JP3862817B2 - 電源供給インピーダンス変換回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はマイクロホン入力やライン入力などを有する電気機器もしくはボードにおける電源供給インピーダンス変換回路に関し、さらに詳しく言えば、例えばパソコン用音源ボードのマイク入力端子に比較的大きな駆動電流を必要とするマイクロホンを接続して使用する場合、外部電源に頼ることなく、その音源ボード側からマイクロホンに駆動電流を供給することができるようにした電源供給インピーダンス変換回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
入力ジャックに接続された接続機器としての例えばマイクロホンに対して、その入力ジャックから電源を供給するにあたって、そのマイクロホンが2線式の場合には、信号ラインに電源を重畳させて供給することになる。
【0003】
その際、入力インピーダンスをマッチングさせるため、従来においては、入力ジャック側の電源供給回路にも大きな抵抗を入れるようにしている。そのため、入力ジャックの電源出力用端子からマイクロホンに供給される電流は、その大きな抵抗によって規制されることになる。
【0004】
例えば、パソコンの音源ボード用としてのコンデンサマイクロホンには、入力インピーダンスとして1〜2.2kΩが指定されていることが多い。そのコンデンサマイクロホンが2線式の場合、その単頭プラグが3極であるにしても、チップとリングとが配線上ショートされているため、そのリングに接続される電源の出力インピーダンスにも信号の入力インピーダンスが並列に入ることになる。
【0005】
一般に、入力感度を確保しようとすると、入力インピーダンスとして2kΩ以上の抵抗値が必要とされている。ここで、入力ジャック側の電源電圧がDC+5Vで、接続されたマイクロホンの動作電圧が2V以上であるとすると、リング端子からの電流は最大でも1.5mAしか取り出せないことになる。
【0006】
この電流値は、通常のコンデンサマイクロホンであれば十分な電流値と言えるが、例えばエコー回路など10mA程度の電流が必要な回路が内蔵されているマイクロホンやワイヤレスマイクのレシーバなどを使用するときには、電流不足となるため、従来ではそれぞれ別電源を用意するようにしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、別個に電源を用意することはきわめて不便であり、また、それだけコスト負担も増えることになる。これは、接続機器側の単頭プラグが2極式でも同様な問題が発生する。
【0008】
例えば10〜15mA程度の電流が必要とされる高付加価値マイクロホンなどを別電源を必要とすることなく、入力ジャックより供給される電源で動作できるようになればきわめて便利である。
【0009】
そこで、本発明の目的は、入力ジャックからの直流電源出力インピーダンスは低く抑えながら、他方において交流入力信号に対しては電源端子の交流入力インピーダンスを理論的に無限大として、接続機器に十分な駆動電流を供給することができるようにした電源供給インピーダンス変換回路を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、2極もしくは3極の入力ジャックより、同入力ジャックに接続される接続機器に対してその直流駆動電源を信号ラインに重畳させて供給する電源供給インピーダンス変換回路において、上記接続機器から上記入力ジャックを介して入力される交流入力信号を受けて、同交流入力信号と同相・同振幅(同レベル)の交流信号を生成する同相アンプを備えているとともに、直流電源部と上記入力ジャックの電源出力用端子との間に第1および第2の2つの負荷抵抗を直列に接続し、上記同相アンプにて生成された上記交流信号を上記第1および第2の負荷抵抗間の接続点に印加することを特徴としている。
【0011】
この構成によれば、交流入力信号とまったく同じである同相・同振幅(同レベル)の交流信号が電源ラインの負荷抵抗に重畳されるため、電源出力端子に交流入力信号が加えられたとしても、交流信号についてはその負荷抵抗の両端は同電位となるため、すなわち交流入力信号に対するインピーダンスが無限大となるため、直流電源部に対して交流入力信号が流れ込まない。
