DE102009025318A1 - Sound pick-up system for loudspeaker, has sound pick-ups fastened to loudspeaker cabinet, where mechanical vibrations are converted into electrical signals that are used as input signals for playback- and recording systems - Google Patents
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- H04R29/001—Monitoring arrangements; Testing arrangements for loudspeakers
- H04R29/003—Monitoring arrangements; Testing arrangements for loudspeakers of the moving-coil type
Abstract
Description
Die
Erfindung betrifft ein Tonabnehmersystem für Lautsprecherschwingungen.
Die Schallaufnahme und -verstärkung von Lautsprechern ist
weit verbreitet bei der Aufnahme von elektrischen Instrumenten wie
z. B. elektrischen Gitarren. Sie wird eingesetzt im Tonstudio und
bei der Musikübertragungen mit PA-Systemen (PA = Public
Address). Dabei werden die Schallwellen des Instrumental-Lautsprechers
mit einem oder mehreren Mikrofonen aufgenommen (
Die beschriebene Methode hat mehrere Nachteile.The described method has several disadvantages.
Die Trennung des Nutzsignals aus dem Gesamtschall auf der Bühne ist nur unvollständig möglich. Bei der Mikrofonaufnahme eines Instrumentes werden andere Schallquellen mit aufgenommen.The Separation of the useful signal from the total sound on the stage is only incompletely possible. At the microphone recording of an instrument, other sound sources are included.
Außerdem können nur Mikrofone eingesetzt werden, die für höhere Schalldrücke ausgelegt sind. Das sind in der Regel dynamische Mikrofone, die nach dem Tauchspulenprinzip arbeiten und bauartbedingt den Klang verändern. Die in Aufnahmestudios für eine möglichst lineare Übertragung häufig verwendeten Kondensatormikrofone sind auf der Bühne aufgrund fehlender Robustheit schlecht verwendbar.Furthermore only microphones can be used for higher sound pressures are designed. That's in usually dynamic microphones, which are based on the Tauchspulenprinzip work and change the sound by design. In the Recording studios for as linear a transmission as possible commonly used condenser microphones are on the stage poorly usable due to lack of robustness.
Ein weiterer grundsätzlicher Nachteil ist der starke Einfluß der Mikrofonposition auf den Klang. Da der Bühnenschall alle Instrumente und Stimmen enthält, müssen die Mikrofone dicht am Lautsprecher aufgestellt werden, um ein hinreichend großes Nutzsignal zu bekommen. Ist das Mikrofon auf den inneren Bereich der Lautsprechermembran gerichtet, werden überwiegend die höhere Frequenzen des Klanges aufgenommen, wohingegen am äußeren Membranbereich die tieferen Frequenzen abgestrahlt werden. Sowohl Lautsprecher als auch Mikrofone haben eine Richtcharakteristik, die bei der Positionierung zur Erzielung eines guten Klangs berücksichtigt werden muß. Bereits Postitionsänderungen von wenigen Zentimetern führen zu erheblichen Klangänderungen. Bei ungünstiger Positionierung kann es zu unerwünschten Phasenauslöschungen kommen. Die Suche nach der geeigneten Position ist entsprechend zeitaufwendig und die Ergebnisse sind schwer reproduzierbar.One Another fundamental disadvantage is the strong influence of Microphone position on the sound. Since the stage sound all The instruments and voices must contain the microphones be placed close to the speaker to a sufficiently large To get useful signal. Is the microphone on the inner area the loudspeaker diaphragm are predominantly the higher frequencies of the sound, whereas at the outer membrane area the lower frequencies are emitted. Both speakers as well as microphones have a directional characteristic when positioning to achieve a good sound got to. Already postition changes of a few Centimeters lead to significant sound changes. With unfavorable positioning it can be undesirable Phase cancellations come. The search for the suitable one Position is correspondingly time-consuming and the results are difficult reproducible.
Problematisch ist auch die Empfindlichkeit gegenüber Rückkopplungen, die mit steigender Anzahl an Mikrofonen und größer werdendem Schallpegel auf der Bühne zunimmt.Problematic is also the sensitivity to feedback, the with increasing number of microphones and larger As the sound level on the stage increases.
