(57)【要約】【課題】高音質でかつ小型軽量化をローコストで可能とするマイクロホンアンプを提供する。【解決手段】マイクロホンユニットと有線の伝送線路により接続されて用いられるマイクロホンアンプであって、電流電圧変換回路と、前記マイクロホンユニットに、前記有線の伝送線路を介して第１電流を供給するとともに、前記第１電流の一定倍の大きさの第２電流を前記電流電圧に供給する電流源とを備える。【選択図】図１
2011120203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロホンユニットと有線の伝送線路により接続されて用いられるマイクロホンアンプであって、
電流電圧変換回路と、
前記マイクロホンユニットに、前記有線の伝送線路を介して第１電流を供給するとともに、前記第１電流の一定倍の大きさの第２電流を前記電流電圧変換回路に供給する電流源とを備える
マイクロホンアンプ。
【請求項２】
前記電流源は、カレントミラー回路からなる
請求項１に記載のマイクロホンアンプ。
【請求項３】
前記電流電圧変換回路は、
帰還抵抗およびオペアンプを有し、前記オペアンプにより、前記電流源により供給された前記第１電流を、前記帰還抵抗の大きさに応じた大きさの電圧に変換する
請求項１または２に記載のマイクロホンアンプ。
【請求項４】
前記マイクロホンユニットは、マイクカプセルと前記マイクカプセルに接続されたＦＥＴまたは真空管とから構成され、
前記マイクロホンアンプは、さらに、
前記帰還抵抗を流れる前記第１電流から前記マイクロホンユニットのＦＥＴまたは真空管の直流バイアス電流をキャンセルした電流を、前記電流電圧変換電圧回路に入力することにより、前記電流電圧変換回路のオフセットを調整する自動オフセットコントロール回路を備える
請求項３に記載のマイクロホンアンプ。
【請求項５】
マイクロホンユニットと、
マイクロホンアンプと、
前記マイクロホンアンプおよび前記マイクロホンユニットを接続し、前記マイクロホンの音声信号を伝送する有線の伝送線路とを備え、
前記マイクロホンアンプは、
電流電圧変換回路と、
前記マイクロホンユニットに、前記有線の伝送線路を介して第１電流を供給するとともに、前記第１電流の一定倍の大きさの第２電流を前記電流電圧変換回路に供給する電流源とを備える
マイクロホンシステム。
【請求項６】
前記マイクロホンユニットは、
コンデンサと、前記コンデンサの一方の電極に一端が接続される抵抗と、前記抵抗の他端に正極が接続され、かつ、前記コンデンサの他方の電極に負極が接続され、前記コンデンサの電極間に直流電圧を印加する直流電圧源とを有する、カップリングコンデンサレスのコンデンサマイクロホンと、
前記コンデンサの前記一方の電極と前記抵抗の前記一端との間にゲートが接続され、音声信号に比例した前記コンデンサの静電容量の変化に伴う電圧の変化が前記ゲートに入力されることで前記第１電流の大きさを制御するＦＥＴとを備える
請求項５に記載のマイクロホンシステム。
【請求項７】
マイクロホンユニットと有線の伝送線路により接続されて用いられるマイクロホンアンプの集積回路であって、
電流電圧変換回路と、
前記マイクロホンユニットに、前記有線の伝送線路を介して第１電流を供給するとともに、前記第１電流の一定倍の大きさの第２電流を前記電流電圧変換回路に供給する電流源とを備える
集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロホンアンプ及びマイクロホンシステムに関し、特にマイクロホン用のアンプに用いられるマイクロホンアンプ及びそれを備えるマイクロホンシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばマイクロホン（マイクロホンユニット）から入力される音声信号を増幅して出力するマイクロホンアンプがある。このマイクロホンアンプは、負荷抵抗とコンデンサと入力抵抗と電圧増幅アンプとから構成され、例えばマイクロホンユニットとケーブルを介して接続されたマイクロホンシステムで用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、従来のマイクロホンシステムの構成を説明する。
図１は、従来のマイクロホンシステムの構成を示す図である。
【０００４】
図１に示すように従来のマイクロホンアンプ８３は以下のように構成されたマイクロホンシステム８００で使用される。すなわち、従来のマイクロホンシステム８００は、マイクロホンユニット８１と、マイクロホンケーブル８２と、マイクロホンアンプ８３とを備える。
【０００５】
