专利名称：麦克风的极化电压设定的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于电容器麦克风极化电压补偿的电路。
背景技术：
麦克风的电源供应传统上由例如使用混合器的供电源所提供。在幻像电源供电期间，馈电电压的正电极通过音频电缆两根电缆导线上的两个相同馈线电阻实现。返回电流从连接到XLR插头的电接头1的一个第三导体上流过。为了能有效地使用为电容器麦克风的电源幻像电源供电时所提供的电压，该麦克风的电流消耗应尽可能的小，以便去阻止在馈线电阻上出现过大压降。具有48-V的电容器麦克风的最大电流消耗为10mA。这里根据DIN EN61938(以前的IEC 268)使该幻像电源供电被标准化。
为在该麦克风膜片上产生值通常为20-100伏范围的直流极化电压，麦克风主要使用组合电路部件或电压转换器。其余的麦克风电子器件通常由线性调节器供电，该线性调节器或者将供应馈电电压或者将供电电流维持在一定的预定值上。对于有少量功率消耗的麦克风，这类电源供应是适合的。当例如由于使用处理器、A/D转换器、LED显示器等使麦克风中的功率消耗增加时，该线性调节器会变的有问题。在这种情况下，从幻像电源供电获得的大部分能量将损耗在线性调节器元件中。然而，因为根据此标准，该幻像电源供电在电流上受到这些馈电电阻的限制，所以用于音频放大器的最大供电电压会由于该麦克风中的线性调控而立即降低，这导致了该麦克风的最大音频输出电压降低。
此外一种问题包括极化电压的产生。该电压通常通过一个高-欧姆电阻被施加到该麦克风膜片上。这里，所需功率非常低。用来产生这种几乎无功率的极化电压的高效电压调节器也难以构建。
此外一种问题关系到麦克风的遥控。由于有了麦克风，通过遥控能调控或改变重要麦克风参数的需求在逐渐增加。这些参数包括该膜片上的极化电压和与此有关的该电容器麦克风的灵敏度、该麦克风的方向特性、幻像电源供电类型(12V，24V或48V)、序列号、来自生产厂家的校准数据、以及信号的减弱程度和用于该音频信号的可连接滤波器。
DE3 933 870 A1公开了一种遥控如方向特性、阶跃声音滤波器(step sound filter)、或初始阻尼的麦克风参数的方法。在此过程中，传递到电缆导线的供电电压通过遥控单元被调节，例如在混合表中的被以这样的方式调节，即电压的量值代表的是麦克风的控制信息。在该麦克风一侧，供电电压被去耦合并被应用到一个评测电路中，该评测电路产生作为供电电压量值的函数的控制信号。通过这种数据传递方法，只有少量控制信息能被传输到该麦克风，并因此在该麦克风中，同样只有少量参数能被遥控。
此外一种目前未最优解决的问题涉及的是在电容器麦克风的膜片上产生极化电压。该极化电压的水平被直接地结合进该麦克风炭精盒的灵敏度水平中。结果是，也可能借助该极化电压去调节电容炭精盒的灵敏度。在涉及使用双膜片炭精盒时，这么做特别有利，因为在用极化电压分别为单独膜片供电的情况下，这些炭精盒不仅允许对灵敏度的调节也允许对方向特性的调节。
已知怎样借助于固定电阻或微调电阻去调节极化电压。在该过程中，在装配该麦克风期间，会发生极化电压的一次调节。这里使用固定电阻率预先确定一次方向特性。使用这种方法，由麦克风炭精盒装配和老化过程引起的对灵敏度容限的补偿反而可能有困难。为此目的，在麦克风装配状态下的灵敏度声学测量期间，可能会需要极化电压的补偿。在不同方向特性的情况下也不可能对灵敏度容限进行补偿。
EP0096 778 A公开了一种具有幻像电源供电的电容式麦克风。极化电压由DC-DC转换器的方式产生。
US 2,493,819 A说明了一种电-声变换器，它包括有振动膜的电容式麦克风、同所说振动膜的一面相对的一个第一电极以及同该振动膜的另一面相对的一个辅助电极。该电容式麦克风包括一种电桥，该电桥部分地由该振动膜和第一电极形成并且部分地由一个主要平衡该振动膜和第一电极间的电容的电容器形成。射频极化电压被施加在该电桥上。所说电桥的输出是一种根据该振动膜振动调幅的射频信号。
