CN105917403B - 在电子拾音器中使用低电感线圈的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于电子乐器的拾音装置可包括用以检测来自电子乐器的弦的振动的至少一个永磁体。所述拾音装置还可包括处于所述永磁体的磁场内的至少一个线圈。所述线圈可耦接到多个可选滤波器中的一个或多个。所述拾音装置可以是集成组件且可装配在所述电子乐器上的标准尺寸的拾音腔内。

Description

在电子拾音器中使用低电感线圈的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于弦乐器的电子乐器拾音器。
背景技术
电吉他演奏者也许能够选择不同设备来产生多种音调符，诸如“温暖的”爵士吉他音调、“欢快的”流行吉他音调、“过载的”摇滚吉他音调，和严重扭曲的金属吉他音调。所需的音调可根据音乐风格、个体乐师的偏好或所进行的歌曲而有所不同。乐师可通过技巧和演奏风格并通过设备及其设置的选择来控制音调符。除了吉他外的其他乐器(包括低音吉他、夏威夷四弦琴、曼陀林琴、小提琴、中提琴、大提琴、低音提琴，和班卓琴)的演奏者同样可产生所需的音调特性。选择的设备可以是例如，吉他、拾音器，或效果踏板。
音调符可受到电拾音器的选择的影响。在电吉他或其它带电乐器上，常规的拾音器可以是通过对金属吉他弦的运动的反应将弦振动转换为电信号的电磁装置。这种电信号代表由乐师演奏的音符，以及从所捕捉的弦振动和个体拾音器的固有特性获得的音调符。来自拾音器的这种电信号可通过外部装置(诸如效果踏板和放大器)被进一步在下游修改，并且然后通过扬声器转换为可听见的声音。
传统的电吉他拾音器可以是无源电磁电路，其包括磁体和导电线圈，但没有电池或供电电路。线圈可通过使用绕线机将铜线卷绕到塑料线筒上而制成。其它电吉他拾音器可以是有源的并且可包括例如对前置放大器电路供电的电池。有源组件可被添加到传统的无源拾音器。拾音产品之间的差异可通过有意改变用于制造拾音器的构造和材料来实现。
常规的电吉他和低音吉他拾音器可以半永久方式安装。一些拾音器具有线圈抽头开关，其允许乐师从信号链中移除一组线圈，并且在某些情况下，能够使另一组线圈插入以产生不同声音。虽然常规的音调控制器和线圈抽头可改变特定拾音器的声音，但是它们都无法改变特定品牌或型号的基本定义的“语音(voice)”。在表演过程中，乐师不能从一首歌到另一首歌选择不同型号或品牌的拾音器语音；他或她必须放下乐器并选择具有不同拾音器的不同乐器，并且除非每个乐器都连接到专用放大器，否则可能需要断开连接并重新连接电缆。更换拾音器是耗时的任务，需要通过手工工具和焊接进行一些努力和技巧。此外，通过特定型号的个体拾音器或多种拾音器产生的声音可与该型号的其它拾音器不同，因为它可能会在其物理特性方面不同。由于这些物理限制，常规的吉他声音的特性在一个乐器上可能无法改变。
发明内容
一种用于电子乐器的拾音装置可包括用以检测来自电子乐器的弦的振动的至少一个永磁体。拾音装置还可包括处于永磁体的磁场内的至少一个线圈。线圈可耦接到多个可选滤波器中的一个或多个。拾音装置可以是集成组件且可装配在电子乐器上的标准尺寸的拾音腔内。
附图说明
视为本发明的主题被特别地指出并在说明书的结论部分中清楚地要求保护。然而，通过在阅读附图时参考下面的具体实施方式，可最好地理解本发明(关于操作的方法和组织，连同其目的、特征和优点)，其中：
图1A和图1B是根据本发明的实施例的示例拾音器的频率响应的图。
图1C是根据本发明的实施例的包括多个可选滤波器的拾音器的电路图。
图2是根据本发明的实施例的用于电吉他的拾音系统的图。
图3A是根据本发明的实施例的拾音器的图示。
图3B是根据本发明的实施例的用于电吉他的拾音器的分解图。
图4描绘根据实施例的提供多个声音的拾音器的嗡嗡声取消配置。
图5是根据本发明实施例的电吉他501上的标准拾音腔的图示。
应理解，为了说明的简单和清楚，图中所示的元件未必按比例绘制。例如，为了清楚，一些元件的尺寸可相对于其它元件而放大。此外，在认为适当时，附图标记可在图之间重复以指示对应或类似的元件。
具体实施方式
