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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Elektroakustik. Insbesondere betrifft sie ein elektrisches Gerät zur Unterstützung des Erlernens und des Übens des Vibratos bei Gesang, Blas- oder Streichinstrumenten, sowie ein Verfahren, bei dem ein derartiges Gerät zur Anwendung kommt.
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HINTERGRUND UND STAND DER TECHNIK
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In der Musik wird als Vibrato eine geringfügige periodische Veränderung des Klanges bezeichnet, das meist ohne besondere Kennzeichnung in der Partitur als Effekt zur lebendigen Tongestaltung eingesetzt wird. Dabei werden in erster Linie periodische Veränderungen der Tonhöhe, aber auch Veränderungen der Lautstärke oder der Klangfarbe unter dem gemeinsamen Begriff „Vibrato“ zusammengefasst.
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Beim Gesang oder bei Blasinstrumenten kann das Vibrato nicht durch Bewegung der willentlich steuerbaren Muskulatur erzeugt werden, sondern es entsteht oftmals unwillkürlich als eine Art Tremor sich antagonisierender Muskelgruppen. Bei der Musiker-Ausbildung ist daher die Ansicht weit verbreitet, dass ein gutes Vibrato „von innen heraus“ kommen müsse. Bei der Erlernung des Vibratos bei Streichinstrumenten erscheint die Ausgangslage günstiger, da die der Erzeugung des Vibratos zugrundeliegende Bewegung, nämlich eine Art Schüttelbewegung der Saiten-Hand und eines Teils des Armes bei aufgesetztem Finger, sich im Sichtbaren abspielt und somit einfacher zu begreifen ist. Gleichwohl ist es unter Geigen- und Cellopädagogen anerkannt, dass ein erstrebenswertes Vibrato nicht als bloßes physisches Bewegungsmuster erlernt werden sollte, sondern über ein Klangideal gesteuert ist, also in Erwartung eines bestimmten Klanges von selbst, mithin ebenfalls „von innen“ kommen soll.
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Grundsätzlich kann man sagen, dass das Musiker-Vibrato sich anders als viele andere Techniken des Musizierens durch klassische Lernmethoden nicht wirklich beibringen lässt, sondern vom Musiker in gewisser Weise „entdeckt“ werden muss. Für viele Musikschüler ist dies eine unbefriedigende und frustrierende Situation, der mit Fleiß und Engagement allein oft nicht beizukommen ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, technische Mittel bereitzustellen, welche das Erlernen und Üben des Vibratos beim Gesang, bei Blas- und Streichinstrumenten unterstützen. Diese Aufgabe wird durch das Gerät nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 16 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Das Gerät der Erfindung umfasst ein Mikrofon oder einen Eingang für ein Mikrofon, um die von dem Musiker gesungenen oder gespielten Töne als akustisches Eingangssignal zu erfassen und in ein elektrisches Eingangssignal umzuwandeln. Ferner umfasst es eine elektrische Signalverarbeitungseinrichtung, die dazu geeignet ist, das elektrische Eingangssignal zu einem elektrischen Ausgangssignal zu verarbeiten. Schließlich umfasst das Gerät einen Kopfhörer oder einen Ausgang für einen Kopfhörer zum Umwandeln des elektrischen Ausgangssignals in ein akustisches Ausgangssignal, wobei die elektrische Signalverarbeitungseinrichtung dazu geeignet ist, die Signalverarbeitung so durchzuführen, dass das akustische Ausgangssignal im Wesentlichen einer periodisch modulierten Echtzeitkopie des akustischen Eingangssignals entspricht.
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Der Nutzer dieses Gerätes hört also gleichzeitig sowohl den Ton, den er selbst erzeugt, als auch eine Kopie des Tones, die jedoch mit einer periodischen Modulation versehen ist. Als besonders nützlich hat sich dabei eine Modulation in der Amplitude des akustischen Ausgangssignals erwiesen. Diese akustische Modulation kann dabei insbesondere einer Modulation entsprechen, die in der Musik als „Tremolo“ bekannt ist.