DE 2020739 A公开了一种有着通过一个电阻同该炭精盒电极相连的DC电压源的电容式麦克风。
DE 2126385 A公开了一种幻像电源供电的电容式麦克风。其极化电压通过位于和该炭精盒相同护罩内的一种DC-DC转换器产生。为了将变换器调节到不同的幻像电源供应(12V、12V声音导线供电、24V)，该变换器包括有三种设定的开关。
发明内容
在麦克风电源供应方面，有对解决方案的需求，在该解决方案中由幻像电源获得的供电被最优地使用且被转换成例如音频放大器、麦克风炭精盒、处理器、控制器、A/D转换器、LED显示器等的单独输出接收所要求的工作电压。这里，目标是能尽可能多的使用从给音频放大器供电的幻像电源供应中获得的部分供电。
根据本发明，用一种包括用于单独电源接收器的电源供应电路的麦克风可达到这些目标，其麦克风的特征在于该电源供应电路包括一个将经由音频电缆的电缆导线传输的直流转换成交流的控制单元；一个连接该控制单元的变压器；和用于单独电源接收器的供电回路，其中供电回路通过在该变压器上分离绕组的方式同由该控制单元产生的交流电感性耦合且这些供电回路间电感性地彼此耦合。
在该过程中，所有需用于上述电源接收器的电压由例如一种DC/DC转换器的具有下面的特性的电源供应电路产生。该电源供应电路以这样一种方式被调节或工作以使有一种对幻像电源单元的电源适应。因此，该幻像电源单元产生的最大可能的供电总能通过此麦克风的电源供应电路被消耗。该电源供应电路的主要电流消耗是恒定的。就该幻像电源单元来说，该电源供应电路因此相当于一个恒流吸收器。单独电源接收器的单独供电回路通过变压器的方式在该电源供应电路中被去耦合，以便用尽可能小的功率损耗去满足这些单独电源接收器的不同需求用于极化电压的高电压和小电流、中等电压、和用于音频放大器的中等电流消耗，以及用于数字电子器件的小电压和大电流。
根据本发明的电容器麦克风的有利效果是明显的使用所展示的电源供应概念，由该幻像电源单元产生的电能被最优地使用。因此，麦克风能被适用于新的功能(例如，遥控、新的工作概念、自动补偿可能性等)，同时该麦克风的最大音频输出电压仍旧相同。本质上无功耗极化电压的产生实际上是作为变压器上简单额外绕组的副产品而出现的。
另一个优势是使用尽可能高的欧姆量级的结果，由于在该电源供应电路的输入端具有恒定电源，该电源供应电路或该DC/DC转换器的转换波动能非常容易地被滤掉。
由于在麦克风中有了逐渐增多的适应可能性，例如改变极化电压以及因此而改变灵敏度，双膜片炭精盒的方向特性的连续改变和改变用于微处理器存储校准数据的控制信号，以及频率范围、音频输出电压的最大值、放大系数、或音频放大器THD的修正，因此有通过遥控以显著更高速率将数据传输到麦克风的一种需求。
根据本发明，可通过一种麦克风遥控方法达到这些目的，该方法的特征在于在两根电缆导线的至少一根电缆导线上施加作为控制信号的调频电压，幻像电源供应也通过此电缆导线进行，并且其中在该麦克风一侧，该调频电压被施加到例如微控制器或CPLD(复杂可编程逻辑装置)的控制电子器件上，该控制电子器件根据频率调制控制信号向单独电源接收器发送命令。
在这种方法中，频率调制电压被叠加在该幻像电源的供电电压上。被放置在例如混合表或该混合表之前的一种装置中的数据，经由到该麦克风的音频线，从传输器中输出。这里该FSK调制的载波频率比由该麦克风传输的音频范围要高。
通过使用调频信号传输，与用直流传输相对比，能获得更高的数据传输速率。因此，使用某种协议，可以传输大量的参数。用于该调制的载波频率优选地大概为100kHz，且使用滤波器能将载频信号同音频信号区分开。
