(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのマイクロフォンカプセル（９）と、少なくとも１つのオーディオ増幅器（１０）と、少なくとも１つの追加的な電力レシーバとを備えたマイクロフォンであって、該電力レシーバは、プロセッサ、制御電子装置(３９）、Ａ／Ｄ変換器（４４）、Ｄ／Ａ変換器（４６）、ＬＥＤディスプレイ（２５）等のグループから選択され、該マイクロフォンのエネルギー供給は、オーディオケーブルのケーブルコンダクタ（１、２）、つまり、いわゆるファンタム電源を介して擬似電力ユニット（３１）から発生し、該マイクロフォンは、個々の電力レシーバに対する電源回路（１１）を備え、該電源回路（１１）は、該オーディオケーブルの該ケーブルコンダクタ（１、２）を介して送信された直流を交流に変換する制御ユニット（１２）と、該制御ユニット（１２）に接続されている変圧器（１４）と、該個々の電力レシーバに対する電源ループ（１５、１６、１７）とを備え、該電源ループは、該変圧器（１４）上の別個の巻線を用いて、該制御ユニット（１２）によって生成される交流に、かつ、互いに誘導的に結合されており、該マイクロフォンは、高オーム定電流源（１３）を入力側に有する該電源回路（１１）が設けられていることを特徴とし、これによって、該擬似電力ユニット（３１）に対して、該回路は、定電流シンクを形成する、マイクロフォン。
【請求項２】
前記定電流源（１３）は、トランジスタ―ＬＥＤ電流源であることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロフォン。
【請求項３】
前記定電流源（１３）は、カウンタが結合された２つのトランジスタ（２８、２９）を備え、該トランジスタ（２８、２９）は、追加的な統合された定電流源（３０）を有することを特徴とする、請求項１に記載のマイクロフォン。
【請求項４】
前記電源回路（１１）の内部抵抗が、前記擬似電力ユニット（３１）の内部抵抗に同一であることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載のマイクロフォン。
【請求項５】
プロセッサ、制御電子装置（３９）、Ａ／Ｄ変換器（４４）、Ｄ／Ａ変換器（４６）、ＬＥＤディスプレイ等の、定電流消費を有する少なくとも１つの電力レシーバが、前記電源回路（１１）に直列接続されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載のマイクロフォン。
【請求項６】
前記マイクロフォンカプセル（９）に対する前記電源ループ（１６）において、好ましくは遠隔制御可能な調整回路（４７、４８）が、分極電圧を設定するために設けられていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか記載のコンデンサマイクロフォン。
【請求項７】
前記オーディオ増幅器（１０）の電源電圧は、前記擬似電力ユニットによって供給される電圧を超えることを特徴とする、請求項１から６のいずれか記載のマイクロフォン。
【請求項８】
前記オーディオ増幅器（１０）の電源電圧は、接地に対して対称的である正電源電圧および負電源電圧を含むことを特徴とする、請求項１から７のいずれか記載のマイクロフォン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つのマイクロフォンカプセルと、少なくとも１つのオーディオ増幅器と、少なくとも１つの追加的な電力レシーバとを備えたマイクロフォンであって、プロセッサ、制御電子装置、ＡＣ／ＤＣコンバータ、ＤＣ／ＡＣコンバータ、ＬＥＤディスプレイ等のグループから選択されたマイクロフォンに関する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
マイクロフォンのエネルギー供給は、オーディオケーブルのケーブルコンダクタ、つまり、いわゆるファンタム電源を介して擬似電力ユニットから発生し、マイクロフォンは、個々の電力レシーバに対する電源回路を備え、電源回路は、オーディオケーブルのケーブルコンダクタを介して送信された直流を交流に変換する制御ユニットと、制御ユニット接続されている変圧器と、個々の電力レシーバに対する電源ループとを備える。電源ループは、変圧器上の別個の巻線を用いて、制御ユニットによって生成される交流に、かつ、お互いに誘導的に結合されている。
【０００３】
マイクロフォンの電源は、例えば、ミクサーを用いる電源ソースによって、従来提供されている。ファンタム電源の間、フィード電圧のアノードは、オーディオケーブルの２つのケーブルコンダクタを介する２つの同一のフィーダ抵抗を介して、供給される。電流帰路が、ＸＬＲプラグのピン１に接続されている第３のコンダクタを介して、発生する。コンデンサマイクロフォンの電源に対するファンタム電源によって供給される電圧を有効的に用いるために、マイクロフォンの電流消費は、フィーダ抵抗での過剰に大きな電圧降下を防ぐためにできるだけ少なくすべきである。４８Ｖのコンデンサマイクロフォンを有する最大電流消費は、１０ｍＡである。ここでのファンタム電源は、ＤＩＮ  ＥＮ６１９３８（以前は、ＩＥＣ  ２６８）に従って、規格化されている。
【０００４】
