JPH0723492A - ディジタルマイクロホン - Google Patents
ディジタルマイクロホンInfo
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- JPH0723492A JPH0723492A JP16149693A JP16149693A JPH0723492A JP H0723492 A JPH0723492 A JP H0723492A JP 16149693 A JP16149693 A JP 16149693A JP 16149693 A JP16149693 A JP 16149693A JP H0723492 A JPH0723492 A JP H0723492A
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- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims abstract description 10
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- 230000010255 response to auditory stimulus Effects 0.000 claims 1
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 5
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- LJCNRYVRMXRIQR-OLXYHTOASA-L potassium sodium L-tartrate Chemical compound [Na+].[K+].[O-]C(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O LJCNRYVRMXRIQR-OLXYHTOASA-L 0.000 description 1
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Landscapes
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】音波を受けてこれを直接ディジタル音声信号に
変換するマイクロホンを提供するもので、これによって
入力からディジタル化されたオーディオシステムを構築
することが可能となり、従来のアナログ・ディジタル変
換を行うことが無くなるので劣化が無くなるため、高音
質なシステムとなる。 【構成】音波を直接受ける振動板（１）と、この振動板
のコンデンサーの電極とするようにし、このコンデンサ
ーを用いた発振器（４）を構築し、この発振器からのＦ
Ｍ波を標本化周波数の周期でゲートし、このゲートされ
たＦＭ波をカウントした値と無音時のＦＭ周波数を基準
値とし、この基準値との差分を演算して規定の量子化ビ
ット数をディジタル音声データを得る。また、ＦＭ波を
所定周波数と混合し、この差周波数を標本化周波数の周
期でゲートして、ディジタル音声データを得る。
変換するマイクロホンを提供するもので、これによって
入力からディジタル化されたオーディオシステムを構築
することが可能となり、従来のアナログ・ディジタル変
換を行うことが無くなるので劣化が無くなるため、高音
質なシステムとなる。 【構成】音波を直接受ける振動板（１）と、この振動板
のコンデンサーの電極とするようにし、このコンデンサ
ーを用いた発振器（４）を構築し、この発振器からのＦ
Ｍ波を標本化周波数の周期でゲートし、このゲートされ
たＦＭ波をカウントした値と無音時のＦＭ周波数を基準
値とし、この基準値との差分を演算して規定の量子化ビ
ット数をディジタル音声データを得る。また、ＦＭ波を
所定周波数と混合し、この差周波数を標本化周波数の周
期でゲートして、ディジタル音声データを得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は空気中の音波を音声の電
気信号に変えるマイクロホンに関し、特にディジタル音
声出力を得るディジタルマイクロホンに関する。
気信号に変えるマイクロホンに関し、特にディジタル音
声出力を得るディジタルマイクロホンに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のマイクロホンは音波を受けた振動
板の振動を電磁誘導により発電するもの、振動板の圧力
の変化によりカーボン粒などの圧力変化を電気抵抗の変
化とし、これに電圧を印加し電圧の変化を得ているも
の、ロッシェル塩など歪を加えると発電する圧電素子に
振動板の振動を伝えることにより発電するもの、コンデ
ンサの容量の変化を電圧の変化に変えるものなどがある
が、いずれもマイクロホンの出力はアナログ信号であっ
た。
板の振動を電磁誘導により発電するもの、振動板の圧力
