RU149585U1

RU149585U1 - ELECTRONIC MUSIC INSTRUMENT

Info

Publication number: RU149585U1
Application number: RU2014131184/28U
Authority: RU
Inventors: Игорь Евгеньевич Колокольников
Original assignee: Игорь Евгеньевич Колокольников
Priority date: 2014-07-28
Filing date: 2014-07-28
Publication date: 2015-01-10

Abstract

Электромузыкальный инструмент, содержащий электропроводник, размещенный в зоне действия источника постоянного магнитного поля, установленного неподвижно относительно корпуса инструмента в области формирования звука, отличающийся тем, что источник постоянного магнитного поля выполнен в виде единого мощного пластинчатого магнита, при этом электромузыкальный инструмент содержит как минимум один электропроводник, соединенный одним концом с электрическим звуковым выходом инструмента, а вторым концом - с общей шиной, которая соединена с экраном выходного кабеля, идущего к электронно-усилительному устройству, для получения звуковой ЭДС индивидуально с каждого электропроводника независимо от других проводников.An electric musical instrument containing an electric conductor located in the zone of action of a constant magnetic field source mounted motionless relative to the instrument body in the area of sound generation, characterized in that the constant magnetic field source is made in the form of a single powerful plate magnet, while the electric musical instrument contains at least one electric conductor connected at one end to the electrical sound output of the instrument, and at the other end to a common bus that is connected output cable screen coming to the electron-amplifying device, for receiving sound EMF individually electroconductor each independently of the other conductors.

Description

Полезная модель относится к области производства электромузыкальных инструментов, в частности к производству электромузыкальных струнных инструментов с металлическими струнами, например, гитара, рояль, скрипка, виолончель, контрабас, балалайка, домра, а также к области производства ударных электромузыкальных инструментов, например, барабанов.The utility model relates to the production of electric musical instruments, in particular to the production of electric musical string instruments with metal strings, for example, guitar, piano, violin, cello, double bass, balalaika, domra, as well as to the production of percussion musical instruments, for example, drums.

Известны электромузыкальные инструменты, содержащие электромагнитные звукосниматели, устанавливаемые под струнами электрогитары, включающие катушку индуктивности с постоянным магнитом (пат. RU №2289857, US 4534258).Known electric musical instruments containing electromagnetic pickups installed under the strings of an electric guitar, including an inductor with a permanent magnet (US Pat. RU No. 2289857, US 4534258).

Основными недостатками известных электромузыкальных инструментов являются высокое внутреннее сопротивление электромагнитных звукоснимателей и высокая собственная емкость, поскольку катушки индуктивности обладают значительными габаритами или имеют сильно вытянутую форму, охватывающую все струны гитары.The main disadvantages of the known electric musical instruments are the high internal resistance of the electromagnetic pickups and the high intrinsic capacitance, since the inductors have significant dimensions or have a very elongated shape, covering all the strings of the guitar.