マイクロフォンメンブレン（ｍｅｍｂｒａｎｅ）の値が通常、２０〜１００ボルトｄｃの範囲である、そのマイクロフォンンメンブレン上で、分極電圧を生成するために、人は、主に組み合わせ回路部品もしくは電圧変換器を用いる。残りのマイクロフォン電子装置は、通常、線形調整によって電源を供給される。線形調整は、所定の値で電源フィード電圧または電源電流のいずれかを保持する。ほとんど電流消費のないマイクロフォンに対して、このタイプの電源は、適切である。線形調整は、例えば、プロセッサ、ＡＣ／ＤＣコンバータ、ＬＥＤディスプレイ等の使用によってマイクロフォンにおける電力消費が増加するとき、問題になる。この場合、ファンタム電源によって利用可能になるエネルギーの大部分が、線形調整素子において破壊される。しかしながら、規格に従って、ファンタム電源は、フィーダ抵抗によってその電流において制限されるので、オーディオ増幅器に対する最大電源電圧は、マイクロフォンにおける線形調整のために瞬時に減少し、それは、マイクロフォンの最大オーディオ出力電圧の減少の結果になる。
【０００５】
追加的な問題は、分極電圧の生成から成る。この電圧は、通常、高オーム抵抗を介して、マイクロフォンメンブレンに供給される。ここでは、必要とされる電力は低い。この実際的に電力のない分極電圧の生成に対して効率性が高い電圧調整器は、また構築することが難しい。
【０００６】
追加的な問題は、マイクロフォンの遠隔制御に関する。マイクロフォンを用いて、遠隔制御を介して、重要なマイクロフォンパラメータを調整または変更し得る必要性が増加している。これらのパラメータは、メンブレン上の分極電圧と、コンデンサマイクロフォンの関連する感度と、マイクロフォンの方向特性と、ファンタム電源（１２Ｖ、２４Ｖもしくは４８Ｖ）のタイプと、商品番号、製造からの較正データとともに、信号の低下と、オーディオ信号に対して接続され得るフィルタとを含む。
【０００７】
ＤＥ  ３  ９３３  ８７０  Ａ１は、方向特性、ステップサウンドフィルターもしくは予備減衰といったマイクロフォンパラメータの遠隔制御の方法を開示する。この処理において、ケーブルコンダクタに送信される電源電圧は、その量が、マイクロフォンに対する制御情報を表す態様で、例えば、ミキシングテーブルにおける遠隔制御ユニットを介して、調整される。マイクロフォン側で、電源電圧は、切り離され、評価回路に供給される。評価回路は、電源電圧の量の関数として制御信号を生成する。データ送信のこの方法によって、少量の制御情報だけがマイクロフォンに送信され得、従って、また、２つ、３つのパラメータだけが、マイクロフォンにおいて遠隔制御され得る。
【０００８】
追加的な、これまで最適に解決されていない問題は、コンデンサマイクロフォンのメンブレン上の分極電圧生成に関する。分極電圧のレベルは、マイクロフォンカプセルの感度のレベルに直接的に組み込まれる。結果として、分極電圧の補助でコンデンサカプセルの感度を調整することもまた可能である。これは、２重のメンブレンカプセルの使用に関連して、特に好都合である。なぜなら、分極電圧を有する個々のメンブレンの別個の電源の場合、こられのカプセルは、感度の調整だけでなく方向特性の調整をも可能にする。
【０００９】
固定抵抗もしくはトリム抵抗の補助で分極電圧を調整する方法が知られている。この処理において、マイクロフォンの組み立て中、分極電圧のワンタイム調整が起こる。方向特性は、ここで、固定抵抗比率で、一度前もって決定される。この方法を用いて、エージング処理と同様に、マイクロフォンカプセルの組み立てによって引き起こされる感度における許容範囲の補償は、困難さをもってはじめて可能である。このために、人は、マイクロフォンの組み立てられた状態において感度の音響測定中、分極電圧の補償を必要とする。また異なる方向特性の場合、感度許容範囲を補償することは可能ではない。
【００１０】
ＵＳ  ４，５４１，１１２は、調整可能パルス生成器を有する、直流を交流に変換する電気音響変換器システムを開示する。パルス生成器に接続されている変圧器は、個々の電力レシーバを誘導的に切り離すことを可能にする。電源ループは、変圧器上の別個の巻線を用いて、パルス生成器によって生成される交流に誘導的に結合されている。この文書は、この記載に参照として援用される。
【００１１】
マイクロフォンの電源に関連して、解決に対するニーズがある。ファンタム電源によって利用可能になる電力は、最適に用いられ、オーディオ増幅器、マイクロフォンカプセル、プロセッサ、コントローラ、ＡＣ／ＤＣコンバータ、ＬＥＤディスプレイ等といった個々の出力レシーバに必要とされる動作電圧に変換される。ここで、目的は、オーディオ増幅器に供給するファンタム電源によって利用可能になる電力のできるだけ大きい割合を用い得ることである。これらの要求に関連して、最先端技術における深刻な不都合は、一次電流の取り込みにおける不整および変動に関し、これにより、これらの不整がフォーワードされ、全体的なマイクロフォンの適切的、かつ、効率的な動作を妨害し得る。
【００１２】
本発明に従って、これらの目的は、高オーム定電流源を有する入力側に電源回路が提供されていることを特徴とする上述のマイクロフォン用いて達成され、これによって、ファンタム電源ユニットに対して回路は、定電流シンクを形成する。
【００１３】
ＤＣ／ＤＣコンバータの入力での定電流源の使用は、一次定電流の取り込みを確実にする。ファンタム電源ユニットに対して、定電流源は、定電流シンクのようにふるまい、それは、電源回路に対する定電流源に相当する。他の作用の中で、できるだけ高いオームレベルを有する定電流源は、ＤＣ／ＡＣ変換中に生成されるスイッチングリプルのフィルタリングを単純化し、従って、それは、オーディオ信号上の干渉のオーバレイを同時に防ぐ。
【００１４】
本発明の実施形態において、マイクロフォンは、定電流源が、トランジスタ―ＬＥＤ電流源であることを特徴とする。この定電流源を用いて、ＬＥＤは、フロー方向に動作される。結果として、定電圧は、ＬＥＤに供給され、このような電圧は、またエミッタ抵抗を有するトランジスタのベースエミッタダイオードの直列接続に供給される。この実施形態は、廉価な方法で、最先端技術の不都合を克服する洗練された方法を示す。
