DE19710736A1 - Signalumformer für ein Saitenmusikinstrument - Google Patents

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft einen Signalumformer oder Aufnehmer für Saitenmusikinstrumente, deren Ausgabe verstärkt werden soll. Insbesondere stellt die Erfindung einen verbesserten rauschunterdrückenden Aufnehmer bereit.

Die Erfindung wird auf dem Wege eines Beispiels mit Bezug auf das Musikinstrument beschrieben, an das die Aufnehmer angepaßt sind und das elektrische Gitarren sind. Es wird festgestellt, daß dies lediglich auf dem Wege eines Beispiels ist und daß andere Instrumente als Gitarren mit Aufnehmern gemäß der Erfindung ausgerüstet werden können.

Elektrische Gitarren haben typischerweise zumindest vier Saiten, die, wenn sie vibrieren, eine Ausgabe für eine Verstärkung erzeugen. Die Schwingung der Saiten wird durch Aufnehmer in elektrische Signale umgewandelt. Die Frequenz der von den Aufnehmern erzeugten elektrischen Signale entspricht der Vibrationsfrequenz der Saiten.

Aufnehmer bestehen typischerweise aus einem einzigen Stabmagneten innerhalb einer Spule oder einer Vielzahl von Stabmagneten mit einer Spule. Die Saiten der Gitarre sind aus einem magnetisch durchlässigem Material hergestellt, typischerweise einem ferromagnetischen Material und die von den Permanentmagneten entwickelten magnetischen Flußlinien werden durch die vibrierenden Saiten abgefangen. Dieses bewirkt Veränderungen in dem Feldmuster und es wird bewirkt, daß ein veränderlicher Strom in den Spulen fließt. Die Frequenz des Stromes entspricht der Frequenz der Vibration der Saiten.

Die Spulen sind, daneben daß sie durch die Vibration der Saiten beeinflußt werden, auch Rauschen unterzogen. Rauschen wird durch Verkabelung, Transformatoren, Licht, elektrische Motoren und Geräte und andere Quellen erzeugt. Dieses Rauschen oder Brummen beeinflußt die Qualität des durch die Aufnehmer reproduzierten Klangs ungünstig. Die Grundfrequenz der elektrischen Versorgungsspannung, typischerweise 50 Hz oder 60 Hz, wird in der Verstärkungsausrüstung in ein hörbares Brummen umgewandelt.

Viele Versuche wurden unternommen, um dieses Rauschen zu reduzieren oder zu entfernen, jedoch haben diese Versuche andere unerwünschte Effekte eingeführt.

Leo Fender war in den 1940ern für das Entwickeln eines Einzelspulenaufnehmers verantwortlich. Sein Design hatte hervorragende tonale Charakteristiken, war jedoch besonders anfällig für Rauschen und gleichte im Grunde genommen einer langen Antenne für äußeres Rauschen wie zum Beispiel 50 Hz oder 60 Hz Brummen und Surren, welches durch Verkabelung, Transformatoren, Beleuchtung und andere elektrische Geräte hervorgerufen wird.

Das US-Patent 4,442,749 von DiMarizio offenbart einen solchen früheren Versuch der Rauschverminderung. DiMarizio offenbarte eine elektrische Aufnehmervorrichtung für Saiteninstrumente. Die Vorrichtung hatte ein paar von übereinandergelegten koaxialen Rollen, die jede axial mit einer Spule gewickelt war, deren Achse senkrecht zu den Saiten des Instruments war. Ein integrales Schild aus magnetisch durchlässigem Material war vorhanden und wies eine Basis auf, die zwischen den zwei Rollen angeordnet war, senkrecht zu der Spulenachse, und zwei Saitenwände erstreckten sich aufwärts und senkrecht von der Basis bis zumindest genau unterhalb der oberen Oberfläche der oberen Rolle. Eine Vielzahl von stabartigen Permanentmagneten erstreckte sich durch die obere und untere Spule. Somit war eine Vielzahl von für beide Spulen gemeinsamen Stabmagneten innerhalb der Spulen angeordnet.

Das Schild erstreckte sich um drei Seiten der obersten Spule. Das Schild war nicht besonders effektiv und erlaubte, daß das magnetische Feld die untere rauschvermindernde Spule beeinflußte und somit die Systeminduktanz verminderte. Die tonale Struktur des Aufnehmers als ein Ganzes wurde ungünstig beeinflußt, wenn die Induktanz unter ein annehmbares Niveau vermindert wurde, was DiMarizio durch ein Überwickeln der Spulen behob, jedoch erhöhte dies die Impedanz und zerstörte die ursprünglichen tonalen Charakteristiken.

DiMarizio verwendete in einer ersten Vorrichtung magnetische Polteile gemeinsam für beide Spulen und dies verhindert ein Erzielen eines passenden Gesamtinduktanzwertes aufgrund der Induktanzauslöschung zwischen den zwei Spulen.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel offenbart DiMarizio einen Aufnehmer mit einer oberen Spule mit einer Vielzahl von magnetischen Polteilen darin angeordnet. Eine untere rauschvermindernde Spule ist auch gezeigt. Ein kanalgeformtes Bauteil nimmt die obere Spule auf. Obwohl das Kanalbauteil sich um die obere Spule erstreckt, sind die Spulen magnetisch und induktiv nicht effektiv voneinander entkoppelt. Beide Ausführungsbeispiele verhindern das Erzielen eines passenden Systeminduktanzwertes ohne ein Überwickeln aufgrund der Induktanzauslöschung zwischen den Spulen. Durch solches Vorgehen wird eine Rauschunterdrückung auf Kosten der Tonqualität erzielt, da tonale Charakteristiken hauptsächlich von Induktanz und Impedanz abhängen.

