DD272559A1

DD272559A1 - PIEZOELECTRIC SOUND RECIPIENT FOR ACOUSTIC GUITARS

Info

Publication number: DD272559A1
Application number: DD31652788A
Authority: DD
Inventors: Eberhard Meinel; Franz Jacob
Original assignee: Forsch U Rationalisierung Veb
Priority date: 1988-06-08
Filing date: 1988-06-08
Publication date: 1989-10-11

Abstract

Die Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Tonabnehmer fuer die Tonabnahme von vorzugsweise akustischen Gitarren. Der Tonabnehmer besteht aus einzelnen, den jeweiligen Saiten zugeordneten Biegeelementen, die von einer festen Giessmasse umgeben sind, wodurch eine grosse mechanische Robustheit vorliegt. Die aeussere Form ist so gehalten, dass ein Einbau in den Steg von akustischen Gitarren an Stelle des Stegsattels moeglich ist. Durch nut- oder kerbfoermige Ausnehmungen wird eine Verringerung der Biegesteifigkeit im Auflagebereich jeder Saite erreicht, so dass die Saitenschwingungen die Biegeelemente zu vergleichsweise grossen Amplituden mit entsprechend hohen Ausgangsspannungen anregen. Die in der den Saiten zugewandten Seite des Tonabnehmers befindlichen Nuten bilden eine Fuehrung fuer verschiebbare Stegsattelelemente, die als Saitenauflage dienen und eine Feinkorrektur der Mensur erlauben. Fig. 1The invention relates to a piezoelectric pickup for the sound pickup of preferably acoustic guitars. The pickup consists of individual, associated with the respective strings bending elements, which are surrounded by a solid casting material, whereby a large mechanical robustness is present. The outer shape is held so that an installation in the bridge of acoustic guitars in place of the bridge saddle is possible. By groove or kerbfoermige recesses, a reduction in the bending stiffness in the support region of each string is achieved, so that the string vibrations stimulate the flexures to relatively large amplitudes with correspondingly high output voltages. The located in the strings facing side of the pickup grooves form a leadership for sliding bridge saddle elements that serve as a string rest and allow a fine correction of the scale. Fig. 1

