CN111819622A - 用于具有音板的乐器的接触式换能器 - Google Patents

用于具有音板的乐器的接触式换能器 Download PDF

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Abstract

用于具有音板的乐器的接触式换能器，包括：振动元件，该振动元件由通过漆包铜线制成的空心线圈构成，适合于被放置成与任何乐器的音板接触，并能够根据所述音板进行振动；磁场发生器，该磁场发生器由优选地由钕制成的永磁体构成，适合于根据电磁感应的原理将振动元件的由音板引起的振动转换成电信号；由弹性材料制成的隔音分隔件，磁场发生器被固定在该隔音分隔件上，使该磁场发生器牢固地被保持并接近振动元件，并使该磁场发生器与音板的振动隔离；电缆，该电缆利用至少一个连接器与振动元件的铜线的端部连接，该至少一个连接器适合于将生成的电信号传输到至少一个声音放大设备。

Description

用于具有音板的乐器的接触式换能器
描述
技术领域
本发明在音乐领域并且特别是在声音放大仪器的领域中起作用。更详细地，所讨论的换能器适于任何类型的原声乐器。
背景技术
众所周知，原声乐器的换能器是用于检测由演奏者产生的振动并将其转换成电信号的设备。以古典吉他为例，音乐家弹拨弦引起振动，该振动被传递到乐器的音板。振动敏感的换能器被精确地定位在音板上。
然后，获得的电信号被发送到放大器且然后被发送到扬声器，该扬声器以比初始信号大的声音振幅再现振动。
目前，常用的换能器致力于“现场”使用，因此其中，放大是必要的，它们主要是：麦克风，其所有可能的变型；以及(在古典吉他经典的情况下)被定位在“琴桥”和“下弦枕”之间的压电压力传感器。
除此之外，还可以提及其他不太常见的系统，但是它们与已经提及的系统相比并不代表在质量上优异的方案。
使用任何类型的麦克风作为用于声音放大的换能器都存在被称为“反馈效应”的问题。实际上，除了乐器的声音外，麦克风还捕获被发送到扬声器并被扬声器放大的同一声音，从而导致已经被放大的声音重新进入麦克风，引起与初始声音无关的噪音和啸叫，并且还改变了初始声音的质量。这些不利因素没有考虑其他乐器同时演奏的可能性；它们的声音也将被捕获，使乐器的原声恢复更加复杂。
这些是一系列难以控制的妥协的原因，获得令人满意的声音的音量(volume ofsound：响度)的可能性较小，并且在任何情况下具有声音质量的劣化。
另一方法基于压电晶体，其例如在专利JP2015029270中被使用，并且它具有良好的抗反馈性，但是声音质量无论如何都比不上该乐器可能潜在地提供的声音质量。这是因为电信号来自与人耳感知的内容不对应的压缩的事实。重复古典吉他的例子，压缩是由于“下弦枕”压靠“琴桥的基部”，而人耳感知乐器的音板的振动。这使表演者难以控制声音，因为当他试图产生某个结果时，他听到的是不同的一个结果。
发明内容
根据本发明，提供了一种用于原声乐器的换能器，其有效地解决了以上所述的问题。
有利地，所讨论的换能器可以以相同的性能质量用于弹拨乐器、弓弦乐器、钢琴和其他原声键盘乐器，优选地用于古典吉他。
换能器具有大大减小的重量和尺寸，以便能够有利地安装到乐器的外部和内部两者。更具体地，换能器的重量在1g至50g之间，优选地为2.5g，并且其尺寸在4mm×12mm×高度4mm至70mm×80mm×高度50mm之间，优选地为10mm×20mm×高度13mm。
本发明的换能器包括：
振动元件，该振动元件由通过漆包铜线制成的空心线圈构成，适合于被放置成与任何乐器的音板接触并且能够与所述音板协调一致地振动；所述线圈由漆包铜线绕组构成，所述漆包铜线具有的直径在0.03mm至0.5mm之间，优选地为0.05mm；绕组——优选为环形的——的匝数在10至10000之间变化，优选地为500；在优选的实施方式中，所述线圈具有2mm的厚度、6mm的外直径和4mm的内直径。
磁场发生器，该磁场发生器由永磁体构成，该永磁体优选地由钕制成，该磁场发生器能够在振动元件的附近产生磁场，允许振动元件的线圈将从音板接收到的振动转换成电信号；磁体是柱状的，并且具有的直径在1mm至20mm之间，优选地为4mm，且具有的高度在1mm至10mm之间变化，优选地为3mm。
隔音分隔件，该隔音分隔件适合于用作在其上布置磁场发生器的支撑件，并且适合于将磁场发生器保持在与振动元件接近的稳固位置。隔音分隔件有利地由硅酮或适合于将所述磁场发生器与所述振动元件声学地隔离的具有弹性特性的任何其他材料制成。
