DE1176390B

DE1176390B - Device for generating artificial reverberation for an electroacoustic signal

Info

Publication number: DE1176390B
Application number: DEH36835A
Authority: DE
Inventors: Herbert H Canfield; Herbert E Meinema
Original assignee: Hammond Organ Co
Current assignee: Hammond Organ Co
Priority date: 1958-10-13
Filing date: 1959-07-06
Publication date: 1964-08-20

Description

Vorrichtung zur Erzeugung von künstlichem Nachhall für ein elektroakustisches Signal Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von künstlichem Nachhall für ein elektroakustisches Signal, das, aus einer Schallquelle ab-(r - geleitet, als elektrisches Signal auf einen elektro mechanischen Wandler zu übertragen ist, der in einer Schraubenfeder mechanische Schwingungen erzeugt, die von einem mechanisch-elektrischen Wandler wieder in elektrische Schwingungen umzuformen und dem ursprünglichen Signal zuzusetzen sind.Device for generating artificial reverberation for an electroacoustic signal The invention relates to a device for generating artificial reverberation for an electroacoustic signal which, derived from a sound source (r - is to be transmitted as an electrical signal to an electro-mechanical transducer, the mechanical vibrations generated in a helical spring, which are converted back into electrical vibrations by a mechanical-electrical converter and added to the original signal.

Solche bekannten Vorrichtungen haben den Nachteil, daß sich besimmte Frequenzen, die gleichphasig oder annähernd in der gleichen Phase an dem Wand-]er ankommen, gegenseitig verstärken, während beim phasenverschobenen Eintreffen der Schwingungen sich diese gegenseitig auslöschen. Es ergibt sich daher eine mit erheblichen Fehlern behaftete Frequenzkurve.Such known devices have the disadvantage that certain Frequencies that are in phase or approximately in phase on the wall] er arrive, reinforce each other, while at the out-of-phase arrival of the Vibrations cancel each other out. There is therefore one with considerable Faulty frequency curve.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Vorrichtung der obigen Art, bei der die erwähnten Nachteile weitgehend beseitigt sind und welche die Erzeugung eines künstlichen Nachhalls ermöglicht, der den akustischen Nachhalleffekten möglichst nahekommt.The object of the invention is to create an improved device of the above kind, in which the disadvantages mentioned are largely eliminated and which the generation of an artificial reverberation enables the acoustic reverberation effects comes as close as possible.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine oder mehrere parallel liegende Schraubenfedern verwendet sind, die jeweils aus zwei gleichen, jedoch gegensinnig gewickelten Einzelfedern bestehen und die zu Torsionsschwingungen erregbar sind, wobei bei Verwendung mehrerer Federn zwischen den Wandlern die Laufzeiten der Schwingungen in den einzelnen Federn verschieden gewählt sind.This is achieved according to the invention in that one or more helical springs lying parallel are used, each of which consists of two identical, However, there are individual springs that are wound in opposite directions and lead to torsional vibrations are excitable, the running times when using several springs between the transducers the vibrations in the individual springs are chosen differently.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand von Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht des Nachhallgeräts nach der Erfindung annähernd in halber natürlicher Größe, F i g. 2 eine Seitenansicht des gleichen Geräts, F i g. 3 einen Grundriß in vergrößertem Maßstab einer der Wandleranordnungen, F i g. 4 die Ansicht eines Vertikalschnitts nach Linie 4-4 der F i g. 3, F i g. 5 eine stark vergrößerte Ansicht (etwa zehnfache Vergrößerung) des Ankermagnetsystems eines einzelnen Wandlers, F i g. 6 die Ansicht eines Teilschnitts durch den mittleren Teil einer der Schraubenfedern, aus der die Art und Weise zu ersehen ist, in der die beiden Teile der Feder miteinander verbunden werden, F i g. 7 die Ansicht eines vergrößerten Teilschnitts nach Linie 7-7 der F i g. 1, F i g. 8 die Ansicht eines vergrößerten Teilschnitts nach Linie 8-8 der F i g. 1, F i g. 9 die vergrößerte Ansicht eines Teilschnitts nach Linie 9-9 der F i g. 1 und F i g. 10 ein Blockschaltbild für ein typisches Sy- stem, in welchem die Vorrichtung zur Erzeugung von künstlichem Nachhall Anwendung finden kann.The invention is illustrated in the drawing on the basis of exemplary embodiments. 1 shows a side view of the reverberation device according to the invention, approximately half its natural size, FIG. 2 is a side view of the same device, FIG. 3 is a plan view on an enlarged scale of one of the transducer assemblies, FIG . 4 is a view of a vertical section along line 4-4 of FIG . 3, fig. 5 is a greatly enlarged view (approximately ten times enlarged) of the armature magnet system of a single transducer, FIG . Figure 6 is a view of a partial section through the central part of one of the helical springs showing the manner in which the two parts of the spring are connected to one another, FIG. 7 is a view of an enlarged partial section along line 7-7 of FIG . 1, Fig. 8 is a view of an enlarged partial section along line 8-8 in FIG . 1, Fig. 9 is an enlarged view of a partial section along line 9-9 of FIG . 1 and F i g. 10 is a block diagram for a typical system in which the device for generating artificial reverberation can be used.