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Es hat sich gezeigt, dass das Zuspielen des vom Musiker selbst erzeugten Tones mit einer solchen Modulation, insbesondere einem künstlichen Tremolo, geeignet ist, das Entstehen des Vibratos „von innen heraus“ psycho-akustisch zu stimulieren. Versuche haben gezeigt, dass mit Hilfe dieses Gerätes Schülern das Erzeugen des Vibratos wesentlich erleichtert wird. Auch nach der Übungsphase mit dem Gerät der Erfindung als Hilfsmittel bleibt diese Fähigkeit erhalten und kann bei entsprechendem Training dauerhaft erlernt werden. Selbst für ausgebildete Profimusiker können Intensität, Regelmäßigkeit und Geschwindigkeit des Vibratos entscheidend verbessert werden.
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Wesentlich für den Effekt der Erfindung ist, dass das akustische Ausgangssignal „in Echtzeit“ bearbeitet wird. Vorzugsweise beträgt der zeitliche Versatz zwischen dem akustischen Eingangssignal und dem akustischen Ausgangssignal weniger als 20 ms, besonders vorzugsweise weniger als 5 ms. In den bevorzugten konkreten Ausführungsformen liegt er sogar unter 1 ms.
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Wie eingangs erwähnt, handelt es sich bei der genannten Modulation vorzugsweise um eine Amplitudenmodulation des akustischen Ausgangssignals. Diese Amplitudenmodulation kann in einer Ausführungsform auf das ganze Klangspektrum gleichermaßen angewendet werden. Es ist aber auch möglich, nur Teile des Klangspektrums, d. h. lediglich bestimmte Wellenlängenbereiche des akustischen Eingangssignals zu modulieren.
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Obwohl die Amplitudenmodulation gegenwärtig die besten Resultate erbringt, sind auch andere Arten der periodischen Modulation des akustischen Eingangssignals möglich. Insbesondere ist eine Frequenzmodulation bzw. Tonhöhenmodulation, die einem echten Vibrato nahekommt, denkbar, allerdings hat sie in Versuchen des Erfinders bislang weniger gute Resultate bewirkt als die Amplitudenmodulation, die sich zudem technisch leichter realisieren lässt.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung beträgt die Amplitude der Amplitudenmodulation zwischen 2% und 100%, vorzugsweise zwischen 40% und 99% des elektrischen Ausgangssignals. In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Amplitude zumindest in einem dieser Bereiche oder einem Teil eines dieser Bereiche durch den Nutzer über Eingabemittel einstellbar.
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Die Frequenz der Modulation liegt vorzugsweise zwischen 4,0 und 9,9 Hz, besonders vorzugsweise zwischen 5,0 und 8,0 Hz. Vorzugsweise ist die Frequenz der Modulation in einem dieser Bereiche oder in einem Teilbereich eines dieser Bereiche durch den Nutzer über Eingabemittel einstellbar.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung hat das Gerät eine Anzeige, insbesondere eine LCD-Anzeige zum Anzeigen der Ausgewählten Amplitude und/oder Frequenz der Modulation.
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Vorzugsweise umfasst das Gerät Eingabemittel zum Einstellen der Lautstärke des akustischen Ausgangssignals. In diesem Fall handelt es sich um die Lautstärke des Signals als Ganzes, nicht um die Amplitude der Modulation des Signals. Auf diese Weise kann der Nutzer die Lautstärke der modulierten Echtzeitkopie der von ihm erzeugten Töne auf eine für den Nutzer angenehme und den Lerneffekt fördernde Lautstärke einstellen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform hat das Gerät eine Memory-Funktion, gemäß der die beim Ausschalten des Geräts gültige Einstellung bezüglich der Modulationsfrequenz und/oder der Modulationsamplitude und/oder der Lautstärke des akustischen Ausgangssignals gespeichert wird und beim erneuten Einschalten verfügbar ist bzw. sind. In Versuchen hat sich gezeigt, dass die für den Nutzer günstigste Einstellung bezüglich der Modulationsfrequenz, der Modulationsamplitude und/oder der Lautstärke von dem erwünschten Klangideal und möglicherweise individuellen Eigenschaften des Musikers abhängen, sodass die optimalen Einstellungen typischerweise durch Probieren herausgefunden werden. Vor diesem Hintergrund erweist es sich als besonders günstig, wenn diese Einstellungen nach Beendigung des Übens, d. h. beim Abschalten des Gerätes, gespeichert werden und der Nutzer dann beim nächsten Üben mit denselben Einstellungen fortfahren kann.