电缆，优选地为屏蔽双极型电缆，其两个电触点都与所述振动元件的线圈的铜线的端部连接，所述电缆适于通过连接器将所述振动元件连接到至少一个声音放大设备。
有利地，所述振动元件和所述磁场发生器可以在位置上相互交换。这是因为它们的功能取决于它们在磁场中以及相对于音板的安装位置。换言之，根据电磁感应的原理，磁场发生器的磁体可以被布置成与音板接触，从而用作振动元件和磁场发生器，并且振动元件的线圈可以被固定到隔音分隔件，从而由于磁场而用作磁体的振动的电信号转换器。
在优选的实施方式中，本发明的换能器被放置在适合于以稳固的且优选地可逆的方式进行布置的基部上。可选地并且优选地，换能器具有形成容装所述换能器的所有部件的容积的上部壳体，该上部壳体在于乐器上进行外部安装的情况下是必要的，并且该上部壳体在于乐器上进行内部安装的情况下是可选的。有利地，为了确保换能器的正确运行，基部的内表面必须被放置成与振动元件接触，而基部的外部表面必须被定位成与乐器的音板接触。
优选地且有利地，所述基部的外表面设置有连接元件，该连接元件被制为稳固类型的或可逆粘附类型的，该连接元件适合于允许与乐器的音板稳固连接。
本发明提供的优点根据以上描述是明了的，并且将由于附图和相关详细描述而甚至更加清楚。
附图说明
下文将借助附图以至少一个优选的实施方式、出于解释和非限制性的目的来描述本发明，在附图中：
图1示出了本发明的换能器1的外观，其中，上部壳体以其平行六面体形式被示出，电缆2和连接器2’在外部伸出。
图2示出了换能器1的轴侧分解图，其中，除了电缆2和连接器2’之外，还可以看到内部设备。所述换能器1由基部4′和上部壳体4构成，它们被钩在一起，从而创建了封闭容积。在基部4′的外部设置有连接元件3，该连接元件允许粘附到乐器。在基部4′的内表面4″上可以看到振动元件5，该振动元件从布置在隔音分隔件7上的磁场发生器6接收磁场。
图3例示了所讨论的换能器1在乐器100——在这种情况下为古典吉他——的外表面上的可能定位。
具体实施方式
现在仅仅将通过非限制性示例的方式、使用例示了与本发明构思相关的一些实施方式的附图来例示本发明。
参考图3，示出了已经连接到古典吉他100的音板的根据本发明的换能器1的大小。
换能器1在乐器100外部的粘附不限制在吉他或其他拨弦乐器、弓弦乐器、钢琴和其他原声键盘乐器、竖琴的内部的其他可能的安装。
该对象的小的大小和重量是使其用途广泛的特点。实际上，换能器1在其优选的实施方式中可以被内接在尺寸等于10mm×20mm×高度13mm的平行六面体中并且具有约2.5g的重量。
为了能够以可逆的方式应用于设置有音板的任何乐器100，换能器1被包括在平行六面体形状的结构中，该平行六面体形状的结构由适于以稳固的且优选地可逆的方式彼此连接的基部4′和壳体4构成。从图2中可以看出，所述基部4′的内表面4″被放置成与下面详细描述的振动元件5接触。另一方面，基部4′的外表面是必须被放置成与吉他100的音板接触的一个表面，并且出于此原因，它设置有粘附类型的连接元件3。
在壳体4的内部，换能器1包括所述振动元件5、磁场发生器6、和介于振动元件5和磁场发生器6之间的隔音分隔件7。
更具体地，振动元件5由通过漆包铜线制成的空心线圈构成，该线圈优选地被布置成环形。所述振动元件适合于被放置成与任何乐器100的音板接触并且适于根据所述音板的振动而振动。
磁场发生器6由磁体构成，该磁体优选地为钕，能够根据电磁感应的原理在振动元件5附近创建将振动元件5的振动转换成电信号所必需的条件。
应当注意的是，振动元件5和磁场发生器6在定位方面是两个可互换的元件，它们的功能取决于它们的相互位置以及它们相对于乐器100的音板的位置。
隔音分隔件7是能够使以上描述的两个元件5与6之间的振动阻抑的元件。它优选地由硅酮制成并且具有如图2所示的形式，但是这并不限制其他可能的几何形状和构造材料，只要隔音分隔件7保持其隔音功能不变即可。所述隔音分隔件的尺寸使其内接在一平行六面体中，该平行六面体的尺寸在5mm×2mm×高度2mm至60mm×45mm×高度60mm之间的，优选地为16mm×6mm×高度6mm。
为了使换能器1完整，设置了屏蔽双极型电缆2，电缆2的两个电触点连接到振动元件5并且精确地连接到线圈的漆包铜线的两个端部。在外端部处，所述电缆2设置有适于将生成的电信号传输到至少一个声音放大设备的连接器2’。
最后，清楚的是，本领域技术人员在不脱离所附权利要求所提供的保护范围的情况下可以做出的修改、添加或明显的变型都被包括在本发明中。

