JPH088615B2 - 低電力コイン作動電話コントローラ - Google Patents

低電力コイン作動電話コントローラ

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JPH088615B2
JPH088615B2 JP2513752A JP51375290A JPH088615B2 JP H088615 B2 JPH088615 B2 JP H088615B2 JP 2513752 A JP2513752 A JP 2513752A JP 51375290 A JP51375290 A JP 51375290A JP H088615 B2 JPH088615 B2 JP H088615B2
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ジェイ マックゲリー，パトリック
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    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、電話の標準的な設計に最小の変更を加える
ことによって、当該分野で既に用いられている標準コイ
ン作動電話を改装し、あるいは新しいコイン作動電話に
追加して用いる、低電力制御装置に関する。さらに詳し
くは、本発明は、電話回線からの電力を用いてハンドセ
ットにカーボンマイクロホンを有するコイン作動電話と
動作する低電力コントローラの使用を可能とする方法お
よび装置に関する。他の利点としては、本発明はダイナ
ミックマイクロホンを用いたハンドセットにも容易に適
合できる。
発明の背景 比較的最近まで標準コイン作動電話はハンドセットに
カーボンマイクロホンを有していた。これらカーボンマ
イクロホンは回線と受動的に整合し、通常動作で５ミリ
アンペア（mA）以上消費した。
電話産業の規制緩和の出現により、種々の特徴をもっ
た低電力電話コントローラの需要ができ、ダイナミック
マイクロホンを用いた多数の電話が導入された。ダイナ
ミックマイクロホンはカーボンマイクロホンより高価で
あるが、より良好な忠実度を与える。さらに、従来技術
で以前から認められていることであるが、ダイナミック
マイクロホンを使用すると、マイクロホン出力を増幅し
動的に回線と整合をとる回路を追加しなければならなか
った。マーズエレクトロニクスによって開発され販売さ
れているLES100WEエレクトロニック有料電話改装キット
のように高度な低電力電子コントローラにおいては、こ
のコントローラの全電力の設計上の制限によって、一般
にカーボンマイクロホンで用いられる5mA以上の電流を
定常状態で使用できなかった。従って、カーボンマイク
ロホンはダイナミックマイクロホンと交換された。この
マイクロホンが動作するには外部からの電流供給は必要
でないが、マイクロホンの有無を検出するのに約100マ
イクロアンペア（μＡ）の電流を用いた。マーズエレク
トロニクスのLES100コントローラは、本発明の譲受人に
上とされ1988年５月26日に出願された米国特許第07/19
9,129号に記載されたものと実質的に同様である。
このコントローラは標準ウエスタンエレクトロニック
有料電話とともに用いる改装品として直ちに市場の成功
をおさめたが、その設置には各改装される標準有料電話
の標準カーボンマイクロホンをもっと高価なダイナミッ
クマイクロホンと交換する必要があった。
発明の概要 現在ある多くの電話はカーボンマイクロホンを用いて
いるので、現在の電話を改装したり、あるいは、標準電
話と同様の設計であるが電子コントローラを有する新し
い電話を取付ける時に、マイクロホンの交換が不用であ
ることが望ましいものと認識されていた。ダイナミック
マイクロホンを有する電話もあるので、いずれの型式の
マイクロホンにも容易に使用されるに適した単一のコン
トローラを設計することも大いに望まれていた。
従って、本発明の目的は回線から電力が供給される低
電力電子コントローラをカーボンマイクロホンあるいは
ダイナミックマイクロホンに使用できる方法および装置
を提供することにある。本発明の一実施例では、一本の
ジャンパワイヤを変更することでこれを可能としてい
る。もし望むならこのジャンパを一個の双投スイッチに
置き換えることもできる。本発明ではいずれの型式のマ
