JPH0139279B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマイクロホン装置に関し、特に、コン
デンサ型（バイアス型）やエレクトレツト型の静
電形マイクロホンユニツトを具備するマイクロホ
ン装置に関する。

第１図及び第２図は、従来のマイクロホン装置
におけるインピーダンス変換回路をそれぞれ示す
ものである。第１図の場合にはエレクトレツト型
マイクロホンM₀の出力は電界効果トランジスタ
Tr及びトランス１の１次巻線１ａから成るソー
スホロワ回路に供給され、上記トランス１の２次
巻線１ｂからマイクロホン出力に応じたバランス
出力を得るようにしている。なおここでバランス
出力とは、例えば２次巻線１ｂの一方の出力端子
２の信号レベルが増大したとき他方の出力端子３
の信号レベルが減少するような差動信号をいうも
のとする。

そして例えば、このバランス出力がマイクケー
ブルを介して受信装置のトランス（図示せず）に
供給され、このトランスの２次巻線から音声信号
が得られるようになつている。

また第２図の場合には、マイクロホンM₀の出
力は電界効果トランジスタTr及び抵抗Ｒから成
るソースホロワ回路及びコンデンサCoをそれぞ
れ介してトランス１の１次巻線１ａに供給され、
このトランス１の２次巻線１ｂからマイクロホン
出力を得るようにしている。

このように従来では、マイクロホンユニツト
M₀からの出力信号をバランス出力として得るた
めに、インピーダンス変換回路に出力トランスを
用いているため、装置の価格が高くなり、しかも
装置の小型軽量化を図ることができないのが実状
である。即ち、装置の小型軽量化を図るために出
力トランスを小型にすると、周波数特性の劣化が
鉄損等の影響により良好な出力特性が得られない
ため、出力トランスを比較的大型に構成しなけれ
ばならないからである。従つてその結果、装置自
体が大型になりかつ可成りの重量を有することに
なつてしまう不都合があつた。

本発明は上述の如き実状に鑑みて発明されたも
のであつて、トランスの代わりに差動増幅回路を
用いることによつて、低コスト化及び小型軽量化
を図ることができると共に、特性が改善されたマ
イクロホン装置を提供するものである。

以下本発明を適用したマイクロホン装置の実施
例に付き第３図〜第５図を参照して説明する。

第３図は本発明の第１の実施例を示すマイクロ
ホン回路であつて、このマイクロホン回路は一対
のＮチヤンネル電界効果トランジスタTr₁，Tr₂
と抵抗R₁〜R₅とから成る差動増幅回路４を具備
している。即ち、これら一対のトランジスタ
Tr₁，Tr₂のドレイン電極と電源ライン＋Vccと
の間には互いに等しい抵抗値を有する抵抗R₁、
R₂がそれぞれ接続されている。そしてトランジ
スタTr₁，Tr₂のソース電極間には互いに等しい
小抵抗値を有する抵抗R₃、R₄が直列接続され、
これらの抵抗R₃、R₄間には抵抗R₅の一端が接続
されると共に、抵抗R₅の他端Ａ点とトランジス
タTr₁，Tr₂のゲート電極との間には互いに等し
い大抵抗値を有する抵抗R₆、R₇がそれぞれ接続
されている。

また上記Ａ点には定電流源として動作するＮチ
ヤンネルの電界効果トランジスタTr₃のドレイン
電極が接続され、そのゲート電極は接地されると
共に、そのソース電極は可変抵抗R₀を介して接
地されている。これによつて、上記電界効果トラ
ンジスタTr₃のドレイン電極に流れ込むドレイン
電流I_Dの電流値は、上記一対のトランジスタTr₁，
T₂のドレイン電極にそれぞれ流れ込むドレイン
電流I_D1、I_D2の和であり、かつ常に一定値に制限
されている（I_D＝I_D1＋I_D2＝一定値）。なお上記差
動増幅回路４のゲインは、可変抵抗R₀を調整す
ることによつて任意に変化させることができる。
また差動増幅回路４の一対のトランジスタTr₁，
Tr₂のドレイン電極から出力端子５，６には既述
の如きバランス出力が得られるようになつてい
る。

さらに、一方の電界効果トランジスタTr₁のゲ
ート電極とアースライン７との間には、第４図に
おいて曲線K₁で示すようなカーデイオイド形の
指向特性即ち単一指向特性を有するエレクトレツ
ト型マイクロホンユニツトM₁が接続されている。
即ち、半永久的に帯電された上記マイクロホンユ
ニツトM₁の固定電極がトランジスタTr₁のゲー
ト電極に接続され、マイクロホンユニツトM₁の
振動膜がアースライン７に接続されている。また
他方の電界効果トランジスタTr₂のゲート電極と
アースライン７との間には、トランジスタTr₂の
ゲート電極を交流的に接地しかつ直流的にはアー
スライン７から浮かせるために、そして回路の対
称性を保持させるために、コンデンサC₁が接続
されている。