マイクロホンユニット８１は、例えば、エレクトレット方式などのコンデンサマイクロホンであり、マイクカプセル８１１と、マイクカプセル８１１に接続されたＦＥＴ８１２または真空管（不図示）とから構成される。
【０００６】
ここで、ＦＥＴ８１２または真空管は、インピーダンス変換器及び電圧電流変換器として動作する。具体的には、ＦＥＴ８１２または真空管は、マイクカプセル８１１の出力信号を受け、出力電流信号を発生する。
【０００７】
マイクロホンケーブル８２は、マイクロホンユニット８１とマイクロホンアンプ８３とを接続し、マイクロホンユニット８１から出力された音声信号すなわちＦＥＴ８１２の出力電流信号をマイクロホンアンプ８３に伝送する。
【０００８】
マイクロホンアンプ８３は、マイクロホンユニット８１からマイクロホンケーブル８２を介して入力される音声信号（電圧信号）を増幅して出力するアンプであり、負荷抵抗８３０と、コンデンサ８３１と、入力抵抗８３２と、高入力インピーダンスの電圧増幅アンプ８４０から構成される。また、電圧増幅アンプ８４０は、オペアンプ８４１と、抵抗８４２と、抵抗８４３とを備え、抵抗８４２と抵抗８４３とは直列接続され、オペアンプ８４１は、抵抗８４２と抵抗８４３との接続部に接続される。また、抵抗８４３では、抵抗８４２と接続していない方の一端は、接地されている。
【０００９】
ここで、負荷抵抗８３０は、電流電圧変換器として作用する。具体的には、負荷抵抗８３０は、マイクロホンケーブル８２を介してマイクロホンアンプ８３に入力されたＦＥＴ８１２の出力電流信号を電圧信号に変換する。コンデンサ８３１と入力抵抗８３２とは、ＦＥＴ８１２の出力電流信号の直流成分をカットして、高入力インピーダンスの電圧増幅アンプ８４０に電圧信号として入力する役割を持っている。
【００１０】
以上のように、従来のマイクロホンシステム８００は構成される。したがって、従来のマイクロホンシステム８００においては、マイクロホンユニット８１の出力電流信号は、電圧信号としてマイクロホンケーブル８２中を伝送され、マイクロホンアンプ８３に入力される電圧伝送方式を用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−３５２５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、従来のマイクロホンシステム８００では、電圧伝送方式すなわちマイクロホンケーブル８２を介して伝送される音声信号が電圧信号であるために、マイクロホンケーブル８２のケーブルが有する静電容量を充電または放電することになる。そのため、以下のような問題がある。
【００１３】
１．マイクロホンケーブル８２を伝送する電圧信号がケーブルの静電容量を充電または放電するために、周波数が高いほど信号のロスが多くなる。つまり、増幅回路である電圧増幅アンプ８４０は、マイクロホンユニット８１の音声信号として、マイクロホンケーブル８２を介して周波数バランスが劣化した電圧信号を受け取ることになる。
【００１４】
２．マイクロホンケーブル８２のケーブルが有する絶縁体（誘電体）の固有の電気的性質により、マイクロホンケーブル８２を伝送する電圧信号に固有の付帯歪が付加されてしまう。つまり増幅回路である電圧増幅アンプ８４０は、マイクロホンユニット８１の音声信号として、マイクロホンケーブル８２を介して固有の付帯歪が付加された電圧信号を受け取ることになる。それにより、いかに性能のよい増幅回路でもすでに付帯歪が付加された（音質劣化した）信号を増幅することになる。
【００１５】
３．電圧増幅アンプ８４０は、マイクロホンケーブル８２を伝送する電圧信号を高入力インピーダンスで受け取るために、マイクロホンケーブル８２のケーブルは外来誘導ノイズを受け取りやすい。そのため、電圧増幅アンプ８４０が受け取る電圧信号ではＳ／Ｎ比の劣化を免れない。なお、この劣化は信号レベルの小さいマイクロホンの出力信号で特に顕著になる。
【００１６】
４．例えば電圧増幅アンプ８４０の増幅回路では、電圧ゲインは固定式の場合が多い。そのため、音圧レベルが異なる各種の音源に対応するために、十分にゆとりのある電源電圧と消費電流とが必要となる。これは、例えばマイクロホンアンプ８３などの機器を小型軽量化するのには妨げとなる。
【００１７】
上記の従来のマイクロホンシステム８００に対する問題に対して、次のような要求がある。
【００１８】
１．マイクロホンケーブルが有するケーブルの静電容量の影響を受けない信号伝送方式を開発したい。すなわち、増幅回路に、マイクロホンケーブルを介しても周波数バランスが劣化しない音声信号を受け取らせたい。
【００１９】
