DE102015002381A1

DE102015002381A1 - DEVICE FOR OBTAINING HARMONIOUS RECOILS IN ELECTRICALLY REINFORCED STRING INSTRUMENTS

Info

Publication number: DE102015002381A1
Application number: DE102015002381.0A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-02-25
Filing date: 2015-02-25
Publication date: 2016-08-25
Anticipated expiration: 2035-02-26
Also published as: DE102015002381B4

Abstract

Die Erfindung dient dazu, den bekannten harmonischen Rückkopplungseffekt bei jeder Lautstärke und mit jedem elektrischen Saiteninstrument nutzen zu können, ohne bauliche Veränderung und ohne Behinderung durch zusätzlich benötigte Kabel. Dazu wird eine leichte und einfach zu handhabende Vorrichtung am Instrument befestigt, die einen kleinen elektroakustischen Wandler sowie einen elektrische Verstärkereinheit mit Stromversorgung beinhaltet. Der Verstärker ist drahtlos mit einer Aufnahmeeinheit verbunden, die das Instrumentensignal an geeigneter Stelle im Signalfluss zwischen Instrument und Musikgerät aufnimmt. Der elektroakustische Wandler überträgt das empfangene und verstärkte Signal als Vibration in die Konstruktion des Instrumentes und regt mit Hilfe des Resonanzeffektes die Saiten zur weiteren Schwingung an. Dadurch ist die Rückkopplungsschleife geschlossen und der gespielte Ton kann unbegrenzt lange aufrechterhalten werden.The invention serves to be able to use the known harmonic feedback effect at any volume and with any electric string instrument, without structural change and without obstruction by additionally required cable. For this purpose, a light and easy-to-use device is attached to the instrument, which includes a small electro-acoustic transducer and a power amplifier unit with electrical power. The amplifier is wirelessly connected to a recording unit which receives the instrument signal at a suitable location in the signal flow between the instrument and the music device. The electro-acoustic transducer transmits the received and amplified signal as vibration in the construction of the instrument and stimulates the strings with the help of the resonance effect for further oscillation. As a result, the feedback loop is closed and the sound played can be sustained indefinitely.

Description

Problemstellungproblem

Bei der Verwendung von elektrischen Saiteninstrumenten, insbesondere elektrischen Gitarren, ist seit den sechziger Jahren im Zuge der Entwicklung von leistungsfähigen Verstärkeranlagen ein bestimmter Effekt musikalisch verwendet worden: Führt man die Gitarre bei entsprechend hoher Lautstärke nahe genug an den übertragenden Lautsprecher heran, so regt der Schall aus dem Lautsprecher die Konstruktion der Gitarre zum Schwingen an. Wenn diese Schwingung stark genug ist, entsteht eine akustische Rückkopplung, bei der der Klang aus dem Lautsprecher indirekt über den Korpus der Gitarre die Saite anregt, deren Ton wiederum stark verstärkt aus dem Lautsprecher ertönt und somit, solange der beschriebene Wirkungskreis geschlossen ist, beliebig lang erklingt. Bekannte und diese Zeit musikalisch prägende Musiker wie Pete Townsend, Jimi Hendrix, Carlos Santana und Jimmy Page sind hierbei zu nennen. Sie haben diesen Effekt zunehmend musikalisch genutzt, um sehr lang klingende Noten zu spielen, die auf herkömmliche Weise nicht erzeugt werden können. Neben dem Grundton der jeweiligen Saite entstehen durch Resonanzen und Phasenauslöschungen oft auch harmonische Obertöne der Saitenschwingung, die ebenfalls musikalisch eingesetzt werden können. Der Musiker kann im gewissen Maß den Grad des Effektes durch den Abstand und den Winkel des Instrumentes zum Lautsprecher regulieren. Zusätzlich begünstigt ein weiteres Merkmal von klassischen Röhrenverstärkern die Entstehung des Effektes: Durch die Übersteuerung der Röhrenschaltungen bei hohen Lautstärken entsteht der typische verzerrte und komprimierte Klang von elektrischen Saiteninstrumenten, der seit dieser Zeit die Rockmusik prägt.When using electric stringed instruments, especially electric guitars, a certain effect has been used musically since the sixties in the course of the development of powerful amplifier systems: If the guitar is brought close enough to the transmitting loudspeaker at a correspondingly high volume, the sound excites from the speaker the construction of the guitar to swing. If this vibration is strong enough, an acoustic feedback is created in which the sound from the loudspeaker indirectly excites the string via the body of the guitar, the sound of which is strongly amplified from the loudspeaker and thus as long as the described effect is closed sounds. Well-known and musically influential musicians like Pete Townsend, Jimi Hendrix, Carlos Santana and Jimmy Page should be mentioned here. They have used this effect increasingly musically to play very long-sounding notes that can not be produced in the traditional way. In addition to the fundamental tone of the respective string, resonances and phase cancellations often produce harmonic overtones of string vibration, which can also be used musically. The musician can to some extent regulate the degree of the effect by the distance and the angle of the instrument to the speaker. In addition, another characteristic of classic tube amplifiers promotes the development of the effect: The overdriving of the tube circuits at high volumes produces the typical distorted and compressed sound of electric stringed instruments, which has shaped rock music since then.