Es ist bereits bekannt, eine Schallübertragung dadurch zu verzögem, daß man Torsions- oder Kornpressionsschwingungen auf das eine Ende einer Schraubenfeder gibt und diese Schwingungen am anderen Ende der Feder mit Hilfe eines elektromechanischen' Wandlers wieder abnimmt. Es ist ferner bekannt, daß eine solche Schallverzögerungsfeder in der Weise als Nachhallvorrichtung benutzt werden kann, daß man dafür sorgt, daß der Schall wiederholt an den Enden der Feder reflektiert wird und daß man besondere Hilfsmittel vorsieht, um die Schwingungen der Feder so zu dämpfen, daß die Schwingungsamplitude allmählich abnimmt und auf diese Weise der Effekt des Nachhalls vorgetäuscht wird.It is already known to delay sound transmission by that one torsional or compression vibrations on one end of a helical spring and these vibrations at the other end of the spring with the help of an electromechanical ' Converter decreases again. It is also known that such a sound deceleration spring can be used as a reverberation device in such a way as to cause the sound is repeatedly reflected at the ends of the feather and that one is special Provides aid to dampen the vibrations of the spring so that the vibration amplitude gradually decreases, thus simulating the effect of reverberation.

Wegen der endlichen tatsächlichen Länge der Feder besteht ein hoher Grad von Wahrscheinlichkeit, daß bei der Übertragung von Schallschwingun-Cen einer bestimmten Frequenz oder mehrerer bestimmter Frequenzen der reflektierte Schall in solcher Phasenlage in den elektromechanischen Eingangswandler zurückkehrt, die entgegengesetzt der Phasenlage des Signals ist, das auf elektrischem Wege auf den elektromechanischen Wandler gegeben wird und auf diese Weise das Eingangssignal teilweise löscht, oder es kann je nach der relativen Phasenlage der reflektierten und steuernden Signale eine Verschlechterung des endgültigen Signals eintreten, das von dem mechanisch-elektrischen Wandler aufgenommen wird, und zwar kann diese Verschlechterung von der annähernd vollständigen Löschung bis zu Verstärkun-en reichen. Auf diese Weise wird die Frequenzaanekurve des Gerätes als Ganzes nicht gleichförmig sein, sondern tiefe Einsattelungen haben an den Stellen, an denen die reflektierten und die direkten Signale außer Phase sind. und Maxima bei den Frequenzen, bei denen die direkten und die reflektierten Signale an dem mechanisch-elektrischen Wandler mehr oder weniger in Phase sind. Diese Ungleichförmigkeit der Frequenzgangkurve ist besonders bei den tieferen Frequenzen sehr unerwünscht.Because of the finite actual length of the spring, there is a high degree of probability that, when transmitting sound oscillations of a certain frequency or several specific frequencies, the reflected sound will return to the electromechanical input transducer in such a phase position that is opposite to the phase position of the signal that is given electrically to the electromechanical transducer and in this way partially deletes the input signal, or, depending on the relative phase position of the reflected and controlling signals, a deterioration in the final signal that is picked up by the mechanical-electrical transducer can occur this deterioration can range from almost complete deletion to reinforcements. In this way, the frequency curve of the device as a whole will not be uniform, but will have deep dips at the points where the reflected and direct signals are out of phase. and maxima at the frequencies at which the direct and reflected signals at the mechanical-electrical transducer are more or less in phase. This non-uniformity of the frequency response curve is very undesirable, especially at the lower frequencies.

Bei dem akustischen Nachhall, den man vernimmt, wenn insbesondere in einem großen Raum Musik zu Gehör gebracht wird, erfolgt eine Reflexion des Schalls, der aus der Schallquelle kommt, durch die Wände, die Decke und den Fußboden des Raumes sowie durch die Gegenstände in dem Raum, so daß die Musik das Ohr des Hörers über eine große, praktisch unendlich große Anzahl von Wegen erreicht. Diese Mehrfachreflexionen dauern an, bis die Schallenergie von den Gegenständen mit schwacher Schallreflexion und den Oberflächen der Gegenstände, die den Schall gut reflektieren, allmählich absorbiert wird, so daß sich schließlich eine allmähliche Verringerung der Schallintensität auf einen Pegel ergibt, der unter dem untersten Schwellwert des Hörvermögens liegt.With the acoustic reverberation that you hear, especially when music is played in a large room, the sound is reflected, that comes from the sound source, through the walls, ceiling and floor of the Space as well as through the objects in the room so that the music is the ear of the listener reached by a large, practically infinite number of ways. These multiple reflections last until the sound energy from the objects with weak sound reflection and the surfaces of the objects that reflect the sound well gradually is absorbed, so that finally there is a gradual decrease in sound intensity to a level below the lowest hearing threshold.

