JPS62318Y2 - - Google Patents

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JPS62318Y2
JPS62318Y2 JP18544579U JP18544579U JPS62318Y2 JP S62318 Y2 JPS62318 Y2 JP S62318Y2 JP 18544579 U JP18544579 U JP 18544579U JP 18544579 U JP18544579 U JP 18544579U JP S62318 Y2 JPS62318 Y2 JP S62318Y2
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pressure gradient
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Description

【考案の詳細な説明】 この考案は2n個(nは1以上の整数)の同種
同感度の無指向性マイクロホン・カートリツジも
しくは2n個の単一指向性マイクロホン・カート
リツジを直線上に適当な間隙で軸方向に配列し、
それらの出力を適当な移相回路を通して差動的に
合成し、指向性を得るn次音圧傾度型の指向性マ
イクロホンに関するものである。
[Detailed description of the invention] This invention consists of 2 n (n is an integer of 1 or more) omnidirectional microphone cartridges of the same type and same sensitivity or 2 n unidirectional microphone cartridges arranged in a straight line. arranged axially in the gap,
This invention relates to an n-order sound pressure gradient type directional microphone which obtains directivity by differentially synthesizing these outputs through an appropriate phase shift circuit.

この種のn次音圧傾度型の指向性マイクロホン
は、1組の(n−1)次音圧傾度型マイクロホン
からなり、(n−1)次音圧傾度型マイクロホン
は1組の(n−2)次音圧傾度型マイクロホンか
らなり、以下同様にして2次音圧傾度型マイクロ
ホンは1組の1次音圧傾度型マイクロホンからな
り、1次音圧傾度型マイクロホンは1組の0次傾
度型マイクロホンから構成されている。
This type of n-order sound pressure gradient type directional microphone consists of a set of (n-1) order sound pressure gradient type microphones, and an (n-1) order sound pressure gradient type microphone consists of a set of (n-1) order sound pressure gradient type microphones. 2) Consists of an order sound pressure gradient type microphone, and similarly, a second order sound pressure gradient type microphone consists of a set of first order sound pressure gradient type microphones, and a first order sound pressure gradient type microphone consists of a set of zero order gradient type microphones. It consists of a type microphone.

そして1組の(r−1)次音圧傾度型マイクロ
ホンを用いてさらに高次のr次音圧傾度型マイク
ロホンを得るために、(r−1)次音圧傾度型マ
イクロホンをdrの間隔で配置し、その間隔に基
づく空間的なパスデイフアレンス(drcosθ)に
よつて位相遅れ(kdrcosθ)を作り、さらに移送
回路として遅延回路(τr)を挿入することによ
つて位相遅れωτr(=kdrαr)を作つて差動的
に合成している。
Then, in order to obtain a higher-order r-order sound pressure gradient microphone using a pair of (r-1)-order sound pressure gradient microphones, the (r-1)-order sound pressure gradient microphones are placed at intervals of d r . , and create a phase delay (kd r cosθ) by spatial path difference (d r cosθ) based on the spacing, and further insert a delay circuit (τ r ) as a transfer circuit. A phase delay ωτ r (=kd r α r ) is created and the signals are differentially synthesized.

ただし、 dr(r=1,…,n);
1組のr−1次音圧傾度型マイクロホンの間隔 αr=Cτr/dr(r=1,…,n);
指向性を決める定数 τr(r=1,…,n);遅延時間 k=ω/C(ω;音波の角周波数,C;音速) θ;音源の方向 である。
However, d r (r=1,...,n);
Spacing between a pair of r-1st-order sound pressure gradient microphones α r =Cτ r /d r (r=1,...,n);
Constant determining directivity τ r (r=1,...,n); delay time k=ω/C (ω: angular frequency of sound wave; C: speed of sound); θ: direction of sound source.

したがつて、合成されたr次音圧傾度型マイク
ロホンの出力は、(r−1)次音圧傾度型マイク
ロホンの出力に{1−e-jkdr(αr+cosθ)}の
係数を掛けたものになり、一般的にこの種のn次
音圧傾度型マイクロホンの出力電圧E〓oは以下
の式で与えられる。
Therefore, the output of the synthesized r-th sound pressure gradient microphone is obtained by multiplying the output of the (r-1)th-th sound pressure gradient microphone by the coefficient of {1-e -jkd r(α r +cosθ)}. Generally, the output voltage E〓o of this type of n-order sound pressure gradient microphone is given by the following equation.

ここで、 αi;カートリツジが弾性制御の時; αi=1/jω 〃 抵抗制御の時; αi=1 〃 慣性制御の時; αi=jω K;比例定数 Vn;振動膜の速度 前記n次傾度型マイクロホンの構成を、n=3
の場合すなわち3次傾度型マイクロホンを例示し
て第1図に示す。図中1は0次傾度型マイクロホ
ンとして用いる圧力型マイクロホン・カートリツ
ジ,2,2′,2″は遅延回路である。
Here, α i ; When the cartridge is elastically controlled; α i = 1/jω 〃 When it is resistance controlled; α i = 1 〃 When it is inertially controlled; α i = jω K; Proportionality constant V n ; Speed of the diaphragm The configuration of the n-th gradient type microphone is n=3.
FIG. 1 shows an example of a third-order gradient type microphone. In the figure, 1 is a pressure type microphone cartridge used as a zero-order gradient type microphone, and 2, 2', and 2'' are delay circuits.

