JP2005287050A - ファンタム電源供給されるマイクロフォンの遠隔制御 - Google Patents

Abstract

【課題】 オーディオアンプを供給するファンタム電源供給によって利用可能となる電力を最大限使用することを可能にする方法を提供することにある。
【解決手段】 本発明は、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つの補助電力レシーバとを備えるマイクロフォンの遠隔制御方法に関する。このマイクロフォンのエネルギーは、音声ケーブルのケーブル導線を介してファンタム電源供給から供給される。また、本発明の特徴は、周波数変調電圧が制御信号として、２つのケーブル導線（１、２）のうち少なくとも１つの導線に供給され、この導線を介してファンタム電源供給もまた生じること、およびマイクロフォン側の周波数変調電圧が制御電子回路（３９）に供給され、周波数変調制御信号に従って個別の電力レシーバにコマンドを送ることである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、マイクロフォンを遠隔制御する方法に関し、これは、少なくとも１つのマイクロフォンカプセルと、オーディオアンプ、電源回路、プロセッサ、制御電子回路、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器、ＬＥＤディスプレイ等のグループから選択される、少なくとも１つの補助電力レシーバとを備え、そして、このエネルギーは、音声ケーブルのケーブル導線を介してファンタム電源（ｐｈａｎｔｏｍ ｐｏｗｅｒ）ユニットから供給される。

マイクロフォンの電力供給は従来、電力供給源、たとえばミキサーを用いることによって提供される。ファンタム電源供給の間、給電電圧の正極は、音声ケーブルの２つのケーブル導線を介して２つの同等のフィーダー抵抗から供給される。電流のリターンは、ＸＬＲプラグのピン１に接続される第３の導線から発生する。コンデンサマイクロフォンの電力供給のためのファンタム電源供給から供給される電圧を効率的に使用することができるようになるために、マイクロフォンの電流消費は、フィーダー抵抗における過度に大きな電圧降下を防ぐために最小限であるべきである。４８−Ｖ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。ファンタム電源供給は、ＤＩＮ ＥＮ ６１９３８（以前は、ＩＥＣ２６８）に従ってここで標準化される。

マイクロフォン膜の分極電圧（通常、この電圧の値は２０Ｖ ｄｃ〜１００Ｖ ｄｃの領域である）を生成するためには、主に、組み合わせ回路部分または電圧変換器を使用する。残りのマイクロフォン電子回路は通常、線形調整（ｌｉｎｅａｒ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ）による電力を供給され、この線形調整は、所定値で供給給電電圧もしくは供給電流のどちらか一方を維持する。電力消費が少ないマイクロフォンにとっては、このタイプの電力供給は適切である。マイクロフォンにおける電力消費が増加する場合、たとえば、プロセッサ、Ａ／Ｄ変換器、ＬＥＤディスプレイ等を使用することによって電力消費が増加する場合は、線形調整は問題になる。この場合、ファンタム電源供給によって利用可能となるエネルギーの大部分が、線形調整の要素内で無効にされる。しかしながら、標準のファンタム電源供給によると、これはフィーダー抵抗によってその電流が制限されるので、オーディオアンプの最大供給電圧は、マイクロフォンの線形調整が原因で急降下し、マイクロフォンの最大オーディオ出力電圧の減少をもたらす。

分極電圧の生成に関する問題が他にある。この電圧は通常、高いオーム抵抗を介してマイクロフォン膜に供給される。ここで要求される電力は非常に低い。また、この事実上電力のない分極電圧を効率よく生成する電圧調整器は作製することが困難である。

この他にマイクロフォンの遠隔制御に関する問題がある。マイクロフォンを用いると、遠隔制御を介して重要なマイクロフォンパラメーターを調整もしくは変更することができる必要性が増加する。これらパラメーターには、コンデンサマイクロフォンの膜上の分極電圧および関連する感度、マイクロフォンの指向性、ファンタム電源供給のタイプ（１２Ｖ、２４Ｖまたは４８Ｖ）、製品番号、製造者からの校正データの他に、信号の弱化およびオーディオ信号の接続可能なフィルタが含まれる。

ＤＥ３９３３８７０Ａ１は、指向性、ステップ音声フィルタや予備減衰といったマイクロフォンパラメーターの遠隔制御の方法を開示する。このプロセスにおいて、ケーブル導線に転送される供給電圧は、遠隔制御ユニットを介して調整され、たとえば、供給電圧量がマイクロフォンの制御情報を表す方法でミキシングテーブルにおいて調整される。マイクロフォン側にて、供給電圧は開放され評価回路に供給され、これにより、供給電圧量の関数として制御信号を生成する。データ転送をこの方法ですることによって、制御情報は少量のみマイクロフォンに送信され得るため、パラメーターもまた少量のみマイクロフォンで遠隔制御され得る。

ＵＳ６０２８９４６Ａ（および対応ＥＰ０７９４６８６Ａ２）は、デジタルマイクロフォンを開示する。オーディオ信号はアナログ‐デジタル変換器を用いてデジタル化され、その結果生じる２チャンネルのデジタル音声信号は、対称二線式導線を介して関連するアンプに送信される。マイクロフォンへの電力供給は、この対称二線式導線から提供される。ところで、関連するアンプにおいて、マイクロフォン設定の遠隔制御を提供するパルスが、マイクロフォンの電力供給の電圧に変調され得ることが暗示的に言及される。この点に関して注目すべきことは、デジタルマクロフォンとそれに付随するデジタル信号の送信との概念は、アナログマイクロフォンと完全に異なり、ここで、アナログ信号はファンタム電源回線から送信されるということである。同時にデジタル信号が送信される回線上の追加変調された信号は、問題を起こさない。なぜならば、デジタル音声信号は容易く追加変調された信号から分離され得るからである。

