Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11182
.pdf
трубки 20, катод которой может быть запитан любым подходящим способом, например, от батареи 21; а
анодный ток может подаваться от отвода батареи или другого источника тока 22. Сетка трубки 20 может быть
соединена с отрицательным полюсом батареи или источника 22 через высокое сопротивление 23; и между
катодом трубки 20 и таким отрицательным полюсом батареи или источника 22 может быть установлен
конденсаторный шунтирующий резистор 24 для смещения сетки трубки 20 потоком анодного тока через этот
резистор, как будет понятно далее. В выходной цепи лампы 20 могут быть предусмотрены усилитель 25,
регулятор громкости 26, при необходимости дополнительный усилитель 27 и громкоговоритель 28.
Положительный полюс батареи или источника 22 может быть соединен с рамой 5 и через нее с отдельными
цепочками 1; такое соединение может быть удобно выполнено с помощью электростатического
экранирования 29, которое может быть выгодно предусмотрено вокруг трубки 20 и связанной с ней цепи, а
также, по меньшей мере, частично вокруг цепочек 1 и проводящей полосы 7.
Колебания любой струны, независимо от того, возбуждается ли она непосредственно молоточком 8 или
вибрирует за счет связи с непосредственно возбуждаемой струной 70, будут колебательно изменять
электростатическую емкость между полосой 7 и участком струны, противоположным этой полосе, в
соответствии с частотой, формой волны и относительной амплитудой этого участка 75; и общая емкость
между полосой 7 и всеми струнами также будет изменяться, но в меньшей степени. Эта общая емкость,
благодаря последовательному соединению с резистором 23 и батареей или источником 2, содержит
относительно постоянный заряд; и возникающие в ней колебательные изменения, как указано выше, приводят
к аналогичному изменению напряжения на емкости, а следовательно, и на резисторе 23. Таким образом, на
вход лампы 20 подается переменное напряжение с частотой, формой волны и относительной амплитудой 90,
соответствующими соответственно характеристикам колебаний указанного участка или участков
вибрирующей струны или струн.
С помощью этой лампы такое напряжение усиливается; и оно может быть дополнительно усилено
усилителями 25 и 27, амплитуда которых регулируется регулятором громкости 26, и преобразовано в звук
громкоговорителем 28.
Альтернативный способ поддержки моста 100 для обеспечения связи между вибраторами показан на рис. 4, 5
и 6. В данном варианте осуществления изобретения полоски или стержни 11 исключены. Вместо
предусмотренной опоры сам мост удлиняется или, предпочтительно, к его нижней части с каждого конца
прикрепляются удлинители 30.
Эти удлинители могут быть закреплены, например, винтами и/или болтами 31, либо к ободу 12, либо,
предпочтительно, к пластине 5, как показано на рисунке. 110 Между этими выступами и рамой расположены
клиновидные блоки 32; благодаря этим блокам и размерам моста, обеспечивающим его выступ наружу
относительно винтов и/или болтов 31 на каждом конце, мост приобретает слегка арочную форму. Пластина
или рама 5 может быть также отлита со слегка арочным выступом, как показано на рис. 5 пунктирными
линиями, проходящими через мост, для того, чтобы верхняя часть моста имела в целом постоянный
увеличенный выступ по сравнению с прилегающими участками пластины. Отдельный басовый бридж 31,
например, используемый для струн баса, расположенных поверх основной бриджа 3, может быть соединен с
основным бриджем 3 путем крепления к полоскам или стержням 11', один конец каждого из которых закреплен
на ободе 12, а другой конец — на основном бридже 3. Это показано на рисунках 4 и 6. 130 414,352
Конструкция, показанная на фиг. 4, 5 и 6, отличается от конструкции, показанной на фиг. 1 и 2, главным
образом тем, что сам основной мостик изогнут вверх, чтобы обеспечить сопротивление давлению струн,
направленному вниз; тогда как на более ранних рисунках такое сопротивление достигается за счет изогнутых
опор для мостика.
В показанной выше конструкции степень сцепления снова определяется конечной жесткостью моста; однако
будет видно, что она зависит не только от опор, т.е. от удлинителей 30, но и от степени прогиба и сжатия,
которым подвергается сам мост при его креплении винтами и/или болтами 31. Эти факторы в некоторой
степени взаимозависимы; однако предпочтительнее использовать достаточно жесткие удлинители 30, чтобы
предотвратить значительную степень изгиба самих удлинителей, а затем отрегулировать соединение до
желаемого значения путем регулирования степени прогиба и сжатия, в которые мост установлен в
продольном направлении.
Взаимодействие между струнами создает своеобразные тональные эффекты; оно также оказывает некоторое
влияние на увеличение скорости затухания колебаний ударной струны.
Для устранения подобных тональных эффектов и снижения скорости затухания струн часто бывает
желательно существенно уменьшить связь между струнами. Это особенно желательно, когда инструмент
иным образом приспособлен для имитации органа, например, путем включения аппарата, описанного в
Спецификации 412279, для обеспечения нулевой эффективности преобразования в электрические колебания
до момента возбуждения вибратора; это может быть достигнуто путем «блокировки» мостика или
обеспечения его относительной неподвижности, т.е. путем подавления действия его опорной системы, не
позволяющей ему вибрировать, особенно вертикально.