Ein Versuch zur Rauschunterdrückung bei Aufnehmerauslegung wurde auch durch Seymour Duncan vorgenommen. Sein Design verwendete Alnico V Magneten voller Länge, die sich senkrecht durch zwei Spulen erstreckten. Wie beim DiMarizio-Design bewirkte das Duncan-Design auch Induktanz und Signalauslöschung. Duncan verwendete keine Art von magnetischer Barriere, um die obere und untere Spule zu trennen. Auch er stelle verlorene Induktanz durch ein Überwickeln der Spulen wieder her.

Eine als EMG bekannte Firma stellte ein Aufnehmerdesign das als das SV (Strat Vintage) bekannt ist. EMG verwendete Magneten voller Länge, die sich durch sowohl eine obere als auch eine untere Spule ohne ein magnetisches Schild erstreckten. Jede Spule wurde gesondert in einen Zwei- Eingang-Differential-Operationsverstärker gepuffert, jedoch war die Systeminduktanz geringer als ideale 2,15 Henrys, da die Induktanz der oberen Halbspule 0,8 H war. Die untere Spule hatte ähnliche Induktanz. Diese waren nicht überwickelt.

Historische Aufnehmer haben lange starke Magneten, die die oszillierenden Saiten nach unten in einem U-geformten Pfad anziehen, was zur Folge hat, daß die Saiten an die Anschläge der Gitarre stoßen. Dieses Saitenanstoßen ist ein Element des "Vintage Klangs" und wird absichtlich gesucht. Historische Einzelspulenaufnehmer-Designs reproduzierten 50 oder 60 Hz Rauschen (Brummen) wie auch den erwünschten Vintage Klang.

Es gibt keine einfache Weise, einen solchen Vintage Klang mit modernen elektrischen Gitarren während eines gleichzeitigen Bereitstellens von angemessener Rauschunterdrückung zu erzeugen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Signalumformer oder Aufnehmer für Saitenmusikinstrumente bereitzustellen, der eine effektive Rausch- oder Brummunterdrückung liefert, ohne Tonqualität zu opfern.

In Übereinstimmung mit einem Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Signalumformer bereitgestellt, mit einer ersten Spule, einer zweiten Spule, mit ihrer Achse zusammenfallend mit der Achse der ersten Spule und bei Benutzung unterhalb der ersten Spule beabstandet angeordnet, einem metallischen Schild aus magnetisch durchlässigem Material, das zwischen den Spulen angeordnet ist, wobei das Schild eine oder mehrere nach außen gerichtete Wände aufweist, wobei die Wand oder Wände des Schildes sich über die Seiten der Spulen erstrecken, zumindest ein Permanentmagnetpolteil, mit der ersten Spule verbunden, und zumindest ein metallisches magnetisch durchlässiges Polteil, das mit der zweiten Spule verbunden ist, wodurch die Spulen induktiv und magnetisch voneinander durch das Schild entkoppelt sind.

In Übereinstimmung mit einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Signalumformer mit einer ersten Spule bereitgestellt, einer zweiten Spule benachbart zu der ersten Spule, einem metallischen Schild aus magnetisch durchlässigem Material, das zwischen den Spulen angeordnet ist, wobei das Schild eine oder mehrere nach außen gerichtete Wände aufweist und die Wand oder Wände des Schildes sich über Seiten der Spule erstrecken und zwischen den Spulen, und zumindest ein magnetisches Polteil, das mit der ersten und zweiten Spule verbunden ist.

Die obere und untere Spule kann mit der gleichen oder mit unterschiedlicher Drahtstärke gewickelt werden. Vorzugsweise hat jede der Spulen zwischen 1000 und 7000. Noch bevorzugter, hat jede Spule ungefähr 5000 Wicklungen. Die Spulen müssen nicht die gleiche Zahl von Wicklungen aufweisen.

Es wird vorgezogen, daß die Impedanzen der Spulen sich bei 50 oder 60 Hz entsprechen und so eingestellt sind, daß die Induktanz von jeder Spule bei 60 Hz die gleiche ist. Dies kann durch Auswählen einer passenden Drahtstärke und Anzahl von Wicklungen für die Spulen und durch die erwünschte Auswahl des metallischen Polteils für die untere Spule erzielt werden, wie unterhalb beschrieben.

Wie erwähnt kann ein einziges metallisches magnetisch permeables Polteil innerhalb der unteren Spule verbunden sein. Bei einem alternativen Aufbau ist eine Vielzahl von metallischen magnetisch permeablen Polteilen vorhanden.

Das (einzelne) oder jedes (Vielzahl) metallische Polteil für die untere Spule ist vorzugsweise aus Flußstahl hergestellt, obwohl andere Metalle nicht ausgeschlossen sind. Falls eine Vielzahl von Polteilen vorhanden ist, können sich Vollkernhochteile durch die untere Spule erstrecken.

