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DE102010056473B4 - Kapazitives Tonabnehmersystem - Google Patents

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DE102010056473B4 DE102010056473A DE102010056473A DE102010056473B4 DE 102010056473 B4 DE102010056473 B4 DE 102010056473B4 DE 102010056473 A DE102010056473 A DE 102010056473A DE 102010056473 A DE102010056473 A DE 102010056473A DE 102010056473 B4 DE102010056473 B4 DE 102010056473B4
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Abstract

Kapazitives Tonabnehmersystem (1) für eine Mundharmonika (2), welche über einseitig an Blas- bzw. Ziehstimmplatten (4a, 4b) des Korpus (3) eingespannte, einem Blas- oder Ziehstrom ausgesetzte, Blasstimmzungen (5) und Ziehstimmzungen (6) aus metallischem Material verfügt, die, angeschlossen an einen Pol einer Spannungsquelle, kapazitive Elektroden bilden, deren jeweilige Abstände zu einer kapazitiven Gegenelektrode bei der Tonerzeugung veränderlich sind und die zur Erzeugung eines elektrischen Signals dienen, welches auf einer Änderung der Kapazität zwischen den jeweils schwingenden Elektroden und der Gegenelektrode beruht, dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitive Gegenelektrode (8, 9) jeweils für die Blasstimmzungen (5) und für die Ziehstimmzungen (6) leistenförmig ausgebildet und so angeordnet ist, dass, über die Länge der leistenförmigen Gegenelektrode betrachtet das Dielektrikum zwischen den Elektroden und der Gegenelektrode größtmöglichen Abstand von Blas- bzw. Ziehstrom einnimmt und die Gegenelektroden (8, 9) zu diesem Zweck unmittelbar zu Beginn der freien Schwingzone hinter den Einspannstellen (10) der Blas- bzw. Ziehzungen sitzt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein kapazitives Tonabnehmersystem für eine Mundharmonika.
  • Eine Mundharmonika weist einen sogenannten Korpus auf, an dem die Blas- oder Ziehstimmzungen an so genannten Blas- bzw. Ziehstimmplatten befestigt sind.
  • Die Blas- bzw. Ziehstimmzungen sind hierzu einseitig an den Enden der sogenannten Stimmlöcher angenietet und können, da die Stimmlöcher etwas größer als der Grundriss der Blas- bzw. Ziehstimmzungen ist, frei in die Stimmlöcher hineinschwingen.
  • Da die Blas- bzw. Ziehstimmzungen aus metallischem Material bestehen, macht man sich die so genannte kapazitive Wandlung zu Nutze, bei welcher über eine Veränderung der elektrischen Kapazität während des Schwingvorgangs ein elektrisches Signal erzeugt wird, welches über einen entsprechenden Verstärker dann zur Ausgabe auf einem Lautsprecher aufbereitet wird.
  • Die Blas- bzw. Ziehstimmzungen bilden daher kapazitive Elektroden, die an den negativen Pol einer Gleichspannungsquelle angeschlossen werden während eine entsprechende kapazitive Gegenelektrode die Blas- bzw. Ziehstimmzungen überspannt und über einen Vorwiderstand mit dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle verbunden wird.
  • Infolge der Abstandsveränderung zwischen den Blas- bzw. Ziehstimmzungen und der kapazitiven Gegenelektrode ändert sich die Kapazität des hierdurch gebildeten Kondensators. Vergrößert sich die Kapazität, so fließt Ladung zu, verkleinert sich die Kapazität, so fließt Ladung ab. Diese Ladungsbewegung ist ein elektrischer Wechselstrom, der durch einen Ohmschen Vorwiderstand fließt und an diesem eine Wechselspannung hervorruft, die das gewünschte Ausgangssignal darstellt.
  • Aus der US 3322875 A ist ein derartiges kapazitives Tonabnehmersystem für eine Mundharmonika bekannt, bei dem jeweils eine beidseitig isolierte Kondensatorplatte als Gegenelektrode zwischen den Abdeckplatten und den mit Blas- bzw. Ziehstimmzungen bestückten Metallplatten positioniert wird und sich über die gesamte Kammfläche erstreckt.