На рис. 4 и 5, а также подробно на рис.
На рисунке показана система, использующая электромагниты 40, жестко закрепленные на раме 5.
Эти магниты, при подаче тока, например, от батареи или источника 41 через выключатель 42, притягиваются
и соприкасаются со своими полюсами 43 якорем 44, который удерживается пружиной 45, обычно
удерживающей якорь 44 немного вне контакта с полюсами. Пружина 45 может быть прикреплена к нижней
части моста 3, как показано на рисунке, что делает якорь 44 практически неподвижным по вертикали
относительно моста 3, но достаточно подвижным по горизонтали, чтобы не задевать или взаимодействовать с
полюсами 43 электромагнитов в зависимости от того, открыт или закрыт переключатель 42. Таким образом,
после замыкания выключателя 42 мост становится практически неспособным к вертикальным колебаниям.
Хотя на рисунке показаны три электромагнита, расположенные с интервалами вдоль основного бриджа 3,
следует понимать, что при желании можно использовать большее их количество, связанных с основным
бриджем, и/или один или несколько электромагнитов, связанных с басовым бриджем 3'. Следует также
понимать, что, хотя электромагниты показаны в сочетании с мостом на рис. 4 и далее, их с тем же успехом
можно использовать с мостом или мостами на рис. 1, 2 и 3.
При желании вместо описанного выше электромагнитного замка моста можно использовать механический
замок. Таким образом, на фиг. 8 и 9 показана пластина или рама 5, ободок 12 и мостик 3, к нижней части
которых могут быть прикреплены блоки 50, каждый из которых снабжен отверстием 51, предпочтительно
конической формы. Скользящий элемент 85, установленный на блоках 52, закрепленных на раме 5 и
предназначенных для вставки в отверстия 51, может быть снабжен болтами 53, также предпочтительно
конической формы. Обычно они удерживаются вне отверстий 51 пружинами 54. Для вставки болтов в
отверстия 51 может быть предусмотрен вращающийся стержень 55 под углом 90 градусов, снабженный
кулачком 56, расположенным напротив конца каждого болта. Когда болты будут сдвинуты таким образом,
станет видно, что мост 3 не вибрирует на 95 градусов по вертикали.
На фиг. 10 и 11 показан инструмент, в котором для каждого тона между штифтом 107 и настроечным штифтом
106 могут быть натянуты две струны 111, 100 и 112, настроенные на одну и ту же частоту, каждая из которых
может опираться на бридж 108' и закрепляться на нем штифтами. Этот мост крепится к вибрирующей опоре
или опорам, таким как полосы или стержни 110, аналогичные полосам 10.5 11, показанным на рис. 1 и 2.
Таким образом, любая пара струн 111 и 112 соединены друг с другом, а также со всеми остальными струнами
111 и 112, посредством практически не излучающей колебательной системы. 110 Рассмотрим сначала
случай, когда ударяются только струны 111, а колебания струн 112 только передаются: при ударе по струне
111 молоточком 117 и одновременном поднятии демпфера 115 118 с этой струны и с соседней струны 112,
струна 111 начнет вибрировать с амплитудой, первоначально относительно высокой, а затем
уменьшающейся. Как видно, за исключением межструнной связи, осуществляемой мостиком 1081 и его
опорной конструкцией, ни одна из других струн не будет вибрировать вообще.
Однако, поскольку такая связь существует, энергия будет передаваться от вибрирующей струны 111 ко всем
остальным струнам, и особенно к соседней струне 112, которая настроена аналогичным образом и, по
совпадению, не затухает. Эта энергия заставит такую струну 112 (130 414 352) начать колебаться с
амплитудой, неуклонно возрастающей до тех пор, пока она не станет того же порядка, что и амплитуда
первоначально возбужденной струны 111. После этого струна 112 будет вибрировать одновременно со
струной 111 до тех пор, пока обе не затихнут или пока демпфер 118 не прижмется к ним. Колебания струны
111 практически не преобразуются в звук; однако постепенно начинающиеся колебания струны 112
преобразуются в звук с помощью преобразовательных устройств 121, 122.
В данном варианте осуществления изобретения целесообразно обеспечить электрическую изоляцию каждой
струны от других и от рамы. Соответственно, нижняя часть каподастра 103, штифты 107 и выступы в
передней раме 101 и задней раме 104, по которым проходят струны, могут быть покрыты изолирующей
стекловидной эмалью или иным образом изолированы, как указано в обозначении изоляции 120. Вокруг
штифтов сцепного устройства 107 могут быть установлены изоляционные шайбы 119, чтобы предотвратить
прямой контакт тросов с задней рамой 104.
Колебания струн 112 преобразуются в электрические колебания. Для этой цели напротив каждой струны 112
может быть предусмотрен электропроводящий штифт или винт 121. Эти шпильки могут быть установлены и
электрически соединены между собой проводящим элементом 122; этот элемент, в свою очередь, может быть
закреплен на капоте 103, но изолирован от него посредством изоляции 123. Концы шпилек, как правило,
должны располагаться как можно ближе к соответствующим струнам, избегая при этом фактического контакта
со струнами в условиях максимальной вибрации последних. Проводящий элемент 122 может быть
электрически соединен с сеткой термоэлектронной вакуумной трубки 132 посредством переключателя 131,
более подробно описанного ниже. Все струны 111 могут быть электрически соединены вместе, и все струны
112 могут быть электрически соединены вместе; при этом группа струн 111 и группа струн 112 могут быть
подключены к положительному полюсу батареи или источника 134 соответственно через переключатели 141
и 142, которые будут более подробно описаны ниже.