Claims (10)

1.一种用于具有振动音板的原声乐器(100)的接触式换能器(1)，其特征在于，所述接触式换能器包括：
-振动元件(5)，所述振动元件适合于被放置成与任何乐器(100)的音板接触，并且适于与所述振动元件被布置于其的所述音板协调一致地振动，所述振动元件(5)由漆包铜线的线圈构成，所述漆包铜线的直径在0.01mm至0.5mm之间变化，优选地为0.05mm；
-磁场发生器(6)，所述磁场发生器由磁体构成，所述磁体优选地由钕制成，所述磁场发生器适合于根据电磁感应的原理将所述振动元件(5)的振动转换成电信号，所述磁场发生器被定位在所述振动元件的附近；将所述振动元件(5)和所述磁场发生器(6)分隔开的距离在0.5mm至4mm之间并且与所述电信号的强度成反比；
-隔音分隔件(7)，所述隔音分隔件适合于支撑所述磁场发生器(6)和使相对于所述振动元件(5)的预定距离保持不变，并且所述隔音分隔件适合于将所述磁场发生器(6)与所述乐器(100)的音板的振动声学地隔离；
-电缆(2)，所述电缆适合于将所述振动元件(5)与至少一个连接器(2’)连接，所述至少一个连接器适于将生成的所述电信号传输到至少一个声音放大设备。
2.根据前述权利要求1所述的用于具有振动音板的原声乐器(100)的接触式换能器(1)，其特征在于，所述接触式换能器还包括壳体(4)和基部(4′)，所述壳体和所述基部适合于以稳固的且优选地可逆的方式将它们连接在一起，从而形成容纳所述换能器(1)的所有部件的容积；所述基部(4′)的内表面(4″)被放置成与所述振动元件(5)接触，所述基部(4′)适于被定位在所述乐器(100)的音板上。
3.根据前述权利要求2所述的用于具有振动音板的原声乐器(100)的接触式换能器(1)，其特征在于，在所述基部(4)的外表面处设置有连接元件(3)，所述连接元件被制为稳固类型的或可逆粘附类型的，所述连接元件(3)适合于允许与所述乐器(100)的音板的稳固连接。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的用于具有振动音板的原声乐器(100)的接触式换能器(1)，其特征在于，所述电缆(2)是屏蔽双极型电缆，所述屏蔽双极型电缆的两个电触点两者都连接到所述振动元件(5)。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的用于具有振动音板的原声乐器(100)的接触式换能器(1)，其特征在于，所述隔音分隔件(7)由硅酮或适合于将所述磁场发生器(6)与所述振动元件(5)声学地隔离的具有弹性特性的任何其他材料构成。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的用于具有振动音板的原声乐器(100)的接触式换能器(1)，其特征在于，所述振动元件(5)和所述磁场发生器(6)彼此是可互换的，所述振动元件和所述磁场发生器的功能仅取决于它们的相互位置以及相对于所述乐器(100)的音板的安装位置。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的用于具有振动音板的原声乐器(100)的接触式换能器(1)，其特征在于，所述接触式换能器能够被安装到所述乐器(100)的外部或内部。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的用于具有振动音板的原声乐器(100)的接触式换能器(1)，其特征在于，所述隔音分隔件(7)能够被内接在一平行六面体中，所述平行六面体的尺寸在5mm×2mm×高度2mm至60mm×45mm×高度60mm之间，优选地为16mm×6mm×高度6mm。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的用于具有振动音板的原声乐器(100)的接触式换能器(1)，其特征在于，所述接触式换能器具有的总尺寸在4mm×12mm×高度4mm至90mm×90mm×高度70mm之间，优选地为10mm×20mm×高度13mm。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的用于具有振动音板的原声乐器(100)的接触式换能器(1)，其特征在于，所述接触式换能器能够用于弹拨乐器、弓弦乐器、钢琴和其他具有键盘的原声乐器、竖琴，优选地用于古典吉他。
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