BE570917A

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Publication number: BE570917A
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Description

La présente invention concerne les instruments de musique et, en particulier, les carillons électroniques et leurs générateurs de sons.

Dans le passé, on a utilisé divers types de générateurs de sons con- venant spécialement aux carillons électroniques. Dans ces instruments de musique, les barres ou tiges utilisées pour la production des vibrations sont associées à des pick-ups ou lectures électromécaniques destinés à transformer les vibra- tions des cloches ou tiges en des vibrations électriques qui sont amplifiées, modifiées suivant les nécessités et ensuite reproduites par un haut-parleur.

Un de ces anciens générateurs de sons de carillons utilisait des tiges fixes à une extrémité et libres à l'autre, ou libres aux deux extrémités et les arrange- ments de partiels qui en découlaient, avec des modifications mineures, le géné- rateur produisant un son fondamental synthétique avec une sixte au-dessous du son fondamental, une tierce mineure au-dessus de la fondamentale, une octave au-dessus de la fondamentale, une quinte au-dessus de l'octave et une deuxième octave. Un second type ancien de carillon utilisait les partiels ou vibrations produites par deux tiges ou les deux faces d'une tige rectangulaire. Les-* partiels produits dans ce cas sont le hum, la fondamentale (une octave au-dessus du hum), une tierce mi- neure au-dessus de la fondamentale, une première octave au-dessus de la fondamen- tale, une tierce majeure, une quinte et une deuxième octave.

En général, la deuxième octave est plus étroite qu'une octave véritable. Ce second type mention- né produit une note résultante du type cloche d'église.

Dans des arrangements de ce genre, les partiels indésirables sont soit négligés soit filtrés électriquement ou mécaniquement, le filtrage électrique étant coûteux. Le filtrage mécanique est réalisé en plaçant, de façon choisie, le lecteur et le marteau, ce choix n'étant pas fait pour une question de rapports d'amplitudes. Ces dispositifs de filtrage ne se sontpas toujours avérés satisfai- sants à cause de l'étroite proximité des partiels voulus et des indésirables.

En outre, il y a une limite au filtrage mécanique à cause de la proximité des noeuds et des ventres des partiels indésirables et à cause des problèmes posés par l'instabilité mécanique. Des compromis ont souvent dû être adoptés dans ces anciens arrangements. D'autre part, les deux premiers partiels de la tige dans les anciens dispositifs étaient indésirables et inutilisés. Ceci est un inoon- vénient parce que les amplitudes des vibrations varient inversement proportion- nellement à la fréquence, et il est donc difficile de faire disparaître les partiels les plus bas. Il fallait aussi supprimer les partiels séparés par moins d'une octave et il n'a pas toujours été possible de le faire économiquement.

Un autre problème consiste à avoir les partiels disposés suivant un arrangement choisi à l'avance, par exemple l'arrangement des quatre premiers partiels en rapport¯simple ou d'o,ctave.

La présente invention a pour buts de procurer : - Un carillon électronique pouvant être modifié dans une gamme étendue suivant les désiderata de l'artiste et du genre de musique jouée.

- Un instrument pouvant être utilisé pour produire divers,types d'effets musicaux.

- Un instrument dont on puisse tirer plusieurs notes résultantes du type carillon ou du type à percussion.

- Un générateur de son caractéristique permettant d'éliminer ou de réduire le filtrage des partiels indésirables.

- Un moyen de régler l'attaque et l'extinction de divers partiels utilisés dans des générateurs de sons à percussion.

@ Un moyen de production de notes résultantes de carillon comprenant une tierce mineure accompagnée de partiels ayant un rapport ou une relation harmonique.

Le terme "partiel" est utilisé ci-après pour désigner une vibration déterminée d'un générateur. Le terme "son de générateur caractéristique" est

utilisé pour désigner la sensation auditive produite par l'instrumente quand on frappe un générateur de sons ou tige d'une manière déterminée. Le terme "note ré- sultante" est utilisé pour identifier la sensation auditive produite par un ou plusieurs générateurs.

La note résultante d'une cloche du type "flamand" comprend un son de hum, un son fondamental, une tierce mineure, une quinte', la première octave au- dessus de la fondamentale, une tierce majeure, la quinte, et la deuxième octave.

Une note résultante de harpe ou de célesta consiste en quatre partiels reliés harmoniquement. La note résultante de harpe à ses deux premiers partiels (les plus bas) tr-s puissants et les deux partiels supérieurs considérablement plus faibles. C'est l'inverse dans le cas d'une note résultante de célesta. La note de harpe a une attaque relativement douce, tandis que la note de célesta a une attaque plus brusque ou plus percutante. Le terme "générateur de sons" est utili- sé pour désigner la tige, la barre ou l'élément destiné à produire un groupe de partiels. Dans le cas d'une barre rectangulaire dont les côtés larges et étroits peuvent produire des vibrations différentes, chaque côté peut être considéré comme un générateur de sons.

Suivant un aspect de l'invention, celle-ci peut procurer un instru- ment de musique électronique comprenant plusieurs générateurs de sons destinés à être utilisés individuellement ou en différentes combinaisons pour produire chaque note résultante de la gamme, avec des moyens de frappe de ces générateurs utilisés individuellement ou en combinaison pour obtenir de nombreuses variétés de notes résultantes de percussion. Les générateurs de sons peuvent être arrangés et con- struits de manière à produire des notes résultantes complexes avec et sans partiels reliés harmoniquement et aussi de manière à produire des notes résultantes com- posées uniquement de partiels reliés harmoniquement, par exemple une note résul- tante de harpe ou de célesta.