未だに好ましくは解決されていない問題は、コンデンサマイクロフォン膜上に分極電圧を生成することに関する。分極電圧の程度は、マイクロフォンカプセルの感度の度合いに直接取り込まれる。その結果、分極電圧を用いて、コンデンサカプセルの感度を調整することも可能である。これは、二重膜カプセル部を使用することに関して特に有利である。なぜならば、これらカプセル部は分極電圧を有する個々の膜を別々に供給する場合、感度の調整のみならず、指向性の調整も可能にするからである。

固定抵抗またはトリマ抵抗を用いて分極電圧を調整する方法は周知である。このプロセスにおいて、マイクロフォンを組み立てる間、分極電圧の一時的な調整が生じる。指向性はここで、固定抵抗率でもって一度規定される。この方法を用いて、エージングプロセスによることに加えて、マイクロフォンカプセル部を組み立てることによって生じる感度における耐性を補償することのみが、困難ではあるが、可能である。この目的のために、分極電圧の補強は、マイクロフォンが組み立てられる状態にあり感度の音響測定の間に必要となる。また、指向性が異なる場合、感度の耐性を補強することは可能ではない。

ＵＳ４５４１１１２Ａ（および対応ＥＰ００９６７７８Ｂ１）は、ＤＣをＡＣに変換する、調整可能パルス発生器を有する電子音響トランスデューサを開示する。パルス発生器に接続される変圧器によって、個々の電力レシーバを誘導的に分離することが可能となる。供給ループは、変圧器上の別々の巻線を用いて、パルス発生器から生成された交流に誘導的に接続される。この文書は、本明細書に援用される。

マイクロフォンの電力供給と関連して、ファンタム電源供給によって利用可能となる電力が最適に使用され、オーディオアンプ、マイクロフォンカプセル、プロセッサ、コントローラ、Ａ／Ｄ変換器、ＬＥＤディスプレイ等といった個別の出力受信に要求される操作上の電圧に変換される場合に解決方法が必要とされる。

本発明の課題は、オーディオアンプを供給するファンタム電源供給によって利用可能となる電力を最大限使用することが可能となる方法を提供することにある。

これら目的は、電力レシーバ個々に電源回路を備えるマイクロフォンによって達成され、このマイクロフォンは、電源回路が音声ケーブルのケーブル導線を介して交流に送信される直流を変換する制御部、この制御部に接続される変圧器、および電力レシーバ個々への供給ループを備えることを特徴とし、ここで、供給ループは、変圧器の別々の巻線を用いて制御部から生成される交流に誘導的に連結され、そして供給ループ同士も誘導的に連結される。

このプロセスにおいて、前記電力レシーバに要求される電圧は全て、電源回路、たとえば、ＤＣ／ＤＣ変換器から生成され、この電源回路は下記の性質を有する。この電源回路は、ファンタム電源ユニットへ電力が適合するような方法で調整もしくは操作される。したがって、ファンタム電源ユニットユニットが利用可能にする可能な最大電力は常に、マイクロフォンの電源回路によって消費され得る。電源回路の主な電流消費は一定である。電源回路は、したがって、ファンタム電源部に対して定電流シンクのように働く。個別の電力レシーバのための個別の供給ループは、変圧器を用いて電源回路において分離され、個別の電力レシーバの異なる要求（つまり、分極電圧への大きな電圧および小さな電流、オーディオアンプへの中程度の電圧および中程度の電流消費の他に、デジタル電子への小さな電圧および大きな電流を、可能な限り電力損失を抑えて提供する要求）を満たす。

本発明に従うコンデンサマイクロフォンの有効な効果は明らかである。つまり、提供される電力供給の概念を用いて、ファンタム電源ユニットによって利用可能となる電力が最適に使用される。その結果、マイクロフォンは新しい機能（たとえば、遠隔制御、新しい操作の概念、自動補強の可能性等）を備え得、その一方で、マイクロフォンの最大音声出力電圧は同一のままである。本質的に電力のない分極電圧の生成が、変圧器上の単純な追加の巻線による副産物として実際生じる。

可能な限り高いオームレベルを使用する結果、電源回路の入力における定電源を用いて、電源回路もしくはＤＣ／ＤＣ変換器のスイッチリップルは、非常に容易に除去され得るという利点が他にある。

マイクロフォンの適合の可能性、たとえば、分極電圧を変更して感度を変更したり、二重膜カプセル部の指向性を継続的に変更したり、および測定データを記憶するためにマイクロプロセッサへの制御信号を変更したりすることに加えて、周波数レンジ、最大音声出力電圧、増幅、もしくはオーディオアンプのＴＨＤを修正するといった適合の可能性が増加するにつれ、実質的により早い速度でデータを、遠隔制御を介してマイクロフォンに転送する必要性がある。

本発明に従って、これら目的は、マイクロフォンの遠隔制御方法によって達成される。これは、周波数変調電圧が制御信号として、２つのケーブル導線のうち少なくとも１つの導線に供給され、この導線を介してファンタム電源供給もまた生じることと、マイクロフォン側の周波数変調電圧が制御電子回路、たとえば、マイクロコントローラやＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）に供給され、周波数変調制御信号に従って個別の電力レシーバにコマンドを送ることとを特徴とする。

この方法では、周波数変調電圧は、ファンタム電源供給の供給電圧の上にある。データ転送は、たとえば、ミキシングテーブルやミキシングテーブルの前の装置に配置されるトランスミッタから音声回線を介してマイクロンフォンに対して発生する。ＦＳＫ変調の搬送周波数はここで、マイクロフォンによって送信されるために音声周波数レンジよりも高い。

