DK163401B - Pickupsystem til musikinstrumenter, navnlig til stole paa strengeinstrumenter, samt instrument eller instrumentdel med et saadant system - Google Patents

Description

DK 163401 B

Den foreliggende opfindelse angår et pickupsystem til musikinstrumenter, navnlig til anbringelse i forbindelse med strengeinstrumenters stole, omfattende en eller flere mikrofoner til individuelt justerbar 5 montering på musikinstrumentet. Det er velkendt, at lydsvingninger af strenge og i instrumentkasser kan aftastes med egnede mikrofoner eller transducere med henblik på en elektrisk forstærket gengivelse af lyden, men det er også kendt, at der herved er en del problemer 10 med hensyn til korrekt gengivelse af klangfarve og styrkeforhold mellem flere lokale lydkilder såsom de enkelte strenge på et flerstrenget musikinstrument.

Forkert aftastede styrkeforhold kan ganske vist korrigeres ved selektiv dæmpning af signalerne fra de for-15 skellige transducere tilknyttet de enkelte lydkilder, men en sådan elektrisk dæmpning rummer i sig selv visse problemer med hensyn til nødvendigt dæmpningsudstyr, støjgenerering og interferensfænomener i et parallelt-forbundet system af transducere. For så vidt angår en 20 korrekt aftastning og gengivelse af klangfarven er det ingenlunde givet, at dette vil være opnåeligt ved anbringelse af en i øvrigt udmærket mikrofon på et formodet passende sted af instrumentet, idet klangfarven meget vel kan være bestemt eller medbestemt ved lydbøl-25 ger, som går gennem eller langs den pågældende instrumentf ladedel uden at ytre sig udefter til mikrofonen.

Der kendes allerede pickupsystemer med mikrofoner eller transducere, som er justerbart anbringelige på eller imod overfladen af en instrumentdel, se 30 US-A-4,356,754. Der kan herved opnås en vis differentie ring af den effektive følsomhed af mikrofonerne alt efter deres placering, men det gælder også her, at de opfangede signaler er begrænset til de svingninger, der ytrer sig ved en vibration af bærefladen vinkelret på 35 denne.

Ved nærværende opfindelse tilstræbes det at angive 2

DK 163401 B

et pickupsystem, som udmærker sig ved en sådan anbringelighed og indstillelighed, at der på enkel' måde kan opnås både en mulighed for en rent akustisk attenuering af aftastningssignalet og en mulighed for en justering· 5 til optimeret gengivelse af instrumentets klangfarve, og dette pånås ifølge opfindelsen ved, at pickupsystemet er indrettet som angivet i den kendetegnende del af krav 1.

Der er herved tale om, at den eller de betragtede mikrofoner er anbringelige i snævert passende holdehul-10 ler i en relevant del af det pågældende instrument, og at der herved kan aftastes lydsvingninger, som forplanter sig langs med den pågældende fladedel i en eller anden hovedretning deri. Da mikrofonen er drejeligt anbragt i optagehullet kan man empirisk bestemme en 15 optimal vinkelstilling af den retningsbestemte mikrofon, ved hvilken der opnås en ønsket individuel dæmpning af det aftastede signal, henholdsvis en individuel korrektion af den af tastede og gengivne klangf airve.

Da transducerne er monteret i cylindriske huller kan 20 de endvidere justeres med hensyn til deres indtrængningsdybde i hullerne, og også herved udføres en dæmpnings- og/eller klangfarvejustering.

Ved en hovedanvendelse af opfindelsen er der tale om, at en transducer placeres umiddelbart under hver af 25 strengene i stolen på et strengeinstrument, da man netop herved kan løse det problem, som ligger i at få signalerne fra de enkelte strenge afstemt passende indbyrdes, uden anvendelse af elektriske dæmpningsindretninger. Ved den nære kontakt med stolen i de respektive strenges 30 nærfelter kan transducerne afgive ganske kraftige udgangssignaler, når de er orienteret i de primære lydveje fra strengene ned langs stolen, medens samme signaler kan dæmpes ved den nævnte rent mekaniske justering af transducernes orientering og monteringsdybde. I stolen 35 optræder også sekundære svingninger som reflektion fra klangkassen, og netop herved har transducerne mulighed 3

DK 163401 B

for også at aftaste instrumentets klangfarve.