为满足电容器麦克风的极化电压中低容限的要求(例如考虑灵敏度，要设法获得±0.5dB的容限)需要一种甚至在该麦克风装配好的状态下也允许灵活调节极化电压的解决方案。
根据本发明，这种解决方案通过电容器麦克风获得，其特征在于该电容器麦克风包括至少一个用于调节极化电压的电路，其中该用于调节极化电压的电路包括一个被提供未调节电压的模拟调节回路，和一个数字调节回路，其中该数字调节回路包括了向该模拟调节回路提供极化电压期望值的控制电子器件，例如微处理器或CPLD，使用校正因子计算出该极化电压期望值，并且其中，出于反馈的目的，该模拟调节回路的输出端同控制电子器件相连。
在此过程中，该极化电压由集成于麦克风中的电压调节回路所调节。该极化电压的期望值在此电路中经由D/A转换器被控制电子器件预先设定。结果，能实现对该极化电压的精细分级调节。该极化电压的期望值也能通过遥控被传输到该控制电子器件。这时已获得极化电压的容限依赖于参考电压源的容限和热性能。
在该麦克风中，经由数字控制调节电路的该极化电压调节允许非常精确的、抗干扰的、且可遥控的电容器麦克风极化电压调节。结果是，在电容器麦克风的制造和技术测量验证期间，可能达到同灵敏度和方向特性有关的非常窄的容限要求。该极化电压的可遥控调节具有不必通过给定电阻或微调电阻重新调节的优势；该事实就价格来说具有积极效果。同现存的有固定设置的极化电压的解决方案相比，会出现下面的同根据本发明的电容器麦克风有关的其他可能性。
作为双膜片炭精盒单独特性的一种功能，在被不同调节的方向特性情况下，不同的麦克风灵敏度能被补偿并且需要补偿该极化电压的所需校正因子能被存储。
结合一种遥控，如上所述，例如该极化电压在用关闭的麦克风进行声学测量期间能被校准，且校正因子能再次被存储。
特别有利的是有可能去改变可遥控麦克风的极化电压并因此在工作期间改变其方向效果。例如，如在歌剧演出中，该麦克风能在声音效果上跟随着移动的演员。
根据本发明的电容器麦克风允许对麦克风灵敏度进行老化导致的重新校准，而无须将该麦克风拆开，对于用户这又意味着节省成本。在更换麦克风炭精盒期间，该麦克风的最初灵敏度因此能在以后，即在组装后，通过遥控重新调节。
下面，参考附图，对本发明做进一步解释。在这些附图中，图1显示的是具有电源供应电路的根据本发明的电容器麦克风框图；图2显示的是具有电源供应电路的根据本发明的电容器麦克风的一个实施例框图；图3显示的是根据技术发展水平的一种晶体管-LED恒定电源的电路图；图4显示的是根据技术发展水平的一种具有反耦合晶体管的恒定电源的电路图；图5显示的是一种同遥控单元相连的电容器麦克风框图；图6显示的是一种具有调节极化电压的集成电路的电容器麦克风的框图；以及图7显示的是包括模拟和数字调节回路的用于调节极化电压的电路。
具体实施例方式
图1显示的是根据本发明的麦克风的主要元件的框图。如图5所示的该麦克风的幻像电源供应由幻像电源单元31通过具有相同量值的馈电电阻32、33进行，该馈电电阻被安排在混合表中或混合表前的例如XLR插头的3-极插头4的后面。图5显示了这样一种幻像电源供应。根据该标准，三种幻像电源供应是可能的用于12-V，24-V或48-V供应的馈电电阻的相关值分别为680Ω，1.2kΩ或6.8kΩ。这里的线1和线2表示由该幻像供电单元供电的电缆导线；线3表示的是通常被连到接地电缆屏蔽的地线。通过该音频电缆，即通过线1、2以及电阻5和6，根据本发明幻像电源单元31被连接到了电源供应电路11的输入端。电容7使对地的供电电压平滑。电阻5和6为麦克风中的馈电电阻。电阻5和6被用于消除音频放大器10的输出对该麦克风电源供应的影响。该麦克风的馈电电阻5和6被分配作为幻像电源31的辅助内阻。当该麦克风中幻像电源单元的内阻和电源供应电路11的内阻相同时，存在电能适应(power adaption)。因此，在电源调节情况下，该幻像电源供应的一半电压就是该电源供应电路11的供电电压。该电能，即能由该幻像电源单元31产生的最大值，此时通过电源供应电路11以DC/DC转换器的形式被分配到麦克风中的所有耗能部件。这里多余的电能使得音频放大器10可以获得尽可能高的麦克风的最大音频输出电压。考虑到不同的电源供电电压(根据12V，24V或48V的标准)，该电路能被以这样的方式设计以使对不同幻像电源供应的电能适应是自动进行的。然后该任务由下述的控制单元12接管。