  • Die US 6326532 B1 beschreibt ein gattungsgemäßes Tonabnehmersystem für eine Mundharmonika, bestehend aus einem Board, das mit Sensorkomponenten bestückt ist, die die mechanischen Schwingungen der Blas- und Ziehstimmzungen in elektrische Signale umsetzen. Dabei entspricht die Anzahl der Sensoren der Anzahl der Blas- bzw. Ziehstimmzungen. Bei den Sensoren kann es sich alternativ um Sensoren induktiver, kapazitiver oder optischer Art oder um sogenannte Cup-Core- oder Hall-Effekt-Sensoren handeln
  • Gegenstand der US 2901936 A ist ein Wandler zur Umformung von mechanischer in elektrische Schwingungsenergie, bei dem die Stimmzungen und der Stimmzungenträger, die Schwingungselektrode bzw. die Gegenelektrode darstellend, ein Kondensatorsystem bilden.
  • Es gilt nun, die elektrostatische Tonabnahme an den Stimmzungen so auszugestalten, dass negative Störeinflüsse soweit wie möglich vermieden werden.
  • Diese negativen Störeinflüsse entstehen zum größten Teil durch den Einfluss von feuchtigkeitsbeladener Atemluft.
  • Es muss also dafür gesorgt werden, dass der Tröpfchenflug durch das Dielektrikum, welches zwischen den Kondensatorelektroden steht, soweit wie möglich verringert wird.
  • Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs.
  • Aus der Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass eine Kapazitätsänderung zwischen den Elektroden, welche durch die Stimmzungen gebildet werden und der Gegenelektrode infolge einer Änderung der dielektrischen Leitfähigkeit des Dielektrikums durch Tröpfchenbeladung praktisch ausgeschlossen ist, so dass die Kapazitätsänderung allein aufgrund der Änderung der geometrischen Verhältnisse zwischen den Elektroden und der Gegenelektrode für die Tonerzeugung maßgeblich ist.
  • Dieser Vorteil wird dadurch erreicht, dass die Gegenelektroden, die praktisch ortsfest mit den Blas- bzw. Ziehstromplatten verbunden sind, so gut wie völlig außerhalb des Blas- bzw. Ziehstromes angeordnet sind.
  • Zu diesem Zweck werden die kapazitiven Gegenelektroden stets unmittelbar zu Beginn der freien Schwingzone d. h., unmittelbar benachbart zu den Einspannstellen der Stimmzungen angeordnet.
  • Dort ist zwar aufgrund des Schwingbildes, welches die Stimmzungen bilden, die geometrische Änderung des Abstandes zwischen den Elektroden und der Gegenelektrode nur sehr gering, so dass auch nur ein relativ geringes Ausgangssignal entsteht, welches so nicht einem Endverstärker aufgeprägt werden kann.
  • Andererseits jedoch wird etwaigen Störeinflüssen durch feuchtigkeitsbeladene Luft wirksam entgegengewirkt.
  • Wesentlich ist insoweit, dass die Gegenelektrode jeweils unmittelbar benachbart zum Festende der Stimmzungen angebracht ist und auch nur eine sehr geringe Ausdehnung in Längsrichtung der Stimmzungen hat, so dass sie nicht in den Bereich des feuchtigkeitsbeladenen Luftstroms gerät.
  • Zweckmäßigerweise ragt weiterhin die Gegenelektrode für die Blasstimmzungen jeweils kammförmig in das ausgestanzte Stimmloch der jeweiligen Blasstimmzunge, um möglichst nahe an der Blasstimmzunge zu sitzen. Da die Blasstimmzungen auf der von der Gegenelektrode abgewandten Seite an der Blasstimmplatte befestigt sind, dient die kammförmige Elektrodenform dem Zweck, dass die Zinken in die Vertiefung der Stimmlochstanzung hineinragen.
  • Da die Ziehstimmzungen auf der der Gegenelektrode zugewandten Seite der Ziehstimmplatte befestigt sind, kann hier der Abstand ohne spezielle Ausformung beliebig klein gewählt werden. Zweckdienlich wird bei beiden Gegenelektroden der Abstand zu den Stimmzungen kleinstmöglich gewählt, ohne die Bewegung der Stimmzungen zu beschränken. Damit wird der als Dielektrikum wirksame Raum minimiert und dadurch nur unwesentlich von der feuchtigkeitsbeladenen Strömung erfasst.
  • Zweckmäßigerweise sind die Gegenelektroden leistenförmig gestaltet und erstrecken sich über die gesamten Stimmzungen der Blas- bzw. Ziehstromseite.