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Vorzugsweise ist der Kopfhörer ein offener Kopfhörer, der dem Nutzer eine gleichzeitige Wahrnehmung des akustischen Eingangs- und Ausgangssignals gestattet. Vorzugsweise umfasst das Gerät einen zweiten Kopfhörer oder einen zweiten Ausgang für einen Kopfhörer, den beispielsweise der Lehrer verwenden kann.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die elektrische Signalverarbeitungseinrichtung einen A/D-Wandler und einen digitalen Prozessor. Durch Verwendung eines digitalen Prozessors lässt sich die genannte elektrische Signalverarbeitung flexibel durch Programmierung desselben vorgeben. Alternativ ist es aber auch möglich, die elektrische Signalverarbeitung durch eine analoge Schaltung zu bewirken.
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Vorzugsweise ist das Gerät batteriebetrieben. Dadurch lässt es sich einfach, unkompliziert und ortsungebunden beim Üben verwenden.
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Vorzugsweise ist das Gerät tragbar ausgebildet. Vorzugsweise weist es dabei eines der folgenden Merkmale auf:
- – Das Gewicht des Gerätes beträgt, ohne Mikrofon, Kopfhörer und zugehörige Kabel weniger als 500 g, vorzugsweise weniger als 250 g,
- – die Abmessungen des Geräts ohne Mikrofon, Kopfhörer und zugehörige Kabel sind geringer als 20 × 10 × 5 cm3, vorzugsweise geringer als 12 × 8 × 3,5 cm3,
- – die Signalverarbeitungseinrichtung ist in einem Gehäuse untergebracht, das mit Mitteln zur Befestigung am Körper oder der Kleidung, insbesondere einer Klammer zum Befestigen an einem Gürtel oder einer Schlaufe zum Umhängen um den Hals, ausgestattet ist.
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Die vorstehenden Merkmale gestatten eine einfache, unkomplizierte und mühelose Handhabung, die das Üben in keinen praktischen Belangen erschwert.
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Vorzugsweise werden das Mikrofon und der Kopfhörer durch ein Headset gebildet. Derartige Headsets sind als Massenprodukte in vergleichsweise guter Qualität zu günstigen Kosten erhältlich. Die Anordnung des Mikrofons eines Headsets in der Nähe des Mundes spielt – außer bei der Verwendung für Gesang – an sich keine Rolle und legt die Wahl eines Headsets insofern nicht nahe. Für die Zwecke der Erfindung ist ein derartiges Headset jedoch deshalb besonders geeignet, als das Mikrofon in der Nähe der Ohren des Nutzers angeordnet ist, sodass das akustische Eingangssignal so, wie es vom Mikrofon erfasst wird, dem akustischen Eingangssignal im Bereich der Ohren sehr nahe kommt.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum elektronischen Erlernen und Üben des Vibratos beim Gesang, bei Blas- oder Streichinstrumenten mit den folgenden Schritten:
- – Erfassen eines aktuell vom Musiker gespielten oder gesungenen Tons als akustisches Eingangssignal mit einem Mikrofon, und Umwandeln desselben in ein elektrisches Eingangssignal,
- – Verarbeiten des elektrischen Eingangssignal in einer elektrischen Signalverarbeitungseinrichtung in ein elektrisches Ausgangssignal,
- – Ausgeben des elektrischen Ausgangssignals an einen Kopfhörer, in dem das elektrische Ausgangssignal in ein akustisches Ausgangssignal umgewandelt wird,
wobei die elektrische Signalverarbeitungseinrichtung die Signalverarbeitung so durchführt, dass das akustische Ausgangssignal im Wesentlichen einer periodisch modulierten Echtzeitkopie des akustischen Eingangssignals entspricht,
und wobei der Kopfhörer ein gleichzeitiges Hören des akustischen Eingangssignals und des akustischen Ausgangssignal gestattet.