の変化によりカーボン粒などの圧力変化を電気抵抗の変
化とし、これに電圧を印加し電圧の変化を得ているも
の、ロッシェル塩など歪を加えると発電する圧電素子に
振動板の振動を伝えることにより発電するもの、コンデ
ンサの容量の変化を電圧の変化に変えるものなどがある
が、いずれもマイクロホンの出力はアナログ信号であっ
た。
【０００３】このため、ディジタルで処理する調整卓ま
たはディジタル録音など、ディジタルのシステムの中で
使用するマイクロホンは、先ずマイクロホン出力を低雑
音アンプで増幅し、Ａ／Ｄ（アナログ・ディジタル変
換）してディジタル信号を得ていた。
たはディジタル録音など、ディジタルのシステムの中で
使用するマイクロホンは、先ずマイクロホン出力を低雑
音アンプで増幅し、Ａ／Ｄ（アナログ・ディジタル変
換）してディジタル信号を得ていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この従来のマイクロホ
ンでは、上記のように低雑音アンプが必要で、このマイ
クロホンの出力電圧が極めて低いために、Ｓ／Ｎ（信号
対雑音比）を他の部分に較べて良好とすることがむづか
しく、この部分で全体のＳ／Ｎが決まってしまう欠点が
あった。またＡ／Ｄが必要であり、この部分でも精度を
良くしようとする十分な大きな量子化数をもつＡ／Ｄを
使用する色々な工夫が必要であるが、結果的には十分精
度の高いＡ／Ｄを得ることはむづかしかった。
ンでは、上記のように低雑音アンプが必要で、このマイ
クロホンの出力電圧が極めて低いために、Ｓ／Ｎ（信号
対雑音比）を他の部分に較べて良好とすることがむづか
しく、この部分で全体のＳ／Ｎが決まってしまう欠点が
あった。またＡ／Ｄが必要であり、この部分でも精度を
良くしようとする十分な大きな量子化数をもつＡ／Ｄを
使用する色々な工夫が必要であるが、結果的には十分精
度の高いＡ／Ｄを得ることはむづかしかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のマイクロホン
は、振動板が音波によって受けた振動をアナログ音声信
号にすることなくディジタル音声信号を作り出すもの
で、その手段は先ず、振動板が音波によって受けた振動
を発振周波数の変化（ＦＭ波）に変える発振器と、この
出力をディジタル音声信号の標本化周波数のクロック周
期でこの発振器の出力するＦＭ信号をゲートするゲート
回路と、ゲートされたＦＭ信号の数をカウントするパル
スカウント部と、ＦＭの無変調時と同じ周波数の基準値
とこのカウントされた値の差分を算出する演算部とを備
え、標本化周波数の周期に従ってディジタルデータを出
力する。
は、振動板が音波によって受けた振動をアナログ音声信
号にすることなくディジタル音声信号を作り出すもの
で、その手段は先ず、振動板が音波によって受けた振動
を発振周波数の変化（ＦＭ波）に変える発振器と、この
出力をディジタル音声信号の標本化周波数のクロック周
期でこの発振器の出力するＦＭ信号をゲートするゲート
回路と、ゲートされたＦＭ信号の数をカウントするパル
スカウント部と、ＦＭの無変調時と同じ周波数の基準値
とこのカウントされた値の差分を算出する演算部とを備
え、標本化周波数の周期に従ってディジタルデータを出
力する。
【０００６】また本発明のマイクロホンは、振動板が音
波によって受けた信号の発振周波数の変化（ＦＭ波）に
変えるＦＭ発振器と、音波がないときのＦＭ発振器の出
力するものと所定周波数差の周波数を発振する基準信号
発生器と、この２つの発生器の発生する信号を入力し差
分を作るための混合器と、ディジタル音声信号の標本化
周波数のクロック周期でこの発振器の出力する差分信号
をゲートしこのゲートされた差分信号をクロック周期期
間通過させるゲート回路と、この差分信号のクロック１
周期ごとの数をカウントするパルスカウント部と、この
出力信号を規定の量子化ビット数を得るために割算を行
うなどのための演算部とを備え、標本化周波数の周期に
従ってディジタルデータを出力する。
波によって受けた信号の発振周波数の変化（ＦＭ波）に
変えるＦＭ発振器と、音波がないときのＦＭ発振器の出
力するものと所定周波数差の周波数を発振する基準信号
発生器と、この２つの発生器の発生する信号を入力し差
分を作るための混合器と、ディジタル音声信号の標本化
周波数のクロック周期でこの発振器の出力する差分信号
をゲートしこのゲートされた差分信号をクロック周期期
間通過させるゲート回路と、この差分信号のクロック１
周期ごとの数をカウントするパルスカウント部と、この
出力信号を規定の量子化ビット数を得るために割算を行
うなどのための演算部とを備え、標本化周波数の周期に
従ってディジタルデータを出力する。
【０００７】更に本発明のマイクロホンは、先の構成に
加え、無音状態を検知する検知手段と、この検知結果に
基づき発振器の出力周波数の経時変化を補正する補正手
段とを備え、内蔵する発振器の発振周波数の変動を自動
的に補正する。
