EP4336488A1

EP4336488A1 - Ein verfahren und ein system zum direkten austausch von klangregler-modulen zur gestaltung der klangfarbe als modular-modding-system für e- instrumente, verstärker und musikgeräte

Info

Publication number: EP4336488A1
Application number: EP22020429.1A
Authority: EP
Inventors: Emil Kindlein
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-09-06
Filing date: 2022-09-06
Publication date: 2024-03-13

Abstract

Ein Verfahren und ein System das dem Benutzer die Verbiegung von Schaltkreisen ermöglicht um die Klangfarbe eines elektrischen Instruments, Verstärkers oder Musikgeräts zu gestalten. Die Ausführung des Systems besteht aus der Modularen-Modding-Struktur, dem Multiplikator und einer Vielzahl von Klangregler-Modulen, die in beliebiger Kombination an verschiedenen Stellen der Signalkette eingesteckt werden können. Darüber hinaus stehen Schaltoptionen zur Verfügung, um Bypass zu steuern, für erweiterte Reihen- oder Parallelschaltungen und für A/B-Testmöglichkeiten. Dieses Modular-Modding-System kann als eigenständiges Gerät oder als Upgrade für vorhandenes Equipment verwendet werden.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf elektrische Instrumente, Audioverstärker und Musikgeräte. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Modular-Modding-System zur Gestaltung der Klangfarbe.

HINTERGRUND UND KURZE BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Von dem Tonabnehmer bis zum Lautsprecher wird der elektromagnetische Impuls eines elektrischen Instruments über jede Stufe der Signalkette "geformt". Die Grundlagen der Klangregler Schaltungen sind in der Technik gut bekannt und erfordern hier keine Wiederholung. Es genügt zu sagen, dass die Klangfarbe durch die Wahl der eingebauten elektronischen Komponenten von dem Instrumentenbauer und Audiodesigner bestimmt wird.
Der Spieler eines elektrischen Instruments sieht sich heute einer umfassenden Auswahl an Instrumenten, Verstärkern und Musikgeräten gegenübergestellt. Das breite Angebot der Musikindustrie reicht von höchst komplexen Geräten bis hin zu den einfachsten Designs. Doch muß der Musiker sich entweder zum Ton eines einzigen Geräts limitieren oder eine Mehrzahl von Geräten anschaffen.
Aus der US 6,376,761 ist ein "Modulares Musikinstrumenten-Verstärkungssystem" bekannt, das dem Musiker ermöglicht, Vorverstärkungsmodule bei Bedarf hinzuzufügen um unterschiedliche "Klänge" zu erzielen. Dieses Verfahren hat jedoch eine begrenzte Anwendbarkeit aufgrund der Limitierung, dass die Vorverstärker Module nur im Block austauschbar sind und dass viele der Module nur die Verstärkungs- und Klangprofile von beliebten traditionellen Verstärkern nachbilden.
US 2019/0051273 offenbart ein "Modulares Musikinstrumenten-Verstärkungssystem mit einstellbarem Reaktionsverhalten der Eingangsverstärkungsstufe". Obwohl dieses Verfahren erweiterte Klangmöglichkeiten bietet, ist die Einstellauswahl auf die Kombinationen der vorhandenen, eingebauten Schaltkreise begrenzt.
Weiterhin beschreibt ein Bericht auf dem Gitec Forum einen "Modular Röhren-Gitarrenverstärker" von Prof. Zollner, der eine umschaltbare Auswahl zum direkten Vergleich zwischen Röhren, Transformatoren, Schaltungen und Einstellungen bereitstellt. Obwohl dieses Gerät die Klanggestaltung vom Instrument vor dem Vorverstärker eneingang bis zum Lautsprecher ermöglicht, ist die Auswahl weiter von den vorhandenen eingebauten Schaltkreisen begrenzt. Zum Beispiel können damit nur jede periodenkorrekte Fender-, Vox- oder Marshall-Klangregelung emuliert werden. Außerdem, so faszinierend und interessant dieser experimentelle Verstärker auch ist, ist dieses System, wie im Schluss des Artikels erwähnt, aufgrund des zu komplizierten Transportierens und Aufbaues, weder für Bühne noch Studio geeignet.
Parallel zur Weiterentwicklung von elektrischen Instrumenten und Verstärkern, hat das Modifizieren (modding) von Musikgeräten im Laufe der Jahre beträchtliche Aufmerksamkeit erlangt, mit dem Ziel, entweder periodenkorrekte Klangfarben zu erzielen oder neue innovative Sounds zu entwickeln.
Nach dem Stand der Technik wäre eine Verbiegung von Schaltkreisen (circuit bending) ohne einem technischem Eingriff nicht möglich. Das Ändern von Komponentenwerten und das Hinzufügen oder Entfernen von elektronischen Teilen wäre nur den Fachleuten vorbehalten gewesen.
Beim Modifizieren von Geräten, Verbiegung von Schaltkreisen und generell bei einer DIY Tätigkeit an der Signalkette ist das Ergebnis offensichtlich abhängig von den Fähigkeiten des Benutzers. Ohne eine professionelle Struktur kann so ein Eingriff tatsächlich zu klanglichen Verlust- und Störungsproblemen führen.