Les dispositifs de frappe peuvent être localisés relativement à chacun des générateurs de son et peuvent être actionnés sélective- ment quand on joue de l'instrument de manière à produire les sons ou combinaisons de sons de générateur caractéristiques donnant chacune des notes résultantes désirées.

Suivant un aspect de l'invention, on peut utiliser des tiges libres aux deux extrémités, au moins trois générateurs de son étant disponibles par note résultante possible de la gamme. On peut, d'autre part, n'utiliser que deux géné- rateurs de son avec des tiges libres à une extrémité et fixes à l'autre. Si on utilise une barre rectangulaire, les vibrations peuvent être captées sur les faces larges et sur les faces étroites.

Dans une forme d'exécution, une barre libre aux deux extrémités peut être arrangée de façon que les trois ou quatre premiers partiels soient en rap- port simple d'octave, ce qui peut être obtenu en prévoyant des encoches à une distance de chaque extrémité égale à 0,195 à 0,205 fois la longueur, ou en d' autres endroits, à l'effet d'obtenir la relation voulue comme décrit. Le second générateur de son peut être accordé de façon à produire une tierce mineure au- dessus du second partiel du premier générateur de son, ainsi que l'octave, la quinte et la'tierce majeure.

Le second générateur de son peut donc produire les partiels non-harmoniques.Le troisième générateur de son, s'il est utilisé, peut avoir ses partiels et la disposition de son dispositif de frappe tels qu'on produise un son d' "impact" ou "frappe", comme exposé plus loin.

Les marteaux peuvent être localisés en différents endroits choisis le long des tiges et peuvent être actionnés sélectivement suivant plusieurs combi- naisons par enfoncement ou manipulation d'une touche un d'un interrupteur. Au moins une des tiges ou générateur de son peut comporter plusieurs marteaux espacés pour produire divers sons de générateur caractéristiques. L'intensité de la tierce mineure peut;être réglée par réglage électrique du rapport des tensions captées par les tiges. La relation d'amplitude entre la fondamentale et le hum peut être réglée en choisissant la position du marteau.

Différents types de transformateurs ou lecteurs électromécaniques peuvent être utilisés mais, dans une forme d'exécution préférée, on utilise un lecteur magnétique comportant un aimant permanent ou une armature pouvant se mouvoir relativement à une bobine à la suite de la vibration du générateur de son correspondant
Ces buts et d'autres buts, avantages et particularités de l'invention ressortiront clairement de la description détaillée donnée ci-après avec réfé- rence aux dessins annexés, représentés à titre d'exemple.

La figure 1 est une vue du groupe ou ensemble de générateurs de son.

La figure 2 est une vue perspective partielle de la forme de géné- rateur de son représentée à la figure 1.

La figure 3 est un plan de répartition des tons d'une tige libre aux deux extrémités, montrant la position relative des noeuds des quatre premiers partiels.

La figure 4 est une portée donnant les partiels impliqués.

La figure 5 est un graphique montrant la relation entre les quatre premiers partiels et la position de l'encoche pour une tige libre aux deux ex- trémités .

La figure 6 représente schématiquement une combinaison d'éléments ou ensembles.

La figure 7 est un schéma de circuit d'un arrangement de commutation.

La figure 8 est une vue perspective partielle des commutateurs de la figure 6.

La figure 9 est une vue, à grande échelle, d'une forme de transfor- mateur.

La figure 10 est un graphique montrant la relation entre l'emplace- ment de l'encoche et une fonction obtenue par utilisation des courbes des figures 11, 12 et 13, ces dernières courbes étant basées sur une détermination de l'effet produit par le déplacement de l'encoche.

La figure 14 est un graphique montrant la relation entre les notes ou fréquences et la modification de l'emplacement de l'encoche pour trois par- tiels d'une autre tige à encoche.

' La figure 15 est une vue'schématique, en perspective, d'une forme d'exécution-de l'invention, le marteau étant omis.

La figure 16 est une vue de profil d'un des vibrateurs ou générateur de son de l'invention.,
Les vibrations mécaniques des différentes tiges sont captées par des dispositifs transformateurs, amplifiées et ensuite appliquées à un haut-parleur.

L'amplificateur peut filtrer et combiner les diverses vibrations de façon que le haut-parleur reproduise la note résultante désirée entendue par l'auditeur.

Comme la figure 4 le montre, une cloche de carillon du type "flamand" comporte un partiel de hum, un partiel situé une octave au-dessus du hum et dé- nommé 'fondamentale, unetierce mineure, une première octave au-dessus de la fonda- mentale, une tierce majeure, une quinte, une deuxième octave, une quinte, et une seconde octave au-dessus. Dans la forme d'exécution décrite, ces partiels peuvent être obtenus parl'utilisation de trois générateurs de son, les octaves ou par- tiels reliés harmoniquement étant obtenus principalement par:le,,générateur ou tige A. Les partiels sans relation harmonique peuvent être obtenus par le géné- rateur de timbre ou tige B.

Le générateur de son ou tige C peut être prévu pour obtenir l'effet d'impact ou de "frappe" voulu d'une note, quand les trois géné-

rateurs de son sont attaqués simultanément de manière à produire une note résul-' tante de type "flamand". Si on désire produire un son de harpe, qui ne comprend que des partiels reliés harmoniquement, on frappe la tige A de façon que le premier partiel soit le plus fort, ceci étant obtenu en utilisant un marteau frappant le générateur relativement à un ventre du premier partiel de façon que celui-ci soit le plus fort, un exemple étant donné à la figure 3.