Ein ideales elektromechanisches Nachhallgerät sollte auch eine praktisch unendliche Zahl von Punkten aufweisen, an denen die Schallwellen reflektiert werden können, und so eine große Anzahl von Wegen schaffen, über welche die direkten und die reflektierten Schallwellen auf das Ohr übertragen werden. Wegen der Unzweckmäßigkeit der Schaffung einer sehr großen Zahl von Reflexionspunkten für die Schallenergie und einer entsprechend großen Zahl von Wegen für die Übertragung des Schalls sowie Absorptionsmitteln für die Schallenergie hat man eine vernünftige Anzahl solcher Wege und Reflexions- und Absorptionspunkte für den Schall ausgewählt.An ideal electromechanical reverberation device should also be practical Have an infinite number of points at which the sound waves are reflected can, and so create a large number of ways by which the direct and the reflected sound waves are transmitted to the ear. Because of the inappropriateness the creation of a very large number of reflection points for the sound energy and a correspondingly large number of ways for the transmission of the sound as well There are a reasonable number of such absorbents for sound energy Paths and points of reflection and absorption selected for the sound.

Bei einer bekannten Anordnung wird der Schall nur über einen einzigen Weg (Feder).auf den Tonabnehmer übertragen, obwohl dort genügend Punkte vorhanden sind, an denen die Schallschwingung reflektiert werden könnte. Es sind dort drei Möglichkeiten für die Dämpfung oder die Absorption von Schallenergie aufgezeigt. Es ist gefunden worden. daß eine Übertragung der Schallenergie von dem elektromechanischen Wandler zu dem mechanisch-elektrischen Wandler über zwei Federn die Ansprechempfindlichkeit über den gesamten Frequenzbereich des Gerätes außerordentlich verbessert; sieht man dagegen drei Schraubenfedem als Wege für die Schallübertragung zwischen den Wandlern vor, dann C wird die Frequenzgangkurve des Gerätes überraschend verbessert, verglichen mit dem Gerät, das nur zwei Federn benutzt. Allerdings verbessert die Anwendung von mehr als drei Federn die Resultate nicht mehr merklich.In a known arrangement, the sound is only transmitted to the pickup via a single path (spring), although there are enough points at which the sound oscillation could be reflected. There are three possible ways of damping or absorbing sound energy. It's been found. that a transmission of the sound energy from the electromechanical transducer to the mechanical-electrical transducer via two springs greatly improves the responsiveness over the entire frequency range of the device; one sees the other hand, three coil springs as pathways for sound transmission between the transducers before, then C will improve the frequency response curve of the device surprisingly, compared with the apparatus using only two springs. However, using more than three springs does not noticeably improve the results.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, besteht die Nachhallvorrichtung nach'-'der Erfindung aus einer U-Schiene 20 mit schlüssellochähnlichen Schlitzen 22, um ihre Anbringung an einem Musikinstumentengehäuse oder Musikschrank zu erleichtern. Ein Gestell 24 zum Halten eines elektromechanischen Wandlers, eines mechanisch-elektrischen Wandlers und von Schraubenfedern ist an der U-Schiene 20 mit Hilfe eines Paares wendelförmiger Zugfedern 26 aufgehängt. Diese Federn bilden eine Stoßdämpfervorrichtung, um die übertraclung von Schwingungen, die von außen auf mechanischem Wege auf das Gestell 24 übertragen werden, zu verringern. Das Gestell hat einen zentralen, nach unten verlaufenden U-förmigen Teil 28, der mit Hilfe von Bolzen 29 befestigt ist. Die U-Schenkel sind am unteren Ende des Teils 28 weggeschnitten, so daß dieses Ende in ein rechteckiges Loch 31 in einem Lagerbock 30 eingreifen und zwischen den Zugfedern 32 hin- und herpendeln kann, die an dem Lagerbock 30 verankert sind. Dieser kann an irgendeinen feststehenden Teil des Instrumentenschrankes od. dgl. befestigt sein, bei dem die Vorrichtung Anwendung finden soll. Die Federn 32 zentrieren den Teil 28 in dem Loch 31 und dämpfen die Übertragung von Schwingungen, die von dem Schrank ausgehen und von dem Teil 28 zu den schwingungsempfindlichen Teilen der Vorrichtung gelangen könnten.As can be seen from the drawing, the reverberation device according to '-' of the invention consists of a U-rail 20 with keyhole-like slots 22 to facilitate its attachment to a musical instrument housing or music cabinet. A frame 24 for holding an electromechanical converter, a mechanical-electrical converter and coil springs is suspended from the U-rail 20 with the aid of a pair of helical tension springs 26. These springs form a shock absorber device in order to reduce the overrun of vibrations that are mechanically transmitted to the frame 24 from the outside. The frame has a central, downwardly extending U-shaped part 28 which is fastened with the aid of bolts 29. The U-legs are cut away at the lower end of the part 28 so that this end can engage in a rectangular hole 31 in a bearing block 30 and can oscillate back and forth between the tension springs 32 which are anchored on the bearing block 30. This can be attached to any fixed part of the instrument cabinet or the like in which the device is to be used. The springs 32 center the part 28 in the hole 31 and dampen the transmission of vibrations which emanate from the cabinet and which could get from the part 28 to the vibration-sensitive parts of the device.