イクロホンも使用できる。チップとリング回線から直接
取出した電力でカーボンマイクロホンを動作させる従来
技術と反して、本発明は低電圧源からの実質的に小量の
電力でカーボンマイクロホンを動作させる。この低電圧
源はカーボンマイクロホンに直流バイアス電圧を供給す
るので、出力電圧をダイナミックマイクロホンと極めて
近似した出力に増幅することができる。これら二種類の
マイクロホンは異なった周波数応答を有しているので、
カーボンマイクロホンが使用されるかダイナミックマイ
クロホンが使用されるかによって異なったフイルタに切
替える回路を備えている。カーボンマイクロホンの高周
波応答はスイッチが一方の位置に切替わると改善され、
ダイナミックマイクロホンの低周波応答はスイッチが他
方の位置に切替わると改善される。発生するオーディオ
信号を増幅する回路も備え、そして回線との整合をとる
ために、使用されるいずれかのマイクロホンと回線との
間に適当なオーディオネットワークを介在させている。
本発明のさらなる詳細な添付の図面の説明に関連して
以下に与えられている。
図面の説明 第１図は受動的に回線との整合をとるカーボンマイク
ロホンを有した電話ループ回路の簡易モデルを示し、標
準ウエスタンエレクトリク有料電話のカーボンマイクロ
ホンの使用を説明する図、 第２図は本発明による低電力コントロールを介し中央
局に接続される標準有料電話改装品を示す図、 第３図は本発明の一実施例による第２図に示す低電力
コントローラのブロック図、 第４図はダイナミックマイクロホンとだけ使用される
従来のプリアンプとハンドセット検出回路のブロック
図、そして 第５図はダイナミックマイクロホンあるいはカーボン
マイクロホンとの使用が容易にできる本発明によるプリ
アンプとハンドセット検出回路のブロック図である。
詳細説明 背景技術として、カーボンマイクロホンは、起呼者が
カーボンマイクロホンを有したマウスピースに話しかけ
ることによる音圧変化に従ってその抵抗値を変える可変
抵抗としてモデル化できる。有料電話に使用するには、
カーボンマイクロホンは一般的に回線のインピーダンス
整合をとるよう設計されているので、定常動作では約5m
A以上の電流を消費する。
これと逆に、ダイナミックマイクロホンは電圧源とし
てモデル化でき動作電流は必要としないが、その出力を
適切に増幅して回線との整合をとる必要がある。例え
ば、マーズエレクトロニクスのLES100低電力電話コント
ローラはいくつかの電力制限の下で動作する。ダイナミ
ックマイクロホン回路の試験目的に約10μＡの電流を用
いている。本発明を用いることによって、いずれの型式
のマイクロホンも充分小さな駆動電流で使用できるの
で、いずれのマイクロホンも回線から電力の供給される
コントローラとともに使用できる。
図面を参照するに、第１図は従来技術が教示するよう
に受動的に回線と整合をとるカーボンマイクロホン５を
有した電話ループ回路の大まかなモデルを与える簡略回
路図である。直流48Vの電圧源７は中央局４（第２図図
示）によって与えられるループ電力を示し、抵抗R1はル
ープインピーダンスを示し、可変抵抗R2と固定抵抗R3は
カーボンマイクロホン５を示す。
第１図に図示するように、カーボンマイクロホン５は
起呼者が話す音圧に従って値を変える抵抗としてモデル
化されており、起呼者がマイクロホンに向かって話すと
マイクロホン内の炭素粉末が動き±10オーム変化する。
回線のインピーダンスに受動的に整合するように設計
されたカーボンマイクロホン、例えばオーディオ シア
ーズ コーポレーションによって製造されたものは、数
年にわたって標準コイン作動電話に使用された。標準的
な接続では、これらのカーボンマイウロホンは定常動作
で5mA以上消費する。
回線から電力の供給される低電力コントローラは、全
体の電力制限と、きわめて制限された電力を用いて制御
される多数の他の機能のために、5mA以上の定常電流を
マイクロホンに供給することはおそらくできない。従っ
て、米国特許出願第199,129号の低電力コントローラで
はより良好な忠実度を与えるダイナミックマイクロホン
を使用した。このコントローラではマイクロホン出力は
増幅され、電話回線にダイナミックマイクロホンを整合
させるためにフルダイナミック整合技術を用いた。
標準カーボンマイクロホンを取替える必要がなく、有
料電話に改装できる、種々の有料電話機能の実行を制御