Снизить внутреннее сопротивление звукоснимателя можно путем увеличения диаметра намоточного провода или уменьшения числа витков катушек, что приведет к еще большему увеличению его габаритов или уменьшению ЭДС, вырабатываемой звукоснимателем. Главным недостатком известных звукоснимателей является их большая индуктивность из-за большого количества витков катушек, а также межвитковой емкости и, как следствие, наличие сильного перекоса спектра звукового сигнала в сторону низких частот Другим недостатком является низкая скорость нарастания напряжения полезного сигнала. Скорость намагничивания и перемагничивания массивных полюсных наконечников (сердечников), изготовленных из магнитомягкого железа, на которых намотаны катушки индуктивности, существенно сказывается на динамике возникающего в катушке переменного напряжения. То есть влияние массивного сердечника начинает проявляться уже на частотах 1500…2000 Гц, при этом возникают динамические и частотно-фазовые искажения полезного сигнала. Такие звукосниматели могут работать только со стальными или никелевыми струнами, т.е. струнами, сделанными из ферромагнитных материалов. Еще одним недостатком является то, что катушка очень хорошо улавливает электромагнитное излучение, то есть чувствительна к различного рода внешним электромагнитным помехам (наводкам), например сетевые 50 Гц, неприятные шумы от флуоресцентных ламп, и т.д.It is possible to reduce the internal resistance of the pickup by increasing the diameter of the winding wire or reducing the number of turns of the coils, which will lead to an even greater increase in its dimensions or a decrease in the EMF produced by the pickup. The main disadvantage of the known pickups is their large inductance due to the large number of turns of the coils, as well as the inter-turn capacitance and, as a result, the presence of a strong bias in the spectrum of the audio signal towards low frequencies.The other disadvantage is the low slew rate of the useful signal voltage. The speed of magnetization and magnetization reversal of massive pole pieces (cores) made of soft magnetic iron, on which inductors are wound, significantly affects the dynamics of the alternating voltage arising in the coil. That is, the influence of the massive core begins to manifest itself already at frequencies of 1500 ... 2000 Hz, and dynamic and frequency-phase distortions of the useful signal arise. Such pickups can only work with steel or nickel strings, i.e. strings made of ferromagnetic materials. Another disadvantage is that the coil very well picks up electromagnetic radiation, that is, it is sensitive to various kinds of external electromagnetic interference (interference), for example, 50 Hz mains, unpleasant noise from fluorescent lamps, etc.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является Струнный электромузыкальный инструмент, содержащий 2n соединенных последовательно электропроводников (струн), образующих два встречных -параллельно включенных контура, согласующий трансформатор и источник постоянного магнитного поля. Источник постоянного магнитного поля представляет собой набор, расположенных параллельно один другому в области формирования звука, плоских постоянных магнитов с чередующимися полюсами, причем струна 1-1…1-2n расположена между чередующимися полюсами. (SU №1525730)The closest analogue adopted for the prototype is a stringed electric musical instrument, containing 2n series-connected electrical conductors (strings), forming two counter-parallel-connected circuits, matching a transformer and a source of constant magnetic field. A source of a constant magnetic field is a set of flat permanent magnets with alternating poles arranged parallel to each other in the area of sound formation, and the string 1-1 ... 1-2n is located between the alternating poles. (SU No. 1525730)

Основным недостатком прототипа является невозможность получения звука с каждой струны индивидуально, независимо от смежных электропроводников (струн), что уменьшает функциональные возможности инструмента по подключению необходимого количества различных электронно-усилительных звукопреобразующих устройств. Музыкальные инструменты обязаны быть с четным количеством струн, что ограничивает возможность использования таких инструментов как балалайка, семиструнная гитара и т.д. Использование металлических ладовых порожков на грифе музыкального инструмента будет приводить к электрическому перемыканию 2n струнных секций между собой, что приведет к некорректной работе всего устройства.The main disadvantage of the prototype is the inability to receive sound from each string individually, regardless of adjacent electrical conductors (strings), which reduces the functionality of the instrument to connect the required number of different electronic amplifying sound-converting devices. Musical instruments must be with an even number of strings, which limits the possibility of using such instruments as a balalaika, seven-string guitar, etc. The use of metal frets on the fretboard of a musical instrument will lead to the electrical interconnection of 2n string sections with each other, which will lead to incorrect operation of the entire device.

Указанный в прототипе электромузыкальный инструмент не содержит электромагнитных катушек. Таким образом, в прототипе частично решена задача избавления от реактивных составляющих электрического звукового сигнала и помехозащищенности.Specified in the prototype of the electric musical instrument does not contain electromagnetic coils. Thus, the prototype partially solved the problem of getting rid of the reactive components of the electrical sound signal and noise immunity.