Рассмотрим теперь способ функционирования аппарата, изображенного на фиг. 10 и 11, как это было описано
до сих пор. Видно, что при ударе по струне 111 молотком 117 и одновременном подъеме демпфера 118 от
него и от соответствующей струны 112, струна 111 будет вибрировать с амплитудой, первоначально
относительно высокой, а затем уменьшающейся. Эта вибрация струны 111 вызовет постепенно
начинающуюся вибрацию струны 112, которая имеет аналогичную настройку и, по совпадению, не затухает.
Колебания каждой струны 112 преобразуются в электрические колебания благодаря емкости, образующейся
между такой струной и соответствующим ей штифтом 121, причем эта емкость изменяется колебательно в
соответствии с частотой таким же образом, как описано выше в связи с рис. 1 и 2.
В этой операции предотвращение смещения колебаний непосредственно возбуждаемых струн 111 с их
высокими 75 начальными амплитудами зависит от отсутствия существенной емкости между этими струнами, с
одной стороны, и шпильками 121 и проводящим элементом 122, с другой; и от отсутствия 80 существенного
изменения такой емкости, вызванного вибрацией, если таковое существует. Для более надежного
предотвращения такого смещения эти струны могут быть подключены, например, с помощью переключателя
141, к отрицательному полюсу, а не к положительному полюсу 85 батареи или источника 134, тем самым
устраняя любую разность потенциалов между ними и штырьками 121 и элементом 122. Если для
предотвращения поступательного движения 90 колебаний струн 111 необходимо полагаться на нулевую
разность потенциалов, то при желании можно обойтись без штифтов 121, расположенных напротив
отдельных струн 112, и переместить сам проводящий элемент 112 (или, предпочтительно, меньший по
размеру элемент) на расстояние 9,5 от всех струн так же близко, как штифты 121 от струн 111.
На рисунках 10 и 11 также показаны средства для получения тонов, которые, вместо постепенного нарастания
в начале, обладают той резкостью начала, которая является естественным результатом типа исходного
возбуждения, использованного в приведенном примере — ударных инструментов. Таким образом,
проводящий элемент или полоса 124, аналогичная полосе 105 7 на фиг. 1 и 2, может быть предусмотрена
рядом со всеми струнами 111 и 112, предпочтительно вблизи концов, противоположных возбуждающим
устройствам или молоткам 117. С помощью переключателя 131 полосу 124 можно заменить в электрической
цепи на шпильки 121. Если такая замена будет произведена, и струны 111 будут подключены переключателем
141 к положительному полюсу батареи или источника 134, то колебания возбужденных струн 115 111 будут
непосредственно преобразованы в электрические колебания.
Следует, однако, отметить, что вибрация струн 112 все равно будет происходить из-за их связи с
возбужденными струнами 111 (120), как описано выше.
Эта вибрация любой струны 112, возникающая при возбуждении аналогично настроенной струны 111, будет
находиться в противофазе с вибрацией такой струны 111. Следовательно, если струны 112 подключены
переключателем 142 к положительному полюсу батареи или источника 134, колебания, передаваемые от
вибрации струны 112 полосой 124, будут частично противодействовать колебаниям, передаваемым от
синхронно настроенной струны 111.
Это противодействие, разумеется, будет происходить в соответствии с амплитудой колебаний струны 112; и
поскольку она возрастает от нуля более или менее постепенно при возбуждении струны 111, противодействие
колебаниям будет происходить постепенно, а не резко. Таким образом, суммарная амплитуда колебаний,
передаваемых от двух струн, уменьшится в степени, которая будет увеличиваться в течение некоторого
времени после возбуждения. Это приводит к некоторому выделению начала тона по отношению к
последующей его части; и устройство может быть использовано описанным выше способом, если и когда этот
эффект желателен. Однако, чтобы устранить этот эффект, когда он нежелателен, струны 112 можно
подключить с помощью переключателя 142 к отрицательной клемме батареи или источника 134, устранив тем
самым разность потенциалов постоянного тока между ними и проводящей полосой 124, в этом случае будет
издаваться ударный тон струн 111, измененный следующим образом:
Помимо возможности, предоставляемой, как упоминалось выше, для создания акцента на зарождении звука,
присутствие невозбужденных струн 112, каждая из которых тесно связана со своей аналогично настроенной
струной 111, оказывает еще один эффект. Это приводит к снижению скорости затухания колебаний
возбужденных струн 111. По всей видимости, это является результатом вышеупомянутого противофазного
характера колебаний возбужденной струны 111 и соответствующей ей струны 112, что способствует
стабилизации вибрирующего мостика 108 и, следовательно, уменьшению его склонности к затуханию
колебаний струны. Этот эффект может быть заметен либо при переводе из строк 111 и 112, либо только из
одного набора.