する低電力コントローラが望まれていることを本発明は
認識している。以下にさらに説明するように、本発明
は、ダイナミックマイクロホンを検地するのに用いる小
さな電流をカーボンマイクロホンを適切にバイアスする
のに用いるよう設計することによって、そのような要望
を満たしている。
第２図は第３図にその詳細を示す低電力コントローラ
を有して接続された標準コイン作動電話あるいは有料電
話２のブロック図である。起呼者はコインをコインスロ
ット16に投入し、キーパッド14で番号をダイアルし、起
呼のためにハンドセット10を使用する。中央局４は、有
料電話２にチップ回線６とリング回線８を介して電力を
供給し起呼を接続する。米国特許出願第199,129号で既
に記載されているように、中央局４の与える可変直流電
圧と交流リンギング電圧は低電力コントローラ50によっ
て解釈され、動作コマンドと電力を与えコイン作動電話
２の種々の動作を制御する。1988年５月26日に出願され
た米国特許出願第199,129号をここに参照のために引用
しておく。
好ましい実施例では、以下のように変更された米国特
許出願第199,129号の制御回路と、本発明の譲受人に譲
渡され本出願と同日に出願された米国特許出願第407,89
5号と第407,899号の変更されたものとして本発明は実施
されている。後者の出願もここに参照のために引用して
おく。本発明はコイン作動電話用の回線から電力の供給
される他の低電力コントローラにも容易に適用でき、そ
れらコントローラはもし望むならばカーボンマイクロホ
ンと使用し、あるいは、カーボンマイクロホンかダイナ
ミックマイクロホンと使用するオプションとして設計で
きることを認識されたい。
第２図においてブロックとして示され電話２の外部と
して示されている低電力コントローラ50（一般にはコン
トローラは電話２のシャーシ内に位置している）におい
て、オーディオネットワークは、チップとリング回線と
ハンドセット10のマウスピース11およびイアピース12と
の間のオーディオ信号のインタフェースを与える。中央
局４からのオーディオ信号は、存在する直流電圧からオ
フセットされてチップ回線６とリング回線８に加えられ
る。これら信号は最終的に信号処理のためにオーディオ
ネットワークを通過して、可聴信号に変換されるために
イアピース12に送られる。
コイン作動電話２から中央局４への音声送信の間、起
呼者はマウスピース11のカーボンマイクロホン51あるい
はダイナミックマイクロホン51′（第５図図示）に向か
って話をする。マイクロホンは音声信号を電気信号に変
換し、電気信号はコントローラ50にあるフィルタとプリ
アンプによって処理される。
図面の第３図は低電力制御回路３の現時点で好ましい
実施例のブロック図を示している。回線インタフェース
回路55は、グランドリフトリレー回路160と、中央局４
からのチップ回線６とリング回線８とを電源回路230に
接続するオフフック検出回路190とより成る。グランド
リフトリレー回路160はチップ回線６とリング回線８と
をコイン集計器制御回路350に選択的に接続する動作も
行う。コイン集計器制御回路350は、集計器リレー回路3
55と、コイン管理検出回路360と、コインリレー回路365
と、第１コインバイパス回路370とより成る。第２図の
コインスロット16に投入されるコインを受理し評価する
働きをするコインアクセプタ30の接続も第３図に示され
ている。コインアクセプタ30は受理されたコインを標準
コイン寄託容器（図示せず）に導く。コイン寄託容器は
投入されたコインに対応する時間が経過するまでコイン
を寄託しておき、次に中央局４からのコマンドと集計器
制御回路350によってつくられる対応する制御信号とに
従って寄託コインを収集する。コインアクセプタ30は処
理素子100に信号を出力し、処理素子100から動作制御信
号を返してもらってそれを入力する。処理素子100は第
３図においてリアルタイムクロック102と、マイクロコ
ントーラ110より成るものとして示されている。
前記電源回路230は、ゲートソレノイド電源回路250
と、＋5V電源回路260と、オーディオネットワーク380と
に接続される出力を持つものとして第３図に示されてい
る。さらに詳しく述べると、電源230は、現時点で第２
図のキーパッド14として使用して好ましい標準DTMFキー
パッドと、DTMFデコード回路395と、音声ネットワーク3