Ein elektromechanischer Wandler 36 und ein mechanisch-elektrischer Wandler 37, z. B. ein Tonabnehmer, sind auf dem Gestell 24 angeordnet und dienen als Endstützen für drei Schraubenfedern 40, 41, 42, die naturgemäß Kettenlinienform annehmen. Wie man aus F i g. 6 ersieht. besteht jede Schraubenfeder 40, 41, 42 aus zwei Einzelfedern oder Federhälften 40 a, 40 b bzw. 41 a, 41 b bzw. 42 a, 42 b, deren untere Enden in axialer Richtung der Federwendel verlaufend gebogen und mit Hilfe einer Verbindungshülse 48, beispielsweise durch Weich- oder Hartlöten, aneinander befestigt sind.An electromechanical converter 36 and a mechanical-electrical converter 37, e.g. B. a pickup, are arranged on the frame 24 and serve as end supports for three coil springs 40, 41, 42, which naturally assume the shape of a chain line. As one can see from FIG. 6 sees. each helical spring 40, 41, 42 consists of two individual springs or spring halves 40 a, 40 b or 41 a, 41 b or 42 a, 42 b, the lower ends of which are bent in the axial direction of the spring coil and with the help of a connecting sleeve 48, for example by soft or hard soldering, are attached to one another.

Die beiden Einzelfedern jeder Schraubenfeder sind als Ganzes genommen gegensinnig gewickelt, um diejenigen Schwingungen zu kompensieren, die im Wege der Kompression übertragen werden. Wie weiter unten noch näher ausgeführt wird, werden die Schallschwingungen als Torsionsschwingungen durch die Federn übertragen; die Folge der Torsionsschwingungen der Federn ist aber, daß der Schall auch nach der Kompressionsmethode übertragen wird. Da nun der eine Teil der Feder leicht aufgewickelt wird, wenn Torsionsschwingungen auftreten, wird der andere Teil der Feder abgewickelt. Da die Abschnitte der Federn bei jeder einzelnen Schraubenfeder gleiche Länge haben, erfolgt eine saubere Unterdrückung der Kompressionsschwingung der Feder, und es entsteht keinerlei Wirkung auf einen der Wandler. Schwingungen, die in Form von Torsionsschwingungen übertragen werden, pflanzen sich längs einer Schraubenfeder mit einer Geschwindigkeit fort, die verschieden ist von derjenigen, mit der sich die Kompressionsschwingungen fortpflanzen; würden die Kompressionsschwingungen nicht »ausgelöscht«, so würden sich Verzerrungen ergeben. Das Gestell 24 trägt ein Paar aus gummiartigem Material bestehende Ringe 50 (F i g. 1), durch deren erweiterte Bohrung Zapfen 52 hindurchgreifen, die an einem nach unten verlaufenden Flansch 53 der U-Schiene 20 befestigt sind.The two individual springs of each helical spring, taken as a whole, are wound in opposite directions in order to compensate for the vibrations that are transmitted by compression. As will be explained in more detail below, the sound vibrations are transmitted as torsional vibrations through the springs; but the consequence of the torsional vibrations of the springs is that the sound is also transmitted using the compression method. Now, since one part of the spring is easily wound up when torsional vibrations occur, the other part of the spring is unwound. Since the sections of the springs have the same length in each individual coil spring, the compression oscillation of the spring is properly suppressed and there is no effect whatsoever on one of the transducers. Vibrations, which are transmitted in the form of torsional vibrations, propagate along a helical spring at a speed different from that at which the compressive vibrations propagate; if the compression vibrations were not "canceled out", distortions would result. The frame 24 carries a pair of rings 50 ( FIG. 1) made of rubber-like material, through the enlarged bore of which pins 52 extend which are fastened to a downwardly extending flange 53 of the U-rail 20.

Eine besondere Vorrichtung dient dazu, das Gestell und die Federn festzuhalten, um Beschädigungen beim Transport zu verhindern. Diese Vorrichtung besteht aus einer Welle 60 (F i g. 7), die in Lagerböcken 61 an dem Gestell 24 drehbar gelagert ist und flache Nockenteile 62 und 64 aufweist, die nahe bei ihren Enden starr befestigt sind; in der in den F i g. 2 und 7 wiedergegebenen Stellung kommen sie in Eingriff mit einem Streifen 66 aus Metall, der zur Ermöglichung einer seitlichen Bewegung an einem Zapfenpaar 68 befestigt ist, das an dem Gestell 24 angeordnet ist und der durch zusammengedrückte Schraubenfedern 70 in Kontakt mit den Nocken gehalten wird. Die Endteile des Streifens 66 sind nach rechts versetzt (F i g. 2) und tragen aufgeklebte Streifen 72 aus Gummi, die lang genug sind, um auf die oberen Enden der Schraubenfedern 40, 41 und 42 zu drücken. Entsprechende Gummistreifen 74 sind auf der linken Seite des Streifens 66 (F i g. 2) an das Gestell 24 angeklebt. Die Drehbewegung der Nocken 70 ist durch Arretierungsfedern 76 auf 90 "' beschränkt, die geeignet gelagerte Stifte 77 tragen, die mit Anschlagnasen auf den Nocken zusammenwirken können, die um 901 gegeneinander versetzt sind.A special device is used to hold the frame and the springs in place to prevent damage during transport. This device consists of a shaft 60 ( Fig. 7) which is rotatably mounted in bearing blocks 61 on the frame 24 and has flat cam parts 62 and 64 which are rigidly attached near their ends; in the in the F i g. In the position shown in FIGS. 2 and 7 , they engage a strip 66 of metal which is attached to a pair of pins 68 on the frame 24 to allow lateral movement and which are held in contact with the cams by compressed coil springs 70. The end portions of the strip 66 are offset to the right ( Fig. 2) and carry glued-on strips 72 of rubber long enough to press on the upper ends of the coil springs 40, 41 and 42. Corresponding rubber strips 74 are glued to the frame 24 on the left-hand side of the strip 66 ( FIG. 2). The rotational movement of the cams 70 is limited to 90 "'by locking springs 76 which carry suitably mounted pins 77 which can interact with stop lugs on the cams which are offset by 901 relative to one another.

