１３それぞれの他端には、コネクタＣＮ１１ｂが電気的及び機械的に接続されている。コネクタＣＮ１１ｂは、第１回路基板Ｂ１に実装されたコネクタＣＮ１１ａと電気的及び機械的に接続される。以下、コネクタＣＮ１１ａ，ＣＮ１１ｂをまとめる場合、コネクタＣＮ１１という。

コネクタＣＮ１１ａは、第１回路基板Ｂ１の導体を介して、第１回路基板Ｂ１に実装された処理部３と電気的に接続されている。

処理部３は、集積回路であり、電源回路４から供給される直流電力により駆動するように構成されている。

電源回路４は、第２回路基板Ｂ２に実装されており、直流電力を出力する直流電源である。電源回路４は、例えば、整流回路、昇圧回路、降圧回路３１等を有するＡＣ－ＤＣコンバータであり、商用電源から供給される交流電力を直流電力に変換する。電源回路４は、正極端子Ｔ４１及び負極端子Ｔ４２を有しており、正極端子Ｔ４１と負極端子Ｔ４２との間に所定の直流電圧（例えば５Ｖの直流電圧）を生成する。電源回路４の正極端子Ｔ４１及び負極端子Ｔ４２は、第２回路基板Ｂ２の導体を介してコネクタＣＮ２２ａと電気的に接続されている。また、電源回路４の負極端子Ｔ４２は、第２回路基板Ｂ２の回路ＧＮＤに電気的に接続されている。

コネクタＣＮ２１ｂとコネクタＣＮ１１ｂとは、一対の電源線Ｗ３０を介して電気的及び機械的に接続されている。一対の電源線Ｗ３０は、正極電源線Ｗ３１、及び負極電源線Ｗ３２を含む。

電源回路４は、コネクタＣＮ１１，ＣＮ２１、及び一対の電源線Ｗ３０を介して、第１回路基板Ｂ１に実装されているＤＣ／ＤＣコンバータ３０と電気的に接続されている。具体的には、電源回路４の正極端子Ｔ４１は、コネクタＣＮ１１，ＣＮ２１、及び正極電源線Ｗ３１を介して、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の電源入力端子に電気的に接続されている。電源回路４の負極端子Ｔ４２は、コネクタＣＮ１１，ＣＮ２１、及び負極電源線Ｗ３２を介して、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０のＧＮＤ端子、及び第１回路基板Ｂ１の回路ＧＮＤに電気的に接続されている。電源回路４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０に直流電圧を印加する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、所定の直流電圧を出力する定電圧回路である。ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、電源回路４から印加された直流電圧を降圧した所定の直流電圧（例えば３．３Ｖの直流電圧）を印加する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、生成した直流電圧を処理部３に印加する。

つまり、第２回路基板Ｂ２に実装された電源回路４から、第１回路基板Ｂ１に実装されたＤＣ／ＤＣコンバータ３０、及び処理部３への電力供給経路は、コネクタＣＮ１１，ＣＮ２１、及び一対の電源線Ｗ３０（正極電源線Ｗ３１、及び負極電源線Ｗ３２）を含む。具体的には、電源回路４の出力電流Ｉ１（直流電流）は、電源回路４の正極端子Ｔ４１、コネクタＣＮ２１、正極電源線Ｗ３１、コネクタＣＮ１１、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０、処理部３、コネクタＣＮ１１、負極電源線Ｗ３２、コネクタＣＮ２１、電源回路４の負極端子Ｔ４２（第２回路基板Ｂ２の回路ＧＮＤ）を順に流れる。

本実施形態では、処理部３は、複数の機能ブロックを一体に備えたＳｏＣ（System On a Chip）である。処理部３は、複数の機能ブロック（電気負荷）として、降圧回路３１、Ａ／Ｄ変換部３２、無線通信部３３、及びＤ／Ａ変換部３４を有する。また、処理部３は、電源端子Ｔ３１、アナログＧＮＤ端子Ｔ３２、及びデジタルＧＮＤ端子Ｔ３３を有する。