90とに電力を供給する。モニタシステム510の一部であ
るバッテリ511から電力を供給される限られた機能を除
いて、電源回路230は処理素子100からの制御信号によっ
て低電力コントローラ50のすべての電力供給を制御す
る。コインアクセプタ30のコイン方向付けゲート用の電
力は、電源230を介してゲートソレノイド電源250に供給
されそこからゲートに供給される。5V直流電力を要求す
るすべての電子部品用の電力は、電源230を介して＋5V
電源260に供給される。オーディオネットワーク380に電
力が供給されると、電話２は音声とオーディオトーン信
号を送受信する能力が与えられる。これらの信号は、中
央局４によって印加された直流電圧でオフセットされた
チップ回線６とリング回線８上の交流電圧として送受信
される。処理素子100は単一のマイクロコントローラ110
を用いて、オーディオネットワーク380、コインアクセ
プタ30、および電源230を含むすべての電話の動作を制
御する。マイクロコントローラ110はさらに電話２の状
態を記録し、状態が保障するならばスタンバイモードの
間通信を起動する能力を有する。
オーディオネットワーク380はマイクロコントローラ1
10の制御下にある多数の相互に接続されたブロックより
成る、らに詳しくは、音声ネットワーク390はDTMFデコ
ード回路395とDTMFキーパッド14に接続されている。さ
らに音声ネットワーク390は、コイントーン発生器320
と、DTMF発生器321と、オーディオ平衡回路480と、第１
のスイッチ405と、ノッチフィルタ回路470とにも接続さ
れている。DTMFデコード回路395と、コイントーン発生
器320と、DTMF発生器321とはモデム回路400に接続され
ている。モデム回路400は第１のスイッチ405と第２のス
イッチ420にも接続されている。ノッチフィルタ回路470
はローパスフィルタ（LPF）回路415を介して第２のスイ
ッチ420に接続されている。第２のスイッチ420はハンド
セット10のマウスピース11のマイクロホンにも接続され
ている。第１のスイッチ405はレベル調整回路410に接続
され、この回路410は次にハンドセット10のイアピース1
2に接続されている。ハンドセット10はさらにハンドセ
ット検出回路430に接続されている。DTMFデコード回路3
95、コイントーン発生器320、DTMF発生器321、モデム40
0、第１と第２のスイッチ405と420、レベル調整回路41
0、ハンドセット検出回路430、そしてノッチフィルタ回
路470はすべてさらにマイクロコントローラ110とモニタ
システム510に接続されている。
その名前が暗示するようにモニタシステム510は電話
２の状態をモニタする。一般的にはモニタシステム510
は、ハンドセット10がオフフックの時にチップ回線６と
リング回線８からの電力によって付勢される電源230か
ら電力を供給される。従って、モニタ回路520の通常動
作電力は電話回路から供給される。低電力コントローラ
50のより詳細は参照として引用した出願に示されてい
る。
第４図は第３図のブロック430に対応する従来技術の
プリアンプとハンドセット検出回路30のブロック図であ
る。この回路30はダイナミックマイクロホンと使用した
米国特許出願第199,129号の停電力コントローラに用い
られた。約50μＡの小さな直流電流を抵抗R55に流し、
ハンドセットに配置されたダイナミックマイクロホン5
1′の有無を検知することによってハンドセットの有無
を検知している。ゲートU2Fの出力がハイであるとマイ
クロコントローラ110はダイナミックマイクロホン51′
が有ると決定するが、ゲートU2Fの出力が10秒を超えた
期間ローであるとマイクロホン51′は紛失しているとみ
なされる。マイクロコントローラ110は、ハンドセット
に生じた問題を警告するために中央局を呼び出す等の適
切な動作をマイクロホンの状態に応じて実行する。
第４図の回路はイアピース12の音量調節もできる。第
２図のハンドセット10の押しボタン23はマイクロホン5
1′と直列であるので、起呼者が押しボタンを瞬時押圧
するとゲートU2Fの回路が開くのでその出力はローであ
る。マイクロントローラ110はこのロー電圧を検知して
抵抗ネットワークを制御するのでイアピース12の音量は
徐々に変化する。押しボタンが10秒以上押圧されている