Si on désire obtenir une note résultante de célesta ne comprenant que des partiels reliés harmoniquement, la tige A peut être frappée en un endroit rendant les troisième et quatrième partiels les plus forts, le marteau étant, à cet effet, localisé relativement à un ventre de ces partiels de façon que ceux-ci soient les plus forts, comme représenté à la figure 3. Quand le premier groupe de partiels est utilisé comme dans la forme d'exécution préférée de la présente invention, les positions du marteau précitées donnent les proportions d'amplitude correctes. La tige C peut être agencée de façon à produire, par elle-même, une note résultante du type à impact et à produire l'effet voulu d'impact ou de "frappe" quand elle est frappée en simultanéité avec les générateurs de son ou tiges respectives A et B.

Comme précité, il a été constaté que si les tiges générateurs de sons libres aux deux extrémités et reliées harmoniquement entre elles sont rectangulai- res, des encoches peuvent être pratiquées en des,endroits situés à une distance de chaque extrémité égale à 0,195 à 0,205 fois la longueur, afin que les partiels soient dans la relation simple ou d'octave désirée. D'autres types de générateurs peuvent. être traités de différentes manières pour obtenir la relation harmonique ou des partiels désirée. La figure 5 représente la relation entre les quatre premiers partiels et la localisation des encoches des tiges rectangulaires.

Il est à remarquer que lorsque des encoches sont pratiquées à une distance de chaque extrémité égale à 0,195 à 0,205 fois la longueur de la barre,-. les trois ou-quatre premiers partiels sont en substance en relàtion harmonique.

Tout écart peu important peut être corrigé par des poids ou par un autre traite- ment de la tige. Il est évident qu'on peut aussi obtenir d'autres relations de partiels en pratiquant des encoches conformément à la demande de brevet correspon- dante.

Dans une forme d'exécution, on utilise des barres ou tiges rectangu- laires. Des tiges différentes sont utilisées pour les partiels reliés harmonique- ment et pour.les générateurs de timbre.

Comme la figure 4 le montre, quand il s'agit d'une cloche de carillon, la tige B est accordée de façon que le premier partiel utilisé se trouve à un intervalle prédéterminé au-dessus du premier partiel de la tige A, ce partiel se trouvant une'tierce mineure au-dessus du partiel fondamental de la tige A.

Les générateurs de sons peuvent être assemblés de diverses manières.

Par exemple, les tiges ou générateurs A, B et C peuvent être groupés en des en- sembles séparés, comme indiqué schématiquement à la figure 6.

Comme les figures 1 et 2 le montrent, des barres ou tiges 11 libres aux deux extrémités et rectangulaires, sont montées sur une table horizontale 10.' La tige ou cloche A peut comporter des encoches 12,13 situées à une distance de l'une et de l'autre extrémité, égale à 0,195 à 0,205 fois la longueur. La tige ou cloche B peut être pourvue d'une encoche en un endroit donnant la relation non harmonique désirée en un point ou des points fixés par la figure 5. Comme précité, il est possible d'utiliser une tige rectangulaire pour constituer les générateurs de son A et B, si les dimensions de cette tige sont dans la proportion voulue, par exemple 2:1. On peut aussi ne pas utiliser de poids ou bien traiter autrement la tige B.

Les dispositifs de suspension des tiges près des deux extrémités peuvent être agencés de façon à exercer une force principalement dans le sens

horizontal ou dans le sens longitudinal de la tige. Un fil ou une corde flexible 14 peut être attachée à une extrémité du ressort 15, l'autre extrémité du ressort 15 étant fixée au têton 16. Le fil passe librement dans des têtons de guidage 17, 18 et est attaché à la tige en passant dans une ouverture 19 de celle-ci.

L'autre extrémité de la tige ou générateur peut être portée par un fil flexible 20 attaché à des têtons 21. Des pointes amortisseuses 23 peuvent être montées de façon à ce que les fils 20 frottent contre elles,ce qui amortit le mouvement du générateur. Quand une tige est frappée, des mouvements fonction de la force avec laquelle la tige est frappée lui sont communiqués, ces mouvements n'étant pas les partiels de la tige. La théorie démontre que les mouvements et les sons ainsi produits sont dus à une surexcitation de la tige et sont d'une courte durée. Les pointes 23 introduisent l'amortissement voulu du mouvement aux basses fréquences.

Divers types de transformateurs ou lecteurs électromécaniques peuvent être utilisés. La forme préférée de lecteur comprend une armature aimantée 27 (voir figures 2, 9) portée par le générateur, par exemple un aimant permanent en "Alnico" ou analogue, cette armature étant mobile relativement à une bobine de captation non magnétique 28. Quand une tige est mise en vibration, le mouvement de l'armature par rapport à la bobine fait que le flux de l'aimant coupant les spires de la bobine produit un signal dans celle-ci. La tige vibre dans une direction en substance perpendiculaire à l'axe de l'aimant. Le rendement de con- version du lecteur est élevé. En outre, si l'aimant est plus long que la bobine, l'amplitude de la tension induite dans la bobine est indépendante de la position de l'aimant à l'intérieur de la bobine.

On peut aussi prévoir des armatures de part et d'autre de la tige avec des bobines correspondantes. Un lecteur du type à réluctance est sensible à la position et amortit magnétiquement les partiels à basse fréquence indésirables. Les signaux des bobines de captation ou des lecteurs des différentes tiges peuvent être combinés et traités de manière à produire les notes résultantes choisies. Comme précité, le rapport des tensions captées par les différentes tiges peut être réglé électriquement, de manière à régler l'in- tensité des tierces mineures. Des lecteurs du type à capacité peuvent aussi être utilisés.

A titre-d'exemple de constitution d'un instrument-et à titre de description d'un arrangement permettant la production d'une note résultante de la gamme, la tige A servant à la production de quatre partiels à relation harmo- nique comme décrit à la figure 4 pour l'obtention d'une note résultante de carillon peut avoir son marteau localisé approximativement comme représenté sché- matiquement en 50 de la figure 3. La figure 3 donne la position approximative des noeuds des quatre premiers partiels d'une tige aux deux extrémités libres.

