(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロホン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ともに直流電源からの給電電流を等しく分割して上記マイクロホンに供給するホット側給電抵抗およびコールド側給電抵抗を有するファントム給電回路と、
上記ホット側信号線の上記ホット側給電抵抗よりも出力端寄りに挿入されたホット側カップリングコンデンサおよび上記コールド側信号線の上記コールド側給電抵抗よりも出力端寄りに挿入されたコールド側カップリングコンデンサと、
上記ホット側出力端と接地との間に接続されるべきホット側出力抵抗および上記コールド側出力端と接地との間に接続されるべきコールド側出力抵抗と、
上記ホット側出力抵抗とコールド側出力抵抗との間に直列に接続され摺動端子が接地された可変抵抗と、を備え、
上記可変抵抗を調整することにより、上記ホット側出力端とコールド側出力端との交流的な平衡度の調整を可能にしたファントム電源。
【請求項２】
可変抵抗は、半固定の可変抵抗である請求項１記載のファントム電源。
【請求項３】
可変抵抗は、並列に接続されているホット側の給電抵抗と出力抵抗を合成したインピーダンスと、並列に接続されているコールド側の給電抵抗と出力抵抗を合成したインピーダンスが等しくなるように調整される請求項１記載のファントム電源。
【請求項４】
ホット側信号線とコールド側信号線はそれぞれ直流カット用のホット側カップリングコンデンサおよびコールド側カップリングコンデンサを介して出力端につながってトランスレス出力となっている請求項１乃至３のいずれかに記載のファントム電源。
【請求項５】
マイクロホン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ともに直流電源からの給電電流を等しく分割して上記マイクロホンに供給するホット側給電抵抗およびコールド側給電抵抗を有するファントム給電回路と、
上記ホット側信号線の上記ホット側給電抵抗よりも出力端寄りに挿入されたホット側カップリングコンデンサおよび上記コールド側信号線の上記コールド側給電抵抗よりも出力端寄りに挿入されたコールド側カップリングコンデンサと、
上記ホット側出力端と接地との間に接続されるべきホット側出力抵抗および上記コールド側出力端と接地との間に接続されるべきコールド側出力抵抗と、を備えたファントム電源の平衡度調整方法であって、
上記ホット側出力抵抗とコールド側出力抵抗との間に可変抵抗を直列に接続するとともに上記可変抵抗の摺動端子を接地し、
上記可変抵抗を調整することにより、上記ホット側出力端とコールド側出力端との交流的な平衡度を調整するファントム電源の平衡度調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサマイクロホンを動作させるためのファントム電源およびその平衡度調整方法に関するもので、特に、マイクロホンの平衡出力の交流的な平衡度を調整することを可能にしたことを特徴とするものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロホンは、その電気音響変換ユニットから出力される信号レベルが小さいことに加え、マイクロホンケーブルが長く引き回されて使用されることから、電磁波などを原因とする外来ノイズが侵入しやすい。そこで、マイクロホンケーブルとして２芯シールド被覆線を用い、音声信号を平衡伝送することにより外来ノイズが侵入しにくいようにしている。
【０００３】
コンデンサマイクロホンの場合、これを動作させるための電源が必要であり、コンデンサマイクロホンに電源を供給しながらマイクロホンから平衡出力させることができるファントム給電方式が採用されている。図６は、日本電子機械工業会規格ＥＩＡＪ  ＲＣ−８１６２Ａに規定されているファントム給電方式の一つを示している。
【０００４】