在下面的描述中，将描述本发明的各个方面。为了解释的目的，阐述了特定配置和细节以提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域技术人员也将是显而易见的是，可在没有本文所呈现的具体细节的情况下实施本发明。此外，公知的特征可被省略或简化以便不混淆本发明。
除非特别声明，否则如通过以下讨论而显而易见的，应理解，在整个说明书中，使用术语(诸如“处理”、“估计”、“计算”、“确定”等)的讨论指的是计算机或计算系统，或类似的电子计算装置的动作和/或处理，其将表示为计算系统的寄存器和/或存储器内的物理(诸如电子)的数据操纵和/或变换为类似地表示为计算系统的存储器、寄存器或其它这种信息存储、传输或显示装置内的物理数量的其它数据。
本发明的实施例可提供用于从乐器演奏者在电子乐器的弦乐器(包括例如电吉他或电小提琴)上的动作而产生声音或音频的系统或方法。拾音器可用于拾取或检测附近磁性或软磁性弦(例如，金属弦)的振动。振动可因单独放置在紧靠乐器的弦的附近的拾音器的磁力棒周围的磁场的变化而被检测。
常规的无源电磁拾音器可以是物理装置，其包括导线的线圈，该导线的线圈处于放置为靠近乐器的钢或其它金属弦的磁场内。磁场可来自置于线圈的半径内的磁性材料。磁性材料可以是放置成一排的永磁体，例如，在乐器不被演奏时产生固定磁场。因为磁体由产生其自己的持久磁场的材料制成，所以磁体可以是永久的。永磁体可采取任何形式，例如，诸如磁条或磁棒。振动铁磁体或金属弦的运动可通过改变场中的磁阻来改变弦穿过的磁场的固定状态。磁场的磁阻的变化可在线圈中感应电流。线圈中感应的电流可提供与弦的运动成比例的信号特性。线圈的输出可经由屏蔽电缆连接到音频放大器的输入且所产生的声音可以是弦的振动特性的重放。
本发明的实施例可提供一种系统，该系统包括具有恒定或可预测的频率响应的拾音器，该拾音器与可选的数字或模拟滤波器(其可复制、模拟、模仿或再现常规拾音器的频率响应特性或者可产生提供一组独特的音调或音色的新频率响应特性)耦接。拾音器的线圈的电感可随其导线的匝数而变化，例如，线圈的较大匝数可与线圈的更大电感值相关。由于常规或传统拾音器线圈可包括更高匝数，所以常规线圈可具有比本发明的实施例中使用的那些高(虽然本发明的实施例也可使用这种较高匝线圈)的电感。根据本发明的实施例，拾音器可包括线圈，该线圈处于由永磁体提供的磁场附近。线圈可以是线绕或印刷线圈(例如，是在紧凑的印刷电路板上制造的线圈)。线圈可以是例如小于3000匝(例如1600匝或1000匝)的低电感线圈。可使用超过3000的匝数。用于线圈的低电感可以是例如小于500毫亨。线圈可具有人类听觉的可听范围(例如，20Hz到20kHz)内的平坦频率响应，从而允许数字或模拟成形以从其它拾音器再现声音或产生全新的声音。平坦频率响应可能意味着它在整个听得见的听力的频率范围内具有恒定或接近恒定的功率输出。频率响应的数字和模拟成形可通过有源电路或编程来产生。在其它实施例中，具有更高电感的线圈可用于较高功率的频率响应(例如，高于500毫亨)。几个因素可能会影响拾音器的声音特性：
·磁性结构(物理拾音器的一部分)-拾音器可具有类似于它们模仿的拾音器的磁性结构。用于斯特拉特吉他的拾音器可使用穿过线圈的六个棒磁体；经典双线圈拾音器(humbuckers)可在线圈下面使用条磁体，其中螺杆(pole screws)穿过线圈；现代的双线圈拾音器可在线圈下面使用条磁体，其中刀片杆(pole blade)穿过线圈。
·低电感线圈(物理拾音器的一部分)。这些可以是PCB(印刷电路板)线圈或绕线线圈。
·增益(有源电路的一部分)。低电感线圈相对常用的拾音器是低输出的。增益将输出提高到其他传统拾音器的水平。
·滤波(有源电路的一部分)。滤波可允许调整拾音器的响应以模仿目标拾音器的声音，或产生独特的声音。