S'il faut produire une note de cloche de carillon, le marteau de la tige B est appliqué en simultanéité avec celui de la tige A, la tige B fournissant les partiels sans relation harmonique ou de timbre, comme indiqué à la figure 4.

Le marteau de la tige C doit être actionné en même temps, la tige C fournissant une tierce majeure du partiel à l'optave du second partiel de la tige A et une quinte du partiel fondamental. De préférence, la tige C est agencée de façon que ses vibrations soient rapidement amorties. Une note résultante de ce genre possède des partiels à relation harmonique et à relation inharmonique.

Si on désire produire une note résultante de harpe, le marteau de harpe de la tige A peut être placé près de l'extrémité de la tige, comme en 51 (figure 3), ce qui donne la relation voulue des amplitudes des quatre premiers partiels pour que le premier et le second partiels soient les plus forts. Si on désire produire une note résultante de célesta, le marteau de célesta peut être localisé le long de la tige A, par exemple comme indiqué en 52 (figure 3).

Dans ce cas, le marteau est plus proche des ventres des troisième et quatrième partiels de façon que l'amplitude de ces partiels soit la plus forte, comme il est nécessaire dans le cas d'une note résultante de ce genre.

A côté de ces combinaisons, il est aussi possible de frapper unique- ment la tige C de manière à produire une note résultante ayant un timbre de staccato, On peut aussi frapper uniquement la tige B de manière à produire une note de percussion avec une tierce mineure puissante. Si on actionne le marteau de célesta de la tige A en même temps que les marteaux des tiges B et C, on ob- tient une note de cloche de carillon résultante avec un hum atténué. Si on action- ne le marteau de harpe de la tige A en même temps que les marteaux des tiges B et C on obtient une note de cloche de carillon résultante avec un hum accentué.

On peut aussi actionner le cadre ou marteau de cloche de la tige A et le marteau de la tige B pour produire une note de cloche de carillon résultante avec un effet d'impact ou de "frappe" réduit. On constate donc qu'on peut produire des notes résultantes ayant uniquement des partiels à relation harmonique, des notes résultantes avec des partiels à relation non harmonique, et de nombreuses combi- naisons de celles-ci. En outre, avec le dispositif d'arrêt ou de commutation décrit ci-après, il est possible d'utiliser simultanément les divers sons carac- téristiques des générateurs à volonté pour une note de la gamme, ou bien de les utiliser séparément ou en diverses combinaisons.

Comme représenté schématiquement à la figure 5, on peut utiliser un clavier dont chaque touche correspond à une note résultante de la gamme et com- prenant, par exemple, vingt cinq notes, soixante et une notes, etc. Il est aussi possible de disposer deux ou plusieurs claviers en parallèle. Un instrument de ce genre est dénommé à plusieurs claviers.

Le clavier représenté schématiquement en 53 à la figure 6 est relié électriquement aux différents ensembles par l'intermédiaire du mécanisme de registre ou de commande 54 servant à la sélection des marteaux,des générateurs de son et à leurs combinaisons. La figure 6 représente schématiquement le clavier et le mécanisme de commande reliés à l'ensemble de tiges A 55, à l'ensemble de tiges B 56 et à l'ensemble de tiges C 57. Les lecteurs électromécaniques des ti- ges ou générateurs de son des divers ensembles peuvent être reliés à un amplifi- cateur 58 associé à des circuits filtres et à tension réglable 58 A. L'amplifi- cateur 58 peut être connecté à tout type convenable de haut-parleur 59.

Un exemple de circuit de registre ou de commande ou mécanisme est représenté schématiquement à la figure 7. L'opération relative à la production d'une note de la gamme est décrite ci-après, les autres notes pouvant être pro- duites d'une façon semblable par actionnement des touches correspondantes. Il va de soi que l'impression sonore est produite par=le'haut-parleur.Le balancier représenté schématiquement en 3b se déplace vers la gauche quand la touche ou levier correspondant est actionné; ce type de touche étant bien connu, il est in- utile d'en décrire les détails. A chaque touchu d'une'note de la gamme corres- pondent des balanciers.

Des "barettes", boutons ou manettes de registre 32, 33, 34, 35,36, 37 peuvent se trouver près du clavier de façon à pouvoir 'être facilement actionnés par la personne jouant de l'instrument. Si on désire tirer des notes résultantes des générateurs de son B seulement, on actionne le regis- tre 32. Ceci ferme un circuit allant de la ligne 38, par la ligne 39 et le solé- node de ebulisse 40 à la ligne 41, les lignes 38 et 41 étant reliées à une source d'énergie destinée à l'excitation des divers solénoïdes de coulisse.

Quand le solénoïde 40 est excité, une coulisse représentée schématiquement en 62 (figure 7) et partiellement en 62A (figure 8) est déplacée vers la droite de manière à rapprocher les divers contacts 44C2 , 44C#/2, 44D2, etc. plus près de leur balancier respectif que les contacts 4402, 46C2, 47C2 et 4802, avec les contacts associés pour les autres notes sur les autres coulisses. Dans la forme d'exécu- tion représentée, les contacts, le contact 44C par exemple, peuvent consister en une lame de ressort métallique verticale qui se déplace facilement vers la gauche (figure 8) quand le balancier 30C se déplace vers la gauche sous l'ac tionnement de la touche C@(non représenté).