図６において、直流電源１０の正極より供給される電流Ｉは、ホット側給電抵抗Ｒ１とコールド側給電抵抗Ｒ２とによりほぼ等しく分割されてマイクロホンに給電されるように回路が構成されている。電源側とマイクロホン側は、２芯シールド被覆ケーブル１４とコネクタ１６を介して接続され、２芯シールド被覆ケーブル１４のシールド被覆線を電源１０への帰路導体として用いている。コネクタ１６は、規格化された３ピン方式のコネクタで、１番ピンには上記シールド被覆線が接続され、２番ピンには上記ケーブル１４のホット側信号線が、３番ピンには上記ケーブル１４のコールド側信号線が接続されている。ホット側信号線とコールド側信号線はそれぞれ直流カット用のコンデンサＣ１，Ｃ２を介してホット側出力端とコールド側出力端につながっている。ホット側出力端とコールド側出力端はそれぞれ同じ値の出力抵抗Ｒ３，Ｒ４を介して直流電源１０の負極に接続されている。
【０００５】
上記ファントム給電方式の前記規格では、直流電源１０の電圧は１２±１Ｖ、２４±４Ｖまたは４８±４Ｖと決められ、給電抵抗Ｒ１，Ｒ２の値は、電源電圧が１２±１Ｖの場合６８０Ω、２４±４Ｖの場合１．２ＫΩ、４８±４Ｖの場合６．８ＫΩと決められている。また、ホット側とコールド側の平衡度を保つために、双方の供給抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値の誤差は０．４％以内であることと定められている。
【０００６】
図７は、図６に示すファントム電源回路における抵抗Ｒ１，Ｒ２の値を６．８ＫΩ、抵抗Ｒ３，Ｒ４の値を４．７ＫΩとした場合に、交流的に並列接続されている抵抗Ｒ１、Ｒ３の合成値ＲＡと、交流的に並列接続されている抵抗Ｒ２、Ｒ４の合成値ＲＢとの誤差ＲＡ−ＲＢの大きさに対する交流的な平衡度の崩れの程度を表にしたものである。図７からわかるように、出力抵抗Ｒ３，Ｒ４の誤差が０．４％程度であれば、上記ＲＡ−ＲＢの誤差は６．０１Ω、平衡度の崩れ度合いは０．１０％であり、マイクロホンケーブルからノイズが侵入することはほとんどない。しかし、ＲＡ−ＲＢの誤差が１．０％になると平衡度の崩れ度合いは０．２５％で、マイクロホンケーブルからノイズが侵入しやすくなるため、平衡出力系の交流的な平衡度の崩れ度合いが０．１０％以下になるように調整することが望ましい。
【０００７】
図４、図５は、図６に示すファントム電源をマイクロホンに接続した状態の回路図を示すもので、図４は直流的な平衡度を考察するための回路図、図５は交流的な平衡度を考察するための回路図である。図４、図５において、符号２０を付したブロックはマイクロホンを、符号３０を付したブロックはファントム給電回路を示している。マイクロホン２０は、例えばコンデンサマイクロホンであって、電気音響変換された音声信号が、規格化された３ピン方式のコネクタと２芯シールド被覆ケーブル１４を介して平衡出力され、また、２芯シールド被覆ケーブル１４と上記コネクタを介してファントム給電回路３０からマイクロホン２０に直流電源１０が供給されるようになっている。上記コネクタの１番ピンには上記２芯シールド被覆ケーブル１４のシールド被覆線が接続され、２番ピンには上記ケーブル１４のホット側信号線が、３番ピンには上記ケーブル１４のコールド側信号線が接続されている。マイクロホン２０は、ホット側出力端につながるホット側出力抵抗Ｒｈ、コールド側出力端につながるコールド側出力抵抗Ｒｃを有している。上記シールド被覆線はグランド（アース）に接続されている。
【０００８】
図４は直流的な平衡度のみに着目していて、前述のとおり、給電抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値の誤差が０．４％以内であれば、直流的な平衡度の崩れは問題にならない。図５は交流的な平衡度に着目したもので、マイクロホン２０のホット側出力抵抗Ｒｈとコールド側出力抵抗Ｒｃにはそれぞれ等価的にホット側マイクロホンエレメントの出力信号ｅ１、コールド側マイクロホンエレメントの出力信号ｅ２が直列に接続された形になっている。前記カップリングコンデンサＣ１，Ｃ２は大容量のコンデンサで、上記ホット側とコールド側の出力信号ｅ１、ｅ２に対する抵抗（インピーダンス）は無視してよく、前述のとおり、抵抗Ｒ１，Ｒ３が並列に、抵抗Ｒ２，Ｒ４が並列に接続されているのと等価になっている。
【０００９】
