2231 ：ECM・MEMSの直結式平衡出力ファンタム回路について

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ただし記事から得た情報の利用公開については出典・引用をあきらかに、管理人の指示に従ってください。

  直結式平衡出力ファンタム回路

　このサイトでも、かつて「DIRECT-1」「DIRECT-2」「DIRECT-XXX」というアクティブ素子を用いない直結式のECMのファンタム動作・伝送回路方式をご紹介してきました。

しかし、残留ノイズの点などいまいち信頼性に疑問を持ちながらのご紹介でした。

　また昨年の記事：2109「MEMSマイク C・Ｒだけのファンタム回路 実験破壊で見えた問題点」では直結式でMEMSマイクを動作させて、危険要因を観測・追求した経緯があります。

数か月前DPA 4060を入手、さっそくファンタム動作アダプター（DAD6001BC）を分解調査しました。

中には一切アクティブ素子は存在せず、さっそく現物から回路を起こしました。

（筆者が現物基板より回路トレースして描いた図であり正式なものではありません）

DPA 4006のファンタムアダプター（DAD6001BC）現物より回路起こししたものです。

何度も見なおしていますが、わずかな誤認識はあるかもしれません。

ECMの出力相関係からカプセルは「バックエレクトレット」型ではなく「膜エレクトレット」型の2線式であることがわかります。

しかしそれで高音圧に対応できるノウハウは学びたいところです。

もちろん音質は申し分ありません。

かつてご紹介した「DIRECT u1 」の場合

ソースフォロワー3線式回路です。

2014年記事「DIRECT u1」の回路

ECMではなんら問題なく動作します。

MEMSマイク時の危険性

2109「MEMSマイク C・Ｒだけのファンタム回路 実験破壊で見えた問題点」 記事にて「DIRECT回路」平衡入出力回路でMEMSマイクを動作させたが・・・これはイカン

ファンタムON　（A-D間、C-D間に-12Vのサージが発生・印加）

ファンタムOFF（A-D間、C-D間に＋12Vのサージが発生・印加）

（１DIV＝５V）

＊「ファンタムON」は出力XLRコネクタの接続、「ファンタムOFF」もあえてXLRコネクタの引き抜き、という禁断の方法でおこなった。

結果、ONでもOFFでもMEMSマイクは破壊することを確認、3個壊してやめた。

しかし、コンデンサマイクとしてはその程度の荒っぽい取り扱いごときで絶対に壊れてはなりません、それは「欠陥マイク」そのものです。

したがって、MEMSマイクでこの回路は採用できない、そのプロセスはケミコンの漏洩電流が犯人と見ていますが・・・深追いはしていない。

ECMでは

MEMSマイクは低電圧OP-AMP構成のCMOSデバイスにつき、電圧衝撃にはきわめて弱く、サージ電圧で簡単に破壊に至る、しかしJ-FET1本のECMでは何の問題もありません。

DPAの実例からみてもこの方式をあきらめる必要はないと思います。

むしろECMでもMEMSマイクでも安全に採用できるノウハウを見つけることが今後の課題でしょう。

以上

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★ここで公開している回路・写真・説明文などは音響家の方、アマチュアの方でハンドメイドまたは試験評価なさる場合の参考として考えております。

★製作物・加工物の性能・機能・安全性などはあくまでも製作される方の責任に帰し、当方（Shin）ではその一切を負いかねます。

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I would expand the possibility of MEMS microphone units and also am expecting to have many of the ideas/feedbacks which I could not have experienced.

I have one thing tell honestly that I will not take any of the manufacturing requests from the overseas. I have experienced many of the troubles of transportaion and fixed the

problems of many of the matters happend.