La figure 8 représente la coulisse 62A déplacée vers la droite et le balancier 3002 amené vers la gauche sous

l'effet de l'actionnement de la touche correspondante. Les balanciers sont en une matière conductrice ou ont une face conductrice pour établir un circuit entre les lames de contact
La ligne 49 est la ligne ou alimentation commune venant d'une;source d'énergie destinée à exciter les solénoïdes des marteaux,la barre commune 60 ayant des 'contacts ou lames verticales comme en 61C2,61CH/2, etc. Quand un balan- cier continue à se mouvoir vers la gauche sous 11 ment d'une toucheil fait d'abord contact avec la lame de la coulisse déplacée et ensuite avec la lame commune.

Par exemple, si la touche C2 est actionnée, le balancier 30C2, touche d'abord la lame de contact 44C2 et ensuite la lame 61C2, de manière à établir un circuit, par le balancier 30V2, vers le solénoïde du marteau de cloche 80, par l'intermédiaire des lignes 49 et 81. La coulisse 62 peut être pourvue d'un ressort de rappel 62' qui la ramène vers la gauche, lors de la coupure du solénoïde 400
En outre, simplement à titre d'exemple, chacun des contacts de la coulisse 63 peut être connecté aux solénoïdes respectifs des marteaux des géné- rateurs de son B, la coulisse 64 étant prévue pour les générateurs de son C, la coulisse 65 pour les marteaux de harpe de la tige A et la coulisse 66 pour les marteaux de célesta de la tige ou générateur de son A.

Par conséquent, quand un registre ou une combinaison de registres excite les solénoïdes de coulisse res- pectifs, lors de l'actionnement de la touche du balancier, le contact est établi avec les marteaux respectifs.

Quand on désire frapper les trois tiges de manière à produire une note résultante de carillon, le registre 37 peut être enfoncé de manière à fermer le circuit passant par la ligne 38, la ligne 67, le solénoïde ou relais 68, une source d'énergie et la ligne 69. Ceci excite le relais 70 qui court-circuite les registres 32, 33 et 34 de manière à actionner les coulisses 62, 63 et 64. Quand le registre 37 est utilisé, en actionnant une touche de manière à produire des notes résultantes de carillon, le marteau de cloche de la tige A et les marteaux des tiges B et C correspondants sont actionnés simultanément de manière à produire les partiels représentés à la figure 4. Diverses combinaisons de registres et de relais pourraient aussi être utilisées pour obtenir d'autres arrangements de registres.

D'autres jeux de registres peuvent être utilisés pour les autres cla- viers si on le désire.

Il est clair que de nombreuses combinaisons de notes résultantes peuvent être produites. En outre, les générateurs de son peuvent être choisis et accordés de manière à obtenir les extinctions de partiels relatives désirées.

En utilisant l'appareil décrit ci-dessus, on obtient un instrument à sons mul- tiples à percussion produisant des effets musicaux n'ayant jamais été atteints jusqu'ici.

Les encoches 121,121 (fig. 16) sont pratiquées, dans la tige 120, en un endroit décrit en détail ci-après. La tige peut être maintenue par exemple à l'aide de fils ou cordes tendues 122, ces cordes de fixations étant attachées à un cadre 123 de toute manière convenable. Dans la forme d'exécution représentée utilisant à la fois des vibrations provenant des faces W et N, le marteau 124 est agencé de façon que la pointe 125 frappe une arête de la tige 120 ou frappe la tige suivant une 'direction faisant un certain angle avec les plans des faces W et N. Si on n'utilise que les partiels de la face W, on peut s'arranger de fa- çon que le marteau frappe la tige suivant ùne direction perpendiculaire à la face W.

Des études théoriques faites suite à la présente découverte montrent que chaque point d'une tige vibre avec un mouvement harmonique simple ou y = amplitude x cos 2lTft où f = fréquence et t = temps;

en faisant la substitution, on obtient : y = A sin 2#/1x cos 2#ft, où 1 ) longueur. ces relations sont très complexes pour une barre telle qu'une tige libre aux deux extrémités et peuvent s'exprimer par l'équation : y = X(x) cos 2#ft où x est la fonction d'amplitude, x la coordonnée le long de la tige et f la fréquence.

Le groupe de fonctions qui en résulte et qui définit la forme d'une tige aux deux extrémités libres en vibration, est dénommé le groupe de fonctions normales de la tige. En définissant la fréquence, les rapports entre énergie potentielle etésergie einétique peuyent être considérés au cours de la vibration de la tige. L'inertie et le module d'élasticité de la matière dont la tige se compose interviennent. Durant un cycle de vibrations d'une tige, l'énergie totale est à un moment entièrement cinétique et à un autre moment entièrement potentielle.

Si les formes des fonctions caractéristiques sont connues, les fréquences peuvent être déterminées.

Si les encoches sont très proches des extrémités d'une tige aux ex- trémités libres dont les déplacements sont relativement grands et les courbures relativement petites, il y a tendance à relèvement de la fréquence. Si les en- coches sont situées à un endroit de grande courbure mais de faible déplacement, la fréquence diminue. Les déplacements et les courbures de la barre sont diffé- rents pour chacun des trois premiers partiels.

Les expressions de la fréquence contenues dans la dimension p pour chacun des trois premiers partiels d'une tige à encoches, peuvent s'écrire :
EMI8.1
où P.. , PO2, PO3 concernent le facteur de fréquence d'une tige sans encoches.

#X est la largeur-de l'encoche , A est la surface de la barre sans encoche, et A' est la surface de'la section affaiblie; I est le moment d'inertie de la section sans encoche, et Il-est le moment d'inertie de la section avec encoche.