Ungünstig ist auch die Vergrößerung des Rauschanteils im Signal durch die Vorverstärkung des Mikrofonsignals. Oft hat das Signal des Instrumentalverstärkers durch die Verwendung von elektronischen Effektgeräten im Signalweg bereits einen hohen Rauschanteil, der durch die Mikrofonabnahme noch deutlich verstärkt wird.Unfavorable is also the increase of the noise in the Signal through the preamplification of the microphone signal. Often has the signal of the instrumental amplifier through the use of electronic effect devices in the signal path already a high Noise, which is clearly amplified by the microphone pickup becomes.
Um
die genannten Nachteile der Mikrofonabnahme zu vermeiden, wird die
sogenannte Direktabnahme eingesetzt, bei der ein elektrisches Ausgangssignal
des Instrumentalverstärkers (der sog. DI-Ausgang) als Aufnahmequelle
verwendet, oder zum PA-System geführt wird (Signalweg b)
in
Die Direktabnahme ist jedoch nicht zufriedenstellend, wenn der Instrumental-Lautsprecher einen maßgeblichen Einfluß auf den Gesamtklang hat. Typische Lautsprecher für Gitarrenverstärker haben im Gegnsatz zu HIFI-Lautsprechern ein ausgeprägtes nichtlineares Übertragungsverhalten, deren Frequenzgang und Impulsverhalten den Gitarrenklang maßgeblich mitformen. So ist die Tiefpasseigenschaft des Lautsprechers für den gewünschten Klang wichtig, weil das elektrische Signal vor der Wandlung im Lautsprecher hohe Frequenzanteile enthält, die insbesondere bei gezielt übersteuerten Verstärkern als unangenehm empfunden werden. Erst durch die Filterwirkung des Lautsprechers wird der Klang angenehm und ”musikalisch”.The Direct sampling, however, is not satisfactory when using the instrumental speaker a significant influence on the overall sound Has. Typical speakers for guitar amplifiers have in contrast to HIFI speakers a pronounced nonlinear transmission behavior, whose frequency response and impulse behavior significantly shaping the guitar sound. So the lowpass characteristic of the speaker is for the desired sound important because the electrical signal contains high frequency components before conversion in the loudspeaker, in particular with targeted overdriven amplifiers as uncomfortable. Only through the filter effect of the speaker the sound becomes pleasant and "musical".
Um
diesen Nachteil zu überwinden, werden sog. Speaker Simulatoren
vorgeschlagen, die durch Filterschaltungen den Frequenzgang von
Instrumental-Lautsprechern nachbilden sollen und in die DI-Abnahme
integriert werden (Signalwege c) oder d) in
Das
Verhalten kann mit Speaker-Simulatoren jedoch nur grob reproduziert
werden. Das zeigen Arbeiten zur mathematischen Modellierung von
Lautsprechern, die auf sehr komplexe Modelle führen ([1],
Zusammenfassen ist festzustellen, daß alle bisher vorgeschlagenen Lösungen das komplexe Klangverhalten von Lautsprechern nicht hinreichend genau wiedergegeben können, was vermutlich der Hauptgrund dafür ist, daß Speaker-Simulatoren nur begrenzt in der Praxis eingesetzt werden. Musiker bevorzugen nach wie vor Mikrofone für die Abnahme von Instrumentalverstärkern.Sum up It should be noted that all the solutions proposed so far the complex sound behavior of loudspeakers is not sufficiently accurate which is probably the main reason for this is that speaker simulators are limited in practice be used. Musicians still prefer microphones for the decrease of instrumental amplifiers.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Abnahmesystem für Instrumentalverstärker als Alternative zur Mikrofonabnahme bereitzustellen, daß gegenüber den bekannten Verfahren die typischen Klangeigenschaften von Lautsprechern besser wiedergibt.Of the Invention is based on the problem, a removal system for Instrumental amplifier as an alternative to microphone pickup provide that over the known methods better reproduces the typical sound characteristics of loudspeakers.