周波数変調信号の送信を用いることによって、直流と送信することとは対照的に、実質的により早いデータ転送速度が得られ得る。その結果、あるプロトコルを使用することで、多数のパラメーターが送信され得る。変調の搬送周波数は、ほぼ１００ｋＨｚであることが好ましく、フィルタを用いて音声信号から分離され得る。

コンデンサマイクロフォンの分極電圧内の低い耐性（たとえば、感度の点については、±０．５ｄＢの耐性が求められる）の必要性を満たすためには、マイクロフォンが組み立てられた状態においてでさえ分極電圧のフレキシブルな調節を可能にする解決策が必要とされる。

本発明に従って、これは、コンデンサマイクロフォンによって達成され、このコンデンサマイクロフォンは、分極電圧を調整する回路（この分極電圧を調整する回路は、未調整電圧を供給されるアナログ調整ループを備える）を少なくとも１つと、デジタル調整ループとを備えること、デジタル調整ループは、アナログ調整ループに、補正係数を用いて計算される分極電圧の所望値を提供する制御電子回路、たとえば、マイクロコントローラやＣＰＬＤを備えること、および、フィードバックの目的で、アナログ調整ループの出力は制御電子回路と接続されることを特徴とする。

このプロセスにおいて、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整される。分極電圧の所望値は、Ｄ／Ａ変換器を介して制御電子回路によってこの回路内に予め設定される。その結果、分極電圧を詳細に評価する調整が実行され得る。分極電圧の所望値はまた、遠隔制御によって制御電子回路に送信され得る。得られた分極電圧の耐性は、基準電圧源の耐性および温度特性によって決定される。

マイクロフォンのデジタルに制御された調整ループを介して分極電圧を調整することにより、コンデンサマイクロフォンの分圧電極に対する、非常に正確で、干渉への耐久性があり、および遠隔制御可能な調整が可能となる。その結果、コンデンサマイクロプロセッサの製造中および計測技術の測定中に、感度と指向性とに関する耐性の非常に限定的な要求に到達することが可能になる。分極電圧を遠隔制御可能な調整は、固定抵抗またはトリマ抵抗による再調整がもはや必要ではないという利点があり、この事実は費用に関して肯定的な効果を有する。固定セットの分極電圧を用いる既存の解決策と比較して、以下に追加的可能性が、本発明に従うコンデンサマイクロフォンとの関係で生まれる。

二重膜カプセル部の個別の性能の機能として、指向性をそれぞれ別に調整する場合、異なるマイクロフォンの感度は補強され得、分極電圧を補強するために必要とされた要求お補正係数は格納され得る。

遠隔制御との組み合わせで、前述の通り、たとえば、分極電圧はクローズド・マイクロフォンで音響計測する間、測定され得、そして補正係数は再び記憶され得る。

遠隔制御可能なマイクロフォンの分極電圧を変更し、よって作動中に指向性効果を変更する可能性を有することは特に有利である。たとえば、マイクロフォンは、たとえばオペラの上演中に動いている俳優を音響で追うことができる。

本発明に従うコンデンサマイクロフォンは、マイクロフォンの感度をエージングが原因で再測定することを、マイクロフォンを分解しなくてもできるようにし、これはまたユーザにとっては費用の節約を意味する。したがって、マイクロフォンカプセルを取り替える間、マイクロフォンの元の感度は後に、つまり取り込んだ後に、遠隔制御によって再調整され得る。

好ましくは、制御信号の搬送周波数は、ほぼ１００ｋＨｚである。また、音声信号は、ケーブル導線を介して送信され、周波数変調電圧は、ケーブル導線に給電される。

また、好ましくは、周波数変調電圧は、ケーブル導線とケーブル導線とに、コモンモード信号として同一程度で供給される。また、周波数変調電圧は、入力差動増幅器によって音声信号から分離される。あるいは、周波数変調電圧は、低域通過フィルタによって音声信号から分離される。

さらに、好ましくは、遠隔制御ユニットからマイクロフォンへの制御信号を受けて、データ認識メッセージが該遠隔制御部に送信される。ここで、データ認識メッセージはまた、周波数変調信号である。
（要約）
本発明は、マイクロフォンを遠隔制御する方法に関し、このマイクロフォンは、少なくとも１つのマイクロフォンカプセル部（９）と、オーディオアンプ（１０）、電源回路（１１）、プロセッサ、制御電子回路（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る、少なくとも１つの補助電力レシーバとを備え、そして、このエネルギーは、音声ケーブルのケーブル導線（１、２）を介してファンタム電源ユニット（３１）、いわゆる、ファンタム電源供給から供給される。

本発明は、周波数変調電圧が制御信号として、２つのケーブル導線（１、２）のうち少なくとも１つの導線に供給され、この導線を介してファンタム電源供給もまた生じることと、マイクロフォン側の周波数変調電圧が制御電子回路（３９）、たとえば、マイクロコントローラやＣＰＬＤに供給され、周波数変調制御信号に従って個別の電力レシーバにコマンドを送ることとを特徴とする。