２．マイクロホンケーブルのケーブルが有する絶縁体の固有付加歪の影響のない伝送方式を開発したい。つまり、増幅回路に、マイクロホンケーブルを介して固有の付帯歪が付加されない（音質劣化しない）音声信号を受け取らせたい。
【００２０】
３．マイクロホンケーブルに対して誘導ノイズの影響のない伝送方式を開発したい。
【００２１】
つまり、増幅回路に、Ｓ／Ｎ比の劣化の少ない音声信号を受け取らせたい。
また、上記の１〜３に加えて、さらに以下の要求がある。
【００２２】
４．例えばマイクロホンユニットから音声信号を受け取るマイクロホンアンプの信号経路に必要な機器を極力減らし、シンプルな構成の信号経路でも、マイクロホンユニットからの音声信号を高品質に伝送したい。
【００２３】
５．例えば、マイクロホンアンプとＡ／Ｄコンバーターとを一体化したようなシンプルな機器を開発したい。
【００２４】
６．少なくともマイクロホンアンプを備える音響装置の小型軽量化およびローコスト化を実現したい。
【００２５】
７．取り扱いが簡便で、かつ、例えば録音現場などで迅速に展開できる（使用が開始できる）安定なマイクロホンアンプを開発したい。
【００２６】
８．超小型および高音質のマイクロホンアンプを開発し、補聴器等に応用したい。
【００２７】
９．外付け部品が不要の集積化および低コスト化が可能なマイクロホンシステムを実現したい。
【００２８】
本発明は、上述の事情を鑑みてなされたもので、高音質でかつ小型軽量化をローコストで可能とするマイクロホンアンプ及びマイクロホンシステム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】
【００２９】
上記目的を達成するために、本発明に係るマイクロホンアンプは、マイクロホンユニットと有線の伝送線路により接続されて用いられるマイクロホンアンプであって、電流電圧変換回路と、前記マイクロホンユニットに、前記有線の伝送線路を介して第１電流を供給するとともに、前記第１電流の一定倍の大きさの第２電流を前記電流電圧変換回路に供給する電流源とを備える。
【００３０】
この構成により、高音質でかつ小型軽量化をローコストで可能とするマイクロホンアンプを実現できる。
【００３１】
ここで、電流源は、カレントミラー回路からなるとしてもよい。
また、前記電流電圧変換回路は、帰還抵抗およびオペアンプを有し、前記オペアンプにより、前記電流源により供給された前記第１電流を、前記帰還抵抗の大きさに応じた大きさの電圧に変換するとしてもよい。
【００３２】
また、前記マイクロホンユニットは、マイクカプセルと前記マイクカプセルに接続されたＦＥＴまたは真空管とから構成され、前記マイクロホンアンプは、さらに、前記帰還抵抗を流れる前記第１電流から前記マイクロホンユニットのＦＥＴまたは真空管の直流バイアス電流をキャンセルした電流を、前記電流電圧変換電圧回路に入力することにより、前記電流電圧変換回路のオフセットを調整する自動オフセットコントロール回路を備えるとしてもよい。
【００３３】
なお、本発明は、装置として実現するだけでなく、このような装置が備える処理手段を備える集積回路として実現してもよい。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、高音質でかつ小型軽量化をローコストで可能とするマイクロホンアンプ及びマイクロホンシステムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来のマイクロホンシステムの構成を示す図である。
【図２】本発明におけるマイクロホンシステムの概要構成を示す図である。
【図３】本発明における電流源の構成の一例を示す図である。
【図４】本発明におけるＡＯＣ回路の構成例の一例を示す図である。
【図５】マイクロホンユニットが通常のコンデンサマイクロホンである場合を示す図である。
【図６】コンデンサマイクロホンの構成の変更例を示す図である。
【図７】本発明におけるコンデンサマイクロホンの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００３７】
（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態１におけるマイクロホンシステムの概要構成を示す図である。
【００３８】
図２に示すようにマイクロホンアンプ３は、以下のように構成されたマイクロホンシステム１００で使用される。ここで、マイクロホンシステム１００は、マイクロホンユニット１と、マイクロホンケーブル２と、マイクロホンアンプ３とを少なくとも備える。
【００３９】
