（2007.5.3〜07.06.15更新）
かねてから、ＤＣマイクを天井吊りでも使うようになってから、大編成のオケの録音などやっていると、「音の広がりがイマイチ」という演奏者の方々からの意見がありました。
自分で聞いていても、それはわかります。小編成の弦楽合奏などでは金田式オリジナルのＸＹの形状がとてもよいです。しかし、大編成になると、マイクが接近しているためか、すこしオフ気味で録らないと音の広がりが出ません。オフ気味で録るとなると、やはりすこし音像が遠くなってしまいます。
そこで、今回、小型ＤＣマイクを作るに当たり、一緒にモノラルタイプも設計しました。AKG CK61-ULS専用です。マイクヘッド無しで、ケースに穴を開け、マイクカプセルをくっつけるだけ。
当然、回路も、出力段にオリジナルを用いたものです。したがって、"ＤＣマイクもどき"です。具体的にはTO-220型のパワーＭＯＳを用い、ドレイン出力抵抗を小さくして、て出力電流を大きく取り出せるようにしています。温度安定をはかるため、サーミスタで温度補償をしています。なぜ出力電流を取り出せるようにするかというと、天井吊りが前提となっているため、長いケーブルをドライブする必要があるためです。大きなホールのケーブルは数100mにも達し、容量を測定すると、実測0.1μＦくらいあるホールが存在するからです。
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と、このような回路となりました（最終版）。出力のMOSの耐圧がぎりぎりです（笑）。
ここまでにはいろいろやりまして、こうなりました。それは後ほど記しますが、0.1μFの負荷で±15Vの出力で帯域45kHzを確保しています（がその時のひずみの増加は知りません・・・出力段のスルーレートに引っかかって(笑)）。
ところで、ケースの方なのですが、
PDF 「モノラルＤＣマイクケース Ver.7」 （AKG CK61-ULS用）
Verナンバーは、私が設計したケースの通し番号ですので気にしないでください。
と、こんな↑ふうになりました。
でケースの写真は、↓
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←メッキ前のケースです。 ↓は製作途中のいろいろなシーンと 基板、カプセルの配線が最短に出来る、完成形、天井吊りしたところ。天吊りは、オリジナル形状のDCマイクと友吊りです。ホールはすみだトリフォニー。 |
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【位相調整】
さて、この回路でいろいろな負荷のときの状態を探り、比較的長いケーブルをつないだ場合によい位相状態になるように調整しました。その結果が、ステップ補正回路の22ｋΩ+82pFという値です。これがまた、2CH作って微妙に違うし、金田氏によると「若干オーバーシュートを出ぎみにしたほうがよい」ということですが、どの程度出ぎみがいいのか？
ここらは手探りですね。
オーバーシュートの例：
使用している発振器はWAVETEK MODEL145 50Ω終端時の立ち上がり時間：13.8ns（実測）
マイクアンプの入力は50Ωで終端している。
測定オシロ：IWATS SS-5321 (BW＝250MHz)
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波形1：20μｓ/div、2V/div、10kHz方形波 位相補正：3.9k+15pF 出力負荷：0.01μF |
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波形2：20μｓ/div、2V/div、10kHz方形波 位相補正：無し 出力負荷：0.01μF 位相補正の無い方がオーバーシュートが少ない。これは位相補正の時定数を変更すべき。 |
ということで、位相調整が無いといい波形になっちゃいました。そこでRにボリュームを入れて、いろいろと時定数を変更してみると、22ｋΩ+82pFあたりが一番きれいな波形となりました。
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波形3：20μｓ/div、５V/div、10kHz方形波 位相補正：22ｋΩ+82pF 出力負荷：無し |
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波形4：20μｓ/div、５V/div、10kHz方形波 位相補正：22ｋΩ+82pF 出力負荷：0.01μF |
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波形5：20μｓ/div、５V/div、10kHz方形波 位相補正：22ｋΩ+82pF 出力負荷：0.1μF |
ここらで妥協点なのかな、といいうことで。0.1μFの負荷でも、そこそこの特性を示しています。
ちなみに、100kHzの方形波で0.1μFの波形は↓の様に三角波になってしまいます。また、0.1μFの負荷でも、出力が±1.5Ｖと上記データの1/10にすると、カットオフ周波数72kHzにおいて、きれいな正弦波となります。そこそこの負荷ドライブ能力を有していますね。
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波形6：2μｓ/div、５V/div、100kHz方形波 位相補正：22ｋΩ+82pF 出力負荷：0.1μF このときの消費電流140mA！！ |
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波形7：5μｓ/div、０．５V/div、72kHz正弦波 位相補正：22ｋΩ+82pF 出力負荷：0.1μF 振幅が小さいと、0.1μＦの負荷でもきれいな正弦波が得られる。72kHz＝fc。 |
と、なかなか、容量負荷ドライブに強そうなマイクアンプができあがりました。金田氏オリジナルＤＣマイクアンプですと、ここまでの電流が取り出せないので、長いケーブルドライブは出来ません。