不同音调特性可由于产生变化(诸如磁体的不同类型和配置、线圈中的导线的不同数量、单线圈对嗡嗡声消除配置，和组件的不同物理配置)而引起。典型的电磁拾音器可由数千匝小规格涂层导线制造。可变电容值可由于涂层厚度的差异(这可取决于涂覆应用期间的湿度条件以及制造精度，且甚至在相同标准模型内也可能发生这些变化)而引起。在制造过程中，张力和卷绕速度的变化可拉伸导线。该拉伸将引起线圈的电阻和电容的变化，这将引起每个线圈针对每个个体拾音器而具有不同谐振频率且因此具有不同声音特性。例如典型的拾音器线圈可由3000-8000匝来制造。虽然较大数量的匝可提供较高功率或能量输出，但是它们可能以较高频率显著地衰减信号输出。本发明的实施例可解决或缓解目前生产的许多拾音器的问题。例如，一些多语音拾音器可能需要一组复杂和笨重的旋钮和开关，以便调整增益并改变频率特性。然而，滤波器的这种手动调谐对于在现场演出过程中产生可重复和可预测的声音或音调可能是不切实际的。其它拾音器可能需要额外的电子部件来对拾音器供电，这可能是不方便的或需要吉他的主体的变化。根据本发明的实施例，本文所描述的拾音器可完全包含或集成在吉他的拾音腔内。通过使用低电感线圈(其可例如印刷在电路板上)，嗡嗡声消除配置可能比双线圈拾音器配置中的传统绕线线圈在消除嗡嗡声方面更加有效。此外，整齐堆放的线圈层的可预见性可确保电重复性在传统设计中无法使用。传统的无源设计可对线圈添加更多匝以进行更多输出，但是这可能会在频率上使谐振峰向下偏移并破坏欢快和通透特性(这是经典的“缠绕不足设计”的特性)。本发明的实施例能够在更高输出电平下传输经典的声音。
拾音器可运转为典型的谐振电路，其中拾音器的线圈提供电感、电容和电阻。当电吉他的弦由于乐师的演奏而振动或移动时，弦改变或影响由磁棒提供的磁场并感应拾音器的线圈中的随时间变化的电压(因此也产生交流电)。变化电压或交流电的频率可与电吉他弦上演奏的音符的频率对应。因为拾音器可运转为谐振电路，所以每个吉他拾音器都可呈现独特的频率响应特性(其描述由吉他产生的声音的变化功率输出)，这取决于演奏的声音的频率。每个拾音器都可具有例如一个或多个独特峰或谐振频率，使用拾音器的吉他的输出声音在该频率下是最大。拾音器的频率响应的其它独特特性可以是例如截止频率、衰减的斜率或其它传递函数特性。拾音器的频率响应可描述电吉他的特性声音或音调，例如，“温暖的”爵士吉他音调、“欢快的”流行吉他音调。
许多传统拾音器可由乐师针对他们的声音来优选，但也可对寄生电容和电阻(这在线圈中可能是固有的或无意地加到拾音器的谐振电路)敏感，因此影响其频率响应和声音。单线圈拾音器例如可具有乐师期望的声音，但它们也可由于环境中的AC供电的装置和其它噪声源而发送60Hz/50Hz的嗡嗡声。单线圈拾音器可对例如由变压器、荧光灯和其它干扰源产生的磁场敏感，并且可拾取来自这些来源的嗡嗡声和噪音。例如通过垂直堆叠两个高电感线圈可减轻嗡嗡声，但高频含量可在音乐的可听见范围内衰减且拾音器可能会失去期望的声音。双线圈或双线圈拾音器可使用两个专门配置的线圈以最小化这种干扰或嗡嗡声。
图1A和图1B是示例拾音器的频率响应的图，根据本发明的实施例。对于1972年制造的芬达吉他(Fender Stratocaster)(“斯特拉特(Strat)”)拾音器，例如，其拾音器的频率响应曲线150可根据例如应用于拾音器的电阻负载(诸如来自连接的放大器的负载)、音量控制或音调控制而改变。如图1A所示，斯特拉特拾音器通常可具有约4.7kHz(千赫)的峰值频率。当10M欧姆被应用于拾音器时，与在应用较小电阻(诸如2200k Ohms或10k Ohms)时相比，拾音器可在其峰值频率下具有更高功率输出。斯特拉特拾音器也可由于将拾音器连接到放大器的屏蔽电缆的电容性负载而具有不同的峰值频率。这些负载值由例如连接电缆的设计和长度确定。如图1B所示，如果具有恒定电阻的斯特拉特拾音器包括额外的2200pF，峰值频率可能会在2.4kHz下，而具有47pF的斯特拉特拾音器可在约8kHz处具有峰值频率。电阻和电容都可改变由吉他的拾音急剧产生或提供的音调特性和频率响应。因为由外围装置提供的不同电容和电阻负载可能不同地影响每个拾音器，所以意图保持一种类型的音调或声音的乐师可能难以更换拾音器或使用不同种类的外围装置(例如，放大器或效果踏板)。