【0012】
本発明において、同相アンプにはトランジスタのエミッタフォロワ回路もしくは上記交流入力信号を所定に増幅するオペアンプが用いられるが、オペアンプの場合にはヘッドアンプを兼用することができる。
【0013】
なお、入力ジャックは2極式もしくは3極式のいずれでもよいが、3極式入力ジャックを使用すれば、接続機器側が2線式でも3線式でも接続機器に影響を与えることなく、入力感度を確保しながら、大電流を接続機器に供給することができ、また、特に電源を必要としない例えばダイナミックマイクロホンなどの2極のモノラルプラグにも対応することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の技術的思想をよりよく理解するうえで、図面を参照しながら、その実施の形態について説明する。
【0015】
図1には第1実施例としての電源供給インピーダンス変換回路の回路図が示されており、この実施例においては、入力ジャック1として3.5φステレオミニジャックが用いられている。すなわち、この入力ジャック1はチップ受け端子1aと、電源出力用リング受け端子1bと、コモン端子としてのスリーブ受け端子1cとを備えている。
【0016】
これに対して、図示されていない接続機器としての例えばマイクロホン側には、チップ2a、リング2bおよびスリーブ2cを有する3極式の単頭プラグが用いられている。この場合、チップ2aとリング2bは配線上ショートされて2線式となっており、その一方のラインが電源線VLと直流阻止用のコンデンサを有する信号線SLとに分岐されている。
【0017】
チップ受け端子1aより入力される交流入力信号はカップリングコンデンサC1を介して同相アンプとしてのNPNトランジスタ3のベースに印加され、そのエミッタフォロワ回路により、その交流入力信号と同相・同レベルの交流信号が生成され、トランジスタ3のエミッタより出力される。
【0018】
また、電源供給源としての直流電源部+Eと電源出力用リング受け端子1bとの間に第1負荷抵抗R1と第2負荷抵抗R2とが直列に接続されている。トランジスタ3のエミッタより出力される上記の同相・同レベルの交流信号がカップリングコンデンサC2より取り出され、第1および第2負荷抵抗R1,R2の接続点Aに印加される。
【0019】
この実施例において、マイクロホン(接続機器)側が2線式であるため、入力ジャック1の電源出力用リング受け端子1bにも交流入力信号が加えられることになるが、第1および第2負荷抵抗R1,R2の接続点Aには、その交流入力信号と全く同じ同相・同レベルの交流信号が印加されているため、第1負荷抵抗R1の両端の電圧は同電位となる。
【0020】
したがって、第1負荷抵抗R1には交流入力信号が流れず、見かけ上、第1負荷抵抗R1はその交流入力信号に対して無限大の抵抗を示すことになる。このため、第1および第2負荷抵抗R1,R2に例えば100Ω程度の抵抗値を設定したとしても、直流電源部+Eに交流入力信号が流れ込むことはない。なお、第1負荷抵抗R1と第2負荷抵抗R2は必ずしも同一の抵抗値である必要はない。
【0021】
なお、トランジスタ3のエミッタフォロワ回路にて生成された交流信号をそのまま同トランジスタ3のエミッタより出力させることにより、信号源インピーダンスも低くなり、ノイズにも有利になる。
【0022】
また、この入力ジャック1の交流入力信号に対する入力インピーダンスは、トランジスタ3のベースに接続される抵抗をR3,R4とすると、
R3×R4/(R3+R4)
により設定される。
【0023】
そのとき、抵抗R3,R4を同じ値で任意に選択することにより、必要な入力インピーダンスを設定することができる。なお、抵抗R3,R4を同じ値とする理由は、トランジスタ3の動作点を電源電圧(+E)の1/2に設定して最大入力電圧をできるだけ大きくとるためである。
【0024】
次に、図2に示されている第2実施例について説明する。この第2実施例においては、同相アンプとしてオペアンプ4が用いられており、その他の点、すなわち入力ジャック1、接続機器側の単頭プラグ2、および直流電源部+Eと電源出力用リング受け端子1bとの間に第1負荷抵抗R1と第2負荷抵抗R2とが直列に接続されている点については上記第1実施例と同じである。