Но введение суммирующего согласующего трансформатора свело к минимуму желаемый технический результат, т.к. трансформатор обладает собственной индуктивностью и межвитковой емкостью, что не позволяет получить максимально идеальный электрический звуковой сигнал на выходе инструмента. Наличие сердечника согласующего трансформатора из-за перемагничивания уменьшает скорость нарастания ЭДС звукового электрического сигнала.But the introduction of a summing matching transformer minimized the desired technical result, because the transformer has its own inductance and inter-turn capacitance, which does not allow to obtain the most ideal electrical sound signal at the output of the instrument. The presence of the core of the matching transformer due to magnetization reversal reduces the slew rate of the emf of the sound electric signal.

Отсутствие соединения общей шины инструмента с экраном выходного кабеля снижает помехоустойчивость электромузыкального инструментаLack of connection of the common bus of the instrument with the screen of the output cable reduces the noise immunity of the musical instrument

Технический результат полезной модели - получение звука с каждого электропроводника индивидуально для подключения различных музыкальных процессоров и возможности получения бесконечного количества звуковых эффектов с одновременным повышением помехозащищенности музыкального инструмента, за счет практически нулевого выходного сопротивления, при этом достигается естественное натуральное звучание инструмента.The technical result of the utility model is to obtain sound from each electrical conductor individually for connecting various music processors and the possibility of obtaining an infinite number of sound effects while increasing the noise immunity of a musical instrument, due to almost zero output impedance, while achieving a natural, natural sound of the instrument.

Для достижения технического результата в электромузыкальном инструменте, содержащем электропроводник, размещенный в зоне действия источника постоянного магнитного поля, установленного неподвижно относительно корпуса инструмента в области формирования звука, согласно, полезной модели, источник постоянного магнитного поля выполнен в виде единого мощного пластинчатого магнита, при этом электромузыкальный инструмент содержит, как минимум, один электропроводник, соединенный одним концом с электрическим звуковым выходом инструмента, а вторым концом - с общей шиной, которая соединена с экраном выходного кабеля, идущего к электронно-усилительному устройству для возможности получения звуковой ЭДС индивидуально с каждого электропроводника независимо от других проводников.To achieve a technical result in an electric musical instrument containing an electric conductor located in the zone of action of a constant magnetic field source mounted motionless relative to the instrument body in the area of sound generation, according to a utility model, the constant magnetic field source is made in the form of a single powerful plate magnet, while the musical the tool contains at least one electrical conductor connected at one end to the electrical sound output of the tool, and the second end - with a common bus, which is connected to the screen of the output cable going to the electronic amplifier device for the possibility of obtaining sound EMF individually from each electrical conductor independently of other conductors.

На фиг. 1 представлен общий вид электромузыкального инструмента гитары,In FIG. 1 shows a general view of an electric musical instrument of a guitar,

На фиг. 2 - то же, вид сбокуIn FIG. 2 - same side view

На фиг. 3 - представлен общий вид электромузыкального инструмента барабанаIn FIG. 3 - presents a General view of the electric musical instrument of the drum

На фиг. 4 - Вид А-А на фиг. 3In FIG. 4 - View AA in FIG. 3

На фиг. 5 - Схема подключения электропроводника электромузыкального инструмента - барабанаIn FIG. 5 - Connection diagram of the electrical conductor of the musical instrument - the drum

Электромузыкальный инструмент, содержит корпус 1, на котором закреплен электропроводник 2, размещенный в зоне действия источника 3 постоянного магнитного поля, установленного неподвижно относительно корпуса 1 инструмента в области формирования звука.An electric musical instrument comprises a housing 1 on which an electric conductor 2 is mounted, located in the zone of action of a source 3 of a constant magnetic field mounted motionless relative to the housing 1 of the instrument in the area of sound generation.

Источник 3 постоянного магнитного поля выполнен в виде единого мощного пластинчатого редкоземельного магнита.The source 3 of a constant magnetic field is made in the form of a single powerful plate rare-earth magnet.