加え、無音状態を検知する検知手段と、この検知結果に
基づき発振器の出力周波数の経時変化を補正する補正手
段とを備え、内蔵する発振器の発振周波数の変動を自動
的に補正する。
【０００８】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の第一の実施例のブロック図である。
る。図１は本発明の第一の実施例のブロック図である。
【０００９】図で、本発明によるマイクロホンは音波を
受けて振動する振動板１と、この振動板とコンデンサと
して対をなす固定極２と、これを一体化したマイクカプ
セル３と、この振動板１と固定極２とで形成されるキャ
パシタンスを共振回路のキャパシタンスの一部または全
てとするＦＭ発振器４と、標本化周波数のクロック５の
周波でＦＭ波をゲートし出力するゲート回路６と、ゲー
トされたＦＭ波を１サンプルづつカウントするパスカル
カウント回路７と、カウントされた値で例えば無音時
（発振器の無変調時）のときに相当する値を出力する基
準値発生回路８と、この基準値とパルスカウント回路７
からの値との差分を算出する演算回路９とを含み、演算
回路９からディジタル音声信号を出力する。
受けて振動する振動板１と、この振動板とコンデンサと
して対をなす固定極２と、これを一体化したマイクカプ
セル３と、この振動板１と固定極２とで形成されるキャ
パシタンスを共振回路のキャパシタンスの一部または全
てとするＦＭ発振器４と、標本化周波数のクロック５の
周波でＦＭ波をゲートし出力するゲート回路６と、ゲー
トされたＦＭ波を１サンプルづつカウントするパスカル
カウント回路７と、カウントされた値で例えば無音時
（発振器の無変調時）のときに相当する値を出力する基
準値発生回路８と、この基準値とパルスカウント回路７
からの値との差分を算出する演算回路９とを含み、演算
回路９からディジタル音声信号を出力する。
【００１０】以上により音波による音圧をＦＭ信号の周
波数変位として取り出すとともに、演算回路９からはそ
の変位値のみをディジタルデータ即ち音声の量子化ゲデ
ータとしてみなし出力することによりアナログ音声信号
を経ることなくディジタル音声信号を得ることが可能と
なる。本発明の実施例において、例えば標本化周波数を
４８ＫＨｚ、量子化ビット数を１０ビットとすれば、周
波数変化は約４９ＭＨｚ（４８ＫＨｚ×２10）となる。
このときＦＭ発振器の発振周波数ほ直線部分を使用する
となれば変位の１０倍は必要となるの、４９０ＭＨｚと
なる。また量子化ビット数を１６ビットとすれば、周波
数変位は３．１４ＧＨｚ（４ＫＨｚ×１０16）となり、
発振周波数は変位の１０倍として３１．４ＧＨｚとな
る。
波数変位として取り出すとともに、演算回路９からはそ
の変位値のみをディジタルデータ即ち音声の量子化ゲデ
ータとしてみなし出力することによりアナログ音声信号
を経ることなくディジタル音声信号を得ることが可能と
なる。本発明の実施例において、例えば標本化周波数を
４８ＫＨｚ、量子化ビット数を１０ビットとすれば、周
波数変化は約４９ＭＨｚ（４８ＫＨｚ×２10）となる。
このときＦＭ発振器の発振周波数ほ直線部分を使用する
となれば変位の１０倍は必要となるの、４９０ＭＨｚと
なる。また量子化ビット数を１６ビットとすれば、周波
数変位は３．１４ＧＨｚ（４ＫＨｚ×１０16）となり、
発振周波数は変位の１０倍として３１．４ＧＨｚとな
る。
【００１１】図２は、本発明の第二の実施例を示す図で
あり、音波を受けて振動する振動板１と、この振動板と
コンデンサとして対をなす固定極２と、これを一体化し
たマイクカプセル３と、ＦＭ発振器４とを具備する点は
第一の実施例と同じである。
あり、音波を受けて振動する振動板１と、この振動板と
コンデンサとして対をなす固定極２と、これを一体化し
たマイクカプセル３と、ＦＭ発振器４とを具備する点は
第一の実施例と同じである。
【００１２】第２の実施例においては、無音時のＦＭ発
振器の出力する値と所定差の周波数の基準周波数信号を
発生する発生器１０と、ＦＭ波と基準周波数信号の両信
号を混合し、それらの差分を出力する混合器１１と、そ
の差分出力を標本化クロック周期のゲート信号５によっ
てゲートするゲート回路１２と、ゲート回路１２からの
差分出力カウントするパルスカウント回路１３と、カウ
ント回路１３がクロック１周期ごとにカウントタイミン
グを与えるためのリセット信号を作るゲート立上り検出
回路１４と、カウント回路１３からのパルスカウント出
力を量子化ビット数を例えば１０ビットや１６ビットの
規定値とするための割算などの割算を行う演算器１５と
を含み、これによってディジタル音声信号を出力するも
のである。
振器の出力する値と所定差の周波数の基準周波数信号を
発生する発生器１０と、ＦＭ波と基準周波数信号の両信
号を混合し、それらの差分を出力する混合器１１と、そ
の差分出力を標本化クロック周期のゲート信号５によっ
てゲートするゲート回路１２と、ゲート回路１２からの
差分出力カウントするパルスカウント回路１３と、カウ