Die untere Spule ist innerhalb des Schildes enthalten. Das Schild ist aus metallischem magnetisch permeablen Material hergestellt. Typischerweise ist das Schild aus Flußstahl hergestellt und kann eine Dicke von 0,6 mm aufweisen. Jeweilige nicht-metallische Platten können auf beiden Seiten der unteren Spule angeordnet sein. Das Schild kann als ein Tablett ausgebildet sein, mit einer Basis und einer durchgehenden aufrecht stehenden Wand. Alternativ kann das Schild U-geformt sein, mit einer Basis und zwei gegenüberliegenden aufrecht stehenden Seitenwänden. Das Schild kann im transversalen Querschnitt H-geformt sein und die untere Spule kann zwischen dem Querbauteil dieses Abschnitts aufgenommen sein und den abwärts gerichteten Seitenwänden.

Die nicht-metallischen Platten können eine Vielzahl von Öffnungen aufweisen, um die innerhalb der unteren Spule angeordneten Polteile aufzunehmen.

Die obere Spule ist innerhalb des Schildes enthalten. Das Schild kann auf ähnliche Weise aufgebaut sein wie das Schild, das die untere Spule aufnimmt. Wie bei der unteren Spule können jeweilige nicht-metallische Platten auf beiden Seiten der oberen Spule angeordnet sein. Selbstverständlich, falls das Schild im transversalen Querschnitt H-geformt ist, wird die obere Spule zwischen dem Querbauteil dieses Abschnittes und den aufwärts gerichteten Saitenwänden aufgenommen.

Das H-geformte Schild kann als ein einziges Bauteil oder aus mehreren Teilen hergestellt sein.

Wie erwähnt, kann ein einzelnes Permanentmagnetpolteil mit der oberen Spule verbunden sein. Vorzugsweise ist eine Vielzahl von Permanentmagnetpolteilen mit der oberen Spule verbunden.

Permanentmagnetische Polteile von einer Zahl, die der Zahl von Saiten des Instruments entspricht, an das der Signalumformer angepaßt ist, sind vorzugsweise innerhalb der oberen Spule angeordnet. Vorzugsweise haben die mit der oberen Spule verbundenen nicht-metallischen Platten Öffnungen, um die magnetisierten Polteile aufzunehmen. Vorzugsweise treten die Polteile durch die Öffnungen in der Platte, die den Instrumentensaiten am nächsten sind.

Die magnetischen Polteile können aus ALNICO II oder ALNICO V oder anderem passenden magnetischen Material hergestellt sein.

Die zwei Spulen sind aufgrund der beschriebenen Anordnung beide magnetisch und induktiv voneinander isoliert. Die obere Spule ist dem Einfluß der Bewegung der Saiten und Rauschen unterzogen, während die untere Spule nur Rauschen unterzogen ist. Aufgrund der Nähe der Spulen zueinander reagieren sie gleich auf die Auswirkungen von Rauschen. Durch Verbinden der Spulen miteinander, entweder parallel oder in Serie, jedoch außer Phase, kann Rauschen von dem Signal effektiv unterdrückt werden.

In dem Ausführungsbeispiel, bei dem Vintage-Klang durch den Aufnehmer erzeugt wird, ist zumindest ein permanentmagnetisches Polteil innerhalb jeder der Spulen angeordnet. Das Polteil kann gemeinsam für beide Spulen sein, obwohl ein getrenntes Polteil für jede Spule verwendet werden kann. In einem Ausführungsbeispiel hat jede Spule eine Vielzahl von Polteilen. Die Vielzahl von Polteilen kann für beide Spulen gemeinsam sein. Alternativ kann jede Spule einen getrennten Satz von Polteilen aufweisen.

Wenn eine Vielzahl von Polteilen vorhanden ist, entspricht die Anzahl der Anzahl von Saiten auf dem Instrument.

Nicht-metallische Platten können neben den Enden der Polteile angeordnet sein. Diese Platten können Löcher haben, um die Enden der Polteile aufzunehmen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun auf dem Wege eines Beispiels mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, wobei die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Explosionssicht eines Signalumformers gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Perspektivsicht des zusammengebauten Signalumformers aus Fig. 1;

Fig. 3 eine Transversal-Querschnittsansicht des Signalumformers aus Fig. 2;

Fig. 4 eine Transversal-Querschnittsansicht eines Teils des Signalumformers aus Fig. 3;

Fig. 5 eine Schnittaufsicht des i n Fig. 4 gezeigten Teils des Signalumformers;

Fig. 6 eine perspektivische Explosionssicht eines Signalumformers gemäß eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines alternativen Halbschildes für den Aufnehmer der Erfindung;

Fig. 8 eine Explosionssicht eines Signalumformers gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht des zusammengebauten Signalumformers aus Fig. 8;

Fig. 10 eine Querschnittsansicht des Signalumformers aus Fig. 9;

Fig. 11 eine Querschnittsansicht eines Teils des Signalumformers aus Fig. 10;

Fig. 12 eine Schnittaufsicht des in Fig. 11 gezeigten Teils des Signalumformers;

Fig. 13 eine perspektivische Explosionssicht eines alternativen Ausführungsbeispiels eines Signalumformers gemäß der Erfindung;

Fig. 14 eine perspektivische Explosionssicht eines Signalumformers gemäß eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 15 eine perspektivische Explosionssicht eines Signalumformers gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 16 eine perspektivische Ansicht des zusammengebauten Signalumformers aus Fig. 15;

Fig. 17 eine Querschnittsansicht des Signalumformers aus Fig. 16;

Fig. 18 eine Querschnittsansicht des Signalumformers aus Fig. 16; und

Fig. 19 eine Schnittaufsicht des Teils des Signalumformers aus Fig. 18.