Электромузыкальный инструмент содержит, как минимум, один электропроводник 2, соединенный одним концом 4 с электрическим звуковым выходом инструмента, а вторым концом 5 - с общей шиной 6, которая соединена с экраном 7 выходного кабеля, идущего к электронно-усилительному устройству.An electric musical instrument contains at least one electric conductor 2, connected at one end 4 to an electric sound output of the instrument, and the second end 5 to a common bus 6, which is connected to the screen 7 of the output cable going to the electronic amplifier device.

Пример описания электромузыкального инструмента - гитара (фиг. 1, 2).An example of a description of an electric musical instrument is a guitar (Fig. 1, 2).

Электромузыкальный инструмент - гитара, содержит корпус 1, на котором закреплены электропроводники - струны 2, размещенные в зоне действия источника постоянного магнитного поля 3, установленного неподвижно относительно корпуса 1 инструмента в области формирования звука, под струнами музыкального инструмента.An electric musical instrument - a guitar, contains a housing 1 on which electrical conductors are fixed - strings 2 located in the zone of action of a source of a constant magnetic field 3, which is mounted motionless relative to the instrument housing 1 in the region of sound formation, under the strings of a musical instrument.

Источник постоянного магнитного поля выполнен в виде единого мощного пластинчатого редкоземельного магнита. Струны 2 гитары соединены одним концом 4 с одной стороны инструмента с электрическими звуковыми выходами инструмента. Вторые концы 5 струн электрически соединены вместе в районе установки натяжителей струн (колков) после верхнего порожка. Эта точка соединения имеет функцию общей шины 6, т.е. «земли» схемы, которая соединена с экраном 7 выходного кабеля, идущего к электронно-усилительным устройствам.The constant magnetic field source is made in the form of a single powerful plate rare-earth magnet. The strings 2 of the guitar are connected at one end 4 on one side of the instrument to the electrical sound outputs of the instrument. The second ends of the 5 strings are electrically connected together in the installation area of the string tensioners (pegs) after the nut. This connection point has the function of a common bus 6, i.e. "Ground" circuit, which is connected to the screen 7 of the output cable going to the electronic amplification devices.

В грифе гитары выполнена канавка с тыльной стороны для прокладки общей шины 6 к экрану 7. Возможно, для этой цели использовать металлический анкер, установленный во всю длину внутри грифа или выполнить этот узел в виде свободно размещенного подключенного провода.The back of the guitar has a groove on the back for laying the common bus 6 to the screen 7. It is possible to use a metal anchor installed the entire length inside the neck for this purpose or to make this unit in the form of a freely placed connected wire.

На нижнем порожке 8 струны электроизолированы друг от друга и имеют индивидуальные контакты для подключения выходного кабеля.On the lower nut 8, the strings are electrically insulated from each other and have individual contacts for connecting the output cable.

Таким образом, общий выходной кабель имеет семь проводов (шесть струнных и одну общую шину)Thus, the common output cable has seven wires (six strings and one common bus)

Возможна установка пластинчатого магнита на корпусе 1 между существующими на практике электромагнитными звукоснимателями без ухудшения их качества звучания, а при этом увеличиваются функциональные возможности музыкального инструмента. Единственное условие - возможность геометрического пространственного размещения магнита 3 между звукоснимателями на корпусе 1.It is possible to install a plate magnet on the housing 1 between existing in practice electromagnetic pickups without impairing their sound quality, while increasing the functionality of a musical instrument. The only condition is the possibility of geometric spatial placement of the magnet 3 between the pickups on the housing 1.