  • Es wird empfohlen, die jeweiligen Gegenelektroden seitlich neben den Blas- bzw. Ziehstimmzungen an den entsprechenden Stimmplatten zu befestigen.
  • Insbesondere bei den Blasstimmzungen sollte darüber hinaus die kapazitive Gegenelektrode kammartig ausgebildet sein und mit ihren Zinken in die Stanzlöcher der Blastimmplatte hineinragen.
  • Da die so erzeugten Ausgangssignale nur relativ gering sind, müssen Sie über einen Vorverstärker aufbereitet werden um letztlich über einen Verstärker zu einem lautsprecherfähigen Signal zu werden.
  • Es wird deshalb darüber hinaus vorgeschlagen, einen Vorverstärker unmittelbar an der Mundharmonika anzubringen.
  • Für diesen Fall bedarf es nämlich lediglich kurzer elektrischer Leitungen, um die kapazitiven Signale zu dem Vorverstärker zu bringen. Damit wird dem Einfluss elektromagnetischer Störfelder entgegengewirkt.
  • Weiterhin sollte der Vorverstärker in einem metallischen Gehäuse sitzen, um elektromagnetische Störfelder abzuschirmen.
  • Dabei kann der Vorverstärker auf der der Spielseite der Mundharmonika gegenüberliegenden Austrittsseite angebracht sein, so dass er zusammen mit dem Gehäuse der Mundharmonika eine kompakte Baueinheit bildet, deren Erscheinungsbild praktisch von dem Erscheinungsbild einer Mundharmonika nicht abweicht.
  • Weiterhin wäre zu berücksichtigen, dass für bestimmte Arten der Tonerzeugung, die als Bendings bezeichnet werden, sowohl die Blasstimmzungen als auch die Ziehstimmzungen gleichzeitig schwingen. In diesem Fall entstehen zwangsläufig zwei Signale in einer um 180 Grad versetzten Phasenlage, die letztlich von dem Vorverstärker verarbeitet werden müssen.
  • Zu diesem Zweck wird vorgeschlagen, den Vorverstärker als Differenzverstärker mit zwei Eingängen aufzubauen.
  • Der erste Eingang des Verstärkers weist hierzu eine erste verstärkende und eine zweite invertierende Stufe auf. Dieser Eingang soll mit der Gegenelektrode der Blasstimmzungen verbunden werden, deren Signal dadurch verstärkt und um 180 Grad gedreht wird. Der zweite Eingang weist nur eine verstärkende Stufe auf und wird mit der Gegenelektrode der Ziehstimmzungen verbunden. Das Signal der Ziehstimmzungen wird dadurch nur verstärkt. In der Mischstufe werden die beiden Signale additiv zusammengeführt. Damit ist die unterschiedliche Phasenlage der Signale korrigiert und das Summensignal am Ausgang der Mischstufe kann einem Endverstärker zugeführt werden.
  • Weiterhin empfiehlt es sich, den Vorverstärker mit rauscharmen Feldeffekttransistoren auszustatten, damit auch bei einem geringen Signalpegel nur kleinstmögliche Ströme erforderlich sind, um das Verstärkerrauschen soweit wie möglich zu eliminieren.
  • Weiterhin empfiehlt es sich, die kapazitiven Gegenelektroden sowohl der Blasstimmzungen als auch der Ziehstimmzungen jeweils unmittelbar unter den Deckeln der Mundharmonika auf den entsprechenden Stimmplatten anzuordnen.
  • Will man weiterhin den Grundgedanken der Erfindung, nämlich die Vermeidung von feuchtigkeitsbeladener Luft durch das von den kapazitiven Einheiten gebildete Dielektrikum zu schicken vermeiden, empfiehlt es sich weiterhin, die Deckel der Mundharmonika einerseits auf ihrer Großfläche mit Perforationslöchern zu versehen, so dass die Luft dort ungehindert austreten kann und andererseits die Deckel der Mundharmonika mit dem Massepotential des Vorverstärkers zu verbinden.
  • Damit werden auch die kapazitiven Gegenelektroden abgeschirmt und da die Belüftungsöffnungen bzw. die Perforationslöcher klein bleiben können, ist die Abschirmwirkung unbeeinträchtigt.
  • Weiterhin werden beide Gegenelektroden und deren Verbindungsleitungen zu den Vorverstärkereingängen vollständig mit einer isolierenden Beschichtung versehen, sodass keine Kriechströme durch die sich niederschlagende Feuchtigkeit entstehen können.
