SE507199C2 - Elektromekanisk signalbehandlingsanordning - Google Patents

Description

507 199 instrument fångas upp av en mikrofon som enbart är avsedd att ta upp ljudet från gitarren. Den kanske största nackdelen med nämnda inspelningsmetod är dock att avsevärda ljudnivåer från gitarrhögtalaren krävs för ett gott inspelningsresultat och därmed framstår metoden som mindre lämpad i en miljö där man inte vill störa andra människor.

Gitarrhögtalarens och mikrofonernas sätt att påverka ljudsig- nalen kan liknas vid en signalbehandlingsanordning vilken förutsätter ljudavgivning för att fungera. Ändamålet med upp- finningen är därför att anvisa en signalbehandlingsanordning av den nämnda arten, vilken inte förutsätter ljudavgivning för signalbehandlingen.

Detta ändamål uppnås med den uppfinningsenliga signalbehand- lingsanordning enligt patentkravet 1.

Utföringsformer av anordningen anges i de bilagda osjälvstän- diga patentkraven.

Den uppfinningsenliga anordningen ersätter den nämnda förut kända gitarrhögtalaren och den därmed förknippade mikrofonen som fångar upp ljudet från gitarrhögtalaren. Den uppfinnings- enliga anordningen kan därför anses vara en högtalarsimulator.

Den uppfinningsenliga anordningen inbegriper i grunden att medel är tillhandahållna för mekanisk direkt inbördes koppling av de båda elektromekaniska omvandlarnas rörliga delar. Häri- genom behöver inte kraftiga luftrörelser (ljud) utgöra en länk- ning mellan de båda elektromekaniska omvandlarna.

I föredragna utföringsformer av uppfinningen är medlen för mekanisk direkt inbördes koppling av de båda omvandlarnas rör- liga delar utformade så att de har viss massa samt erbjuder viss fjädring och dämpning. Dessa tre parametrar, massa, fjäd- ring och dämpning, kan då vara anpassade för att överensstämma med en förenklad modell som man kan uppställa beträffande den komplexa rörelse som ett högtalarelement utför i samspel med 567 199 sin omgivande luftmassa. Därigenom erbjuder den uppfinnings- enliga högtalarsimulatorn en signalbehandling som allmänt mot- svarar den som erhàlles vid den kända teknikens signalbehand- lingsanordningar där ljud fràn en högtalare uppfångas via en mikrofon för etablering av den önskade signalbilden.

Den uppfinningsenliga signalbehandlingsanordningen kan ha olika anslutna filter. Exempelvis kan högpassfilter användas för att undertrycka làga frekvenser. Ett bandspärrfilter kan bringas att undertrycka systemets egenresonans. Vidare kan nivå- och överstyrningsindikatorer anslutas, tillsammans med tillhörande drivelektronik. För att dämpa utnivàn fràn den förstärkare som driver högtalarsimulatorn, kan en dämpsats infogas. Vidare kan givetvis säkringar av valfritt slag inmonteras.

Den uppfinningsenliga signalbehandlingsanordningen är inte begränsad till musikinstrument såsom elgitarr och elbas utan kan allmänt användas för undertryckande av transienter, för dynamikbegränsning och för brusreducering i många olika sam- manhang.

Den uppfinningsenliga anordningen är baserad pà användningen av elektromekaniska omvandlare. Bland sådana omvandlare áterfinnes elektrodynamiska, elektromagnetiska, elektrostatiska, piezo- elektriska och magnetostriktiva omvandlare. Gemensamt för alla dessa är att de allmänt har en stationär del och en rörlig del, varvid den relativa rörelsen mellan delarna framkallas av resp framkallar en motsvarande elektrisk signal.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas i exempelform med hänvis- ning till den bilagda ritningen.

Pig 1 visar schematiskt en uppfinningsenlig elektrodynamisk omvandlare såsom inkorporerad i en elgitarrförstärkar- anläggning.

Fig 2 visar schematiskt en annan elektrodynamisk variant av den uppfinningsenliga anordningen. 507 199 4 Pig 3 visar en stånghållare för anordningsvarianten enligt fig 2.

Fig 4 schematiskt en piezoelektrisk variant av anordningen enligt uppfinningen.