以下、本発明は図を参照しながらさらに説明される。

図１は、本発明に従うマイクロフォンの主要な構成部を示すブロック図である。このマイクロフォンのファンタム電源供給（図５に示す）は、ファンタム電源供給ユニット３１によって、ミキシングテーブル内またはその前にある３つのポールを有するプラグ４（たとえば、ＸＬＲプラグ）の背後に配置される同程度のフィーダー抵抗３２、３３とを介して実行される。そのようなファンタム電源供給は図５に示される。規格に従うと、３つのファンタム電源供給が可能であり、つまり、１２Ｖ、２４Ｖ、または４８Ｖ供給するフィーダー抵抗の関連値は、それぞれ６８０Ω、１．２ｋΩ、または６．８ｋΩである。回線１と回線２とは、ここで、ファンタム電源供給ユニットから供給されるケーブル導線を表しており、回線３は、接地ケーブル遮蔽に通常接続されるグランド線を表す。音声ケーブルを介して、つまり、回線１、回線２、および抵抗５と抵抗６とを介して、ファンタム電源ユニット３１は、本発明に従う電源回路１１の入力部に接続される。キャパシタンス７は、接地に対する供給電圧を円滑にする。抵抗５と抵抗６とは、マイクロフォンのフィーダー抵抗である。これら抵抗は、オーディオアンプ１０の出力からマイクロフォンの電力供給を分離するために使用される。マイクロフォンのフィーダー抵抗５と６とは、ファンタム電源供給３１の追加の内部抵抗として割り当てられる。ファンタム電源ユニットの内部抵抗が、マイクロフォンの電源回路１１の内部抵抗に一致するとき、電力適合が存在する。従って、電力適合の場合、ファンタム電源供給の電圧の半分は、電源回路１１への供給電圧である。この電力は、ファンタム電源ユニット３１から生成され得る最大値であるが、ここで、電源回路１１を介して、ＤＣ／ＤＣ変換器の形で、マイクロフォンの全てのエネルギー消費部分に配布される。過電力がここでオーディオアンプ１０に利用できるよう生成されることにより、マイクロフォンの最大音声出力電圧を可能な限り高くする。異なる電力供給電圧（規格１２Ｖ、２４Ｖ、または４８Ｖに従って）に関して、回路は、異なるファンタム電源供給に対する電力適合が自動で発生するような方式で設計され得る。この仕事はそして、以下で説明する制御部１２によって行われる。

電源回路１１は、電源１３、制御部１２、および制御部１２に接続される変圧器１４を備える。変圧器１４を有する制御部１２は、回路部を形成し、ここでＤＣ電圧はＡＣ電圧に変換される。この場合、この変圧器は、発振を生成する回路の一部である。本来、交流はまた、制御部１２によって、変圧器とは独立して生成され得る。制御部１２はしたがって、変圧器から独立する発振循環から成り、これは、交流を生成する。変圧器は、交流を個別の出力電圧に変換する機能を提供するのみである。

好適な実施形態において、ＡＣ信号は１００ｋＨｚ〜１３０ｋＨｚレンジの周波数を有する。ＡＣ信号はまた自由に発振し得る。つまりこれは、そのような回路にとって最も単純な実施形態の可能性を表す。唯一の重要要素は、ＡＣ信号の周波数レンジは、単純なフィルタリングによっては除去できない、音声信号との干渉を生成しないために、可聴周波数レンジの外側になければならないことである。一方で、この周波数はまた高すぎてもならず、さもなければ回路の効率は下がり、送信干渉が予想され得る。

１００ｋＨｚ〜１３０ｋＨｚの周波数を用いる別の利点は、この周波数はマイクロフォンに備えられる制御電子回路３９への循環パルスとしても使用され得ることである。その結果、デジタル技術によって生成された干渉信号は最小化される。なぜならば、この他に混合生成物がデジタルサイクルタイムとＤＣ／ＤＣ変換器の発振周波数との間に生成されないからである。

生成されたＡＣ信号は、変圧器１４に供給される。変圧器上の個々に分離した巻線の結果、分離した電流ループ１５、１６、および１７が個々のエネルギー消費部分に供給されるよう生成される。この分離によって、可能な限り電力損失を少なく抑えて、高電圧だが低電流を要求する消費者の他に、高電流消費で低電圧の消費者に同時に供給することが可能となる。個別の供給ループ１５、１６、１７のダイオード１８、１９、２０とコンデンサ２１、２２、２３は、ＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換する整流回路を表す。本来、この技術分野から、より複雑でより効率的な整流回路が、個々の供給ループに提供され得る。供給ループ１６は、マイクロフォンカプセル９に分極電圧を提供する役目を果たし、これは、抵抗８を介してマイクロンフォン・カプセル部９に供給される。

本発明はもちろん、いかなる種のマイクロフォン、特にダイナミック・マイクロフォンがファンタム電源供給に接続され得るので、コンデンサマイクロフォンに限られるものではない。個々の電力レシーバは、図１と図２とに示される方法と同様にファンタム電源によって供給される。しかしダイナミック・マイクロフォンの場合は、分極電圧が必要ではないため、供給ループ１６は必要ではない。

定電流源１３をＤＣ／ＤＣ変換器の入力部で使用することにより、一定の一次電流の摂取が保証される。定電流源１３は、ファンタム電源ユニット３１に関して、定電流シンクのように働き、電源回路１１への定電流源を表す。可能な限り高いオームレベルを有する定電流源１３は、他の効果のうちで、ＤＣ／ＡＣ変換の間に生成されるスイッチングリップルのフィルタリングを単純化し、これは同時に音声信号上にある干渉のオーバーレイを防ぐ、このタイプの電装品、この技術分野に詳しい当業者に対しては非常によく知られている。この技術分野からの定電流源の回路例は、図３と図４とに示される。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。この電流源を用いて、ＬＥＤはフロー方向に作動する。その結果、定電圧はＬＥＤに供給されるのと同時に、そ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基本エミッタ・ダイオードの直列接続に供給される。この電流源によって送られる電流はしたがって、Ｉ＝（Ｕ_ＬＥＤ−Ｕ_ｂｃ）／Ｒｅであり、ここで、Ｕ_ＬＥＤはＬＥＤにおける電圧降下、Ｕ_ｂｃは基本エミッタ電圧、およびＲｅはエミッタ抵抗である。