電源端子Ｔ３１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の出力端子Ｔ３４と電気的に接続されている。

アナログＧＮＤ端子Ｔ３２及びデジタルＧＮＤ端子Ｔ３３は、第１回路基板Ｂ１の回路ＧＮＤと電気的に接続されている。つまり、本実施形態では、処理部３は、アナログＧＮＤと、デジタルＧＮＤと、が共通化されている。これにより、処理部３、及び第１回路基板Ｂ１の回路構成の簡略化を図ることができる。なお、処理部３は、アナログＧＮＤとデジタルＧＮＤとが電気的に分離されていてもよい。

降圧回路３１は、例えば、ＬＤＯ（Low Drop Out）等のリニアレギュレータである。降圧回路３１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０から印加された直流電圧を降圧した所定の直流電圧（例えば、２Ｖの直流電圧）を出力する。降圧回路３１の出力端子Ｔ３４は、コネクタＣＮ１１，ＣＮ２１，ＣＮ２２，ＣＮ３１、第１マイク電源線Ｗ１３、及び第２マイク電源線Ｗ２３を介して、マイクロホン２のマイク電源端子Ｔ２３と電気的に接続されている。降圧回路３１は、マイクロホン２のマイク電源端子Ｔ２３とマイクＧＮＤ端子Ｔ２１との間に、所定の直流電圧を印加する。マイクロホン２は、降圧回路３１の出力電圧を駆動電圧として使用する。

Ａ／Ｄ変換部３２は、アナログ信号をデジタル信号にデジタル変換するＡ／Ｄコンバータ（ＡＤ：Analog to Digital）である。Ａ／Ｄ変換部３２は、アナログ信号である音入力信号が入力される。具体的には、処理部３は、信号入力端子Ｔ３５を更に備えている。Ａ／Ｄ変換部３２は、シングルエンド入力型のＡ／Ｄコンバータであり、信号入力端子Ｔ３５及びアナログＧＮＤ端子Ｔ３２と電気的に接続されている。Ａ／Ｄ変換部３２は、入力端子及びアナログＧＮＤ端子Ｔ３２を介して、入力音信号が入力される。

信号入力端子Ｔ３５は、コンデンサＣ１、及び第１回路基板Ｂ１の導体を介して、コネクタＣＮ１１ａと電気的に接続されている。コンデンサＣ１は、Ａ／Ｄ変換部３２に入力される音入力信号の直流成分を遮断する。信号入力端子Ｔ３５は、コンデンサＣ１、コネクタＣＮ１１，ＣＮ２１，ＣＮ２２，ＣＮ３１、第１正極信号線Ｗ１１、第２正極信号線Ｗ２１、及び第１～第３回路基板Ｂ３の導体を介して、マイクロホン２のマイク出力端子Ｔ２２と電気的に接続されている。

アナログＧＮＤ端子Ｔ３２は、コネクタＣＮ１１，ＣＮ２１，ＣＮ２２，ＣＮ３１、第１負極信号線Ｗ１２、第２負極信号線Ｗ２２、及び第１～第３回路基板Ｂ３の導体を介して、マイクロホン２のマイクＧＮＤ端子Ｔ２１と電気的に接続されている。

したがって、マイクロホン２は、第１回路基板Ｂ１と第２回路基板Ｂ２とを接続する一対の第１信号線Ｗ１０、及び第２回路基板Ｂ２と第３回路基板Ｂ３とを接続する一対の第２信号線Ｗ２０を介して、入力音信号をＡ／Ｄ変換部３２に出力する。言い換えれば、入力音信号の信号経路は、第１回路基板Ｂ１と第２回路基板Ｂ２とを接続する一対の第１信号線Ｗ１０、及び第２回路基板Ｂ２と第３回路基板Ｂ３とを接続する一対の第２信号線Ｗ２０を含む。