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Sincerely,          Shin

  
  
ShinさんのPA工作室　管理人　Shin

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2230 ：世界の名機に挑む自作マイク(第2編) ProbeⅡinf Lz

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第1編より

  　特定のMEMSマイクはすでに世界の高級マイクと遜色なし

2019年、InvensenseICS-40730を発見したとき、その音はまるで金を掘り当てた」ような印象、「ズキン」と全身に戦慄が走ったのを思い出します。「サー」音がまったくしない、ダイナミックレンジのデカさに驚いた。

「マイクロホンの歴史が変わる！」・・・このとき確信しました。

MEMSマイク　Invensense ICS-40730

お宝さがしはさらに続きました。

「ProbeⅡショック」をひきずりながら、2つ目のInfineon「IM73A135V01」はメーカー推奨品種とはまったく違うところから出てきました。

この米粒MEMSマイクとICS-40730は十分に高級マイクロホンの本命となりうる能力を持つMEMS界の2巨塔であることがわかってきました。

この間にKnowles 「SPM0687LR5H-1」は二番手に降りてもらいました。

ふと思いついた「ProbeⅡ」の登場でMEMSマイクは自作マイクの次元を大きく変えてくれました。

「ProbeⅡLz」はホール用途に最適化し、世界の高級マイクの音質、性能を求めて深追いしてまいりました。

回線チェックのため吊り込み中の「ProbeⅡLz」

写真は録音＆クラリネット演奏のプロフェッショナル 「O」様より提供いただきました。

特定のMEMSマイクは小粒でも海外高級マイク並みの音質・能力を持つことを3年前に発見し（Invensense ICS-40730）、それは当のMEMSマイクメーカーですら意識しなかった事実かもしれませんがInvensenseにはこれに似たモノが群生しています。

もちろんMEMSマイクは「音センサー」ですので、あまた存在する9割のMEMSマイクではそんな都合のいい話にはなりません。

ICS-40730およびIM73A135V01の「ブッチギリ」性能をもつMEMSマイクの音はどなたでも「ハッ」とさせられます。

今やそれは世界最高音質のマイクロホンと肩を並べるグレードとして認知されつつあります。

  そこで「ProbeⅡinf 」のLz版です

これはドイツInfineon社のMEMSマイク 「IM73A135V01」を使用しています。

FETタイプの「ProbeⅡinf 」は「ProbeⅡ」 ICS-40730 使用（USAのInvensense社（TDKが買収使用）と併せ、信頼できる現場で高い評価を戴いたことをきっかけに、長距離延長を可能とする「Lz」型（ローインピーダンス長距離型）の「ProbeⅡinf Lz 」に展開しました。

IM73A135V01を実装させることに合わせ、細くなった先端パイプ構造に一工夫加えました。

それはEMC（電磁環境両立性）のレベルアップが主な目的です。

  「ProbeⅡinf Lz」

形状：ProbeⅡシリーズ音場型 無指向性、DCバイアスMEMS方式

inf　：Infineon社製「IM73A135V01」MEMSマイク使用

Lz　：ローインピーダンスOUT（110Ω　300m型）

「ProbeⅡinf 」のブラッシュアップは筐体構造のEMCイミュニティのアップをはかり外乱によるノイズ防止を強化しました。

両者の違いは基本的音質ではほぼ同一ですがAOLがICS-40730比11dB高く135dB/A (THD10％)というスペックにつき激爆音の対応に向いています。

「IM73A135V01」の出力レベル偏差は±dBというスペックだが実際にはほぼ偏差がなく、どれとでもペア化できるほど品質管理が徹底されている。

IM73A135V01 「プレヒート」のあとにリード線半田付

  5mm径のSUSパイプ使用で完成させる小ワザ

写真左側は今回の「ProbeⅡinf Lz」、右はいままでの「ProbeⅡinf」です。

これは「導通銅箔テープ」の導通抵抗を最小限にするための構造改良です。これによってEMC耐力のアップをはかり、外部電界や吊り運用時の不安定要素を大きく改善しました。

デジモノの完成度は最後にはEMCイミュニティの良否に尽きますが、そのことはアナログでも変わりません。

しかし自作マイクでそこまで言うケースはありませんが、そこにこだわったら次元の違う世界が開けた。

今回使用したパイプは2種類。

①外形φ5.0　内径φ4.0　　　 ②外形φ6.0　内径φ5.0

いずれもAMAZONで調達したSUS（ステンレス）パイプ、φ5はφ6の中にキツキツで勘合してくれる、それが決め手です。

!! ダメ押しのひとワザが効くEMC対策の妙。

前記事「2229」を参照ください。

ProbeⅡinf Lz先端構造

回路図

基板の様子

筆者の経験より

最近、同一物を製作される方も増えはじめて良い結果を出されていますが、MEMSマイクの半田付けは一般部品のように簡単ではありません。

リフロー専用パーツにつき、一般手半田では確実に破壊します。

なんといっても「プレヒート」と「クリーム半田」使用が決め手です。

「プレヒート」はMEMSメーカー指定「SOLDERING PROFILE」準拠で。

一般半田で代用した場合クリーム半田の数倍の熱破壊を起こします。

詳細は前記事を参照ください。

以上

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2229：２つの金属、導電性テープによる電気的一体化を考察