La simplification de ces équations donne :
EMI8.2

où on a substitué, sans (1), (2), (3), les relations de moment d'inertie pour une tige rectangulaire, ainsi que
EMI9.1
Pour avoir une relation simple ou d'octave,
EMI9.2
p ¯ 2pi ; P3 = 2p = Api en divisant et résolvant ainsi les équations, on peut écrire-:
EMI9.3
Les indices indiquent le partiel considéré, I est le facteur d'inertie, # est une fonction dérivée seconde, est une*.-fonction, et g est une fonction de la dimension d'encoche et de l'inertie.

Les courbes des figures 11, 12 et 13 ont été tirées de la formule ci-avant en utilisant la forme des courbes déterminée expérimentalement, comme représenté à la figure 14. La figure 14 montre l'effet du déplacement des encoches par rapport aux extrémités de la tige. Ilcest à remarquer qu'avec les encoches utilisées à la figure 14, les trois premiers partiels sont en relation d'octave quand les encoches se trouvant à 0,21, les distances X et Y étant en substance égales. Les courbes ont été obtenues en reportant les résultats donnés par un stroboscope.

L'équation (7) ne peut être résolue numériquement mais peut être déterminée graphiquement comme à la figure 10, le point de passage de l'axe 0 étant la valeur de x pour laquelle l'équation est satisfaite,
La figure 10 représente plusieurs courbes correspondant à des carac- téristiques d'encoches de tiges légèrement différentes mais s'avérant comme satis- faisantes, et on peut constater que la relation d'octave est obtenue quand les encoches se trouvent à une distance de l'extrémité de la barre égale à 0,195 à 0,205 fois la longueur. Les facteurs d'encoche utilisés ont été choisis de ma- nière à représenter différentes épaisseurs de lame, ce qui représente une varia- tion de l'épaisseur de la barre (n) relativement à l'épaisseur de la barre à hauteur de l'encoche (a, figure 15).

Il va de soi.que les courbes peuvent donner d'autres rapports de partiels.

Il va de soi que différents détails de construction peuvent être modifiés sans sortir du cadre de l'invention.

REVENDICATIONS.

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims

1.- Dans un instrument de musique électrique destiné à produire plusieurs notes résultantes de percussion de la gamme, la combinaison comprenant plusieurs générateurs de son de percussion construits et arrangés de manière à produire des notes résultantes avec des partiels reliés harmoniquement et non harmoniquement, et des moyens pour actionner sélectivement, en simultanéité ou <Desc/Clms Page number 10> individuellement, ces générateurs de son et pour utiliser les sons caractéristiques de ces générateurs de son pour produire les notes résultantes désirées.

2.- Dans un instrument de musique électrique destiné à produire plu- sieurs notes résultantes de percussion de la gamme, la combinaison comprenant plusieurs générateurs de son destinés à être actionnés sélectivement pour chaque note résultante, des moyens de frappe de chacun de ces générateurs de son, des transformateurs électromécaniques pour capter électriquement les vibrations de chaque générateur de son, les moyens de frappe et les transformateurs étant con- struits et arrangés en relation avec ces générateurs de son de manière à produire des notes résultantes avec des partiels à relation harmonique et non'harmonique, et des moyens pour actionner simultanément ou individuellement ces générateurs de son.

3.- Dans un instrument de musique électrique destiné à produire plu- sieurs notes résultantes de percussion de la gamme, la combinaison comprenant plusieurs générateurs de son destinés à être actionnés sélectivement pour chaque note de la gamme, ùn de ces générateurs de son pour chaque note de la gamme ayant ses quatre premiers partiels en relation simple d'octave, des dispositifs pour frapper ces générateurs de son suivant des répartitions choisies, des moyens pour capter électriquement ces quatre partiels et les utiliser pour la production d'une note résultante, des moyens pour capter les vibrations provenant des autres géné- rateurs de son , et un moyen pour actionner simultanément ou t individuellement ces générateurs de son pour une'note de la gamme.

4.- Dans un instrument de musique électrique destiné à produire plu- sieurs notes résultantes de percussion de la gamme, la combinaison comprenant plusieurs générateurs de son pour chaque note résultante destinés à -avoir leurs partiels sélectivement combinés, un de ces générateurs de son pour cnaque note de la gamme à reproduire ayant ses quatre premiers partiels en relation d'octave, un autre) de ces générateurs de son pour la dite note étant accordé de manière à se trouver à une distance prédéterminée du générateur de son dont les quatre premiers partiels sont en relation d'octave, des moyens pour frapper ces généra- teurs suivant des répartitions choisies, des dispositifs transformateurs pour la captation des partiels,

des moyens d'amplification des quatre premiers partiels en vue de la reproduction de ceux-ci, et un moyen pour actionner simultanément ou individuellement ces générateurs de son.

5.- Dans un instrument de musique électrique destiné à produire plu- sieurs notes résultantes de percussion d'une gamme, la combinaison comprenant plusieurs générateurs de son pour chaque note, un moyen de captation du premier partiel d'un des dits générateurs pour chaque note de la gamme et d'utilisation sélective du dit premier partiel de chaque note, et des moyens pour frapper les dits générateurs de son de manière à produire des sons complexes avec des partiels à relation harmonique et avec des partiels autres que ceux à relation harmonique.

6.- Dans un instrument de musique électrique destiné à produire plu- sieurs notes résultantes de percussion d'une gamme, la combinaison comprenant plusieurs générateurs de son destinés à être actionnés de manière à produire chaque note de la gamme, un des dits générateurs pour chaque note de la gamme ayant ses quatre premiers partiels en relation d'octave et un autre des géné- rateurs pour chaque note de la gamme ayant ses partiels à une distance prédéter- minée au-dessus du premier générateur de son, des moyens transformateurs pour la captation électrique des quatre premiers partiels d'un- des générateurs pour chaque note de la gamme et pour l'utilisation sélective de ces partiels dans chacune des notes résultantes,

et des moyens pour frapper les générateurs de son de manière à produire des sons complexes avec des partiels à relation harmonique et d'autres sans relation harmonique.