Ａ／Ｄ変換部３２は、入力された入力音信号をデジタル変換（例えば量子化）することにより音データを生成する。具体的には、Ａ／Ｄ変換部３２は、アナログＧＮＤ端子Ｔ３２と信号入力端子Ｔ３５との間の電圧値（入力音信号の振幅）を所定周期でサンプリングし、デジタル値に変換することにより音データを生成する。Ａ／Ｄ変換部３２は、生成した音データを無線通信部３３に出力する。

無線通信部３３は、無線信号を送受信する通信インターフェースである。無線通信部３３は、例えばＷｉ－Ｆｉ（登録商標）等の通信規格に準拠した無線通信を行うように構成されている。無線通信部３３は、第１回路基板Ｂ１に実装されたアンテナを介して、無線信号を送受信する。無線通信部３３は、音データを、サーバ５に設けられた音声処理部５１に送信する。具体的には、無線通信部３３は、通信端末５０との間で無線信号の送受信が可能に構成されている。通信端末５０は、例えばルータ、モデム、ゲートウェイ等である。通信端末５０は、例えばインターネット回線等の通信回線ＮＴ１に接続されている。通信端末５０は、通信回線ＮＴ１を介してサーバ５と通信可能に構成されている。無線通信部３３は、通信端末５０を中継してサーバ５の音声処理部５１に音データを送信する。なお、本実施形態では、Ａ／Ｄ変換部３２が生成した音データは、一旦メモリに記憶される。そして、無線通信部３３は、所定時間（例えば、数秒）分の音データを１まとめとして、間欠的に送信する。無線通信部３３に送信される音データは、Ａ／Ｄ変換部３２が生成した音データそのままでも良いし、ノイズの除去等の音声処理を施した後の音データでも良いし、通信量を減らすために圧縮処理を施した後の音データでも良い。

音声処理部５１は、受信した音データに対して、音声認識処理を行う。そして、音声処理部５１は、音声認識処理結果に対する回答音声の音データ、及び家電機器の制御指示等を通信回線ＮＴ１、通信端末５０を介して無線通信部３３に送信する。つまり、無線通信部３３は、回答音声の音データ、及び制御指示等を含む無線信号を受信する。家電機器の制御部は、制御指示に基づいて家電機器を制御する。

Ｄ／Ａ変換部３４は、デジタル信号をアナログ信号にアナログ変換するＤ／Ａコンバータ（Ｄ／Ａ：Digital to Analog）である。Ｄ／Ａ変換部３４は、無線通信部３３が受信した無線信号に含まれる音データ（デジタル信号）をアナログ信号に変換する。Ｄ／Ａ変換部３４は、アナログ信号を例えばアンプで増幅し出力音信号として、スピーカ６（電気負荷）に出力する。したがって、スピーカ６は、電源回路４から供給される直流電力を駆動電力として、Ｄ／Ａ変換部３４によって駆動される。

スピーカ６は、一対のスピーカ信号線Ｗ４０、コネクタＣＮ１１、一対の音出力端子Ｔ３６，Ｔ３７を介してＤ／Ａ変換部３４と電気的に接続されている。スピーカ６は、入力された出力音信号に応じた音を出力する。例えば、スピーカ６は、ユーザが発した音声に対する回答音声を発生する。なお、スピーカ６は、マイクロホン２と共に第３回路基板Ｂ３に実装されていてもよい。この場合、スピーカ６は、マイクロホン２と同様にコネクタＣＮ１１，ＣＮ２１，ＣＮ２２，ＣＮ３１を介して、Ｄ／Ａ変換部３４と接続されていてもよい。

（３）動作例
次に、本実施形態のマイクシステム１の動作例について、図２～図４を参照して説明する。図２は、本実施形態のマイクシステム１の動作波形図である。図３は、比較例のマイクシステム１Ａのブロック図である。図４は、比較例のマイクシステム１Ａの動作波形図である。