マイクロホンユニット１は、例えば、エレクトレット方式などのコンデンサマイクロホンであり、マイクカプセル（マイクの部品）１１と、マイクカプセル１１に接続されたＦＥＴ１２または真空管（不図示）とから構成される。
【００４０】
ここで、ＦＥＴ１２または真空管は、インピーダンス変換器及び電圧電流変換器として動作する。具体的には、ＦＥＴ１２または真空管は、マイクカプセル１１から出力された音声信号を受けて、その音声信号に応じた電流信号を発生する。
【００４１】
このように、マイクロホンユニット１では、音声が入力された場合、入力された音声をマイクカプセル１１で電圧に変換し、変換された電圧をＦＥＴ８１２のベースに入力することにより、入力された音声に応じた電流信号（音声信号）を発生させて出力する。
【００４２】
マイクロホンケーブル２は、有線の伝送線路である。マイクロホンケーブル２は、マイクロホンユニット１とマイクロホンアンプ３とを接続して、マイクロホンユニット１から出力される音声信号をマイクロホンアンプ３に伝送する。
【００４３】
マイクロホンアンプ３は、電流信号として入力された音声信号を増幅して出力するアンプである。マイクロホンアンプ３は、典型的にはマイクロホンケーブル２に接続されており、接続されているマイクロホンケーブル２を通じて（介して）、マイクロホンユニット１から出力された音声信号が電流信号として入力される。そして、マイクロホンアンプ３は、入力された音声信号を増幅して出力する。
【００４４】
以上のように、マイクロホンシステム１００は、構成される。
次に、マイクロホンアンプ３の構成について具体的に説明する。図３は、本発明における電流源の構成の一例を示す図であり、図４は、本発明におけるＡＯＣの構成例の一例を示す図である。
【００４５】
マイクロホンアンプ３は、電流源３０と、電流電圧変換アンプ４０（以下、Ｉ−Ｖ変換アンプ４０と記載）とを備える。
【００４６】
電流源３０は、可変の電流設定値を有し低入力インピーダンスの電流源として動作する。具体的には、電流源３０は、マイクロホンケーブル２を通じて（介して）、マイクロホンユニット１のＦＥＴ１２に、所定の電流（第１の電流と呼ぶ）を供給するとともに、その所定の電流の一定倍の大きさの電流（第２の電流と呼ぶ）をＩ−Ｖ変換アンプ４０に供給する。例えば、マイクロホンユニット１に音声が入力された場合、入力された音声をマイクカプセル８１１で電圧に変換し、変換された電圧がＦＥＴ８１２のベースに入力される。そして、電流源３０が供給する第１の電流は、ＦＥＴ８１２のべースに入力された電圧に応じた（入力された電圧の所定の倍率の）大きさに第１の電流の大きさが変動する。同時に、電流源３０が供給する第２の電流の大きさも変動した第１の電流に応じる。このようにして、電流源３０は、マイクロホンケーブル２を通じて（介して）伝送されたマイクロホンユニット１の音声信号を、電流信号としてＩ−Ｖ変換アンプ４０に出力することができる。
【００４７】
ここで、電流源３０は、図３に示すように、典型的には抵抗３１と可変抵抗３２とトランジスタ３３とトランジスタ３４とを備えるカレントミラー回路からなる。言い換えると、このカレントミラー回路は、図３に示す電流源３０を構成し、電流変換率が可変であるとともに、低入力インピーダンスである。
【００４８】
なお、電流源３０は、カレントミラー回路からなることに限られず、例えば、定電圧ダイオードとバイポーラトランジスタとを組み合わせたもので構成されていてもよい。
【００４９】
Ｉ−Ｖ変換アンプ４０は、電流源３０より供給される第２の電流（電流信号）を電圧信号に変換および増幅して出力する電流電圧変換回路であり、可変の帰還抵抗４１とオペアンプ４２とを備える。つまり、Ｉ−Ｖ変換アンプ４０は、電流電圧変換率が可変であるとともに、低入力インピーダンスの電流電圧変換回路である。なお、Ｉ−Ｖ変換アンプ４０は、ＡＯＣ（Ａｕｔｏ  Ｏｆｆｓｅｔ  Ｃｏｎｔｒｏａｌ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）５０を備える。
【００５０】
ＡＯＣ５０では、一方端がＩ−Ｖ変換アンプ４０の帰還抵抗４１とオペアンプ４２とが接続される接続点で接続されており、他方端が、電流源３０とＩ−Ｖ変換アンプ４０との間に接続されている。ＡＯＣ５０は、Ｉ−Ｖ変換アンプ４０のオフセットを制御するための自動オフセットコントロール回路である。ＡＯＣ５０は、Ｉ−Ｖ変換アンプ４０の帰還抵抗を流れる電流源３０より供給された第２の電流から直流成分のみを検出し、マイクロホンユニット１のＦＥＴ１２または真空管の直流バイアス電流をキャンセルして、Ｉ−Ｖ変換アンプ４０に入力する。ＡＯＣ５０は、このようにしてＩ−Ｖ変換アンプ４０のオフセットを０Ｖにする調整を自動で行う。また、ＡＯＣ５０は、図４に示すように、例えばオペアンプ５１とＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）５２とトランジスタ５３と抵抗５４とを備える。また、オペアンプ５１は、ハイインピーダンスであることが好ましい。
