DE10392940T5 - Saiteninstrument mit eingebauter DSP-Modellierung - Google Patents

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Abstract

Ein Saiteninstrument mit eingebauten digitalen Signalverarbeitungs(DSP)-Modellierfähigkeiten, wobei das Saiteninstrument einen Korpus und wenigstens eine Saite hat, das Saiteninstrument aufweisend:
eine Aufnahme, mit der eine Saite gekoppelt ist, wobei die Aufnahme zum Detektieren eines Schwingungssignals der Saite dient;
einen Analog/Digital-Wandler zum Umsetzen des detektierten Schwingungssignals der Saite in ein digitales Saiten-Schwingungssignal; und
einen digitalen Signalprozessor, der innerhalb des Korpus des Saiteninstruments angeordnet ist und das digitale Saiten-Schwingungssignal zum Emulieren eines entsprechenden Saitentons eines von einer Mehrzahl von Saiteninstrumenten zu emulieren und ein emuliertes digitales Tonsignal zu erzeugen.

Description

  • Hintergrund
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf Saiten-Musikinstrumente. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Saiten-Musikinstrument mit eingebauter Digitalsignalverarbeitungs(DSP)-Modellierfähigkeit.
  • 2. Beschreibung des einschlägigen Standes der Technik
  • Saiteninstrumente verwenden schwingende Saiten zum Erzeugen von Tönen und daher Musik, da Musiknoten nur besondere Töne sind. Insbesondere ist ein Ton oder eine Note ein Klang, der sich bei einer speziellen Frequenz wiederholt. Weltweit haben verschiedene Kulturen eine Vielzahl unterschiedlicher Saiteninstrumente geschaffen, wie: Gitarren, Mandolinen, Banjos, Bässe, Violinen, Sitars, Ukulelen, usw., um Musik zu erzeugen. Mit dem Aufkommen der Elektronik wurden viele dieser Saiteninstrumente elektrifiziert, um in Verbindung mit einem Verstärker und einem Lautsprecher zu arbeiten. Eines der am weitesten verbreiteten heutigen Saiteninstrumente ist die Gitarre – sowohl in elektrischen als auch akustischen Ausführungsformen. Die Gitarre wird heutzutage als eines der populärsten Musikinstrumente verwendet, und sie umfaßt einen weiten Bereich von musikalischen Stilrichtungen – z.B. Rock-, Country-, Jazz-, Volksmusik usw.
  • Wie oben gesagt, erzeugt die schwingende Saite eines Saiteninstruments einen Musikton oder eine Note, der oder die eine Funktion ist von: der Länge der Saite; der Stärke der Spannung auf der Saite; des Gewichts der Saite; der Form und Dicke des Korpus des Saiteninstruments usw. Generell weist ein Musikinstrument, und insbesondere die Gitarre, einen Korpus mit einer Brücke auf, an der jede der Saiten befestigt ist, einen Hals mit Bünden und einer Nuß oder einem "Null"-Bund und einem Kopf mit Stimmwirbeln, an denen jeweils die Saiten ebenfalls angebracht sind. Die Länge der Saite ist der Abstand zwischen der Brücke und der Nuß oder dem "Null"-Bund. Die Spannungsstärke der Saite wird bestimmt durch die Drehstellung des Stimmwirbels, der die Saite spannt und lockert (d.h. Spannung aufbringt), um die Saite auf einen bestimmten Ton oder eine bestimmte Note abzustimmen. Wenn ein Musiker beim Spielen eines Saiteninstruments eine Saite an einem Bund niederdrückt, wird die Länge der Saite geändert, und daher ändert sich deren Frequenz entsprechend. Die Bünde sind so beabstandet, daß die geeigneten Frequenzen erzeugt werden, wenn eine Saite an einem vorgegebenen Bund gehalten wird (und daher die richtige Note erzeugt wird). Zu beachten ist jedoch, daß nicht alle Saiteninstrumente mit Bünden versehen sind.
  • Betrachtet man elektrische Saiteninstrumente und benutzt man eine elektrische Gitarre als spezielles Beispiel, so tastet eine elektrische Gitarre bei der Tonerzeugung die Schwingung einer Saite elektronisch ab und erzeugt ein zugehöriges elektrisches Signal und leitet dann das zugehörige elektrische Signal an einen Verstärker. Das Abtasten erfolgt generell durch Verwendung elektromagnetischer Tonaufnehmer, die unter jeder der Saiten der Gitarre in dem Gitarrenkorpus und -hals an unterschiedlichen Stellen angebracht sind. Diese elektromagnetischen Tonaufnehmer bestehen in typischer Ausführung aus einem Stabmagneten, der mit einer Spule aus tausenden von Windungen feinen Drahts umwickelt ist. Die schwingenden Stahlsaiten der elektrischen Gitarre erzeugen eine entsprechende Schwingung in dem Magnetfeld der elektromagnetischen Aufnahme und daher einen Strom in der Spule. Dieser Strom stellt den Saitenton an der Stelle der Tonaufnahme dar und kann an einen Verstärker geleitet werden. Viele elektrische Gitarren haben zwei oder drei verschiedene magnetische Aufnahmen, die an unterschiedlichen Punkten des Korpus und Halses angeordnet sind. Jede magnetische Aufnahme hat einen anderen Ton, und Mehrfachaufnahmen können in Paaren angeordnet sein, entweder in Phase oder außer Phase, um zusätzliche Variationen zu erzeugen. Da her sind die elektromagnetischen Aufnahme-Orte für spezielle Typen von elektrischen Gitarren ein Hauptfaktor bei der Festlegung des der speziellen elektrischen Gitarre zugeordneten "Tons" zusammen mit anderen Faktoren. Z.B. sind klassische "Sounds" verschiedenen Arten von elektrischen GIPSON- und FENDER-Marken Gitarren sowie anderen Gitarren zugeordnet.