いま、kdr(αr+cosθ)≪1の中低音域を考
えると、(1)式からn次音圧傾度型マイクロホンの
指向性すなわちθ方向の出力を軸方向(θ=0
度)の出力で価準化した値Do(θ)は次式 で与えられ、nが大きくなるにつれて指向性が
鋭くなることがわかる。
Now, considering the mid-low range of kd rr + cos θ) << 1, from equation (1) we can calculate the directivity of the n-th sound pressure gradient microphone, that is, the output in the θ direction, in the axial direction (θ = 0
The value D o (θ) normalized by the output of It can be seen that the directivity becomes sharper as n becomes larger.

一方、同じく中低音域におけるこのn次音圧傾
度型マイクロホンの周波数特性を考えると、kdr
(αr+cosθ)≪1であることにより、前記(1)式
は次のような近似式 に置き換えることができ、この(3)式は E〓o∝kn=(ω/C)n であること、すなわちこのマイクロホンの出力
電圧E〓oが周波数の関数であつて低域感度減衰
を呈する周波数特性を有することおよびその感度
減衰はnが1つ高くなるにつれて6dB/oct.の割
合で大きくなることを示している。
On the other hand, considering the frequency characteristics of this n-order sound pressure gradient microphone in the mid-bass range, kd r
Since (α r +cosθ)≪1, the above equation (1) becomes the following approximate equation Equation (3) can be replaced by E〓 o ∝k n = (ω/C) n , that is, the output voltage E〓 o of this microphone is a function of frequency and the low-frequency sensitivity attenuation. It is shown that the frequency characteristics shown in the graph of FIG.

したがつて、オーデイオ帯域(20Hz〜20000
Hz)が約10オクターブあることより、このn次音
圧傾度型マイクロホンの高域に対する低域の感度
減衰は n×6(dB/oct.)×10(oct.) =60×n(dB) (4) となり、オーデイオ帯域全域では60dBの整数
倍の感度減衰が生じることになる。
Therefore, the audio band (20Hz~20000
Hz) is approximately 10 octaves, the sensitivity attenuation of the low frequency range relative to the high frequency range of this n-order sound pressure gradient microphone is n x 6 (dB/oct.) x 10 (oct.) = 60 x n (dB) (4) Therefore, sensitivity attenuation of an integral multiple of 60 dB occurs over the entire audio band.

このような大幅な感度減衰をなくし平坦な周波
数特性を得るためには、低域を6×n(dB/oct.
)のイコライザで補正すれば良いが、その場合に
はノイズレベルも上がつてSN比が悪くなり、ダ
イナミツクレンジが狭くなるという不都合を伴な
う。
In order to eliminate such significant sensitivity attenuation and obtain a flat frequency response, the low frequency should be adjusted to 6×n (dB/oct.
) can be corrected using an equalizer, but in that case, the noise level increases, the SN ratio deteriorates, and the dynamic range becomes narrower.

現在実用化されている高次音圧傾度型マイクロ
ホンとして、2個の単一指向性マイクロホン(1
次音圧傾度型マイクロホンに相当)を用いた2次
音圧傾度型マイクロホンがあり、この場合には1
次音圧傾度型マイクロホンとして採用される単一
指向性マイクロホンの持つ平坦な周波数特性によ
り低域感度減衰を6dB/oct.におさえているが、
オーデイオ帯域全域では約60dBの感度減衰にな
りSN比は単一指向性マイクロホンよりも約60dB
悪くなる。
Two unidirectional microphones (one
There is a second-order sound pressure gradient microphone that uses a second-order sound pressure gradient microphone.
The flat frequency characteristics of the unidirectional microphone, which is used as a pressure gradient microphone, suppresses the low-frequency sensitivity attenuation to 6 dB/octave.
Sensitivity is attenuated by approximately 60 dB over the entire audio band, resulting in a signal-to-noise ratio of approximately 60 dB compared to a unidirectional microphone.
Deteriorate.

なお、前記2次音圧傾度型マイクロホンにおい
て、1次音圧傾度型マイクロホンとして無指向性
マイクロホンを用いた場合には、オーデイオ帯域
全域での感度減衰は約12dBになり、SN比はさら
に悪くなり実用化は極めて難しくなる。
In addition, in the above-mentioned secondary sound pressure gradient type microphone, if an omnidirectional microphone is used as the primary sound pressure gradient type microphone, the sensitivity attenuation in the entire audio band will be approximately 12 dB, and the S/N ratio will be even worse. Practical application will be extremely difficult.

したがつて、この考案の目的は、従来例におけ
る前述の課題を解消し、SN比の良い高次音圧傾
度型マイクロホンを提供することである。
Therefore, the purpose of this invention is to solve the above-mentioned problems in the conventional example and provide a high-order sound pressure gradient type microphone with a good signal-to-noise ratio.