图1C是根据本发明的实施例的包括多个可选滤波器的拾音器的电路图。可使用其它或不同组件和布置。如上所述，拾音器可运行为谐振电路。拾音器线圈可运行为电感器170，且来自线圈的输出信号可被馈入初级增益前置放大器172中以便保持期望的输出电平。有源滤波器174可从线圈接收信号并应用高通、低通，或带通滤波器的任何组合，以便整形拾音器的期望频率响应180。开关176、切换器、按钮、按压旋钮或其它装置可用于在滤波器174提供的两种声音之间切换或选择。(两个以上的滤波器是可能的)。来自拾音器的输出178可连接到放大装置，其可影响电路上的电容和电阻负载。
模拟传统的无源(passive)拾音器的声音或频率响应可涉及分析和再现传统拾音器的磁场属性并测量频率响应和输出电平。所测量的参数可接着被载入信号处理器开发系统中，该系统允许实时音频试听以及通过专业乐师的反馈来微调该响应。开发系统可确定用于拾音器的传递函数的最优滤波器系数。这些系数可被导入模拟程序中，且准确的复制响应可由模拟元件来实施。
图2是根据本发明的实施例的用于电吉他的拾音系统的图。电子乐器100(诸如电吉他)例如可包括乐师可在其上演奏的弦102，和用以检测或拾取来自弦102的振动的拾音器104。弦的振动可引起拾音器的磁场的变化并在低电感线圈106中感应随时间变化的电压。该电压可包括关于在弦上演奏的音符或弦上的振动速率的信息。虽然每个弦都可在其自己的磁棒附近振动，但是磁场变化可一起感应随时间变化的电压，该电压可被输出并由扬声器解译为音频。拾音器104可包括磁棒，这些磁棒由耦接到放大器电路108(其增加线圈106的输出的电压增益)的低电感线圈106包围或在磁棒周围具有低电感线圈106。增益放大器电路108的输出可耦接到或连接到可由开关112选择或控制的一个或多个滤波器110。
在一个实施例中，拾音器104可包括N个模拟滤波器(滤波器1到滤波器N)，这些滤波器可能经由其它电路(诸如增益放大器电路108)连接到物理拾音线圈。开关112或其它装置可通过滤波器110中的一个路由来自线圈的信号(该信号表示弦振动)，以产生修改或建模的信号。可使用本领域中已知的模拟滤波器，诸如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器或谐振滤波器的任意组合。对于模拟建模，模拟滤波器可模仿或改善由不同的公司或制造商销售的流行拾音器的声音。模拟滤波器可包括第二阶低通滤波器，该滤波器具有共振峰以模拟无源拾音器的自然行为。也可使用其它配置。与本发明的实施例一起使用的一些滤波器可传递音谱(sound recipes)(该音谱否则不可能使用传统无源滤波技术来实现)。一些滤波器也可传递现有拾音器没有产生的声音。
在一个实施例中，拾音器可包含两个或更多个独立有源音调整形滤波器，该滤波器本身包含在标准拾音器形状因数内。每个滤波器都可被设计为提供给定相同电磁-线圈输入的不同语音输出。滤波器板上的引线允许普通打开/关闭的电路确定哪个滤波器连接到输出。如果这些引线连接到开关，则吉他演奏者能够在演奏的同时在两种声音之间来回切换。可使用选择滤波器或声音的其它方法。
在一个实施例中，图2所示的拾音器104可包括N个数字或模拟滤波器110(滤波器1至过滤N)，这些滤波器可能经由其它电路(诸如增益电路)连接到物理拾音线圈。开关112或其它装置可通过滤波器中的一个路由来自线圈的信号(该信号表示弦振动)，以产生修改或建模的信号。对于数字滤波器，DSP或微处理器上的数字开关可根据指示的设置应用不同滤波器。
对于模拟滤波器，滤波器110可以是例如低通滤波器、高通滤波器和谐振电路的组合中的预制电路。开关112可以是机械的，且允许电流一次流过一个滤波器110。可使用除了机械开关外的其它开关。对于数字滤波器，滤波器104可例如通过安装在处理器(诸如微处理器或FPGA(现场可编程门阵列))上的软件来实施，使得处理器被配置为用作一个或多个滤波器。数字滤波器(表达为可引起处理器以某种方式过滤的软件或代码)可从计算机114下载或安装。最初可通过用户界面在软件上编辑数字滤波器，该界面允许用户编辑滤波器的期望的频率响应特性(诸如编辑滤波器系数和谐振频率)的。用户还可将滤波器下载到计算机114，该滤波器可被保存在服务器116或网络上并将其安装到耦接到线圈106的一个或多个滤波器上。计算机114可包括存储器114a和一个或多个处理器114b以运行编辑软件。数字滤波器可通过输入装置(诸如鼠标118或键盘120)而被编辑。在来自线圈的信号通过滤波器之后，过滤的信号可被输出122到其它滤波器，例如诸如在效果踏板中，或通过放大器或扬声器。