电源供应电路11包括电源13，控制单元12，和被连接到该控制单元12的变压器14。该控制单元12和该变压器14形成了一个电路单元，在该电路单元中DC电压被转换成AC电压。在这种情况下，该变压器是振荡产生电路的一部分。当然，该控制单元12也能独立于该变压器产生交流。该控制单元12然后包括了一个独立于该变压器的振荡回路，且该振荡回路能产生交流。该变压器只行使将交流电转换成单独的输出电压的功能。
在一个优选实施例中，AC信号具有100-130kHz范围内的频率。该AC信号也能自由振荡；对于这样的电路来说这代表了最简单实施例的可能性。唯一重要的因素是为了不产生任何由简单滤波器无法消除的对该音频信号的干扰，该AC信号的频率范围一定要位于音频频率范围以外。另一方面，该频率也不应太高，因为否则的话，该电路的效率程度将降低且预计可能有传输干扰。
使用100-130kHz的频率的一个额外优势是该频率也能被用作麦克风中提供的用于控制电子器件39的周期脉冲。因此，由数字技术产生的干扰信号被最小化了，因为在数字周期时间和DC/DC转换器的振荡频率之间没有额外的混合产物产生。
所产生的AC信号被应用到了变压器14上。作为该变压器上各自分离的绕组的结果，形成了分别的电流回路15、16、17为单独的耗能部件供电。这种去耦允许，以尽可能小的功耗，同时为需要高电压但低电流的耗能部件以及需要高电流消耗且低电压的耗能部件供电。分别在供电回路15、16、17中的二极管18、19、20以及电容21、22、23代表了将AC电压变换成DC电压的整流电路。当然，从最新技术发展水平而来的更复杂和更有效的整流电路能被提供于这些单独供电回路中。供电回路16的作用是为麦克风炭精盒9提供极化电压，该极化电压经由电阻8被施加到该麦克风炭精盒9。
本发明当然并不局限于电容器麦克风，因为任何种类的麦克风，特别是动圈式麦克风，能被连接到幻像电源。该幻像电源单元以如图1和2所示的同样方式对单独电源接收器供电。但在动圈式麦克风情况下，极化的电压是不必要的，因此不须供电回路16。
在该DC/DC转换器的输入端使用恒流发生器13确保了恒定的主要电流摄入。该恒流发生器13，就该幻像电源单元31来说，如同一个恒流吸收器一样工作且代表了用于该电源供应电路11的恒流发生器。恒流发生器13具有尽可能高的欧姆水平值，连同其它效果一起，简化了对DC/AC转换期间产生的转换波动的过滤过程，并且它因此同时阻止了音频信号上面的干扰迭加。对该领域内熟悉最新技术发展水平的技术人员来说此类型电子元件是非常熟知的。在图3和4中显示了来自最新技术发展水平恒流发生器的电路示例。图3显示的是具有双极晶体管的“晶体管LED”恒流发生器。由于有了这种电流发生器，该LED在流动方向工作。结果是，恒定电压被施加到了该LED上，同时这样的电压也被施加到了同发射极电阻串联的该晶体管的基极-发射极二极管上。因此由该电流发生器传送的电流为I＝(ULED-Ubc)/Re，其中ULED为该LED上的压降，Ubc为基极-发射极电压，且Re为发射极电阻。
图4中的电路包含具有两个反耦合退化晶体管28、29以及一个额外集成的恒流发生器30的恒流发生器。因为由于恒流和更高起始电阻的更优特性，该电路是优选的。该电流发生器30，在晶体管28的发射极电阻Re上产生与在初始电阻Rc上产生的压降URc相同的压降。这里的恒流发生器的电流为I＝URc/Re。这里晶体管29与晶体管28形成一个反耦合退化系统，该系统确保在电阻Rc和Re上的压降相同。结果，该电流发生器的电流I也保持恒定。电流发生器30的电流因此比最终流进DC/DC转换器11中的恒流要小100倍。
