Территория прогрессивных инноваций Территория прогрессивных инноваций Гнездо
   ГЛАВНАЯ  |  ИСТОРИЯ  |  НОВЫЕ РАЗРАБОТКИ  |  ПАТЕНТЫ  |  PATENTS  |  ВОИР  |  КОНТАКТЫ   

Активный электромагнитный звукосниматель

Автор: Тышкевич Е.В. (Патент RU 2368960)

Активный звукосниматель может быть использован в различных конструкциях электромузыкальных инструментов, преобразующих механические колебания струн в электрические сигналы, в частности для установки на электрогитарах, электроскрипках, электророялях и т.д.

Основными недостатками известных гитарных конструкций активных электромагнитных звукоснимателей являются высокое внутреннее сопротивление и высокая собственная емкость электромагнитного датчика, поскольку катушки индуктивности обладают значительными габаритами или имеют сильно вытянутую форму, охватывающую все струны гитары. Снизить внутреннее сопротивление датчика (адаптера) можно путем увеличения диаметра намоточного провода или уменьшения числа витков катушек, что приведет к еще большему увеличению габаритов или уменьшению ЭДС, вырабатываемой адаптером.

Другим недостатком является низкая скорость нарастания напряжения полезного сигнала. Скорость намагничивания и перемагничивания массивных полюсных наконечников (сердечников), изготовленных из магнитомягкого железа, на которых намотаны катушки индуктивности, существенно сказывается на динамике возникающего в катушке переменного напряжения. То есть влияние массивного сердечника начинает проявляться уже на частотах 1500…2000Гц, при этом возникают динамические и частотно-фазовые искажения полезного сигнала.

Конструкция активного электромагнитного звукоснимателя.

Конструкция активного электромагнитного звукоснимателя для шестиструнной гитары, в значительной степени лишенного вышеперечисленных недостатков, и схема подключения адаптера к электронному аналоговому сумматору представлены на рисунке.

Электромагнитный звукосниматель состоит из первого плоского магнитомягкого сердечника 1 (магнитопровода) прямоугольной формы, второго плоского, прямоугольного магнитомягкого сердечника 3, цилиндрических постоянных магнитов 4, катушек индуктивности 2 и электронного аналогового сумматора 6. Сердечники 1, 3, постоянные магниты 4 и катушки индуктивности 2 непосредственно образуют адаптер 5.

Описание работы активного электромагнитного звукоснимателя.

Сердечник 1 закреплен перпендикулярно на сердечнике 3 вдоль оси симметрии, по краям которого с обеих сторон от магнитопровода 1 на одинаковом от него расстоянии установлены постоянные магниты 4 перпендикулярно плоскости сердечника 3. Магниты 4 располагаются одним полюсом к магнитопроводу 3, другим наружу. Расстояние между осевыми центрами соседних магнитов 4 вдоль сердечника 3 соответствует расстоянию между центрами струн музыкального инструмента. Высота каждого магнита 4 равна высоте магнитопровода 1 и может принимать значения от 5мм до 20мм. Толщина плоских сердечников 1, 3 составляет 1,2…3,5мм. На каждом магните 4 установлена катушка индуктивности 2, намотанная медным изолированным проводом диаметром 0,047…0,15мм.

Адаптер 5 располагается в непосредственной близости от струн (на рисунке не показано) музыкального инструмента, выполненных из ферромагнитного материала. Магнитный поток (показан стрелками), создаваемый отдельным постоянным магнитом 4, проходит через сердечники 1, 3 и замыкается в воздушном промежутке между полюсом магнита 4 и магнитопроводом 1 в зоне расположения струны. Каждая струна пересекает магнитные поля двух магнитов 4, расположенных с обеих сторон от сердечника 1, в средней их части. Если струнам, находящимся в магнитном поле, придать колебательные движения, то в каждой из катушек 2 возникнет переменное напряжение звуковой частоты. Полученные напряжения поступают на входы электронного аналогового сумматора 6, на выходе которого формируется полезный сигнал. Аналоговый сумматор 6 обеспечивает полную электрическую развязку и оптимальное согласование нагрузочных характеристик катушек 2. Такой режим предотвращает взаимовлияние индуктивных датчиков, минимизируя нелинейные искажения на выходе устройства.

Катушки 2 от каждой струны могут подключаться индивидуально к отдельному входу сумматора 6, или попарно, используя последовательную схему. На рисунке показана схема подключения адаптера 5 для шестиструнной гитары к электронному аналоговому сумматору 6, в которой применяется последовательное соединение катушек 2. Приведенная схема имеет низкий уровень шумов и защищена от внешних наводок.

Предлагаемая конструкция позволяет значительно уменьшить длину средней силовой линии магнитного потока в воздушном промежутке между полюсом магнита 4 и магнитопроводом 1, там, где происходят механические колебания струны, поскольку зазор между магнитом 4 и сердечником 1 ограничивается только толщиной намотки катушки 2. Это позволяет расширить частотный диапазон датчика и, одновременно, увеличить напряжение выходного сигнала.

Следует отметить, что порядок расположения полюсов постоянных магнитов 4 относительно магнитопроводов 1 и 2 функционально не имеет принципиального значения, но существенно влияет на амплитудно-частотную характеристику активного звукоснимателя.

Особенности активного электромагнитного звукоснимателя.

К достоинствам предлагаемого устройства следует отнести высокую развязку магнитных потоков, пронизывающих витки катушек индуктивности 2. Каждая катушка 2 работает в поле собственного постоянного магнита 4, на котором она установлена, поскольку сердечник 1 экранирует магнитные потоки противостоящих индуктивностей 2.

Электромагнитный звукосниматель обладает расширенным частотным диапазоном передачи полезного звукового сигнала, прост в изготовлении, имеет высокую стабильность, низкий уровень шумов и широкий диапазон использования.

на Главную
 
mailto: info@kosmin.ru