この考案の一実施例を第2図および第3図に示
す。すなわち、この指向性マイクロホンは、オー
デイオ帯域を複数の帯域に分割し、それぞれの帯
域毎に高次音圧傾度型マイクロホンを対応させて
配設するとともに、これらの出力を合成するよう
にしたものであり、第2図に示すブロツク図で
は、オーデイオ帯域を低域、中域、高域の3つの
帯域に分割し、これらの帯域に低域用、中域用お
よび高域用の3次音圧傾度型マイクロホン3L
M,3Hをそれぞれ対応させて配設し、それぞれ
の3次音圧傾度型マイクロホン3L,3M,3H
出力をイコライザ4L,4M,4Hを合成するよう
に構成している。
An embodiment of this invention is shown in FIGS. 2 and 3. In other words, this directional microphone divides the audio band into multiple bands, arranges high-order sound pressure gradient microphones in correspondence with each band, and synthesizes the outputs of these. Yes, in the block diagram shown in Figure 2, the audio band is divided into three bands: low, mid, and high. Inclined microphone 3L ,
3M and 3H are arranged in correspondence with each other, and the output of the respective tertiary sound pressure gradient type microphones 3L , 3M , and 3H is configured to be synthesized with the equalizers 4L , 4M , and 4H . ing.

前記3つの帯域に対応させたそれぞれの3次音
圧傾度型マイクロホン3L,3M,3Hは、それぞ
れ2つの2次音圧傾度型マイクロホン2次音圧傾
度型マイクロホン5L,5L,5M,5M,5H,5H
をそれらの出力が差動的に合成されるように接続
して構成し、さらに前記2つの2次音圧傾度型マ
イクロホン5L,5L,5M,5M,5H,5Hは、ヘ
ツドアンプ6L,6M,6Hを次段に接続した1つ
の単一指向性マイクロホン・カートリツジ7L
M,7Hと、ヘツドアンプ6L,6M,6Hと遅延
回路8L,8M,8Hとを接続した他の1つの単一
指向性マイクロホン・カートリツジ7L,7M,7
Hとをこれらの各出力が差動的に合成されるよう
に接続して構成している。なお、この実施例では
前記各遅延回路8L,8M,8Hの遅延時間は、低
域に対して0.368msec、中域に対して
0.0735msec、高域に対して0.0147mesc、に設定
している。
Each of the tertiary sound pressure gradient microphones 3 L , 3 M , and 3 H corresponding to the three bands is composed of two secondary sound pressure gradient microphones 5 L , 5 L , and two secondary sound pressure gradient microphones 5 L , 5 L , respectively. 5M , 5M , 5H , 5H
are connected so that their outputs are differentially synthesized, and the two secondary sound pressure gradient microphones 5 L , 5 L , 5 M , 5 M , 5 H , and 5 H are configured so that their outputs are differentially combined. One unidirectional microphone cartridge 7L , with head amplifiers 6L , 6M , 6H connected to the next stage.
7M , 7H , another unidirectional microphone cartridge 7L , 7M, 7 in which head amplifiers 6L , 6M , 6H and delay circuits 8L , 8M , 8H are connected.
H and are configured by connecting these outputs so that they are differentially synthesized. In this embodiment, the delay time of each of the delay circuits 8L , 8M , and 8H is 0.368 msec for the low range and 0.368 msec for the middle range.
It is set to 0.0735msec and 0.0147mesc for the high range.

また、前記イコライザ4L,4M,4Hとして減
衰特性が−12dB/oct.のローパスフイルタを採用
し、それぞれのカツトオフ周波数は低域に対して
C=120Hz,中域に対してC=600Hz,高域に対
してC=3KHzとしている。
In addition, low-pass filters with an attenuation characteristic of -12 dB/oct. are adopted as the equalizers 4 L , 4 M , and 4 H , and each cut-off frequency is set for the low range.
C = 120Hz, C = 600Hz for the midrange, and C = 3KHz for the high range.

さらに、前記単一指向性マイクロホン・カート
リツジ7L,7M,7Lは、パスデイフアレンスに
よる位相遅れを作るために相互間を第3図に示す
ように適当な間隔をおいて軸線9の方向に配列す
るが、この実施例ではこの間隔を低域に対しては
125mm、中域に対しては25mm,高域に対しては5
mmに設定している。また中域に対応させた単一指
向性マイクロホン・カートリツジ群の配設中心O
Mと低域に対応させた単一指向性マイクロホン・
カートリツジ群の配設中心OLとの距離を283.3
mm、中域の配設中心OMと高域の配設中心OHとの
距離を56.7mmと異ならせて、マルチウエイの各出
力のクロスオーバ周波数での位相ずれ防止手段と
している。
Further, the unidirectional microphone cartridges 7L , 7M , 7L are spaced apart from each other at appropriate intervals as shown in FIG. 3 in order to create a phase delay due to path difference. However, in this example, this interval is set to
125mm, 25mm for midrange, 5mm for high range
It is set to mm. In addition, the center of the arrangement of the unidirectional microphone cartridge group corresponding to the midrange
Unidirectional microphone that supports M and low frequencies.
The distance from the center O L of the cartridge group is 283.3
mm, and the distances between the mid-range arrangement center O M and the high-range arrangement center O H are set to 56.7 mm to serve as means for preventing phase shift at the crossover frequency of each output of the multiway.

