TW465251B - Power supply for microphone - Google Patents

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TW465251B
TW465251B TW086113773A TW86113773A TW465251B TW 465251 B TW465251 B TW 465251B TW 086113773 A TW086113773 A TW 086113773A TW 86113773 A TW86113773 A TW 86113773A TW 465251 B TW465251 B TW 465251B
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Taiwan
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microphone
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TW086113773A
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Lars Backram
Hans-Erik Backram
Boerje Gustafsson
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Gn Netcom As
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R19/00Electrostatic transducers
    • H04R19/01Electrostatic transducers characterised by the use of electrets
    • H04R19/016Electrostatic transducers characterised by the use of electrets for microphones
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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Description

4 6 5 2 5 1 A7 B7 五、發明説明(1 ) 本發明係闞於一種如申請專利範圍第1項所述之微音 器之放大作用,信號類比處理及微音器信號之A/D轉化作 用之電路。 在微音器及視聰挟術方面已知將D/A轉化及微音器放 大可结合為一,使取樣點儘量移近微音器,藉KM少信號 失真及長信號路徑坷能產生之雜音及交流聲。欲減低轚音 脈衝,第GB-A- 2 2 9 3 7 4 0號專利案掲示將A/D轉化器與 微音器電源裝置製作於同一罨路板上,而微音器電源裝置 係在A/D轉化器之取樣頻率所衍生之頻率下進行脈衝調整 ' , 。此專利申請案構成申請專利範圍第1項之二主體之其一。 在各種類型之通訊,影像及測聽,及助聽器與其他微 電子裝置之輕便攮帶型產品中,器材本身之重量及尺寸係 其應用及市埸反應之重要條件。 在所有瞄鍵性因素之中,耗罨性連同相瞄之電池技術 為擁帶型器材之重最及尺寸之取決要件。因此,減低耗電 性為最低係業界努力之目標。 諸如駐極體微音器等有效微音器通常係供應K10Q至 600ii A之固定電流。對上述周途而言,此電供被p狰高耗 電pt。因此本發明之主要目的俾Μ低耗電性。 此目的可藉本發明之申請專利範圍第1項所界定者予 Κ達成。 根據本發明申請專利範圍第2-4項所逑,可取得一種 大幅度降笮耗電性j琴掌,其中該微音器電偁具有使微音 器電流達至有效值之短時間之電流脈衝。該電偶之耗電性 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4规格(2丨0X297公釐) (請先閲讀背 J n ....... I i^n I 面之注意事項再填寫表頁) 訂. 經濟部十央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 4652 5 1 五、發明説明(2 ) -般僅為每工作周期ml至之譜。 本發明之申請專利範圃第5項提供一種特別有效之電 偁,其中激音器及放大器之结合於一體產生較高之_乱號/ 巧》_本發明將參照附圖作更詳细之說明。 第1画之基本圖樣中,駐極題微音器具有大約15 kHz 之頻率上限。若使用高品質之微音器時,此頻率上限亦可 與聲頻範圍之最高限度頻率相近。微音器係由諸如薄層泡 材等薄防護網所防護,但該材料亦將使微音器薄膜之頻率 上限降低。 駐極體微音器之薄膜係由可赛性電容器所構成,視微_ 音器曝規之音頻訊號而改變。製造駐極髑微音器時,在該 薄膜施予可維持多年不變之永久性電荷。駐極體微音器之 當會圈因此可被視為與可變性電容器串睇之電池。 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 於基本圖樣第1圖中,微音器軍元,HCU,具有駐極 體微音器及設置於薄膜傍邊友連接薄膜終端之電晶體, THIC。 