ント回路１３がクロック１周期ごとにカウントタイミン
グを与えるためのリセット信号を作るゲート立上り検出
回路１４と、カウント回路１３からのパルスカウント出
力を量子化ビット数を例えば１０ビットや１６ビットの
規定値とするための割算などの割算を行う演算器１５と
を含み、これによってディジタル音声信号を出力するも
のである。
【００１３】演算器１５はカウント回路１３からのデー
タが規定のビット数を超える場合、演算を行い規定のビ
ット数に収める機能をもつ。また基準周波数信号発生器
１０の発振周波数を適切に選択することでパルスカウン
ト回路１３からのデータが規定ビット数に収まるように
することもでき、この場合は演算器１５を省くことがで
きる。
タが規定のビット数を超える場合、演算を行い規定のビ
ット数に収める機能をもつ。また基準周波数信号発生器
１０の発振周波数を適切に選択することでパルスカウン
ト回路１３からのデータが規定ビット数に収まるように
することもでき、この場合は演算器１５を省くことがで
きる。
【００１４】図３は本発明の第３の実施例を示す図であ
り、第２の実施例に対し、更に発振器の発振周波数の変
動に対処したものである。図３の構成においては第２の
実施例の構成に無音検出器１６と周波数制御回路１７と
を追加している。無音検出器１６は演算器１６の出力を
受け、この出力が一定時間（例えば１０秒）変化してい
なければ、無音と判断し、その判定出力を周波数制御回
路１７へおくる。周波数制御回路１７は混合器１１の出
力を受けており、無音検出器１６から無音の判定出力を
受けたとき混合器１１からの差周波数が所定周波数とな
るように基準周波数信号発生器１０で発振される周波数
を制御する。このような制御によりＦＭ発振器４の発振
周波数が経時変化しても、自動的に補償することができ
る。また人為的に無音時に周波数制御回路１７を働らか
せるようにすれば、無音検出器１６は不要となる。
り、第２の実施例に対し、更に発振器の発振周波数の変
動に対処したものである。図３の構成においては第２の
実施例の構成に無音検出器１６と周波数制御回路１７と
を追加している。無音検出器１６は演算器１６の出力を
受け、この出力が一定時間（例えば１０秒）変化してい
なければ、無音と判断し、その判定出力を周波数制御回
路１７へおくる。周波数制御回路１７は混合器１１の出
力を受けており、無音検出器１６から無音の判定出力を
受けたとき混合器１１からの差周波数が所定周波数とな
るように基準周波数信号発生器１０で発振される周波数
を制御する。このような制御によりＦＭ発振器４の発振
周波数が経時変化しても、自動的に補償することができ
る。また人為的に無音時に周波数制御回路１７を働らか
せるようにすれば、無音検出器１６は不要となる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、音波を受
けた振動板の変化の度合いを直接ＦＭ信号に変え、これ
から、Ａ／Ｄ変換等を経ることなる、標本化クロック１
周期ごとに規定の量子化ビット数のディジタル音声信号
を得ることができる。更に、ＦＭ信号発振器の発振周波
数の周囲条件による変動や経時変化を自動的に補償する
ことができる。
けた振動板の変化の度合いを直接ＦＭ信号に変え、これ
から、Ａ／Ｄ変換等を経ることなる、標本化クロック１
周期ごとに規定の量子化ビット数のディジタル音声信号
を得ることができる。更に、ＦＭ信号発振器の発振周波
数の周囲条件による変動や経時変化を自動的に補償する
ことができる。
【図１】本発明の一実施例を示す図。
【図２】本発明の第二の実施例を示す図。
【図３】本発明の第三の実施例を示す図。
１ 振動板 ２ 固定極 ３ マイクロカプセル ４ ＦＭ発振器 ５ 標本化クロック ６，１２ ゲート回路 ７，１３ パルスカウント回路 ８ 基準値発生回路 ９ 演算回路 １０ 基準周波数信号発生器 １１ 混合器 １４ ゲート立上り検出回路 １５ 演算回路 １６ 無音検出器 １７ 周波数制御回路
Claims (4)
- 【請求項１】 音波を受けて振動する振動板をコンデン
サの電極とし、かつこのコンデンサのキャパシタンスを
共振回路としてＦＭ信号（周波数変調信号）を出力する
発振器と、ディジタル音声信号の標本化周波数のクロッ
ク周期でＦＭ信号をゲートしクロック周期毎にカウント
するパルスカウント部と、このカウントされた値と基準
値との差を算出する演算部とを備え、標本化周波数の周
期に従って演算部からの出力データをディジタル音声デ
ータとして出力するディジタルマイクロホン。 - 【請求項２】 音波を受けて振動する振動板をコンデン
サの電極とし、かつこのコンデサのキャパシタンスを共
振回路の一部または全てとしてＦＭ信号（周波数変調信
号）を出力する発振器と、発振器の出力周波数と所定周
波数との差分を出力する混合器と、ディジタル音声信号
の標本化周波数のクロック周期で差分信号をゲートする
ゲート回路と、ゲート回路から出力される差分信号をク
