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Elektrisches Musikinstrument Im Patent 651 338 ist die Anordnung mehrerer
Tonabnehmer längs einem mechanischen Schwingkörper angegeben. Die vorliegende Erfindung
bringt nähere Angaben, in welchen Punkten diese Tonabnehmer zur Erzielung besonders
markanter Klangfarben angeordnet werden müssen und wie man durch Zusammenschalten
mehrerer Tonabnehmer neue charakteristische Klangwirkungen erzielen kann. Es ist
bekannt, durch besondere Anordnung von Erregermagneten Saiten in bestimmten Klangfarben
schwingen zu lassen. Dabei dienen die Elektromagnete zum Erregen der Saite, während
bei der erfindungsgemäßen Anordnung die Saiten zum Erregen der Magnete dienen. Diese
einfache Umkehrung bringt aber nicht bloß eine lediglich umgekehrte Wirkung, sondern
mehr, nämlich die Möglichkeit, verschiedene Töne durch die normal schwingende Saite
zu erzeugen, die dann gleichzeitig oder für sich oder in verschiedenen Zusammenstellungen
zu Gehör gebracht werden können.
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In der folgenden Beschreibung werden der Einfachheit halber elektrostätische
- Umwandlungseinrnchtungen und Saiten angenommen; die Erfindung ist aber nicht auf
diese Art Tonabnehmer und Schwingkörper beschränkt, sondern bezieht sich auch auf
Stäbe, Federn, Zungen, elektromagnetische Tonabnehmer usw. und auf sinngemäße übertragung:en.
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Einen Klang, bei dem die tiefen Teiltöne überwiegen, erhält man, je
weiter man mit dem Tonabnehmer auf die Saitenmitte zu geht und je breiter
der Tonabnehmer ausgeführt wird. Die Tonabnehmer werden in ihrem Abstand von den
Saiten so a angeordnet, daß nach dem Saitenende der Abstand kleiner wird. Durch
diese Neigung werden auch bei einem breiten Tonabnehmer noch hohe Teiltöne aufgenommen.
Ein ähnliches Ergebnis erhält man, wenn man in geeigneter Weise einen breiten Tonabnehmer
in mehrere schmale aufteilt.
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Beim Zusammenschalten mehrerer Tonabnehmer ist es von größter Bedeutung,
mit welcher Phasenlage diese Zusammenschaltung erfolgt. Bei der elektrostatischen
Abnahme, bei der Metallplatten die Tonabnehmer bilden und eine direkte Verbindung
dieser Metallplatten
stattfindet, wird die richtige Phasenlage
durch die Anordnung über oder unter der Saite im Sinne der Anschlagrichtung erzielt.
Die gewünschte Phasenlage ist aber auch durch eine Umpolung hinter einem TrattsfGrinator
.oder bei einem magnetischen Tonabnehmer durch die richtige Polung des Tonabnehmers
selbst zu erreichen. Soll keifte Umschaltung verwendet werden, so wird man auch
zwei Tonabnehmer über und unter der Saite an demselben Saitenpunkt oder an einem
korrespondierenden, vom anderen Ende gleich weit entfernten Punkt anordnen und sie
wahlweise einschalten.
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Ebenso wichtig wie die Regelung der Phase. zur Erzielung verscltiedetter
Klangfalben ist eiste Regelung des Betrages. Dafür benutzt matt angezapfte Widerstände
und Transformatoren., Potentionteter und andere bekannte Schaltelemente, oder es
wird schon der Abstand der Tonabnehmer entsprechend eingestellt, um gewisse. feste
Amplitudenverhältnisse zu halten, die dann noch elektrisch regelbar sind.
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Aus der Fülle der Möglichkeiten der Erzeugung von Klangfarben durch
die Anordnung von Tonabnehmern an bestimmten Saitenpunkten sollen im folgenden einige
wesentliclte als Beispiele herausgegriffen werden.
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Es ist ohne weiteres klar, daß je größer die Anzahl. der verwendeten
Streifen, um so größer auch die Klangfarltcitmöglichkeiten sind, und ferner, daß
Streifen näher nach dem Saitenende zu auch in der Kombination zur Erzeugung von
Klänäen ntit hohen Teiltönen geeignet sind und da1.; Streifen mehr nach der Saitenmitte
zu zweckmälzig zur Erzeugung von Klingen, bei denen die tiefen Teiltöne bevorzugt
werden, zur Verwendung kommen.
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Bei zwei Streifen z. B., deren einer auf der Saitenlänge und deren
anderer dicht dalieben auf 1/,# der Saitenlänge angeordnet ist, werdest sich bei
Schaltung in Gegenphase die tiefen Teiltöne bei einer entsprechendenAmplitudenregeltntg
weltgeltend auslöschen.