GENAUE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Fig. 1 zeigt einen Signalumformer 10 mit einer nicht­ metallischen nicht-leitenden Basisplatte 11. Die Platte 11 hat eine Reihe von Löchern 12, um die nicht-magnetisierten Polteile 13, 14, 15, 16, 17, 18 aus Flußstahl aufzunehmen. Falls erwünscht, können die Polteile 14, 15, 16 und 17 von dem Signalumformer 10 weggelassen werden. Eine Platte 19 ist aus dem gleichen Material wie die Platte 11 aufgebaut. Eine untere Spule 20 erstreckt sich um die Teile 13 bis 18 und ist zwischen den Platten 11 und 19 angeordnet. Ein Schild 21 weist eine Fläche 22 und zwei gegenüberliegend abwärts gerichtete Wände 23, 24 auf. Diese Wände erstrecken sich über die Seiten der Spule 20. Die Fläche 22 hat abgerundete Enden 25 (von diesen ist nur eine in dieser Ansicht sichtbar) . Die Wände 23 und 24 enden nach halbem Weg über den äußersten Polteilen 13 und 18, obwohl sie sich über diese hinaus erstrecken können, falls erwünscht.

Eine obere Spule 30 ist zwischen Platten 31 und 32 angeordnet. Diese Platten sind aus dem gleichen Material wie die Platten 11 und 19 aufgebaut. Die Platten 31 und 32 haben Löcher 33, um die magnetischen Polteile 34, 35, 36, 37, 38, 39 aufzunehmen. Ein Schild 40 weist eine Fläche 41 und gegenüberliegende Wände 42, 43 zusammen mit dem Schild 21 und der magnetisch von der Spule 20 getrennten Spule 30. Die Fläche 41 liegt über und stößt an die Fläche 22. Die Wände 42, 43 erstrecken sich aufwärts und über die Seiten der Spule 30. Die Fläche 41 hat runde Enden 44 (von denen nur eine in dieser Ansicht sichtbar ist) . Die Wände 42, 43 enden auf halbem Weg auf den äußersten Polteilen 34 und 39.

Fig. 2 zeigt eine zusammengebaute perspektivische Ansicht des Signalumformers 10. Die durch Seiten 50, 51, 52, 53, 54, 55 bezüglich des Signalumformers 10 angenommene Ausrichtung ist gezeigt. Die Spule 30 ist als am nächsten zu den Saiten gezeigt, während die Spule 20 am weitesten unten ist, wobei die Spulen miteinander koaxial sind. Die U-geformten Schilde 21 und 40 stellen effektiv sicher, daß die Spule 20 nicht dem magnetischen Feld der Polteile 34, 35, 36, 37, 38, 39 unterzogen wird und das magnetische Feld wird in Richtung der Saiten des Instruments, an das der Signalumformer 10 angepaßt ist, gerichtet.

Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht des in Fig. 2 gezeigten Signalumformers 10. Die Schilde 21 und 40 sind gezeigt und umgeben die jeweiligen Spulen auf drei Seiten. Die Wände 23 und 24 des Schildes 21 erstrecken sich abwärts über die Seiten der unteren Spule 20 während die Wände 42 und 43 des Schildes 40 sich über die Seiten der Spule 30 nach oben erstrecken.

Das magnetische Polteil 39 wird zwischen Platten 31 und 32 gehalten, wie auch in der Tat die anderen Polteile, die nicht in dieser Ansicht sichtbar sind. Flächen 22 und 41 trennen die Spulen voneinander. Die Basisplatte 11 und Platte 19 nehmen ein metallisches Polteil 18 zwischen ihnen auf, wie auch das andere Polteil, das in dieser Ansicht nicht sichtbar ist. Das magnetische Polteil 39 erstreckt sich eine kurze Distanz über die Platte 31 hinaus. So tun es auch die anderen magnetischen Polteile.

Fig. 4 zeigt eine Querschnittsansicht durch die Schilde 21 und 40 mit nur dem permanentmagnetischen Polteil 39 und dem metallischen, magnetisch durchlässigen Polteil 18 gezeigt. Diese Schilde können als ein einziges H-geformtes Schild gebildet sein.

Fig. 5 zeigt eine Frontaufsicht des in Fig. 4 gezeigten Teils des Signalumformers. Das Schild 40 hat eine Fläche 41 und sich nach oben erstreckende Wände 42 (siehe Fig. 4) und 43, die nach halbem Weg über die permanentmagnetischen Polteile 34, 39 enden. Das Schild 21 weist eine Fläche 22 und Wände 23 (siehe Fig. 4) und 24 auf, die sich abwärts gerichtet und in halbem Weg über die metallischen magnetisch durchlässigen Pole über Teile 13 und 18 erstrecken. Wie vorher erwähnt, können die Polteile 14, 15, 16 und 17 weggelassen werden.