Также показан способ устранения эффекта снижения коэффициента затухания и эффекта усиления начала
звучания без устранения разности потенциалов между струной 112 и рамой. Таким образом, с помощью
рукоятки 150, выступающей через отверстие 151 в передней направляющей 152 и закрепленной на основании
153, к которому крепится ударный механизм, или с помощью любого другого подходящего механизма,
ударный механизм, а следовательно, и каждый молоток 117, могут быть слегка сдвинуты вправо. «В этих
условиях любая струна 111 и связанная с ней струна 112 одновременно ударяются одним молотком; и
результирующие колебания двух струн, конечно же, находятся в одинаковой фазе и преобразуются в
способствующие электрические колебания».
Наконец, с помощью рукоятки 150 можно переместить молоточек, а следовательно, и каждый молоточек 117,
чтобы ударять только по струне 112. Таким образом, предусмотрены три регулировки механизма, благодаря
которым молоточки могут ударять по одной или обеим группам струн соответственно. Таким образом, вместо
выборочного перемещения по строкам 111 и 112, перемещение может осуществляться постоянно по одному
или обоим наборам строк, а выбор — путем регулировки действия. Особый случай – это когда струны 111
смещаются иначе, чем струны 112, например, если и полоса 124, и 75 штырьков 121 (последние активны
только в отношении струн 112) соединены переключателем 131 с сеткой лампы 132; в этом случае каждая из
трех регулировок действия обеспечивает выходной тон с соответственно различной 80-градусной
гармонической структурой.
На фиг. 12 и 13 показан вариант осуществления изобретения, в котором используется простой
электроакустический трансляционный механизм с межвибрационной связью, а также электроакустический
трансляционный механизм с регулируемой эффективностью без межвибрационной связи. Для каждой
извлекаемой ноты предусмотрены две струны 201 и 202.
В показанной схеме каждая струна 90 202 длиннее, чем аналогично настроенная струна 201; и хотя это не
считается обязательным, предпочтительно, чтобы соотношение длин струн 201 и 202 для каждой ноты было
практически постоянным. Для того чтобы приблизительно обеспечить одинаковое нормальное натяжение на
всех струнах, каждая струна 202 может иметь меньшую массу на единицу длины, чем соответствующая ей
струна 201, настроенная аналогичным образом. Удобно иметь струну 201 (100) и обязательно иметь струну
202 изолированной от рамы инструмента, которую в дальнейшем можно будет называть «заземлением».
"Струны 202 никаким образом не соприкасаются с бриджем."
Каждая струна 201 закреплена с помощью регулировочного винта 204 и штифта 209 в бридже 211, функция
которого заключается в соединении струн 201 110 друг с другом, как и прежде, посредством вибрационной
системы, которая не излучает заметного звука.
Струны 202 натянуты над выступами 208 и закреплены винтами 204'.
Для возбуждения струн.201 могут быть предусмотрены молоточки 218. 1.15 Предусмотрены средства для
смещения молоточков вправо, либо незначительно, так чтобы каждый из них ударял как по струне 201, так и
по струне 202 с аналогичной настройкой, либо более сильно, так чтобы каждый из них ударял только по
струне 202. При желании молоточки можно выровнять спереди назад, чтобы они ударяли по струнам 201 на
расстоянии 117–118 от их рабочей длины позади передних концов:
В результате удар по струнам 202 происходит в несколько меньшей дробной позиции (125), что обусловлено
несколько большей длиной струн 202.
Для преобразования колебаний струн 201 и 130 414,352 струн 202 в электрические колебания под струнами
предусмотрены проводящие полоски 241 и 242. Изоляционные полосы, несущие эти проводящие полосы,
могут быть изогнуты таким образом, что полоса 241 располагается под каждой струной 201 в точке,
расположенной, скажем, на 1/112 части ее активной длины перед регулировочным винтом 204, и полоса 241
располагается под каждой струной 201 на 1/117 части ее активной длины перед таким винтом.
Каждая проводящая полоска может быть электрически соединена с землей через высокое сопротивление,
показанное на рис. 15 как 250 и 251 для полосок 241 и 242 соответственно, а также с сеткой термоэлектронной
вакуумной трубки, показанной как 247 и 248 соответственно. В выходной цепи лампы 247 может быть
предусмотрен трансформатор 253, а в выходной цепи лампы 248 — трансформатор 254. К вторичной обмотке
трансформатора 253 можно подключить потенциометр 257 с центральным отводом, а к вторичной обмотке
трансформатора 254 — потенциометр 256. Как показано на рисунке, последовательно с регулируемыми
участками каждого из этих потенциометров может быть установлен потенциометр 258, предпочтительно с
более высоким сопротивлением; и к регулируемому участку потенциометра 258 может быть подключен
электрический усилитель 259, подающий сигнал на громкоговоритель 260. Электростатическое экранирование
261, находящееся под потенциалом земли, может быть целесообразно предусмотрено вокруг полос 241 и 242,
вокруг трубок 247 и 248 и связанного с ними оборудования, вокруг выводов к их сеткам и т. д.
Если теперь какая-либо строка или строки 201 и/или 202 будут установлены в другом месте постоянного тока.