7.- Dans un instrument de musique électrique destiné à produire plu-- sieurs notes résultantes de percussion d'une gamme, la combinaison comprenant <Desc/Clms Page number 11> plusieurs notes, la combinaison comprenant plusiéurs générateurs de son libres aux deux extrémités pour produire chaque note résultante,un de ces générateurs de son étant pourvu d'une encoche à une distance de chaque extrémité égale à 0,195 à 0,205 fois la longueur de la tige de façon que les quatre premiers par- tiels soient en relation d'octave, un moyen pour utiliser-'le premier groupe de partiels de la tige dans la note résultante produite par celle-ci, un second générateur de son pour chaque note accordé à une distance prédéterminée au-dessus du premier générateur de son, des moyens pour frapper sélectivement ces généra- teurs,

et des moyens pour transformer les vibrations de ces générateurs de manière à produire des sons complexes avec et sans partiels à relation harmonique.

8. - Dans un instrument de musique électrique destiné à produire plu- sieurs notes résultantes, la combinaison comprenant plusieurs générateurs de son pour chaque note résultante à reproduire, un de ces générateurs de son étant un générateur d'octave et ayant des sons en relation 1, 2, 4 et 8, un'-deuxième de ces générateurs étant:un générateur de timbre ayant des sons dans un rapport voulu avec le dit générateur d'octave, un générateur de son d'impact, et des moyens pour frapper sélectivement ces générateurs de manière à produire des notes résultantes ayant des partiels à relation harmonique et des notes résultantes sans partiels à relation harmonique.

90- Dans un instrument de musique électrique pour produire plusieurs notes d'une gamme, la combinaison comprenant plusieurs générateurs de son pour chaque note résultante de la gamme, un de ces générateurs étant un générateur d'octave et ayant ses partiels en rapport 1, 2, 4 et 8, un deuxième de ces gé- nérateurs étant un générateur de tdmbre ayant des partiels en une relation in- harmonique voulue avec le générateur d'octave, un générateur de son d'impact ayant des partiels de courte durée, et des moyens pour frapper sélectivement ces générateurs de manière à produire plusieurs notes résultantes.

10.- Dans un instrument de musique électrique destiné à produire plusieurs notes résultantes d'une gamme, la combinaison comprenant plusieurs générateurs de son consistant en des tiges libres aux deux extrémités et servant à produire chaque note résultante de la gamme, un de ces générateurs de son étant un générateur d'octave et portant une encoche à une distance de chaque extrémité égale à 0,195 à 0,205 fois sa longueur de façon que son premier groupe de par- tiels soit dans un rapport 1, 2 ,4 et 8, un second de ces générateurs étant un générateurdétimbre ayant des partiels consistant en une tierce mineure et en une octave relativement au générateur d'octave, un générateur de son d'impact,

et des moyens pour frapper sélectivement ces générateurs de son de manière à produire des notes résultantes ayant des partiels à relation harmonique et des notes résultantes sans partiels à relation harmonique.

11.- Dans un instrument de musique électrique destiné à produire plusieurs notes résultantes, la combinaison comprenant plusieurs générateurs de son consistant en des tiges libres aux deux extrémités et destiné à produire chaque note résultante de la gamme, un de ces générateurs de son étant un géné- rateur de partiels d'octave 'et comportant une encoche à une distance de'chaque extrémité égale à 0,195 à 0,205 fois sa longueur de façon que ces partiels géné- rateurs de son soient dans un rapport 1, 2, 4 et 8, un deuxième de ces généra- teurs étant un générateur de timbre ayant un son consistant en une tierce mineure relativement à ce générateur d'octave, un générateur de son d'impact,

et des moyens pour frapper sélectivement ces générateurs de son de manière à produire des notes résultantes avec des partiels à relation harmonique et des notes résul- tantes sans partiels à relation harmonique.

12.- Dans un instrument de musique électrique destiné à produire plusieurs notes résultantes, la combinaison comprenant plusieurs générateurs de son consistant en des tiges libres aux deux extrémités et capables d'être action- nées pour chaque note résultante de la gamme, un de ces générateurs étant un .générateur d'octave et comportant une encoche à une distance de chaque extrémité <Desc/Clms Page number 12> égale à 0,195 à 0,205 fois sa longueur de façon que ces partiels générateurs de ;

son soient dans un rapport 1, 2, 4 et 8, un deuxième de ces générateurs étant un générateur de timbre avec un partiel constituant une tierce mineure relativement au générateur d'octave, un générateur de son d'impact ayant des partiels de courte durée, et des moyens pour frapper sélectivement ces générateurs de son de manière à produire des notes résultantes avec des partiels à relation harmonique et des notes résultantes sans partiels à relation harmonique..

13.- Dans un instrument de musique électrique destiné à produire plu- sieurs notes résultantes de la gamme, la combinaison comprenant des touches pour chaque note de la gamme, plusieurs générateurs de son pour chaque note résultante de la gamme, un de ces générateurs de son étant construit et arrangé de manière à produire des partiels à relation harmonique, ce générateur de son ayant plu-' @ sieurs marteaux pouvant être actionnés sélectivement et répartis sur sa longueur pour faire varier la relation d'amplitude des partiels, un second générateur de son ayant des moyens de frappe pouvant être actionnés sélectivement, et des moyens pour sélectionner les marteaux actionnés par une touche individuelle pour produire des notes résultantes avec des partiels à relation harmonique ou sans partiels à relation harmonique.