Fig 5 visar schematiskt en stånghållare för anordnings- varianten enligt fig 1.

Pig 6 visar schematiskt en annan stànghàllare för anord- ningsvarianten enligt fig 1.

Fig 1 illustrerar en elgitarr 1 som via en gitarrförstärkare 2 och eventuellt en signaldämpningssats 3 är kopplad till en signalbehandlingsanordning 4 enligt uppfinningen. Utsignalen från anordningen 4 kan eventuellt bearbetas i en làgfrekvens- generator vilken kan stegra signalspänningen och erbjuda en impedansanpassning. Signalen från làgfrekvensgeneratorn kan sedan via en mixer 6 ledas vidare till hörlurar 7, en band- spelare 8 eller via en högtalarförstärkare 9 till högtalare 10.

Den elektrodynamiska varianten av den uppfinningsenliga anord- ningen 4 innefattar ett elektrodynamiskt drivdon 41 av i prin- cip samma typ som det vilket utnyttjas för en konventionell högtalare, nämligen en ringformig permanentmagnet vars ena ände bär ett konventionellt polstycke 412 varvid en spole 413 sträcker sig in i magneten och omger polstycket 412 och är axiellt rörlig relativt detta. Magnetens andra ände bär ett ringformat polstycke 414 som koaxiellt omger spolen.

Vidare finns i anordningen 4 en elektromekanisk omvandlare 51 av samma slag som omvandlaren 41. Omvandlaren 51 innehåller så- lunda en ringformig magnet 511, ett polstycke 512 som sträcker sig genom magneten och en spole 513 vilken omger polstycket 512 och är axiellt rörlig relativt detta. Magnetens andra ände bär ett ringformigt polstycke 514 som koaxiellt omger spolen. De båda spolarna 413, 513 är koaxiellt inriktade mot varandra och kopplade via en överföringsstång 20. En axiell förskjutning av spolen 413 under inverkan av signalen från gitarren 1, över- föres via stången 20 till spolen 513 som i växelverkan med magneten 511 (och polstyckena) alstrar en utsignal som kan ledas vidare till làgfrekvensgeneratorn 5 och mixern 6 etc.

I den i fig 1 illustrerade typen av omvandlaren 4 erfordras vidare en eller flera hållare 30, vilka uppbär stången 20 och därigenom spolarna 413, 513 i koaxiell inriktning mot respek- tive polstycken 412, 512 samtidigt som de medger stången 20 och spolarna 413, 513 att axiellt förskjutas med endast måttlig på- verkan på förskjutningsrörelsen.

Fig 5 visar att en sådan hållare kan bestå av ett par korslagda band 31 som från en stationär struktur 32 uppbär stången 20.

Som ett alternativ kan hållaren 30 innefatta ett av den statio- nära strukturen 32 buret membran 33 vilket har en mångfald öpp- ningar 34 vilka väsentligen undanröjer membranets 33 förmåga att alstra ljud till följd av förskjutningsrörelserna i stång- ens 20 längdriktning (fig 6).

I fig 2 kan man se en alternativ utföringsform av anordningen enligt fig 1, där de båda omvandlarna har en gemensam perma- nentmagnetanordning omfattande en ringmagnet 421 som bär ett V polstycke 422, 424 vid resp ände. Polstyckena 422, 424 definie- rar en ringspalt 425 för spolen 413. Polstycket 422 definierar med hjälp av en central polstyckesdel 423 tillsammans med pol- stycket 424 en inre ringspalt 426 vilken emottar spolen 513. I fig 2 visas två parallellt anordnade hållare 30 vilka i sin centrala del 20' bär spolarna 413, 513, varvid hàllarnas 30 centrala område 20' bildar ett medel för att erbjuda en meka- nisk direkt inbördes koppling av spolarna 413, 513 med avseende pà deras förskjutningsrörelse.

Såsom närmare visas i fig 3 kan hållarna 30 vara bildade av ett flexibelt ark 33 som är försett med en mångfald öppningar 34 vilka tjänar till att väsentligen undvika alstring av ljud till följd av att arket/membranet 33 förskjutes i normalriktningen till sitt plan.

Fackmannen inser att utföringsformerna enligt fig l och 2 låter sig modifieras för användning av elektromagnetiska och elektro- statiska omvandlare.