Die Welle 60 trägt einen Einschnitt an ihrem einen Ende, so daß sie mit Hilfe eines Schraubenziehers durch Verdrehen eingestellt werden kann. Wird sie aus der in F i g. 2 wiedergegebenen Stellung entgegen dem Uhrzeigersinne um 90' verdreht, dann bewirken die Federn 70, daß die Enden der Schraubenfedern 40, 41 und 42 zwischen Filzpolstern eingeklemmt werden. Das Eingreifen der Nasen auf den Nocken mit den Flanschen 71 an der U-Schiene 20 hat zur Folge, daß das Gestell nach unten bewegt und leicht verkantet wird, so daß das untere Ende des U-förmigen Teils 28 gegen die Kante des Loches 31 in dem Lagerbock 30 gedrückt wird. Dies erfolgt, weil die Abwärtsbewegung des Gestells durch den Eingriff der Ringe 50 mit den Stäben 52 begrenzt ist.The shaft 60 has a notch at one end so that it can be adjusted by turning it with the aid of a screwdriver. Is it from the in F i g. 2 rotated counterclockwise by 90 ' , the springs 70 then cause the ends of the helical springs 40, 41 and 42 to be clamped between felt pads. The engagement of the lugs on the cams with the flanges 71 on the U-rail 20 has the consequence that the frame moves downwards and is tilted slightly so that the lower end of the U-shaped part 28 against the edge of the hole 31 in the bearing block 30 is pressed. This is because the downward movement of the frame is limited by the engagement of the rings 50 with the rods 52.

Der elektromechanische Wandler 36 entspricht hinsichtlich des mechanischen Aufbaus im wesentlichen dem mechanisch-elektrischen Wandler 37, so daß es genügt, wenn hier nur der elektromechanische Wandler 36 im einzelnen beschrieben wird. Dieser weist eine Konsole 78 (F i g. 3) mit Winkel auf, die in irgendeiner Weise an dem Gestell 24 befestigt ist. Der horizontale Teil besitzt drei Löcher zur Aufnahme der drei Bunde 80 (F i g. 4), die an der Konsole befestigt sind. Jeder Bund besitzt eine innere Schulter 82, gegen die mit Hilfe einer zweiten Hülse 86 eine Dämpfungsscheibe 84 gedrückt wird; auf die Hülse 86 ist eine hohle konische Kappe 88 aus Metall aufgepreßt. Diese Kappe besitzt eine Öffnung zur Aufnahme des Endes eines Drahtes 90, der den Anker trägt und an die Kappe 88 angelötet ist.The mechanical structure of the electromechanical converter 36 corresponds essentially to the mechanical-electrical converter 37, so that it is sufficient if only the electromechanical converter 36 is described in detail here. This has a bracket 78 ( FIG. 3) with an angle, which is fastened to the frame 24 in some way. The horizontal part has three holes for receiving the three collars 80 ( Fig. 4) which are attached to the console. Each collar has an inner shoulder 82 against which a damping disk 84 is pressed with the aid of a second sleeve 86; A hollow, conical cap 88 made of metal is pressed onto the sleeve 86. This cap has an opening for receiving the end of a wire 90 which carries the anchor and is soldered to the cap 88.