При возникновении колебаний напряжения на заземляющем конце на соответствующих резисторах 250 и 251,
а также на входе ламп 247 и 248 появятся переменные напряжения. С помощью этих ламп и
трансформаторов такие напряжения усиливаются; и поэтому они появляются в усиленном виде на
потенциометрах 256 и 257. Путем регулировки последнего к потенциометру 258 можно приложить любую
долю напряжения на вторичной обмотке трансформатора 254 (полученного от полосы 242), а также любую
долю до половины, в любой из двух фаз, напряжения на вторичной обмотке трансформатора 253
(полученного от полосы 241). Суммарные напряжения могут регулироваться по амплитуде с помощью
потенциометра 258, а затем усиливаться усилителем 2.59 и преобразовываться в звук через
громкоговоритель 260.
Функция множества трансляционных систем (каждая из которых включает в себя проводящую полосу, трубку,
трансформатор и сопутствующее оборудование) заключается в обеспечении изменения гармонической
структуры транслируемых переменных напряжений, или электрических колебаний.
Этот контроль обусловлен различием в форме колебаний участков каждой струны, расположенных
соответственно над полосами 241 и 242, последующим различием в гармонической структуре колебаний,
возникающих соответственно из двух полос, а также бесконечным числом амплитудных соотношений и
двухфазных соотношений, в которых эти колебания могут быть объединены потенциометрами. Разумеется,
следует понимать, что если изменение гармонической структуры не требуется, можно исключить одну из 75
проводящих полосок, одну из ламп, один из трансформаторов и один из потенциометров и т. д.; и наоборот,
если требуется более широкое изменение гармонической структуры, чем это возможно с помощью 80 двух
трансляционных систем, можно использовать большее их количество с соответствующими средствами
управления комбинированием.
Выше было отмечено, что амплитуда колебаний, передаваемых от любой струны, будет прямо
пропорциональна средней разности потенциалов постоянного тока между этой струной и землей: иными
словами, можно сказать, что эффективность передачи зависит от такой разности потенциалов постоянного
тока. При воспроизведении звука, характерного для фортепиано, с помощью соединенных, возбуждаемых
ударными струн, очевидно, желательно, чтобы эффективность преобразования оставалась постоянной на
протяжении всего звучания любого конкретного звука или звуков, за исключением случаев, когда требуются
специальные эффекты. Таким образом, все струны 201, которые входят в зацепление с мостом 211 и,
следовательно, соединены 100 друг с другом, электрически соединены друг с другом и через переключатель
274 (в его правом положении) с положительным потенциалом относительно земли, т.е. с положительным
полюсом батареи или источника 265 105 (отрицательный полюс которого заземлен). Если теперь молоточки
218 расположить так, чтобы они ударяли только по струнам 201, и на инструменте будут играть, то в
громкоговорителе 260, 110 будет воспроизводиться звук, похожий на фортепианный, в зависимости от
гармонической структуры тона, регулируемой потенциометрами 256 и 257.
Для получения органного и некоторых других типов звука от струнных или других вибраторов, возбуждаемых
ударными инструментами, желательно, чтобы вибраторы были разъединены — отсюда и наличие струн 202.
Для некоторых из этих типов тонов, включая органные, дополнительно необходимо, чтобы эффективность
преобразования вибрации каждого вибратора изменялась одновременно с возбуждением. Соответственно,
постоянный ток.
Потенциал каждой струны 202 относительно земли может изменяться способами, аналогичными описанным в
Спецификации № 125.
412.279.
Таким образом, каждая струна 202 может быть электрически соединена, например, через свой настроечный
штифт 223, посредством отдельного конденсатора 220 с землей. Каждая струна 202 может быть
дополнительно соединена через отдельный резистор 221 с выступом 225 на фланце 224 молотка, который
ударяет по этой струне. К каждому контакту 225 можно подключить отдельный резистор 227 и отдельный
конденсатор 226. Остальные стороны всех резисторов 227 могут быть соединены вместе для образования
общего электрического соединения Ml; а остальные стороны всех конденсаторов 226 могут быть соединены
вместе для образования общего электрического соединения N.
На каждом конденсаторе 226 расположен «переключатель» 236, который замыкается сразу после удара
соответствующего молоточка о соответствующую струну, образующуюся при нажатии соответствующего
ключа, и размыкается при отпускании этого ключа. Хотя для выполнения функции такого переключателя
может использоваться более одного механизма в области ударного механизма, в качестве двух механических
элементов переключателя 236 используются хвостовая часть ударного механизма 217 и связанный с ней
ограничитель обратного хода 216, причем каждый из них в области контакта с другим снабжен металлической
полосой. Такой металл может быть покрыт тонким слоем замши или другой кожи, пропитанной раствором
коллоидного графита, например, известным под зарегистрированной торговой маркой «Aquadag»; или
каким-либо другим относительно мягким, но проводящим материалом. Каждая металлическая полоска может
быть прикреплена, например, тонкой проволокой, к выступу 233 на штоке молотка вблизи его оси вращения, а
выступ 233, в свою очередь, соединен, например, гибким соединением 234 с соответствующим выступом 225.
Все полосы, закрепленные на ограничителях обратной связи, могут быть соединены между собой, например,
с помощью свободных гибких соединений 23.5, а также с общим электрическим соединением N. Общие
соединения M и N могут быть подключены к полюсам 262 и 263 соответственно двухполюсного выключателя
264.