  • Die zum Betrieb des Vorverstärkers und der kapazitiven Wandler notwendigen Spannungsquellen sind erfindungsgemäß dann in einem externen Gehäuse untergebracht, welches zum Beispiel am Gürtel getragen werden kann. Dieses Batteriegehäuse besitzt eine Eingangsbuchse, über die mit einem geeigneten dreipoligen Kabel die Verbindung zum Vorverstärker hergestellt wird. Diese Verbindung überträgt gleichsam die Versorgungsspannung des Vorverstärkers sowie die Nutzsignalwechselspannung vom Vorverstärkerausgang in das Batteriegehäuse. Das Batteriegehäuse besitzt weiter einen Lautstärkeregler und eine Ausgangsbuchse für das Nutzsignal. Über die Ausgangsbuchse kann das Nutzsignal einem Endverstärker zugeführt werden.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ohne Deckel mit Blick auf die Blasstimmzungen
  • 2 eine Ansicht auf eine Mundharmonika auf die Spielseite
  • 3 eine Ansicht auf eine Mundharmonika auf die Seite der Ziehstimmplatte
  • 4 eine axiale Ansicht
  • 5 eine Mundharmonika mit abgehobenem Deckel
  • 6a–c eine Ansicht zur Darstellung der Anordnung der Gegenelektroden und zum Verlauf des Blasstroms bzw. Ziehstroms und beim Bending
  • 7 schematischer Schaltplan für einen Vorverstärker
  • 8 Schematische Darstellung der elektrischen Signalerzeugung bis zum Ausgang des Vorverstärkers
  • Sofern im Folgenden nichts anders gesagt ist, gilt die folgende Beschreibung stets für alle Figuren.
  • Die Figuren zeigen ein kapazitives Tonabnehmersystem 1 für eine Mundharmonika 2.
  • Eine derartige Mundharmonika weist einen Korpus 3 auf, der aus zwei parallel zueinander liegenden Stimmplatten 4a, 4b besteht, die zwischen sich den Kanzellenkörper 2' einschließen.
  • In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Stimmplatte 4a als Blasstimmplatte und die Stimmplatte 4b als Ziehstimmplatte ausgebildet.
  • Demgemäß sitzen an der Blasstimmplatte die Blasstimmzungen 5 bzw. an der Ziehstimmplatte die Ziehstimmzungen 6. Die Blas- bzw. Ziehstimmzungen sind etwas kleiner im Grundriss als die jeweiligen Stanzlöcher 7, die den jeweiligen Stimmzungen ein freies Schwingen um die Nulllage herum ermöglichen.
  • Infolge der jeweiligen herrschenden Strömungen innerhalb des Korpus wird beim Spielen der Mundharmonika diese so genannte Nulllage verschoben. Je näher man sich am Festende der Schwingzunge befindet, desto schwächer ist diese Verschiebung. Demgemäß wird durch die Lokalisation der Gegenelektroden nahe am Festende der Stimmzungen sowie durch die geringe Ausdehnung der Gegenelektrode in Richtung der Stimmzungen der Einfluss der Verschiebung der Nulllage auf das Signal vernachlässigbar.
  • Man vermeidet durch diese Anordnung der Gegenelektroden auch den unerwünschten Expandereffekt und erhält den gewünschten nicht verzerrten Signalabgriff.
  • Die Blasstimmzungen bzw. Ziehstimmzungen sind aus metallischem Material und jeweils endseitig an ihren Stimmplatten festgenietet.
  • Wird die Mundharmonika gespielt, so gerät die Luftsäule im Rachen- und Luftröhrenbereich in Schwingung. Diese Luftsäulenschwingung wird durch die Bewegung der Stimmzunge angeregt, die dabei die Tonhöhe (Stimmung) vorgibt. Geübte Musiker/innen können allerdings die Tonhöhe durch Veränderung des Rachenraums und Zwerchfells verändern, was als Bending oder Overbending bezeichnet wird.
  • Es gilt nun, alle diese Töne in elektrische Signale zu wandeln, um diese realitätsgetreu und möglichst ohne Nebengeräusche über einen Verstärker und einen nachgeschalteten Lautsprecher ausgeben zu können.
  • Zu diesem Zweck wird den jeweiligen Elektroden, welche die Blas- bzw. Ziehstimmzungen bilden, eine Gegenelektrode zugeordnet, so dass hieraus ein kapazitives Gebilde entsteht, dessen Kapazität sich mit der Schwingbewegung der jeweiligen Stimmzungen ändert.