  • Um ein diverses Feld von bekannten oder klassischen Arten von Gitarrentönen zu erhalten, muß ein Gitarrist traditionell verschiedene unterschiedliche Gitarren verwenden. Es wurden verschiedene Versuche gemacht, um einem Gitarristen die Möglichkeit zu geben, viele verschiedene Gitarrentöne unter Verwendung nur einer Gitarre zu gewinnen; diese Versuche erfordern jedoch generell eine Modifikation der Gitarre, eine nicht standarisierte Gitarrenbesaitung und extra Ausrüstungen. Beispielsweise wurden frühere Versuche unternommen, um die verschiedenen Sounds bzw. Klänge von unterschiedlichen Gitarren durch Zuordnung einer multiphonen Aufnahme an einer elektrischen Standardgitarre zu emulieren, welche Saiten-Schwingungssignale an eine separate außenliegende Verarbeitungseinheit liefert, welche digitale Signalverarbeitungs(DSP)-Techniken benutzt. Die außenliegende Einheit führt die DSP-Algorithmen an dem Saiten-Schwingungssignal aus, um den Klang einer besonderen bekannten Gitarre zu simulieren. Bedauerlicherweise erfordert dies eine Modifikation der elektrischen Standardgitarre, die Verwendung von Nicht-Standard-Gitarrenkabeln und die Verwendung einer getrennten Verarbeitungseinheit außerhalb der Gitarre zwischen der Gitarre und dem Verstärkungssystem.
  • Außerdem sind frühere DSP-Techniken, die zum Emulieren der Orte der elektromagnetischen Aufnahmen entlang der Saite für die zu emulierende gewünschte elektrische Gitarre verwendet werden, unzureichend. Dies liegt daran, daß solche DSP-Algorithmen nur die elektromagnetischen Aufnahmen in einer Dimension, in der horizontalen "x"-Achse entlang der Saitenlänge unter Verwendung vereinfachter Modelltechniken emulieren. Außerdem ignorieren die vereinfachten bisher verwendeten Algorithmen vollständig eine kritischen Aspekt des von einer elektromagnetischen Aufnahme erzeugten Tons, der aus dem Abstand von der Saite in der Vertikal- oder "y"-Achse besteht, der als "Aufnahmehöhe" bezeichnet wird. Daher sind frühere Modellierungsmethoden unzureichend, um den Gesamtklang der Gitarre in Abhängigkeit von einem Saiten-Schwingungssignal klanggetreu zu simulieren, und sie können daher den Klang der gewünschten klassischen elektrischen Gitarre oder eines dabei zu emulierenden elektrischen Saiteninstruments nicht klanggetreu emulieren.
  • Kurzfassung der Erfindung
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung beziehen sich auf ein Saiteninstrument mit eingebauten Digitalsignalverarbeitungs(DSP)-Modellierfähigkeiten. Bei einem Ausführungsbeispiel hat das Saiteninstrument einen Korpus und mehrere Saiten. Jede der Mehrzahl von Saiten ist mit einer Aufnahme eines polyphonen Steg- oder Brückenaufnehmers gekoppelt. Der polyphone Stegaufnehmer dient zur Feststellung eines Schwingungssignals für jede Seite (z.B. wenn eine Saite von einem Musiker gespielt wird). Ein Analog/Digitalwandler setzt das festgestellte Schwingungssignal einer Saite in ein digitales Saiten-Schwingungssignal um. Ferner ist ein digitaler Signalprozessor innerhalb des Korpus des Saiteninstruments angeordnet, um das digitale Saiten-Schwingungssignal zu verarbeiten. Insbesondere dient der digitale Signalprozessor zum Verarbeiten des digitalen Saiten-Schwingungssignals derart, daß der entsprechende Saiten-Ton eines oder mehrerer wählbarer Saiteninstrumente emuliert werden kann. Dieses emulierte digitale Tonsignal kann dann in analoge Form umgesetzt werden, um ein emuliertes analoges Tonsignal für die Ausgabe an eine Verstärkereinrichtung zu erzeugen. Bei eine Ausführungsbeispiel kann ein gewünschtes Saiteninstrument von einem Benutzer aus einer Vielzahl unterschiedlicher Arten von Saiteninstrumenten ausgewählt werden, welches dann emuliert werden kann. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird außerdem ein Aspekt der Emulation des entsprechenden Saitentons des ausgewählten Saiteninstruments unter Verwendung eines finiten Impulsantwort (FIR)-Filters erreicht.
  • Bei einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung ist ein Benutzerinterface am Korpus des Saiteninstruments angeordnet, um einem Benutzer die Auswahl eines aus einer Vielzahl ausgewählter Saiteninstrumente zu ermöglichen, die emuliert werden können. Ein Steuerprozessor kann mit dem Benutzerinterface gekoppelt werden, um Modellierkoeffizienten aus einem Speicher an den digitalen Signalprozessor für das spezielle, vom Benutzer ausgewählte Saiteninstrument zu liefern. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung können ferner mehrere unterschiedliche Arten von Gitarren vom Benutzer selektiert werden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung ermöglichen ferner das Emulieren der Aufnahmehöhe eines elektromagnetischen Aufnehmers (z.B. entlang der vertikalen oder "y"-Achse) für die entsprechende Saite einer emulierten elektrischen Gitarre sowie das Emulieren der Aufnahmeanordnung oder Aufnahmelage (Abstand vom Steg) entlang der "x"-Achse der entsprechenden Saite einer emulierten elektrischen Gitarre. Auf diese Weise wird der gesamte Klang der elektrischen Gitarre in Abhängigkeit von einem Saiten-Schwingungssignal entlang sowohl der "x"- als auch "y"-Achse emuliert, und daher kann der Klang oder Sound einer ausgewählten elektrischen Gitarre tongetreu emuliert werden. Es ist jedoch zu beachten, daß die "x"- und "y"-Achsen-Berechnungen für jede Art von elektrischen Saiteninstrumenten bestimmt werden können, um den Saiteninstrumententon genauer zu emulieren. Da außerdem der digitale Signalprozessor innerhalb des Saiteninstruments, z.B. einer Gitarre, eingebaut ist, ist eine Sondereinrichtung, wie separate Verarbeitungseinheiten für die DSP-Verarbeitung zwischen der Gitarre und dem Verstärker nicht notwendig, und außerdem kann ein standardisiertes Gitarrenkabel Verwendung finden. Die Ausführungsbeispiele der Erfindung stellen daher eine einfachere und genauere Lösung für die Emulation von Saiteninstrumenten im Vergleich zu herkömmlichen Ausführungen zur Verfügung.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Erfindung deutlich, in der:
  • 1 eine Frontansicht eines Saiteninstruments mit integrierten digitalen Signalverarbeitungs(DSP)-Modelliereigenschaften gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist.