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「ProbeⅡ」はメインボディであるXLR～6.3φPhone変換アダプターと先端パイプ（6.0φ）及びSuメッシュによって静電シールド構造の外筐が構成されています。

穴径6.5φの「XLR/Phone変換アダプタ」とパイプ径6.0Φとの間をパイプ側に導電性銅箔テープを巻くことで両者の電気的一体化をはかっています。

（スコッチ3M 導電性銅箔テープ　2245使用)

ところで、「銅箔テープ」って表裏間の導通はどうなっているのか

「導電塗料」「導電接着剤」「導電ｘｘｘ」といろいろあるけど結局めざすのは導通抵抗ゼロΩだ。

静電シールド（ファラデーシールド）が2種の金属にまたがる場合、その間の直流抵抗が何Ω未満という明確な規定もありませんがEMC（電磁環境両立性）上、低いに越したことはありません。経験上10Ω未満であって欲しいところです。

  導電性銅箔テープについて

うまく使えば比類なき工作材料である「銅箔テープ」。

銅箔に金属粉など導電性粘着剤塗布によるテープであるため貼り付けた金属面と銅箔面との間は決して完全な「０Ω」にはならないがほぼそれに等しい低抵抗にて実用化できている。

（スコッチ2245の例）

スコッチ（３M）の製品には特性表が添付または公表されているので助かりますが他メーカーの実態はよくわかっていません。

スコッチ3M 2245エンボステープ２種類,、TAKACHI CUS-13T、AMAZONで価格20分の１正体不明のもの。

 したがって筆者の場合、実機では3Mの2245を使います。

以下は3M以外の銅箔テープを使うときのワザを記します。

静電シールドを目的とする「金属の一体化」は多少の抵抗なら問題ない場合が多いですが、より強力に「ゼロΩ」にこだわるならもう少し何とかしたい。

しかし、「何をもってゼロΩ」なのかは少しやっかいな問題がある。

  デジタルテスターは低抵抗測定が苦手

「なんとなく」指示したかと思ったら「パラパラ」と指示数値が変わり、どれが本当の値なのかだんだん自信がなくなっていくかもしれない。

（テスター機種により差異はある）

テスターは「抵抗」を測っているのではなく抵抗両端の電圧を測る構造、その限界らしい。

調べてみると「４端子法」という面倒な測定法が測定器メーカー等から提起されているが「テスター」としての本来使用法からは程遠い内容です。

（これが実態です）

この判断には「アナログテスター」の右に出るものはありません。

接触抵抗を下げる

TAKACHI CUS-13T　2回巻き、10Ωを指示

無数のキズ（切れ込み）を入れる

パイプに貼り付けた導電テープ（TAKACHI CUS-13T）にカッターで無数のキズを入れた。

それは地金（SUS）に届く深い切れ込みの必要がある。

テスターは「０Ω」を指示、切れ込み効果テキメンである。

まちがいなくこの方法で導電テープ～パイプ間の接触抵抗は下がり、3Mの結果と同様になってくれた。

3Mとの価格差を考えると最大20分の１まで導電銅箔テープのコストを下げることが可能であることがわかった。（但し筆者普段使いは3Mです）

この効果は１～2ターン目で決めなくてはならないのが特徴

です。

2ﾀｰﾝ目ではより深い切れ込みが必要になります。

もちろん「エンボステープ」である3M 2245でもこの「切れ込み」作戦は状態をさらに良好にしますので標準的にこれをおこなっています。

「銅箔テープって裏側まで導通があるの？」というかたは案外多いと思います。

もちろん導通はありますがこんな実態であることがわかりました。

そしてそれをやっているうち、デジタルテスターの低抵抗測定問題にぶち当たった次第です。

石を投げれば何かに当たる、まだまだいろいろ・・・電気の基礎。

以上

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