当然，也能提供其他种类的恒流发生器，例如，具有倒相运算放大器的电流发生器，Howland电流发生器等。
由电源供应电路11产生的用于音频放大器10的供电电压在一个优选实施例中未被调节。在用于麦克风炭精盒9的供电回路16中，在二极管18和电阻8之间提供了一种调节电路47、48，包括了一个数字调节回路47和一个模拟调节回路48的该调节电路被提供用于加在麦克风炭精盒9上的极化电压。图6结合图7说明这样一种优选的可遥控调节电路47、48。用于调节极化电压所需的控制信号能被通过两条电缆导线1、2中的至少一条电缆导线传输。下面进一步说明这样一种调节电路47、48的详细结构和工作方法。倘若在数字电路部件中尚未提供流限和压限，在其余供电回路中也能提供调节电路。在图1和2的优选实施例中，没有在音频放大器10的供电回路15中提供调节电路。结果，全部的电力(此全部电力并未被其他电路部件使用，如处理器、控制电子器件39、麦克风炭精盒9的极化电压、A/D或D/A转换器44、46、LED显示器25)可被该音频放大器10获得。结果，出于获得较高的最大音频输出电压的目的，在音频放大器10的节流设计中能获得较高的最大音频输出电压。原则上，作为一个结果，音频放大器10的供电电压也能超过由幻像电源供应获得的电压。因为电源供应电路11的运作方法，也能为音频放大器10产生非常简单的正和负供应电压。因此，音频放大器10也能使用地线作为其余电势。音频放大器10的电源馈电电压因此能相对于地线对称。
在一个更有利实施例中，上述类型的DC/DC转换器11以大约82％的效率程度工作。因为，即使在最有利的情况下，在DC/DC转换器也会有功耗，所以如果可能，将消耗元件同该DC/DC转换器串联是有利的。作为使用恒流发生器13的结果，有可能容易地将消耗元件和例如逻辑供电24的恒流消耗物相连接，来为串联到DC/DC转换器11的例如控制电子器件39，或LED显示器25，A/D或D/A转换器44、46等获得固定的直流。
一种该电源供应电路11的相应实施例如图2所示。同图1比较，其差别是只有极化电压和音频放大器10的电压是通过DC/DC转换器产生的。其他的消耗元件，像为获得用于例如控制电子器件39、或LED显示器25的固定预先确定的直流的逻辑供电24被串联到了DC/DC转换器。用来数字供电的被串联的DC/DC转换器11作为了一个有源负载电阻，其中用在此电阻的电能未被转换成热能，却大部分被转换成可用于音频放大器10和麦克风炭精盒上的极化电压的供应电力。
如图2中所示，连同用于获得参考电压或辅助数字电子电路的逻辑供电24，提供了齐纳二极管27，该二极管特别好地适用于稳定该电压。通过该二极管27，任何没有被消耗的但由恒流发生器13传送的电流被释放到了大地。原则上，除了该齐纳二极管27，可使用任何其他恒流发生器或并联调节器。
被释放的功率是恒流发生器13的电流与电源供应电路11上的电压的积。在图1的框图中，全部电压被加在了DC/DC转换器11上且所有电压通过该DC/DC转换器产生。在图2的框图中，该电压被分成施加在DC/DC转换器11上的部分和施加在各LED 25以及数字供电上的第二部分。该DC/DC转换器代表了一种用于LED 25或数字供电的有源初始电阻。因为数字供电的电流消耗不是恒定的，但通过电流发生器13电流I被保持恒定，根据数字电子电路的工作状态，存在的过多电流必须通过齐纳二极管27除去。对于音频放大器10的供电，可获得的功率P等于I乘以在DC/DC转换器处获得的电压乘以该DC/DC转换器的效率程度。对于各LED和数字电子电路，可获得的功率P等于I乘以在数字电子电路和LED处的电压。