  • 2 ist ein Blockschaltbild, das die funktionellen Blöcke des Saiteninstruments mit eingebauten digitalen Signalverarbeitungs(DSP)-Modellierfähigkeiten nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.
  • 3 ist ein Blockschaltbild, das mehrere emulierte Saiteninstrumente in solcher Kombination darstellt, daß sie gleichzeitig gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gespielt werden können.
  • 4 zeigt eine elektromagnetische Aufnahme in relativ entfernter Anordnung von einer Gitarrensaite (d.h. mit einer relativ großen Aufnahmehöhe) und die resultierende magnetische Apertur (Öffnung).
  • 5 zeigt eine elektromagnetische Aufnahme in relativ naher Anordnung (d.h. mit einer relativ kleinen Aufnahmehöhe) von einer Gitarrensaite und die resultierende magnetische Apertur.
  • 6 zeigt ein Verfahren zum digitalen Modellieren einer magnetischen Apertur einer Gitarrensaite einer speziellen Gitarre mit einer elektromagnetischen Aufnahme an einer speziellen Stelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 7 zeigt ein Diagramm mit einem Verfahren zum digitalen Modellieren magnetischer Aperturen für eine Gitarrensaite an einer speziellen Gitarre mit einer ersten elektromagnetischen Aufnahme (pickup) an einer ersten Stelle und einer zweiten elektromagnetischen Aufnahme an einer zweiten Stelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 8 zeigt ein Beispiel eines Blockdiagramms eines verallgemeinerten DSP-Algorithmus zum Emulieren der Gitarre, die zuvor modelliert worden ist, mit zwei elektromagnetischen Auf nahmen, die an speziellen x-(horizontalen)Orten und an besonderen y-(Aufnahmehöhe)Orten entlang der Saite der Gitarre (7) angeordnet sind, wobei die resultierenden magnetischen Aperturen mit FIR-Filtern nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung emuliert werden.
  • 9 zeigt eine nicht-lineare Verstärkungskurve für verschiedene Aufnahmehöhen in Bezug auf eine schwingende Saite gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 10a zeigt ein Beispiel des verzerrten Ausgangssignals einer schwingenden Saite (z.B. Ausgang in Volt) aufgrund nicht-linearer Verstärkung für eine erste, relativ geringe Aufnahmehöhe.
  • 10b zeigt das verzerrte Ausgangssignal einer schwingenden Saite (z.B. Ausgang in Volt) aufgrund nicht-linearer Verstärkung für eine zweite relativ grobe Aufnahmehöhe.
  • 11 zeigt ein Blockdiagramm eines DSP-Algorithmus, der zum Implementieren nicht-linearer Verstärkungsmodellierung einer Saite relativ zu einer elektromagnetischen Aufnahme bei vorgegebenen Aufnahmehöhen nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet werden kann.
  • 12 zeigt ein vollständiges zweidimensionales Beispiel eines verallgemeinerten Blockdiagramms eines DSP-Algorithmus zum Emulieren von zwei elektromagnetischen Aufnahmen (pickups), die angeordnet sind an speziellen x(horizontalen) Orten und an bestimmten y(Aufnahmehöhen) Versatzorten entlang der Saite einer Gitarre einer speziellen zu emulierenden Gitarre und ferner mit einer Implementierung einer nichtlinearen Verstärkungsmodellierung der Saite nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung
  • In der folgenden Beschreibung werden die verschiedenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im einzelnen beschrieben. Derartige Einzelheiten werden jedoch zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung und zur Beschreibung exemplarischer Ausführungsformen für die Implementierung der Erfindung angegeben. Diese Details sollen nicht zur Beschränkung der Erfindung auf die beschriebenen besonderen Ausführungsbeispiele dienen, da andere Abwandlungen und Ausführungen im Rahmen des Erfindungsgedanken möglich sind. Obwohl zahlreiche Einzelheiten angegeben sind, um das Verständnis für die vorliegende Erfindung zu erleichtern, ist es für den Fachmann klar, daß diese speziellen Einzelheiten nicht zur Realisierung der vorliegenden Erfindung erforderlich sind. In anderen Fällen sind Einzelheiten, wie bekannte Verfahren, Typen von Daten, Protokolle, Verfahren, Komponenten, Prozesse, Schnittstellen, elektrische Strukturen, Schaltungen usw. nicht im einzelnen beschrieben oder sind in Blockdiagrammform dargestellt, um die vorliegende Erfindung nicht mit unnötigen Einzelheiten zu belasten. Weitere Aspekte der Erfindung werden in Zuordnung zu speziellen Ausführungsbeispielen beschrieben, die in Hardware, Software, Firmware, Middleware oder in einer Kombination dieser Ausführungen implementiert werden können.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung beziehen sich auf ein Saiteninstrument mit eingebauten digitalen Signalverarbeitungs(DSP)-Modellierfähigkeiten. Im folgenden wird auf 1 Bezug genommen. 1 ist eine Frontansicht eines Saiteninstruments 100 mit eingebauten digitalen Signalverarbeitungs(DSP)-Modellierfähigkeiten gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Saiteninstrument 100 hat eine Korpus 102 und mehrere Saiten 106. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat das Saiteninstrument 100 sechs Saiten und ist eine Gitarre. Es ist jedoch klar, daß das Saiteninstrument 100 jede Art von Saiteninstrument (z.B. Mandoline, Banjo, Baß, Violine, Sitar, Ukulele usw.) sein kann.