この場合、単一指向性マイクロホン・カートリ
ツジ全体の配設両端間距離lは上記した各間隔
(125mm,25mm,5mm)および距離(283.3mm,
56.7mm)から、535mmとなる。
In this case, the distance l between both ends of the entire unidirectional microphone cartridge is the above-mentioned intervals (125 mm, 25 mm, 5 mm) and the distances (283.3 mm, 283.3 mm,
56.7mm) to 535mm.

ここで、クロスオーバ周波数で位相ずれが起こ
る原因について説明する。これは、各帯域毎に構
成したn次音圧傾度型マイクロホンの出力電圧に
おいて、その空間的な配置による到来音波に対す
る位相がそれぞれ異なるからである。また、帯域
分割したのは、1つのn次音圧傾度型マイクロホ
ンではオーデイオ帯域全体をカバーできないため
であり、特にマイクロホンカートリツジ間の距離
が到来音波の半波長を超える周波数領域において
は激しく山谷が生じる。従つて、それに対応して
位相も激しく変化している。これら2つの理由に
よつて、低域,中域,高域の出力を合成する際に
は位相調整する必要がある。もし、位相調整を何
らかの手段で行なわなければ、後で周波数特性に
山谷が生じる。位相ずれ防止手段は、この位相調
整を行なうためのものである。
Here, the cause of the phase shift occurring at the crossover frequency will be explained. This is because the output voltages of the n-order sound pressure gradient microphones configured for each band have different phases relative to the incoming sound waves depending on their spatial arrangement. The band was divided because a single n-order sound pressure gradient microphone cannot cover the entire audio band, and especially in the frequency range where the distance between the microphone cartridges exceeds half the wavelength of the incoming sound wave, peaks and valleys are severe. arise. Therefore, the phase also changes drastically correspondingly. For these two reasons, it is necessary to perform phase adjustment when combining the outputs of the low, middle, and high ranges. If phase adjustment is not performed by some means, peaks and valleys will occur in the frequency characteristics later. The phase shift prevention means is for performing this phase adjustment.

つぎに、マイクロホンカートリツジ群の配設中
心間の距離に関して説明する。
Next, the distance between the centers of the microphone cartridge groups will be explained.

マイクロホンカートリツジ群の配設中心間の距
離は、上述したように位相ずれ防止手段を空間的
な配置を利用して構成するために、所定の値に決
定したものである。このマイクロホンカートリツ
ジ群の配設中心間の距離は、それぞれのマイクロ
ホンカートリツジ群の出力電圧(ベクトル量)、
クロスオーバ周波数の設定値、イコライザの伝達
関数(ベクトル量)によつて一義的に決定され
る。ただし、マイクロホンとしての周波数特性が
損なわれない程度に決定すれば良いものである。
この実施例では、正面感度特性ができるだけ平坦
になるように配設中心間の距離を選んでいる。
The distance between the centers of the microphone cartridge groups is determined to be a predetermined value in order to configure the phase shift prevention means by utilizing the spatial arrangement as described above. The distance between the centers of the microphone cartridge groups is the output voltage (vector quantity) of each microphone cartridge group,
It is uniquely determined by the set value of the crossover frequency and the transfer function (vector quantity) of the equalizer. However, it may be determined to such an extent that the frequency characteristics of the microphone are not impaired.
In this embodiment, the distance between the centers of arrangement is selected so that the front sensitivity characteristic is as flat as possible.

つぎに、マイクロホンカートリツジ群の配設中
心間の距離に関して詳細に説明する。まず、2次
音圧傾度型マイクロホンの基本構成について説明
する。2次音圧傾度型マイクロホンは、指向性マ
イクロホンユニツトを2個、あるいは無向性マイ
クロホンユニツトを4個用いて構成される。例え
ば指向性マイクロホンユニツト(1次音圧傾度
型)を2個用いて構成した2次音圧傾度型マイク
ロホンの基本構成を第8図に示す。第8図におい
て、21,22はユニツト間隔d1をあけて正面方
向に対して前後に並べた指向性マイクロホンユニ
ツト、23は遅延時間τをもつ遅延回路、24
は指向性マイクロホンユニツト21の出力と遅延
回路23の出力の差を出力する差動回路である。
R0は指向性マイクロホンユニツト21,22の
中間点O0から音源25までの距離、θは中間
点O0から音源25へ向かう方向の正面方向に対
する角度、R1は指向性マイクロホンユニツト2
1の中心点O1から音源25までの距離、θ
中心点O1から音源25へ向かう方向の正面方向
に対する角度、R2は指向性マイクロホンユニツ
ト22の中心点O2から音源25までの距離、θ
は中心点O2から音源25へ向かう方向の正面
方向に対する角度である。
Next, the distance between the centers of the microphone cartridge groups will be explained in detail. First, the basic configuration of the secondary sound pressure gradient type microphone will be explained. A secondary sound pressure gradient type microphone is constructed using two directional microphone units or four non-directional microphone units. For example, FIG. 8 shows the basic configuration of a secondary sound pressure gradient type microphone constructed using two directional microphone units (primary sound pressure gradient type). In FIG. 8, 21 and 22 are directional microphone units arranged one behind the other in the front direction with an interval d 1 between them, 23 is a delay circuit with a delay time τ 1, and 24 is a delay circuit having a delay time τ 1 .
is a differential circuit that outputs the difference between the output of the directional microphone unit 21 and the output of the delay circuit 23.
R 0 is the distance from the midpoint O 0 between the directional microphone units 21 and 22 to the sound source 25, θ 0 is the angle from the midpoint O 0 toward the sound source 25 with respect to the front direction, and R 1 is the distance between the directional microphone unit 2
1 is the distance from the center point O 1 of the directional microphone unit 22 to the sound source 25, θ 1 is the angle from the center point O 1 to the sound source 25 with respect to the front direction, and R 2 is the distance from the center point O 2 of the directional microphone unit 22 to the sound source 25. distance, θ
2 is the angle of the direction from the center point O 2 toward the sound source 25 with respect to the front direction.