【００５１】
なお、図４において、ＡＯＣ５０は、ＬＰＦ５２を、備えなくてもよい。さらに、ＡＯＣ５０は、マイクロホンユニット１のＦＥＴ１２または真空管の直流バイアス電流をキャンセルすることができれば、図４のように構成されることに限られない。
【００５２】
以上のように、マイクロホンアンプ３は構成される。
以上の構成によりマイクロホンユニット１の音声信号は、電流信号としてマイクロホンケーブル２を伝送され、マイクロホンアンプ３に入力される電流伝送方式となる。
【００５３】
なお、Ｉ−Ｖ変換アンプ４０は、ＡＯＣ５０を備えることが必須でないが好ましい。なぜなら、マイクロホンケーブル２で伝送されるマイクロホンユニット１のＦＥＴ１２または真空管の直流バイアス電流のレベルは、マイクロホンユニット１の種類、バラツキおよび周囲温度等で、色々なレベルになり、しかも時間的に不規則に変動する。そのため、ＡＯＣ５０により、出力直流レベルを実用上問題ない範囲のレベルに抑えることができるからである。
【００５４】
また、Ｉ−Ｖ変換アンプ４０がＡＯＣ５０を備えることとマイクロホンアンプ３がＡＯＣ５０を備えるということは同様の意味である。
【００５５】
以上、本発明によれば、高音質でかつ一層の小型軽量化をローコストで可能とするマイクロホンアンプを実現することができる。
【００５６】
以上、本発明のマイクロホンアンプ、本発明のマイクロホンアンプおよびを備えるマイクロホンシステムによれは、具体的には以下のようなことが実現できる。
【００５７】
１．従来の電圧伝送方式では電圧信号がマイクロホンケーブルの静電容量を充電、放電するために、信号の周波数が高いほど、信号のロスが多くなってしまう。また、マイクロホンケーブルのケーブルの絶縁体（誘電体）の電気的性質に固有の歪が付加されてしまう。それに対して、本発明のマイクロホンアンプを備えるマイクロホンシステムでは、電流伝送方式となるため、静電容量を充電および放電しない。そのため、ケーブルの静電容量による信号ロスをなくすことができるだけでなく、絶縁体による固有歪の影響を防ぐことができる。この効果は小さな信号レベルをマイクロホンケーブルで伝送する際に特に顕著に表れる。
【００５８】
２．本発明のマイクロホンアンプが備える例えばカレントミラー回路などの電流源の電流変換率は可変式なので、感度の異なる複数のマイクホン信号に対しても、バランス調整が可能であり、感度の異なるマイクロホンユニットの同時使用も可能となる。
【００５９】
３．本発明のマイクロホンアンプが備えるＩ−Ｖ変換アンプは、電流電圧変換率が可変式なので、マイクロホンユニットが収音し、マイクロホンケーブルを通じて入力される音圧の異なる音源に対して、最適信号レベルの電圧信号に変換することが可能となる。
【００６０】
４．マイクロホンケーブルで伝送されるマイクロホンユニットのＦＥＴまたは真空管の直流バイアス電流のレベルは、マイクロホンユニットの種類、バラツキおよび周囲温度等で、色々なレベルになり、しかも時間的に不規則に変動する。それに対して、本発明のマイクロホンアンプが備える自動オフセットコントロール回路（ＡＯＣ）は、マイクロホンアンプに入力されるそれらの直流バイアス電流のレベルを実用上問題のない範囲のレベルに抑えることができる。また、マイクロホンアンプに接続するマイクロホンユニットを交換しても、オフセット調整をする必要がなく、迅速にマイクロホンユニットのセッティングができる。
【００６１】
５．本発明のマイクロホンアンプを備えるマイクロホンシステムでは、電流源と自動オフセットコントロール回路の働きにより、マイクロホンアンプ内の信号経路にはコンデンサを１個も使用しない全てが直流結合の回路を実現できる。そのため、コンデンサによる固有歪みの発生を防ぐことができ、高品質伝送が可能になるだけでなく、同時に小型化および低コスト化が可能になる。これは、電流源と自動オフセットコントロール回路との大きさがマイクロホンアンプに用いられるコンデンサの大きさに比べて小さいからである。コストも同様である。
【００６２】
６．本発明のマイクロホンアンプが、コンデンサを必要とせず、電流源と自動オフセットコントロール回路とを備えることで足りることにより、ＬＳＩ化等の集積化も容易となる。