電晶體TMIC最好係J-FET.型電晶體,因此種類型 之電晶體具有理想之無限度高輸入電抗。從高輪出電说之 信號源發出之弱小信號可被放大Μ供繼後信號處理用途。 至於薄膜位移之登錄,本發明掲示一種電壓發電器及 一種電流發電器,供應微音器中之TMIC電晶體及繼後信 號處理所爾之電源。第i圖顯示一種電壓發電器及電流發 電器,相當於與固定電流發電器並聯連接之非理想電抗。 此種電供具有指定之SPLc 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4规格(2丨0X297公釐} 4 6 5 2 5 1 A7 B7 經濟部中央糯準局舅工消費合作杜印製 五、發明説明(3 ) 上述發電器之目的在於提供電晶體TMIC固定之操作 電流,係依據電晶體之最適當操作說明而選定者。 特定時間内之薄瞑變位將使通過微音器薄膜終端之特 定電懕升高,導致相對於薄膜變位之電流通過電晶體TMIC。 因此固定操作電流係由聲頻衍生信號予K調整,故通 過THIC之電流與固定操作電流有所改變。此固作電旧 為本發明所欲予者。 基於成本問題,上述轚偶之電流發電器可被取代。然 ' -* ' - .<·=、—- 而此項替代措施將造成較低之信號/ Μ,其原因在 於電晶體無法在理想條件下操作。 根據本發明,電晶題TMIC具有通過信號MIC.PWR.之 數位控制電路CTU控制之電子開躕Ml提供電流。此開關1Κ 係在T週期時段内進行開朗,並在tl時間啟動。 微音器之電颳lira ic通過電子開醑Μ 2供應至取樣電容 器C5,該開關M2在t 2時間放動,並由控制單元CTU發出之 信號MIC.SMPL所控制。此一信號被與Ml及M2同步並在取樣 頻率1/Ϊ下操作之繼後取樣電路(未予圖示)轉化為數位值< 取樣頻率或后奎斯特(Nyquist)頻率可在一般方式下 選定至少為聲音'信號之上限頻率之兩倍。亦可在傳統方式 下進行耽樣,過畺取樣Μ減低取樣程序中較高諧波分酝之 過®之負作用。 取樣過程亦可能被頚比式操作之電路所影響。 MIC.ΡΜ及MIC.SHPL之信號之時序示如第3画。 .. Ml傳導電流至電晶體TMIC所需之時間tl比時段T短 "6 - (,請先閲讀背面之注意事項再填寫本r)
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 465251 A7 __'_B7 五、發明説明(5 ) ,並經選定具有足夠長度以供UlBiC到達可利用值。因此 微音器放大器設有與取樣時間T相比較之下較短之脈衝。 在tl時間內,微音器之輸出信號與時間T內之變化相 對之下大致呈固定,而特定值比最後樣本較高或較低。此 種信號變化將使通遇電晶體TMIC之電流麥化增加。 由於在實際使用時微音器/電晶體偁合MIC/TMIC具有 通過终端之寄生電容最,通遇電晶體.之電流無法Μ電容器 充甯及放電更快之速度增加。於是Umic將依陲充電及放 電順序漸近地聚合趨近與相對於最後取樣之已知薄膜樊形 之變化圼正比之数值。 典型之liraic順序示於第3圖。 第3圖中以點線代表之信號Umic大小取抉於特定時 間内之聲音信號之幅度。 ’ 取樣電路在時間tl内儘量遲謓取Umic,原因在於Umic 在tl時間末期具有最佳之信號Μ。於是由Ml控制 之供應脈衝tl之有效部份之後側可見之時間t2内,Usmpl 將在螢光屏上有效化。12係比丨1短/,並視C 5充電之速度可 選擇比tl短。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 在t2時間内之Uinic大致里固定,而在時間t2内之取 樣電容器C3之充電係由RC電路概箕,R介於50(3歐姆至 5000歐姆之間,因電子開關H2之電抗性並不顯著。當C5 係10 OpF時,在t2時間內供廯之時間常數之代表值係0.05 -0.5« s 之間0 取樣電容器C5將茌上述時間常數下充電或放電,該時 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐). 46525 1 A7 B7 五、發明説明(6 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 間常數係適用於前述試樣值之t 2至固定時下漸近流經微音 器薄膜之電壓之等级。此電懕US DIP 1見示於.第3画。 實際上tl可設定之長短取決於Uaic可接受之信號 :皇之高低,必須根據微音器電晶體TMIC之寄生電容量 1取樣程序之精確度而選定。經證實在tl-t2之取樣脈衝 (M2)相對於雙倍時間常數(2RC導出exp(-2HC/RC)、0.86) 提供有效值。tl之代表值係介於0.2-3.0以s之聞。 舉例而言,若欲傳送高達20fcHz之聲音信號,而所使 用之取樣頻率為44kHz(T = 23w S),則前述tl及t2之低值將 提供相當幅度之省電。 語音信號可在例如10kHz (T=10Gjus)之取樣頻率下K 可接受之結果傳送,在此場合可取得比脈衝微音器電路更 多之省電。 第2圖之實施例中,係將第1圖之發電器裝配以操作 式放大器0P1,可通過電子開瞄Ml將信號Usapl饋送回電 晶髑:Π之提供撤音器單元MCU (未示於第2腫)之電 而該微音器單元係連接電流至終端MIC.IND. 