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struiert worden sind. Aus diesem Grund ist eine energieverzehrende Wirkung des Systems von erheblicher Bedeutung. Eine konstruktive Änderung der Mikrophone ist nur in engen Grenzen möglich (schwere Membranen, härtere Membranaufhängung), da damit auch eine Abnahme der Übertragungsqualität einhergeht. Wird der empfindliche Schallwandler zu stark beaufschlagt, sind Verzerrungen und eine beschnittene Dynamik die Folge. Beim offenen System (AT-PS Nr. 312720) wird der Schallwandler direkt beaufschlagt. Energieverzehrende Wirkung ist auch bei vergrössertem Luftspalt und extra weichem Formkörper nur unzureichend. Bei allen Systemen lassen sich Resonanzstellen und klangliche Verfärbungen nicht vermeiden.
Durch Variation der verschiedenen Faktoren und anschliessende Versuche mit den zu verstärkenden Instrumenten wird ein Tonabnehmer mit der kleinsten Verfärbung und dem natürlichsten dynamischen Verhalten (energieverzehrende Wirkung) entwickelt. Beim offenen System (AT-PS Nr. 312720) sind die Veränderungsmöglichkeiten ausserordentlich beschränkt. Beim Tonabnehmer nach der erstbesprochenen US-PS Nr. 4, 495, 641 lässt sich praktisch überhaupt nichts ändern. Da der als Saugnapf ausgeführte Formkörper in seinen Eigenschaften nicht beeinflusst werden kann. Bei einem offenen System (AT-PS Nr. 312720) muss der Formkörper luftdicht auf der Schalldecke des Instrumentes angebracht werden. Die geringste Undichtheit führt zu akustischer Rückkopplung. In der Praxis ist es nicht ganz einfach, eine dichte Anbringung zu gewährleisten.
Ein doppelseitiges Klebeband erfüllt diese Forderung gänzlich unzureichend. Kitt hingegen kann diese Aufgabe erfüllen. Er muss aber zuerst umständlich zu einem Ring geformt werden, um den Formkorperflansch dicht anzubringen. Löst sich der Tonabnehmer während des Betriebes, was in der Praxis vorkommen kann, entsteht durch das Eindringen von Luftschall ein ohrenbetäubendes Rückkopplungspfeifen. Aus dem gleichen Grund darf der Tonabnehmer auch nicht abgenommen werden, bevor er ausser Betrieb gesetzt ist.
Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, einen Tonabnehmer zu schaffen, der einerseits die Übertragungsqualität von herkömmlichen, schallbeaufschlagten Mikrophonen besitzt, anderseits jedoch im Gegensatz zu solchen Mikrophonen keine akustische Rückkopplung aufweist.
Weiterhin ist der Tonabnehmer so auszubilden, dass seine energieverzehrende Wirkung optimiert werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass der Wandler am Boden des Gehäuses angeordnet ist und die an sich offene Seite des Gehäuses mit einem Verschluss aus dem elastischen Material verschlossen ist, das eine Dichte von zirka 0, 12 bis 0, 25 g/cm-3 aufweist, und der nach Art eines Pfropfens ausgebildet ist, dessen Durchmesser etwa dessen axialer Länge entspricht. Bei diesem erfindungsgemässen Tonabnehmer werden die mechanischen Schwingungen des Instrumentes nicht direkt in elektrische Spannungen umgewandelt, sondern diese zunächst in Schall umgeformt.
Der so erzeugte Schall wird dann vom Mikrophon aufgenommen, wobei auf Grund der besonderen Bauart und Anbringung des Tonabnehmers am Instrument nicht auszuschliessen ist, dass nicht ein bestimmter Anteil Körperschall ebenfalls mitübertragen wird. Das Mikrophon jedoch liegt hier in einem völlig abgeschlossenen Raum, so dass die erwähnte akustische Rückkopplung vermieden wird, die ja ansonsten für die vorgesehenen Übertragungsfälle eben Tonabnehmer nötig macht. Aus diesem Grund kann hier auch ein Mikrophon mit Kugelcharakteristik verwendet werden, welche einen linearen Frequenzgang aufweist, auch wenn ein Mikrophon dieser Art von unmittelbarer Nähe her mit Schall beaufschlagt wird. Bei solchen Mikrophonen mit Kugelcharakteristik ist die Membran nur mit ihrer Vorderseite der Schalleinwirkung ausgesetzt, die Rückseite ist gegenüber dem Schall abgeschlossen.
Die Empfindlichkeit dieser Mikrophone ist richtungsunabhängig. Durch die Dimensionierung des elastisch ausgebildeten Verschlusses des Tonabnehmergehäuses kann die energieverzehrende Wirkung des Tonabnehmers optimiert werden, da dieser Verschluss hinsichtlich seiner Wandstärke variiert ist. Bei allen Versuchen mit der Verstärkung eines stark schwingenden Instrumentes (Klavier) war das geschlossene System mit ausreichender energieverzehrender Wirkung dem offenen, ungeschützten System weit überlegen.