【0025】
この実施例によると、オペアンプ4の同相入力端子4aはカップリングコンデンサC1を介して入力ジャック1のチップ受け端子1aに接続されている。また、同オペアンプ4の出力端子4cと反転入力端子4bとの間には帰還抵抗R5が接続されているとともに、その反転入力端子4bはカップリングコンデンサC2を介して第1負荷抵抗R1と第2負荷抵抗R2の接続点Aに接続されている。
【0026】
入力ジャック1のチップ受け端子1aより入力された交流入力信号は、オペアンプ4の同相入力端子4aに入力され、このオペアンプ4において(R5+R2)/R2倍に増幅され、その出力端子4cから出力される。
【0027】
このとき、オペアンプ4の反転入力端子4bは同相入力端子4aと同じ動作をし、その追従性はオープンゲインによって決まるため、反転入力端子4bには同相入力端子4aに入力された交流入力信号と同相・同レベルの交流信号が現れ、この交流信号がカップリングコンデンサC2を介して第1負荷抵抗R1と第2負荷抵抗R2の接続点Aに加えられる。
【0028】
したがって、上記第1実施例と同じく、入力ジャック1の電源出力用リング受け端子1bに交流入力信号が加えられたとしても、上記接続点に印加される同相・同レベルの交流信号により、第1負荷抵抗R1の両端の電圧は同電位とされるため、第1負荷抵抗R1には交流入力信号が流れない。
【0029】
この第2実施例のインピーダンス変換回路の入力インピーダンスは、オペアンプ4の同相入力端子4aと直流電源部+Eとの間に接続されている抵抗R6により任意に設定される。また、この第2実施例のインピーダンス変換回路によれば、オペアンプ4の出力端子4cから、交流入力信号を(R5+R2)/R2倍に増幅した出力信号が得られるため、ヘッドアンプも兼ねることができ、ノイズにも有利となる。
【0030】
上記各実施例において、例えば直流電源部+Eの電源電圧が5V、接続機器の動作電圧が2Vである場合、第1負荷抵抗R1と第2負荷抵抗R2の各抵抗値を例えば100Ωとすれば、最大15mAの電流をその接続機器に供給することができる。また、このインピーダンス変換回路は、マイク入力端子をはじめとして、ライン入力端子など、あらゆる音声信号入力端子に適用可能である。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、入力インピーダンスに左右されることなく、また、入力信号レベルに影響を与えることなく、接続機器に対して大きな駆動電流を供給することができる。したがって、例えばエコー回路などの付加機能を有するマイクロホンなどの接続機器を別電源に頼ることなく、動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示した回路図。
【図2】本発明の第2実施例を示した回路図。
【符号の説明】
1 入力ジャック
1a チップ受け端子
1b 電源出力用リング受け端子
1c コモン端子
2 接続機器側の単頭プラグ
2a チップ
2b リング
2c スリーブ
R1,R2 負荷抵抗
3 トランジスタ
4 オペアンプ
Claims (3)
- 2極もしくは3極の入力ジャックより、同入力ジャックに接続される接続機器に対してその直流駆動電源を信号ラインに重畳させて供給する電源供給インピーダンス変換回路において、上記接続機器から上記入力ジャックを介して入力される交流入力信号を受けて、同交流入力信号と同相・同振幅の交流信号を生成する同相アンプを備えているとともに、直流電源部と上記入力ジャックの電源出力用端子との間に第1および第2の2つの負荷抵抗を直列に接続し、上記同相アンプにて生成された上記交流信号を上記第1および第2の負荷抵抗間の接続点に印加することを特徴とする電源供給インピーダンス変換回路。
- 上記同相アンプがトランジスタのエミッタフォロワ回路からなることを特徴とする請求項1に記載の電源供給インピーダンス変換回路。
- 上記同相アンプが上記交流入力信号を所定に増幅するオペアンプからなることを特徴とする電源供給インピーダンス変換回路。
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