  • Das hierdurch erzeugte sich verändernde elektrische Signal wird dann einem entsprechenden Vorverstärker aufgegeben.
  • Zu diesem Zweck sind erfindungsgemäß die sowohl kapazitive Gegenelektrode 8 für die Blasstimmzungen 5 als auch die kapazitive Gegenelektrode 9 für die Ziehstimmzungen 6 jeweils leistenförmig ausgebildet und so angeordnet, dass über die Länge der leistenförmigen Gegenelektroden betrachtet, dass Dielektrikum zwischen den Elektroden, welche von den Stimmzungen gebildet werden und den jeweiligen Gegenelektroden, größtmöglichen Abstand vom Blasstrom bzw. Ziehstrom einnimmt und zu diesem Zweck unmittelbar zu Beginn der freien Schwingzone hinter den Einspannstellen der Blas- bzw. Ziehzungen sitzt.
  • Die Einspannstelle der jeweiligen Blas- bzw. Ziehstimmzungen wird bestimmt durch die gemeinsame Auflage und Kontaktfläche zwischen dem eingespannten Ende der Stimmzunge und der jeweiligen Stimmplatte.
  • Mit ihrem die Einspannstelle 10 überragenden Längenanteil kann daher die jeweilige Stimmzunge frei in dem zugeordneten Stimmloch schwingen und die Schwingung kann erfindungsgemäß kapazitiv abgegriffen werden.
  • Daher sitzt die jeweilige Gegenelektrode praktisch unmittelbar zu Beginn der jeweiligen Schwingzone hinter der Einspannstelle der Stimmzunge mit folgender Maßgabe:
    Die Ziehstimmzungen 6 sitzen außen auf ihren Ziehstimmplatten 4b unmittelbar unterhalb der jeweiligen Deckel 18.
  • Die entsprechende Gegenelektrode 9 überspannt daher mit ihrer durchgehend glatten Unterseite 11 sämtliche Ziehstimmzungen mit gleichem Abstand.
  • Die Blasstimmzungen 5 sitzen auf ihrer Blasstimmplatte 4a und sind von innen angebracht.
  • Daher können sie, einem Blasstrom ausgesetzt, frei in Richtung zum Deckel schwingen.
  • Im Falle von Bendings und Overbendings (8c) werden die Stimmzungen sowohl einem Blasstrom als auch einem Ziehstrom ausgesetzt.
  • Um das doch relativ geringe kapazitive Signal effektiv abgreifen zu können, wird daher die Gegenelektrode der Blasstimmzungen, wie insbesondere 6 zeigt, mit einer kammartigen Unterseite ausgestattet, die mit ihren vorspringenden Zinken in die Stanzlöcher 7 der Blasstimmplatte hineinragt um möglichst nahe an den Blasstimmzungen zu sitzen.
  • Wie insbesondere 6 und 8 zeigen, kann auf diese Weise einerseits vollständig vermieden werden, dass der Blasstrom bzw. Ziehstrom durch das Dielektrikum zwischen Elektroden und Gegenelektroden gerät und andererseits lässt sich erreichen, dass trotz der Dicke der jeweiligen Stimmplatten ein relativ geringer Abstand zwischen Elektroden und Gegenelektroden realisiert werden kann.
  • Weiterhin zeigen die Figuren, dass der Vorverstärker 13 unmittelbar an der Mundharmonika angebracht werden kann.
  • Der Vorverstärker 13 sitzt der Spielseite 14 gegenüber unmittelbar am Gehäuse der Mundharmonika in einem rohrförmigen metallischen Körper 15.
  • Der metallische rohrförmige Körper dient vorrangig dem Zweck, elektromagnetische Störfelder abzuschirmen.
  • Da aus den jeweils von Elektroden und Gegenelektroden gebildeten Kondensatoren ein elektrisches Wechselspannungssignal resultiert, kann dieses zur Erzeugung des für den Lautsprecher notwendigen Signals dienen.
  • Dies wird aber erst durch den elektronischen Vorverstärker ermöglicht.
  • Das hierfür erforderliche Nutzsignal liegt in Form einer sehr kleinen Wechselspannung an den Kondensatorplatten an und wird dort zur Ansteuerung des Vorverstärkers abgegriffen.