Aufgabenstellung

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden die Beschränkungen des Standes der Technik durch die Bereitstellung eines Verfahrens und eines Systems, das dem Benutzer die Verbiegung von Schaltkreisen ermöglicht um die Klangfarbe eines elektrischen Instruments, Verstärkers oder Musikgeräts zu gestalten, überwunden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine Modular-Modding-Struktur bereit, die aus einer Mehrzahl von frei anwählbaren Ein- und Ausgänge für Klangregler-Module besteht, um das gleiche Gerät ohne das Mitwirken von Fachleuten durch das direkte Ein- und Ausstecken einer Vielzahl von Modulen umzukonfigurieren und eine weitreichende Flexibilität der Gestaltung der Klangfarbe zu erreichen.
Praktisch eine unbegrenzte Auswahl an Klangregler-Modulen werden in der vorliegenden Erfindung vorgesehen, die sich nach folgenden Charakteristika differenzieren:

1) nach der Art der elektronischen Schaltung - Instrument "tone controls", "gain section" Tonreglern, Vorverstärker "tonestacks", Endstufen-Tonreglern, passive oder aktive Equalizer, Koppelkondensator-Wahlschalter, Gegenkopplung-Einstellung (negative feedback), andere Schaltkreismethoden zur Klanggestaltung die nicht mit der Signalkette verbunden sind, periodenkorrekte und moderne Schaltungen oder neue Schaltungen durch die Verbiegung von Schaltkreisen erhalten;
2) nach den Audioanschlussoptionen - beliebige Auswahl an Standard Audio Steckverbinder;
3) nach der Art der Stromversorgung - DC Eingangsbuchsen- oder Batterien- Anschlussoption für aktive Equalizer;
4) nach der Anzahl der Einheiten;
5) nach der Form.

Darüber hinaus werden gemäß der vorliegenden Erfindung Modding-Optionen mit Einsteckmöglichkeiten nach dem Tonabnehmer des Instruments, vor dem Vorverstärker, im Vorverstärkerblock, in der Endstufe und an anderen Stellen, die nicht Zweige der Signalkette sind, ermöglicht.
Ergänzend wird die Vielfalt der Einsteckmöglichkeiten durch die vorteilhafte Ausführungsform des Multiplikators erweitert. Für das Anschließen der Klangregler-Module ist keine Installation erforderlich, das Austauschen der Module kann ohne Ein- und Ausschalten des Verstärkers erfolgen.
Der Begriff "modding", wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, bezieht sich auf:

das Modifizieren von Geräten (modding), um eine Funktion auszuführen, die ursprünglich nicht vom Designer konzipiert oder beabsichtigt wurde,
die Verbiegung von Schaltkreisen (circuit bending), als experimentelles Verändern von Geräten,
die DIY (Do-It-Yourself) Tätigkeit,
die Individualisierung von Geräten, um eine maßgeschneiderte Spezifikation zu erreichen,
die Installation von neuen Technologien.

Neben der erweiterten Flexibilität durch die Bereitstellung der benutzerfreundlichen Modular-Modding-Struktur, des Multiplikators und einer Vielzahl von Klangregler-Modulen, bietet das erfindungsgemäße System aussagefähige A/B-Testmöglichkeiten, kombinierte Reihen/Parallelschaltungen und Bypassfunktionen.
Es ist offensichtlich das die Verlängerung der Signalkette klangliche Verluste und Störungen verursachen kann, selbst wenn die Verkabelung mit hochqualitativen Leitungen durchgeführt wird. Die vorliegende Erfindung stellt ein System bereit, das den Anschluss von Geräten, welche EIN/AUS Buchsen auf der gegenüber liegenden Seite positioniert haben, ermöglicht, und das gleichzeitig diese klanglichen Verlust- und Störungsprobleme löst. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform werden die Audio Geräte mit mindestens einer durchgehenden Öffnung vorgesehen, welche zur Schirmung und Verkürzung der Signal Leitung dient. Die Form und Größe des Querschnittes dieses durchgehenden Kabelwegs wird nach Bedarf optimiert und zur Störungsunterdrückung Metall und/oder Ferritkern Abschirmungen verwendet.