と、マイクロコントローラ110はマイクロホン51′が紛
失していると仮定する 第４図の従来技術回路は低電力コントローラの一部と
して、ダイナミックマイクロホンを動作させるように設
計された。プリアンプとハンドセット検出回路30は、ス
イッチU13Aの位置に従って、ダイナミックマイクロホン
51′あるいはモデム400からの信号を処理した。マイク
ロコントローラはスイッチU13Aを制御した。プリアンプ
回路からの出力信号は次に動的に整合をとられ、オーデ
ィオ回路によって回線に出力された。
第５図は本発明の現時点で好ましい実施例によるプリ
アンプとハンドセット検出回路33のブロック図である。
第５図において、第４図に示した部品と同じ機能を司る
部品は同じラベルが付されている。第５図は第４図の従
来技術回路と同様であるが、多くの相違点がある。第４
図のスイッチU13AとキャパシタC50は除かれている。ジ
ャンパJP1、キャパシタC13とC76、および一対のダイオ
ードD11とD17を第５図に追加し、多くの部品の値を変更
してダイナミックマイクロンあるいはカーボンマイクロ
ホンの存在を受け入れた。
最も重要な変更は抵抗R55の値を100Kから12.1Kに変更
したことである。この変更はカーボンマイクロホン51に
正確な量のバイアスを与えるためになされた。さらに、
ハイパスフィルタを加えてカーボンマイクロホン51の応
答を改善した。さらに、どちらの型式のマイクロホンも
受け入れるためにジャンパJP1を用いた。ジャンパが第
５図の位置２を位置１に接続すると、回路33はカーボン
マイクロホン51を使用するワイア結線となる。位置２が
位置３にジャンパ１によって接続されると、回路33はダ
イナミックマイクロホン51′を使用するワイヤ結線とな
る。カーボンマイクロホンとダイナミックマイクロホン
は異なった周波数応答を有しているので、各々のマイク
ロホンに異なったフィルタを使ってオーディオ出力を改
善している。
第５図において、抵抗R55の値は変化したが、この抵
抗は、第４図の場合と同じく、マイクロホン素子の検知
とイアピースのレベル設定に同様に用いられている。し
かし、抵抗R55は第３の目的をも司る。抵抗R55の値を適
切に選択することによって、直流バイアスの適切なレベ
ルがカーボンマイクロホンの出力に与えられる。このた
め、マイク入力回線に接続されるものがカーボンマイク
ロホン51あるいはダイナミックマイクロホン51′にかか
わらず、回線33の出力をオーディオ回路380の他の部分
に関して実質的に同じにしている。
プリアンプ回路33は増幅器U1Cをも含む。キャパシタC
53と抵抗R51とR52の値は変化したがそれらの機能は変化
していない。これらの値は、キャパシタC48とCC13の標
準値を受け入れるため、かつダイオードD17間の電圧降
下を受け入れるために変化させた。ダイオード対D17は
回路33のオーディオ制限のために加えられた。
ジャンパJP1が位置２と３を接続すると、キャパシタC
7が回路に加わりダイナミックマイクロホンの低周波応
答を改善する。この構成では、第５図の回路は、第４図
の回路と同様の上述した方法で、ダイナミックマイクロ
ホンとともに動作する。回路33はマイクロホン出力信号
を処理してオーディオ回路380の他の部分に送り、オー
ディオ回路はさらにこの信号を処理して次に電話回路に
送る前に動的に信号の整合をとる。
第５図の回路は、電話ハンドセットのカーボンマイク
ロホンの使用の仕方が汎用的で新規である。従来技術で
は、マイクロホンが受動的に電話回線との整合をとるの
で、有料電話のカーボンマイクロホンは通常動作に最小
約5mA必要とした。本発明ではカーボンマイクロホンは
もはや回線との整合をとらず約330μＡの少ない電流し
か使用しない。停電力コンントローラ50のオディオカイ
ロ回路390が回線との整合を動的にとり、さらに、カー
ボンマイクロホンを回線から絶縁するので、動作には小
さな直流電流330μＡで充分である。この同じ電流がハ
ンドセット検出テストに用いられる。
従って、低電力コントローラがカーボンマイクロホン
を有したコイン作動電話に用いられるなら、コントロー
ラを正確に動作させるのにカーボンマイクロホンをダイ
ナミックマイクロホンに変換することはもはや不要であ
る。さらに、本発明はいずれの型式のマイクロホンも容