  • Hierdurch wird dem Kondensator, der durch die Elektroden und Gegenelektroden gebildet wird, Ladung entzogen. Es kommt dabei zu einem Wechselstromfluss von den Kondensatorplatten zum Vorverstärker. Diese Leistungsabgabe reduziert die Wechselspannung am Kondensator.
  • Um insoweit die an den Kondensatorelektroden anliegende Wechselspannung nicht unnötig abfallen zu lassen, muss der Vorverstärker eine hohe Eingangsimpedanz aufweisen.
  • Der hohe Eingangswiderstand wiederum sorgt für einen geringen Wechselstromfluss, wobei zusätzlich durch die Verwendung von rauscharmen Feldeffekttransistoren auch das Eigenrauschen des Verstärkers gering bleibt.
  • Wie hierzu 7 und 8 zeigen, verfügt der Verstärker über zwei Eingänge.
  • Der erste Eingang geht auf eine erste verstärkende Stufe Q1 und eine nachgeschaltete zweite invertierende Stufe Qi.
  • Der zweite Eingang geht auf eine verstärkende Stufe Q2. Der Ausgang von Q2 sowie der Ausgang von Qi werden in der addierenden Mischstufe QM zusammengeführt. Sollten, wie im Fall der Bendigs, an beiden Eingängen Signale auftreten, so haben diese zwangsläufig entgegengesetzte Phasenlage. In diesem Fall bewirkt die invertierende Stufe Qi eine Gleichsetzung der Phasenlage, bevor die Signale in der Mischstufe QM addiert werden.
  • Am Ausgang der Mischstufe QM wird damit ein hinreichend großes Ausgangssignal bereitgestellt, welches einem nachgeschalteten Endverstärker für die Erzeugung eines lautsprechergeeigneten Signals zugeführt wird.
  • Ferner ist gezeigt, dass der Vorverstärker über zwei endseitige Anschlussbuchsen 16 verfügt, die alternativ verwendet werden können.
  • Eine der beiden Buchsen wird über ein geeignetes Kabel mit der Eingangsbuchse des Batteriegehäuses verbunden, um die Versorgungsspannung zum Vorverstärker zu bringen und das Nutzsignal vom Vorverstärkerausgang zum Batteriegehäuse zu übertragen. Im Batteriegehäuse wird das Nutzsignal über einen Lautstärkeregler an eine Ausgangsbuchse weitergeleitet, die mit einem Endverstärker verbunden werden kann.
  • Weiterhin zeigt insbesondere 5, dass die Deckel 18 der Mundharmonika mit Perforationslöchern versehen sind, die auf der Großfläche des jeweiligen Deckels reihenweise nebeneinander angebracht sind.
  • Auf diese Weise kann der aus den Stimmlöchern austretende Luftstrom unmittelbar über die Perforationslöcher ins Freie entweichen ohne das Dielektrikum zwischen den von den Stimmzungen gebildeten Elektroden und der dazugehörigen Gegenelektrode zu beeinflussen.
  • Die Lochdurchmesser sind daher so klein gewählt, dass der Abschirmeffekt der metallischen Deckel im Hinblick auf die Kondensatorfunktion von Elektroden und Gegenelektroden erhalten bleibt.
  • Zusätzlich empfiehlt es sich, die metallischen Deckel auf dasselbe Potential zu legen wie den metallischen rohrförmigen Körper des Vorverstärkers, um auch hier den zusätzlichen Abschirmeffekt zu nutzen.
  • Weiterhin ist in den 6a bis 6c die isolierende Schicht 20 um die Gegenelektroden 8 und 9 der Blas- und Ziehstimmzungen zu erkennen. Die isolierende Beschichtung umschließt vollständig die Gegenelektroden und deren Leitungen zu den Vorverstärkereingängen. Damit werden Kriechströme durch die sich niederschlagende Feuchtigkeit verhindert.
  • Weiterhin zeigen die 6a bis 6c die Lokalisation der Gegenelektroden nahe am Festende der Stimmzungen und deren geringe Ausdehnung in Längsrichtung der Stimmzunge.
  • Hierauf soll im Folgenden noch näher eingegangen werden.
  • An der Blasstimmplatte 4a sitzen die Blasstimmzungen 5 und sind innerhalb des Kanzellenkörpers 2' angeordnet. An der Ziehstimmplatte 4b sitzen die Ziehstimmzungen 6 und sind außerhalb des Kanzellenkörpers 2' angeordnet.