マイクロホンからのホット側音声信号は、直流カット用のカップリングコンデンサＣ１の介在のもとに並列接続されている抵抗Ｒ１とＲ３からなるインピーダンスに加わる。また、マイクロホンからのコールド側音声信号は、直流カット用のカップリングコンデンサＣ２の介在のもとに並列接続されている抵抗Ｒ２とＲ４からなるインピーダンスに加わる。したがって、抵抗Ｒ１、Ｒ３の合成値と、抵抗Ｒ２、Ｒ４の合成値に誤差が生じると、ホット側とコールド側の出力端の交流的な平衡性が崩れ、マイクロホンとファントム電源との間のマイクロホンケーブルに電磁波などの雑音要因が侵入し、音声信号に混入する雑音の要因となる。しかるに、上記のように、給電抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値の誤差は規格で０．４％以内であることと定められているが、抵抗Ｒ３，Ｒ４の値の誤差に関しては規定されておらず、上記交流的な平衡性が崩れて雑音の要因となることがあった。よって、マイクロホがファントム電源に接続されている状態において、平衡出力系の交流的な平衡度を調整することができることが望ましい。
【００１０】
本出願人は、ファントム給電回路にマイクロホンケーブルを介してマイクロホンを接続した状態において、その平衡度を調整できるようにしたファントム電源に関して先に特許出願した。特許文献１に記載されている発明がそれである。特許文献１記載の発明は、上記給電抵抗Ｒ１，Ｒ２に該当する抵抗間に跨って可変抵抗を並列に接続するとともに、ファントム給電回路にマイクロホンを接続した状態で、交流信号源よりホット側とコールド側の各給電線に交流測定信号を同相で供給し、ファントム給電回路により出力される信号が最小になるように上記可変抵抗を調整することを特徴とするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９-７７３３７号公報
【００１２】
特許文献１記載の発明によれば、マイクロホンの平衡出力回路がトランスレス回路であって、ファントム給電回路にマイクロホンを接続した状態で平衡度が崩れても、可変抵抗を調整することにより平衡度を調整することができ、外来ノイズの侵入を阻止することができる。しかし、特許文献１記載の発明における可変抵抗は、前記ファントム電源の規格における抵抗Ｒ１，Ｒ２の値を調整するもの、したがって、直流的な平衡度を調整するものであって、交流的な平衡度を調整するものではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、以上説明したような従来技術の課題を解決するためになされたもので、マイクロホンにファントム給電回路が接続された状態において、ホット側とコールド側の交流的な平衡度を調整することができるようにして、外部からのノイズ要因に対する耐性を向上させることができるファントム電源およびその平衡度調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、
マイクロホン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ともに直流電源からの給電電流を等しく分割して上記マイクロホンに供給するホット側給電抵抗およびコールド側給電抵抗を有するファントム給電回路と、
上記ホット側信号線の上記ホット側給電抵抗よりも出力端寄りに挿入されたホット側カップリングコンデンサおよび上記コールド側信号線の上記コールド側給電抵抗よりも出力端寄りに挿入されたコールド側カップリングコンデンサと、
上記ホット側出力端と接地との間に接続されるべきホット側出力抵抗および上記コールド側出力端と接地との間に接続されるべきコールド側出力抵抗と、
上記ホット側出力抵抗とコールド側出力抵抗との間に直列に接続され摺動端子が接地された可変抵抗と、を備え、
上記可変抵抗を調整することにより、上記ホット側出力端とコールド側出力端との交流的な平衡度の調整を可能にした
ことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
可変抵抗の操作によってホット側出力抵抗とコールド側出力抵抗の片方の抵抗値を増加させると、他方の抵抗値が減少する。したがって、ホット側出力抵抗とコールド側出力抵抗の平衡度の崩れによるホット側出力端とコールド側出力端との交流的な平衡度の崩れは、可変抵抗の調整によって調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るファントム電源の実施例を示す回路図である。