Wie man am besten aus F i g. 5 ersieht, ragt der Draht 90, der vorzugsweise aus einer Kupfer-Beryllium-Legierung hergestellt ist, um ein Stück durch das Rohr 92 hindurch. Der untere Endteil des Rohres 92 ist flachgepreßt und in die Form eines Hakens 94 gebracht. Der Draht greift vorzugsweise wenigstens durch einen Teil des hakenförmigen Teils 94 hindurch und ist an das Rohr 92 angelötet. Der untere Teil des Rohres ist abgeplattet und in die Form eines Hakens 94 gebracht. Der Draht geht vorzugsweise wenigstens durch einen Teil des Hakens 94 hindurch und ist an das Rohr 92 angelötet. Der hohlzylindrische Magnet 96 ist in einer Richtung polarisiert, die parallel zu den Polflächen 98 eines im allgemeinen U-förmigen lamellierten Kerns 100 (F i g. 3) verläuft, der zwei verhältnismäßig lange parallele Schenkel hat und dadurch an der Konsole 78 befestigt ist, daß die Lappen einer rinnenförmigen Klemmvorrichtung 103 umgebogen werden. Ein mit Löchern versehener Isolierstreifen 104 ist zwischen den Kein und den horizontalen Teil der Konsole 78 eingeklemmt; an ihm sind Lötösen 79 angenietet. Ein Spulenpaar 106 ist so angeordnet, daß jeder Schenkel je eine Spule trägt; die Spulen sind gegensinnig gewickelt, so daß sich ihre elektrischen Wirkungen addieren. An Stelle einer einzigen Spule sind zwei Spulen vorgesehen, um die Möglichkeit der Aufnahme von magnetischen Streufeldern zu verringern.How best to get from F i g. 5 , the wire 90, which is preferably made of a copper-beryllium alloy , extends a distance through the tube 92 . The lower end portion of the tube 92 is pressed flat and shaped like a hook 94. The wire preferably reaches through at least part of the hook-shaped part 94 and is soldered to the tube 92. The lower part of the tube is flattened and shaped like a hook 94. The wire preferably passes through at least a portion of the hook 94 and is soldered to the tube 92. The hollow cylindrical magnet 96 is polarized in a direction parallel to the pole faces 98 of a generally U-shaped laminated core 100 ( Fig. 3) which has two relatively long parallel legs and is thereby attached to the bracket 78 , that the tabs of a channel-shaped clamping device 103 are bent. A perforated insulating strip 104 is clamped between the groove and the horizontal portion of the bracket 78; solder lugs 79 are riveted to it. A pair of coils 106 is arranged so that each leg of each coil contributes a; the coils are wound in opposite directions so that their electrical effects add up. Instead of a single coil, two coils are provided in order to reduce the possibility of the absorption of stray magnetic fields.

Wie oben bereits erwähnt, werden die Permanentmagnete 96 in diametraler Richtung, d. h. in einer Ebene polarisiert, die parallel zu den inneren Polflächen 98 des Kerns 100 verläuft. Die Magnetisierungsrichtung verläuft senkrecht zu der Richtung, in welcher der Haken 94 gebogen ist. Der Magnet kann aus irgendeinem Material hoher Koerzitivkraft bestehen, vorzugsweise aus einem keramischen Material der Ferritgruppe. Das Rotationsträgheitsmoment des Magneten 96 ist auf die Eigenschaften des Haltedrahtes 90 und auf diejenigen einer Windung der Feder abgestimmt, die an dem Haken 94 befestigt ist.As already mentioned above, the permanent magnets 96 are moved in a diametrical direction, i. H. polarized in a plane that is parallel to the inner pole faces 98 of the core 100 . The direction of magnetization is perpendicular to the direction in which the hook 94 is bent. The magnet can be made of any high coercive force material, preferably a ceramic material of the ferrite group. The rotational moment of inertia of the magnet 96 is matched to the properties of the retaining wire 90 and to those of one turn of the spring which is attached to the hook 94.

Die Dämpfungsscheiben 84 sind aus sogenanntem schalltotem Gummi od. dgl. hergestellt, d. h. aus einer gummiähnlichen Mischung mit innerer Reibung, die nach einer erfolgten Formänderung ihre Rückkehr in ihre normale Form verlangsamt. Durch diese Scheiben gehen die Magnethaltedrähte 90 hindurch, und die Scheiben haben verschiedene Dicken, so daß sie je nach Länge der mit ihnen verbundenen Federn eine verschiedene Dämpfung darstellen. Der Grund für diese Maßnahmen ist, daß eine längere Zeit erforderlich ist, um ein Signal durch eine längere Schraubenfeder zu übertragen als durch die kürzeren, und weil es natürlich erwünscht ist, daß die über die drei Federn übertragenen und reflektierten Signale etwa um den gleichen Betrag abnehmen; es muß das Dämpfungsmaß daher größer sein, wenn die Länge der Feder zunimmt. Die Enden der drei zusammengesetzten Federn sind in der letzten Windungshälfte in der üblichen Weise rechtwinklig abgebogen und in die Haken 94 eingehängt, so daß sie in Kettenlinienform herabhängen. Die Konsolen 78 sind unter einem bestimmten Winkel zu der Horizontalen angeordnet, um die Art der Federaufhängung zu erleichtern.The damping disks 84 are made of so-called anechoic rubber or the like . H. made of a rubber-like mixture with internal friction that slows down its return to its normal shape after a change in shape. The magnet holding wires 90 pass through these disks, and the disks have different thicknesses, so that they represent different damping depending on the length of the springs connected to them. The reason for these measures is that it takes a longer time to transmit a signal through a longer coil spring than the shorter ones, and because it is of course desirable that the signals transmitted and reflected by the three springs be approximately the same amount decrease; therefore, the degree of damping must be greater as the length of the spring increases. The ends of the three composite springs are bent at right angles in the last half of the turn in the usual manner and hooked into the hooks 94 so that they hang down in the form of a chain line. The brackets 78 are arranged at a certain angle to the horizontal in order to facilitate the type of spring suspension.