Электроинструмент, в частности электрогитара, работает следующим образом:A power tool, in particular an electric guitar, works as follows:

При извлечении звука во время игры на музыкальном инструменте возникают механические колебания металлической струны 2, находящейся в постоянном магнитном поле мощного пластинчатого редкоземельного магнита 3. Относительно струны магнитное поле является изменяющимся, что, по законам физики, наводит в струне переменную ЭДС пропорциональную по частоте и амплитуде звуку струны.When sound is extracted while playing a musical instrument, mechanical vibrations of a metal string 2 occur in a constant magnetic field of a powerful plate rare-earth magnet 3. Relative to the string, the magnetic field is variable, which, according to the laws of physics, induces a variable EMF in the string proportional in frequency and amplitude the sound of the string.

Испытания показали, что уровень ЭДС заявляемого технического решения вполне сопоставим с уровнем ЭДС известных аналогов инструментов с обычными электромагнитными звукоснимателями, содержащими в своем составе сердечник, включающий источник постоянного магнитного поля и намотанную на него катушку. Не требует согласующих трансформаторов, как в прототипе, и предварительных усилителей (преампов). Заявленный электромузыкальный инструмент подключается непосредственно на вход любого электронного усиливающего устройства.Tests have shown that the EMF level of the claimed technical solution is quite comparable with the EMF level of known analogs of instruments with conventional electromagnetic pickups containing a core including a constant magnetic field source and a coil wound around it. It does not require matching transformers, as in the prototype, and preliminary amplifiers (preamps). The claimed electric musical instrument is connected directly to the input of any electronic amplifying device.

Субъективные ощущения от чистоты звучания дают неоспоримый приоритет такому устройству.The subjective sensations of sound purity give an undeniable priority to such a device.

Пример описания электромузыкального инструмента - барабана (Фиг. 3, 4, 5).An example of a description of an electric musical instrument - a drum (Fig. 3, 4, 5).

Барабан содержит корпус 1 с мембраной 1а, на которой установлен электропроводник 2 в поле источника постоянного магнита 3, например, приклеен. Источник 3 постоянного магнитного поля выполнен в виде мощного пластинчатого редкоземельного магнита, который установлен неподвижно относительно корпуса 1 инструмента в области формирования звука. Возможна установка его снаружи или внутри корпуса 1 на мембране или под мембраной также неподвижно относительно корпуса.The drum comprises a housing 1 with a membrane 1a, on which an electrical conductor 2 is installed in the field of the source of the permanent magnet 3, for example, glued. The source 3 of a constant magnetic field is made in the form of a powerful plate rare-earth magnet, which is mounted motionless relative to the housing 1 of the instrument in the field of sound formation. It can be installed outside or inside the housing 1 on the membrane or under the membrane also motionless relative to the housing.

Магнит 3 установлен на спицевых опорах 9. Барабан содержит один электропроводник 2, расположен одним концом 4 на краю мембраны 1а барабана и соединен с электрическим звуковым выходом барабана, а вторым концом 5 соединен с общей шиной 6, которая соединена с экраном 7 выходного кабеля, идущего к электронно-усилительному устройству. Электропроводник выполнен в виде нитки из любого электропроводящего материала, например металл, углеволокно и т.д.The magnet 3 is mounted on the spoke supports 9. The drum contains one electrical conductor 2, is located at one end 4 on the edge of the drum membrane 1a and is connected to the electric sound output of the drum, and the second end 5 is connected to a common bus 6, which is connected to the screen 7 of the output cable going to an electronic amplification device. The electrical conductor is made in the form of a string of any electrically conductive material, for example metal, carbon fiber, etc.

При колебаниях мембраны 1а электропроводник 2, находящийся на ней колеблется в постоянном магнитном поле мощного пластинчатого магнита 3, что приводит к возникновению звуковой ЭДС в этом электропроводнике 2.When the membrane 1a oscillates, the electrical conductor 2 located on it oscillates in a constant magnetic field of a powerful plate magnet 3, which leads to the appearance of a sound EMF in this electrical conductor 2.

Преимущества заявляемого электромузыкального инструмента заключаются в следующем.The advantages of the inventive electric musical instrument are as follows.