为了说明，给出了一个例子音频放大器10的电流消耗在未控制状态下大约为0.8mA，数字电子电路的电流消耗为大约4.2mA。电流发生器13传送大约为4.7mA的恒流。因此，在这种特殊情况下，更有利的不是通过DC/DC转换器导出数字电子电路的电压，而是去使用到DC/DC转换器的串行联接。而且，在其他开发中，或许能证明就能量来说，更有利的是如同图1的框图中显示的解决方案一样，通过DC/DC转换器导出所有所需的电压。
这种情况下用于音频放大器10的供电电压的转换导致了该放大器可获得的最大功率为P＝4.7mA×18V×0.82＝69mW。音频放大器10上的电压因此为U＝P/I＝69mW/0.8mA＝55V。该电压比在功率适应期间幻像电源单元31传送的24V电压高很多。然而，因为该极化电压也产生于炭精盒9的膜片上，音频放大器10的实际达到的供电电压值比此值略低，但是仍旧比没有DC/DC转换器获得的24V高很多。
图5显示了连接传输器或遥控单元55的麦克风54。这里重要麦克风参数的遥控直接通过音频电缆发生，即通过线1、2发生。控制单元55优选地在混合器上，或被安排在混合器的前面。有参数控制单元输入34的微控制器控制频率调制器36，该频率调制器将频率调制过的信号以同样的电平输入到音频电缆的两根电缆导线1、2中。然后该频率调制过的信号能被抑制为输入差值放大器42的共模信号。同时，幻像电源单元31的供电电压通过馈电电阻32、33施加到了两根电缆导线1、2上。在一个优选实施例中，该频率调制过的信号仅被施加到了该音频电缆的一根导线上，即被施加到了本不打算用于音频信号的导线2上。
在一个优选实施例中，该频率调制过的信号由FSK(移频键控)或CPFSK(连续相位FSK)产生。两种调制都是从数字数据传输技术中得知的过程。原则上，也可能使用ASK调制(振幅移位键控)或PSK调制(相位移位键控)。然而，ASK远更可能遭受干扰，且从电路技术的角度看PSK调制更难于执行。同上述方法的已知应用相对比，在用于麦克风的情况中，关键的因素是被调制过的信号必须要同模拟信号、即音频信号分开。即使该频率调制过的信号仅被注入到本不打算用于音频信号的导线2中，该音频电缆的两根导线1、2间的电容性耦合作用导致在该音频信号中的干扰。该电容性耦合作用取决于该音频电缆的构造和长度。因此，尽管已知控制信号，但滤掉该干扰是困难的。
在麦克风中，将频率调制过的电压信号通过例如带通滤波器的滤波器37从该音频信号中分离，且包含在其中的控制信息通过例如微控制器或CPLD(复杂可编程逻辑设备)控制电子器件39的方式被评测。电缆导线2通过电容42消除同大地间的耦合作用。控制电子器件39被连在一个行使电压比较器功能的比较器38的前面。通过控制电子器件39的输出命令，到达了如图1和2所示的电源供应电路11、音频放大器10、处理器、控制电子器件39、A/D或D/A转换器44、46等。
在遥控单元55中进行两根音频线1、2上的频率调制，该遥控单元优选地位于靠近混合表的地方。在遥控单元55中，一方面，载波频率必须在朝着麦克风54的方向上被应用，且另一方面，在混合表的方向上，所有调制频率必须被抑制。只有来自于麦克风54的音频信号必须被传输。为了使调制频率的抑制更容易，在两条音频线1、2上都以相同电平进行调制。结果在遥控单元55中，该频率调制过的信号作为输入差值放大器42的共模信号出现并因此能作为共模信号被适当抑制。在该遥控的第二变体(second variant)中，频率调制仅发生在不运送音频信号的线上，即发生在线2上。在朝向混合表的方向上，在该变体中，该频率调制过的信号能通过低通滤波器41的过滤被去除。幻像电源单元31，包括馈电电阻32、33以及差值放大器42和低通滤波器，不必如图5中所示的被集成在该遥控单元中。例如，它们也能被提供在该混合表中。