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Im Rahmen des Verfahrens kann ein Gerät nach einer der vorstehend genannten Ausführungsformen zum Einsatz kommen.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 zeigt eine schematische Ansicht einer Draufsicht auf das Gerät nach einer Weiterbildung der Erfindung, und
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2 zeigt einen Schaltplan des Gerätes von 1.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden auf die in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele Bezug genommen, die anhand spezifischer Terminologie beschrieben sind. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass der Schutzumfang der Erfindung dadurch nicht eingeschränkt werden soll, da derartige Veränderungen und weitere Modifizierungen an der gezeigten Vorrichtung und dem Verfahren sowie derartige weitere Anwendungen der Erfindung, wie sie darin aufgezeigt sind, als übliches derzeitiges oder künftiges Fachwissen eines zuständigen Fachmanns angesehen werden.
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1 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein elektrisches Gerät 10 zur Unterstützung des Erlernens und Übens des Vibratos beim Gesang, bei Blas- oder Streichinstrumenten nach einer Weiterbildung der Erfindung. Das Gerät 10 ist in einem handlichen Gehäuse 12 untergebracht, dessen Abmessungen geringer als 12 × 8 × 3,5 cm3 sind.
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Das Gerät 10 umfasst einen Eingang 14 für ein Mikrofon, das in der gezeigten Ausführungsform durch eine 3,5 mm-Klinkenbuchse gebildet ist. Der Eingang 14 ist wie sämtliche elektronischen Komponenten in der folgenden Beschreibung unter gleichem Bezugszeichen auch im Schaltplan von 2 gezeigt. Das Gerät 10 umfasst ferner zwei Ausgänge 16a, 16b für jeweils einen Kopfhörer, die in der Ausführungsform von 1 ebenfalls durch eine 3,5 mm-Klinkenbuchsen gebildet sind.
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Das Gerät 10 umfasst ferner eine LCD-Anzeige 18, die in der Ausführungsform von 1 in zwei Teilbereiche 18a und 18b unterteilt ist.
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Wie 1 zu entnehmen ist, zeigt der Teilbereich 18a die aktuelle Frequenz einer Amplitudenmodulation einer periodisch modulierten Echtzeitkopie des oben beschriebenen akustischen Eingangssignals. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel von 1 beträgt diese Frequenz 5,6 Hz, was einem für die Zwecke der Erfindung typischen, gut geeigneten Wert entspricht. Durch Betätigung von Plus-/Minus-Eingabetasten 20, 22 kann die Frequenz der Modulation in einem Bereich von 4,0 bis 9,9 Hz variiert werden.
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In Abschnitt 18b der LCD-Anzeige 18 wird die Amplitude oder „Tiefe“ der Amplitudenmodulation in Prozent angegeben. In der in 1 gezeigten Ausführungsform ist diese Amplitude bzw. Tiefe aktuell auf 69% festgelegt, was bedeutet, dass die Amplitude eines an den Ausgang 16a und 16b ausgegebenen elektrischen Ausgangssignals um 69% der Amplitude des nicht-stimulierten Signals moduliert wird. Der Wert der Amplitude bzw. Tiefe der Amplitudenmodulation kann mit Hilfe von Plus-/Minus-Tasten 24, 26 zwischen 0 und 99% eingestellt werden. Die Eingabetasten 20, 22, 24 und 26 sind funktional mit Schaltern 28a–d im Schaltplan von 2 gekoppelt.
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Das Gerät 10 von 1 enthält einen Mikrocontroller 30, der lediglich in 2 dargestellt ist. Wie in 2 schematisch gezeigt ist, umfasst der Mikrocontroller 30 eine CPU 32. In der gezeigten Ausführungsform hat die CPU 32 eine 8-Bit-Harvard-Architektur mit getrennten Bussen (nicht gezeigt) zu einem Flash-ROM 34 und einem RAM 36. Der Mikrocontroller 30 umfasst ferner ein EEPROM 38. Der Mikrocontroller 30 wird durch eine 9V-Batterie 40 betrieben, die gleichfalls in 2 gezeigt ist.