e1(R1,θ)は指向性マイクロホンユニツト
21の出力電圧、e2(R2,θ)は指向性マイク
ロホンユニツト22の出力電圧、eTO(R0,θ
)は差動回路24の出力電圧、すなわち2次音
圧傾度型マイクロホンの出力電圧、Cは音速であ
る。
e 1 (R 1 , θ 1 ) is the output voltage of the directional microphone unit 21, e 2 (R 2 , θ 2 ) is the output voltage of the directional microphone unit 22, e TO (R 0 , θ
0 ) is the output voltage of the differential circuit 24, that is, the output voltage of the secondary sound pressure gradient type microphone, and C is the speed of sound.

第8図から、2次音圧傾度型マイクロホンの出
力電圧eTO(R0,θ)は、 eTO(R0,θ)=e1(R1,θ) −e2(R2,θ)×exp(−jωτ) である。d1≪R0のときは、 e2(R2,θ)≒e1(R1,θ)× exp(−jω/Cd1cosθ) となる。しがつて、2次音圧傾度型マイクロホ
ンの出力電圧eTO(R0,θ)は eTO(R0,θ) =e1(R1,θ) ×〔1−exp(−jω/Cd1cosθ) ×exp(−jωτ)〕 =e1(R1,θ)×〔1−exp{−jω/Cd1 (cosθ+α)}〕 となる。ただし、 α=Cτ/d である。
From FIG. 8, the output voltage e TO (R 0 , θ 0 ) of the secondary sound pressure gradient microphone is expressed as e TO (R 0 , θ 0 )=e 1 (R 1 , θ 1 )−e 2 (R 2 , θ 2 )×exp(−jωτ 1 ). When d 1 <<R 0 , e 2 (R 2 , θ 2 )≒e 1 (R 1 , θ 1 )×exp(−jω/Cd 1 cos θ 0 ). Therefore, the output voltage e TO (R 0 , θ 0 ) of the secondary sound pressure gradient microphone is e TO (R 0 , θ 0 ) = e 1 (R 1 , θ 1 ) × [1−exp(− jω/Cd 1 cosθ 0 )×exp(−jωτ 1 )] = e 1 (R 1 , θ 1 )×[1−exp{−jω/Cd 1 (cosθ 01 )}]. However, α 1 =Cτ 1 /d 1 .

今、 ω/Cd1(cosθ+α)≪1 の低中音域を考え、その指向性D(θ)に着
目する。指向性マイクロホンユニツト21,22
の指向性をZとすると、指向性D(θ)は、 D(θ)=Z×α+cosθ/α+1 となり、出力特性、指向性マイクロホンユニツ
ト21,22の周波数特性をFとすると、 eTO(R0,θ) =F×{co/Cd1(cosθ+α)} となる。すなわち、指向性マイクロホンユニツ
ト21,22の周波数特性Fが平坦な場合、2次
音圧傾度型マイクロホンの周波数特性は低中音域
で−6dB/octの傾斜をもつ。なお、無指向性マ
イクロホンユニツトを4個用いて構成した2次音
圧傾度型マイクロホンでは、その周波数特性は低
中音域で−12dB/octの傾斜をもつことになる。
Now, let us consider the low-mid range where ω/Cd 1 (cos θ 0 + α 1 )≪1 and focus on its directivity D (θ 0 ). Directional microphone units 21, 22
Let Z be the directivity of Then, e TO (R 0 , θ 0 ) = F×{co/Cd 1 (cos θ 01 )}. That is, when the frequency characteristics F of the directional microphone units 21 and 22 are flat, the frequency characteristics of the secondary sound pressure gradient type microphone have a slope of -6 dB/octave in the low and middle range. Note that in a secondary sound pressure gradient type microphone constructed using four omnidirectional microphone units, its frequency characteristics have a slope of -12 dB/octave in the low and middle range.

第9図は2個の指向性マイクロホンユニツト2
1,22を用いて構成した2次音圧傾度型マイク
ロホンの周波数特性を示している。第9図におい
て、H1は高域のカツトオフ周波数で H1=C/d(cosθ+α) で表わされ、d1,αが大きくなるとカツトオ
フ周波数H1が低くなる。
Figure 9 shows two directional microphone units 2.
1 and 22 are shown. In FIG. 9, H1 is a cutoff frequency in the high range and is expressed as H1 = C/d 1 (cos θ 01 ), and as d 1 and α 1 become larger, the cutoff frequency H1 becomes lower.