【００６３】
以上、本発明のマイクロホンアンプによれば、以下のような効果を奏する。
【００６４】
１．伝送品質の極めて高い高音質なマイクロホンシステムが、容易に実現可能となる。
【００６５】
２．マイクロホンケーブルの容量の影響を受けずに、音声信号を伝送できるため、マイクロホンケーブルに小口径かつ軽量で長いものを使用することができる。したがって、マイクロホンケーブルに高価なケーブルを使う必要もなくなる。
【００６６】
３．マイクロホンケーブルで伝送された電流信号を低インピーダンスで受け取ることができるので、マイクロホンケーブルへの外来誘導ノイズの影響を極めて少なくできる。この効果は、低信号レベルのマイクロホンユニットの音声信号の伝送において特に有効である。
【００６７】
４．本発明のマイクロホンアンプが備えるＩ−Ｖ変換アンプの電流電圧変換率が可変式であるので、信号レベルを最適レベルに調整できる。それにより、電源電圧と消費電流とを必要最小限に低くできる。したがって、少なくともマイクロホンアンプを備える音響装置を小型軽量化できる効果が期待できる。
【００６８】
５．本発明のマイクロホンアンプが備えるＩ−Ｖ変換アンプは、例えばＡ／Ｄコンバーターと一体化させることが容易である。そのために、ディジタル出力を有するシンプルな構成のマイクロホンアンプを実用化できる。したがって、信号経路に必要な機器を最小限に抑えたシンプルな構成であっても、高音質の録音が期待できる。
【００６９】
６．また、上記のように、超小型かつ高音質のマイクロホンシステムが実現できるので、補聴器等への応用が期待できる。
【００７０】
７．さらに、本発明のマイクロホンアンプでは、例えば抵抗、コンデンサ等の外付け部品が不要となり、集積化および低コスト化が容易である。
【００７１】
（実施の形態２）
実施の形態１では、マイクロホンシステム１００を構成するマイクロホンアンプ３について説明した。実施の形態２では、マイクロホンシステム１００を構成するマイクロホンユニットについて説明する。
【００７２】
実施の形態１では、コンデンサマイクロホンの１例としてマイクロホンユニットが、エレクトレット方式（エレクトレットコンデンサマイクロホン）である場合を例に挙げて説明したが、それに限らない。エレクトレットコンデンサマイクロホン以外の通常のコンデンサマイクロホンでももちろん構わない。
【００７３】
図５は、マイクロホンユニットが通常のコンデンサマイクロホンである場合の回路構成を示す図である。
【００７４】
図５に示すマイクロホンユニット１０１は、音声を収音し、収音した音声を電気信号（出力電流）に変換する。マイクロホンユニット１０１は、コンデンサカプセル１１１と、ＦＥＴ１１２と、成極電圧１１３、高抵抗１１４と、抵抗１１６及び抵抗１１７とを備える。ここで、マイクロホンユニット１０１は、エレクトレットコンデンサマイクホン以外の通常のコンデンサマイクロホンであるので、マイクロホンユニット１のマイクカプセル１１に相当するコンデンサカプセル１１１には一定の電荷を与える必要がある。そのため、成極電圧１１３が必要となる。
【００７５】
成極電圧１１３は、コンデンサカプセル１１１の電極間に直流電圧を印加する直流電圧源である。成極電圧１１３は、高抵抗１１４を通して、コンデンサカプセル１１１を充電し、コンデンサカプセル１１１に一定の電荷を与える。なお、成極電圧１１３の電圧をＶPとすると、ほぼ全ての電圧ＶPがコンデンサカプセル１１１に印加されていることになる。
【００７６】
コンデンサカプセル１１１は、収音する音声を電圧信号に変換するコンデンサである。具体的には、コンデンサカプセル１１１は、収音する音声の音圧変化によりコンデンサカプセル１１１が有する電極間の距離が変化する。コンデンサカプセル１１１は、成極電圧１１３により一定の電荷が与えられているため、電極間の距離の変化により、コンデンサカプセル１１１の電圧が変化する。
【００７７】
カップリングコンデンサ１１５は、コンデンサカプセル１１１とＦＥＴ１１２とを接続（結合）し、直流成分は遮断するが、交流成分に対しては、通すコンデンサである。カップリングコンデンサ１１５は、コンデンサカプセル１１１の電圧変化を、ＦＥＴ１１２のゲートとグランド（ＧＮＤ）と間の電圧ＶIに伝達する。
【００７８】
ＦＥＴ１１２は、カップリングコンデンサ１１５により伝達された電圧ＶIがゲートに入力されて、出力電流ＩOを発生する。なお、ＦＥＴ１１２のゲートは、抵抗１１６を介して接地されている。ここで、抵抗１１６は、ＦＥＴ１１２のゲート電位をほぼ０Ｖにするために用いられる。また、ＦＥＴ１１２のソースは、抵抗１１７を介して接地されている。ここで、抵抗１１７は、ＦＥＴ１１２のドレインバイアス電流を小さくするために用いられる。