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Schließlich umfasst das Gerät 10 einen Ein-/Ausschalter 42, mit dem das Gerät 10 als Ganzes ein- bzw. ausgeschaltet werden kann. Beim Ausschalten des Geräts 10 über den Ein-/Ausschalter 42 werden die letzten Einstellungen bezüglich Frequenz und Tiefe der Amplitudenmodulation gespeichert und sind beim erneuten Einschalten wieder aktiv. Dies erleichtert es dem Nutzer, mit denselben Einstellungen wie bei der letzten Nutzung mit dem Üben fortzufahren. Der Nutzer kann bevorzugte Werte auch willentlich speichern, indem er zwei Plus-/Minus-Tasten 20/22 bzw. 24/26 eines Paares gleichzeitig drückt.
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Weitere Einzelheiten des Schaltplans von 2 erschließen sich dem Fachmann ohne weitere Erläuterungen.
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Auf der rückwärtigen Seite des Gehäuses 12 befindet sich eine Klammer (in den Figuren nicht gezeigt) zur Befestigung des Gehäuses 12 an einem Gürtel sowie ein Batteriefach (nicht gezeigt) für die 9V-Batterie 40.
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Im Folgenden wird die Funktionsweise des Gerätes 10 beschrieben. Bei Inbetriebnahme schaltet der Nutzer das Gerät 10 über den Ein-/Ausschalter 42 ein. Beim Einschalten werden die zuletzt gewählten oder gespeicherten Einstellungen bezüglich der Frequenz und der Amplitude bzw. Tiefe der Amplitudenmodulation aktiviert und in den Abschnitten 18a bzw. 18b der LCD-Anzeige 18 angezeigt. Der Nutzer schließt ein Mikrofon (nicht gezeigt) an dem Eingang 14 und einen Kopfhörer (nicht gezeigt) an einem der Ausgänge 16a, 16b an. Gegebenenfalls kann ein zweiter Kopfhörer an dem anderen der Ausgänge 16a, 16b angeschlossen werden, der beispielsweise von dem Lehrer des Nutzers verwendet wird.
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Der Nutzer spielt oder singt Töne, die mit dem Mikrofon (nicht gezeigt) als akustisches Eingangssignal erfasst und in ein elektrisches Eingangssignal umgewandelt werden, welches über den Eingang 14 in das Gerät 10 eingegeben wird. Der Mikrocontroller 30 und die weiteren elektronischen Komponenten in 2 verarbeiten das elektrische Eingangssignal in ein elektrisches Ausgangssignal, welches über die Ausgänge 16a, 16b ausgegeben und in einem daran angeschlossenen Kopfhörer (nicht gezeigt) in ein akustisches Ausgangssignal umgewandelt wird. Die elektrisches Signalverarbeitung durch den Mikrocontroller 30 und die weiteren elektronischen Komponenten wird dabei so durchgeführt, dass das akustische Ausgangssignal im Wesentlichen einer periodisch modulierten Echtzeitkopie des akustischen Eingangssignals entspricht, wobei die Frequenz der Modulation den in Abschnitt 18a der LCD-Anzeige 18 angezeigten und über die Tasten 20, 22 einstellbaren Frequenz entspricht, und wobei die Amplitude bzw. Tiefe der Amplitudenmodulation dem in Abschnitt 18b der LCD-Anzeige 18 angezeigten und über die Tasten 24, 26 einstellbaren prozentualen Wert entspricht.
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Der Nutzer hört also gleichzeitig das „echte“ akustische Eingangssignal als auch die modulierte Echtzeitkopie davon. Die künstliche Modulation in dieser Echtzeitkopie stellt einen psychoakustischen Reiz dar, der die Erzeugung eines Vibratos durch den Nutzer fördert. Der an einem der Ausgänge 16a, 16b angeschlossene Kopfhörer ist dabei ein offener Kopfhörer, der das Hören des aktuell vom Musiker gespielten oder gesungenen Tons gestattet.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Gerät
- 12
- Gehäuse
- 14
- Eingang für ein Mikrofon
- 16a, 16b
- Ausgänge für jeweils einen Kopfhörer
- 18
- LCD-Anzeige
- 18a, 18b
- Abschnitte der LCD-Anzeige 18
- 20, 22, 24, 26
- Eingabetasten
- 28a–d
- Schalter
- 30
- Mikrocontroller
- 32
- CPU
- 34
- Flash-ROM
- 36
- RAM 36
- 38
- EEPROM
- 40
- 9V-Batterie
- 42
- Ein-/Ausschalter