  • Jede der Saiten ist jeweils mit einer Aufnahme (pickup) eines polyphonen Brückenaufnehmers 110 gekoppelt. Der polyphone Brückenaufnehmer 110 dient zur Bestimmung eines Schwingungssignals für jede Saite 106 (z.B. wenn eine Saite von einem Musiker gespielt oder angeschlagen wird). In dem gezeigten Beispiel ist der polyphone Steg 110 eine hexaphone Brücke zur Aufnahme der sechs Saiten 106. Die polyphone Brücke 110 kann eine piezoelektrische Art von Steg zum Bestimmen des Schwin gungssignals für jede Saite oder eine andere Art von geeignetem Sensor zur Feststellung des Schwingungssignals für jede Saite sein. Der Sensor braucht auch nicht in der Brücken- oder Steganordnung integriert zu sein. Eine polyphone magnetische oder optische Aufnahme, die nicht mit dem Steg verbunden ist, könnte auch verwendet werden. Außerdem kann bei anderen Ausführungsbeispielen der polyphone Aufnehmer beliebiger geeigneter Größe zur Aufnahme einer Anzahl von Saiten für das zu emulierende gewünschte Saiteninstrument sein.
  • Wie ausgeführt werden wird, wandelt ein Analog/Digital-Wandler das erfaßte Schwingungssignal einer Saite 106 aus dem polyphonen Steg 110 in ein digitales Saiten-Schwingungssignal um, welches zu einem digitalen Signalprozessor 120 zur Verarbeitung weitergeleitet wird. Der digitale Signalprozessor 120 ist innerhalb des Korpus 102 des Saiteninstruments 100 angeordnet, um das digitale Saiten-Schwingungssignal zu verarbeiten. Insbesondere dient der digitale Signalprozessor 120 zum Verarbeiten des digitalen Saiten-Schwingungssignals derart, daß der entsprechende Saitenton eines von mehreren der wählbaren Saiteninstrumente emuliert werden kann. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Emulation des entsprechenden Saitentons des ausgewählten Saiteninstruments unter Verwendung eines finiten Impulsantwort(FIR)-Filters erreicht, wie noch zur erörtern sein wird. Das emulierte digitale Tonsignal kann dann in analoge Form umgesetzt werden, um ein emuliertes analoges Tonsignal zur Ausgabe an eine Verstärkereinrichtung zu erzeugen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung ermöglichen es einem Benutzer, ein gewünschtes Saiteninstrument auszuwählen und dann zu emulieren. Insbesondere kann eine Benutzerschnittstelle 130 an dem Korpus 102 des Saiteninstruments 100 angeordnet sein, um einen Benutzer die Möglichkeit der Auswahl eines aus einer Mehrzahl unterschiedlicher emulierbarer Typen von Saiteninstrumenten zu geben, wie noch zu erörtern sein wird, kann ein Steuerprozessor mit der Benutzerschnittstelle gekoppelt werden, um modellierende Koeffizienten aus einem Speicher an einen digitalen Signalprozessor 120 für das von dem Benutzer für die Emulation ausgewählte Saiteninstrument zur Verfügung zu stellen.
  • Bei dem Gitarren-Ausführungsbeispiel der Erfindung (d.h. wo das Saiteninstrument 100 eine Gitarre ist) sind außerdem mehrere unterschiedliche Arten von Gitarren vom Benutzer wählbar. Beispielsweise können klassische Arten von Gitarren, denen klassische "Sounds" oder Töne zugeordnet sind, emuliert werden, und zwar unter Einschluß verschiedener Arten von GIPSON und FENDER-Marken-Elektrogitarren, verschiedenen Arten von akustischen Gitarren (z.B. mit Stahl- oder Nylonsaiten) sowie anderen.
  • Das Saiteninstrument 100 wird im folgenden als Gitarre 100 bezeichnet, um ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darzustellen und die Erläuterung der Prinzipien der Erfindung zu vereinfachen. Es ist jedoch zu beachten, daß es sich hierbei nur um illustrative Zwecke handelt und daß Prinzipien der Erfindung auf ein beliebiges Saiteninstrument (z.B. Mandoline, Banjo, Baß, Violine, Sitar, Ukulele usw.) angewendet werden können.
  • Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß Ausrüstungsteile, wie getrennte Verarbeitungseinheiten für die DSP-Verarbeitung, zwischen der Gitarre und dem Verstärker überflüssig sind, da der digitale Signalprozessor 120 in die Gitarre 100 eingebaut ist. Die Gitarre 100 mit eingebauten DSP-Modellierfähigkeiten hat eine erste Ausgangsbuchse 141 und eine optionale zweite Ausgangsbuchse 142 zur Ausgabe des emulierten analogen Schwingungssignals. Ferner kann ein Standardkabel 144 zum Übertragen des emulierten analogen Schwingungssignals (d.h. des Sounds) der emulierten Gitarre 100 an ein Verstärkungssystem, z.B. einen Verstärker verwendet werden. Daher stellen Ausführungsbeispiele der Erfindung eine viel einfachere und genauere Lösung für das Emulieren von Saiteninstrumenten, wie Gitarren, im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen dar.
  • Im folgenden wird wieder auf die Benutzerschnittstelle 130 der Gitarre 100 bei einem Ausführungsbeispiel eingegangen. Die Benutzerschnittstelle 130 ist auf dem Korpus der Gitarre ange ordnet und weist einen Lautstärkeknopf 132 zum Einstellen der Lautstärke der Gitarre 100, einen Tonknopf 134 zum Einstellen des Tons der Gitarre 100 und einen Gitarren-Auswahlknopf 136 zur Wahl der zu emulierenden Gitarrenart auf. Der Gitarren-Auswahlknopf 136 kann beispielsweise in eine Vielzahl unterschiedlicher Positionen bewegt werden, um eine Vielzahl verschiedener zu emulierender Gitarrentypen auszuwählen. Beispielsweise kann der Gitarren-Auswahlknopf in mehrere unterschiedliche Positionen zum Auswählen verschiedener unterschiedlicher Arten von GIPSON-Marken-Elektrogitarren und verschiedener unterschiedlicher Arten von FENDER-Marken-Elektrogitarren, einer Mehrzahl unterschiedlicher Arten von akustischen Gitarren (Stahl- oder Nylonsaiten) sowie anderer Gitarrenarten oder sogar anderer Arten von Saiteninstrumenten bewegt werden.