  • Es ist ein beobachteter Effekt, den sich die Erfindung zu nutze macht.
  • Wie insbesondere die 6a bis 6c zeigen, verbiegen sich die Blasstimmzungen 5 bei einem Blasstrom in den Kanzellenkörper 2' hinein, während sich die Ziehstimmzungen 6 bei einem ziehenden Luftstrom nach außen von der Ziehstimmplatte 4b weg verbiegen.
  • Dieser Effekt führt dazu, dass der Blas- bzw. Ziehstrom die Blasstimmzungen bzw. Ziehstimmzungen auch seitlich umströmen kann in die Stanzlöcher der Stimmplatten hinein.
  • Es entsteht daher ein Zwickel, der von der Einspannstelle 10 ausgehend in Richtung zum freien Ende der jeweiligen Stimmzungen zunehmend größer wird und den Durchtritt des jeweiligen Luftstroms ermöglicht.
  • Da der Luftstrom naturgemäß den Weg des geringsten Widerstandes geht, wird der wesentliche Anteil des Luftstroms den Weg durch den größtmöglichen freien Querschnitt zwischen den Stimmzungen und den Stimmplatten nehmen und ein allenfalls nur ganz geringer Anteil des Luftstroms wird an den sehr engen Querschnitten des Zwickels, die in Richtung zum Einspannende 10 auftreten, hindurchgeführt.
  • Dies bedeutet aber, dass unter Berücksichtigung der technischen Ausbiegung der Stimmzungen 5 bzw. 6 im Bereich der Gegenelektroden 8 bzw. 9 praktisch so gut wie keine freien Querschnitte zur Verfügung stehen, sodass hier auch nicht damit gerechnet werden muss, dass erhebliche Anteile des feuchtigkeitsbeladenen Luftstroms hindurchgehen.
  • Das Gegenteil ist der Fall.
  • Aufgrund des zunehmenden Strömungswiderstandes in Richtung zum geschlossenen Ende des Zwickels zwischen den Stimmzungen und den jeweiligen Stimmplatten kann erreicht werden, dass mit der Anordnung der Gegenelektroden 8 bzw. 9 im ersten Drittel bzw. ersten Viertel oder ersten Fünftel der Gesamtlänge der Stimmzungen, von der Einspannstelle 10 aus betrachtet, feuchtigkeitsbeladene Luft nicht durch das Dielektrikum der jeweiligen Kondensatoranordnung geführt wird, sodass hierdurch Rauscheffekte zuverlässig vermieden werden.
  • Die Anordnung der Gegenelektroden 8 bzw. 9 kann ggf. durch Versuch ermittelt werden, wobei die Grenzposition jeweils durch gerade eben noch für das menschliche Gehör wahrnehmbares Rauschen in Folge feuchtigkeitsbeladener Luft festzulegen wäre.
  • Allerdings kann diese Grenzposition auch noch näher an die Einspannstelle 10 herangeführt werden, ohne den grundsätzlichen Gedanken der Erfindung zu verlassen, weil das auftretende Rauschen auch elektronisch ermittelt werden kann, selbst wenn es durch das menschliche Gehör nicht mehr wahrnehmbar ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Kapazitives Tonabnehmersystem
    2
    Mundharmonika
    2'
    Kanzellenkörper
    3
    Korpus
    4a
    Stimmplatte, Blasseite
    4b
    Stimmplatte, Ziehseite
    5
    Blasstimmzunge
    6
    Ziehstimmzunge
    7
    Stanzloch
    8
    Kapazitive Gegenelektrode, Blasstrom
    9
    Kapazitive Gegenelektrode, Ziehstrom
    10
    Einspannstelle
    11
    Unterseite
    12
    Kammartiger Zinken
    13
    Vorverstärker
    14
    Spielseite
    15
    Metallisches Rohr
    16
    Anschlussbuchse, Verstärker, alternativ
    17
    Anschlussbuchse, Verstärker
    18
    Deckel
    19
    Perforationslöcher
    20
    Isolierende Beschichtung

Claims (13)

  1. Kapazitives Tonabnehmersystem (1) für eine Mundharmonika (2), welche über einseitig an Blas- bzw. Ziehstimmplatten (4a, 4b) des Korpus (3) eingespannte, einem Blas- oder Ziehstrom ausgesetzte, Blasstimmzungen (5) und Ziehstimmzungen (6) aus metallischem Material verfügt, die, angeschlossen an einen Pol einer Spannungsquelle, kapazitive Elektroden bilden, deren jeweilige Abstände zu einer kapazitiven Gegenelektrode bei der Tonerzeugung veränderlich sind und die zur Erzeugung eines elektrischen Signals dienen, welches auf einer Änderung der Kapazität zwischen den jeweils schwingenden Elektroden und der Gegenelektrode beruht, dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitive Gegenelektrode (8, 9) jeweils für die Blasstimmzungen (5) und für die Ziehstimmzungen (6) leistenförmig ausgebildet und so angeordnet ist, dass, über die Länge der leistenförmigen Gegenelektrode betrachtet das Dielektrikum zwischen den Elektroden und der Gegenelektrode größtmöglichen Abstand von Blas- bzw. Ziehstrom einnimmt und die Gegenelektroden (8, 9) zu diesem Zweck unmittelbar zu Beginn der freien Schwingzone hinter den Einspannstellen (10) der Blas- bzw. Ziehzungen sitzt.