Fig. 6 zeigt eine perspektivische Explosionssicht eines weiteren Signalumformers gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. Der Signalumformer 60 hat eine Basisplatte 61, die aus einem nicht metallischen Material aufgebaut ist. Die Platte 61 hat einen Schlitz 62, der ein einzelnes Flußstahlkernteil 63 aufnimmt. Eine untere Spule 64 ist um dem Teil 63 angeordnet und eine Platte 65 ist über der Spule 64 angeordnet. Ein Schild 66 erstreckt sich über die Spule 64 und hat eine Fläche 67 mit zwei gegenüberliegenden Wänden 68, 69. Die Wände 68, 69 erstrecken sich über Seiten der Spule 64.

Eine obere Spule 70 ist vorhanden und ruht auf einer unteren Platte 71. Die Spule 70 ist innerhalb eines Schildes 72 aufgenommen. Das Schild 72 hat eine Fläche 73 und gegenüber diesem liegende Wände 74, 75, die sich über Seiten der Spule 70 erstrecken. Eine Platte 76 erstreckt sich über die Spule 70 und hat einen Schlitz 77, um ein permanentmagnetisches Polteil 78 aufzunehmen.

In diesem Ausführungsbeispiel hat die Spule 70 ein einzelnes magnetisches Polteil und ein einzelnes metallisches magnetisch durchlässiges Polteil ist innerhalb der Spule 64 angeordnet.

Fig. 7 zeigt einen alternativen Schildaufbau. Ein Schild 80 ist tablettgeformt und weist eine Basis 81 und eine durchgehende aufrecht stehende Wand 82 auf. Polteile 83, 84, 85, 86, 87, 88 sind gezeigt und können entweder Permanentmagneten sein oder können metallisch magnetisch durchlässig sein, abhängend davon, ob das Schild 80 für eine obere oder untere Spule verwendet wird.

Es ist nicht notwendig, daß die Schilde in einem Signalumformer beide so sind wie in Fig. 7 gezeigt oder vom in Fig. 6 gezeigten Typ sind. Einer von jedem kann verwendet werden. Ebenso können eine Vielzahl von Polteilen innerhalb einer der Spulen vorhanden sein und ein einzelnes Polteil kann in der anderen der Spulen vorhanden sein.

Es wird vorgezogen, daß die Induktanz und Impedanz der zwei Spulen sich durch passende Wahl der Zahl von Bindungen, Drahtdicke und Größe des Polteils oder -Teile innerhalb der Spulen entsprechen.

Fig. 8 zeigt einen Signalumformer 100 mit einer nicht­ metallischen nicht-leitenden Basisplatte 111. Die Platte 111 hat eine Serie von Löchern 112, um magnetische Polteile 134, 135, 1336, 137, 138 und 139 aufzunehmen. Die Platte 119 ist aus dem gleichen Material hergestellt, wie die Platte 111 und weist Löcher 113 auf (von denen nur eines gezeigt ist) . Eine untere Spule 120 erstreckt sich um die Teile 134 bis 139 und ist zwischen den Platten 111 und 119 angeordnet. Das Schild 121 weist eine Fläche 122 und zwei gegenüberliegende abwärts ausgerichtete Wände 123, 124 auf. Diese Wände erstrecken sich über Seiten der Spulen 120. Die Fläche 122 weist gerundete Enden 125 auf (von denen nur eins in dieser Ansicht sichtbar ist). Die Wände 123 und 124 enden nach halbem Weg über den äußersten Polteilen 134 und 139, obwohl sie über diese hinausgehend können, falls gewünscht.

Eine obere Spule 130 ist zwischen Platten 131 und 132 angeordnet. Diese Platten sind aus dem gleichen Material wie die Platten 111 und 119 hergestellt. Die Platten 131 und 132 weisen Löcher 123 auf, um die magnetischen Pole 134, 135, 136, 137, 138 und 139 aufzunehmen. Ein Schild 140 weist eine Fläche 141 und gegenüberliegende Wände 142, 143 zusammen mit einem Schild 121 und einer magnetisch von der Spule 120 getrennte Spule 130 auf. Die Fläche 141 liegt über und stößt an die Fläche 122. Wände 142, 143 erstrecken sich aufwärts gerichtet und über Seiten der Spule 130. Die Fläche 141 hat abgerundete Enden 144 (von denen nur eines in dieser Ansicht sichtbar ist). Die Wände 142, 143 enden nach halbem Weg über den äußersten Polteilen 134 und 139. Die Platte 119 weist eine Reihe von Löchern 113 auf, durch die die Polteile 134 bis 139 sich erstrecken. Die Platte 132 hat ähnliche Löcher (in dieser Ansicht nicht sichtbar).