図４の回路は、２つのカウンター接続された縮退トランジスタ２８、２９を有する定電流源を含み、追加で統合された定電流源３０を有する。この回路は、定電流とより高い開始抵抗との点において、より良い性能であることから好ましい。電流源３０は、予備抵抗Ｒｃにおいて、トランジスタ２８のエミッタ抵抗Ｒｅにおける電圧降下Ｕ_Ｒｃに等しい電圧降下を生成する。定電流源の電流はここで、Ｉ＝Ｕ_Ｒｃ／Ｒｅである。トランジスタ２９はここで、トランジスタ２８とともに、抵抗ＲｃとＲｅとにおける同程度の電圧降下を保証するカウンター接続の悪化したシステムを形成する。その結果、電流源の電流Ｉはまた一定を保たれる。電流源３０の電流はしたがって、最終的にＤＣ／ＤＣ変換器１１に流れる定電流よりも係数（ｆａｃｔｏｒ）１００分小さい。

本来、他タイプの定電流源、たとえば、反転演算増幅器を有する電流源、Ｈｏｗｌａｎｄ電流源等も提供され得る。

オーディオアンプ１０への電源回路１１によって生成される供給電圧は、好適な実施形態において調整されない。マイクロフォンカプセル９の供給ループ１６において、調整回路４７と４８とがダイオード１８と抵抗８との間に提供され、これは、デジタル調整ループ４７とアナログ調整ループ４８とを備え、マイクロフォンカプセル９に供給される分極電圧用に備えられる。図６は、図７と共に、そのような好ましく遠隔制御可能な調整回路４７と４８とを示す。分極電圧を調整するのに要求される制御信号は、２つのケーブル導線１と２とのうち少なくとも１つのケーブル導線を介して送信され得る。そのような調整回路４７と４８とが作動する詳細な構造と方法とは、さらに以下に記載する。電流と電圧との制限がデジタル回路部分に既に規定されていないならば、残りの供給ループにおいてもまた、調整回路を備えることができる。図１と図２との好適な実施形態において、調整回路はオーディオアンプ１０への供給ループ１５に備えられない。その結果、電力全体（プロセッサ、制御電子回路３９、マイクロフォンカプセル９における分極電圧、Ａ／Ｄ変換器４４、Ｄ／Ａ変換器４６、ＬＥＤディスプレイ２５といった他の回路部分に使用されない電力）が、オーディオアンプ１０に利用可能である。その結果、高い最大音声出力電圧が、高い最大音声出力電圧を達成するためのオーディオアンプ１０の電流節約設計で達成され得る。原則的には、結果としてのオーディオアンプ１０の供給電圧はまた、ファンタム電源供給によって利用可能とされる電圧を超え得る。電源回路１１の活動方法から、非常に単純なプラスとマイナスとの供給電圧をオーディオアンプ１０に生成することも可能である。その結果、オーディオアンプ１０は自然電位として接地も使用することができる。オーディオアンプ（１０）の供給給電電圧はしたがって、接地に関して対称的に成りえる。

より有利な実施形態において、前記タイプのＤＣ／ＤＣ変換器１１は、ほぼ８２％の効率で作動する。最も有利な場合にでさえ、電力はＤＣ／ＤＣ変換器において損失されるので、可能ならば、消費物をＤＣ／ＤＣ変換器に直列接続することが有利である。定電流源１３を使用する結果、消費物を定電流消費、たとえば、論理供給２４に接続することにより、固定直流を、たとえば、制御電子回路３９、またはＬＥＤディスプレイ２５、Ａ／Ｄ変換器４４、またはＤ／Ａ変換器４６等のために、ＤＣ／ＤＣ変換器１１への直列接続に利用可能にすることが容易に可能である。

電源回路１１の対応する実施形態が図２に示される。図１と比べて、その違いは分極電圧とオーディオアンプ１０のための電圧のみが、ＤＣ／ＤＣ変換器から生成されるということである。たとえば、制御電子回路３９やＬＥＤディスプレイ２５への固定の所定直流を利用可能にする論理供給２４のような、その他の消費物は、ＤＣ／ＤＣ変換器に直列接続される。デジタル供給する直列接続されたＤＣ／ＤＣ変換器１１は、活発な負荷抵抗として作動し、この抵抗において使用されるエネルギーは熱に変換されないが、大部分において、マイクロフォンカプセル９のオーディオアンプ１０と分極電圧との使用可能な供給電力に変換される。

図２に示されるように、基準電圧や追加のデジタル電子を利用可能にする論理供給２４と関連して、ツェナーダイオード２７が備えられ、このＺｅｎｅｒダイオードは電圧を安定させるのに特に適している。このダイオード２７を介して、消費されず、定電流源１３によって送られる電流はいずれも、接地に放出される。原則的には、ツェナーダイオード２７の代わりに、他の定電流源や分流調整器を使用することができる。