Ausführungsbeispiel

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die Figuren sind als veranschaulichend zu verstehen und sollen in keinster Weise den Schutzbereich der Erfindung einschränken.

Fig.1A, Fig. 1B und Fig. 1C sind jeweils eine Vorderansicht einer ersten Ausführungsform von einer Modular-Modding-Struktur die auf drei E-Instrumente exemplifiziert ist, welche die Einsteckmöglichkeiten von verschiedenen Klangregler-Modulen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Fig. 2A und Fig. 2B ist eine Vorderansicht einer zweiten Ausführungsform von einer modularen Modular-Modding-Struktur die auf einem Audioverstärker exemplifiziert ist, welche etliche Einsteckmöglichkeiten von verschiedenen Klangregler-Modulen, an vier Stellen in der Signalkette, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Fig. 3A und Fig. 3B sind jeweils eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform von einem Multiplikator, welche die passive bzw. aktive Variante in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Fig. 4A, Fig. 4B und Fig. 4C zeigt ein schematisches Diagram der ersten Ausführungsform Fig.1A, Fig. 1B bzw. Fig. 1C .
Fig. 5 zeigt ein schematisches Diagram der zweiten Ausführungsform Fig.2 .
Fig. 6A und 6B zeigt ein schematisches Diagram der dritten Ausführungsform Fig. 3A bzw. Fig. 3B .
Fig. 7A und Fig. 7B ist eine Vorderansicht einer Beispiel Ausführungsform von einer Modular-Modding-Struktur mit Bypass- und A/B-Switch bzw. Bypass- und Reihen/Parallelschaltung-Switch.
Fig. 8 ist eine Vorderansicht einer Beispiel Ausführungsform von einer Modular-Modding-Struktur eines Audioverstärker in Verbindung mit einem fixen Tonregler.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dem Benutzer eine Vielfalt von Modding-Optionen zu ermöglichen, um die Klangregler eines Instruments, Verstärkers oder Musikgeräts umzukonfigurieren. Die Teile, aus denen die vorliegende Erfindung besteht, sind die folgenden:

1) eine Pluralität von Modular-Modding-Strukturen 1, 2, 3, 4 Multiplikator Option 5, 6;
2) und eine Vielzahl von Klangregler-Modulen 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17.