  2. Kapazitives Tonabnehmersystem (1) für eine Mundharmonika (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitive Gegenelektrode (8, 9) an der Blas- bzw. Ziehstimmplatte (4a, 4b) der Mundharmonika (2) seitlich neben den Blas- bzw. den Ziehzungen befestigt ist.
  3. Kapazitives Tonabnehmersystem (1) für eine Mundharmonika (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitive Gegenelektrode der Blasstimmzungen kammartig ausgebildet ist und mit Ihren Zinken in die Stanzlöcher der Blasstimmplatte (4a) hineinreicht.
  4. Kapazitives Tonabnehmersystem (1) für eine Mundharmonika (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Signal aus Elektroden und Gegenelektroden über elektrische Leitungen zu einem Vorverstärker geführt wird, der unmittelbar an der Mundharmonika (2) sitzt.
  5. Kapazitives Tonabnehmersystem (1) für eine Mundharmonika (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorverstärker (13) in einem metallischen Rohr (15) sitzt, welches gegenüber der Spielseite zwischen den Luftaustritts- bzw. Lufteintrittsöffnungen am Korpus (3) angebracht ist.
  6. Kapazitives Tonabnehmersystem (1) für eine Mundharmonika (2) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorverstärker (13) zwei Eingänge aufweist, wobei das Eingangssignal des ersten Einganges einer Verstärkerstufe und einer nachfolgenden, invertierenden Stufe zugeführt wird, das Eingangssignal des zweiten Eingangs einer Verstärkerstufe zugeführt wird, und nachfolgend in einer Mischstufe mit dem Ausgangssignal der invertierenden Stufe des ersten Kanals addiert wird.
  7. Kapazitives Tonabnehmersystem (1) für eine Mundharmonika (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang der Mischstufe mit einem Verstärker verbindbar ist.
  8. Kapazitives Tonabnehmersystem (1) für eine Mundharmonika (2) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorverstärker (13) mit rauscharmen Feldeffekttransistoren ausgestattet ist.
  9. Kapazitives Tonabnehmersystem (1) für eine Mundharmonika (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitiven Gegenelektroden sowohl der Blaszungen als auch der Ziehzungen jeweils unmittelbar unter den Deckeln (18) der Mundharmonika (2) auf der Blas- bzw. Ziehstimmplatte (4a, 4b) sitzen.
  10. Kapazitives Tonabnehmersystem (1) für eine Mundharmonika (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitiven Gegenelektroden von Deckeln (18) abgedeckt werden, die in ihrer Großfläche mit Perforationslöchern (19) versehen sind.
  11. Kapazitives Tonabnehmersystem (1) für eine Mundharmonika (2) nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckel (18) der Mundharmonika (2) elektrisch leitend mit dem Massepotential des Vorverstärkers (13) verbunden sind.
  12. Kapazitives Tonabnehmersystem (1) für eine Mundharmonika (2) nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Spannungsquelle und Regler extern von der Mundharmonika (2) untergebracht sind und mit dem Vorverstärker (13) mittels Anschlussbuchsen und Anschlusskabeln verbindbar sind.
  13. Kapazitives Tonabnehmersystem (1) für eine Mundharmonika (2) nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenelektroden und deren Verbindungsleitungen zu den Vorverstärkereingängen vollständig mit einer isolierenden Beschichtung (20) versehen sind.
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