图3A是根据本发明的实施例的拾音器200的图示。拾音器可包括一个或多个磁棒202(或其它形式的永磁体)，这些磁棒具有响应可由乐师弹拨或演奏的金属弦204的振动或受该振动影响的磁场。磁棒202也可以是磁条或其它形状。对于磁棒202，例如一根弦104可能具有一个棒202。磁棒202可由导线或印刷线圈206包围或在磁棒周围具有这样的导线或线圈，诸如印刷在硅PCB(印刷电路板)上的线圈。在一些实施例中，线圈可被放置在磁棒202的磁场内，而不一定包围磁体。磁棒202的磁场的变化可在线圈206中感应随时间变化的电压，从而例如产生表示乐师演奏的音符的模拟信号。模拟信号可由可选的数字或模拟滤波器输入到处理器或控制器208中(例如，如图1C和图2中所解释的)。滤波的信号可被输出或放大到扬声器212。拾音器200与线圈206、磁棒202和具有滤波器的控制器208一起可装配到电吉他上的拾音器的标准位置，使得拾音器200可在不改变吉他主体的情况下容易地替换吉他的原始拾音器。通过控制器和滤波器，拾音器可模仿或模拟其它老型号的拾音器或完全产生不同声音。拾音器200还可被改进或放置到老的标准电吉他型号上。老电吉他型号可能最初被制造有不同拾音器，但是拾音器200可具有允许其安装到老的标准吉他型号中的尺寸。标准电吉他型号可包括，例如，Gibson Les Paul、Gibson ES-325、Gibson Futura、Fender Telecaster、Fender Stratocaster或者其它电吉他型号。
线圈的组合间的间距也可能会影响拾音器的声音。在不消除信号的情况下，顶部线圈和底部线圈之间的更大间隔可取消嗡嗡声。这通过堆叠薄型低电感线圈206且然后在之间提供间隔物207而成为可能。传统高电感线圈可高得多，因此堆叠线圈拾音器允许线圈之间的空间很小或没有空间。在传统拾音器中，底部线圈(嗡嗡声消除线圈)可开始更接近弦并拾取更多信号。其结果是，传统堆叠线圈拾音器不仅取消嗡嗡声，它也可取消显著量的信号。本发明的实施例可取消嗡嗡声，但底部线圈更远离弦的事实意味着可能较少的信号消除。
拾音器200(包括线圈206、磁棒202、可选滤波器210、间隔物207、处理器208和壳体(见，例如，图3B中的壳体303))可集成或组合到单个组件或单个项目或部分中，使得拾音器可装配到标准尺寸的拾音腔内。例如，对于单线圈或单宽度标准拾音腔，拾音器可不大于约18.3mm宽、83.8mm长和12.6mm高。在另一实例中，对于Gibson Les Paul吉他上的肥皂条形双线圈拾音腔，标准尺寸的拾音器可不大于约70.1mm乘以38.3mm乘以17mm高。拾音腔的其它标准尺寸为是可能的。拾音器组件还可被改进为例如标准电吉他或二十世纪五十年代制造的老电吉他型号。
一个或多个处理器(例如，处理器114a和208)可用于处理、传输、接收、编辑、操纵、合成或修补数字或模拟音频信号。处理器(一个或多个)可耦接到一个或多个存储装置。计算机可包括分别用于执行操作的一个或多个控制器或处理器，和分别用于存储可由处理器执行的数据和/或指令(例如，软件)的一个或多个存储器单元。处理器可包括，例如，中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、微处理器、控制器、芯片、微芯片、集成电路(IC)，或任何其它合适的多用途或特定处理器或控制器。存储器单元可包括，例如，随机存取存储器(RAM)、动态RAM(DRAM)、闪速存储器、易失性存储器、非易失性存储器、高速缓冲存储器、缓存器、短期存储器单元、长期存储器单元或其它合适的存储器单元或存储单元。计算机可包括用于(例如，经由指示装置、点击式转盘或鼠标、按键、触摸屏、记录器/麦克风、其它输入组件)从用户或代理接收输入的一个或多个输入装置，和用于将数据分别显示给客户和代理的输出装置。