【００７９】
このようにして、通常のコンデンサマイクロホンであるマイクロホンユニット１０１は、収音する音声によるコンデンサ容量の変化を電気信号に変換して取り出す。
【００８０】
以上のように構成される通常のコンデンサマイクロホンであるマイクロホンユニット１０１は、マイクロホンシステム１００を構成するとしてもよい。
【００８１】
（実施の形態３）
実施の形態２では、マイクロホンシステム１００を構成するマイクロホンユニットが、通常のコンデンサマイクロホンである場合を説明したが、以下に記載する課題がある。そこで、実施の形態３では、その課題を解決したコンデンサマイクロホンの構成について記載する。
【００８２】
図５に示すマイクロホンユニット１０１では、音声を収音していないときなど、無信号時におけるコンデンサカプセル１１１の電圧は成極電圧１１３の電圧ＶPに等しく、ＦＥＴ１１２のゲートとグランド（ＧＮＤ）と間のＶIは０Ｖである必要がある。そのため、ＤＣ成分をカットするためにカップリングコンデンサ１１５を備える必要がある。
【００８３】
しかし、カップリングコンデンサ１１５は、マイクロホンシステム１００の信号経路上に備えられているため、カップリングコンデンサ１１５が有する誘電体のロスや誘電体の歪み等により、情報量の欠如と歪みの添加が生じることが避けられない。マイクロホンユニット１０１は、マイクロホンシステム１００において録音系の入口であり、入口で生じた歪みは録音品質に重大な影響を与える。すなわち、マイクロホンユニット１０１で生じた歪みは、マイクロホンアンプ３にそのまま伝送されてしまうので、上述したように原音に忠実な音質を実現することで高音質とするマイクロホンアンプ３を用いても、音質は悪くなってしまう。そのため、カップリングコンデンサ１１５を必要としない回路を実現できれば、情報量の確保が確実になるので好ましい。
【００８４】
そこで、図５に示すマイクロホンユニット１０１から、カップリングコンデンサ１１５を取り除いた場合について考察する。
【００８５】
図６は、カップリングコンデンサを取り除いたマイクロホンユニットの回路構成を示す図である。図５と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【００８６】
図６に示すマイクロホンユニット１５１は、図５に示すマイクロホンユニット１０１から、カップリングコンデンサ１１５を取り除いた回路であり、ＦＥＴ１１２にダイレクトにコンデンサカプセル１１１の電圧変化を与える回路となっている。
【００８７】
マイクロホンユニット１５１では、成極電圧１１３の電圧ＶPが一定電圧のため、コンデンサカプセル１１１の電圧変化により、ＦＥＴ１１２のゲートとグランド（ＧＮＤ）と間のＶIも同じ変化をする。
【００８８】
しかし、このマイクロホンユニット１５１では、例えば電源オン時に、コンデンサカプセル１１１の充電電流が流れ、短い期間であるがＦＥＴ１１２は正方向に大きくドライブされ、過大な出力電流ＩOが生じる。このように生じた過大な出力電流ＩOは、マイクロホンユニット１５１とマイクロホンケーブル２で接続されているマイクロホンアンプ３にも悪影響を与えるおそれがある。
【００８９】
したがって、図５に示すマイクロホンユニット１０１から、カップリングコンデンサ１１５を取り除いたマイクロホンユニット１５１では、マイクロホンシステム１００を構成するマイクロホンユニットとしては不適である。
【００９０】
そこで、電源オン時に、コンデンサカプセル１１１の充電電流が流れても、ＦＥＴ１１２が大きくドライブされない構成を提示する。
【００９１】
図７は、実施の形態３におけるマイクロホンユニットを構成するコンデンサマイクロホンの回路構成を示す図である。図５と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【００９２】
図７に示すマイクロホンユニット２０１は、図６に示すマイクロホンユニット１５１において、さらに、図６に示す成極電圧１１３の極性を反転した成極電圧２１３を有する。
【００９３】
具体的には、マイクロホンユニット２０１は、コンデンサカプセル１１１と、抵抗１１６と、成極電圧２１３とを有するコンデンサマイクロホンと、ＦＥＴ１１２とを少なくとも有し、さらに抵抗１１７を備えている。
【００９４】
成極電圧２１３は、コンデンサカプセル１１１の電極間に直流電圧を印加する直流電圧源である。成極電圧２１３は、コンデンサカプセル１１１を充電し、コンデンサカプセル１１１に一定の電荷を与える。ここで、成極電圧２１３の負極は、コンデンサカプセル１１１の一方の電極と接続されており、成極電圧２１３の正極は、抵抗１１６の一端と接続されている。