【００１５】
本発明の実施形態において、マイクロフォンは、定電流源は、追加的な統合された定電流源を有する２つのカウンタが結合された縮退したトランジスタを備えることを特徴とする。
【００１６】
この回路は、定電流および、より高い開始抵抗の点において、より良い特性のであるために好まれる。
【００１７】
この処理において、上述の電力レシーバに必要とされるすべての電圧は、電源回路、例えば、以下の特性を有するＤＣ／ＤＣコンバータによって生成される。電源回路は、擬似電流ユニットへの電流調節がある態様で、調整、もしくは動作される。従って、擬似電力ユニットが利用可能にする可能な最大電力は、いつもマイクロフォンの電源回路によって消費される。電源回路の一次電量の消費は、一定である。従って、電源回路は、擬似電流ユニットに対して、定電流シンクのようにふるまう。個々の電力レシーバに対する個々の電源ロープは、変圧器を用いて電源回路において切り離され、できるだけ少ない電力損失で、個々の電流レシーバの異なる要求を満たす：例えば、デジタル電子装置対する低電圧と高電流と同様に分極電圧に対する高電圧と低電流、モデレット電圧およびオーディオ増幅器に対するモデレット電流消費など。
【００１８】
本発明に従ったコンデンサマイクロフォンの有利な作用は、明らかである。提示されている電源コンセプトを用いて、擬似電力ユニットによって利用可能になる電力は、最適に用いられる。結果として、マイクロフォンは、新しい機能（例えば、遠隔制御、新しい動作コンセプト、自動補償の可能性等）を有して取り付けられ得、一方で、マイクロフォンの最大オーディオ出力電圧は、同じで留まる。本質的に電力のない分極電圧の生成が、実際的には、変圧器上の単純で追加的な巻線による２次生成物として発生する。
【００１９】
追加的な利点は、できるだけ高いオームレベルの使用の結果として、電源回路の入力での定電流ソースを用いて、電源回路もしくはＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチングリプルはが大変容易にフィルタリングされ得ることである。
【００２０】
周波数範囲の修正、最大オーディオ出力電圧の修正、増幅度の修正もしくはオーディオ増幅器のＴＨＤの修正と同様に、分極電圧の変更、従って、感度の変更、２重のメンブレンカプセルの方向特性の連続的変更、較正データを格納するマイクロプロセッサに対する制御信号の変更といったマイクロフォンにおける調節の可能性が増加するにつれて、遠隔制御を介して、マイクロフォンへの、実質的に、より高いデータ転送率に対するニーズがある。
【００２１】
本発明に従って、これらの目的は、マイクロフォンの遠隔制御のための方法によって達成され、周波数変調された電圧は、制御信号として、２つのケーブルコンダクタの少なくとも１つに提供され、それによりまた、ファンタム電源が発生することを特徴とし、かつ、マイクロフォン側の周波数調整された電圧が、制御電子装置、例えば、マイクロコントローラもしくは周波数調整された制御信号に従ってコマンドを個々の電力レシーバに送信するＣＰＬＤ（結合プログラム可能論理回路）に供給されることを特徴とする。
【００２２】
この方法において、周波数調整された電圧は、ファンタム電源の電源電圧上にオーバレイされる。データ転送が、例えば、ミキシングテーブルもしくはミキシングテーブルの前のデバイスに配置される送信機からオーディオラインを介して、マイクロフォンへとデータ転送が起こる。ここでは、ＦＳＫ変調に対する搬送周波数は、マイクロフォンによって送信されるべきオーディオ周波数範囲より高い
周波数変調された信号送信を用いることによって、直流での送信とは対照的に、実質的により高いデータ転送率が達成され得る。結果として、あるプロトコルを用いて、多くの数のパラメータが送信され得る。変調に対する搬送周波数は、好ましくは、およそ１００ｋＨｚであり、それらは、フィルタを用いてオーディオ信号から分離され得る。
【００２３】
コンデンサマイクロフォンの分極電圧における低い許容範囲（例えば、感度の点から、±０．５ｄＢの許容範囲が求められる）ニーズを満たすために、マイクロフォンの組み立てられた状態においてでさえ分極電圧の柔軟な調節を可能にする解決が必要とされる。
【００２４】
本発明に従って、このことは、コンデンサマイクロフォンによって達成され、コンデンサマイクロフォンが、分極電圧を調整する少なくとも１つの回路を備えることを特徴とし、分極電圧の調整のための回路が、調整されていない電圧を供給されるアナログ調整ループと、デジタル調整ループとを備え、かつ、デジタル調整ループは、制御電子装置、例えば、補正因子を用いて計算される分極電圧に対して所望される値をアナログ調整ループに提供するマイクロコントローラもしくはＣＰＬＤを備えることを特徴とし、かつ、フィードバックのために、アナログ調整ループの出力が、制御電子装置に接続されていることを特徴とする。
【００２５】
この処理において、分極電圧は、マイクロフォンに統合される電圧調整ループによって調節される。分極電圧の所望される値は、制御電子装置によってＤＣ／ＡＣコンバータを介して、この回路において前もって設定される。結果として、分極電圧の精巧に段階的な調節が実行され得る。分極電圧の所望される値は、また遠隔制御によって制御電子装置に送信され得る。得られる分極電圧の許容範囲は、基準電圧ソースの許容範囲および温度特性に依存する。
【００２６】