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Eine Anordnung, die sich besonders für die Erzeugung farbenreicher
Töne, für Frequenz---erdoppelung oder die mehr oder minder vollstättdige Unterdrückung
gerader oder ungerader Teiltöne eignet, erhält man, wenn man die Streifen in gleichen
Abständen voll den Enden der wirksamen Saitenlänge, also symmetrisch zur Saitenmitte,
anordnet. Bringt man zwei so aajeordnete Streifen in Gegenphase zur Wirkung, so
erhält man einen Ton. dein der ursprüngliche Grundton und uttgcrade Teiltöne fehlen,
der also dem um eine Oktave höheren Tor. entspricht. Behält man die Phasenverschiebung
bei und stört die Gleichheit der Amplituden ein wenig, so enthält die resultierende
Schwingung die geraden Teiltöne stark und die ungeraden nur schwach; man hat den
Eindruck, als ob man höhere Oktaven des jeweils gespielten Tones mitertönen läßt.
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Bringt man zwei so symmetrisch zur Saitenmitte angeordnete Streifen
in Phase zur Wirkung, so erhält matt einen Klang, der nur die ungeradzahligen Teiltöne
enthält. Stört man nun wieder den Amplitudenausgleich, so ka;n,n man auch die geradzahligen
Teiltöne in einer gewünschten Stärke auftreten lassen.
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Auch bei diesen Klängen wird man zur Erzeugung obertonreicher Klänge
mit den symmetrisch liegenden Streifen mehr nach dem Saitenende zu gehen.
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Mit der symmetrischen Anordnung der Streifen erzeugt man also einen
Klang, der bei Phasengleichheit die ungeradzahligenTeiltöne enthält. Einen solchen
Klang erhält man aber auch mit einem Streifen genau in der Saitenmitte. Günstige
Amplitudenverhältnisse der einzelnen Teiltöne, d. b. eine weitgehende Ähnlichkeit
der Amplitudenverteilung der Teiltöne in den beiden Klängen, erhält man bei einer
Anordnung von drei Streifen, wovon zwei auf je 1/4 der Saitenlänge liegen und der
dritte in der Saitenmitte angebracht ist. Werden diese drei Streifen nun in Phase
zur Wirkung gebracht, so addiert sich der Grundton von allen Streifen, und alle
anderen Teiltöne löschen sich bis auf wenige höhere aus. Es ergibt sich dadurch
eine ganz eigenartige Klangwirkung.
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Man kann also mit einem geringen Aufwand eine Mannigfaltigkeit von
Klangfarben erzielen, wie es sonst mit viel komplizierteren Apparaten nicht möglich
ist. Man könnte jedem der Streifen eitle Röhre zuordnen, aber man kommt mit bedeutend
weniger Mitteln auch gut aus. Man kann sogar die Zahl der Eingangsröhren auf zwei
vermindern, ohne die Klangfarbenmöglichkeiten des Instruments wesentlich zu verringern,
wenn man nur geeignete Schalter vorsieht. Die Bedienung der Schalter erfolgt dann
für den Spieler bequem in der üblichen Weise, wie bei Instrumenten, die das Einstellen
verschiedener Klangfarben erlauben.
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Bei den bisherigen Beispielen wurde nur ein Schwingkörper 1 Saite)
betrachtet. Für mehrere Saiten werden nun die Streifen alle Saiten an gleichen Bruchteilen
der Saitenlänge kreuzen. Dadurch erhält man für alle Saiten einen gleichen Klangcharakter.
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Unter Umständen ist es erwünscht, z. B. die tiefen Töne obertonreicher
zu machen als die hohen. Man kann durch eine Kontrollvorrichtung aus frequettzabhängigen
Widerständen die Klänge so beeinflussen. Man kann jedoch auch schon die Schwingung
eines Streifens vor der Überlagerung mit den
Schwingungen eines
zweiten Streifens in seinem Obertongehalt durch solche elektrischen Mittel regeln.
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Eine andere Möglichkeit hat man dadurch, daß man für die Abstände
der Streifen vom Saitenende -nicht den gleichen Bruchteil der Saitenlänge bei allen
Saiten wählt, sondern andere Verhältnisse :einführt. Man läßt sie z. B. nach den
tiefen Tönen, also den längeren Saiten hin größer werden, oder man hält den Abstand
bei allen Saiten konstant. Da das Verhältnis der Breite der Streifen zur Saitenlänge
für die Klangfarbe eine wesentliche Rolle spielt, kann man auch die Streifenbreiten
zunehmen lassen.