  • Die Benutzerschnittstelle 130 weist darüber hinaus einen Messerschalter auf, der als ein emulierter Aufnahmewähler zum Wählen emulierter Aufnahmen (z.B. Rhythmus, Höhen, Standard usw.) für die mit dem Gitarren-Auswahlknopf 136 ausgewählte emulierte Gitarre verwendet werden kann. Außerdem kann der Messerschalter 138 in Verbindung mit dem Gitarren-Auswahlknopf 136 zum Erzeugen einer großen Vielfalt unterschiedlicher emulierter Gitarrentöne z.B. Bereitstellung weiterer emulierter Aufnahme-Konfigurationen, unterschiedlicher Verdrahtung oder auch vollständig unterschiedlicher Arten von emulierten Gitarren- oder anderen Saiteninstrumententönen verwendet werden. Obwohl ein spezielles Benutzerinterface 130 unter Bezugnahme auf 1 beschrieben worden ist, kann eine große Vielfalt unterschiedlicher Arten von Benutzerschnittstellen, einschließlich LCDs, grafischer Anzeigen, Touch-Screens, alphanumerischer Eingabetastaturen usw. verwendet werden, um die Funktionen des Gitarren-Auswahlknopfs, des Messerschalters, des Tonknopfs und des Lautstärkeknopfs und andere mit den Ausführungsformen der Erfindung verbundenen Funktionen zu erfüllen.
  • Im folgenden wird auf 2 Bezug genommen. 2 ist ein Blockdiagramm, daß die Funktionsblöcke 200 eines Saitenin struments mit eingebauten digitalen Signalverarbeitungs(DSP)-Modellierfähigkeiten, z.B. einer Gitarre 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt. Wie in 2 gezeigt ist, umfassen die Funktionsblöcke 200 die Benutzerschnittstelle 130 (zuvor beschrieben), einen Steuerprozessor 205, einen digitalen Signalprozessor 120, einen Speicher 210, einen Digital/Analog(D/A)-Wandler 215 und eine Vielzahl von Analog/Digital(A/D)-Wandlern 220. Der polyphone Aufnehmer 110 ist mit einer Mehrzahl von A/D-Wandlern 220 und die A/D-Wandler 220 sind jeweils mit dem digitalen Signalprozessor 120 gekoppelt. Bei diesem Beispiel gibt es sechs A/D-Wandler, einen für jede Saite der Gitarre. Wie oben gesagt, dient der polyphone Aufnehmer 110 zur Detektion eines Schwingungssignals für jede Saite (z.B. wenn eine Saite von einem Musiker gespielt wird). Das detektierte Schwingungssignal für das Signal für die Saite wird dann mit einem zugehörigen A/D-Wandler 220 gekoppelt. Der entsprechende A/D-Wandler 220 setzt das detektierte Schwingungssignal der Saite in ein digitales Saiten-Schwingungssignal um und koppelt das digitale Saiten-Schwingungssignal mit dem digitalen Signalprozessor 120.
  • Der digitale Signalprozessor 120 verarbeitet dann das digitale Saiten-Schwingungssignal. Wie oben gesagt, ermöglicht es die Benutzerschnittstelle 130 einem Benutzer, eine von einer Mehrzahl unterschiedlicher emulierbarer Gitarrenarten auszuwählen. Insbesondere dient der digitale Signalprozessor 120 zum Verarbeiten des digitalen Saiten-Schwingungssignals derart, daß die entsprechende Saite der ausgewählten Gitarre in geeigneter Weise auf der Basis von in dem Speicher 210 gespeicherten Modellkoeffizienten für die ausgewählte Gitarre emuliert werden kann. Die Benutzerschnittstelle 130 wird dann von dem Steuerprozessor 205 mit dem digitalen Signalprozessor 120 gekoppelt. Der Speicher 210 kann auch direkt mit dem digitalen Signalprozessor 120 gekoppelt werden.
  • Der Steuerprozessor 205 stellt dem digitalen Signalprozessor 120 die richtigen Modellkoeffizienten aus dem Speicher 210 für die vom Benutzer ausgewählte spezielle Gitarre zur Verfügung. Auf diese Weise führt der digitale Signalprozessor 120 die richtigen Transformationen an dem digitalen Saiten-Schwingungssignal aus, um den entsprechenden Saitenton der vom Benutzer während des Spielens ausgewählten speziellen Gitarre geeignet zu emulieren. Obwohl der Steuerprozessor 205 als separate Schaltung gezeigt ist, ist einzusehen, daß die Funktion des Steuerprozessors statt dessen bei anderen Ausführungsbeispielen von dem digitalen Signalprozessor ausgeführt werden kann. Wie erörtert werden wird, wird bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Aspekt der Emulation der entsprechenden Saite der ausgewählten Gitarre unter Verwendung eines finiten Impulsantwort(FIR)-Filters erreicht. Das emulierte digitale Tonsignal wird dann in analoge Form von dem D/A-Wandler 215 umgesetzt, um ein emuliertes analoges Tonsignal für die Ausgabe an eine Verstärkungseinrichtung zu erzeugen. Beispielsweise kann das emulierte analoge Schwingungssignal von der Gitarre 100 unter Verwendung eines Standard-Gitarrenkabels an einen (nicht gezeigten) Verstärker übertragen werden.