Wie in der AT-PS Nr. 312720 erläutert, muss ein aufgebrachter Tonabnehmer eine besetimmt Masse aufweisen, um einen genügend nach unten reichenden Tiefpass darzustellen. Bei sehr tiefen Schwingungen müsste die Masse des Tonabnehmers sehr hoch gewählt werden (Klavier, Kontrabass...).
Das kann dazu führen, dass der Tonabnehmer das Instrument selbst dämpft, aber auch bei in der Praxis anwendungsmöglich grosser Masse des Tonabnehmers werden die tiefen Töne nur ungenügend übertragen, da der Tonabnehmer bei tiefen Frequenzen vermehrt mitschwingt und dadurch
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den Frequenzgang und das dynamische Verhalten des Tonabnehmers verändert (schwammige und mulmige Bässe). Wird der Tonabnehmer zwischen zwei Schwingungen oder zwischen einemschwingenden und einem nichtschwingenden Teil des Instrumentes eingeklemmt, hängt die Übertragung nicht mehr von der Masse des Tonabnehmers ab. Auch bei tiefen Frequenzen und grössten Amplituden wird der Tonabnehmer gezwungen, die Bewegung in seinem elastischen Bereich genau mitzumachen.
Die Dämpfung des Instrumentes ist dabei vernachlässigbar, da der Tonabnehmer nur schwach eingespannt sein muss, er elastisch ist und die für seine Bewegung benötigten Kräfte daher sehr gering sind. In der Praxis zeigte der eingespannte Tonabnehmer gegenüber aufgebrachten Tonabnehmern erhebliche Vorteile. Der musikalische Gebrauchswert eines eingespannten, anmeldegemässen Tonabnehmers wird von Berufsmusikern gegenüber andern Systemen erheblich besser eingeschränkt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass als Material für den Verschluss Kork oder eine korkähnliche Substanz vorgesehen sind. Die praktische Erfahrung mit einem Tonabnehmer dieser Art zeigt, dass schon dieser Tonabnehmer somit sehr dynamisch wirkt. Kleinste musikalische Details, wie Saitenanschlagen usw. werden übertragen. Da das Mikrophon einen sehr linearen Frequenzgang aufweist, ist das Klangbild unverfälscht. Ein Tonabnehmer der erfindungsgemässen Bauart gibt das Klangbild des Instrumentes, an dem er angeordnet ist, natürlich wieder.
Ein Tonabnehmer der erfindungsgemässen Art ist aufwendiger und teurer als einer, der mit einem Piezo- oder Kristallelement bestückt ist, und der erfindungsgemässe Tonabnehmer benötigt darüber hinaus ein Speise- und/oder Vorverstärkungsgerät. Er weist jedoch als Vorteil gegenüber dem ersterwähnten Tonabnehmer eine wesentlich höhere Empfindlichkeit auf und vermag das Klangbild des Instrumentes in natürlicher Weise wiederzugeben, so dass der gegenüber dem bekannten Tonabnehmer notwendige Mehraufwand dadurch hinreichend gerechtfertigt ist.
Die Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsbeispiele der Erfindung ohne sie dadurch einzuschränken. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform ; Fig. 2 die Anordnung der Ausführungsform nach Fig. 1 im Stegloch eines Saiteninstrumentes ; Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform und ihre Anordnung an einem Saiteninstrument.
In einem topfartigen, aus Metall oder einem geeigneten widerstandsfähigen Kunststoff gefertigten Gehäuse-l-ist ein Kondensatormikrophon --2-- befestigt, beispielsweise eingeklebt,
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--7-- rückseitigHöhe des Gehäuses-l-ist grösser als die Höhe des Mikrophons --2-- und die an sich offene Seite des Gehäuses-l-ist durch einen pfropfenartigen Verschluss --4-- verschlossen, der hier aus Kork gefertigt ist. Auch dieser Verschluss kann eingeklebt sein.
Die dem Mikrophon --2-zugewendete Seite --9-- des Verschlusses --4-- ist vom Mikrophon --2-- distanziert, so dass zwischen diesem und der erwähnten Seite --9-- des Verschlusses --4-- ein Luftspalt --3-ausgespart ist, der ein in sich geschlossenes Luftkissen bildet, da der Verschluss --4-- aus im wesentlichen gasundurchlässigem Material besteht und darüber hinaus mit dem Rand des Gehäuses-l-verklebt ist.