Um den beschriebenen Rückkopplungseffekt auf die beschriebene Art erzielen zu können, wird eine entsprechend hohe Lautstärke benötigt, um den Übergang des Luftschalls aus dem Lautsprecher in ausreichend starken Körperschall im Instrument zu ermöglichen. In vielen Situationen ist die benötigte Lautstärke nicht gegeben, z. B. beim Üben in der Wohnung oder auch beim Spielen mit Kopfhörern. Moderne Musikgeräte können den begehrten Klang eines stark übersteuerten Röhrenverstärkers klassischer Bauart mittlerweile bei jeder Lautstärke reproduzieren. Der besagte Rückkopplungseffekt ist bei zu geringer Lautstärke oder bei der Verwendung von Kopfhörern jedoch nicht zu erzielen, da die der übertragene Schall nicht ausreicht, um den Korpus des Instrumentes stark genug zum Vibrieren anzuregen.In order to achieve the feedback effect described in the manner described, a correspondingly high volume is required to allow the transition of airborne sound from the speaker in sufficiently strong structure-borne noise in the instrument. In many situations, the required volume is not given, z. B. when practicing in the apartment or when playing with headphones. Modern music devices can now reproduce the coveted sound of a heavily overdriven tube amplifier classic design at any volume. The said feedback effect can not be achieved with too low a volume or with the use of headphones, since the transmitted sound is not sufficient to stimulate the body of the instrument strong enough to vibrate.

Stand der TechnikState of the art

Einige Erfindungen zu diesem Thema ( US5123324 A , US5932827 A ) erzielen einen ähnlichen Rückkopplungs-Effekt, indem sie mit elektromagnetischer Energie auf die schwingenden Saiten des Instrumentes einwirken. Der durch einen elektromagnetischen Tonabnehmer von der schwingenden Stahlsaite abgenommene Ton wird verstärkt und über eine entgegengesetzt wirkende elektromagnetische Vorrichtung (oszillierendes Magnetfeld) der Saite wieder zugeführt. Dadurch entsteht ein ähnlicher Effekt: durch den geschlossenen Wirkungskreis klingt die Saite unendlich lang. Obwohl diese Lösung sehr gut funktioniert, ist ein Nachteil ersichtlich: der Effekt benötigt eine fest eingebaute Vorrichtung im Instrument, die aus Verstärkung, Stromversorgung, sowie speziellen, elektromagnetischen Wandlern besteht. Für diese Komponenten wird üblicherweise Raum geschaffen, indem in den Korpus des Instrumentes entsprechende Vertiefungen gefräst oder gebohrt werden, welche diese Bauteile aufnehmen. Speziell bei alten und wertvollen Instrumenten ist das nicht wünschenswert, da die bauliche Veränderung deren Wert und originales Aussehen beeinträchtigt. Dabei sind gerade diese Instrumente besonders geeignet für den Rückkopplungseffekt, da sie in der Regel eine gute tonale Resonanz besitzen, die einen Großteil des spezifischen Sounds des Instrumentes ausmacht. Eine weitere Erfindung arbeitet nach einem ähnlichen Prinzip: die Schwingungen der Saite werden elektromagnetisch abgenommen und verstärkt ( DE 10 2008 013 484 A1 ). Das verstärkte Signal wird dann an einen elektromagnetischen Wandler, der auf einem Ständer vor dem Musiker aufgebaut ist, geleitet. Indem der Musiker die Gitarre dem Wandler physisch annähert und die induktive Kraft des Wandlers auf die Stahlsaiten wirken lässt, wird der entsprechende Effekt erzielt.Some inventions on this topic ( US5123324A . US5932827A ) achieve a similar feedback effect by acting on the vibrating strings of the instrument with electromagnetic energy. The sound picked up by an electromagnetic pickup from the vibrating steel string is amplified and fed back to the string via an opposing electromagnetic device (oscillating magnetic field). This creates a similar effect: the string sounds infinitely long due to the closed loop. Although this solution works very well, one drawback is apparent: the effect requires a built-in device in the instrument that consists of amplification, power supply, and special electromagnetic transducers. For these components, space is usually created by milled or drilled recesses in the body of the instrument, which receive these components. Especially with old and valuable instruments this is not desirable, because the structural change affects their value and original appearance. These instruments are particularly suitable for the feedback effect, as they usually have a good tonal resonance, which makes up a large part of the specific sound of the instrument. Another invention operates on a similar principle: the vibrations of the string are electromagnetically removed and amplified ( DE 10 2008 013 484 A1 ). The amplified signal is then passed to an electromagnetic transducer built on a stand in front of the musician. By physically bringing the guitar closer to the transducer and allowing the inductive force of the transducer to act on the steel strings, the effect is achieved.