  • Der Steuerprozessor 205 kann irgendeine Art von geeignetem Prozessor oder Mikroprozessor sein, der Informationen zum Implementieren der Funktionen der Ausführungsbeispiele der Erfindung verarbeitet. Beispiele für den "Prozessor" können umfassen einen Prozessor mit irgendeiner Architekturart, z.B. komplexe Befehlssatz-Computer (CISC), reduzierte Befehlssatz-Computer (RISC), sehr lange Befehlsworte (VLIW) oder Hybridarchitektur, ein Mikrocontroller, eine Zustandsmaschine usw. Ferner kann der digitale Signalprozessor 120 irgendeine Art von Universal-DSP-Prozessorchip sein, um die digitalen Signalverarbeitungsfunktionen der Ausführungsbeispiele der Erfindung zu implementieren, wie weiter unten erörtert werden wird. Beispiele von geeigneten DSP-Verarbeitungschips umfassen Chips, hergestellt von MOTOROLA, SHARP, TEXAS INSTRUMENTS usw.
  • Der Speicher 210 kann verschiedene Arten von programmierbaren Flashspeichern, nicht-flüchtigen Speichern und flüchtigen Speichern usw. umfassen. Speicher 210 ist in der Lage, sowohl Daten als auch vom Prozessor 205 auszuführende Befehle zu speichern und kann zum Speichern temporärer Variablen (z.B. Audiodaten, berechneten Parametern usw.) oder anderen Zwi scheninformationen während der Ausführung von Befehlen durch den Steuerprozessor 205 und den digitalen Signalprozessor 120 verwendet werden. Ein nicht-flüchtiger Speicher kann zum Speichern statischer Informationen (z.B. besonderer FIR-Filter, Modellkoeffizienten, anderer Parameter usw.) und von Befehlen für den Steuerprozessor 205 und den digitalen Signalprozessor 120 verwendet werden. Beispiele von nicht-flüchtigen Speichern umfassen ROM-Typ-Speicher und/oder andere statische Speichergeräte, wie Festplatten, Flash-Speicher, Batterie-gestützte Speicher mit wahlfreiem Zugriff u.dgl., während flüchtige Hauptspeicher 222 einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), einen dynamischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (DRAM) oder einen statischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (SRAM) u.dgl. umfassen.
  • In Fortsetzung dieses Beispiels: der Steuerprozessor 205 und der digitale Signalprozessor 120 können unter Steuerung von Software- oder Firmware-Modulen arbeiten, die zur Ausführung in den Speicher gebootet werden, wenn die Gitarre 100 eingeschaltet oder rückgesetzt wird. Diese Software- oder Firmware-Module enthalten in typischer Ausführung Programme, welche die Auswahl einer gewünschten, vom Benutzer zu emulierenden Gitarre ermöglichen, und steuern außerdem die Auswahl und Implementierung der richtigen Modellkoeffizienten für digitale Signalverarbeitung an eingegebenen digitalen Schwingungssignalen (z.B. zum Implementieren von FIR-Filtern), so daß die gewünschten Gitarrentöne und andere DSP-Funktionen, die sich auf Ausführungsbeispiele der Erfindung beziehen, geeignet emuliert werden, wie noch zu erörtern sein wird.
  • Diese Funktionen können in Form eines oder mehrerer Befehle (z.B. Codesegmente) implementiert werden, um die gewünschten Funktionen oder Operationen der Erfindung auszuführen. Bei Software-Implementierungen (z.B. durch ein Software- oder Firmware-Modul) sind die Elemente der vorliegenden Erfindung Befehle/Codesegmente zum Ausführen der notwendigen Tasks. Die Befehle bewirken bei Lesen und Ausführen durch eine Maschine oder einen Prozessor (z.B. Prozessor 205), daß die Maschine oder der Prozessor die zum Implementieren und/oder Be nutzen von Ausführungsbeispielen der Erfindung erforderlichen Operationen ausführen. Die Befehle oder Codesegmente können in einem maschinenlesbaren Medium (z.B. einem Prozessor-lesbaren Medium oder einem Computerprodukt) gespeichert oder von einem in einer Trägerwelle enthaltenen Computer-Datensignal oder einem von einem Träger modulierten Signal über ein Übertragungsmedium oder ein Kommunikationslink übertragen werden. Das maschinenlesbare Medium kann irgendein Medium umfassen, welches Informationen, die von einer Maschine (z.B. einem Prozessor, einem Computer usw.) lesbar und ausführbar sind, speichern oder übertragen kann. Beispiele eines maschinenlesbaren Mediums umfassen eine elektronische Schaltung, ein Halbleiterspeicherelement, einen ROM, einen Flash-Speicher, einen löschbaren programmierbaren ROM (EPROM), eine Floppy-Disk, eine kompakte Disk CD-ROM, eine optische Platte, eine Festplatte, ein phaseroptisches Medium, ein Hochfrequenz(RF)-Link usw. Das Computer-Datensignal kann irgendein Signal umfassen, welches sich über ein Übertragungsmedium, wie elektronische Netzwerkkanäle, optische Fasern, Luft, elektromagnetische und RF-Links usw. ausbreiten kann.
  • Außerdem kann das emulierte digitale Tonsignal einer weiteren digitalen Signalverarbeitung unterworfen werden, um eine oder mehrere Verstärker und Lautsprecheranordnungen vor der Konvertierung in ein analoges Schwingungssignal und der Übertragung an einen realen Verstärker zu emulieren. Existierende Software-Module können verwendet werden, um das emulierte digitale Tonsignal für die ausgewählte Gitarre derart digital zu verarbeiten, daß es zu Schall verarbeitet wird, als würde es über einen von mehreren unterschiedlichen Verstärker- und Lautsprecheranordnungen wiedergegeben würde. Beispiele bekannter Verstärker- und Lautsprecheranordnungen sind diejenigen, die von den Firmen MARSHALL, FENDER, VOX, ROLAND usw. hergestellt werden.