放出された電力は、定電流源１３の電流と、電源回路１１に供給された電圧との生成物である。図１のブロック図において、全電圧はＤＣ／ＤＣ変換器１１に供給され、全ての電圧はＤＣ／ＤＣ変換器から生成される。図２のブロック図において、電圧はＤＣ／ＤＣ変換器１１に供給する部分と、ＬＥＤ２５とデジタル供給に供給する第２の部分とに分割される。ＤＣ／ＤＣ変換器は、ＬＥＤ２５もしくはデジタル供給への活発な予備抵抗を表す。デジタル供給の電流消費は一定ではないが、電流Ｉは電流源１３によって一定を維持するので、存在する過電流は、デジタル電子の作動状況によっては、ツェナーダイオード２７を介して除去されなければならない。オーディオアンプ１０の供給に対しては、電力Ｐ＝Ｉ×ＤＣ／ＤＣ変換器において利用可能な電圧×ＤＣ／ＤＣ変換器の効率度、が利用可能である。ＬＥＤとデジタル電子に対しては、電力Ｐ＝Ｉ×デジタル電子およびＬＥＤにおける電圧、が利用可能である。

説明するために例を与える。オーディオアンプ１０の電流消費は、制御されていない状態で、ほぼ０．８ｍＡで、デジタル電子の電流消費は、ほぼ４．２ｍＡである。電流源１３は、ほぼ４．７ｍＡの定電流を送る。したがって、この特別な場合には、デジタル電子のために電圧を通すには、ＤＣ／ＤＣ変換器を介すのでは、ＤＣ／ＤＣ変換器への直列接続を使用することがより有利である。さらに、別の展開において、エネルギーに関して、要求される電圧全ては、図１のブロック図において示される解決法のように、ＤＣ／ＤＣ変換器を介して通すことがより有利である。

この場合のオーディオアンプ１０への供給電圧を変換することにより、アンプに利用可能な最大電力、つまりＰ＝４．７ｍＡ×１８Ｖ×０．８２＝６９ｍＷがもたらされる。オーディオアンプ１０における電圧はよって、Ｕ＝Ｐ／Ｉ＝６９ｍＷ／０．８ｍＡ＝５５Ｖである。この電圧は、電力適合の間にファンタム電源供給部３１によって送られる２４Ｖの電圧よりもはるかに高い。しかしながら、分極電圧はカプセル部９の膜上にも生成されるので、実際得られるオーディオアンプ１０の供給電圧値は、この値より僅かに低いが、それでもなお、ＤＣ／ＤＣ変換器なしで利用できる２４Ｖよりははるかに高い。

図は、マイクロフォン５４を示し、これは、トランスミッタもしくは遠隔制御ユニット５５に接続される。ここで重要なマイクロフォンパラメーターの遠隔制御は、音声ケーブル、つまり回線１、回線２を介して直接生じる。制御ユニット５５はミキサー上にあるか、もしくはミキサーの前に配置されることが好ましい。パラメーター制御入力３４を有するマイクロコントローラ３５は、周波数変調装置３６を制御し、同じ度合いで周波数変調信号を音声ケーブルの２つのケーブル導線１、２に与える。周波数変調信号はそれから、入力差動増幅器４２のコモンモード信号として抑制され得る。同時に、ファンタム電源ユニット３１の供給電圧は、フィーダー抵抗３２、３３を介して、２つのケーブル導線１、２に供給される。好適な実施形態において、周波数変調信号は、音声ケーブルの導線の１つのみに、すなわち、音声信号を対象としていない導線２のみに供給される。

好適な実施形態において、周波数変調信号はＦＳＫ（周波数偏移キーイング）もしくはＣＰＦＳＫ（連続位相のＦＳＫ）によって生成される。両方の変調はデジタルデータ転送技術から周知の手段である。原則的には、ＡＳＫ（振幅シフトキーイング）もしくはＰＳＫ（位相偏移キーイング）変調を使用することも可能である。しかしながら、ＡＳＫは、干渉の影響をより大きく受けがちであり、ＰＳＫ変調は回路技術の視点から実行されることがより困難である。前記方法の周知の応用と対照的に、マイクロフォンに使用する場合に重要要素は、変調信号はアナログ信号、つまり音声信号から分離しなければならないという点である。周波数変調信号が、音声信号を対象としてない導線２のみに与えられる場合でさえ、音声ケーブルの２つの導線１と２との間の静電結合により、音声信号に干渉が引き起こされる。この静電結合は、音声ケーブルの構造と長さとによって決定される。したがって、干渉をフィルタリングすることは、いくら制御信号が既知であるという事実があるにしても困難である。

マイクロフォンにおいて、周波数変調電圧は、フィルタ３７（たとえば、帯域通過フィルタ）を用いて、音声信号から分離され、そこに含まれる制御情報は、制御電子回路３９（たとえば、マイクロコントローラやＣＰＬＤ（結合プログラム可能論理回路））を用いて評価される。ケーブル導線２は、キャパシタンス４３を介して接地から分離される。制御電子回路３９は、電圧コンパレーターとして機能するコンパレーター３８の前に接続される。制御電子回路３９の出力からのコマンドは、たとえば、電源回路１１（図１と図２に図示される）、オーディオアンプ１０、プロセッサ、制御電子回路３９、Ａ／Ｄ変換器４４、Ｄ／Ａ変換器４６等に届く。

２つの音声回線１と２との周波数変調は、遠隔制御ユニット５５内で実行され、この遠隔制御部はミキシングテーブルに近接して位置づけられることが好ましい。遠隔制御ユニット５５において、一方では、搬送周波数はマイクロフォン５４に向かう方向に適用されなければならず、他方では、ミキシングテーブルの方向に、全ての変調周波数は抑えられなければならない。マイクロフォン５４から来る音声信号のみ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、変調は同一レベルで、音声回線１と２との両方で実行される。遠隔制御ユニット５５では、その結果、周波数変調信号は入力差動増幅器４２へのコモンモード信号として表れ、そしてそれはコモンモード信号として適切に抑圧され得る。遠隔制御の第２の変形では、周波数変調は音声信号を通過しない回線、つまり、回線２においてのみ発生する。ミキシングテーブルに向かう方向において、このタイプの遠隔制御では、周波数変調信号は低域通過フィルタ４１を介してフィルタリングすることによって除去され得る。ファンタム電源ユニット３１は、フィーダー抵抗３２、３３の他に、差動増幅器４２と低域通過フィルタを備えるが、図５に示されるように、遠隔制御部に統合されなければならないわけではない。たとえば、それらはミキシングテーブルにも備えられ得る。