14.- Dans un instrument de musique électrique à sons multiples des- tiné à produire plusieurs notes résultantes de l'échelle, la combinaison compre- nant plusieurs touches pour jouer les notes de la gamme, plusieurs générateurs de son destinés à être actionnés pour chaque note résultante de la gamme, des moyens de frappe pour chaque générateur de son, au moins un de ces générateurs ayant des moyens de frappe en différents endroits de sa longueur, des moyens de captation électrique des vibrations de chaque générateur de son, ces moyens de captation étant arrangés relativement aux générateurs et aux moyenstde frappe de manière à produire des notes résultantes avec des partiels à relation harmonique et des notes résultantes sans partiels à relation harmonique,

et un dispositif de commutation pour sélectionner divers moyens et combinaisons de ceux-ci pour frapper ces générateurs de son quand la touche d'une note est actionnée.

15.- Dans un instrument de musique électrique'à sons multiples compre- nant plusieurs touches et.destiné à produire plusieurs notes résultantes de per- cussionde la gamme, la combinaison comprenant plusieurs générateurs de son à percussion pour chaque note résultante de la gamme, un de ces générateurs pour chaque note ayant ses quatre premiers partiels en relation d'octave et ayant plusieurs moyens de frappe disposés en longueur pour produire différentes ampli- tudes relatives des partiels en fonction de l'actionnement des moyens de frappe, un de ces générateurs de son ayant un partiel consistant en une tierce mineure au-dessus du.second partiel du premier générateur de sons mentionné,

un de ces générateurs de sons pour une note ayant ses partiels disposés de façon à avoir une quinte au-dessus du second partiel et une tierce majeure au-dessus du troi- sième partiel du premier générateur de sons mentionné et ayant des moyens de frappe localisés de manière à produire un son d'impact, et des moyens de commu- tation pour actionner les générateurs de sons d'une note individuellement et en combinaison quand une touche correspondant à la note est actionnée.

16.- Dans un:'instrument de musique électrique à sons multiples com- prenant plusieurs touches et destiné à produire plusieurs notes résultantes de percussion, la combinaison comprenant plusieurs générateurs de sons à percussion pour chaque note résultante de la gamme, un de ces générateurs pour chaque note ayant sesquatre premiers partiels dans un rapport prédéterminé et ayant plusieurs moyens de frappe pour frapper ceux-ci en divers endroits relativement aux ventres de manière à produire des amplitudes de partiels correspondant au moyen de frappe actionné, un secondtde ces générateurs de sons étant accordé à une:

hauteur pré- déterminée relativement au premier générateur de sons mmentionné de manière à produire des partiels non harmoniques, un moyen de frappe pour le second géné- rateur, un troisième générateur de sons ayant ses partiels accordés relativement <Desc/Clms Page number 13> au premier générateur de sons mentionné de telle façon que, lorsqu'il est frappé, en combinaison avec ce dernier, on obtienne un effet d'impact, un moyen de frappe pour le troisième générateur, et un moyen de commutation pouvant être déplacé de manière à connecter les dits moyens de frappe, suivant plusieurs combinaisons; à des dispositifs d'actionnement de frappe, quand une touche correspondant à la note est actionnée.

17. Dans un instrument de musique électrique comprenant des moyens de frappe d'un de ses générateurs de sons, la combinaison comprenant un géné- rateur de sons aux deux extrémités-libres, des moyens connectés près de chaque extrémité de ce générateur et maintenant celui-ci dans un plan en substance ho- rizontal, comprenant des moyens flexibles reliés à ce générateur et à un dispo- sitif fixe, et des pointes contre lesquelles les dits moyens flexibles viennent frotter en vue d'amortir le mbuvement.

18.- Dans un instrument de musique électrique destiné à produire plusieurs notes résultantes de percussion de la gamme, la combinaison comprenant plusieurs générateurs de sons pour chaque note résultante destinésà avoir leurs partiels combinés sélectivement, un de ces générateurs de sons pour chaque note de la gamme à reproduire ayant des quatre premiers partiels en relation d'octave, un autre de ces générateurs de sons pour la dite note étant accordé à une distan- ce prédéterminée du générateur de sons ayant ses quatre premiers partiels en relation d'octave, des moyens de frappe des dits générateurs suivant des répar- titionschoisies, des transformateurs captant les dits partiels, un moyen ampli- fiant ces quatre premiers partiels pour les reproduire,

un moyen pour régler la tension provenant du transformateur de manière à faire varier l'intensité des divers partiels, et des moyens pour actionner simultanément ou individuellement les générateurs de sons.

19.- Dans un instrument de musique électrique à sons multiples com- prenant plusieurs touches de notes, des générateurs et plusieurs moyens de frappe pour ceux-ci, la combinaison comprenant le moyen de commutation avant plusieurs éléments de commutation sélectivement amovibles, chaque élément étant connecté à un moyen de frappe pour une note de la gamme, un élément de commutation commun, et un moyen pouvant être actionné par une touche pour la note, venant d'abord en contact avec les éléments de commutation ayant.

été déplacés et ensuite avec 1' élément de commutation commun, de façon que le moyen de frappe sélectionné soit actionné simultanémento 20.- Dans un instrument de musique électrique à sons de cloche, la combinaison comprenant une tige rectangulaire libre aux deux extrémités et pour- vue d'encoches à une distance de chaque extrémité égale à 0,195 à 0,205 fois sa longueur de façonr qu'au moins les trois premiers partiels soient en relation d'octave quand la tige est frappée, une seconde tige qui, lorsqu'elle est frappée, produit des partiels non en harmonie avec ceux de la première tige, et des moyens de frappe des dites tiges.

21.- Dans un appareil du type décrit, des moyens pour actionner sélectivement plusieurs générateurs de sons pour chaque note suivant diverses com- binaisons, de manière à constituer un instrument à sons multiples.