ここで、3次音圧傾度型マイクロホンについて
考える。この3次音圧傾度型マイクロホンは、2
つの2次音圧傾度型マイクロホンによつて構成さ
れる。
Here, consider a third-order sound pressure gradient type microphone. This third-order sound pressure gradient microphone has two
It consists of two secondary sound pressure gradient type microphones.

2次音圧傾度型マイクロホン間の中心距離をd2
とすると、その時のカツトオフ周波数H2は、空
間配置によつて決まるが、以下の式で与えられ
る。すなわち、カツトオフ周波数H2H2=C/d(cosθ+α) である。今の場合、 α=1 であるので、 H2=C/d(cosθ+1) である。したがつて、カツトオフ周波数H2
決めると、例えばクロスオーバ周波数に設定する
と、中心距離d2は一義的に決定される。通常は、
合成後の周波数特性を滑らかにするために、中心
距離d2は計算値より少し小さく設定する。なお、
角度θの値によつて、カツトオフ周波数H2
値は変化するので、θ=0(軸上)を基本にし
て考える。
The center distance between the secondary sound pressure gradient microphones is d 2
Then, the cutoff frequency H2 at that time is determined by the spatial arrangement and is given by the following formula. That is, the cutoff frequency H2 is H2 = C/d 2 (cos θ 02 ). In this case, since α 2 =1, H2 = C/d 2 (cosθ 0 +1). Therefore, when the cutoff frequency H2 is determined, for example, when it is set to the crossover frequency, the center distance d2 is uniquely determined. Normally,
In order to smooth the frequency characteristics after synthesis, the center distance d 2 is set slightly smaller than the calculated value. In addition,
Since the value of the cut-off frequency H2 changes depending on the value of the angle θ 0 , it will be considered based on θ 0 =0 (on the axis).

同様に、2次音圧傾度型マイクロホンは2個の
(n−1)次音圧傾度型マイクロホンの組み合わ
せで構成され、その時のカツトオフ周波数Ho-1
と中心距離do-1との関係は以下のようになる。
Similarly, a second-order sound pressure gradient microphone is composed of two (n-1)th-order sound pressure gradient microphones, and the cutoff frequency Ho-1
The relationship between and the center distance d o-1 is as follows.

Ho-1=C/do−1(cosθ+1) θ=0のときは、 Ho-1C/2×do−1) なお、第3図において、10はシールドケー
ス、12は電気回路部である。
Ho-1 = C/d o-1 (cos θ 0 +1) When θ 0 = 0, Ho-1 C/2×d o-1 ) In Fig. 3, 10 is the shield case, 12 is the electrical This is the circuit section.

このように複数の3次音圧傾度型マイクロホン
L,3M,3Hによつてオーデイオ帯域を低、
中、高の3つの帯域に分坦して各帯域の出力を
別々のイコライザ4L,4M,4Hで補正するよう
にしたため、感度減衰が少なく従来例に比して
SN比を大幅に向上させることができ、したがつ
てダイナミツクレンジも大きくとることができ
る。
In this way, the audio band can be adjusted to low or
Since it is divided into three bands, medium and high, and the output of each band is corrected with separate equalizers 4 L , 4 M , and 4 H , sensitivity attenuation is less than that of the conventional example.
The signal-to-noise ratio can be greatly improved, and the dynamic range can therefore be increased.

また、各帯域の単一指向性マイクロホン・カー
トリツジ群の中心位置OL,OM,OMを、OL−O
M間に2833mm、OM−OH間56.7mmと異ならせたた
めに、マルチウエイの各出力を合成したさいのク
ロスオーバ周波数での位相ずれを防止することが
でき、周波数特性の上でマルチウエイ構成に起因
するデイツプの発生を完全に阻止することができ
る。
In addition, the center positions O L , O M , O M of the unidirectional microphone cartridge group for each band are O L −O
Since the distance between M and O M is different from each other by 2833mm and the distance between O The occurrence of dips due to the structure can be completely prevented.

なお、前記実施例では、1次音圧傾度型マイク
ロホンを単一指向性マイクロホン・カートリツジ
を用いて構成したが、無指向性マイクロホン・カ
ートリツジを用いても同様の効果を得ることがで
きる。
In the above embodiment, the primary sound pressure gradient microphone was constructed using a unidirectional microphone cartridge, but the same effect can be obtained by using an omnidirectional microphone cartridge.

第4図に前記実施例における各帯域での軸方向
(θ=0度)の感度特性を示す。同図Aは低域、
同図Bは中域、同図Cは高域の特性であり、図中
aはイコライザ4L,4M,4Hとして採用したロ
ーパスフイルタの特性曲線、bはローパスフイル
タ入力前の出力特性曲線、cはそのローパスフイ
ルタ透過後の出力特性曲線を示す。
FIG. 4 shows the sensitivity characteristics in the axial direction (θ=0 degree) in each band in the above embodiment. A in the same figure is low range,
B in the same figure shows the characteristics in the middle range, and C in the same figure shows the characteristics in the high range. In the figure, a is the characteristic curve of the low-pass filter adopted as the equalizers 4 L , 4 M , and 4 H , and b is the output characteristic curve before input to the low-pass filter. , c shows the output characteristic curve after passing through the low-pass filter.