即ち、この場合、コンデンサC₁が設けられて
いなくてトランジスタTr₂のゲート電極がアース
ラインに接続されていなければ、電界効果トラン
ジスタから構成されているトランジスタTr₂は入
力インピーダンスが高いから、例えば、コンデン
サC₃からこのトランジスタTr₂のゲート電極に至
る導線にバス音などの外来雑音成分が供給された
時、この外来雑音成分がトランジスタTr₂の出力
電極に現われて好ましくない。

一方、トランジスタTr₂のゲート電極とアース
ラインとの間にコンデンサC₁の代りに抵抗又は
インダクタンスが接続されていれば、上述のよう
な欠点は是正することができるが、この場合に
は、トランジスタTr₂のゲートリーク電流がその
ゲート電極から上記抵抗又はインダクタンスを介
してアースラインに流れ、これがその出力電極に
増幅されて現われることになるから、ゲートリー
ク電流による出力がノイズ成分となつてやはり好
ましくない。

これに対し、第３図に示す実施例では、トラン
ジスタTr₂とアースラインとの間に容量性素子
（コンデンサC₁）が接続されているので、上述の
ように、トランジスタTr₂のゲート電極が交流的
には接地されかつ直流的にはアースラインから浮
いている。このため、上述のようなバズ音などの
外来雑音成分はアースラインに落とすことがで
き、また上述のようなゲートリーク電流の電流通
路は遮断されることになるから、トランジスタr₂
の出力電極にこれらの雑音が現われることがな
い。しかも、トランジスタTr₂と共に差動増幅器
を構成しているトランジスタTr₁のゲート電極に
接続されている静電形マイクロホンユニツト（エ
レクトレツト型マイクロホンユニツトM₁）と類
似している容量性素子（コンデンサC₁）が上記
トランジスタTr₂のゲート電極に接続されること
になるので、差動増幅回路の対称性を保つことが
でき、このため、良好な回路動作をさせることが
できる。

なおこのコンデンサC₁の容量はマイクロホン
ユニツトM₁の有する容量（例えば10pF程度）で
あつてよく、またそれ以外の容量であつてもよ
い。要するに、トランジスタTr₂のゲート電極と
アースライン２との間に容量性素子が接続されて
いればよい。

なお第３図において、C₂，C₃はトランジスタ
Tr₁，Tr₂のドレイン電極間から得られるバラン
ス出力のゲインを調整するためのコンデンサであ
る。

次に、上述の如く構成したマイクロホン回路の
回路動作に付き説明する。

先ず、例えば第３図及び第４図において矢印ａ
方向からマイクロホンユニツトM₁に音声信号が
入り込むと、第４図のカーデイオイド形パターン
上の長さに相当する振幅の出力信号がマイク
ロホンユニツトM₁からトランスTr₁のゲート電
極に供給される。これに伴ない、差動増幅回路４
の出力端子５，６からは一対のトランジスタ
Tr₁，Tr₂のゲート電極に供給される信号の差分
が出力として得られるが、他方のトランジスタ
Tr₂のゲート電極には信号が供給されないため、
上記出力端子５，６間からはマイクロホンユニツ
トM₁からの出力信号がそのまま増幅された出力
が得られることになる。従つて、このバランス出
力は第４図に示す如きカーデイオイド形の単一指
向性パターンになる。

なお上記出力端子５，６に得られる出力は、例
えば一方の出力端子５の信号レベルが増大したと
き他方の出力端子６が減少するようないわゆるバ
ランス出力（差動信号）である。このため、出力
端子５，６のバランス出力がマイクケーブルを介
して供給される受信側のトランス（図示せず）の
２次巻線からは伝送された信号成分のみを得るこ
とができ、例えばマイクケーブルの２本の伝送ラ
インのそれぞれにハム、バズ等の同相の雑音成分
が重畳しても、この雑音成分は上記受信側のトラ
ンスの出力に現われない。従つて、このような外
来雑音を効果的に除去することができる。

このように、本実施例では、従来のようにトラ
ンスを用いず、差動増幅回路４を利用することに
よつて上述の如きバランス出力を得るようにして
いるため、小型軽量化及び低コスト化を図ること
ができる。

しかも、マイクロホンユニツトM₁が接続され
ていない側のトランジスタTr₂のゲート電極とア
ースライン７との間にコンデンサC₁を接続して、
そのゲート電極を交流的に接地すると共に直流的
にアースライン７から浮かすようにしている。従
つて、トランジスタTr₂の出力電極側に現われる
雑音を効果的に低減させることができると共に、
差動増幅回路の対称性を保つことができて良好な
回路動作をさせることができる。また既述の如
く、マイクケーブルの２本の伝送ラインのそれぞ
れに重畳する外来雑音の影響を受けにくいため、
バランス出力を例えば100ｍ程度のマイクケーブ
ルで伝送するようにしても、聴感上何ら問題がな
く、特性の改善を図ることができる。