Dieses
Problem wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten
Merkmale gelöst. Ein am Lautsprecher
Eine
zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist in
Eine
mögliche Anordnung ist in
Ein
Vorteil der Anordnung in
Magnetische Tonabnehmern können durch Wahl der Permanentmagnete und die Anzahl der Spulenwindungen so ausgelegt werden, daß sie eine deutlich größere Signalamplitude erzeugen als Mikrofone, womit sich ein besserer Rauschabstand gegenüber der Mikrofonabnahme erzielen läßt. Außerdem besteht keine Empfindlichkeit gegenüber Rückkopplungen, so daß die Abnahme auch bei hohen Schallpegeln anwendbar ist. Durch das magnetische Prinzip wird ausschließlich das Nutzsignal abgenommen, unerwünschte Nebengeräusche sind nicht enthalten. Auch entfällt das Problem der Phasenauslöschungen durch die Richtcharakteristiken von Mikrofon und Lautsprecherschall. Ist der Tonabnehmer fest am Lautsprecher angebracht, so erhält man im Gegensatz zur Mikrofonabnahme stets eine reproduzierbare Aufnahme-Qualität.magnetic Pickups can by selecting the permanent magnets and the number of coil turns are designed to be generate a significantly larger signal amplitude as microphones, bringing with it a better signal-to-noise ratio the microphone removal can be achieved. Furthermore there is no sensitivity to feedback, so that the decrease applicable even at high noise levels is. The magnetic principle becomes exclusive the useful signal removed, unwanted noise are not included. Also eliminates the problem of phase cancellations through the directional characteristics of microphone and loudspeaker sound. If the pickup is fixed to the loudspeaker, it receives In contrast to the microphone pickup always a reproducible Recording quality.
Bei der praktischen Ausgestaltung ist es zweckmäßig, Doppelspultonabnehmer (Humbucker) einzusetzen, die magnetische Störfelder wirksam unterdrücken und sich bei elektrischen Gitarren in der Praxis bewährt haben.at the practical embodiment it is expedient Double-coil pickups (humbuckers), the magnetic interference fields Effectively suppress and engage in electric guitars have proven in practice.
Eine insbesondere für Audio-Aufnahmen zweckmäßige Weiterbildung ist ein abgestimmtes System, bestehend aus Tonabnehmer und Lautsprecher, das in einem schallisolierten Gehäuse untergebracht ist. Damit erhält man ein ”leises” Aufnahmesystem, daß auch bei der Aufnahme von Kopfhörern einsetzbar ist. Im Gegensatz zur bekannten Mikrofonabnahme von schallisolierten Lautsprechern, wird der Klang hier nicht durch das Lautsprechergehäuse verfälscht. Unerwünschte Klang-Effekte durch akkustische Rückkopplungen und das geringe Gehäusevolumen treten bei der Abnahme der Lautsprecherbewegung nicht auf.A particularly useful for audio recording training is a tuned system consisting of pickups and speakers, which is housed in a soundproof housing. This gives a "quiet" recording system that can be used even when recording headphones. In contrast to the known microphone removal of soundproof speakers, is the sound here is not distorted by the speaker cabinet. Unwanted sound effects due to acoustic feedback and the small housing volume do not occur when the loudspeaker movement is reduced.
Da
die meisten Instrumentalverstärker höhere Leistungen
abgeben, muß ein solches Gehäuse allerdings recht
große Abmessungen aufweisen, um den Schall ausreichend
zu isolieren. Bei einer zweckmäßigen Weiterbildung
der Erfindung wird daher ein Lautsprecher verwendet, bei dem die
Membranfläche soweit verkleinert wird, daß sie
noch als Bewegung vom Tonabnehmer aufgenommen werden kann, aber
quasi keinen Schall mehr erzeugt. In der in
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 19507850 A1 [0001] - DE 19507850 A1 [0001]
- - US 000005649015 A [0011] US 000005649015 A [0011]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- - Nonlinear Modelling of a Guitar Loudspeaker Cabinet [0011] - Nonlinear Modeling of a Guitar Loudspeaker Cabinet [0011]
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DE200910025318 DE102009025318A1 (en) | 2009-06-15 | 2009-06-15 | Sound pick-up system for loudspeaker, has sound pick-ups fastened to loudspeaker cabinet, where mechanical vibrations are converted into electrical signals that are used as input signals for playback- and recording systems |
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DE102009025318A1 true DE102009025318A1 (en) | 2010-12-16 |
Family
ID=43069875
Family Applications (1)
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19507850A1 (en) | 1995-03-07 | 1996-09-12 | Juergen Hasenmaier | Amplifier for electric musical instrument |
US5649015A (en) | 1993-08-24 | 1997-07-15 | Midnite Kitty, Inc. | Speaker simulator |
-
2009
- 2009-06-15 DE DE200910025318 patent/DE102009025318A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US5649015A (en) | 1993-08-24 | 1997-07-15 | Midnite Kitty, Inc. | Speaker simulator |
DE19507850A1 (en) | 1995-03-07 | 1996-09-12 | Juergen Hasenmaier | Amplifier for electric musical instrument |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Nonlinear Modelling of a Guitar Loudspeaker Cabinet |
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