前記実施例による指向性特性を第5図に示す。
図中a,b,c,d,e,,gはそれぞれ音源
の方向が0度,30度,60度,75度,105度,120
度,150度の感度特性を示す。なお、90度,180度
の感度は無限小となる。
The directivity characteristics according to the above embodiment are shown in FIG.
In the figure, a, b, c, d, e, and g indicate the direction of the sound source at 0 degrees, 30 degrees, 60 degrees, 75 degrees, 105 degrees, and 120 degrees, respectively.
It shows the sensitivity characteristics at 150 degrees and 150 degrees. Note that the sensitivity at 90 degrees and 180 degrees is infinitesimal.

この考案の他の実施例を第6図および第7図に
示す。すなわち、この指向性マイクロホンは、マ
ルチウエイの各出力を合成したさいのクロスオー
バ周波数での位相ずれ防止手段として各帯域の単
一指向性マイクロホン・カートリツジ群の中心位
置を異ならせていた前記実施例に代えて、第4図
に示すようにオーデイオ帯域の低域、中域および
高域にそれぞれ対応させて配設した3次音圧傾度
型マイクロホンの出力の位相補正を遅延回路11
M,11Hを用いて行なうようにしたものである。
そして、この実施例では、低域用の3次音圧傾度
型マイクロホン3Lの出力はイコライザ4Lを介し
そのまま直接出力し、中域用の3次音圧傾度型マ
イクロホン3Mの出力についてはイコライザ4M
出力段に所定の遅延時間の遅延回路11Mを接続
し、さらに高域用の3次音圧傾度型マイクロホン
Hの出力については前記中域の場合より遅延時
間の大きい遅延回路11Hをそのイコライザ4M
出力段に接続し、また各帯域の単一指向性マイク
ロホン・カートリツジ群の中心位置は第5図に示
すように同一位置0に合わせている。
Other embodiments of this invention are shown in FIGS. 6 and 7. That is, this directional microphone differs from the embodiment described above in which the center positions of the unidirectional microphone cartridge groups for each band are made different as a means to prevent a phase shift at the crossover frequency when the respective outputs of the multiway are combined. Instead, as shown in FIG. 4, the delay circuit 11 corrects the phase of the output of the tertiary sound pressure gradient microphones arranged corresponding to the low, middle and high frequencies of the audio band.
This is done using M and 11H .
In this embodiment, the output of the 3rd order sound pressure gradient type microphone 3L for the low range is directly outputted via the equalizer 4L , and the output of the 3rd order sound pressure gradient type microphone 3M for the mid range is directly output. A delay circuit 11M with a predetermined delay time is connected to the output stage of the equalizer 4M , and a delay circuit with a longer delay time than that for the middle range is connected to the output of the tertiary sound pressure gradient microphone 3H for high frequencies. 11H is connected to the output stage of the equalizer 4M , and the center positions of the unidirectional microphone cartridge groups for each band are aligned at the same position 0 as shown in FIG.

すなわち、クロスオーバ周波数での位相合わせ
を前記実施例では空間的処理により行なうのに対
し、この実施例では電気的処理により行なつた点
が相違し、その他の構成ならびにその作用効果は
前記実施例と同様である。
That is, the difference is that the phase matching at the crossover frequency is performed by spatial processing in the previous embodiment, whereas it is performed by electrical processing in this embodiment, and the other configurations and their effects are the same as in the previous embodiment. It is similar to