Die mittleren Teile der Schraubenfedern 40, 41 und 42 greifen durch U-förmige Drahtfederklammern 110 (F i g. 1) hindurch, deren Enden in entsprechende Löcher 112 in dem U-förmigen Teil 28 angebracht sind, um zu verhindern, daß die Federn zu weit ausschwingen, wenn die Unterlage für die Vorrichtung schräg gestellt wird.The central portions of coil springs 40, 41 and 42 pass through U-shaped wire spring clips 110 ( Fig. 1) , the ends of which are fitted into corresponding holes 112 in U-shaped portion 28 to prevent the springs from being closed Swing out far when the support for the device is inclined.

Wie oben bereits erwähnt, sind die Einzelfedern oder Federhälften, die in der in F i g. 6 dargestellten Weise miteinander verbunden sind, gegensinnig gewickelt, und die Enden dieser Federn, die in die Verbindungshülse 48 hineingreifen, verlaufen koaxial mit der Achse der Federn, so daß diese Verbindung Torsionsübertragungen der Schallschwingungen übernehmen kann. Da die Kompressionsschwingungen der Schraubenfeder infolge der Tatsache, daß ihre beiden Teile gegensinnig gewickelt sind, ausgeglichen sind, wird die von den Magneten 96 des elektromechanischen Wandlers 36 gelieferte Schwingung nur in Form von mechanischen Torsionsschwin-C ungen auf die Magnete 96 des mechanisch-elektrisehen Wandlers 37 übertragen.As already mentioned above, the individual springs or spring halves which are used in the in FIG . 6 are connected to each other, wound in opposite directions, and the ends of these springs, which reach into the connecting sleeve 48, run coaxially with the axis of the springs, so that this connection can take over torsional transmissions of the sound vibrations. Since the compression vibrations of the helical spring are balanced due to the fact that its two parts are wound in opposite directions, the vibration supplied by the magnets 96 of the electromechanical transducer 36 is only transmitted to the magnets 96 of the mechanical-electrical transducer in the form of mechanical torsional vibrations 37 transferred.

Die Tatsache, daß das Tonsignal von dem elektromechanischen Wandler 36 auf den mechanisch-elektrischen Wandler 37 über drei einzelne Wege übertragen wird, macht es in hohem Grade wahrscheinlich, daß die Kennlinie der Ausgangsfrequenz sehr flach verläuft, und diese Wahrscheinlichkeit wird durch die weitere Tatsache vergrößert, daß die Schraubenfedern verschiedene Längen haben, die nicht vollständige Vielfache einer ganzen Zahl sind. Im allgemeinen ist es daher erwünscht, daß die von den Dämpfungsscheiben 84 gelieferte Dämpfung annähernd 8 db je Reflexion für die Feder 42, 6 db für die Feder 41 und 4 db für die Feder 40 beträgt. Die Federn haben vorzugsweise die gleiche Fortpflanzungsgeschwindigkeit, dieselbe Impedanz und sind mit Ausnahme ihrer Länge und ihrer Windungszahl in mechanischen Eigenschaften identisch.The fact that the audio signal is transmitted from the electromechanical transducer 36 to the mechanical-electrical transducer 37 via three separate paths makes it highly likely that the output frequency characteristic will be very flat, and this probability is increased by the further fact that the coil springs have different lengths that are not full multiples of an integer. In general, therefore, it is desirable that the damping provided by the damping disks 84 be approximately 8 db per reflection for the spring 42, 6 db for the spring 41, and 4 db for the spring 40. The springs preferably have the same propagation speed, the same impedance and, with the exception of their length and their number of turns, are identical in mechanical properties.

Der elektromechanische Wandler 36 wird mit konstantem Strom angetrieben, woraus sich ein Antrieb mit konstanter Geschwindigkeit in einem mechanischen Federsystern und in dem mechanisch-elektrisehen Wandler 37 ergibt. Die konstante Geschwindigkeit, mit der die Magnete des Wandlers 37 in Schwingung versetzt werden, hat die Erzeugung einer konstanten Spannung im Ausgang zur Folge. Auch dies ist ein wesentlicher weiterer Faktor, der im Ausgang eine flache Frequenzgangkennlinie zur Folge hat. Die Spulen des elektromechanischen Wandlers 36 sind hinsichtlich ihrer Impedanz auf die Signaleingangsquelle abgestimmt, während die Spulen des mechanisch-elektrischen Wandlers 37 auf die Eingangsimpedanz des Verstärkers oder einer anderen Vorrichtung, auf die das Signal gegeben wird, abgestimmt sind.The electromechanical converter 36 is driven with constant current, which results in a drive at constant speed in a mechanical spring system and in the mechanical-electrical converter 37 . The constant speed at which the magnets of the transducer 37 are made to vibrate results in the production of a constant voltage in the output. This, too, is an important further factor which results in a flat frequency response characteristic in the output. The coils of the electromechanical transducer 36 are matched in terms of their impedance to the signal input source, while the coils of the mechanical-electrical transducer 37 are matched to the input impedance of the amplifier or of another device to which the signal is given.