操作式放大器係連接至電阻R4, β5及R6,及電容器 可將0Ρ1中之聲音去除。 電晶體Τ1係藉電阻網絡R1及Ε2予Κ 微音器單元之輸出可通過如所示之C1之電容器予以胆 抑以防止作用於一半取樣頻率之頻率被進一步傳導至取樣 電路。 發自微音器Umic之信號通過電子開瞄M2予以傳送, ‘ -8- 源 C3 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲绩背面之注意事項再填窝本頁) 46525 1 at B7 五、發明説明(7 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 實際上係連接至小寄生電容器上,傳送至取樣電容器C5, 在其上連接有具有可能性之限制甯路之繼後之A/D轉化器 電路。
Ml及H2係通過信號Micpwr及Hicsntpl由一控制電CTU 予K控制,K前述方式操作及與取樣電路SMPL同步操作。 第2圄之連接目的係用Μ調整或調逋通過微音器之電 流,以取得通過C5之電壓之適當平均值。通過C5之電壓係 Κ調整式水平Vbias予以控制使微音器中之TMIC可在最 適操作點下操作。 、 本發明原本並不局限於前述實施例所述之駐極體微音 器。本發明亦可有效作為其他類型之傲音器,如具有外界 電源之電容器微音器及壓電敏感半導體微音器等。同理, 除了 J-FET電晶體外,其他類型之半導賭組件亦可使用。 在取樣電路之前之信號路徑上可嵌入限制電路。根據 本發明,該電路元件可以取樣之類似方式操作,故可減低 耗電量。 第2圖之電路之組[件列表如下: 經濟部中央標準局負工消費合作社印製
R1 470 歐姆 R2 330 歐姆 R4 15 千軟姆. R5 1 百萬歐姆 R6 47 千歐姆 C 1 10 PF C3 10 u F 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4规格(210X297公釐) A7 B7 465251 五、發明説明(8 ),
C5 100 pF T1 BSE 20A- BF 411 HI IC101A - HC 4066 M2 IC101B - HC 4066 opl IG102B - HC 4Q86 圖式之簡單說明 , 第1圖係電路之基本圖樣; 第2圃係本發明之一實施例;及 第3圖係本發明之電路之訊號序列。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -10- 本紙浪尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2i〇X297公釐)

Claims (1)

16525 fif-jE )λ]
A9 B9 C9 D9 民國%年方月 曰 焴請委員明示1 1=9®日修正本 有無變更實質内容?是否准予#-正? 經濟部智葸財產局員工消費合作杜印製 第86113773號專利申請栗 修正申請專利範圍 1. 一‘種可將微音器單元(MCU)發出之信號放大之電 路,具有下列部份·· -提供微音器SS(HCU)脈衝形式之電子能量之電源 裝置(SPL), -轉換微音器信號之取樣電路,其中該取樣係受取樣 頻率(1/T)所影響, 其特徵在於:_ ' -電源裝置(SPL)係在有效脈衝時間^内以脈衝形式 之能量傳送至徽音器簞元(KCU),其中 -取樣電路在時間t2内從螢光屏上謓取微音器信號, 係由供應脈衝之有效部份之後側計算而出者,其中 -tl係比對應於取樣頻率1/T之時間T小,其中 -12比11小。 2. 如申請專利範圍第1項所述之微音器單元發出信 號之放大用電路,其特徵在於:· -11大致比時間T小至少10倍K上。 3. 如申請專利範圍第1項所述之微音器單元發出信 號之放大用電路,其特徵在於:- -t2至少l:btl小10倍K上。 -1 - 本紙張尺度適用中國國家摞荜(CNS > A4規格(2丨〇><297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再行繪製) 465251 Λ9 B9 C9 D9 經濟部智总財產兑貝工消費合作社印製 4. 如申請專利範圍第1項所述之微音器單元發出信 號之放大用電路,其特徵在於:- _ 11 約為 Q . 2 至 3 . 0 w s -t2約為 〇.〇5至 fl.5 /zs 5. 如申請專利範圍第1項至第4項之任一項所述之 微音器單元發出信號之放大用電路,其特激在於該微音器 單元(MCU)具有一微音器(MIC)及一電晶體(TKIC),其中 —终端係直接連接及靠近於微音器(MIC) '上,而電晶體 (TMIC)係由通過第一開闞(Ml)供應電流.,該第一開顒係 在tl時間内連接電源装置(SPL)之電流,而被電晶體 (TMIC)放大之輸出信號利用第二開翮(H2)傳送至繼後之 取樣電路,該第二開關在時間時呈關閉,而開黯(M1,M2) 係由控制單元(CTU)所控制。 本紙ί長尺度適用中國國家標準(CNS > △4規_格(210X297公釐)
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