Monteringen i nærfeltet af strengene byder på den fordel, at det overvejende er den egentlige instrumentlyd, -der aftastes, medens støjlyde f.eks. fra fingersæt-5 ning på et gribebræt, kun i ringe grad vil forplante sig til transducerne.

Et pickupsystem ifølge opfindelsen kan være opbygget med små og helt kompakte transducere, der kan monteres på enkel måde uden indgriben i instrumentkonstruk-10 tionen og uden at ændre instrumentets akustiske karakteristika, ligesom transducerne kan være ufølsomme overfor ydre støjkilder, herunder brum fra vekselstrømfelter og elektrisk støj fra lysanlæg. Transducerne kan optimeres eller minimeres til forskellige instrumenttyper ud fra 15 instrumentets laveste lydfrekvens, og de kompakte transducere viser sig at kunne reagere egalt, dvs. på ensartet måde for alle frekvenser. Det har endda vist sig, at gengivelsen af lige kraftige toner ved henholdsvis pitzikering og buestrygning er ensartet, hvilket ellers 20 ikke altid er tilfældet.

En foretrukket udførelsesform for de kompakte transducere er angivet i krav 2-4.

Jfr. krav 6 og 7 angår opfindelsen tillige et musikinstrument eller en instrumentdel såsom en strenge-25 stol, der er formonteret med de omhandlede transducere.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken fig.l er et perspektivbillede af en stol til en kontrabas forsynet med et pickupsystem ifølge opfindel-30 sen, fig.2 et længdesnit gennem en af de i dette system benyttede transducere, fig.3 et endesnitbillede af samme, og fig.4 et planbillede af den i fig.l viste stol.

35 I fig.l er vist en stol 2, under hvis strengehak 4 der er anbragt respektive transducere 6 med forbindel- 4

DK 163401 B

sesledninger 8 til en fælles stik 10 for tilslutning til en forstærker. Transducerne 6 er udført som små, faste cylinderelementer, der er indsat i pashuller i stolen og hver har en radialt udstående rørdel 12, der virker både 5 som udføringsstuds for ledningen 8 og som betjeningshåndgreb ved monteringen og en følgende justering af transducerens stilling i det tilhørende pashul.

Den nærmere indretning af transducerne er vist i fig. 2 og 3. Cylinderkroppen 6 består af to halvcylind-10 riske blokke 14, mellem hvilke der er indlejret et par piezoelektriske krystalskiver 16, der ved hjælp af en elektrisk ledende epoxylim er fastlimet til en mellem-1 liggende metalfolie 18, ligesom skiverne 16 på ydersiden er ledende limforbundet med de respektive blokke 14.

15 Udenom kanterne af skiverne 16 er anbragt en isolerende udstøbningsmasse 20, og blokkene 14 er desuden sammenholdt ved hjælp af påloddede endeskiver 22 og 24. Midterfolien 18 udgør piezoelementets "varme" elektrode, der er forbundet med den centrale leder 26 i et fra-20 førende koaksialkabel 8, hvis skærmleder 28 er forbundet med det metalliske bloksystem omkring krystalskiverne 16. Metaldelene 14,22,24 består fortrinsvis af messing, hvori lydhastigheden er næsten den samme som i træ. det vil forstås, at krystalskiverne 16 vil registrere tryk-25 variationer mellem blokdelene 14 i retning vinkelret på pladernes plan, og at sådanne variationer vil overføres til transduceren fravæggen af det omgivende pashul. Det skal her særligt bemærkes, at den forreste faste endeskive 24 på transduceren er temmelig tynd, således at 30 den ikke vil sammenlåse blokkene 14 mod at overføre de pågældende trykvariationer til krystalskiverne 16. eventuelt kan endda denne frontskive 24 helt undværes og erstattes med den størknede udstøbningsmasse 20.

Røret 12 er let bagudskrånende, hvorved det er let 35 at gribe for drejning og forskydning af transducerkroppen i monteringshullet. Hullerne bør tildannes med

DK 163401B

5 ganske stor nøjagtighed, således at transducerne kan indsættes med god og friktionsgivende pasning uden at der opstår væsentlige spændinger i træet.