【図２】上記実施例においてマイクロホンエレメントから音声信号が出力される場合を等価的に示す回路図である。
【図３】本発明に係るファントム電源の平衡度測定方法を実施するための測定回路の例を示す回路図である。
【図４】従来のファントム電源の例を示す回路図である。
【図５】上記従来例においてマイクロホンエレメントから音声信号が出力される場合を等価的に示す回路図である。
【図６】規格化されているファントム給電方式の一つを示す回路図である。
【図７】上記規格化されているファントム給電方式においてインピーダンスの誤差による交流的な平衡度の崩れの程度を数値で表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係るファントム電源およびその平衡度調整方法の実施例について図面を参照しながら説明する。前述の従来例の構成部分と同じ構成部分には共通の符号を付している。
【実施例】
【００１８】
図１において、符号２０を付したブロックはマイクロホンを、符号３０を付したブロックはファントム給電回路を示している。マイクロホン２０は、例えばコンデンサマイクロホンであって、電気音響変換された音声信号が、規格化された３ピン方式のコネクタと２芯シールド被覆ケーブル１４を介して平衡出力され、また、ファントム給電回路３０からマイクロホン２０に直流電源が供給されるようになっている。上記コネクタの１番ピンには上記２芯シールド被覆ケーブル１４のシールド被覆線が接続され、２番ピンには上記ケーブル１４のホット側信号線が、３番ピンには上記ケーブル１４のコールド側信号線が接続されている。マイクロホン２０は、ホット側出力端につながるホット側出力抵抗Ｒｈ、コールド側出力端につながるホット側出力抵抗Ｒｃを有している。上記ケーブル１４のシールド被覆線はグランド（アース）に接続されている。
【００１９】
ファントム給電回路３０の大半の回路構成は、図６について説明した回路構成と同じであり、直流電源１０と、直流電源１０の正極より供給される電流Ｉをほぼ等しく分割してマイクロホン２０のホット側とコールド側に給電するホット側給電抵抗Ｒ１およびコールド側給電抵抗Ｒ２を有している。また、２芯シールド被覆ケーブル１４のシールド被覆線１は直流電源１０への帰路導体として機能するようにグランドに接続（接地）されるとともに直流電源１０の負極もグランドに接続されている。ホット側信号線２とコールド側信号線３はそれぞれ直流カット用のカップリングコンデンサＣ１，Ｃ２を介してホット側出力端２´とコールド側出力端３´につながり、シールド被覆線１はシールド出力端３´につながっている。このように、ファントム給電回路３０のホット側とコールド側の入力端と出力端との間にはそれぞれコンデンサＣ１，Ｃ２が介在することにより、ファントム給電回路３０における音声信号の出力回路はトランスレス回路になっていて、トランスレスで平衡出力されるように構成されている。
【００２０】
符号Ｒ３は、ホット側出力端２´と接地との間に接続されるべきホット側出力抵抗を、符号Ｒ４は、コールド側出力端２´と接地との間に接続されるべきコールド側出力抵抗を示している。上記ホット側出力抵抗Ｒ３とコールド側出力抵抗Ｒ４との間には可変抵抗ＳＲが直列に接続され、可変抵抗ＳＲの摺動端子は接地されている。したがって、ホット側出力抵抗Ｒ３は可変抵抗ＳＲの一部を介して接地され、コールド側出力抵抗Ｒ４は可変抵抗ＳＲの他の一部を介して接地されている。図４について説明したような従来のファントム給電回路の回路構成に対して、ホット側出力抵抗Ｒ３とコールド側出力抵抗Ｒ４との間に可変抵抗ＳＲが直列に接続され、可変抵抗ＳＲの摺動端子は接地されていることが本発明の実施例の特徴になっている。
【００２１】
次に、上記実施例の動作を説明する。既に説明した通り、ホット側給電抵抗Ｒ１とコールド側給電抵抗Ｒ２の抵抗値の誤差が０．４％以内であれば、ホット側出力端とコールド側出力線相互間の直流的な平衡度の崩れはほぼ問題のない範囲に規制される。
【００２２】