Fig 4 illustrerar schematiskt en omvandlingsanordning 4 enligt uppfinningen såsom baserad på piezoelektriska omvandlare 41, 51 507 199 vilka kan anses stödja mot en stationär bas 50 samt stöder mot ett överföringselement 20 som med hjälp av någon lämplig styr- ningsanordning 27 kan parallellförskjutas i förhållande till basen 50 så att de piezoelektriska elementen 41, 51 deformeras synkront under inverkan av signalen som inledes till omvandla- ren 41. Utsignalen från omvandlaren 51 påverkas av den tröghet och fjädring som elementet 20 representerar. Elementet 20 er- bjuder även en dämpning, exempelvis på grund av det luftmot- stànd det representerar. Eventuellt kan överföringselementet 20 vara buret av en hållare 30, förslagsvis av den typ som illus- treras i fig 5 och 6.

Fackmannen inser att utföringsformen enligt fig 4 i princip över- ensstämmer med utförandet av en magnetostriktiv omvandlare 4.

Medlet 20 för att förmedla den mekaniska rörelsen mellan de båda omvandlarna bidrar huvudsakligen till den totala massan som sätts i rörelse, men kan även ge fjädring och dämpning.

Lämpliga material för överföringsanordningen 20, då denna är utformad som en stång (jfr fig 1), kan vara balsaträ eller en ihålig papprulle (vilken eventuellt kan fyllas med dämpande material, t ex skumgummi).

Hàllaren 30 tjänar till att bära överföringsanordningen 20 i lämplig inriktning när så erfordras. Hållaren ger fjädring och dämpning samt bidrar till den totala massan som sättes i rörelse.

Hållaren kan bestå av ett arkmaterial, exempelvis papp eller någon sandwichkonstruktion av olika material. Hållaren bör utformas så att stora sammanhängande ytor undvikes, i syfte att tillse att hörbara ljudvågor ej alstras då hållaren förskjutes.

Hållarens utförande avgör dess fjädrande egenskaper men även hur dess inre dämpning samt den omgivande luftens dämpande in- verkan blir. Vidare kan nämnas att hållaren, i likhet med konen hos en elektrodynamisk högtalare, alstrar övertoner genom sitt sätt att svänga i olika moder. Hållaren kan dessutom verka som en progressiv fjäder och på så sätt komprimera den inkommande signalen.

Claims (6)

7 sov 199 P a t e n t k r a v

1. Elektromekanisk anordning för bearbetning av en elek- trisk signal, innefattande tvà elektromekaniska omvandlare (41, 51) vilka vardera innefattar en stationär del (411, 412, 414, 511, 512, 514) och en rörlig del (413, 513) och medel (20) för mekanisk direkt inbördes koppling av de båda omvandlarnas (41, 51) rörliga delar (413, 513), kännetecknad av att omvandlarna (41, 51) enbart har en mekanisk koppling till varandra, att den ena omvandlaren (41) är elektriskt inkopplad för att drivas av en insignal, och att den andra omvandlaren (51) är elektriskt inkopplad för att avge en elektrisk utsignal vilken i huvudsak motsvarar insignalen, men är bearbetad av den mekaniska kopp- lingens tröghet, fjädring och/eller rörelsedämpning.

2. Anordning enligt krav 1,kännetecknad av att den meka- niska kopplingen (20) innefattar en upphängningsanordning (30).

3. Anordning enligt krav 2, kännetecknad av att upphäng- ningsanordningen (30) är utformad för att erbjuda en dämpning av rörelsen hos omvandlarnas (41, 51) rörliga delar (413, 513).

4. Anordning enligt krav 3, kännetecknad av att upphäng- ningsanordningen (30) är utformad för att väsentligen inte pro- ducera akustiskt ljud.

5. Anordning enligt krav 3 eller 4, kännetecknad av att upphängningsanordningen (30) är utformad för att vid kopplings- medlets (20) rörelse ge ett luftmotstànd mot medlets rörelse.

6. Anordning enligt något av kraven 3-5, kännetecknad av att upphängningsanordningen (30) är utformad som en progressiv fjäder som framkallar en vald avvikelse mellan insignalen och utsignalen.