JP3862817B2

JP3862817B2 - 電源供給インピーダンス変換回路

Info

Publication number: JP3862817B2
Application number: JP18774897A
Authority: JP
Inventors: 富至木村
Original assignee: Audio Technica KK
Current assignee: Audio Technica KK
Priority date: 1997-06-27
Filing date: 1997-06-27
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2017-06-27
Also published as: JPH1127786A

Description

【０００１】
【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

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。