マイクロフォンにおいてデジタル制御された調整ループを介する分極電圧の調整は、コンデンサマイクロフォンの分極電圧の大変正確な、干渉抵抗のある、かつ、遠隔制御可能な調整を可能にする。結果として、コンデンサマイクロフォンの製造中および測定技術検査において、感度および方向特性に対して、大変小さい許容範囲要求を達成することが可能になる。分極電圧の遠隔制御可能な調整は、固定抵抗もしくはトリム抵抗による再調整が、もはや必要でない利点を有する。この事実は、コストに関してプラス効果を有する。固定セットされた分極電圧の現存の解決手段と比較して、以下の追加的な可能性が、本発明に従ったコンデンサマイクロフォンに関連して生じる。
【００２７】
２重のメンブレンカプセルの個々の特性の関数として、異なって調整された方向特性の場合、異なるマイクロフォン感度は、補償され得、分極電圧を補償するために必要とされる要求される補正因子が格納され得る。
【００２８】
遠隔制御と組み合わせて、上述されるように、例えば、分極電圧は、閉路マイクロフォンで音響測定中、較正され得、補正因子は、もう一度格納され得る。
【００２９】
遠隔制御され得るマイクロフォンの分極電圧を変更させる、従って、動作中の方向作用を変更させる可能性を有することは、特に利点である。例えば、マイクロフォンは、例えば、オペラ公演において動いている役者を音響的に追う。
【００３０】
本発明に従ったコンデンサマイクロフォンは、マイクロフォンを分解する必要なしに、マイクロフォン感度のエージングによって引き起こされる再較正を可能にし、これは、消費者にとってコスト削減を意味する。マイクロフォンカプセル交換中、マイクロフォンの元の感度は、このように、後で、つまり、組み込み後、遠隔制御によって、再調節され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に、本発明が、図を参照してさらに説明されている。
【００３２】
図１は、本発明に従ったマイクロフォンの主要なコンポーネントを示すブロック図である。図５に示されるマイクロフォンのファンタム電源は、同一の大きさのフィーダ抵抗（３２、３３）を介して、擬似供給ユニットによって実行される。フィーダ抵抗（３２、３３）は、ミキシングテーブルの内の、またはミキシングテーブルの前にある三極プラグ４（例えば、ＸＬＲプラグ）の背後に配置される。このようなファンタム電源は、図５に示されている。この規格に従って、３つのファンタム電源が可能である。１２―Ｖ、２４―Ｖまたは４８―Ｖ電源に対するフィーダ抵抗の関連する値は、それぞれ６８０Ω、１．２ｋΩまたは６．８ｋΩである。ライン１およびライン２は、ここでは、擬似供給ユニットによって供給されるケーブルコンダクタを示し、ライン３は、通常、接地ケーブルシールドに接続されている接地線を表している。オーディオケーブルを介して、（つまりライン１、２および抵抗５、６を介して）擬似電力ユニット３１は、本発明に従った電源回路１１の入力に接続されている。静電容量７は、接地に対して電源電圧を平坦化する。抵抗（５、６）は、マイクロフォンにおけるフィーダ抵抗である。それらは、オーディオ増幅器１０の出力からマイクロフォンの電源を切り離すために用いられる。マイクロフォン（５、６）のフィーダ抵抗は、擬似電力ユニット３１の追加的な内部抵抗として割り当てられる。擬似電力ユニットの内部抵抗が、マイクロフォンにおける電源回路１１の内部抵抗と同一であるとき、電力適応が存在する。従って、電力調整の場合、ファンタム電源の半分は、電源回路１１に対する電源電圧である。擬似電力ユニット３１によって生成され得る最大であるこの電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータの形状である電源回路１１を介して、マイクロフォンにおけるすべてのエネルギーを消費する部品へ配電される。ここで過剰電力が、オーディオ増幅器に対して利用可能であり、マイクロフォンのできるだけ大きい最大オーディオ出力電圧を達成する。異なる電源電圧（規格１２Ｖ、２４Ｖ、４８Ｖ）に関して、回路は、異なるファンタム電源に対する電力調整が自動的に起こる態様で、設計され得る。それから、このタスクは、下記に記載される制御ユニット１２によって取って代わられる。
【００３３】
電源回路１１は、電源ソース１３と、制御ユニット１２と、制御ユニット１２に接続されている変圧器１４とを含む。変圧器１４を有する制御ユニット１２は、回路ユニットを形成し、そこで、直流電圧は、交流電圧に変換される。この場合、変圧器は、発振器生成回路の一部である。もちろん、交流は、また、変圧器から独立している制御ユニット１２によって生成され得る。制御ユニット１２は、変圧器から独立している発振回路から成り、変圧器は、交流を生成する。変圧器は、交流を個々の出力電圧に変換する機能の役目だけをする。
【００３４】
好ましい実施形態において、交流信号は、１００ｋＨｚから１３０ｋＨｚの範囲の周波数を有する。交流信号は、また自由に発振し得る。このことは、このような回路に対する最も単純な実施形態の可能性を表す。唯一重要な要因は、交流信号の周波数範囲は、オーディオ信号へのいかなる干渉を生成しないために、オーディオ周波数範囲の外になければならず、干渉は、単純なフィルタリングによって取り除かれ得ない。これに対して、周波数は、高すぎてはならない。なぜなら、それ以外の場合、回路の効率の度合いが減少し、送信干渉が予想されるからである。
【００３５】
１００ｋＨｚ〜１３０ｋＨｚの周波数を用いるさらなる利点は、この周波数は、またマイクロフォンにおいて提供される制御電子回路３９に対してサイクルパルスとして用いられ得る。結果として、デジタル技術によって生成される干渉信号は最小化さる。なぜなら、追加的なミックスされた生成物が、ＤＣ／ＤＣコンバータのデジタルサイクルタイムと振動数との間で生成されないからである。