Infolge der Anwendung von drei Federübertragungswegen kann die Nachhallzeit mit zufriedenstellenden Ergebnissen bis auf 2 Sekunden ausgedehnt werden. Für den Durchschnittshörer ist indessen einer NachhalIzeit von ungefähr 1,5 Sekunden der Vorzug zu geben. Das übertragungssystem mit drei Wegen gibt Gewähr dafür, daß die Vorrichtung als Ganzes bei keiner Frequenz in Resonanz ist.As a result of the use of three spring transmission paths, the reverberation time can be extended to 2 seconds with satisfactory results. For the average listener, however, a retention time of around 1.5 seconds is preferable. The three-way transmission system ensures that the device as a whole does not resonate at any frequency.

Für die Vorrichtung nach der Erfindung ergeben sich viele Anwendungsmöglichkeiten. Eine typische Schaltanordnung, in welcher die Vorrichtung nach der Erfindung mit Vorteil benutzt werden kann, ist in Fig. 10 dargestellt; sie enthält eine Quelle für elektrische Tonsignale 120, deren Ausgang an einen Vorverstärker122 mit Lautstärkeregler angekoppelt ist, dessen Ausgang einen Lautsprecher 124 speist. Am Ausgang des Vorverstärkers 122 liegt ferner die Vorrichtung 126 nach der Erfindung zur Erzeugung eines künstlichen Nachhalls. Der Ausgang dieser Nachhallvorrichtung ist an einen Verstärker 128 angekoppelt, der einen Lautsprecher 130 speist. Im allgemeinen wird man natürlich auch noch irgendwelche Schaltgeräte benutzen, um die Signale über die Nachhallvorrichtung 126 übertragen oder nicht übertragen zu können. Die Schaltgeräte können auch dazu benutzt werden, um den Verstärker 128 an eine geeignete Stufe in dem Verstärker 122 oder an den Ausgang der Schallquelle anzukoppeln, so daß die Intensität des Schallausgangs annähernd die gleiche ist, ob nun die Nachhallvorrichtung in Benutzung ist oder nicht.There are many possible applications for the device according to the invention. A typical circuit arrangement in which the device according to the invention can be used to advantage is shown in FIG. 10 ; it contains a source of electrical audio signals 120, the output of which is coupled to a preamplifier 122 with volume control, the output of which feeds a loudspeaker 124. The device 126 according to the invention for generating an artificial reverberation is also located at the output of the preamplifier 122. The output of this reverberation device is coupled to an amplifier 128 which feeds a loudspeaker 130. In general, some kind of switching device will of course also be used in order to be able to transmit the signals via the reverberation device 126 or not to be able to transmit them. The switching devices can also be used to couple the amplifier 128 to a suitable stage in the amplifier 122 or to the output of the sound source so that the intensity of the sound output is approximately the same whether the reverberation device is in use or not.

Die Quelle 122 für elektrische Tonsignale kann ein elektrisches oder ein elektronisches Organ enthalten, ein Mikrophon oder auch ein Bandaufzeichnungsgerät; tatsächlich kann der Nachhalleffekt mit der Vorrichtung nach der Erfindung auf jede beliebige Schallquelle gegeben werden.The source 122 of electrical audio signals may be electrical or contain an electronic organ, a microphone or a tape recorder; in fact, the reverberation effect with the device according to the invention can be applied to any any sound source can be given.

Claims

Claims: 1. Vorrichtunty for generating artificial reverberation for an electroacoustic signal, which is derived from a sound source, to be transmitted as an electrical signal to an electromechanical transducer, which generates mechanical vibrations in a helical spring, which are converted back into electrical by a mechanical-electrical transducer Vibrations are to be transformed and added to the original signal, characterized in that one or more parallel helical springs (40, 41, 42) are used, each of which consists of two identical but oppositely wound individual springs (40a, 40b , etc.) and which lead to torsional vibrations are excitable, with the use of several springs (40, 41, 42) between the transducers (36, 37), the running times of the vibrations in the individual springs are selected to be different.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the between transducers (36, 37) lying coil springs (40, 41, 42) consist of one piece, with one spring half (40a) clockwise and the other half (40 b) in Is wound in the opposite direction. 3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the helical springs (40, 41, 42) have different lengths. 4. Apparatus according to claim 1, characterized by at least one end of each spring connected damping devices (84) for regulating the decay rate of the spring oscillation. 5. Device according to claim 1, characterized in that dieAnker derWandler are (36, 37) each connected to a spring and on the other side of the spring connection by means of a flexible wire element to a fixed point. 6. Apparatus according to claim 5, characterized in that each armature of a group consisting of two armatures is magnetically polarized transversely to the air gap and is connected to a spring end such that the spring exerts a tensile force on the two wire elements to the two armatures in the Center air gap. 7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the helical springs (40, 41, 42) between the transducers (36, 37) are freely suspended. Considered publications: Deutsche Auslegeschriften No. 1 001 Oll, 1 045 117; U.S. Patent Nos. 1,852,795, 2,230,836; Funk and Ton, 1956, issue 7, p. 363.