以上のように、この考案の指向性マイクロホン
は2n個(nは1以上の整数)の同種同感度のマ
イクロホン・カートリツジを直線上に配列しこれ
らマイクロホン・カートリツジの出力を移相回路
を介して差動的に合成するようにした高次音圧傾
度型マイクロホンを複数帯域に分割したオーデイ
オ帯域のそれぞれに対応させて配設したマルチウ
エイと、前記のそれぞれの高次音圧傾度型マイク
ロホンの出力感度補正を行なうイコライザと、前
記マルチウエイの複数出力を合成する出力部と、
前記マルチウエイの各出力のクロスオーバ周波数
での位相ずれを防止する位相ずれ防止手段とを備
えたため、SN比の低下やダイナミツクレンジの
低下をまねくことなく、周波数依存性の無い鋭い
指向性を持つマイクロホンとすることができると
いう効果を有する。また、位相ずれ防止手段を設
けているため、マルチウエイのクロスオーバ周波
数における高次音圧傾度型マイクロホンの出力の
位相のずれをなくすことができ、周波数特性を良
好にすることができる。
As described above, the directional microphone of this invention has 2 n (n is an integer of 1 or more) microphone cartridges of the same type and the same sensitivity arranged in a straight line, and the outputs of these microphone cartridges are transferred through a phase shift circuit. A multi-way system in which high-order sound pressure gradient type microphones for differential synthesis are arranged corresponding to each of the audio bands divided into multiple bands, and the output of each of the above-mentioned high-order sound pressure gradient type microphones. an equalizer that performs sensitivity correction; an output unit that combines multiple outputs of the multiway;
Since it is equipped with a phase shift prevention means that prevents phase shift at the crossover frequency of each output of the multiway, sharp directivity without frequency dependence can be achieved without reducing the SN ratio or dynamic range. This has the effect that it can be used as a microphone with a microphone. Moreover, since the phase shift prevention means is provided, it is possible to eliminate the phase shift of the output of the high-order sound pressure gradient type microphone at the multiway crossover frequency, and it is possible to improve the frequency characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来例を示す基本結線図、第2図はこ
の考案の一実施例を示す基本結線図、第3図はそ
の単一指向性マイクロホン・カートリツジの配置
構成図、第4図はそれぞれの周波数帯域に対応さ
せた3次音圧傾度型マイクロホンの軸方向(θ=
0度)の感度特性を示す図、第5図はその指向特
性を示す図、第6図はこの考案の他の実施例を示
す基本結線図、第7図はその単一指向性マイクロ
ホン・カートリツジの配置構成図、第8図は2次
音圧傾度型マイクロホンの基本構成を示す概略
図、第9図は2次音圧傾度型マイクロホンの出力
周波数特性図である。 3L,3M,3H……3次音圧傾度型マイクロホ
ン、4L,4M,4H……イコライザ、5L,5M
H……2次音圧傾度型マイクロホン、6L,6
M,6H……ヘツドアンプ、7L,7M,7H……単
一指向性マイクロホン・カートリツジ、8L,8
M,8H,11M,11H……遅延回路、9……軸
線。
Fig. 1 is a basic wiring diagram showing a conventional example, Fig. 2 is a basic wiring diagram showing an embodiment of this invention, Fig. 3 is a layout configuration diagram of the unidirectional microphone cartridge, and Fig. 4 is each The axial direction (θ=
0 degree), Figure 5 is a diagram showing its directional characteristics, Figure 6 is a basic wiring diagram showing another embodiment of this invention, and Figure 7 is its unidirectional microphone cartridge. FIG. 8 is a schematic diagram showing the basic configuration of the secondary sound pressure gradient type microphone, and FIG. 9 is an output frequency characteristic diagram of the secondary sound pressure gradient type microphone. 3 L , 3 M , 3 H ...Third sound pressure gradient microphone, 4 L , 4 M , 4 H ...Equalizer, 5 L , 5 M ,
5 H ... Secondary sound pressure gradient microphone, 6 L , 6
M , 6 H ...head amplifier, 7 L , 7 M , 7 H ...unidirectional microphone cartridge, 8 L , 8
M , 8 H , 11 M , 11 H ...Delay circuit, 9... Axis line.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 (1) オーデイオ周波数帯域を複数の帯域に分割
し、2n個(nは1以上の整数)の同種同感度
のマイクロホンカートリツジをそれぞれの分割
帯域に対応させて直線上に配列しこれらのマイ
クロホンカートリツジの出力を指向性が得られ
るように移相回路を介して差動的に合成しさら
にイコライザを介してその合成出力の感度特性
を補正した高次音圧傾度型マイクロホンを前記
分割帯域毎に構成し、これらの高次音圧傾度型
マイクロホンの出力を各クロスオーバ周波数で
の位相ずれを防止する位相ずれ防止手段を介し
て合成したマルチウエイ構成の高次音圧傾度型
の指向性マイクロホン。 (2) 前記位相ずれ防止手段は、各帯域に対応する
高次音圧傾度型マイクロホンごとに高次音圧傾
度型マイクロホンを構成するマイクロホン・カ
ートリツジ群の配設中心位置を異ならせたもの
である実用新案登録請求の範囲第(1)項記載の指
向性マイクロホン。 (3) 前記位相ずれ防止手段は、前記各高次音圧傾
度型マイクロホンの出力段に各帯域に対応して
遅延時間の異なる遅延回路を接続したものであ
る実用新案登録請求の範囲第(1)項記載の指向性
マイクロホン。
[Claims for Utility Model Registration] (1) The audio frequency band is divided into a plurality of bands, and 2 n (n is an integer of 1 or more) microphone cartridges of the same type and the same sensitivity are made to correspond to each divided band. High-order sound pressure that is arranged in a straight line and differentially synthesizes the outputs of these microphone cartridges via a phase shift circuit to obtain directivity, and then corrects the sensitivity characteristics of the synthesized output via an equalizer. A high-order multi-way configuration in which gradient-type microphones are configured for each of the divided bands, and the outputs of these high-order sound pressure gradient-type microphones are synthesized via phase shift prevention means that prevents phase shift at each crossover frequency. Sound pressure gradient type directional microphone. (2) The phase shift prevention means is such that the center position of the microphone cartridge group constituting the high-order sound pressure gradient microphone is made different for each high-order sound pressure gradient microphone corresponding to each band. A directional microphone according to claim (1) of the utility model registration. (3) The phase shift prevention means is configured by connecting delay circuits having different delay times corresponding to each band to the output stage of each of the high-order sound pressure gradient microphones. Directional microphone described in ).
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