【００９５】
なお、成極電圧１１３の電圧をＶPとすると、ほぼ全ての電圧ＶPがコンデンサカプセル１１１に印加されていることになる。
【００９６】
また、ＦＥＴ１１２は、そのゲートがコンデンサカプセル１１１の電極の他方と抵抗１１６の他端との間に接続されている。そのため、ＦＥＴ１１２のゲートは、図７に示すように、成極電圧２１３の正極と抵抗１１６を介して、接続されていることになる。
【００９７】
この構成により、マイクロホンユニット２０１は、電源オン時にコンデンサカプセル１１１の充電電流が流れても、ＦＥＴ１１２が負方向にドライブされてドレイン電流がカットオフされるので、出力電流ＩOがゼロになる。そのため、マイクロホンユニット１５１とマイクロホンケーブル２で接続されているマイクロホンアンプ３にも、悪影響は全く生じない。すなわち、マイクロホンユニット２０１は、マイクロホンシステム１００を構成するマイクロホンユニットとして安全な回路である。
【００９８】
したがって、マイクロホンユニット２０１は、カップリングコンデンサ１１５を備えていないので、カップリングコンデンサ１１５による情報欠如と歪みの添加とを防げるだけでなく、成極電圧２１３を有することで安全性も高い実用的な回路構成である。さらに、マイクロホンユニット２０１は、カップリングコンデンサ１１５を備えていないので、コンデンサマイクロホンとして小型軽量化が可能である。また、カップリングコンデンサ１１５を備えなくてよい分だけ、ローコスト化が可能である。
【００９９】
以上のように、実施の形態３のマイクロホンユニット２０１は、コンデンサと、コンデンサの一方の電極に一端が接続される抵抗と、抵抗の他端に正極が接続され、かつ、コンデンサの他方の電極に負極が接続され、コンデンサの電極間に直流電圧を印加する直流電圧源とを有する、カップリングコンデンサレスのコンデンサマイクロホンと、コンデンサの一方の電極と抵抗の一端との間にゲートが接続され、音声信号に比例したコンデンサの静電容量の変化に伴う電圧の変化がゲートに入力されることで第１電流の大きさを制御するＦＥＴとを備える。
【０１００】
このように構成されたマイクロホンユニット２０１は、マイクロホンシステム１００を構成するとしてよい。それにより、エレクトレットコンデンサマイクロホン以外のコンデンサマイクロホンにおいて、高音質でかつ一層の小型軽量化をローコストで可能とするマイクロホンユニットを実現することができる。
【０１０１】
以上、本発明によれば、高音質でかつ一層の小型軽量化をローコストで可能とするマイクロホンアンプ及びマイクロホンシステムを実現することができる。
【０１０２】
なお、マイクロホンユニット２０１は、マイクロホンシステム１００を構成する場合に限らず、コンデンサマイクロホン単体として用いられてもよい。
【０１０３】
以上、本発明のマイクロホンアンプ及びマイクロホンシステムについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明は、マイクロホンアンプに利用でき、特に、録音機、オーディオ用アンプ、補聴器等に備えられる、高音質でかつ外付け部品が不要で集積化された低コストのマイクロホンアンプに利用することができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１、８１、１０１、１５１、２０１    マイクロホンユニット
２、８２    マイクロホンケーブル
３、８３    マイクロホンアンプ
１１、８１１    マイクカプセル
１２、１１２、８１２    ＦＥＴ
３０    電流源
３１、５４、８４２、８４３    抵抗
３２    可変抵抗
３３、３４、５３  トランジスタ
４０    Ｉ−Ｖ変換アンプ
４１    帰還抵抗
４２、５１、８４１    オペアンプ
５０    ＡＯＣ
５２    ＬＰＦ
１００、８００    マイクロホンシステム
１１１    コンデンサカプセル
１１３、２１３    成極電圧
１１４    高抵抗
１１６、１１７    抵抗
１１５    カップリングコンデンサ
８３０    負荷抵抗
８３１    コンデンサ
８３２    入力抵抗
８４０    電圧増幅アンプ
【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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