  • Es ist insbesondere zu beachten, daß DSP-Algorithmen zum digitalen Verarbeiten des emulierten digitalen Tonsignals für die gewählte Gitarre derart, daß es so klingt, als würde es über eine von mehreren unterschiedlichen Verstärker- und Laut sprecherkombinationen gespielt, im Stande der Technik bekannt sind und durch ein geeignetes Software-Modul in Verbindung mit dem Steuerprozessor 205 und dem digitalen Signalprozessor 120 leicht implementiert werden können. Ein Beispiel für DSP-Algorithmen zur Änderung der digitalen Gitarrensignale zum Modellieren verschiedener Verstärker und Lautsprecher-Box-Konfigurationen, die verwendet werden können, sind insbesondere beschrieben im US-Patent Nr. 5,789,689 mit der Bezeichnung "Tube Modeling Programmable Digital Guitar Amplification System", deren Offenbarung hier durch Bezugnahme einbezogen wird. Außerdem können andere Software-Module, die in LINE6-Produkten, wie in AMP FARM und POD-Produkten verwendet werden, auch genutzt werden.
  • Im folgenden wird auf 3 Bezug genommen. 3 ist eine Blockdiagramm 300, das mehrere emulierte Saiteninstrumente, z.B. Gitarren darstellt, die derart kombiniert sind, daß sie gleichzeitig gespielt werden, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wie insbesondere in 3 gezeigt ist, wird ein eingegebenes Schwingungssignal der Saite, wie es von der polyphonen Brücke detektiert wird, in mehrere Verarbeitungskanäle eingegeben, wobei jeder Kanal ein anderes emuliertes Saiteninstrument verarbeitet. Diese gleichzeitige Verarbeitung kann durch einen DSP (beispielsweise 120 in 2) erreicht werden, der parallele Verarbeitung der Eingabe zum Emulieren verschiedener Saiteninstrumente durchführt, oder alternativ eingegeben in eine Mehrzahl von DSP-Algorithmen, die einen anderen Typ von emulierten Saiteninstrumenten (z.B. unterschiedliche Arten von Gitarren) für ein vorgegebenes digitales Schwingungseingangssignal (d.h. von der gespielten Saite) verarbeiten.
  • Wie oben gesagt, wird in der Gitarrenausführung typischerweise nur eine Art von Gitarre bei einem vorgegebenen digitalen Saiten-Eingangsschwingungssignal gleichzeitig emuliert. Ausführungsbeispiele der Erfindung ermöglichen jedoch die gleichzeitige Emulation mehrerer Gitarren für das vorgegebene gespielte Saiten-Schwingungssignal, um einen diversifizierteren Bereich von Klängen zu schaffen. Bei diesem Ausführungs beispiel kann ein Schalter 306 derart betätigt werden, daß die emulierten Gitarrensignale von einem Addierer 308 kombiniert werden und über einen Kanal-1-Ausgang ausgegeben werden. Dann können die kombinierten emulierten Gitarrensignale in analoge Form umgewandelt und zur Verstärkung ausgegeben werden, wie zuvor erläutert wurde. Wenn der Schalter 306 andererseits nicht aktiviert wird, werden die Kanäle zur Ausgabe an unabhängige Kanäle getrennt gehalten. Es ist einzusehen, daß eine beliebige Anzahl von Kanalverarbeitungseinheiten, Addierern und Schaltern verwendet werden kann, um eine Mehrzahl von unterschiedlichen emulierten Saiteninstrumenten- und Gitarrenklängen gleichzeitig zu kombinieren und einen erweiterten Klangbereich zu schaffen. Ferner kann das Benutzerinterface 130 einem Benutzer die Auswahl mehrerer unterschiedlicher Gitarren und anderer Arten von Saiteninstrumenten ermöglichen, die ausgewählt und gleichzeitig gespielt werden.
  • Einzelheiten einiger der DSP-Algorithmen für ein Saiteninstrument (z.B. eine Gitarre) mit eingebetteten Digitalsignalverarbeitungs(DSP)-Modellierfähigkeiten nach der Erfindung werden im folgenden erörtert. Insbesondere werden finite Impulsantwort(FIR)-Filter, Systemblockdiagramme und andere Kurven erörtert, um zu zeigen, wie gewisse Aspekte des Saitentons eines elektrischen Saiteninstruments, wie einer Gitarre 100, geeignet gebildet werden, um ein Saiteninstrument zur Verfügung zu stellen, das in geeigneter Weise eine Vielzahl unterschiedlicher Arten von elektrischen Saiteninstrumente emulieren kann. Wie zuvor erörtert, ist die Erfindung auch zur Emulation akustischer Saiteninstrumente geeignet. Die folgende Erörterung bezieht sich auf eine Gitarrensaite für eine Gitarre; wie jedoch oben gesagt, läßt sich die DSP-Modellierung auf eine beliebige Saite eines beliebigen Saiteninstruments anwenden. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Emulation eines Aspekts des entsprechenden Saitentons der ausgewählten Gitarre unter Verwendung eines finiten Impulsantwort(FIR)-Filters erreichen, wie im folgenden erörtert werden wird. Außerdem stellen Ausführungsbeispiele der Erfindung eine Emulation der Abnahme- bzw. Aufnahmehöhe einer elektromagneti schen Aufnahme (z.B. entlang der vertikalen oder "y"-Achse) für die entsprechende Saite der emulierten Gitarre sowie die Emulation des Ansprechens der Gitarrensaite entlang der "x"-Achse zur Verfügung. Auf diese Weise kann der Gesamtton der Gitarre in Abhängigkeit von einem durch eine elektromagnetische Aufnahme detektierten Schwingungssignals an einem speziellen Ort relativ zur Saite sowohl entlang der "x"- als auch "y"-Achse und damit der Klang einer gewünschten Gitarre richtig emuliert werden. Es ist jedoch zu beachten, daß die "x"- und "y"-Achsen-Berechnungen für jede Art von elektrischem Saiteninstrumenten bestimmt werden können, um das Saiteninstrument genauer zu emulieren.