【００３６】
生成された交流信号は、変圧器１４に供給される。変圧器上での巻線が個々に分けられた結果、別々の電流ループ（１５、１６、１７）が、エネルギーを消費する個々の部品へ供給するために生成される。この切り離しは、できるだけ小さい電力損失で、高電圧低電流を必要とする消費者と同様に、高電流消費低電圧を必要とする消費するものへの、同時供給を可能にする。個々の電源ループ（１５、１６、１７）におけるダイオード（１８、１９、２０）およびコンデンサ（２１、２２、２３）は、交流電圧を直流電圧に変換する整流回路を表す。もちろん、最先端技術から、より複雑で、より効率的な整流回路が個々の電源ループに提供され得る。電源ループ１６は、マイクロフォンカプセル９に分極電圧を供給する役目をし、分極電圧は、抵抗８を介して、マイクロフォンカプセル９に供給される。
【００３７】
本発明は、もちろんコンデンサマイクロフォンに限定されない。なぜなら、任意のマイクロフォン、特に、ダイナミックマイクロフォンがファンタム電源に接続され得るからである。個々の電力レシーバが、図１および図２に示されるように、ファンタム電源ユニットによって同様に供給される。しかし、ダイナミックマイクロフォンの場合、分極電圧は必要がなく、従って、電源ループも必要とされない。
【００３８】
ＤＣ／ＤＣコンバータの入力での定電流源１３の使用は、一次定電流の取り込みを確実にする。擬似電力ユニット３１に対して定電流源１３は、定電流シンクのようにふるまい、それは、電源回路１１に対する定電流源を表す。他の作用の中で、できるだけ高いオームレベルを有する定電流源１３は、ＤＣ／ＡＣ変換中に生成されるスイッチングリプルのフィルタリングを単純化し、それは、同時にオーディオ信号上の干渉のオーバレイを防ぐ。このタイプの電気コンポーネントは、最先端技術に詳しい当業者には良く知られている。最先端の定電流源の回路の例が、図３および図４に示されている。図３は、バイポーラトランジスタを有する「トランジスタＬＥＤ」定電流源を示す。この定電流源を用いて、ＬＥＤが、フロー方向に動作する。結果として、定電圧は、ＬＥＤに供給され、このような電圧は、またエミッタ抵抗を有するトランジスタの直列接続のベースエミッタダイオードに供給される。従って、この電流源によって供給される電流は、Ｉ＝（ＵＬＥＤ−Ｕｂｃ）／Ｒｅであり、ここで、ＵＬＥＤは、ＬＥＤでの電圧降下、Ｕｂｃは、ベースエミッタ電圧およびＲｅは、エミッタ抵抗である。
【００３９】
図４に示される回路は、追加的な統合された定電流源３０を伴う２つのカウンタが結合された縮退したトランジスタ（２８、２９）を有する定電流源を含む。この回路は、定電流および、より高い開始抵抗の点において、より良い特性を持つために好まれる。一次抵抗Ｒｃで、電流源３０は、トランジスタ２８のエミッタ抵抗Ｒｅでの電圧降下ＵＲｃに等しい電圧降下を生成する。ここで、定電流発電の電流は、Ｉ＝ＵＲｃ／Ｒｅである。ここで、トランジスタ２９は、トランジスタ２８とともに、抵抗Ｒｃ、Ｒｅでの同一の電圧降下を確実にする縮退システムを形成する。結果として、電流源の電流Ｉは、また一定に保たれる。従って、電流源３０の電流は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１に最終的に流れ込む定電流より１００係数分小さい。
【００４０】
もちろん、他のタイプの定電流源も提供され得、例えば、逆動作の増幅器、ハウランド電流源等を有する電流源である。
【００４１】
オーディオ増幅器１０に対して電源回路１１によって生成される電源電圧は、好ましい実施形態において制御されない。マイクロフォンカプセル９に対する電源ループ１６において、調整回路（４７、４８）が、ダイオード１８と抵抗８との間に提供される。抵抗８は、デジタル調整回路４７およびアナログ調整回路４８を備え、分極電圧が、マイクロフォンカプセル９に供給される。図７とともに図６は、好ましくは、このような遠隔制御をできる調整回路（４７、４８）を示す。分極電圧の調整に要求される制御信号は、２つのケーブルコンダクタ（１、２）の少なくとも１つを介して送信され得る。このような調整回路（４７、４８）の動作の詳細な構造および方法が以下にさらに記載される。残りの電源ループにおいて、電流および電圧の限度が、デジタル回路の部品にまだ提供されていないとき、人は、また調整回路を供給し得る。図１および図２の好ましい実施形態において、調整回路が、オーディオ増幅器１０に対する電源ループ１５において、提供されていない。結果として、他の回路部品（例えば、プロセッサ、制御電子装置３９、マイクロフォンカプセル９での分極電圧、Ａ／Ｄ変換器４４、Ｄ／Ａ変換器４６、ＬＥＤディスプレイ２５）に用いられない全体の電力が、オーディオ増幅器１０に対して利用可能である。結果として、高い最大オーディオ出力電圧が、その高い最大オーディオ出力電圧を達成するためにオーディオ増幅器１０の省電力設計において達成され得る。原則として、オーディオ増幅器１０に対する電源電圧もまた、結果として、ファンタム電源によって利用可能になる電圧を超え得る。電源回路１１の動作方法のおかげで、またオーディオ増幅器１０に対する正電源電圧および負電源電圧を生成することも可能である。結果として、オーディオ増幅器１０もまた、自然電位として接地を用い得る。従って、オーディオ増幅器１０の電源フィード電圧は、接地に対して、対照的である。
【００４２】