比較例のマイクシステム１Ａは、第２回路基板Ｂ２において、マイクロホン２のマイクＧＮＤ端子Ｔ２２と電源回路４の負極端子Ｔ４２（第２回路基板Ｂ２の回路ＧＮＤ）とが電気的に接続されている点が異なる。比較例のマイクシステム１Ａでは、第１負極信号線Ｗ１２が省略されており、負極電源線Ｗ３２が、電源回路４の出力電流Ｉ１の経路と、入力音信号の信号経路と、を兼用している。比較例のマイクシステム１Ａにおいて、本実施形態のマイクシステム１と同様の構成については同一の符号を付して、説明を適宜省略する。

上述したように、本実施形態のマイクシステム１は、マイクロホン２が出力する入力音信号の信号経路と、電源回路４の出力電流Ｉ１の経路とが、電気的に分離されている。具体的には、マイクロホン２のマイクＧＮＤ端子Ｔ２１は、コネクタＣＮ１１，ＣＮ２１，ＣＮ２２，ＣＮ３１、第１負極信号線Ｗ１２、第２負極信号線Ｗ２２、及び第１～第３回路基板Ｂ３の導体を介して、Ａ／Ｄ変換部３２と電気的に接続されている。また、電源回路４の負極端子Ｔ４２は、コネクタＣＮ１１，ＣＮ２１，負極電源線Ｗ３２、及び第１，第２回路基板Ｂ１，Ｂ２の導体を介して、Ａ／Ｄ変換部３２と電気的に接続されている。

厳密には、入力音信号の信号経路と、出力電流Ｉ１の経路とは、第１回路基板Ｂ１の導体（第１回路基板Ｂ１の回路ＧＮＤ）を共通とする。言い換えれば、マイクロホン２のマイクＧＮＤ端子Ｔ２１は、第１，第２負極信号線Ｗ１２，Ｗ２２、第１回路基板Ｂ１の導体、及び負極電源線Ｗ３２を介して、電源回路４の負極端子Ｔ４２と電気的に接続されている。しかしながら、第２回路基板Ｂ２において、マイクロホン２のマイクＧＮＤ端子Ｔ２１と、電源回路４の負極端子Ｔ４２とは、電気的に分離されている（接続されていない）。したがって、第１負極信号線Ｗ１２には、出力電流Ｉ１が流れない。より厳密には、第１負極信号線Ｗ１２には、出力電流Ｉ１の一部がマイクロホン２の駆動電流として流れる。しかしながら、マイクロホン２の駆動電流は、出力電流Ｉ１に比べて十分に小さいため、ここでは無視する。

ここで、電源回路４の出力電流Ｉ１の経路には、一対の電源線Ｗ３０、及びコネクタＣＮ１１，ＣＮ２１が含まれている。したがって、一対の電源線Ｗ３０の配線抵抗、コネクタＣＮ１１，ＣＮ２１の接触抵抗等によって、電圧降下が生じる。この電圧降下の大きさは、出力電流Ｉ１の大きさに応じて変動する。例えば、無線通信部３３が無線信号を送信していない定常時に比べて、無線通信部３３が無線信号を送信している無線送信時は、無線通信部３３の消費電流が増加する、つまり出力電流Ｉ１が増加する。したがって、無線通信時は、定常時に比べて、一対の電源線Ｗ３０、及びコネクタＣＮ１１，ＣＮ２１での電圧降下が大きくなる。

図２は、電源回路４の負極端子Ｔ４２の電位（第２回路基板Ｂ２の回路ＧＮＤ）を基準としたマイクシステム１の電圧波形図である。図２において、Ｙ１は、電源回路４の正極端子Ｔ４１の電圧波形であり、Ｙ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の正極側入力端子の電圧波形であり、Ｙ３は、処理部３のアナログＧＮＤ端子Ｔ３２（第１回路基板Ｂ１の回路ＧＮＤ）の電圧波形であり、Ｙ４は、処理部３の信号入力端子Ｔ３５の電圧波形である。