本发明的各种实施例可包括将弦振动转换为电信号的传感器系统、模拟-数字音频转换、存储在存储器中的多个拾音器的响应特性的先前产生的数字模型、用以编辑和更新数字模型的方法、用以与外部软件和数字模型的库通信的方法、用于选择应用哪个或哪些数字模型的方法、用于产生将数字模型的声音特性覆盖在由乐师演奏的音符上的数字输出信号的方法、用以产生模拟电输出信号的数字-模拟音频转换、用以连接到外部装置(诸如踏板和放大器)的标准1/4-英寸电话插孔，和用以对系统组件供电的一个或多个电池(例如，图3A中的电池214)，其中所有元件都嵌入电吉他的主体中。电池214或其它电源可被完全集成在例如电吉他的控制空腔中或其内部，以避免对乐器主体的任何改动。
本发明的实施例可提供以下能力：从期望拾音器音调的多个数字模型来选择以编辑那些模型、将那些模型存储在吉他或其它乐器中，并在演奏乐器的同时来选择，从而导致对提供到外部设备(诸如放大器和效果踏板)的电子乐器的音调的快速改变。
拾音器可将由乐器弦产生的物理振动转换为模拟电信号。电信号穿过导线到达模拟-数字转换器，该转换器将电信号转换为高分辨率数字信号。高分辨率数字信号被路由到例如可编程数字信号处理器(DSP)、处理器、计算机处理器、微处理器或控制器。
处理器(例如，处理器208)可包括由以下所编程的软件：特定常规拾音器的多个个体先前产生的数字模型，或特定常规拾音器的多个编辑版本或理论拾音器的多个设计模型。软件可存储在存储器216中。每个数字模型描述频率响应、输出电平、瞬态响应、依赖于频率的衰减曲线，或其它所期望的频率特性。软件还可产生代表由弦乐器演奏者演奏的音符、被数字处理以反映数字模型的音调和响应特性的数字输出信号。滤波器或模型可采取来自拾音器的线圈的输入模拟信号、可改变这些信号，且作为输出可产生修改信号(其基于在吉他上演奏的音符且听起来像是特定类型的拾音器或模型已经用于产生该信号)。
来自处理器的数字输出信号可被进一步路由到数字-模拟转换器，该转换器产生模拟电信号(其是数字输出信号的准确表示)。模拟电信号被进一步路由到可暴露的常规1/4英寸电话插孔的连接器。通过将具有常规1/4英寸电话插头的线缆插入插孔中，本发明的信号输出可连接到外部装置，诸如放大器和效果踏板。用户能够从模拟或模仿传统拾音器的数字模型的菜单(例如，在用户界面上)上选择。数字模型可通过选择预先制作的滤波器或创建新滤波器来实施。例如，在一个实施例中，吉他或其它乐器的表面上的多位置开关通过例如转动旋转开关、重新定位叶片开关，或按下按钮来允许数字模型的方便和快速选择。可使用其他选择方法和其它选择装置。
在表演过程中，乐师可切换来选择不同“老式”拾音器和流行拾音器产品的多个数字模型中的一个或多个演奏者改变开关位置以在不同的拾音器模式之间切换。每个开关位置可以是例如单个线圈、双线圈或具有一些滤波器的有源拾音器的模型，或可由市场立即识别并受重视的一些数字模型。选择开关可将视觉和触觉反馈同时提供到播放器。在视觉上，本发明的各种实施例可显示可用拾音器模式的列表，通过指示器显示选择了哪个模式。触觉响应可在每次停止时来自制动装置，从而允许演奏者在不用看的情况下来选择。
数字模式可包括模拟所期望拾音器的那些，包括但不限于：作为老式(vintage)Fender Stratocaster的二十世纪五十年代的低输出单线圈；高输出单线圈，诸如SeymourDuncan热轨；噪声消除单线圈；如老式Fender Telecaster的桥位置处的单线圈；如老式Fender Telecaster的颈部位置处的单线圈；老式P90；1957年老式PAF双线圈拾音器；Gibson的57古典(Classic)；Gibson的57古典加(classic plus)；Gibson迷你双线圈拾音器；Seymour Duncan JB；DiMarzio Super Distortion；高输出颈部双线圈拾音器；如老式Gretsch Country Gentleman处的Trembucker；老式Burns Tri-Sonic或现代复制品，诸如Adeson；EMG 81有源拾音器；EMG 85有源拾音器；EMG 60有源拾音器；EMG 8IX有源拾音器；EMG 85X有源拾音器；Seymour Duncan Blackout；Seymour Duncan Bill Mustaine；BillLawrence L-48；Bill Lawrence L-90。