ここで周波数特性をまとめておきます。
表1：様々な容量負荷・振幅の時の周波数特性
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負荷 |
出力振幅 |
周波数特性(-3dB) |
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無し |
±15Ｖ |
720kHz |
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±1.5Ｖ |
760kHz |
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0.01μＦ |
±15Ｖ |
330kHz |
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±1.5Ｖ |
480kHz |
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0.1μＦ |
±15Ｖ |
45kHz |
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±1.5Ｖ |
75kHz |
次に、容量を出力にぶら下げるのではなく、実際の長いマイクロフォンケーブルを負荷として、測定してみました。終端はオシロの入力インピーダンス（1ＭΩ）です。
3種類の長めのケーブルを用意しました。
負荷ケーブルＡ：MOGAMI 2497 10.4m
負荷ケーブルＢ：CANARE L-3C2VS 2m + L-4E3-2P片側 25m
負荷ケーブルＣ：CANARE L-3C2VS 2m + CANARE L-4E3-2P片側 25m×2(=50m) + L-4E6S 20m×2(=40m) =92m
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波形8：20μｓ/div、５V/div、10kHz方形波 位相補正：22ｋΩ+82pF 出力負荷：Ａ |
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波形9：20μｓ/div、５V/div、10kHz方形波 位相補正：22ｋΩ+82pF 出力負荷：Ｂ |
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波形10：20μｓ/div、５V/div、10kHz方形波 位相補正：22ｋΩ+82pF 出力負荷：Ｃ |
このくらいのケーブル負荷では、オーバーシュートが増え気味ではありますが大きな問題になりそうもありません。（音質は変化してしまうと思いますけど、背に腹は代えられない、というところでしょう）。
100ｍくらいまでの実際のケーブルは余裕でドライブできそうです。
参考までに、一番厳しい負荷Ｃで、100kHzの方形波とfc=240kHzでの正弦波の波形、および出力を1/10にしたときのfc=330kHzでの正弦波を見てみます。かなり汚い波形です。もっとも240kHzまではあまり関係ないですけど。
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波形11：2μｓ/div、５V/div、100kHz方形波 位相補正：22ｋΩ+82pF 出力負荷：Ｃ |
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波形12：1μｓ/div、５Ｖ/div、240kHz正弦波 位相補正：22ｋΩ+82pF 出力負荷：Ｃ かなり歪んでいる・・ |
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波形13：1μｓ/div、０．５Ｖ/div、330kHz正弦波 位相補正：22ｋΩ+82pF 出力負荷：Ｃ 波形12に対して振幅が小さいだけだが、きれいな波形。 |
最後に、ケーブル負荷の時の周波数特性をまとめておきます。こちらは、二台両方のＣＨを測定しました。かなり違うんですね、同じように作っているつもりでも。
表２：様々なケーブル負荷・振幅の時の周波数特性
負荷
出力振幅
1台目周波数特性(-3dB)
2台目周波数特性(-3dB)
Ａ
±15Ｖ
620kHz
690kHz
±1.5Ｖ
810kHz
880kHz
Ｂ
±15Ｖ
420kHz
460kHz
±1.5Ｖ
720kHz
900kHz
Ｃ
±15Ｖ
240kHz
250kHz
±1.5Ｖ
330kHz
560kHz
この負荷Bなど見ていると、程度のケーブル長では、長くなればなるほど周波数特性が落ちる、という訳でもないようです。方形波特性でオーバーシュートなど出ていますから、ｆ特が伸びる要素もあるんですね。
で、音なんですが、某録音業者さんから「これを作ってください！」と 熱く熱く、言われてしまうほどのものです。金田氏オリジナルのXY式に近いマイクカプセル配置で天井吊りにすると、やはり音の広がりがない。これはいいです。天井吊りで大編成オケは、これで決まり、ってかんじですか。
共吊り録音
最近、DPA（旧B&K）4011（単一指向）と本マイクロフォンの共吊りで録音しましたので、少し報告します。
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| ↑なんか爆撃機みたいですが、外側にあるのがＢ＆Ｋ、内側にあるのが我がセパレート型ＤＣマイク。 |
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| ↑Ｂ＆Ｋは知人のＡＤＣ、Accuphase AD-2401とFOSTEX FR-2で録音。私のは、通常の自作96k24bitＡＤＣとEDIROL R-4。
知人曰く、「目の前からカーテンを数枚取り去ったように音がはっきり聞こえる、音量を小さくしても細かなところまできちんと聞き取れる」 ＤＣマイクの圧勝でした。音場表現については、今後ゆっくり判断します。 |
（07.06.15）