In der ersten Ausführungsform von Fig. 1 werden Modular-Modding-Strukturen 1, 2, 3 gleich nach den Tonabnehmern 18, 19, 20 des E-Instruments bereitgestellt, die in drei Variationen Fig. 1A, Fig. 1B, Fig. 1C exemplifiziert werden. Für die verschiedenen Klangregler-Module 7, 8, 9, 10 werden am Körper de Instruments passende Fräsungen ausgeführt. Zum Anschließen der Module an der Modular-Modding-Struktur sind Klinkenstecker und -buchsen 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31 abgebildet doch können auch andere Standard Audio Steckverbinder diesem Zweck dienen. Die Form der Fräsungen und der Abstand zwischen den Audiobuchsen 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31 erlauben etliche Kombinationen von Klangregler-Modulen 7, 8, 9, 10.
Gemäß der ersten Ausführungsform werden auf Fig. 4A, Fig. 4B, Fig. 4C verschiedene Reihen- und Parallelschaltung-Anschlussbeispiele in diversen Kombinationen dargestellt. Das Audiosignal wird von den Tonabnehmern 18, 19, 20 durch die Buchsen 22, 23, 24, 26, 27, 28, 29, 30, 31 und Wahlschalter 25, 35 zu der Ausgangsbuchse 32, 33, 34 weitergeleitet. Die Buchsen arbeiten als Insert-Send-Return-Weg, wenn aber kein Klangregler-Modul 7, 8, 9, 10 via den männlichen Stereo Stecker eingesteckt ist, haben die weiblichen Audio Anschlüsse 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31 eine "true bypass" Funktion.
In der zweiten Ausführungsform von Fig. 2A wird eine Modular-Modding-Struktur 4 mit Einsteck-Optionen an verschiedenen Stellen in der Signalkette eines Audioverstärkers dargestellt: vor dem Vorverstärker 49, im Vorverstärkerblock 50 und in der Endstufe 51. Eine weitere Option 52 die nicht der Signalkette angeschloßen ist, ist daneben repräsentiert. Klinkenstecker und -buchsen sind zum Anschließen von Klangregler-Modulen 11, 12, 13, 14 an der Modular-Modding-Struktur 4 abgebildet, doch können auch andere Standard Audio Steckverbinder diesem Zweck dienen.
Gemäß einem Aspekt der zweiten Ausführungsform so wie auf Fig. 5 dargestellt, arbeiten die Anschlüsse als Insert-Send-Return-Weg, wenn aber kein Klangregler-Modul 11, 12, 13, 14 via den männlichen stereo Stecker eingesteckt ist, haben die weiblichen Audio Anschlüsse 49, 50, 51, 52 eine "true bypass" Funktion.
In der dritten Ausführungsform von Fig. 3A und Fig. 3B wird ein Multiplikator 5, 6 mit einer Vielzahl von Einsteck-Optionen dargestellt, das in Verbindung mit einer weiteren Modular-Modding-Struktur 4 funktioniert. Ein passiver Fig. 3A und ein aktiver Fig. 3B Multiplikator sind abgebildet die mit den passenden Anschlüsse der Klangregler-Module 15 jeweils 16, 17 paaren. Auf der Vorderseite kann der Multiplikator verschiedenen Module 11, 12, 13, 14 aufnehmen. Die aktive Variante ist mit DC Ausgangsbuchsen 57 ausgestattet die auf dem Schaltplan Fig. 6B nicht dargestellt werden. Auf der Rückseite haben beide Multiplikatoren eine Serie 53 bzw. 55 von EIN/AUS Buchsenpaaren.
Gemäß einem Aspekt der dritten Ausführungsform so wie auf Fig. 6A und Fig. 6B dargestellt, arbeiten beim passiven Multiplikator die mono Anschlusspaare 54 als Insert-Send-Return-Weg bzw. haben beim aktiven Multiplikator die stereo Anschlüsse 56 jeweils die selbe Funktion. Beide Multiplikatoren haben auf der hinteren Seite mono EIN/AUS Buchsenpaare 53, 55 vorgesehen, wodurch man sie mit Y-Splitter-Kabeln an den 49, 50, 51, 52 Anschlüssen des Audioverstärkers Fig. 2A beliebig verbinden kann. Beim Einstecken der zwei mono Klinkenstecker des Y-Kabels, haben die EIN Buchse und die AUS Buchse eine Entkopplungsfunktion von dem vorherigen Kanal bzw. dem nächsten Kanal. Auf diese Weise können Nachbarkanäle gruppiert und in unabhängigen Blöcken verwendet werden. Außerdem können die Klangregler-Module auf der vorderen Seite 54 des Multiplikators mit ineinander steckbaren Patchkabeln (Stackcable) in diversen Reihen und/oder Parallelschaltung Kombinationen angeschlossen werden.
Gemäß der dritten Ausführungsform wird, für den Anschluss von Geräten die EIN/AUS Buchsen auf der gegenüber liegenden Seite positioniert haben, ein durchgehender Kabelweg 48 abgebildet. Dieser wird auf Fig.3A, Fig. 3B , Fig. 6A und Fig. 6B beispielsweise rohrförmig dargestellt.
Die vorliegende Erfindung weist auf eine vorteilhafte Ausführungsform von Audio Geräten hin, die mit mindestens einer durchgehenden Öffnung, die als Kabelweg dient, vorgesehen sind. Die Form und Größe des Querschnittes der Öffnung kann nach Bedarf optimiert werden. Die Abschirmung des Kabelwegs kann aus Metall und/oder Ferrit hergestellt werden. Eine Beispiel Ausführungsform wird auf Fig.3A und Fig. 3B aus Metallrohr 58 bzw. aus Ferritkern 59 dargestellt. Wie abgebildet kann der Ferritkern 59 in verschiedene Postionen verschoben werden. Für erhöhte Dämpfung von auftretenden elektrischen und/oder magnetischen Störungen kann eine Mehrzahl von Ferritkernen benutzt werden.
In der vierten Ausführungsform werden Klangregler-Module 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 abgebildet, dessen Funktionen und Verwendung anhand der folgenden dargestellten Beispiele, veranschaulichen:

1) Instrument "tone controls" 7, 8, 9, 10 nach dem Tonabnehmer 18, 19, 20 des Instruments, "gain section" Tonregler 49 vor dem Vorverstärker, "tonestacks" 50 im Vorverstärkerblock, "power amp" Tonregler 51 in der Endstufe;
2) andere Schaltkreise 52 mit Optionen zur Klanggestaltung die nicht mit der Signalkette verbunden sind;
3) nach den Audioanschlussoptionen - in der vorliegenden Erfindung werden 3,5 mm 21 und 6,35 mm 43, 44, 45, 47, stereo 21, 43, 45, 47 und mono 44 Klinkenstecker abgebildet, doch können auch andere Standard Audio Steckverbinder verwendet werden;
4) passive 17 und aktive 16 Equalizer Module mit DC Eingangsbuchsen- 46 oder Batterien-Anschlussoption (nicht abgebildet) für aktive Equalizer;
5) Anzahl der Einheiten - "one knob" 7, 11, "two knob" 8, 12, "three knob" 9, 13 und/oder mehrknöpfige 10, 14;
6) verschiedene Formen 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14.