Теперь будет предполагаться, что механизм удара молоточка смещен таким образом, что ударяются струны
202, а не струны 201. При подключении полюсов выключателя 264 к их левым контактам, как показано на
рисунке, соединение M находится под потенциалом земли, а соединение N — под потенциалом
положительного полюса батареи или источника 265. Благодаря соединению с точкой М через резисторы 221 и
227, каждая цепочка 202 также находится под потенциалом земли. Таким образом, эффективность
преобразования равна нулю, и, если бы струна находилась в состоянии колебания, переменный ток
отсутствовал бы.
При этом на сетке трубки 247 или 248 будет генерироваться напряжение. Если теперь нажать одну из клавиш
214, ее молоточек 218 будет отброшен в сторону струны и ударит по ней, приводя последнюю в колебание.
Молоточек 218 немедленно отскочит от струны, и, если удар не будет крайне неполным «стаккато», кожаная
поверхность 229 на хвостовой части молоточка 217 соприкоснется и зацепится за кожаную поверхность 232
ограничителя 216, который теперь находится в приподнятом положении, как это будет понятно специалистам
по игре на фортепиано. Иными словами, выключатель 236 замкнется сразу после удара молотка 218 и струны
202. 75 Будет видно, что при замыкании выключателя 236 связанный с ним конденсатор 226 начнет
разряжаться через остаточное (замкнутое) сопротивление выключателя, и ток начнет протекать через
выключатель 80 и сопротивление 227 от положительного полюса к отрицательному полюсу батареи или
источника 265. Это приводит к повышению потенциала клеммы 225 и зарядке конденсатора 220 от неё через
резистор 221, что, в свою очередь, повышает потенциал цепи 202.
Повышение потенциала струны будет постепенным, а не мгновенным, поскольку для разряда конденсатора
226 через остаточное сопротивление выключателя 236 и для зарядки конденсатора 220 через сопротивление
221 требуется время. Таким образом, эффективность преобразования колебаний струны 202 95 в
электрические колебания будет возрастать постепенно, а не резко, со скоростью, определяемой
электрическими значениями компонентов цепи. Таким образом, вибрация струны 202, возникающая при ударе
по ней молотка 218 непосредственно перед замыканием выключателя 236, начинает создавать переменный
ток.
напряжение на сетке каждой из ламп 247 и 248, и, следовательно, тон в громкоговорителе 260 сразу после
удара; и 105 эти напряжения и тон возрастают по амплитуде в соответствии со скоростью нарастания
потенциала между струной и рамой. Предел, до которого может возрасти разность потенциалов, а
следовательно, и эффективность преобразования, и выходная мощность громкоговорителя, конечно же,
определяется напряжением батареи или источника 265, а также относительными значениями сопротивления
227 и остаточного сопротивления переключателя 236. 115 Таким образом, при установке переключателя 264 в
левое положение имитируются характеристики начала звучания органа и подобных инструментов. В звуке
отсутствует ударная составляющая, поскольку удар молоточка по струне происходит, когда эффективность
перемещения этой струны остается нулевой; и амплитуда звука возрастает постепенно, а не резко, имитируя
постепенное нарастание звука в трубе, приводимой в движение ветром. Для того чтобы характеристики
сохранения тона были максимально близки к характеристикам органа или другого инструмента,
поддерживающего тон, важно, чтобы опоры струны 414,352 спереди и сзади активной колебательной длины
струны — т.е., изоляционная полоса 208 и регулировочные винты 2041 — были установлены как можно
жестче, чтобы минимизировать поглощение энергии струны ее опорами, тем самым сводя к минимуму
присущую струнам скорость затухания 202.
Характеристики завершения звучания определяются главным образом падением потенциала до нуля между
струной и рамой — т.е. эффективностью преобразования — вследствие размыкания переключателя 236, что,
как понимают специалисты в данной области, происходит в начале отпускания клавиши 214, но достаточно
быстрому завершению способствует возврат к контакту со струной демпфера 219, который происходит
непосредственно перед завершением отпускания клавиши.
При подключении полюсов выключателя 264 к их средним контактам, общее соединение M может быть
выполнено при потенциале отвода 267 от батареи или цепи 265; а общее соединение N может быть
подключено к ползунку 268 потенциометра 269, шунтирующего батарею 265, с помощью которого потенциал N
может быть сделан равным, ниже или выше потенциала M.
Можно показать, что эти три соответствующие регулировки ползунка 268 позволяют получить,
соответственно, простой ударный тон, тон с дополнительным уменьшением амплитуды сразу после начала
звучания или тон, имеющий, по крайней мере, тенденцию к увеличению амплитуды сразу после начала
звучания. Следует отметить, что в первом из этих случаев осуществляется простое электроакустическое
преобразование, а контроль эффективности отсутствует из-за отсутствия разности потенциалов между
общими соединениями 40 M и N.
Продолжительность времени, прошедшего между появлением звука и достижением при этом практически
полной громкости, когда переключатель 264 находится в левом положении, или 45 между появлением звука и
достижением при этом его уменьшенной или увеличенной громкости, когда переключатель 264 находится в
среднем положении, может быть установлена на любом желаемом значении путем соответствующего выбора
50 значений различных компонентов схемы, связанных с каждой струной 202.