Description

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, einen Tonabnehmer mit piezoelektrischen Wandlern für Saiteninstrumente wie vorzugsweise akustische Gitarren zu schaffen, der über einen hervorragenden Klangcharakter und eine hohe Ausgangsspannung verfügt, so daß ein passiver Betrieb ohne Vorverstärker möglich ist. Gleichzeitig soll der Tonabnehmer sine große mechanische Robustheit aufweisen, wodurch eine mechanische Beschädigung der empfindlichen Piezoelemente weitgehend ausgeschlossen wird. Sein Einbau und seine Handhabung sollen gegenüber herkömmlichen Stegeinbautonabnehmern vereinfacht sein. Ein weiteres wesentliches Zi I ist die Schaffung einer Möglichkeit, Mensurkorrekturen auf einfache Weise und vor aliem stufenlos vornehmen zu können.The aim of the invention is to provide a pickup with piezoelectric transducers for stringed instruments such as preferably acoustic guitars, which has an excellent sound character and a high output voltage, so that a passive operation without preamplifier is possible. At the same time the pickup sine should have great mechanical robustness, whereby mechanical damage to the sensitive piezoelectric elements is largely excluded. Its installation and its handling should be simplified compared to conventional bridge built-in pickups. Another essential feature is the creation of a way to make scale corrections in a simple manner and, above all, infinitely variable.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Aufgabe eines Tonabnehmers für Gitarren ist die Umsetzung von Saitenschwingungen in elektrische Signale. Da für den Klangcharakter die Übertragungseigenschaften von Bedeutung sind, müssen bestimmte Anforderungen an den Frequenzgang erfüllt sein, wobei der optimale Klang eine Ermessensfrage ist und vom Einsatz abhängt. Die Ausgangsspannung muß so hoch sein, daß ein passiver Betrieb an einem handelsüblichen Instrumentalverstärker problemlos möglich ist, und der Einbau muß einfach, zu realisieren sein. Der Tonabnehmer soll ferner über eine hohe mechanische Festigkeit verfugen, damit die üblicherweise vorhandene Anfälligkeit gegen mechanische Beschädigung ausgeschlossen wird. Wesentliche Aufgabe ist ferner die Möglichkeit fein dosierter Mensurkorrßkturen, die bei Tonabnehmern der bekannten Art fehlt. Erfindungsgemäß wird ein Tonabnehmer vorgeschlagen, der aus einzelnen, den jeweiligen Saiten zugeordneten piezoelektrischen Biegeelementen best6ht, die in an sich bekannter Weise elektrisch verbunden sind. Die Biegeelemente sind von einer festen Gießmasse umgeben, so daß eine bauliche Einheit aller Biegee! smente und der Ummantelung vorliegt, die eine große mechanische Robustheit garantiert. Erfindungsgemäß ist die Biegesteifigkeit der Anordnung, bestehend aus den Biegeelementen und der Ummantelung, im Bereich der Saitenauflagen wesentlich kleiner als im Bereich zwischen den Saitenauflagen. Dies wird vorzugsweise durch beispielsweise nut- oder kerbförmige Ausnehmungen erreicht, die in den den Saiten zugewandten oberen Teil der Ummantelung in Saitenlängsrichtung eingebracht sind. In diesen Nuten befinden sich verschiebbare Saitenreiter, die als Saitenauflage dienen. Die piezoelektrischen Biegeelemente sind so angeordnet, daß die Nuten jeweils über die Mitte der Biegeelemente vetlaufen, deren Breite in Saitenrichtung nahezu der Länge der Nuten entspricht. Die Längenausdehnung der Biegeelemente quer zur Seitenrichtung ist größer als die Breite in Saitenrichtung, weshalb ein Teil dei Biegeelemente in den Bereich höherer Biegefestigkeit der Ummantelung (im Bereich zwischen den Saiten) hineinragt. Wird eine Saite in Schwingung versetzt, bilden sich im erfindungsgemäßen Tonabnehmer Biegeschwingungen aus, auf die die eingebauten piezoelektrischen Biegeelemente ansprechen und eine entsprechende elektrische Spannung abgeben. Auf Grund der verringerten Biegesteifigkeit im Bereich der Saitenauflage werden die Biegeelementezu vergleichsweise großen Amplituden angeregt, so daß eine hohe Ausgangsspannung erzielt wird, die einen direkten Anschluß des Tonabnehmers an einen handelsüblichen Instrumentalverstärker zuläßt. Gleichzeitig besteht eine weitgehende mechanische schwingungsmäßige Entkopplung der Saiten, was sich als klanglich sehr vorteilhaft erweist. Die Lage der Saitenreiter wird von Hand durch Verschieben in Saitenrichtung so gewählt, daß eine einwandfreie Oktavreinheit besteht. Die Biegesteifigkeit im Bereich der Saitenauflage kann auch erfindungsgemäß durch Matjrialabtrag an der Unterseite des Tonabnehmers weiter verringert werden.The task of a pickup for guitars is the conversion of string vibrations into electrical signals. Because transmission characteristics are important to the sound character, certain frequency response requirements must be met, with the optimal sound being a discretionary issue and depending on the application. The output voltage must be so high that a passive operation of a standard instrumental amplifier is easily possible, and the installation must be easy to implement. The pickup should also have a high mechanical strength, so that the usual susceptibility to mechanical damage is excluded. The main task is also the possibility of finely metered Mensurkorrßkturen that is missing in pickups of the known type. According to the invention, a pickup is proposed which comprises individual piezoelectric bending elements assigned to the respective strings, which are electrically connected in a manner known per se. The bending elements are surrounded by a solid casting compound, so that a structural unit of all Biegee! Smente and the jacket is present, which guarantees a great mechanical robustness. According to the invention, the bending stiffness of the arrangement, consisting of the bending elements and the sheath, in the region of the string supports is substantially smaller than in the region between the string supports. This is preferably achieved by, for example, groove-shaped or notch-shaped recesses which are introduced in the string-facing upper part of the casing in the longitudinal direction of the string. In these grooves are sliding saddles that serve as a string rest. The piezoelectric bending elements are arranged so that the grooves vetlaufen in each case over the center of the bending elements whose width corresponds in the string direction almost the length of the grooves. The longitudinal extent of the bending elements transversely to the lateral direction is greater than the width in the string direction, for which reason a part of the bending elements protrudes into the region of higher bending strength of the casing (in the region between the strings). If a string is set in vibration, bending vibrations develop in the pickup according to the invention, to which the built-in piezoelectric bending elements respond and deliver a corresponding electrical voltage. Due to the reduced bending stiffness in the region of the string support, the flexures are stimulated to relatively large amplitudes, so that a high output voltage is achieved, which allows a direct connection of the pickup to a commercial instrumental amplifier. At the same time, there is a considerable mechanical vibration decoupling of the strings, which turns out to be very sonically advantageous. The position of the saddles is selected by hand by moving in the string direction so that a perfect octave purity exists. The flexural rigidity in the region of the string support can also be further reduced according to the invention by matial abrasion on the underside of the pickup.