Obwohl die Erfindung mit Bezug auf deren spezifische, bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, sind viele Variationen und Veränderungen sofort ersichtlich. Zum Beispiel könnte eine Modular-Modding-Struktur mit einem fixen Tonregler eines "one knob" Audioverstärkers Fig. 8 in Verbindung gesetzt werden. In dieser Ausführungsform sind all dieselben Elemente gezeigt, die in identischer Weise arbeiten, wie in Fig. 2A beschrieben, jedoch ist ein fixer Tonregler 39 bereitgestellt. Dieser kann beim Einstecken des stereo Klinkensteckers des Y-Kabels in Position 40 ausgeblendet werden. Weitere Darstellungen zeigen Beispiel Variationen des "one knob" Audioverstärkers mit mono Anschlusspaare 41 als Insert-Send-Return-Weg bzw. stereo Anschlüsse mit DC Ausgangsbuchsen 42. Ein weiteres mögliches Beispiel könnte eine Fußschalter Modular-Modding-Struktur sein Fig. 7A und Fig. 7B . In dieser Ausführungsform sind all dieselben Elemente gezeigt, die in identischer Weise arbeiten, wie in Fig. 3 beschrieben, jedoch sind zum Bypass- 36, Reihen/Parallel- 37 und A/B-Testswitchen 38 Wahlschalter bereitgestellt. Es ist daher die Absicht, dass die beigefügten Ansprüche so breit wie möglich interpretiert werden im Hinblick auf den Stand der Technik, um all solche Variationen und Modifikationen zu beinhalten.

Claims

E-Instrument mit Modular-Modding-System umfassend:
eine Modular-Modding-Struktur, die eine Mehrzahl kombinierter Reihen/Parallelschaltungen von frei anwählbaren Ein- und Ausgängen für den direkten Austausch von Reglern aufweist und eine Vielzahl von Modding-Modulen.
Ein E-Instrument nach Anspruch 1, worin der Volumenregler mit einer Vielzahl von Volumen-Modding-Modulen austauschbar ist.
Ein E-Instrument nach Anspruch 1, worin die Tonregler mit einer Vielzahl von Ton-Modding-Modulen austauschbar sind.
Musikgerät mit Modular-Modding-System umfassend:
eine Modular-Modding-Struktur, die eine Mehrzahl kombinierter Reihen/Parallelschaltungen von frei anwählbaren Ein- und Ausgängen für den direkten Austausch von Reglern aufweist und eine Vielzahl von Modding-Modulen.
Musikgerät nach Anspruch 4, worin der Volumenregler mit einer Vielzahl von Volumen-Modding-Modulen austauschbar ist.
Musikgerät nach Anspruch 4, worin die Tonregler mit einer Vielzahl von Ton-Modding-Modulen austauschbar sind.
Musikgerät nach Anspruch 4, worin die Modular-Modding-Struktur nicht Teil der Signalkette ist, wobei die Klangfarbe nicht durch das Filtern des Tons gestaltet wird, worin andere Schaltkreismethoden zur Klanggestaltung, die nicht mit der Signalkette verbunden sind, bereitgestellt sind.
Externes Modular-Modding-System für Musikgeräte umfassend:
eine Modular-Modding-Struktur, die eine Mehrzahl kombinierter Reihen/Parallelschaltungen von frei anwählbaren Ein- und Ausgängen für den direkten Austausch von Reglern aufweist und eine Vielzahl von Modding-Modulen.
Musikgerät mit durchgehendem Kabelweg umfassend:
eine durchgehende Öffnung, einen Metall und/oder Ferrit Kabelweg und zusätzliche verschiebbare Ferritkerne für erhöhte Dämpfung.
Verfahren zum modularen Modifizieren (modding) und Verbiegen von Schaltkreisen (circuit bending) für die Gestaltung der Klangfarbe von E-Instrumenten, Verstärkern und Musikgeräten umfassend:
eine Modular-Modding-Struktur, die eine Mehrzahl kombinierter Reihen/Parallelschaltungen von frei anwählbaren Ein- und Ausgängen für den direkten Austausch von Reglern aufweist und eine Vielzahl von Modding-Modulen, für das Modifizieren und Verbiegen von Schaltkreisen ohne Löten.