在从遥控单元55到麦克风54传输控制信号期间，为确保该控制信号已经实际上到达了控制电子器件39，后者响应该控制信号给遥控控制单元55发送一个数据应答消息。该数据应答消息也能是一种频率调制信号。用于遥控功能的该数据应答消息不是绝对必要的；然而，它以额外电子电路为代价增加了系统的可靠性。
上面说明的遥控方法当然并不局限于电容器麦克风，因为任何种类的麦克风，特别是动圈式麦克风的单独电源接收器能以幻像电源供应的方式被操作。
图6显示了根据本发明的电容器麦克风，其中极化电压的调节以二-阶控制调节回路的方式发生。这里，第二数字调节回路47被放置在一个内部模拟调节回路48的上面。结果，能在麦克风炭精盒9上产生一种很好调节的无干扰的极化电压。
通过也被连接到幻像电源单元31的电缆导线传输的一种优选的带有控制信息的频率调制信号，通过滤波器37和比较器38到达控制电子器件39。有关根据本发明的麦克风遥控的详细陈述已在上面提供。同样参看特别是图5。控制电子器件39的控制也能经由调节装置或麦克风自己上面的操作元件来进行。控制电子器件为了无线传输的目的被连接到无线电或红外线接口或被连接到电缆接口也是可能的。用于极化电压的控制信号中所获得的期望值经由D/A转换器被控制电子器件39传送给了模拟调节电路48。除了D/A转换器，也能使用脉冲-宽度调制电路(PWM)。尽管PWM电路的转换速率更低，但它们并不昂贵并因此非常适合在这些转换器中调节恒定电平。图7是一个实施例，显示的是例如为微控制器或CPLD的该控制电子器件39加上D/A转换器或PWM46是如何作用于模拟调节回路48的。已知有很多种当前技术水平的模拟调节回路，且对于在本领域解本发明的技术人员，为这种调节回路选择组合元件是容易的。如图6中所示意说明的情况，模拟调节回路48包括调节电路56和分压器49、50。该调节电路56或整个模拟调节回路48的详情在图7中显示。
模拟调节回路48优选地由有着大约100-120V未调节电压的电源供应电路11提供。该DC/DC转换器可以是上述的同一类型或图1和2中出现的类型。电阻5和6是麦克风中的馈电电阻。它们被用来去除该麦克风的电源和音频放大器10的输出间的耦合作用。电容5和6在量值上相同以保持线1和2的对称性。
本发明当然并不局限于幻像电源供电的电容器麦克风。用于电容器麦克风的单独电源接收器的电能供应也能由例如处于麦克风中的电池完成。
由D/A转换器或PWM46提供的期望值，或更精确地，用于极化电压的校准值，经由运算放大器52同实际值比较。该期望值从制造该麦克风期间量得的校准数据中计算出并被编程进控制电子器件。作为这种计算的一种参考值，或使用导线上的确切参考电压45，或使用在印制测试期间编程进控制电子器件的参考电压。参考电压45能由例如逻辑供电24获得。这种逻辑供电24，优选地由DC/DC转换器供电，未在图7中显示，而在图1和2中显示。
为了抑制高频干扰对模拟调节回路48的不希望有的影响，一种优选实施例在D/A转换器或PWM46和模拟调节回路48的输入端间提供了低通滤波器51，如图7所示。由模拟调节回路48产生的实际值通过分压器49、50被完全获得并且经由阻抗转换器53被施加到了运算放大器52的反相输入端。反馈线外加阻抗转换器未被包括在图6的示意图中。同时，此电压也被施加到了数字调节回路47的A/C转换器44的输入端。所得到的数字信号作为反馈为控制电子器件39所获得。结果，外部数字调节回路47闭合。在图7中，获得实际值的分压器由电阻49、50所代表。如在图7中所指示的，A/D转换器44、控制电子器件39、以及D/A转换器46也能被集成在一个单独的部分中。
作为模拟调节电路48的输出，经由一个高欧姆电阻8获得了施加在麦克风炭精盒9上的调节极化电压。所需用来计算已调节的且无干扰的极化电压的校正电压或相应的校正因子能对应不同的设置，这些对应反应了一定的灵敏度、导引特性、以及老化参数；它们能被存储于控制电子器件39中提供的内存中，且可在任何时候被调用。