第５図は本発明のマイクロホン装置の第２の実
施例を示すものであつて、この実施例では、差動
増幅回路４を構成する一対の電界効果トランジス
タTr₁，Tr₂のゲート電極とアースライン７との
間に、容量性素子の一種でありかつ特性が互いに
同一である単一指向性の一対のエレクトレツト型
マイクロホンユニツトM₁，M₂をそれぞれ接続し
たものである。

この場合、これら一対のマイクロホンユニツト
M₁，M₂は互いに背向した状態、即ちそれぞれの
収音面（振動膜の側）が互いに反対方向の外側に
向けられた状態でマイクロホン装置内に配置固定
されている。なお、その他の構成は第３図の場合
と全く同様であつてよい。

このように構成したマイクロホン装置によれ
ば、一方のマイクロホンユニツトM₁に第４図及
び第５図のａ方向から音声入力があつた場合、マ
イクロホンユニツトM₁からは第４図のカーデイ
オイド形パターン上の長さOEに相当する振幅の
出力が得られ、また他方のマイクロホンユニツト
M₂からは長さOFに相当する振幅の出力が得られ
る。そしてこれらの出力の差分がトランジスタ
Tr₁，Tr₂から成る差動増幅器４の出力となる。
この差動増幅器４から得られる差出力は第５図に
おいて長さOGに相当する振幅を有しており、こ
のＧ点の軌跡は第５図において点線で示すような
双指向性を示す。故に、上記差出力は双指向特性
を有することになる。

なお本実施例においては、一対の単一指向性の
マイクロホンユニツトM₁，M₂を用いたが、単一
指向性、双指向性及び無指向性のマイクロホンユ
ニツトを各種に組み合わせてよく（但し、一対の
無指向性マイクロホンユニツトの組み合せは除
く）、例えばこれらのマイクロホンユニツトを所
定の接続切換手段により既述のマイクロホン回路
に任意に接続し得るように構成すれば、必要に応
て各種の指向特性を得ることができる。また既述
の各実施例では、エレクトレツト型マイクロホン
ユニツトを用いたが、バイアス形のコンデンサ型
マイクロホンユニツトを用いることもできる。ま
た差動増幅回路４のバイアスのかけ方及び信号の
帰還方法は各種に変更してよい。

以上の如く本発明は、一対の能動素子により差
動増幅回路を構成し、これら一対の能動素子のう
ち少なくとも一方の能動素子の入力電極とアース
ラインとの間に静電形マイクロホンユニツトを接
続すると共に、他方の能動素子の入力電極とアー
スラインとの間に容量性素子を接続し、上記一対
の能動素子の出力電極間からバランス出力に変換
されたマイクロホン出力を得るようにしたもので
ある。故に本発明マイクロホン装置によれば、ト
ランスを差動増幅回路に置換して上述のバランス
出力を得るようにしたので、装置の小型軽量化を
図ることができると共に、低コスト化が可能にな
る。またトラスを用いた場合に比べて、鉄損、出
力損失等の影響がないため特性を改善し得る利点
がある。また静電形マイクロホンユニツトが接続
されていない他方の能動素子の入力電極とアース
ラインとの間に容量性素子を接続したので、この
他方の能動素子に現われる各種の雑音を効果的に
低減させることができると共に、差動増幅回路の
対称性を保つことができて良好な回路動作をさせ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来のマイクロホン装置に
おけるインピーダンス変換回路をそれぞれ示す回
路図、第３図〜第５図は本発明の実施例を説明す
るためのものであつて、第３図は本発明の第１の
実施例を示すマイクロホン回路の回路図、第４図
は第３図のマイクロホン回路から得られる差出力
の指向特性を示すパターン図、第５図は本発明の
第２の実施例を示すマイクロホン回路の回路図で
ある。 なお図面に用いられている符号において、５，
６…出力端子、M₁，M₂…エレクトレツト型マイ
クロホンユニツト、Tr₁，Tr₂…電界効果トラン
ジスタ、C₁…コンデンサである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一対の能動素子により差動増幅回路を構成
   し、これら一対の能動素子のうち少なくとも一方
   の能動素子の入力電極とアースラインとの間に静
   電形マイクロホンユニツトを接続すると共に、他
   方の能動素子の入力電極とアースラインとの間に
   容量性素子を接続し、上記一対の能動素子の出力
   電極間からバランス出力に変換されたマイクロホ
   ン出力を得るようにしたことを特徴とするマイク
   ロホン装置。