Ausführungsbeispieleembodiments

Die Erfindung wird im folgenden anhand von schematischen Zeichnungen an zwei Ausführungsbeispielen erläutert. Fig. 1 zeigt die Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Tonabnehmers quer zur Saitenrichtung, der aus einem sechs piezoelektrische Wandlerelemente 2 enthaltenden Grundkörper 1 aus einem Gießharz besteht. An der den Saiten 3 zugewandten Seite des Grundkörpers 1 befinden sich sechs Nuten 4, in denen jeweils ein verschiebbares Stegsattelelement 5 als Saitenauflage angeordnet ist. Die Biegesteifigkeit des Grundkörpers 1 ist im Bereich der Saitenaufiage weiter dadurch vermindert, indem an der Unterseite des Grundkörpers 1 sechs Vertiefungen 6 angebracht sind. Der direkte Kontakt ces Grundkörpers 1 mit dem Instrumentensteg ist somit auf die Auflagepunkte 7 beschränkt. Das Anschlußkabel 8 ist aus dem Grundkörper 1 herausgeführt. Es besteht eine elektrisch leitende Verbindung in bekannter Weise, wie beispielsweise durch Verlöten, zwischen dem Innenleiter des Anschlußkabels 8 einerseits und dem Schirm andererseits und den sechs piezoelektrischen Wandlerelemanten 2, so daß diese parallel geschaltet werden, wodurch die Gesamtimpedanz des Tonabnehmers wesentlich herabgesetzt wird. Durch die Einbettung eines Teils des Anschlußkabels 8 in den Grundkörper 1 besteht eine ausgezeichnete Zugentlastung.The invention is explained below with reference to schematic drawings of two embodiments. Fig. 1 shows the sectional view of a pickup according to the invention transversely to the string direction, which consists of a six piezoelectric transducer elements 2 containing base body 1 made of a casting resin. On the side facing the strings 3 of the main body 1 there are six grooves 4, in each of which a displaceable web saddle element 5 is arranged as a string support. The flexural rigidity of the base body 1 is further reduced in the area of the strings Aufiage by six depressions 6 are attached to the underside of the base body. The direct contact ces body 1 with the instrument bar is thus limited to the support points 7. The connecting cable 8 is led out of the main body 1. There is an electrically conductive connection in a known manner, such as by soldering, between the inner conductor of the connecting cable 8 on the one hand and the screen on the other hand and the six piezoelectric Wandlerelemanten 2 so that they are connected in parallel, whereby the total impedance of the pickup is substantially reduced. By embedding a portion of the connecting cable 8 in the base body 1 is an excellent strain relief.

Fig. 2 zeigt ein zweites Beispiel eines erfindungsgemäßen Tonabnehmers in einer Perspektivdarstellung. Im Unterschied zu dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel ist die Unterseite des Grundkörpers 1 plan, so daß eine Verringerung der Biegesteifigkeit im Bereich der Saiten im wesentlichen durch die der Führung der Stugsattelelementen 5 dienenden Nuten 4 gewährleistet wird. Die äußeren Abmessungen des Grundkörpers 1 entsprechen den Stegsätteln von Westerngitarren. Der Tonabnehmer kann somit anstelle des Stegsattels in den Steg eingesetzt werden, wobei das Anschlußkabel 8 durch eine entsprechende Bohrung im Steg geführt und wie üblich mit einer Klinkenbuchse verbunden werden muß, so daß ein Anschluß an den Instrumentalverstärker problemlos mittels eines sogenannten Gitarrenanschlußkabels möglich ist.Fig. 2 shows a second example of a pickup according to the invention in a perspective view. In contrast to the example shown in Fig. 1, the underside of the base body 1 is flat, so that a reduction in the bending stiffness in the region of the strings is essentially ensured by the guiding of the Stugsattelelementen 5 serving grooves 4. The outer dimensions of the main body 1 correspond to the bridge saddles of Western guitars. The pickup can thus be used instead of the bridge saddle in the web, the connecting cable 8 must be guided through a corresponding hole in the bridge and connected as usual with a jack, so that a connection to the instrumental amplifier easily by means of a so-called guitar connection cable is possible.