次に、ホット側出力線とコールド側出力線相互間の交流的な平衡度の崩れについて考察する。図２は交流的な平衡度に着目してマイクロホン２０の部分を等価的に示したもので、マイクロホン２０のホット側出力抵抗Ｒｈとコールド側出力抵抗Ｒｃにはそれぞれ等価的にホット側マイクロホンエレメントの出力信号ｅ１、コールド側マイクロホンエレメントの出力信号ｅ２が直列に接続された形になっている。前記カップリングコンデンサＣ１，Ｃ２は大容量のコンデンサで、上記ホット側とコールド側の出力信号ｅ１、ｅ２に対する抵抗（インピーダンス）は無視してよく、前述のとおり、抵抗Ｒ１，Ｒ３が並列に、抵抗Ｒ２，Ｒ４が並列に接続されているのと等価になっている。
【００２３】
ファントム電源３０とマイクロホン２０を接続した状態において、交流に対するホット側の抵抗Ｒ１，Ｒ３の合成抵抗値と、コールド側の抵抗Ｒ２，Ｒ４の合成抵抗値に誤差が生じるとホット側信号線とコールド側信号線相互の平衡度が崩れる。そこで、可変抵抗ＳＲを調整して上記平衡度の崩れがなくなるように調整する。可変抵抗ＳＲは、摺動端子の位置を境にして抵抗値がホット側の出力抵抗Ｒ３とコールド側の出力抵抗Ｒ４に振り分けられる。そこで、可変抵抗ＳＲのホット側に振り分けられる抵抗値と抵抗Ｒ３の抵抗値を合わせた出力抵抗の値と、可変抵抗ＳＲのコールド側に振り分けられる抵抗値と抵抗Ｒ４の抵抗値を合わせた出力抵抗の値がともに、例えば４．７ＫΩになるように、可変抵抗ＳＲ、出力抵抗Ｒ３，Ｒ４の値を設定する。
【００２４】
以上説明した実施例によれば、交流に対するホット側信号線とコールド側信号線の平衡度を調整することができるため、交流に対する平衡度を良好に調整して、外部から侵入しようとするノイズ要因に対する耐性を向上させることができる。
【００２５】
本発明に係るファントム電源の平衡度の調整は、原則的にはファントム電源の製造工程中において行う。したがって、可変抵抗ＳＲは、これを半固定抵抗とし、ファントム電源の出荷前の調整工程において可変抵抗ＳＲを調整して平衡度を調整し、調整後は無闇に可変抵抗ＳＲの調整位置を変更することができないようにするとよい。もっとも、ファントム電源を出荷した後、メンテナンスの際に調整することができるようにするとよい。
【００２６】
図３は、ファントム電源の平衡度調整に用いる測定回路例を示す。符号２８は、前記ファントム給電回路とマイクロホンとを前述のように接続してなる供試マイクロホンを示している。供試マイクロホン２８のホット側とコールド側の平衡出力線２，３間にメータ２７および２００Ωの負荷抵抗が接続されるとともに、センタータップ付きのインダクタ２４，２５が接続されている。インダクタ２４，２５のセンタータップには交流信号源２２から交流の試験信号Ｕ２´が５０Ωの信号源インピーダンス２３を介して供給されるようになっている。
【００２７】
上記測定回路は、インダクタ２４，２５のセンタータップから、交流信号源２２の試験信号Ｕ２´を供試マイクロホン２８のホット側とコールド側の平衡出力線２，３間に入力し、そのときのメータ２７の指示値によって上記平衡出力線２，３間の平衡度を判定するものである。メータ２７の指示値が限りなくゼロに近づくように、供試マイクロホン２８のファントム給電回路が備えている前記可変抵抗ＳＲを調整する。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明に係るファントム電源は、これに接続されるマイクロホンの形式としてコンデンサマイクロホンを想定しているが、コンデンサマイクロホンに限らず、他の形式、例えば、ダイナミック型、リボン型などを接続して平衡出力することも可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１０    直流電源
１４    ２芯シールド被覆ケーブル
２０    マイクロホン
３０    ファントム給電回路
Ｒ１    ホット側給電抵抗
Ｒ２    コールド側給電抵抗
Ｃ１    ホット側カップリングコンデンサ
Ｃ２    コールド側カップリングコンデンサ
Ｒ３    ホット側出力抵抗
Ｒ４    コールド側出力抵抗
ＳＲ    可変抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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