遠隔制御ユニット５５からマイクロフォン５４に制御信号を送信する間、制御信号が実際に制御電子回路３９に到達したことを確実にするために、制御電子回路３９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、周波数変調信号になり得る。遠隔制御機能のためのデータ認識メッセージは絶対に必要というわけではない。しかしながら、電子回路を追加するという代償を払ってシステムの信頼性を向上させる。

遠隔制御の前記方法は、もちろん、コンデンサマイクロフォンに限られるものではない。それは、いかなる種のアナログマイクロフォンが、特にダイナミック・マイクロフォンがファンタム電源供給の手段として作動され得るからである。

本発明に従うマイクロフォンは、マイクロフォンの機能に影響を与えずに、標準のファンタム電源供給に接続され得る。ファンタム電源供給が遠隔制御の装置を備える場合、そのマイクロフォンは遠隔制御が可能である。それ以外の場合のマイクロフォンは、そのマイクロフォンに直接取り付けられたスイッチによって作動し得る。

図６は本発明に従うコンデンサマイクロフォンを示し、ここでは、分極電圧の調整が２ステップ制御（ｔｗｏ−ｓｔｅｐ ｃｏｎｔｒｏｌ）調整ループの手段として生じる。ここで、第２のデジタル調整ループ４７は内部のアナログ調整ループ４８に重なる。その結果、十分に調整され、干渉のないマイクロフォンカプセル９の分極電圧を生成することが可能になる。

制御情報を有する好ましい周波数変調信号は、ケーブル導線を介して送信され、さらにファンタム電源ユニット３１に接続されており、フィルタ３７とコンパレーター３８とを介して制御電子回路３９に到達する。本発明に従うマイクロフォンの遠隔制御に関する詳細な説明は、既に上で述べた。また、特に図５を参照されたい。制御電子回路３９の制御はまた、マイクロフォン自体の装置を調整したり、要素を作動したりすることを介して生じ得る。また、制御電子回路は、無線送信の目的で、無線または赤外線インターフェースに、もしくは、導線インターフェースに接続されることが可能である。分極電圧のために制御信号に得られた所望値は、制御電子回路３９によってＤ／Ａ変換器４６を介してアナログ調整ループ４８に送られる。Ｄ／Ａ変換器の代わりに、パルス幅変調回路（ＰＷＭ）を用いることをもできる。ＰＷＭ回路はより低い変換速度を有するが、これは安価であるため、これら変換器に一定の水準を調整するのに非常に適している。図７は、実施形態の例であり、制御電子回路３９（たとえば、マイクロコントローラ、ＣＰＬＤ、Ｄ／Ａ変換器、またはＰＷＭ４６）は、アナログ調整ループ４８で作動する。多くのアナログ調整ループは、本技術分野において、本発明を知る当業者にとっては周知であり、そのような調整ループに範囲（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ）を選択することは容易である。図６に示す略図では、アナログ調整ループ４８は調整回路５６と分圧器４９、５０を備える。調整回路５６やアナログ調整ループ４８の詳細は、図７に示される。

アナログ調整ループ４８は、ほぼ１００Ｖ〜１２０Ｖの未調整電圧を有する電源回路１１によって供給されることが好ましい。ＤＣ／ＤＣ変換器は、前記の変換器と、もしくは図１と図２とに示す変換器と、同一タイプであり得る。抵抗５と抵抗６とは、マイクロフォンのフィーダー抵抗である。これらはマイクロフォンの電力供給をオーディオアンプ１０の出力から分離させるのに用いられる。抵抗５と抵抗６との大きさ、は回線１と回線２との対称性を保つために等しい。

本発明は、もちろん、ファンタム電源供給のコンデンサマイクロフォンに制限されない。コンデンサマイクロフォンの個別の電力レシーバへエネルギー供給することは、たとえば、マイクロフォン内にあるバッテリーによっても実行され得る。

Ｄ／Ａ変換器やＰＷＭ４６、またより正確には、分極電圧の補正値（ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｖａｌｕｅ）から提供される所望値は、演算増幅器５２を介して実際値と比較される。所望値は、マイクロフォンの製造中に計測された測定データから計算され、制御電子回路にプログラムされる。この計算をする基準値として、導線の正確な基準電圧４５か、制御電子回路にプリント計測（ｐｒｉｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）中にプログラムされた基準電圧のどちらか一方を用いる。基準値４５は、たとえば、論理供給２４によって利用可能にされ得る。そのような論理供給２４は、ＤＣ／ＤＣ変換器１１によって給電されることが好ましく、図７に図示されていないが、図１と図２とに示される。