这些校正因子能在以后通过对关着的麦克风进行遥控而被改变(例如，在服务部门或由经销商，且也可能由顾客改变)。除了因老化或因更换麦克风炭精盒导致的对麦克风特性的可能校正外，一种现场的用户定制的麦克风调整也是可能的。
本发明并不局限于这些单独的实施例。当然，使用结合了所有或至少一些上述电路的麦克风也是可能的。例如，能在麦克风中提供一种用于所有可遥控元件的遥控；同样，电源供应电路11可向麦克风中的所有可能的电源接收器供电。
权利要求
1.一种电容器麦克风，包括至少一个麦克风炭精盒(9)，其特征在于所述电容器麦克风包括至少一个用于调节极化电压的电路，其中所述用于极化电压调节的电路包括一个被提供未调节电压的模拟调节回路(48)，以及一个数字调节回路(47)，其中所述数字调节回路(47)包括一个例如微控制器或CPLD的控制电子器件(39)，所述控制电子器件(39)为所述模拟调节回路(48)提供一个极化电压的期望值，使用校正因子来计算所述期望值，且其中出于反馈的目的，所述模拟调节回路(48)的输出端与所述控制电子器件(39)相连接。
2.根据权利要求1所述的电容器麦克风，其特征在于所述麦克风的电能供应通过一个经由音频电缆的电缆导线(1、2)的幻像电源单元(31)实现，即所谓的幻像电源供应。
3.根据权利要求1所述的电容器麦克风，其特征在于所述麦克风的电能供应由置于所述麦克风内的一种电池实现。
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的电容器麦克风，其特征在于用于极化电压调节的电路包括一个参考电压源(45)，根据所述参考电压所述数字调节回路(47)为所述模拟调节回路(48)产生期望值。
5.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的电容器麦克风，其特征在于为计算所述希望电压值，在所述控制电子器件(39)中提供了一个参考电压值。
6.根据权利要求4-5中任一权利要求所述的电容器麦克风，其特征在于所述控制电子器件(39)包括一个存储所述的校正因子的存储器。
7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的电容器麦克风，其特征在于所述控制电子器件(39)是可遥控的。
8.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的电容器麦克风，其特征在于通过位于所述麦克风上的一种调节装置，所述控制电子器件(39)可被控制。
9.根据权利要求7所述的电容器麦克风，其特征在于所述控制电子器件经由两根电缆导线(1、2)中的至少一根导线被连接到了一个远程控制单元(55)。
10.根据权利要求7所述的电容器麦克风，其特征在于所述控制电子器件(39)被连接到了一个无线电或一个红外接口或一个电缆接口上。
全文摘要
本发明涉及一种包括至少一个麦克风炭精盒(9)的电容器麦克风。本发明的特征在于该电容器麦克风包括至少一个用于调节极化电压的电路，其中用于极化电压调节的电路包括一个被提供未调节电压的模拟调节回路(48)，以及一个数字调节回路(47)，其中该数字调节回路(47)包括一个例如微控制器或CPLD的控制电子器件(39)，为该模拟调节回路(48)提供一种极化电压的期望值，使用校正因子计算期望值，且其中出于反馈的目的，该模拟调节回路(48)的输出与一个控制电子器件(39)相连接。
文档编号H04R19/00GK1678134SQ200510002548
公开日2005年10月5日 申请日期2005年1月20日 优先权日2004年3月30日
发明者I·W·朗 申请人:Akg声学有限公司