I fig. 5 er vist en netop anslået streng 30, hvor-5 fra en frontbølge 32 udbreder sig gennem stolen 2. Den tilhørende transducer 6 er vist med sin akse beliggende på tværs af bølgens udbredelsesretning på det pågældende sted, dvs. transduceren vil gengive signalet med mærkbar dæmpning. Til højre er vist en klingende streng 34 med 10 tilhørende bælgemønster i stolen, herunder punkteret viste bølger stammende fra instrumentets klangkasse. Den pågældende transducer 6 er her orienteret med sit aktive akseplan gående gennem strengen hvorved transduceren afgiver et signal med fuld styrke; denne vil dog også 15 være afhængig af, om transduceren er indskudt mere eller mindre i pashullet.

Arealet af krystalskiverne 16 kan vist være ca. halvdelen af diametralarealet af transduceren, og skivearealet og -tykkelsen kan være afpasset til, at trans-20 duceren skal kunne gengive instrumentets dybeste toner, idet transducerens nedre grænsefrekvens er bestemt af krystalstørrelsen. Til brug ved en kontrabas, hvis dybeste streng er på 41,2 Hz, kan fremstilles en transducer med længde 12 mm og diameter 5 mm og med 30 Hz som 25 nedre grænsefrekvens, medens målene for violintransducere kan være så små som 3 x 5 mm, nemlig med en nedre grænsefrekvens på 135 Hz, som er noget mindre end frekvensen 196 Hz for violinens dybeste streng.

Transducernes øvre grænsefrekvens kan være højere 30 end 30 kHz, og de kan frembringe et helt lineært signal mellem grænsefrekvensområderne. Ved den omtalte foretrukne udførelsesform med to krystalskiver er signalstørrelsen ca. 100 mV over 1 Mohm.

Claims (7)

1. Pickupsystem til musikinstrumenter, navnlig til anbringelse i forbindelse med strengeinstrumenters stole (2), omfattende en eller flere mikrofoner (6) til individuelt justerbar montering på musikinstrumentet, 5 kendetegnet ved, at hver mikrofon er udformet med et cirkulærcylindrisk hus (14) til friktionsfikseret drejelig optagelse i et holdehul (7) i en udvalgt del af musikinstrumentet, hvilket hus indeholder en piezoelektrisk transducer (16) med diametralorienteret 10 akustisk akse.

2. Pickupsystem ifølge krav 1, kendetegnet ved, at huset er opbygget af i hovedsagen halvcylindriske blokdele (14), fortrinsvis af messing, mellem hvilke der er indlagt en eller flere skiver (16) 15 af piezoelektrisk materiale.

3. Pickupsystem ifølge krav 2, kendetegnet ved, at to piezoelektriske skiver (16) er fastlimet med elektrisk ledende lim til en mellemliggende folieelektrode (18) og ved deres 20 modstående ydersider er tilsvarende fastlimet til blokdelene (14), som er indbyrdes elektrisk forbundet gennem mindst én endeskivedel (22,24).

4. Pickupsystem ifølge krav 1, 2 eller 3, kendetegnet ved, at huset (14) nær sin ene ende er 25 udformet med et i et radialplan udragende rør (12), som danner både et drejegreb for huset og en udføringsstuds for forbindelsesledningen (8) til transduceren.

5. Pickupsystem ifølge krav 2, kendetegnet ved, at transduceren (16) optager et areal af 30 størrelsesordenen det halve af husets diametralplanareal, og at transduceren er minimeret for tilpasning af dens nedre grænsefrekvens til det pågældende instruments dybeste tone, eksempelvis ved en husstørrelse på ca. 5 x 12 mm for en kontrabas og ca. 3 DK 163401 B x 5 mm for en violin.

6. Musikinstrument eller -instrumentdel med et pickupsystem ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der i et eller flere pashuller (7) er indsat de 5 nævnte cylindriske mikrofoner (6) på friktionsfikseret forskydelig og drejelig måde.

7. Musikinstrument eller -instrumentdel med et pickupsystem ifølge krav 1, omfattende eller bestående af en stol (2) til et flerstrenget strengeinstrument, 10 kendetegnet ved, at der i hovedsagen umiddelbart under holdestedet for hver enkelt streng (30,34) er udformet respektive pashuller (7) for de individuelle mikrofoner (6).