При желании, такая продолжительность времени может быть установлена для разных нот инструмента путем
дифференцирования значений 55 одного или нескольких компонентов между цепями, связанными с
различными струнами 202. Разумеется, следует понимать, что во внутреннюю компоновку 60 различных
цепей могут быть внесены различные изменения без изменения их основного принципа работы. Однако для
каждой цепочки 202 достаточно использовать схему, показанную на рисунке, со значениями компонентов
порядка, указанного в таблице ниже: 65 Конденсатор 220, Конденсатор 226, 0,5 микрофарад 1 микрофарад
Сопротивление 221, 1 мегаом Сопротивление 227, 1 мегаом; и использовать кожаные полоски в
переключателях 236, пропитанные коллоидным проводящим раствором соответствующей концентрации,
чтобы получить переключатели с остаточным, или замкнутым, сопротивлением приблизительно 50 000 Ом.
Если требуется перевод только со струн 202, то перевода со струн 201 можно избежать не только из-за
невозможности ударить по ним молоточками 218, но также или альтернативно, соединив струны 201 с землей,
переведя переключатель 274 в его левостороннее положение. Аналогично, если требуется перевод только со
струн 201, перевода со струн 202 можно избежать не только из-за невозможности ударить по ним, но и путем
перевода переключателя 264 в правое положение, заземляя оба общих контакта M и N. Таким образом, при
желании можно всегда использовать молоточковый механизм для удара по струнам 201 и 202 для каждой
ноты, а выбор осуществляется электрическим способом. Кроме того, при ударах молоточков по обеим
струнам, новые типы звучания могут быть созданы путем преобразования звука как от струн 201, так и
одновременно от струн 202, причем преобразование звука от последних регулируется переключателем 264 и
подвижным контактом 268 для получения от этих струн любого из нескольких упомянутых типов звучания. В
этом случае относительную значимость вклада струн 201 и 202 в составной тон можно регулировать,
например, переведя переключатель 274 в среднее положение и отрегулировав постоянный ток.
Потенциал подается на струны 201 посредством другого подвижного контакта 278 на потенциометре 269.
Разумеется, следует понимать, что любые два или более электрических переключателей, а также регуляторы
напряжения и молоточкового переключения могут быть соответствующим образом соединены между собой
для уменьшения количества элементов управления в любом конкретном случае, для избирательного
воспроизведения любой конкретной группы эффектов.
Разумеется, в представленные до настоящего момента конструкции и оборудование могут быть внесены
различные изменения. Таким образом, например, управление эффективностью может применяться в связи с
преобразованием как связанных струн 201, так и несвязанных струн 202. Опять же, струны 202 могут иметь ту
же активную длину, что и струны 201, что позволяет избежать существенной разницы в гармонической
структуре колебаний, передаваемых при любой заданной настройке потенциометров 256 и 257 от струн 201 и
202. Учитывая большую длину 414 352 струн 202, как показано на рисунке, уменьшенное расстояние
проводящих полосок 241 и 242 до концов струн 202 и, как следствие, большее преобладание нижних
обертонов в тонах, издаваемых струнами 202, иногда желательно предусмотреть еще одну проводящую
полоску, например, 2411, расположенную поперечно по струнам 202 примерно в том же относительном
положении, что и полоска 241 вдоль струн 201. Эта полоса 2411 не будет активна по отношению к струнам
201, но будет активна по отношению к струнам 202 при замене или параллельном подключении к полосе 241,
например, с помощью переключателя 279.
На представленном на фиг. 14-18 варианте исполнения видны ободок 301, поперечина обода 302 и
множество балок 303, расположенных под углом между поперечиной 302 и ободом 301. Все эти детали могут
быть обычного типа и расположения, за исключением того, что обод 301 и поперечина 302 могут выступать
вниз, ниже уровня нижней части балок 303. Над балками 303, закрепленными на ободе 301 и поперечной
балке 302, может располагаться множество ребер 304, например, тех, которые обычно используются для
усиления резонансной деки обычного фортепиано, предпочтительно изогнутых в сторону струн; однако с ними
непосредственно не связана ни резонансная дека, ни другой резонатор. К нему могут быть прикреплены
обычные основные или верхние бриджи 305 и нижние бриджи 306, на которые натягиваются соответствующие
струны 307. На рисунке показано и далее со ссылкой на него описано усовершенствованное устройство
крепления струн к бриджу.
18; Однако следует понимать, что струны при желании можно закрепить на бридже обычным способом.
Под балками 303 может быть предусмотрен элемент, похожий на деку, или диафрагма 310. Хотя эта
диафрагма в целом может быть похожа на обычную деку, она предпочтительнее должна быть тоньше и не
обязательно должна быть изогнута в сторону струн. Она может быть усилена множеством ребер 311, но такое
усиление предпочтительно значительно меньше, чем у обычной деки, причем ребра 311 для этой цели
должны быть меньше и более гибкими, чем обычные ребра, такие как 304. К диафрагме в каждой из
множества точек, предпочтительно под мостом 305, прикреплено множество соединительных стержней 312, к
верхней части каждого из которых прикреплен якорь 313. При необходимости соединительные стержни 312
могут проходить через сквозные отверстия 314 в балках 303. Непосредственно над каждым якорем 313,
закрепленным в нижней части моста 305, расположен электромагнит 315.