アナログ調整ループ４８への高周波数干渉の所望されない影響を差し止めるために、好ましい実施形態は、図７に示すように、Ｄ／Ａ変換器またはＰＷＭ４６と、アナログ調整ループ４８の入力との間に、低域通過フィルタ５１を提供する。アナログ調整ループ４８から生成される実際値を、分圧器４９と分圧器５０とから得て、インピーダンス変換５３を介して演算増幅器５２の反転入力に供給される。フィードバック回線とインピーダンス変換器は、図６の概略図に含まれない。それと同時に、この電圧はまた、デジタル調整ループ４７のＡ／Ｃ変換器４４の入力にも供給される。その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回路３９に利用可能とされる。その結果、外側のデジタル調整ループ４７は閉じられる。図７では、実際値が得られる分圧器は、抵抗４９と抵抗５０とで表される。図７で示されるように、Ａ／Ｄ変換器４４、制御電子回路３９の他に、Ｄ／Ａ変換器４６はまた単一の構成成分に統合され得る。

アナログ調整ループ４８の出力として、高オーム抵抗８を介してマイクロフォンカプセル９に供給される調整済み分極電圧を得る。干渉のない調整済み分極電圧を計算するのに要求される補正電圧、またはそれに対応する補正係数は、ある感度、ガイド特徴（ｇｕｉｄｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ）、およびエージングパラメーターを反映する異なる設定に対応し得る。そしてこれらを、制御電子回路３９にあるメモリに記憶し得、いつでも呼び出すことができる。

これら補正係数は、のちに、遠隔制御によってクローズド（ｃｌｏｓｅｄ）マイクロフォンたとえば、アフターサービス部門にて、もしくは代理店やさらにユーザによっても）変更され得る。エージングやマイクロフォンカプセルを取り替えることによって、マイクロフォンの性能を補正する可能性のほかに、オンサイトのカスタム限定のマイクロフォンチューニングもまた可能である。

本発明は個々の実施形態の例に限られるものではない。本来、前記回路の全てもしくは少なくともそのいくつかが混合されるマイクロフォンを使用することもまた考えられる。たとえば、全ての遠隔制御可能な構成成分の遠隔制御が、マイクロフォンに備えられ得、また、電源回路１１は、全ての考えられるマイクロフォンの電力レシーバを供給し得る。

電源回路を有する、本発明に従うコンデンサマイクロフォンのブロック図である。 電源回路を有する、本発明に従うコンデンサマイクロフォンに関する一実施形態のブロック図である。 本発明の技術分野に従うトランジスタＬＥＤの定電源の回路図である。 本発明の技術分野に従うカウンター接続トランジスタを有する定電源の回路図である。 遠隔制御部に接続されるコンデンサマイクロフォンのブロック図である。 分極電圧を調整する集積回路を有するコンデンサマイクロフォンのブロック図である。 アナログ調整ループとデジタル調整ループとを備える、分極電圧を調整する回路図である。

符号の説明

１ ケーブル導線
２ ケーブル導線
３ グランド線
４ プラグ
５、６ 抵抗
７ キャパシタンス
８ 抵抗
９ マイクロフォンカプセル
１０ オーディオン・アンプ
１１ 電源回路
１２ 制御部
１３ 電流源
１４ 変圧器
１５、１６、１７ 電流ループ
１８、１９、２０ ダイオード
２１、２２、２３ コンデンサ
２４ 論理供給
２５ ＬＥＤディスプレイ
２７ ツェナーダイオード
２８、２９ トランジスタ
３０ 電流源
３１ ファンタム電源ユニット
３２、３３ フィーダー抵抗
３４ パラメーター制御入力
３５ マイクロコントローラ
３６ 周波数変調装置
３７ フィルタ
３８ コンパレーター
３９ 制御電子回路
４１ 低域通過フィルタ
４２ 入力差動増幅器
４３ キャパシタンス
４４ Ａ／Ｄ変換器
４５ 基準電圧
４６ Ｄ／Ａ変換器
４７ デジタル調整ループ
４８ アナログ調整ループ
４９、５０ 分圧器
５１ 低域通過フィルタ
５２ 演算増幅器
５３ インピーダンス変換
５４ マイクロフォン
５５ 遠隔制御ユニット
５６ 調整回路

Claims (8)

1. マイクロフォンを遠隔制御する方法であって、
   該マイクロフォンは、
   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つの補助電力レシーバであって、オーディオアンプ（１０）、電源回路（１１）、プロセッサ、制御電子回路（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る補助電力レシーバと
   を備え、
   このエネルギー供給は、音声ケーブルのケーブル導線（１、２）を介してファンタム電源ユニット（３１）によって発生し、
   ここで、周波数変調電圧は、制御信号として、２つのケーブル導線（１、２）のうち少なくとも１つの導線に供給され、この導線を介して該ファンタム電源供給もまた生じることと、
   該マイクロフォン側の該周波数変調電圧は、制御電子回路（３９）、たとえば、マイクロコントローラやＣＰＬＤに供給され、周波数変調制御信号に従って個別の電力レシーバにコマンドを送ることと
   を特徴とする、方法。
2. 前記制御信号の搬送周波数は、ほぼ１００ｋＨｚであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 音声信号は、前記ケーブル導線（１）を介して送信され、前記周波数変調電圧は、前記ケーブル導線（２）に給電されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の方法。
4. 前記周波数変調電圧は、前記ケーブル導線（１）と前記ケーブル導線（２）とに、コモンモード信号として同一程度で供給されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の方法。
5. 前記周波数変調電圧は、入力差動増幅器（４２）によって前記音声信号から分離されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
6. 前記周波数変調電圧は、低域通過フィルタ（４１）によって前記音声信号から分離されることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれかに記載の方法。
7. 遠隔制御ユニット（５５）から前記マイクロフォン（５４）への制御信号を受けて、データ認識メッセージが該遠隔制御部に送信されることを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれかに記載の方法。
8. 前記データ認識メッセージはまた、周波数変調信号であることを特徴とする、請求項７に記載の遠隔制御する方法。

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