易に使用可能とする。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】カーボンマイクロホン又はダイナミックマ
    イクロホンの出力信号が接続される端子を有し、該端子
    から500μＡより小さいバイアス電流を前記マイクロホ
    ン出力信号に与えてバイアス信号をつくるマイクロホン
    入力回路であって、前記マイクロホンをバイアスするた
    めに加えられた前記バイアス電流はマイクロホンを有す
    るハンドセットの状態を検出するのにも用いられている
    マイクロホン入力回路、そして 前記バイアスされた出力信号を入力するように接続さ
    れ、この入力を増幅して増幅された出力信号をつくる増
    幅器とよりなる低電力コイン作動電話コントローラ。
  2. 【請求項２】前記出力信号の品質を改善するローパスフ
    ィルタをさらに有する請求の範囲第１項のコントロー
    ラ。
  3. 【請求項３】カーボンマイクロホンあるいはダイナミッ
    クマイクロホンの出力信号を受理し、どのマイクロホン
    が使用されているかによって適切な補償を行うプリアン
    プ／ハンドセット検出回路を有し、前記回路によって消
    費される最大電流は500μＡより小さく前記回路の出力
    はどちらのマイクロホン型式でも実質的に同じであり、 前記プリアンプ／ハンドセット検出回路はハンドセット
    検出に用いたと同じ小さな電流で前記カーボンマイクロ
    ホンをバイアスしている標準有料電話改装用の低電力コ
    イン作動電話コントローラ。
  4. 【請求項４】オーディオ回路が前記プロアンプ／ハンド
    セット検出回路の出力信号を処理して回線に動的に整合
    させる請求の範囲第３項のコントローラ。
  5. 【請求項５】前記プリアンプ／ハンドセット検出回路
    を、カーボンマイクロホンとの適合性からダイナミック
    マイクロホンとの適合性に切替え可能とする簡単な接続
    をさらに有する請求の範囲第３項のコントローラ。
  6. 【請求項６】カーボンマイクロホンが使用された時の出
    力信号を高めるためのハイパスフィルタと、ダイナミッ
    クマイクロホンが使用された時の出力信号を高めるため
    のローパスとをさらに有する請求の範囲第５項のコント
    ローラ。
  7. 【請求項７】オンフック状態とオフフック状態を有した
    標準有料電話のオフフック状態の間電話局からループ回
    路のチップとリング回線を経た電力で付勢される、標準
    有料電話改装用の低電力コイン作動電話コントローラで
    あって、 前記回線との整合を動的に行うオーディオネットワーク
    と、そして ダイナミックマイクロホンあるいはカーボンマイクロホ
    ンの出力を受理するプリアンプ／ハンドセット検出回路
    とより成り、前記プリアンプ／ハンドセット検出回路は
    ハンドセットにどの型式のマイクロホンであっても適合
    性を可能とするスイッチ手段を有し、前記プリアンプ／
    ハンドセット検出回路の出力はどのマイクロホン型式で
    も実質的に同じであり、そして前記オーディオネットワ
    ークによって処理され、 カーボンマイクロホンあるいはダイナミックマイクロホ
    ンが使用されている時の動作に前記プリアンプ／ハンド
    セット検出回路が5mAより少ない電流が要求されている
    低電力コイン作動電話コントローラ。
  8. 【請求項８】前記カーボンマイクロホンをバイアスする
    のに500μＡよりより小さい電流が必要である請求の範
    囲第７項のコントローラ。
  9. 【請求項９】前記ハンドセットの状態を検出するのに用
    いたのと同じ小さな直流電流が前記カーボンマイクロホ
    ンをバイアスするのに用いられる請求の範囲第７項のコ
    ントローラ。
  10. 【請求項１０】前記スイッチ手段がカーボンマイクロホ
    ン用の位置にある時前記プリアンプ／ハンドセット検出
    回路の出力信号のためのハイパスフィルタと、前記スイ
    ッチング手段がダイナミックマイクロホン用の位置にあ
    る時前記出力信号のためのローパスフィルタとをさらに
    有する請求の範囲第７項のコントローラ。
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