より好都合な実施形態において、上述のタイプのＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、およそ８２％の有効率を有して動作する。最も好都合な実施形態においてでさえ、電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータで損失されるので、可能なら、消費するものをＤＣ／ＤＣコンバータに直列結合することは好都合である。定電流源１３の使用の結果として、例えば、論理電源２４を定電流消費を有する消費するものをお互いに接続して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１に直列接続している、例えば、制御電子装置３９、ＬＥＤディスプレイ２５、Ａ／Ｄ変換器４４、Ｄ／Ａ変換器４６に対して固定直流電流を利用可能にすることは容易に可能である。
【００４３】
電源回路１１の対応する実施形態が、図２に示されている。図１と比較して、相違は、分極電圧およびオーディオ増幅器１０に対する電圧だけが、ＡＣ／ＡＣコンバータを介して生成される。例えば、制御電子装置３９もしくはＬＥＤディスプレイ２５に対する所定の固定の直流を利用可能にする論理電源２４といった他の消費するものが、ＡＣ／ＡＣコンバータに直列接続されている。デジタル電源に対して直列接続されているＡＣ／ＡＣコンバータ１１は、アクティブな負荷抵抗として動作する。アクティブな負荷抵抗では、この抵抗で用いられるエネルギーは、熱に変換されないが、大きい割合で、オーディオ増幅器１０およびマイクロフォンカプセル９上の分極電圧に対する使用可能な電源に変換される。
【００４４】
図２に示されるように、基準電圧もしくは追加的なデジタル電子装置を利用可能にする論理電源２４に関連して、ツェナーダイオードが提供されており、これは、特に電圧を安定化させるのに適している。このダイオード２７を介して、消費されないが、定電流源１３によって供給される電流が、接地に解放される。原則として、人は、ツェナーダイオードの代わりに、他の任意の定電流源もしくは分流調整器を用い得る。
【００４５】
解放された電力は、定電流源１３の電流および電源回路１１に供給される電圧の生成物である。図１のブロック図において、全体の電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１に供給され、すべての電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して生成される。ブロック図２において、電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１に供給される第１の部分と、ＬＥＤ２５およびデジタル電源に供給される第２の部分に分けられる。ＤＣ／ＤＣコンバータは、ＬＥＤ２５もしくはデジタル電源に対してアクティブな擬似抵抗を表す。デジタル電源の電流消費は、一定ではないが、電流Ｉは、電流源１３によって一定に保たれるので、デジタル電子装置の動作の状態に依存して、存在する余剰電流は、ツェナーダイオード２７を介して、放出されはずである。オーディオ増幅器１０の電源に対して、電力Ｐ＝Ｉ×（ＤＣ／ＤＣコンバータで利用可能な電圧）×（ＤＣ／ＤＣコンバータの有効率）が利用可能である。
【００４６】
例示のために、例が与えられている。調整されていない状態におけるオーディオ増幅器１０の電流消費は、およそ０．８ｍＡであり、デジタル電子装置の電流消費は、およそ４．２ｍＡである。電流源１３は、およそ４．７ｍＡの定電流を供給する。従って、この特別な場合、ＤＣ／ＤＣコンバータを介するのではなく、ＤＣ／ＤＣコンバータへの直列接続を用いて、デジタル電子装置に対して電圧を導くことはより好都合である。さらに、追加的な発展において、エネルギーに関して、ブロック図１に示されている解決のように、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して、すべての必要とされる電圧を導くことは、より好都合であることが分かり得る。
【００４７】
この場合におけるオーディオ増幅器１０に対する電源電圧の変換は、増幅器に対して利用可能な電力の最大値へ導き、このとき、Ｐ＝４．７ｍＡ×１８Ｖ×０．８２＝６９ｍＷである。オーディオ増幅器１０での電圧は、従って、Ｕ＝Ｐ／Ｉ＝６９ｍＷ／０．８ｍＡ＝５５Ｖである。この電圧は、電力適応中、擬似電力ユニット３１によって供給される２４Ｖの電圧より非常に高い。しかしながら、分極電圧は、またカプセル９のメンブレン上で生成されるので、実際に到達されるオーディオ増幅器１０の電源電圧の値は、この値よりわずかに低いが、依然、ＤＣ／ＤＣコンバータを用いず利用可能な２４Ｖより非常に高い。
【００４８】
図５は、送信機もしくは遠隔制御ユニット５５に接続されているマイクロフォン５４を示す。ここで、遠隔制御ユニットの重要なマイクロフォンパラメータが、オーディオケーブルを介して、つまり、ライン１、２を介して、直接的に発生する。制御ユニット５５は、好ましくは、ミキサー上であるか、またはその前に配置される。パラメータ制御入力３４を有するマイクロコントローラ３５は、周波数変調器３６を制御し、その周波数変調器３６は、同レベルの周波数変調された信号をオーディオケーブルの２つのケーブルコンダクタ１、２に供給する。それから、周波数変調された信号は、入力―差動増幅器４２において共通のモード信号として、抑圧され得る。同時に、擬似電力ユニット３１の電源電圧は、フィーダ抵抗３２、３３を介して、２つのケーブルコンダクタ１、２に供給される。好ましい実施形態において、周波数変調された信号は、オーディオケーブルのコンダクタのうちの１つだけ、つまり、オーディオ信号を意図されないコンダクタ２に供給される。
【００４９】