例如，单一宽度或单线圈拾音器上的滤波器(例如，滤波器313)可通过向输入信号提供对于老式单线圈声音唯一的频率响应模仿或建模老式单线圈声音。老式单线圈声音的频率响应可具有4kHz的峰值频率。相同的单一宽度拾音器也能够模拟或建模3kHz的峰值频率的节奏强烈的Texas单线圈声音。在单一宽度拾音器上模仿的两种声音可例如通过开关选择。在另一实例中，双线圈拾音器上的滤波器可使用一个滤波器模仿具有2.6kHz的峰值频率的老式PAF拾音器，并为新的声音提供例如三个峰值频率。其它组合也是可能的。
图3B是根据本发明的实施例的用于电吉他的拾音器的分解图。也可使用其它布置。拾音器可包括用以保护或屏蔽线圈和滤波器不受外部环境干扰的壳体303。壳体303可以是塑料的或由其它绝缘材料制成。壳体303可包括孔用以支撑磁棒305，其提供磁场来检测吉它弦的振动。壳体303还可覆盖线圈307和可选间隔物308。拾音器的基板309可以是具有过滤来自线圈305的滤波信号的集成控制器或处理器311的印刷电路板(PCB)。基板309可进一步与提供模拟拾音器声音的多个可选滤波器313集成。拾音器配置可被集成或合并在电吉他的标准拾音腔中或内(参见，例如，图5)。
图4描绘根据本发明的实施例的提供多个声音的拾音器的嗡嗡声取消配置。可使用其它线圈和拾音器和其它配置。代替可包括堆叠的线圈(见，例如，图3B)的单一宽度线圈，嗡嗡声取消或双线圈拾音器401可包括例如两组磁棒403a和403b和两个绕线线圈405a和405b，以包围每组磁棒或布置在其周围。线绕线圈405a和405b例如可缠绕较少匝数，以便提供低电感和可预测的频率响应。铝镍钴合金磁条407可进一步磁化磁棒，使得所产生的磁场更强。可使用其它种类的磁体，例如陶瓷条磁体。双线圈拾音器基板409可进一步与提供模拟的拾音器声音的多个可选滤波器411集成。拾音器配置可被集成或合并在电吉他的标准拾音腔中或内(参见，例如，图5中的腔505)。
图5是根据本发明的实施例的电吉他501上的标准拾音腔的图示。一些类型的标准拾音腔可存在于不同类型的吉他上。在一些吉他中，一种类型以上的拾音腔可位于电吉他上。一种类型的标准腔可以是单一线圈或单一宽度拾音腔503。本文描述的拾音器可包括例如磁棒、线圈和多个可选滤波器，以产生模拟或模仿经典拾音器声音或其它拾音器声音的声音，并且这些元件可完全集成在标准拾音腔(诸如单一宽度拾音腔503)内。拾音器的磁棒可根据标准尺寸例如52.2mm(毫米)被进一步间隔开。另一种类型的标准腔可以是双线圈拾音腔505。本文描述的多声拾音器可以以下方式集成：无需对电吉他进行进一步修改以便安装和使用拾音器。
本发明的实施可包括制品，诸如计算机或处理器可读的非临时性存储介质，诸如例如存储器，磁盘驱动器，或USB闪存装置，其编码、包括或存储指令(例如计算机可执行的指令)，当由处理器或控制器执行时，所述指令使处理器或控制器实施本文公开的方法。一些实施例可包括一个或多个通用处理器和一个或多个专用处理器(诸如DSP(数字信号处理器))的组合。
因此，已经相对于目前被认为是最佳模式描述了本发明的实施例，其中应理解，在不脱离本文的教导的情况下，这些实施例能够被修改和改变。因此，本发明不应被限于这里阐述的具体细节，但应涵盖所附权利要求的主题以及落在本发明的真实精神之内的这样的修改和变化的等同物。

Claims (27)

1.一种用于电子乐器的拾音装置，包括：
用于检测来自电子乐器的弦的振动的至少一个永磁体；以及
所述永磁体的磁场内的至少一个低电感印刷线圈，其中所述印刷线圈耦接到多个可选有源滤波器中的一个或多个，其中所述永磁体、多个可选有源滤波器和所述印刷线圈是集成组件；
其中，所述拾音装置能够被改装到标准电吉他中；并且其中，所述线圈小于3000匝。
2.根据权利要求1所述的拾音装置，其中所述滤波器是模拟滤波器。
3.根据权利要求1所述的拾音装置，其中所述滤波器是数字滤波器。
4.根据权利要求3所述的拾音装置，其中在数字信号处理器中实施所述数字滤波器。