Получение звука с каждого электропроводника индивидуально независимо друг от друга позволяет подключать различные музыкальные усилительные устройства для получения бесконечных комбинаций звуковых эффектов.Receiving sound from each electrical conductor individually independently allows you to connect various musical amplifying devices to obtain endless combinations of sound effects.

Электрическое сопротивление каждой струны имеет десятые доли ома. За счет мизерного выходного сопротивления устройства достигается колоссальная устойчивость к помехам.The electrical resistance of each string has tenths of an ohm. Due to the meager output resistance of the device, enormous resistance to interference is achieved.

Отсутствие электромагнитных катушек дает почти нулевую индуктивность и емкость, что исключает искажения, вносимые в звук указанными реактивными составляющими, присутствующими в известных электромагнитных звукоснимателях, и обеспечивает натуральность звучания.The absence of electromagnetic coils gives an almost zero inductance and capacitance, which eliminates the distortion introduced into the sound by the indicated reactive components present in the known electromagnetic pickups, and ensures a natural sound.

Электропроводник, колеблющийся в поле мощного постоянного магнита вырабатывает на своих концах звуковую ЭДС, пропорциональную по частоте и амплитуде колебаниям указанного электропроводника, что дает возможность получения максимально неискаженного звука, максимально приближенного к натуральному.An electric conductor oscillating in the field of a powerful permanent magnet generates a sound EMF at its ends, which is proportional to the frequency and amplitude of the vibrations of the specified electrical conductor, which makes it possible to obtain the most undistorted sound, as close as possible to the natural one.

Достигается возможность использования использования инструментов с любым (в том числе нечетным) количеством струн, таких как балалайка, семиструнная гитара и т.д.It is possible to use instruments with any (including odd) number of strings, such as a balalaika, seven-string guitar, etc.

Возможность использования токопроводящих ладовых порожков на грифе музыкального инструмента без ухудшения работы ЭМИ.The ability to use conductive frets on the fretboard of a musical instrument without impairing the operation of EMR.

Немаловажное значение имеет тот факт, что материал струн может быть выполнен из любого электропроводящего материала, а не только ферромагнитного, что расширяет спектр получаемых звучаний.Of no small importance is the fact that the material of the strings can be made of any electrically conductive material, and not just ferromagnetic, which expands the spectrum of the resulting sounds.

Известные электромузыкальные инструменты подключаются к одному входу усилителя. Заявляемое техническое решение тоже возможно подключить к одному входу усилителя, если сложить выходные звуковые ЭДС струн через известную активную электронную суммирующую схему (микшерский пульт). При этом сохраняются все вышеуказанные преимущества заявляемого инструментаKnown electric musical instruments are connected to one input of the amplifier. The claimed technical solution is also possible to connect to a single input of the amplifier, if you add the output sound EMF of the strings through the well-known active electronic summing circuit (mixing console). In this case, all the above advantages of the claimed tool are retained.

Повышается универсальность электромузыкального инструмента за счет возможности использования его для системы автоматической настройки струн инструмента подобно устройству фирмы «TRONICAL»The versatility of an electric musical instrument is enhanced due to the possibility of using it for an automatic tuning system for instrument strings, similar to the TRONICAL device

Появляется возможность использовать электромузыкальный инструмент с гитарными миди интерфейсами типа «ROLAND)».There is an opportunity to use an electric musical instrument with guitar MIDI interfaces such as “ROLAND)”.

Claims

An electric musical instrument containing an electric conductor located in the zone of action of a constant magnetic field source mounted motionless relative to the instrument body in the area of sound generation, characterized in that the constant magnetic field source is made in the form of a single powerful plate magnet, while the musical instrument contains at least one electric conductor connected at one end to the electrical sound output of the instrument, and at the other end to a common bus that is connected output cable screen coming to the electron-amplifying device, for receiving sound EMF individually electroconductor each independently of the other conductors.