ロック周期ごとにカウントするパルスカウント部とを有
するディジタルマイクロホン。 - 【請求項３】 パルスカウント部からのカウントデータ
を受けこのデータから規定の量子化ビット数を得るため
に割算を行う演算器を有する請求項２のディジタルマイ
クロホン。 - 【請求項４】 無音状態を検出する無音検知手段と、無
音検知手段の出力に基づき発振器の出力周波数の経時変
化を補正する補正手段とを具備した請求項２のディジタ
ルマイクロホン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5161496A JP2555936B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | ディジタルマイクロホン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5161496A JP2555936B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | ディジタルマイクロホン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0723492A true JPH0723492A (ja) | 1995-01-24 |
| JP2555936B2 JP2555936B2 (ja) | 1996-11-20 |
Family
ID=15736178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5161496A Expired - Fee Related JP2555936B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | ディジタルマイクロホン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2555936B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6125189A (en) * | 1998-02-16 | 2000-09-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electroacoustic transducer of digital type |
| US6449370B1 (en) | 1998-02-16 | 2002-09-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Digital electro-acoustic transducer |
| JP2003023691A (ja) * | 2001-07-11 | 2003-01-24 | Audio Technica Corp | コンデンサマイクロフォン |
| US6731763B1 (en) * | 1996-06-03 | 2004-05-04 | Ericsson Inc. | Audio A/D converter using frequency modulation |
| EP1065912A3 (en) * | 1999-07-01 | 2004-09-29 | Aoi Electronics Co., Ltd. | Electro-magnetic microphone |
| KR100559755B1 (ko) * | 1997-10-24 | 2006-06-07 | 소니 유나이티드 킹덤 리미티드 | 마이크로폰 |
| JP2009218860A (ja) * | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Audio Technica Corp | デジタルマイクロホン |
| CN102324237A (zh) * | 2011-05-30 | 2012-01-18 | 深圳市华新微声学技术有限公司 | 麦克风阵列语音波束形成方法、语音信号处理装置及系统 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04334297A (ja) * | 1991-05-10 | 1992-11-20 | Nec Corp | ディジタルマイクロホン |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP5161496A patent/JP2555936B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04334297A (ja) * | 1991-05-10 | 1992-11-20 | Nec Corp | ディジタルマイクロホン |
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