Хотя на рис. 15 показан только один электромагнит 315, следует понимать, что катушки 316 всех
электромагнитов...
могут быть электрически соединены последовательно и запитаны от батареи или другого источника тока 317
при замыкании выключателя 318.
Соединительные стержни 312 и якоря 313 должны быть приблизительно отрегулированы таким образом,
чтобы при обесточивании электромагнитов 315 оставался зазор между якорем и полюсами электромагнитов,
немного превышающий необходимый, чтобы предотвратить прерывистый контакт при вибрации бриджа 305
во время игры на инструменте. Для облегчения регулировки нижние концы соединительных стержней 312
могут быть снабжены пазом для отвертки 321, нижние части стержней 80 имеют резьбу, а их соединение с
диафрагмой 310 осуществляется путем ввинчивания в резьбовые фланцы 322, прикрепленные к верхней
части диафрагмы, и к нижней части либо диафрагмы, либо 85, предпочтительно, одного из ребер 311,
прикрепленных к ней. Вращением стержня 312 можно регулировать его вертикальное положение, а
следовательно, и положение закрепленного на нем якоря 313. Когда электромагниты 315 90 находятся под
напряжением, при замыкании выключателя 318 якоря будут притягиваться к ним; окончательную регулировку
вертикального положения якоря лучше всего производить в этих условиях, следя за тем, чтобы каждый якорь
95 плотно соприкасался с обоими полюсами соответствующего электромагнита.
Будет видно, что при включении электромагнитов 315 мост 305 и диафрагма 310 переместятся друг к другу.
Мост 305 и опора 304 относительно неподвижны, хотя и вибрируют в соответствии с изобретением при
вибрации струн, однако из-за сопротивления движению вниз, обеспечиваемого арочной ребристой
конструкцией 304, которая уже испытывает значительное давление вниз, вызванное опорой струн 307 на
мост. С другой стороны, диафрагма 110 и её армирование, будучи относительно гибкими, обладают
достаточной подвижностью. Следовательно, суммарное изменение положения мостика 305 и диафрагмы 310
при включении электромагнитов будет состоять почти исключительно из движения последней и в
незначительной степени из движения первой; поэтому настройка струн практически не изменяется.
Таким образом, при подаче напряжения на электромагниты мост 305 соединяется с диафрагмой, которая
затем действует как резонатор, вибрируя в соответствии с вибрацией моста, подобно резонансной деке в
обычном фортепиано. Это, безусловно, верно как для басового бриджа 306, так и для основного бриджа 305,
поскольку последний неизбежно вибрирует вместе с первым из-за поддержки обоих ребрами 304.
Таким образом, осуществляется прямая механико-акустическая трансляция колебаний струны. 414,352
При желании к верхней части диафрагмы можно прикрепить полосу 335, имеющую ту же форму, что и мост
305, и расположенную непосредственно под ним, обеспечивая ее небольшое усиление в направлении моста.
Фрагмент поперечного сечения представлен на рис. 16, который является альтернативой аналогичному
фрагменту на рис. 15.
На фиг. 16 верхний резьбовой фланец 322 опущен, а соединительный стержень показан ввинченным в полосу
335.
Когда электромагниты обесточены, как это происходит при разомкнутом выключателе 318, диафрагма
отсоединяется от бриджа 305 и, следовательно, не подвержена влиянию колебаний струн, переставая быть
резонатором. При этом последнем условии вибрация струн может быть преобразована в звук посредством
электроакустического преобразования в соответствии с описанными выше принципами. Таким образом,
рядом с каждой струной, предпочтительно на постоянном, малом расстоянии от ее заднего конца, может быть
предусмотрена проводящая полоса 324.
Проводящая поверхность 324 может быть электрически соединена с усилителем и громкоговорителем таким
же образом, как показано на рис. 1.
Желательно обеспечить электростатическое экранирование, как в описанных выше вариантах
осуществления. Аналогичное экранирование может быть выполнено и внутри самого инструмента; однако
очень удобно создать электростатический экран, покрасив внутреннюю поверхность ободка 301, элемента 302
и крышки 337 одним или несколькими слоями коллоидного проводящего раствора, например, графитового
препарата, известного под зарегистрированной торговой маркой «Aquadag». «Окрашенные таким образом
поверхности обозначены на рис. 15 толстыми линиями, а символ 338 используется для обозначения слоев
такой краски.» Электрический контакт между экранированием и потенциалом пластины 309 должен быть
обеспечен; для обода 301 и поперечной балки 302 (которые примыкают друг к другу, как показано на рис. 14)
это достигается путем опоры части 339 рамы на окрашенный выступ на внутренней стороне обода 301.
Окрашенная поверхность крышки 337, в свою очередь, может устанавливать электрический контакт с
окрашенной частью ободка 301 через шарниры, обычно предусмотренные между крышкой и ободом.
Для завершения экранирования к нижней части балок 303 может быть прикреплен проволочный экран 340,
края которого соприкасаются с окрашенными поверхностями обода 3-01 и поперечной балки 302.
Соседние файлы в папке патенты