図２のＹ１，Ｙ２に示すように、正極電源線Ｗ３１の配線抵抗、及びコネクタＣＮ１１，ＣＮ２１の接触抵抗等による電圧降下によって、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の正極側入力端子の電位は、電源回路４の正極端子Ｔ４１の電位よりも低くなっている。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の正極側入力端子の電位は、無線通信部３３が停止している定常期間Ｔ１に比べて、無線通信部３３が動作している無線送信期間Ｔ２の方が低くなっている。

また、図２のＹ３に示すように、負極電源線Ｗ３２の配線抵抗、及びコネクタＣＮ１１，ＣＮ２１の接触抵抗等による電圧降下によって、アナログＧＮＤ端子Ｔ３２の電位（第１回路基板Ｂ１の回路ＧＮＤ）は、電源回路４の負極端子Ｔ４２の電位（第２回路基板Ｂ２の回路ＧＮＤ）よりも高くなっている。また、アナログＧＮＤ端子Ｔ３２の電位は、定常期間Ｔ１に比べて無線送信期間Ｔ２の方が高くなっている。

つまり、第１回路基板Ｂ１の回路ＧＮＤと、第２回路基板Ｂ２の回路ＧＮＤと、の間で電位差が生じている。また、第１回路基板Ｂ１の回路ＧＮＤは、出力電流Ｉ１の大きさに応じて電位が変動している。

本実施形態のマイクシステム１では、マイクロホン２のマイクＧＮＤ端子Ｔ２１は、第１，第２負極信号線Ｗ１２，Ｗ２２を介して、第１回路基板Ｂ１の回路ＧＮＤと電気的に接続されている。マイクホロンは、第１回路基板Ｂ１の回路ＧＮＤを基準電位として入力音信号を出力する。したがって、図２のＹ４に示すように、信号入力電圧の入力波形は、第１回路基板Ｂ１の回路ＧＮＤの電位（図２のＹ３参照）と連動するように変動する。図２に示すように、定常期間Ｔ１における信号入力端子Ｔ３５の電位の上限値がＶ１であるのに対し、無線送信期間Ｔ２では第１回路基板Ｂ１の回路ＧＮＤの電位上昇によって信号入力端子Ｔ３５の電位の上限値がＶ２（＞Ｖ１）に上昇している。

Ａ／Ｄ変換部３２は、アナログＧＮＤ端子Ｔ３２の電位（第１回路基板Ｂ１の回路ＧＮＤ、図２のＹ３参照）と、信号入力端子Ｔ３５の電位（図２のＹ２参照）と、の電位差を入力音信号として受信する。本実施形態のマイクシステム１では、入力音信号は、第１回路基板Ｂ１の回路ＧＮＤを基準電位とした電圧信号である。したがって、配線抵抗、接触抵抗等によって、第１回路基板Ｂ１の回路ＧＮＤの電位が、第２回路基板Ｂ２の回路ＧＮＤの電位に対して変動したとしても、入力音信号の振幅（信号入力端子Ｔ３５の電位とアナログＧＮＤ端子Ｔ３２の電位との電位差）は、第１回路基板Ｂ１の回路ＧＮＤの変動の影響を受けにくい。つまり、入力音信号は、第１回路基板Ｂ１の回路ＧＮＤの変動によるノイズの影響が小さい。これにより、本実施形態のマイクシステム１では、音質の向上を図ることができる。

一方、比較例のマイクシステム１Ａでは、マイクロホン２のマイクＧＮＤ端子Ｔ２１は、第２回路基板Ｂ２において第２回路基板Ｂ２の回路ＧＮＤと電気的に接続されている。つまり、比較例のマイクシステム１Ａでは、マイクロホン２は、第２回路基板Ｂ２の回路ＧＮＤを基準電位として入力音信号を出力する。