Beide genannten Erfindungen wirken direkt auf die Saiten des Instrumentes ein und sind dadurch sehr wirkungsvoll. Der klassische Effekt schließt jedoch das Instrument als Ganzes in den Wirkungskreis ein, die Saiten werden indirekt über das Schwingen des gesamten Instrumentes angeregt. Der typische Charakter eines jeden Instrumentes, (z. B. die verwendeten Tonhölzer, die Bauform, etc.) haben somit einen Einfluss auf den Klang in dem bestimmte Frequenzen in Abhängigkeit von der Eigenresonanz des Instrumentes verstärkt oder gedämpft werden. Weitere Erfindungen ( US20050081703 A1 , US4697491 A ) verwenden nicht das Prinzip der direkten Anregung der Saiten, sondern übertragen das über den Tonabnehmer aufgenommene und verstärkte Signal mittels eines elektromagnetischen Wandlers als Vibration auf die Kopfplatte des Instrumentes. Die Vibration wird erzeugt, in dem eine massive Konstruktion bestehend aus Spule und Eisenkörper in Schwingung versetzt wird, und die Eigenschwingung über eine starre Verbindung an das Instrument weitergibt. Durch die prinzipbedingte, hohe Leistungsaufnahme des Wandlers ist ein kabelloser Betrieb nicht möglich, eine Kabelverbindung zu einem externen Verstärkerelement mit Verbindung zum Stromnetz ist nötig. Das relativ hohe Gewicht (ca. 180 Gramm, laut Produktinformation des Herstellers) des verwendeten Wandlers das sowie die benötigte Kabelverbindungen schränken die Bewegungsfreiheit des Musikers ein und sind deshalb verbesserungswürdig.Both inventions act directly on the strings of the instrument and are therefore very effective. However, the classical effect includes the instrument as a whole in the sphere of action, the strings are indirectly excited by the swinging of the entire instrument. The typical character of each instrument (eg the tonewoods used, the style, etc.) thus has an effect on the sound in which certain frequencies are amplified or damped depending on the natural resonance of the instrument. Further inventions ( US20050081703 A1 . US4697491A ) do not use the principle of direct excitation of the strings, but transmit the signal picked up by the pickup and amplified by means of an electromagnetic transducer as vibration on the head plate of the instrument. The vibration is generated by vibrating a massive structure consisting of coil and iron body, and the Natural vibration via a rigid connection to the instrument passes. Due to the inherent, high power consumption of the converter wireless operation is not possible, a cable connection to an external amplifier element with connection to the mains is necessary. The relatively high weight (about 180 grams, according to product information from the manufacturer) of the converter used and the required cable connections restrict the freedom of movement of the musician and are therefore in need of improvement.

Weitere Erfindungen versuchen mit Hilfe von digitaler Signalverarbeitung (Digital Signal Processing (DSP)) im Signal des elektrischen Saiteninstrumentes die für den Rückkopplungseffekt relevanten Tonfrequenzen zu identifizieren und entsprechend verstärkt in den Signalfluss einzuspeisen. In der Praxis liegt dabei die größte Herausforderung darin, aus komplexen Mehrklängen, wie sie durch das gleichzeitige Anschlagen mehrerer Saiten entstehen, die musikalisch wichtigste Frequenz zu extrahieren und einen natürlich klingenden Effekt zu erzeugen. Dabei wird der rückkoppelnde Ton nicht wie bei den vorher beschriebenen Technologien durch eine schwingende Saite erzeugt sondern durch digitale Klangerzeugung. Für den Musiker ist bei dieser Technologie das spürbare Erlebnis des natürlich mit der Musik vibrierenden Instrumentes nicht gegeben, wie es beim klassischen Rückkopplungseffekt der Fall ist. Die Erfindung in ( US8735710 B2 ) zeigt eine derartige Lösung, die in das Instrument integriert ist, und deshalb ebenfalls nicht unbedingt für die Verwendung mit bereits vorhandenen Instrumenten geeignet ist.Other inventions try using digital signal processing (DSP) in the signal of the electric string instrument to identify the relevant for the feedback effect tone frequencies and accordingly fed increasingly into the signal flow. In practice, the biggest challenge is to extract the most important musical frequency from complex multi-sounds, such as those created by simultaneously striking several strings, and to create a natural-sounding effect. In this case, the feedback tone is not generated by a vibrating string, as in the previously described technologies, but by digital sound generation. For the musician with this technology the noticeable experience of the instrument vibrating naturally with the music is not given, as is the case with the classical feedback effect. The invention in ( US8735710 B2 ) shows such a solution, which is integrated into the instrument, and therefore also not necessarily suitable for use with existing instruments.

Lösungsansatzapproach

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine einfach zu handhabende und leichte Rückkopplungsvorrichtung zu gestalten, die den Musiker beim Spielen des Instrumentes nicht durch zusätzliche Kabelverbindungen behindert oder auf andere Art räumlich einschränkt, und auch bei geringen Lautstärken zufriedenstellend arbeitet. Zudem soll das System an jedem elektrischen Saiteninstrument verwendbar sein und leicht zwischen verschiedenen Instrumenten ausgetauscht werden können. Dieses Problem wird durch folgende Merkmale gelöst:

• Die Vorrichtung hat eine Befestigungsvorrichtung, die eine werkzeuglose, schnelle Montage und Demontage an elektrischen Saiteninstrumenten ermöglicht, ohne dabei das Instrument vorher technisch verändern zu müssen. – Der dadurch erzielte Vorteil ist, dass die Trägervorrichtung die Verwendung der Vorrichtung an verschiedenen Instrumenten ermöglicht.
• Die Vorrichtung hat eine elektronische Verstärkereinheit, die an der Befestigungsvorrichtung angebracht ist und aus einem lokalen Stromspeicher (z. B. Batterie oder Akku) versorgt wird.
– Der dadurch erzielte Vorteil ist, dass die Vorrichtung keine störende Kabelverbindung für die Stromversorgung benötigt.
• Die Vorrichtung verwendet einen kleinen und leichten elektroakustischen Wandler, der das zugeführte elektronische Audiosignal in eine mechanische Vibration umwandelt. – Für diesen Zweck geeignete, miniaturisierte Wandler wurden bereits z. B. für die Übertragung von Audiosignalen als Knochenschall entwickelt. – Die Übertragung des Audiosignales als Vibration in das Instrument kommt dem beschriebenen klassischen Effekt klanglich sehr nahe, da dieser auf dem gleichen Prinzip beruht.
• Die Vorrichtung hat eine, an der Trägervorrichtung angebrachte, im Anpressdruck regulierbare Andruckvorrichtung für den Wandler, die dazu dient, die Vibration in das Saiteninstrument optimal zu übertragen. – Der dadurch erzielte Vorteil ist, dass der Anpressdruck des Wandlers individuell an das jeweilige Saiteninstrument angepasst werden kann. Die Andruckvorrichtung dient auch dazu, den vibrierenden Wandler mechanisch weitestgehend von der Trägervorrichtung zu entkoppeln. Somit wird die Stabilität der Verbindung von Trägervorrichtung und Instrument nicht durch die Vibration des Wandlers belastet.
• Die Vorrichtung hat eine elektronische Aufnahmeeinheit, die entweder ebenfalls an der Trägervorrichtung befestigt ist oder als separate, vom Instrument losgelöste Einheit die Audiosignale des Saiteninstrumentes aufnimmt und an die verbundene Verstärkereinheit weiterleitet. – Aufgabe dieser Komponente ist es, das elektronische Signal des Saiteninstrumentes an einer geeigneten Stelle des Signalflusses aufzunehmen um es an die Verstärkereinheit weiterzuleiten. – Die Lösung erfolgt dadurch, dass die Aufnahmeeinheit in den direkten Signalfluss zwischen Instrument und nachfolgenden, den Klang beeinflussenden oder verstärkenden Komponenten eingeschleift wird und das Signal zur Weitersendung an die Verstärkereinheit abgezweigt wird. – Alternativ kann ein dafür vorgesehener Signal-Ausgang (z. B. Line-Out Ausgang, Kopfhörerausgang, Effect-Send Ausgang, etc.) an einer der am Signalfluss beteiligten Komponenten verwendet werden. – Die Übertragung zwischen Aufnahmeeinheit und Verstärkereinheit geschieht drahtlos. – Der dadurch erzielte Vorteil ist, dass die Aufnahmeeinheit als separate Baugruppe ausgelegt werden kann, z. B. als ein mit dem Fuß bedienbares Gerät. Dadurch ist eine direkte Kabelverbindung zu den klangbildenden Komponenten im Signalfluss möglich, ohne das die Bewegungsfreiheit des Musikers durch zusätzliche Kabel für die Signalübertragung eingeschränkt wird.
• Alternativ zu einer direkten Verbindung zur Signalquelle kann die elektronische Aufnahmeeinheit ein Mikrofon verwenden, dass an geeigneter Stelle, beispielsweise in der Nähe eines verbundenen Lautsprechers das Signal aufnimmt und an die Aufnahmeeinheit weiterleitet. – Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass der Signalfluss zwischen Instrument und klangbildenden Komponenten nicht beeinträchtigt wird und auch keine zusätzlichen Signal-Ausgänge benötigt werden.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung optimiert die Aufnahmeeinheit den eingespeisten Signalfluss für die Erzielung des Rückkopplungseffektes durch regelbare, elektronisch erzeugte Klang-Effekte, beispielsweise durch harmonischen Verzerrung zur Erzeugung von zusätzlichen Obertönen im Signal (Clipping-, Distortion- oder Overdrive-Effekt), durch Komprimierung der Dynamik (Kompressor/Limiter-Effekt), oder durch Filterung oder Verstärkung von bestimmten Frequenzen (Equalizer-Effekt). – Dadurch kann die Entstehung des Rückkopplungseffektes begünstigt werden, unabhängig von den Einstellungen der anderen klangbildenden Komponenten.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Aufnahmeeinheit als elektronische Komponente in ein für elektrische Saiteninstrumente geeignetes Musikgerät, zum Beispiel ein Effektgerät oder einen Instrumentenverstärker integriert. – Der dadurch erzielte Vorteil ist, dass der Signalfluss zwischen den klangbildenden und verstärkenden Komponenten bereits bei der Herstellung optimal abgestimmt werden kann. Der Musiker benötigt außer der am Instrument befestigten Vorrichtung keine zusätzlichen Kabel und Geräte zur Erzielung des Rückkopplungseffektes.
• Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ermöglicht es, dass durch eine Regelvorrichtung die Wirkung des Rückkopplungseffektes während des Spieles beeinflusst werden kann, beispielsweise mit Hilfe eines Schwellerpedals, oder mit Hilfe von in die Vorrichtung am Instrument integrierte Bewegungs- oder Näherungssensoren durch eine physische Bewegung des Instrumentes, oder durch die Veränderung des Abstandes eines mit der am Instrument montierten Vorrichtung verbunden Mikrofons von einer Schallquelle.

The invention is based on the problem of designing an easy-to-use and lightweight feedback device that does not hinder the musician when playing the instrument by additional cable connections or spatially restricts in other ways, and operates satisfactorily even at low volumes. In addition, the system should be usable on any electric string instrument and be easily exchanged between different instruments. This problem is solved by the following features:

• The device has a mounting device that allows tool-free, fast assembly and disassembly of electric stringed instruments, without having to change the instrument prior technically. The advantage achieved thereby is that the carrier device enables the use of the device on different instruments.
• The device has an electronic amplifier unit, which is attached to the mounting device and is supplied from a local power storage (eg battery or rechargeable battery).
- The advantage achieved by this is that the device does not require a disruptive cable connection for the power supply.
The device uses a small and lightweight electroacoustic transducer that converts the supplied electronic audio signal into a mechanical vibration. - Suitable for this purpose, miniaturized converter have been z. B. developed for the transmission of audio signals as bone sound. - The transmission of the audio signal as a vibration in the instrument comes sonically close to the classical effect described, since this is based on the same principle.
• The device has a contact pressure adjustable pressure transducer mounted on the carrier device which serves to optimally transmit the vibration to the stringed instrument. - The advantage achieved thereby is that the contact pressure of the transducer can be individually adapted to the particular string instrument. The pressure device also serves to mechanically decouple the vibrating transducer as far as possible from the carrier device. Thus, the stability of the connection of carrier device and instrument is not burdened by the vibration of the transducer.
• The device has an electronic recording unit, which is either also attached to the support device or as a separate, detached from the instrument unit receives the audio signals of the stringed instrument and forwards it to the connected amplifier unit. - The object of this component is to record the electronic signal of the string instrument at a suitable point of the signal flow to forward it to the amplifier unit. The solution takes place in that the recording unit is looped into the direct signal flow between the instrument and subsequent components influencing the sound or amplifying, and the signal is diverted to the amplifier unit for further transmission. - Alternatively, a dedicated signal output (eg line-out output, headphone output, effect send output, etc.) can be used on one of the components involved in the signal flow. - The transmission between recording unit and amplifier unit is wireless. - The advantage achieved by this is that the recording unit can be designed as a separate module, z. B. as a foot-operated device. This allows a direct cable connection to the sound-forming components in the signal flow, without the freedom of movement of the musician is limited by additional cables for signal transmission.
As an alternative to a direct connection to the signal source, the electronic recording unit can use a microphone that picks up the signal at a suitable location, for example in the vicinity of a connected loudspeaker, and forwards it to the recording unit. - The advantage of this embodiment is that the signal flow between the instrument and sound-forming components is not affected and no additional signal outputs are needed.
In a further advantageous embodiment, the recording unit optimizes the injected signal flow for the achievement of the feedback effect by controllable, electronically generated sound effects, for example by harmonic distortion for the generation of additional harmonics in the signal (clipping, distortion or overdrive effect) Compression of dynamics (compressor / limiter effect), or by filtering or amplification of certain frequencies (equalizer effect). - This can favor the creation of the feedback effect, regardless of the settings of the other sound-forming components.
In a further advantageous embodiment, the recording unit is integrated as an electronic component in a music device suitable for electric stringed instruments, for example an effect device or an instrument amplifier. The advantage achieved thereby is that the signal flow between the sound-forming and amplifying components can be optimally tuned already during production. The musician does not need any additional cables and devices to achieve the feedback effect except for the device attached to the instrument.
A further advantageous embodiment makes it possible for the effect of the feedback effect to be influenced during the game by means of a regulating device, for example with the aid of a sill pedal, or with the aid of a movement or proximity sensor integrated in the device on the instrument by a physical movement of the instrument. or by varying the distance of a microphone connected to the instrument mounted on the instrument from a sound source.