好ましい実施形態において、周波数変調された信号は、ＦＳＫ（周波数偏移変調）によって生成されるか、もしくはＣＰＦＳＫ（連続位相ＦＳＫ）によって生成される。両方の変調は、デジタルデータ送信技術から知られている手順である。原則として、またＡＳＫ（振幅偏移変調）を用いるか、もしくはＰＳＫ（位相偏移変調）を用いることは可能である。しかしながら、ＡＳＫは、干渉をより受けやすく、ＰＳＫは、回路技術の観点から、実行することは、より難しい。上述の方法の既知の用途と対照的に、マイクロフォンにおける使用の場合、重大な要因は、変調された信号は、アナログ信号、つまりオーディオ信号から分離されなければならない。たとえ周波数変調された信号が、オーディオ信号を意図されないコンダクタ２にだけ供給されるときでさえ、静電結合は、オーディオケーブルの構造および長さに依存する。従って、干渉をフィルタリングすることは、制御信号が既知である事実にもかかわらず、難しい。
【００５０】
マイクロフォンにおいて、周波数変調された電圧は、オーディオ信号から、フィルタ３７（例えば、帯域通過フィルタ）を用いて分離され、ここに含まれる制御情報は、制御電子装置３９（例えば、マイクロコントローラもしくはＣＰＬＤ（結合プログラム可能論理回路））を用いて評価される。ケーブルコンダクタ２は、静電容量を介して、接地から切り離される。制御電子装置３９は、電圧コンパレータとして機能するコンパレータ３８の前に接続される。例えば、制御電子装置３９の出力を介するコマンドは、図１および２に示されるように電源回路１１、オーディオ増幅器１０、プロセッサ、制御電子装置３９、Ａ／Ｄ変換器４４もしくはＤ／Ａ変換器４６等に到達する。
【００５１】
２つのオーディオライン１、２上の周波数変調は、遠隔制御ユニット５５において、実行される。遠隔制御ユニット５５は、好ましくは、ミキシングテーブルの近くに位置する。一方では、遠隔制御ユニット５５において、搬送周波数は、マイクロフォン５４の方向に向けて供給されるべきであり、他方では、ミキシングテーブルの方向におけるすべての変調周波数は、抑圧されなければならない。マイクロフォン５４から出るオーディオ信号だけが、送信されなければならない。変調周波数の抑圧を、より単純にするために、変調は、同レベルのオーディオライン１、２の両方の上で、実行される。結果として、遠隔制御ユニット５５において、周波数変調された信号は、入力―差動増幅器４２に対して共通のモード信号として現れ、従って、共通のモード信号として、周波数変調された信号は、適切に抑圧され得る。遠隔制御の第２の変形において、周波数変調が、オーディオ信号を通過させるライン（つまり、ライン２）においてだけ起こる。この変形において、ミキシングテーブルの方向に向けて、周波数変調された信号は、ローパスフィルタ４１を介するフィルタリングによって取り除かれ得る。差動増幅器４２およびローパスフィルタと同様にフィーダ抵抗３２、３３を含む擬似電力ユニット３１は、図５に示されるように、遠隔制御ユニットに統合される必要はない。例えば、それらは、またミキシングテーブルに提供される。
【００５２】
遠隔制御ユニット５５からマイクロフォン５４に制御信号の送信中、実際、制御信号が、制御電子装置３９に到達することを確実にするために、マイクロフォン５４は、制御信号を受けて、データ認識メッセージを遠隔制御ユニット５５に送信する。データ認識メッセージは、また周波数変調された信号であり得る。遠隔制御の機能に対するデータ認識メッセージは、絶対的には、必要ない。しかしながら、それは、追加的な電子装置のコストで、システムの信頼性を増す。
【００５３】
任意のマイクロフォンの個々の電力レシーバ（特に、ダイナミックマイクロフォン）は、ファンタム電源を用いて、動作され得るので、遠隔制御の上述の方法は、もちろん、コンデンサマイクロフォンに限定されない。
【００５４】
図６は、本発明に従ったコンデンサマイクロフォンを示す。このコンデンサマイクロフォンにおいて、分極電圧の調整は、２段動作の制御調整ループを用いて起こる。ここで、第２のデジタル調整ループ４７は、内部的アナログ調整ループ４８の上方にオーバレイされる。結果として、マイクロフォンカプセル９上に、上手く調整された、干渉フリーの分極電圧を生成することは可能になる。
【００５５】
擬似電力ユニット３１に接続されているケーブルコンダクタを介して、送信される制御情報を有する好ましい周波数変調された信号は、フィルタ３７およびコンパレータ３８を介して、制御電子装置３９に到達する。本発明に従ったマイクロフォンの遠隔制御に関する詳細な提示は、既に上記に提供されている。また、特に、図５を参照のこと。制御電子装置３９の制御は、また調整デバイス、または、マイクロフォン自身上の動作素子を介して起こり得る。また、制御電子装置が、無線、ワイヤレス送信目的のための赤外線インターフェース、またはケーブルインターフェースに接続されることは可能である。分極電圧に対する制御信号において得られる所望される値は、制御電子装置３９によって、Ｄ／Ａ変換器４６を介して、アナログ調整ロープ４８に供給される。ＤＣ／ＡＣコンバータの代わりに、人は、またパルス幅変調回路（ＰＷＭ）を用い得る。ＰＷＭ回路は、より低い変換率を有するが、ＰＷＭ回路は、廉価であり、従って、これらのコンバータにおいて、一定レベルを調整するために大変適している。図７は、実施形態の例であり、どのようにＤ／Ａ変換器もしくはＰＷＭ４６を加えた制御電子装置（例えば、マイクロコントローラまたはＣＰＬＤ）が、アナログ調整ループ４８に作用するかを示す。多くのアナログ調整ループが、最先端技術において、知られており、本発明を理解する当業者にとって、このような調整ループの大きさを選択することは容易である。概略的に図６に表されているとおり、アナログ調整ループ４８は、調整回路５６および電圧分配器４９、５０を備える。調整回路の詳細もしくは全体のアナログ調整ロープ４８が、図７に示されている。