図４は、電源回路４の負極端子Ｔ４２の電位（第２回路基板Ｂ２の回路ＧＮＤ）を基準とした比較例のマイクシステム１Ａの電圧波形図である。図４において、Ｙ１１は、電源回路４の正極端子Ｔ４１の電圧波形であり、Ｙ１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の正極側入力端子の電圧波形であり、Ｙ１３は、処理部３のアナログＧＮＤ端子Ｔ３２（第１回路基板Ｂ１の回路ＧＮＤ）の電圧波形であり、Ｙ１４は、処理部３の信号入力端子Ｔ３５の電圧波形である。図４のＹ１１～Ｙ１３は、それぞれ図２のＹ１～Ｙ３と同様である。

比較例のマイクシステム１Ａでは、入力音信号は、第２回路基板Ｂ２の回路ＧＮＤを基準電位とした電圧信号である。したがって、図４のＹ１４に示すように、信号入力電圧の入力波形は、第１回路基板Ｂ１の回路ＧＮＤの電位（図４のＹ１３参照）と連動して変動しない。しかしながら、Ａ／Ｄ変換部３２は、アナログＧＮＤ端子Ｔ３２の電位（第１回路基板Ｂ１の回路ＧＮＤ、図４のＹ１３参照）と、信号入力端子Ｔ３５の電位（図４のＹ１２参照）と、の電位差を入力音信号として受信する。そのため、比較例のマイクシステム１Ａでは、配線抵抗、接触抵抗等によって、第１回路基板Ｂ１の回路ＧＮＤの電位が、第２回路基板Ｂ２の回路ＧＮＤの電位に対して変動した場合、入力音信号の振幅は、第１回路基板Ｂ１の回路ＧＮＤの変動に連動して変動する。そのため、比較例のマイクシステム１Ａでは、無線送信期間Ｔ２において、定常期間Ｔ１に比べて第１回路基板Ｂ１の回路ＧＮＤの電位が上昇するため、入力音信号の振幅が低減する。例えば、無線送信、及び無線停止期間の周期（Ｔ１＋Ｔ２）が、可聴帯域である場合、音データを再生した際にノイズとなって聞こえ、音質が低下する。

上述したように、本実施形態のマイクシステム１では、第１回路基板Ｂ１の回路ＧＮＤの変動によるノイズの影響を受けにくいため、音データを再生した際のノイズが低減され、音質の向上を図ることができる。

また、本実施形態のマイクシステム１では、第１回路基板Ｂ１の回路ＧＮＤの変動を抑制する大容量のコンデンサが不要であるため、第１回路基板Ｂ１の小型化を図ることができる。つまり、マイクシステム１の小型化を図ることができる。また、第１回路基板Ｂ１の配置自由度が向上する。これにより、無線通信部３３による無線通信の通信環境が好ましい位置に配置しやすくなる。

また、本実施形態のマイクシステム１では、処理部３において、アナログＧＮＤとデジタルＧＮＤとを電気的に分離させる必要がなく、回路構成の簡略化を図ることができる。

なお、上述した例では、無線通信部３３の無線信号の送信／停止による第１回路基板Ｂ１の回路ＧＮＤの変動について説明したが、他の電気負荷の駆動／停止によっても第１回路基板Ｂ１の回路ＧＮＤが変動する。例えば、スピーカ６の発音／停止により、出力電流Ｉ１が増減するので、第１回路基板Ｂ１の回路ＧＮＤが変動する。本実施形態のマイクシステム１では、入力音信号は、第１回路基板Ｂ１の回路ＧＮＤの変動の影響を受けにくいため、音質の向上を図ることができる。