Weg zur AusführungWay to execution

Nachfolgend wird beschrieben, wie die Erfindung ausgeführt werden kann:
Die Grundform der Vorrichtung ist ein Bügel (2), der über die Kopfplatte des Instrumentes (1) gesteckt wird. Der Bügel wird zum Beispiel durch eine Schraubvorrichtung (11) fixiert, welche mit einem becherförmigen Drehgriff (5) versehen ist. Im Inneren des Drehgriffes ist Platz für die elektronischen Komponenten (3), sowie für die Stromversorgung (Akku, Batterie) (4). Der Drehgriff bleibt dabei frei drehbar, um die Befestigungsvorrichtung durch entsprechende Drehungen, welche den Befestigungsfuß (9) axial vor oder zurückbewegt, an die Dicke der Halsplatte des Instrumentes anpassen zu können und zu fixieren. Da die Stimmwirbel, die typischerweise an der Kopfplatte montiert sind, je nach Bauform des Instrumentes an unterschiedlichen Positionen sein können, ist es sinnvoll die Befestigung so zu gestalten, dass die Halterung wenig freie Fläche auf der Kopfplatte benötigt und damit der Aufsatzpunkt der Vorrichtung am Instrument optimal gewählt werden kann. Dies ist dadurch erreicht, dass der Befestigungsfuß (9) einen möglichst geringen Durchmesser hat. Eine dämpfende Schicht auf der Oberfläche, zum Beispiel aus Gummi ist empfehlenswert, damit das Instrument durch die mechanische Belastung, die durch den Druck des Befestigungsfußes auf das Instrument ausgeübt wird, keinen Schaden nimmt. Auf der gegenüberliegenden Seite des U-förmigen Bügels ist eine Fassung für den Wandler (10) in den Bügel eingearbeitet. Die Halterung soll unabhängig vom Anpressdruck des Wandlers fest am Instrument zu befestigen sein. Dazu wird die Fläche um die Fassung für den Wandler ebenfalls mit einer Gummierung versehen. Die Haltekraft die durch die Schraubklemmvorrichtung ausgeübt wird, wird über diese Kontaktfläche auf die Kopfplatte des Instrumentes übertragen. An der Innenseite der Fassung ist eine, möglichst verstellbare, Anpressvorrichtung vorzusehen, die es ermöglicht, den Druck mit dem der Wandler an das Instrument gepresst wird, regulieren zu können. Dies könnte beispielsweise durch eine Bohrung mit Gewinde erfolgen, durch die von der Außenseite eine Rändelschraube (8) einschraubt wird. Ergänzend könnte eine Spiralfeder oder ein entsprechend geformtes Schaumstoffpolster zwischen Wandler und Rändelschraube angeordnet sein, um eine gewisse Vorspannung zu erzeugen und den unmittelbaren Druck der Rändelschraube abzudämpfen. Dabei ist zu beachten, dass der Wandler nicht die Haltekraft für die gesamte Vorrichtung aufnehmen soll. Der optimale Anpressdruck des Wandlers ist typischerweise geringer als die Haltekraft der gesamten Vorrichtung. Als elektroakustische Wandler können konventionelle Bauteile verwendet werden, die z. B. für den Einbau in Kopfhörer mit Knochenschallübertragung vorgesehen sind (englisch: bone conduction transducer). Die Vibrationsleistung dieser Komponenten ist für den vorgesehenen Zweck ausreichend. Alternativ können entsprechend kleine Vibrationslautsprecher verwendet werden, die für den Zweck der Körperschallübertragung an Oberflächen von Gegenständen gestaltet wurden (englisch: surface mount vibration exciters). Der Leistungsbedarf des Wandlers zur Erreichung einer ausreichend starken Vibration sollte dabei nur so groß sein, dass ein Batteriebetrieb der Vorrichtung über mehrere Stunden möglich ist.The following describes how the invention can be carried out:
The basic form of the device is a bracket ( 2 ), over the top plate of the instrument ( 1 ) is plugged. The bracket is for example by a screwing device ( 11 ) fixed, which with a cup-shaped rotary handle ( 5 ) is provided. Inside the rotary handle there is room for the electronic components ( 3 ), as well as for the power supply (battery, battery) ( 4 ). The rotary handle remains freely rotatable to the fastening device by appropriate rotations, which the mounting foot ( 9 ) moved axially forward or backward to be able to adapt to the thickness of the neck plate of the instrument and to fix. Since the tuning pegs, which are typically mounted on the top plate, depending on the design of the instrument can be in different positions, it makes sense to make the attachment so that the holder requires little free space on the top plate and thus the attachment point of the device on the instrument can be optimally chosen. This is achieved in that the mounting foot ( 9 ) has the smallest possible diameter. A cushioning layer on the surface, for example made of rubber, is recommended so that the instrument is not damaged by the mechanical stress exerted on the instrument by the pressure of the mounting foot. On the opposite side of the U-shaped bracket is a socket for the converter ( 10 ) incorporated into the bracket. The holder should be independent of the contact pressure of the converter to be firmly attached to the instrument. For this purpose, the surface around the socket for the transducer is also provided with a rubber coating. The holding force exerted by the Schraubklemmvorrichtung is transmitted via this contact surface on the top plate of the instrument. On the inside of the socket, a, possibly adjustable, pressing device is provided, which makes it possible to regulate the pressure with which the transducer is pressed against the instrument. This could be done for example by a threaded hole through which a knurled screw from the outside ( 8th ) is screwed. In addition, a coil spring or a suitably shaped foam pad between transducer and thumbscrew could be arranged to create a certain bias and dampen the immediate pressure of the thumbscrew. It should be noted that the converter should not absorb the holding force for the entire device. The optimum contact pressure of the transducer is typically less than the holding force of the entire device. As electroacoustic transducer conventional components can be used, the z. B. for installation in headphones with bone sound transmission are provided (English: bone conduction transducer). The vibration performance of these components is sufficient for the intended purpose. Alternatively, correspondingly small vibration loudspeakers can be used, which have been designed for the purpose of structure-borne sound transmission to surfaces of objects (in English: surface mount vibration exciters). The power requirement of the converter to achieve a sufficiently strong vibration should only be so great that a battery operation of the device over several hours is possible.

Die Verstärkereinheit (V) umfasst eine konventionelle Audioverstärkerschaltung, die das Eingangssignal aus der Aufnahmeeinheit soweit verstärkt, das der Wandler ausreichend stark vibriert. Die Platine mit den elektronischen Komponenten wird mitsamt einem Stromspeicher in das Gehäuse integriert. Die Verstärkerschaltung sollte einen Ein-/Aus-Schalter haben, der zusätzlich auch als Potentiometer mit integriertem Schalter ausgelegt sein kann, um den Grad der Verstärkung regeln zu können. Optional könnte eine Buchse für eine Kabelverbindung an geeigneter Stelle an der Vorrichtung angebracht sein, um das Laden des Stromspeichers über eine temporäre Kabelverbindung zu ermöglichen. Um Energie zu sparen, könnte ergänzend eine Zeitschaltung eingebaut sein, die den Verstärker automatisch ausschaltet, wenn für eine bestimmte Zeit kein Signal von der Aufnahmeeinheit empfangen wurde. Die Aktivierung der Verstärkereinheit könnte ebenfalls automatisch erfolgen, wenn ein Signal von der Aufnahmeeinheit empfangen wird. Die Verstärkerschaltung ist mit einer Funkempfängerschaltung verbunden, die ebenfalls im Gehäuse der Vorrichtung untergebracht ist. Dabei kann wiederum auf konventionelle Schaltungen zurückgegriffen werden, wie sie z. B. in der Bühnentechnik für die Übertragung von Monitor-Signalen an Ohrhörer verwendet wird (englisch: In-Ear Monitor). Marktübliche Schaltungen für diesen Zweck sind ausreichend klein und bereits für den Batteriebetrieb optimiert. Da die zu übertragenden Signale in einem begrenzten Frequenzband liegen (ca. 60–5000 Hertz), sind die Anforderungen an die Klangtreue der verwendeten elektronischen Komponenten eher moderat. Die Grundfrequenzen des Instrumentes sowie die zweiten und dritten Harmonischen sollen optimal übertragen werden, darüber oder darunterliegende Frequenzanteile sind nicht relevant für die Erzielung des Effektes. The amplifier unit (V) comprises a conventional audio amplifier circuit, which amplifies the input signal from the recording unit so far that the converter vibrates sufficiently strong. The board with the electronic components is integrated together with a power storage in the housing. The amplifier circuit should have an on / off switch, which can also be designed as a potentiometer with integrated switch to regulate the degree of gain can. Optionally, a female connector for a cable connection could be conveniently located on the device to allow charging of the current memory via a temporary cable connection. To save energy, a timer could be built in addition, which automatically turns off the amplifier when no signal was received from the recording unit for a certain time. The activation of the amplifier unit could also be done automatically when a signal is received by the recording unit. The amplifier circuit is connected to a radio receiver circuit, which is also housed in the housing of the device. This can in turn be resorted to conventional circuits, as z. B. in the stage technology for the transmission of monitor signals to earphones is used (English: In-Ear Monitor). Commercially available circuits for this purpose are sufficiently small and already optimized for battery operation. Since the signals to be transmitted are in a limited frequency band (approximately 60-5000 Hertz), the requirements for fidelity of the electronic components used are rather modest. The basic frequencies of the instrument as well as the second and third harmonics should be optimally transmitted, above or below the frequency components are not relevant for the achievement of the effect.