Claims

Piezoelectric pickup for acoustic guitars, characterized in that for each string (3) separated and with their central portions below the associated strings (3) arranged piezoelectric Wandlerelemento (2) after their electrical contacting in the injection or casting process with insulating and hardening material on all sides are jointly enclosed and the base body (1) thus resulting corresponds to a bridge saddle, that in the longitudinal direction of the strings located outside the central stringer areas, in which the outer edges of the piezoelectric transducer elements (2) protrude, have a higher bending stiffness than those under the middle of the string, identical with the piezoelectric transducer center region, located body regions, that the lower body bending stiffness by partial body cross-section reduction, in particular by transversely to the base body (1) extending in the string direction Ausneh ments (4,6) on its lower and / or upper side is achieved and that the recesses (4,6) on its upper side form fit the lower outer contour of Stagsattelelementen (5), which serve the scale correction, are adapted and in them web saddle elements (5) on which the strings (3) rest, are arranged displaceably in the string direction.

For this 1 page drawings

Field of application of the invention

The invention relates to a piezoelectric pickup, which is installed in the web of preferably acoustic guitars and converts their string vibrations into electrical signals.

Characteristic of the known technical solution

To tone pickup of stringed instruments different transducer principles are used. Wide distribution have found pickups, which are referred to as so-called bridge built-in pickup. Pressure-sensitive piezoelectric elements are arranged under the string support on the web, which convert the string vibrations into corresponding electrical signals. Such solutions are known for example from the invention descriptions US 3712951. DE 3100326, DE 3006874, DE 3100128. These known technical solutions differ, especially with regard to the structural design of each other. Thus, DE 3006874 and DE 3100326 provide a pressure contact of the piezoelectric elements instead of the usual soldering. Several descriptions of the invention are directed to measures for reducing structure-borne noise (US3712951, US3073203, US3137754, US3453920) or for detecting both horizontal and vertical string vibrations (DE 3105128, US 3453920), i. any vibration levels. All these solutions have in common that the piezoelectric elements work as a pressure transducer. The construction is therefore designed so that the most effective possible pressure transmission from the strings to the piezo elements takes place. Therefore, several solutions also provide a mechanical separation, wherein each string is assigned a separate bridge saddle and piezoelectric element (DE 3006874, DE 3402463, DE 3100326, DE 3105128, US 4189969).

A major disadvantage of the known solutions is that the reliability is only guaranteed if a proper contact between the string support and the pressure-sensitive transducer elements is guaranteed. Experience shows, however, that even when changing the strings sometimes even slight displacements of the components of a web installation pickup of the known type are sufficient to produce contact problems and thus volume Differenzo. Another drawback is the generally relatively high sensitivity of bridge-type pickups of the known type to mechanical damage.

It is also known (see Meinel, E .: electric guitars, VEB Verlag Technik, Berlin 1987 S.78ff.), Bending vibrations for the sound of acoustic guitars to use. This principle is used in part in the so-called contact pickups. A disadvantage of Kontakttonabnehmern this known type that only the ceiling vibrations are transmitted from the acceptance point, which gives the sound a characteristic character that does not appeal to all musicians. In addition, there is inherently a high susceptibility to acoustic feedback phenomena. While the installation of bending vibrators under the string support excellent sound results are achieved (DD 251222), but the sensitivity (output voltage) is so low that preamplifier must be used. A major disadvantage of pickups of the known type is in principle that a change in the position of the string support for fine adjustment of the scale length is not or only partially possible. For every string instrument with frets, there is the problem of so-called fine-sizing. It is necessary to compensate for the increase in tension that occurs when the strings are pressed down as well as any effects of unevenness in the strings on the mood purity. Usually, only a rough correction is made by the string rest receives a slight inclination transverse to the string direction. This causes an increase in the swinging string length, and zvi Jr get the bass strings a longer swinging length than the treble strings. A fine adjustment, which allows to tune also impure strings to good octave purity, is not possible.