Wie dieser Tonabnehmer mit einem Saiteninstrument verbunden wird, veranschaulicht die Fig. 2, die in Ansicht den Steg --8-- eines solchen Instrumentes zeigt, über welchen die Saiten --10-- gespannt verlaufen. Diese Stege --8-- können je nach Fabrikat des Instrumentes sehr unterschiedlich ausgebildet sein. Da der Verschluss --4-- aus Kork gefertigt ist, also einem an sich leicht zu bearbeitenden Material, kann durch Feilen oder Schleifen die äussere Oberfläche --1-- des Verschlusses --4-- der Krümmung der Stegöffnung --12-- auf einfache Weise angepasst werden. Der einmal angepasste und eingesetzte Tonabnehmer kann an seinem Ort belassen werden.
Fig. 3 veranschaulicht eine zweite Ausführungsfrom, die im wesentlichen jener nach Fig. 1 entspricht, aus welchem Grund auch gleiche Konstruktionsteile mit gleichen Hinweisziffern versehen sind. Hier ist jedoch der Verschluss --4-- scheibenförmig ausgebildet, d. h., der Durchmesser dieser Scheibe ist grösser als die Wandstärke dieser Scheibe. Dieser Tonabnehmer ist hier mit der Decke --12-- eines Saiteninstrumentes verbunden, u. zw. über eine Klebeschichte-6--. Auch hier ist der Verschluss aus Kork gefertigt.
An Stelle von Kork im eigentlichen Sinne des
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Wortes können auch Pfropfen aus andern Materialien verwendet werden, die korkgleiche oder zumindest korkähnliche Eigenschaften besitzen, d. h. sie müssen elastisch sein, sie sind nicht oder nur wenig gasdurchlässig und haben ein geringes spezifisches Gewicht von zirka 0, 12 bis 0, 25 g/cm3.
Bei beiden gezeigten und gesprochenen Ausführungsformen ist der Verschluss --4-- dicht mit dem Gehäuse --1-- verbunden, so dass der Luftspalt --3-- einen in sich geschlossenen Luftpolster bildet. Bei beiden gezeigten Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 3 ist das Mikrophon --2-oder dessen Gehäuse unmittelbar mit der jeweiligen benachbarten Innenseite des Gehäuses --1-- verbunden. Es ist auch möglich und liegt im Rahmen der Erfindung, zwischen dem Mikrophon --2--
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eine Zwischenschichte aus schaumartigem, elastisch verformbarem Material vorzusehen, so dass das Mikrophon --2-- innerhalb des Gehäuses --2-- sozusagen frei schwebend aufgehängt ist.
Wurde in Fig. 2 veranschaulicht, dass im Steg --8-- des Instrumentes ein Tonabnehmer angeordnet ist, so ist es durchaus möglich, in beiden Stegöffnungen --12-- einen solchen Tonabnehmer vorzusehen.
Die zur Weiterleitung der Signale des Tonabnehmers notwendigen Leitungen und ferner die Verstärker und Übertrager sind hier nicht dargestellt. Sie sind als solche bekannt, gehören zum Stand der Technik und es gehört zum Wissen des einschlägigen Fachmannes, dafür die richtigen Verstärker auszuwählen.
Die Erfindung wurde vorstehend an Hand eines Kondensatormikrophons erläutert. Unter Membranmikrophon im Sinne dieser Erfindung sollen jedoch nicht allein Kondensatormikrophone verstanden werden, sondern auch andere akustische Wandler, welche eine schallbeaufschlagte Membran besitzen. Zu diesen Membranmikrophonen mit Schallbeaufschlagung zählen Kontaktmikrophone, elektrodynamische Mikrophone, Piezo- oder Kristallmikrophone mit Membran und auch magnetische Mikrophone. Unbeschadet dessen wird bei der Erfindung zweckmässigerweise ein Kondensatormikrophon, insbesondere ein Elektrokondensatormikrophon eingesetzt, weil ein Mikrophon dieser Bauart sehr klein gehalten werden kann und trotzdem eine hohe Übertragungsqualität besitzt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Tonabnehmer zur Anbringung an Musikinstrumenten, insbesondere an Saiteninstrumenten mit einem Gehäuse und einem elektroakustischen Wandler in Form eines Membranmikrophons und einem vor der schallaufnehmenden Seite des Mikrophons liegenden, geschlossenen, kammerartigen Luftraum oder Luftspalt, der wenigstens zum Teil von einem elastischen und im wesentlichen gasundurchlässigen Material begrenzt ist, wobei der Wandler innerhalb des an sich einseitig offenen Gehäuse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler (2) am Boden des Gehäuses (1) angeordnet ist und die an sich offene Seite des Gehäuses (1) mit einem Verschluss (4) aus dem elastischen Material verschlossen ist, das eine Dichte von zirka 0, 12 bis 0, 25 g/cm*-3 aufweist,
und der nach Art eines Pfropfens ausgebildet ist, dessen Durchmesser etwa dessen axialer Länge entspricht (Fig. 1).