Die Aufnahmeeinheit (A) besteht aus einem Gehäuse, das an der Außenseite mit einer Steckerbuchse versehen ist, die es ermöglicht eine Kabelverbindung zum Signalfluss des elektrischen Saiteninstrumentes herzustellen. Je nach Verwendungsart wird eine zweite Buchse benötigt, um das Signal an nachfolgende, klangbildende Komponenten im Signalfluss weiterzuleiten. Im Inneren befindet sich eine elektronische Regelschaltung (R), welche die ankommenden Signale aufnimmt. Diese müssen für die weitere Verwendung unter Umständen leicht vorverstärkt oder gedämpft werden. Dazu könnte an dieser Stelle im Signalfluss eine manuelle Regelung mit einem Potentiometer (P) eingefügt werden, die es erlaubt die Impedanz und die Spannung der Signalquellen optimal anzupassen. Wird die Aufnahmeeinheit in den Signalfluss zwischen Instrument und Verstärker eingeschleift, so wird das Originalsignal zusätzlich unverändert an einer Ausgangsbuchse bereitgestellt, um es an die nachfolgenden klangbildenden Komponenten unverändert weiterzuleiten.The receiving unit (A) consists of a housing which is provided on the outside with a socket, which makes it possible to establish a cable connection to the signal flow of the electric stringed instrument. Depending on the type of use, a second socket is required to pass on the signal to subsequent, sound-forming components in the signal flow. Inside is an electronic control circuit (R), which receives the incoming signals. These may need to be slightly pre-reinforced or dampened for further use. For this purpose, a manual control with a potentiometer (P) could be inserted at this point in the signal flow, which allows optimally adapting the impedance and the voltage of the signal sources. If the recording unit is looped into the signal flow between the instrument and the amplifier, then the original signal is additionally provided unchanged at an output socket in order to forward it to the subsequent sound-forming components unchanged.

Des Weiteren beinhaltet das Gehäuse eine Funksenderschaltung (F), die das normalisierte Signal der Regelschaltung aufnimmt und drahtlos an die beschriebene Funkempfängerschaltung überträgt. Zusätzlich könnte eine Möglichkeit für die alternative Verbindung per Kabel zwischen Aufnahmeeinheit und Verstärkereinheit bereitgestellt werden. Dies ermöglicht den Betrieb der Vorrichtung in Situationen, wo eine Funkverbindung nicht erwünscht oder nicht erlaubt ist.Furthermore, the housing includes a radio transmitter circuit (F) which receives the normalized signal of the control circuit and transmits wirelessly to the described radio receiver circuit. In addition, a possibility for the alternative connection by cable between receiving unit and amplifier unit could be provided. This allows operation of the device in situations where radio communication is not desired or allowed.

Alternativ zur direkten Verbindung mit dem elektrischen Signalfluss des Instrumentes, ist auch die Verwendung eines Mikrofons zur Aufnahme des elektrischen Signals möglich. Das Mikrofon ist dabei entweder in das Gehäuse der Aufnahmeeinheit integriert oder ist über ein Kabel und eine zusätzliche Steckerbuchse mit dieser verbunden. Das Mikrofon wird bei der Verwendung der Vorrichtung in der Nähe eines Lautsprechers positioniert, um das Audio-Signal des verstärkten Instrumentes aufzufangen und an die Aufnahmeeinheit weiterzuleiten. Das elektrische Signal des Mikrofons wird von der elektronischen Regelschaltung für die Weiterverwendung verstärkt.As an alternative to direct connection to the electrical signal flow of the instrument, the use of a microphone for receiving the electrical signal is also possible. The microphone is either integrated into the housing of the recording unit or is connected via a cable and an additional socket with this. The microphone is positioned in the vicinity of a loudspeaker when using the device in order to capture the audio signal of the amplified instrument and forward it to the recording unit. The electrical signal of the microphone is amplified by the electronic control circuit for further use.