また、上述した例では、マイクロホン２は、第３回路基板Ｂ３に実装されているが、これに限らず、例えば第２回路基板Ｂ２に実装されていてもよい。

また、マイクロホン２が出力する入力音信号の信号経路は、第２回路基板Ｂ２の導体を含んでいるが、これに限らない。例えば、マイクロホン２は、第１回路基板Ｂ１と第３回路基板Ｂ３とを電気的及び機械的に接続する一対の信号線を介して、入力音信号をＡ／Ｄ変換部３２に出力する構成であってもよい。

１ マイクシステム
２ マイクロホン
３２ Ａ／Ｄ変換部
３３ 無線通信部（電気負荷）
３４ Ｄ／Ａ変換部（電気負荷）
４ 電源回路
６ スピーカ（電気負荷）
Ｂ１ 第１回路基板
Ｂ２ 第２回路基板
Ｂ３ 第３回路基板
Ｔ２１ マイク出力端子
Ｔ２２ マイクＧＮＤ端子
Ｔ２３ マイク電源端子
Ｔ４１ 正極端子
Ｔ４２ 負極端子
Ｗ１０ 第１信号線
Ｗ１２ 第１負極信号線
Ｗ１３ 第１マイク電源線（マイク電源線）
Ｗ２０ 第２信号線
Ｗ３０ 電源線
Ｗ３１ 正極電源線
Ｗ３２ 負極電源線

Claims (7)

1. マイク出力端子とマイクＧＮＤ端子とを有し、入力された音に応じて前記マイク出力端子と前記マイクＧＮＤ端子との間の電圧が変化する電圧信号を、入力音信号として出力するマイクロホンと、
   第１回路基板に実装され、入力された前記入力音信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換部と、
   一対の電源線を介して前記第１回路基板と接続された第２回路基板に実装され、前記一対の電源線を介して、前記Ａ／Ｄ変換部に直流電力を供給する電源回路と、を備え、
   前記マイクロホンは、前記一対の電源線とは異なる一対の第１信号線を介して、前記Ａ／Ｄ変換部に前記入力音信号を出力する、
   マイクシステム。
2. 前記マイクロホンの前記マイクＧＮＤ端子は、前記一対の第１信号線のうち第１負極信号線と、前記第１回路基板の導体と、前記一対の電源線のうち負極電源線と、を介して、前記電源回路の負極端子と電気的に接続されている、
   請求項１に記載のマイクシステム。
3. 前記マイクロホンは、マイク電源端子を更に有し、
   前記マイク電源端子は、前記第１回路基板に接続されたマイク電源線と、前記第１回路基板に実装される降圧回路、ＤＣ／ＤＣコンバータ及び導体と、前記一対の電源線のうち正極電源線と、を介して、前記電源回路の正極端子と電気的に接続されている、
   請求項１又は２に記載のマイクシステム。
4. 前記マイクロホンは、一対の第２信号線を介して前記第２回路基板と接続された第３回路基板に実装され、前記一対の第２信号線と、前記第２回路基板の導体と、前記一対の第１信号線と、を介して、前記Ａ／Ｄ変換部に前記入力音信号を出力する、
   請求項１～３のいずれか１項に記載のマイクシステム。
5. 前記電源回路は、前記一対の電源線を介して、前記Ａ／Ｄ変換部とは異なる電気負荷に直流電力を供給する、
   請求項１～４のいずれか１項に記載のマイクシステム。
6. 前記電気負荷は、前記第１回路基板に実装された無線通信部を含み、
   前記無線通信部は、前記Ａ／Ｄ変換部が前記入力音信号をデジタル変換した音データを含む無線信号を送信する、
   請求項５に記載のマイクシステム。
7. 前記電気負荷は、前記無線通信部が受信した無線信号に含まれる音データをアナログ変換した出力音信号を生成するＤ／Ａ変換部、及び前記出力音信号に応じた音を出力するスピーカを更に含む、
   請求項６に記載のマイクシステム。

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