Fig. 9 zeigt eine zusammengebaute perspektivische Ansicht des Signalumformers 110. Die durch die Seiten 150, 151, 152, 153, 154, 155 relativ zu dem Signalumformer 110 angenommene Ausrichtung ist gezeigt. Die Spule 130 ist am nächsten zu den Seiten gezeigt, während die Spule 120 zuunterst ist, wobei die spulen miteinander koaxial verlaufen. Die U-geformten Schilde 121 und 140 trennen das magnetische Feld in zwei Abschnitte, nämlich, einen Teil innerhalb der Spulen und einen Teil außerhalb der Spulen. Das äußere Feld ist von einem Ende der Polteile bis zu dem anderen nicht unterbrochen, ohne ein induktives Auslöschen zwischen den Spulen, da das äußere Feld keine Auswirkungen auf das innere Feld hat. Die inneren Felder sind auf die Spulen in diesen Feldern beschränkt. Die Spulen sind magnetisch getrennt.

Fig. 10 zeigt eine Querschnittsansicht des in Fig. 9 gezeigten Signalumformers 110. Die Schilde 121 und 140 sind die jeweiligen Spulen auf drei Seiten umgebend gezeigt. Die Wände 123 und 124 des Schildes 121 erstrecken sich abwärts gerichtet über die Seiten der unteren Spule 120 während Wände 142 und 143 des Schildes 140 sich nach oben über die Seiten der Spule 130 erstrecken.

Ein magnetisches Polteil 137 wird zwischen den Platten 131 und 111 gehalten. Flächen 122 und 141 trennen die Spulen voneinander. Das magnetische Polteil 137 erstreckt sich eine kurze Distanz über eine Platte 131 hinaus. So tun es auch die anderen magnetischen Polteile.

Fig. 11 zeigt eine Querschnittsansicht durch die Schilde 121 und 140, wobei nur das permanentmagnetische Polteil 137 gezeigt ist. Diese Schilde können als ein einziges H-geformtes Schild ausgebildet sein.

Fig. 12 zeigt eine Frontaufsicht des in Fig. 11 gezeigten Teils des Signalumformers. Das Schild 140 hat eine Fläche 141 und sich nach oben erstreckende Wände 142 (nicht gezeigt) und 143, die nach halbem Weg über die äußersten permanentmagnetischen Polteile 134, 139 enden. Das Schild 121 hat eine Fläche 122 und Wände 123 (nicht gezeigt) und 124, die sich nach unten über die Polteile 134 bis 139 und den halben Weg über die Teile 134 und 139 erstrecken.

Fig. 13 zeigt eine perspektivische Explosionssicht eines anderen Signalumformers gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. Der Signalumformer 160 hat eine Basisplatte 161, die aus nicht-metallischem Material hergestellt ist. Die Platte 161 weist einen Schlitz 162 auf, der ein permanentmagnetisches Polteil 178 aufnimmt. Eine untere Spule 164 ist um einem Teil 178 angeordnet und eine Platte 165 ist über der Spule 164 angeordnet. Ein Schild 166 erstreckt sich über die Spule 164 und hat eine Fläche 167 mit zwei gegenüberliegenden Wänden 168, 169. Die Wände 168, 169 erstrecken sich über Seiten der Spule 164.

Eine obere Spule 170 ist vorhanden und ruht auf einer niedrigeren Platte 171. Die Spule 170 wird innerhalb eines Schildes 172 aufgenommen. Das Schild 172 weist eine Fläche 173 und gegenüberliegende Wände 174, 175 auf, die sich über Seiten der Spule 170 erstrecken. Eine Platte 176 erstreckt sich über die Spule 170 und weist einen Schlitz 177 auf, um das permanentmagnetische Polteil 178 aufzunehmen. Die Platten 165 und 171 weisen Schlitze 163 auf, durch die sich das Polteil 178 erstreckt. Obwohl in dieser Ansicht nicht sichtbar, weist ein Schild 166 einen Schlitz entsprechend dem Schlitz 163 auf, um zu erlauben, daß sich ein Polteil 178 zwischen Platten 176 und 161 erstreckt.

Dieses Ausführungsbeispiel hat ein einzelnes magnetisches Polteil 178 gemeinsam für die Spulen 170 und 164.

Fig. 14 zeigt eine perspektivische Explosionsschicht eines Signalumformers 180. Der Signalumformer 180 weist eine nicht metallische Basisplatte 181 mit einem Schlitz 182 auf. Ein Schild 183 weist eine Fläche 184 und zwei abwärts gerichtete Seitenwände 185, 186 auf und ist aus magnetisch permeablem Material hergestellt. Eine Platte 187 ist ebenfalls aus nicht metallischem Material hergestellt. Ein permanentmagnetisches Polteil 188 ist im Schlitz 182 und gegen die Platte 187 angeordnet und innerhalb einer Spule 189 aufgenommen. Die Spule 189 ist innerhalb eines Schildes 183 aufgenommen.

Ein Schild 190 weist eine Fläche 191 und Seitenwände 192, 193 auf und ist aus Metall hergestellt und ist magnetisch permeabel. Eine Platte 194 ist aus nicht-metallischem Material hergestellt und eine Spule 195 ist zwischen der Platte 194 und einer Platte 196 aufgenommen. Die Platte 196 ist aus ähnlichem Material wie die Platte 194 und weist einen Schlitz 197 auf, um ein permanentmagnetisches Polteil 198 aufzunehmen.

In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 14 sind die Polteile 188 und 198 voneinander durch Flächen 184 und 191 getrennt.