5.根据权利要求3所述的拾音装置，其中所述数字滤波器从集成在所述电子乐器的控制腔内的电源接收电力。
6.根据权利要求3所述的拾音装置，其中所述数字滤波器被从计算机下载到存储在所述拾音装置中的存储器上。
7.根据权利要求1所述的拾音装置，其中所述可选有源滤波器中的每个都产生不同的拾音声音且一开关选择使用哪个滤波器。
8.一种模仿声音的方法，包括：
通过由至少一个永磁体提供的磁场的变化来检测来自电子乐器的弦的振动，其中至少一个低电感印刷线圈处于所述磁场内；以及
通过多个可选有源滤波器中的一个或多个从所述印刷线圈输入信号，其中，所述永磁体、所述印刷线圈和所述多个可选有源滤波器是集成组件；
其中所述集成组件能够被改装到标准电吉他中；并且其中，所述线圈小于3000匝。
9.根据权利要求8所述的方法，包括将信号从所述多个可选有源滤波器中的一个输出到放大器。
10.根据权利要求8所述的方法，包括使用开关在所述多个可选有源滤波器之间选择。
11.根据权利要求8所述的方法，其中所述可选有源滤波器中的每个都提供对来自所述印刷线圈的所述信号的不同频率响应。
12.一种拾音系统，包括：
至少一个永磁体，其提供响应于来自电子乐器的弦的振动的磁场；以及
响应于所述磁场的至少一个低电感印刷线圈，所述印刷线圈耦接到多个可选有源滤波器中的一个，其中，所述永磁体、所述印刷线圈和所述多个可选有源滤波器是集成组件；
其中，所述拾音系统能够被改装到标准电吉他中；并且其中，所述线圈小于3000匝。
13.根据权利要求12所述的拾音系统，其中所述可选有源滤波器是单个高通、低通或带通滤波器，或者高通、低通或带通滤波器的组合。
14.根据权利要求12所述的拾音系统，其中所述可选有源滤波器是数字的。
15.一种用于电子乐器的拾音装置，包括：
用于检测来自电子乐器的弦的振动的至少一个永磁体；以及
所述永磁体的磁场内的至少一个线圈，其中所述线圈耦接到多个可选数字有源滤波器中的一个或多个，其中所述永磁体、所述线圈和所述多个可选数字有源滤波器是集成组件；
其中，所述拾音装置能够被改装到标准电吉他中；并且其中，所述线圈小于3000匝。
16.根据权利要求15所述的拾音装置，其中在数字信号处理器中实施所述数字有源滤波器。
17.根据权利要求15所述的拾音装置，其中所述线圈是线绕式的。
18.根据权利要求15所述的拾音装置，其中所述集成组件位于单一宽度拾音腔内。
19.一种用于电子乐器的拾音装置，包括：
用于检测来自电子乐器的弦的振动的至少一个永磁体；以及
所述永磁体的磁场内的至少一个低电感线圈，其中所述低电感线圈耦接到多个可选数字有源滤波器中的一个或多个，其中所述永磁体、所述低电感线圈和所述多个可选数字有源滤波器是集成组件；
其中，所述拾音装置能够被改装到标准电吉他中；并且其中，所述线圈小于3000匝。
20.根据权利要求19所述的拾音装置，其中所述线圈是线绕式的。
21.根据权利要求19所述的拾音装置，其中所述线圈小于1600匝。
22.根据权利要求19所述的拾音装置，其中所述线圈小于500毫亨。
23.一种音频拾音装置，用于从电子乐器产生表示乐谱的音频信号，所述音频拾音装置包括：
用于检测来自电子乐器的弦的振动的至少一个永磁体；以及
所述永磁体的磁场内的至少一个小于3000匝的低电感线绕式线圈，具有，其中所述低电感线绕式线圈耦接到多个可选有源滤波器中的一个或多个；
其中，所述拾音装置能够被改装到标准电吉他中；并且其中，所述线圈小于3000匝。
24.根据权利要求23所述的拾音装置，其中所述线圈小于1600匝。
25.根据权利要求23所述的拾音装置，其中所述线圈小于500毫亨。
26.一种音频拾音装置，用于从电子乐器产生表示乐谱的音频信号，所述音频拾音装置包括：
用于检测来自电子乐器的弦的振动的至少一个永磁体；以及
所述永磁体的磁场内的至少一个低电感印刷线圈，其中所述印刷线圈耦接到单个有源滤波器；
其中，所述拾音装置能够被改装到标准电吉他中；并且其中，所述线圈小于3000匝。
27.根据权利要求26所述的拾音装置，其中所述永磁体、所述印刷线圈和所述滤波器是集成组件。
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