Um die Wirkung des Rückkopplungseffektes zu verbessern, kann das Audio-Signal durch zusätzliche Klangeffekte behandelt werden, die in der Aufnahmeeinheit integriert werden. Das ist insbesondere sinnvoll, wenn die Aufnahmeeinheit im Signalfluss direkt hinter das Instrument geschaltet ist. Dort ist nur der unveränderte Klang des Instrumentes in der Aufnahmeeinheit verfügbar, der jedoch nur bedingt für die Erzielung des Rückkopplungseffekts geeignet ist. Eine Verformung des Klanges durch Kompression und Verzerrung begünstigt den Effekt. Diese Klangveränderungen werden in der Regel in den weiteren klangbildenden Komponenten in der Signalkette erzeugt: entweder in Form von entsprechenden Effektgeräten, oder durch einen Instrumentenverstärker, der typischerweise durch das Übersteuern von elektronischen Bauelementen z. b. Röhren, Transistoren, Dioden (oder der digitalen Simulation derselben) die gewünschten Effekte erzeugt. Entsprechende Effektschaltungen könnten in der Aufnahmeeinheit im Signalfluss zwischen die elektronische Regelschaltung und die Senderschaltung eingefügt werden. Dazu können Regler und Schalter für die Beeinflussung der Effekte an der Außenseite der Aufnahmeeinheit angebracht werden.To enhance the effect of the feedback effect, the audio signal can be treated by additional sound effects that are integrated into the capture unit. This is particularly useful if the recording unit is connected in the signal flow directly behind the instrument. There, only the unmodified sound of the instrument is available in the recording unit, but it is only conditionally suitable for achieving the feedback effect. A deformation of the sound by compression and distortion favors the effect. These sound changes are usually generated in the other sound-forming components in the signal chain: either in the form of corresponding effect devices, or by an instrumentation amplifier, which typically by the overdriving of electronic components z. b. Tubes, transistors, diodes (or the digital simulation of the same) produces the desired effects. Corresponding effect circuits could be inserted in the recording unit in the signal flow between the electronic control circuit and the transmitter circuit. For this purpose, controls and switches for influencing the effects on the outside of the recording unit can be attached.

Der externe Teil der Vorrichtung muss nicht als eigenständiges Gerät ausgeführt werden, er kann auch als Modul in einen Instrumentenverstärker oder eine Effekteinheit integriert werden. Die Abnahme des Audiosignals für die Weiterleitung an die Sendereinheit erfolgt dabei innerhalb des Gerätes an geeigneter Stelle. Damit ist die Grundfunktion der Aufnahmeeinheit gegeben. Unterstützende Komponenten, wie die genannte Regelschaltung sowie eine Effektschaltung können zusätzlich integriert werden. Die bauliche Integration könnte dabei bereits bei der Herstellung des Gerätes erfolgen, oder als Nachrüstung in vorhandene Geräte.The external part of the device does not have to be implemented as a stand-alone device, it can also be integrated as a module in an instrument amplifier or an effect unit. The decrease of the audio signal for forwarding to the transmitter unit takes place within the device at a suitable location. This is the basic function of the recording unit. Supporting components, such as the aforementioned control circuit and a Effect circuit can be additionally integrated. The structural integration could already take place during the manufacture of the device, or as retrofitting into existing devices.

Zusätzlich können eine oder mehrere regelbare Funktionen der Vorrichtung mit Hilfe einer Sensorschaltung implementiert werden. In den am Instrument befestigten Teil der Vorrichtung werden dazu miniaturisierte Beschleunigungssensoren eingebaut, die bei bestimmten Bewegung, zum Beispiel einer Neigung des Instrumentes in eine bestimmte Richtung, ein digitales Steuersignal an die Vorrichtung weiterleiten. Ebenso kann mit Hilfe eines geeigneten Sensors eine Näherung des Instruments an den externen Teil der Vorrichtung als Steuersignal interpretiert werden. Das Steuersignal kann beispielsweise für die Regelung der Stärke des Effektes verwendet werden. Alternativ kann anstelle einer Sensorschaltung ein Fußpedal für die Regelung verwendet werden, um durch die Stellung des Pedales während des Spielens den Effekt kontrollieren zu können.In addition, one or more controllable functions of the device may be implemented by means of a sensor circuit. For this purpose, miniaturized acceleration sensors are incorporated in the part of the device attached to the instrument, which transmit a digital control signal to the device during a certain movement, for example a tilt of the instrument in a certain direction. Likewise, with the aid of a suitable sensor, an approximation of the instrument to the external part of the device can be interpreted as a control signal. The control signal can be used, for example, to control the magnitude of the effect. Alternatively, instead of a sensor circuit, a foot pedal can be used for the control in order to be able to control the effect by the position of the pedal during play.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 5123324A [0003]
US 5932827 A [0003]
DE 102008013484 A1 [0003]
US 20050081703 A1 [0004]
US 4697491 A [0004]
US 8735710 B2 [0005]

Claims

Apparatus for effecting feedback on electrically amplified stringed instruments by means of an electroacoustic transducer comprising a reversible mounting fixture on the instrument, an amplifier unit for operating the transducer, and a recording unit for transmitting the electronic audio signal of the instrument to the amplifier unit, characterized by the following features: • The amplifier unit is attached to the mounting unit and has a local power storage • The amplifier unit is wirelessly connected to the recording unit. The device has a contact pressure adjustable mounting device for the electroacoustic transducer.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the electronic recording unit uses the signal of a microphone instead of a direct connection with the signal flow of the instrument and the sound-forming components.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the electronic recording unit optimizes the injected signal flow through electronically generated sound effects for use.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the electronic recording unit is integrated into the suitable for use with electric stringed musical instrument.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the effect of the feedback effect by means of sensors by movement of the instrument and the device attached thereto can be influenced.