Fig. 15 zeigt einen Aufbau, der ähnlich dem aus Fig. 14 ist. Eine Basisplatte 200 ist aus nicht-metallischem Material hergestellt und weist eine Vielzahl von Löchern 201 auf, um permanentmagnetische Polteile 202, 203, 204, 205, 206, 207 aufzunehmen. Diese Polteile erstrecken sich zwischen Platte 208 und Platte 200. Die Platte 208 ist aus dem gleichen Material wie die Platte 200 hergestellt und weist eine Vielzahl von Löchern 209 auf, um die Polteile 202 bis 207 aufzunehmen.

Ein Schild 210 weist eine Fläche 211 und zwei Seitenwände 212, 213 auf. Ein Schild 214 weist eine Fläche 215 und zwei Seitenwände 216, 217 auf. Die Schilde 210 und 214 sind aus magnetisch permeablem Material hergestellt.

Eine Spule 220 ist innerhalb des Schildes 210 angeordnet und Polteile 202 bis 207 sind innerhalb der Spule aufgenommen.

Eine Spule 225 ist innerhalb des Schildes 214 und zwischen Platten 226 und 227 aufgenommen. Diese Platten sind aus nicht-metallischem Material hergestellt und die Platte 227 weist eine Vielzahl von Löchern 228 auf. Permanentmagnetische Polteile 229, 230, 231, 232, 233, 234 sind innerhalb der Öffnungen 228 und innerhalb der Spule 225 aufgenommen.

Fig. 16 zeigt eine zusammengebaute Ansicht des Signalumformers aus Fig. 15. Saiten 237, 238, 239, 240, 241 und 242 erstrecken sich über Polteile 229 bis 234.

Fig. 17 zeigt eine Querschnittsansicht durch den Signalumformer von Fig. 15. Diese Figur zeigt, wie Polteil 207 in Öffnungen in Platten 200 und 208 angeordnet ist und sich durch die untere Spule erstreckt. Ebenso erstreckt sich Polteil 204 durch Platte 227 und darüber hinaus und in eine Platte 226 hinein.

Die Fig. 18 und 19 zeigen, wie die Wände der Schilde sich entlang der Polteile 229 bis 234 und 202 bis 207 innerhalb der zwei Spulen des Signalumformers erstrecken. Diese Wände enden nach einem Teil des Weges entlang der äußersten Polteile.

Die Ausführungsbeispiele des Signalumformers der Fig. 8 bis 13 arbeitet nicht nur, um Rauschen oder Brummen zu vermindern, sondern weisen auch Polteile höherer magnetischer Stärke innerhalb der Spulen auf und die Polteile sind beiden Spulen gemeinsam. Diese Ausführungsbeispiele erlauben, daß ein "Vintage" Klang erzielt wird. Die hohe magnetische Stärke, die durch diese Anordnungen erzielt werden kann, typischerweise 1200 Gauss, wenn ALNICO V als das Material, von dem die Polteile hergestellt werden, verwendet wird, bewirken, daß die Saiten des Instrumentes in einen Kontakt mit dem Anschlag des Instruments gezogen werden, wenn die Saiten vibrieren.

Die Ausführungsbeispiele des Signalumformers der Fig. 15 bis 19 erlauben, daß zwei Spulen hergestellt werden, die im Hinblick auf Induktanz, Kernmaterial, Drahtstärke, Anzahl von Windungen und anderen Merkmalen identisch sind. Dieses Spiegeln der Spulen liefert im wesentlichen identische Resonanzspitzen in jeder Spule, was erlaubt, daß ein insgesamt hohes Q für den Signalumformer erzielt wird. Die magnetische Polarität der Polteile kann gegenläufig oder nicht gegenläufig sein. Somit können benachbarte Pole Süd/Süd oder Süd/Nord sein.

Sowohl die Ausführungsbeispiele der Fig. 8 bis 13 als auch 14 bis 19 liefern einen Aufnehmer mit einem wünschenswert hohen Q-Faktor.

Die Ausführungsbeispiele der Fig. 8 bis 13 weisen eine hohe magnetische Stärke auf, wohingegen die Ausführungsbeispiele der Fig. 7 bis 12 eine niedrigere magnetische Stärke aufweisen. Das Vorhandensein der Schilde entkoppelt die Spulen.

Die Ausführungsbeispiele der Fig. 14 bis 19 erlauben, daß ein hohes Q mit einer niedrigeren magnetischen Stärke erzielt wird, als das mit dem Ausführungsbeispielen der Fig. 8 bis 13 erzielte.

Claims (37)

1. Ein Signalumformer mit einer ersten Spule, einer zweiten Spule, die mit ihrer Achse zusammenfallend mit der Achse der ersten Spule angeordnet ist und bei Benutzung unterhalb der ersten Spule beabstandet ist, einem metallischen Schild, das aus magnetisch permeablem Material hergestellt ist und zwischen den Spulen angeordnet ist, wobei das Schild eine oder mehrere nach außen gerichtete Wände aufweist, wobei die Wand oder Wände des Schildes sich über Seiten der Spule erstrecken, zumindest ein permanentmagnetisches Polteil, das mit der ersten Spule verbunden ist, und zumindest ein metallisches magnetisch permeables Polteil, das mit der zweiten Spule verbunden ist, wodurch die Spulen induktiv und magnetisch voneinander durch das Schild entkoppelt sind.