【００５６】
アナログ調整ループ４８は、好ましくは、およそ１００Ｖ〜１２０Ｖの調整されていない電圧を有する電源回路１１によって供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータは、上述と同じタイプのものであり得るか、もしくは図１および図２に表されるものであり得る。抵抗５、６は、マイクロフォンにおけるフィーダ抵抗である。フィーダ抵抗は、オーディオ増幅器１０の出力からマイクロフォンの電源を切り離すために用いられる。抵抗５、６は、ライン１および２の対称性を保持するために、サイズにおいて、同一である。
【００５７】
本発明は、もちろん、ファンタム電源のコンデンサマイクロフォンに限定されない。例えば、個々の電力レシーバに対するエネルギー供給は、またマイクロフォンに位置するバッテリーによって実行され得る。Ｄ／Ａ変換器またはＰＷＭ４６によって提供される所望される値、より正確に、分極電圧に対する補正値は、演算増幅器５２を介して、実際の値と比較される。所望される値は、マイクロフォンの製造中に測定される較正データから計算され、制御電子装置にプログラムされる。この計算に対する基準値として、人は、コンダクタ上の正確な基準電圧４５、もしくは、印刷測定中に、制御電子装置にプログラムされる基準電圧を用いる。基準電圧４５は、例えば、論理電源２４によって利用可能になり得る。図７に示されていないＤＣ／ＤＣコンバータ１１によって好ましくは供給されるこのような論理電源２４が、図１および図２に示される。
【００５８】
アナログ調整ループ４８上の高周波干渉の所望されない影響を抑圧するために、好ましい実施形態は、図７に示されるように、Ｄ／Ａ変換器またはＰＷＭ４６とアナログ調整ロープ４８の入力との間にローパスフィルタ５１を提供する。アナログ調整ループ４８によって生成される実際の値は、電圧分配器を介して、拾われ、インピーダンスコンバータ５３を介して、演算増幅器５２の逆入力に供給される。インピーダンスコンバータに加えてフィードバックラインは、図６の概略図に含まれていない。同時に、この電圧は、またデジタル調整ループ４７のＡ／Ｄ変換器４４の入力に供給される。結果生じるデジタル信号は、フィードバックとして、制御電子装置３９に利用可能である。結果として、外側のデジタル調整ループ４７は、閉路である。図７において、電圧分配器を介して、実際の値が拾われるその電圧分配器が、抵抗４９、５０によって表される。図７に示されるように、Ｄ／Ａ変換器４６と同様に、Ａ／Ｄ変換器４４、制御電子装置３９は、また単一のコンポーネントに統合され得る。
【００５９】
アナログ調整４８の出力として、人は、高いオーム抵抗８を介して、マイクロフォンカプセル９に供給さえる調整された分極電圧を得る。調整され、かつ、干渉フリーの分極電圧を計算するために必要とされる補正電圧もしくは対応する補正因子は、異なる設定に対応し得、それら異なる設定は、ある感度、ガイド特性、エージングパラメータを反映する。それらは、制御電子装置３９提供されるメモリに格納され得、いつでも求められ得る。
【００６０】
補正因子は、後で、（例えば、Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ、流通業者、もしくは可能なら消費者の）閉路のマイクロフォンを有する遠隔制御によって変更され得る。従って、マイクロフォンカプセルのエージングもしくは交換から生じるマイクロフォン特性の可能な補正に加えて、マイクロフォンの現場でのカスタム特定のチューニングが、また可能である。
【００６１】
本発明は、個々の実施形態の例に限定されない。もちろん、すべてもしくは、上述の回路の少なくともいくつかが組み合わされるマイクロフォンを用いることは想到し得る。例えば、遠隔制御可能なコンポーネントに対する遠隔制御が、マイクロフォンにおいて提供され得る。また、電源回路１１は、マイクロフォンにおけるすべての想到し得る電力レシーバを供給し得る。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】電源回路を有する本発明に従ったコンデンサマイクロフォンのブロック図を示す。
【図２】電源回路を有する本発明に従ったコンデンサマイクロフォンの実施形態のブロック図を示す。
【図３】最先端技術に従ったトランジスタＬＥＤの定電流ソースの回路図を示す。
【図４】最先端技術に従ったカウンタ結合されたトランジスタを有する定電流ソースの回路図を示す。
【図５】遠隔制御ユニットに接続されているコンデンサマイクロフォンのブロック図である。
【図６】分極電圧を調整する集積回路コンデンサマイクロフォンのブロック図である。
【図７】分極電圧を調整する、アナログおよびデジタル調整ループを備えた回路を示す。
【符号の説明】
【００６３】
１、２  ケーブルコンダクタ
９  マイクロフォンカプセル
１０  オーディオ増幅器
１１  電源回路
１２  制御ユニット
１３  変圧器
１５、１６、１７  電源ループ
２５  ＬＥＤディスプレイ
２８、２９  トランジスタ
３１  擬似電力ユニット
３９  制御電子装置
４４  Ａ／Ｄ変換器
４６  Ｄ／Ａ変換器
４７  デジタル調整ループ（調整回路）
４８  アナログ調整ループ（調整回路）
【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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