2. Der Signalumformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das permanentmagnetische Polteil innerhalb der oberen Spule angeordnet ist.

3. Der Signalumformer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Polteil innerhalb der unteren Spule angeordnet ist.

4. Der Signalumformer nach Anspruch 1, mit einer Vielzahl von permanentmagnetischen Polteilen, die innerhalb der oberen Spule angeordnet sind.

5. Der Signalumformer nach Anspruch 4, mit einer Vielzahl von metallischen Polteilen, die innerhalb der unteren Spule angeordnet sind.

6. Der Signalumformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schild eine Fläche aufweist und eine durchgehende aufrecht stehende Wand.

7. Der Signalumformer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schild durch zwei getrennte U-geformte Schildbauteile mit gegenüberliegenden Seitenwänden bereitgestellt wird.

8. Der Signalumformer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Spulen innerhalb zweier beabstandeter nicht metallischer Platten aufgenommen ist.

9. Der Signalumformer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten Öffnungen aufweisen, um das oder jedes der Polteile aufzunehmen.

10. Der Signalumformer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die permanentmagnetischen Polteile innerhalb der ersten Spule sich durch und über die Öffnungen in einer der Platten hinaus erstrecken.

11. Der Signalumformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen eine gleiche Anzahl von Windungen aufweisen.

12. Der Signalumformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen beide mit Draht mit der gleichen Dicke gewickelt sind.

13. Der Signalumformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen jede zwischen 1000 bis 7000 Windungen aufweisen.

14. Der Signalumformer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Spulen ungefähr 5000 Windungen aufweist.

15. Der Signalumformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schild eine Fläche mit gerundeten Enden aufweist.

16. Der Signalumformer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände der Schilde eine Länge aufweisen, die sich zwischen Mittenpunkten auf äußersten der Polteile erstrecken.

17. Der Signalumformer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die permanentmagnetischen Polteile von zylindrischer Form sind und entweder aus ALNICO II oder V hergestellt sind.

18. Der Signalumformer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen magnetisch permeablen Polteile von zylindrischer Form sind und aus Flußstahl hergestellt sind.

19. Ein Signalumformer mit einer ersten Spule, einer zweiten Spule neben der ersten Spule, einem aus magnetisch durchlässigem Material hergestellten metallischen Schild, das zwischen den Spulen angeordnet ist, wobei das Schild eine oder mehrere nach außen gerichtete Wände aufweist, wobei die Wand oder die Wände des Schildes sich über Seiten der Spule erstrecken und zumindest ein permanentmagnetisches Polteil mit der ersten und der zweiten Spule verbunden ist.

20. Der Signalumformer nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Polteil für beide Spulen gemeinsam ist und das Schild eine Öffnung aufweist, durch die sich das magnetische Polteil erstreckt.

21. Der Signalumformer nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spule zwischen zwei nicht-metallischen nicht­ leitenden Platten aufgenommen ist, und die Platten Öffnungen aufweisen, durch die sich das magnetische Polteil erstreckt.

22. Der Signalumformer nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein jeweiliges magnetisches Polteil mit jeder der Spulen verbunden ist.

23. Der Signalumformer nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spule zwischen zwei nicht-metallischen nicht­ leitenden Platten aufgenommen ist.

24. Der Signalumformer nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von permanentmagnetischen Polteilen mit den Spulen verbunden ist.

25. Der Signalumformer nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von permanentmagnetischen Polteilen für beide Spulen die gleichen sind und das Schild eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, durch die sich die magnetischen Polteile erstrecken.

26. Der Signalumformer nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Spulen zwischen jeweiligen nicht-metallischen, nicht-leitenden Platten aufgenommen ist, wobei die Platten eine Vielzahl von Öffnungen aufweisen, durch die sich die magnetischen Polteile erstrecken.

27. Der Signalumformer nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß ein jeweiliger Satz von permanentmagnetischen Polteilen mit jeder Spule verbunden ist.

28. Der Signalumformer nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Spule zwischen nicht-metallischen nicht­ leitenden Platten aufgenommen ist, die zwischen den Spulen und dem Schild angeordnet sind.

29. Der Signalumformer nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Schild eine Fläche und eine durchgehende aufrecht stehende Wand aufweist.

30. Der Signalumformer nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Schild durch zwei getrennte U-geformte Schildbauteile mit gegenüberliegenden Seitenwänden bereitgestellt wird.

31. Der Signalumformer nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Polteil sich durch und über die Öffnungen in den Platten hinaus erstreckt.

32. Der Signalumformer nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Polteile sich durch und über die Öffnungen in den Platten hinaus erstrecken.

33. Der Signalumformer nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen eine gleiche Anzahl von Windungen aufweisen.

34. Der Signalumformer nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen beide mit Draht der gleichen Stärke gewickelt sind.

35. Der Signalumformer nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen jeweils zwischen 1000 bis 7000 Windungen aufweisen.

36. Der Signalumformer nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen ungefähr 5000 Windungen aufweisen.

37. Der Signalumformer nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Schild eine Fläche mit runden Enden aufweist.