  • Zunächst wird jedoch erörtert, wie die Aufnahmehöhe einer elektromagnetischen Aufnahme einer elektrischen Gitarre die Form der magnetischen Apertur der Saite beeinflußt, was den Ton der Gitarrensaite direkt beeinflußt. Im folgenden wird auf 4 Bezug genommen. 4 zeigt eine elektromagnetische Aufnahme 402 (z.B. angeordnet im Korpus oder Hals einer Gitarre), die relativ entfernt von einer Gitarrensaite 404 (d.h. bei einer relativ großen Aufnahmehöhe 403) angeordnet ist, und die resultierende magnetische Apertur 406. Die Stärke des magnetischen Feldes entlang der Länge der Saite ist als die "magnetische Apertur" oder das "Abtastfenster" des elektromagnetischen Aufnehmers bekannt. Die magnetische Apertur ist direkt abhängig von der Aufnahmehöhe 403. Wie in 4 gezeigt ist, ist die Form der magnetischen Apertur 406 bei geringer Amplitude breit, wenn die elektromagnetische Aufnahme 402 relativ entfernt von der Gitarrensaite angeordnet ist. Betrachtet man 5 andererseits, so zeigt 5 eine elektromagnetische Aufnahme 402, die relativ nahe einer Gitarrensaite 504 angeordnet ist (d.h. eine relativ geringe Aufnahmehöhe 503 hat), und die resultierende magnetische Apertur 506. Wie in 5 gezeigt ist, führt eine relativ geringe Aufnahmehöhe 503 zu einer magnetischen Apertur 506, die bei großer Amplitude schmal ist. Die magnetische Apertur braucht in Abhängigkeit von der Aufnahmekonfiguration nicht symmetrisch zu sein.
  • Die zweite Art, in der die Aufnahmehöhe den Ton einer Gitarrensaite einer Gitarre beeinflußt, ist der Grad der Nicht-Linearität des Ausgangssignals in Abhängigkeit von einem Saiten-Schwingungssignal. Die magnetische Feldstärke in der Vertikalachse oder "y"-Achse ist direkt oberhalb der elektromagnetischen Aufnahme am stärksten und wird mit zunehmendem Vertikalabstand schwächer. Wenn daher eine Saite gespielt wird, rückt die Saitenschwingung die Saite enger an und weiter weg von der elektromagnetischen Aufnahme, so daß eine nichtlineare Verstärkung angelegt werden muß, um die der Aufnahmehöhe der elektromagnetischen Aufnahme zugeordnete nichtlineare Verzerrung zu modellieren und um daher den richtigen Klang der Gitarrensaite zu modellieren oder zu emulieren. Selbstverständlich ändert sich die Größe der Nicht-Linearität in Abhängigkeit von der Aufnahmehöhe. Dies wird weiter unten im Einzelnen erörtert werden.
  • In der Erörterung wird jetzt damit fortgefahren, wie eine Gitarrensaite einer speziellen Gitarre in einer bestimmten Konfiguration von elektromagnetischen Aufnahmen modelliert bzw. gebildet wird, um eine geeignete digitale Systemcharakteristik zum Implementieren durch digitale Signalverarbeitung (DSP) und insbesondere durch das Saiteninstrument (z.B. die Gitarre) mit eingebetteten Digitalsignalverarbeitungs(DSP)-Modellierfähigkeiten nach den Ausführungsbeispielen der Erfindung zu generieren. Insbesondere können Modellkoeffizienten für finite Impulsantwort(FIR)-Filter durch das nachfolgend beschriebene Verfahren für mehrere unterschiedliche Gitarren und andere Saiteninstrumente derart bestimmt werden, daß eine Mehrzahl unterschiedlicher Gitarren und anderer Saiteninstrumente digital emuliert und zur Auswahl eines Benutzers zur Verfügung gestellt werden kann.
  • Im folgenden wird auf 6 Bezug genommen. 6 zeigt ein Diagramm, das ein Verfahren 600 zum digitalen Modellieren einer magnetischen Apertur einer Gitarrensaite einer speziellen Gitarre mit einer elektromagnetischen Aufnahme an einer bestimmten Stelle darstellt. Wie in 6 gezeigt ist, ist eine Gitarrensaite 602 zwischen einer Abstimmnuß 604 und einer Brücke 606 gekoppelt und hat eine Länge L. Eine anfängliche Impulswelle 610 wandert entlang der Gitarrensaite 602 mit einer elektromagnetischen Aufnahme 614 unterhalb der Saite bei einem Abstand x 616 von der Brücke 606. Ferner hat die elektromagnetische Aufnahme 614 eine entsprechende Aufnahmehöhe y 617. Die Form der magnetischen Apertur 620 erhält die Form des elektromagnetischen Aufnahme-Ausgangssignals in Abhängigkeit von der anfänglichen Impulswelle 610. Wenn die anfängliche Impulswelle 610 die Brücke oder den Steg 606 erreicht, wird die Impulswelle invertiert, wobei sie zu einer reflektierten Impulswelle 622 wird und entlang der Gitarrensaite 602 in der entgegengesetzten Richtung zurückwandert mit einer entsprechenden Antwort, die invertiert und gegenüber der Antwort in der Vorwärtsrichtung gespiegelt ist. Daher kann eine Impuls-Gesamtantwort berechnet werden als Summe der Antworten auf die anfängliche Impulswelle 610 und die reflektierte Impulswelle 622.
  • Die Zeitverzögerung zwischen diesen beiden Antworten ist die Zeit, welche die anfängliche Impulswelle 610 zum Durchlaufen einer Distanz 2*x braucht. Dies kann berechnet werden mit:
    Figure 00200001
    f0 ist dabei die offene Frequenz (open frequency) der Gitarrensaite.
  • Bei einem abgetasteten oder digitalen System wird diese Zeitverzögerung durch eine Verzögerung von N Abtastungen derart erreicht, daß:
    Figure 00200002
    wobei fs die Zeitabtastfrequenz (timesampling frequency) des Systems ist.
  • Im folgenden wird auf 7 Bezug genommen. 7 zeigt ein Diagramm, welches ein Verfahren 700 zum digitalen Modellieren magnetischer Aperturen für eine Gitarrensaite einer speziellen Gitarre mit einer ersten elektromagnetischen Auf nahme an einer ersten Stelle und einer zweiten elektromagnetischen Aufnahme an einer zweiten Stelle darstellt. wie in 7 gezeigt ist, ist eine Gitarrensaite 702 zwischen einer Abstimmnuß 704 und einer Brücke bzw. einem Steg 706 gespannt und hat eine Länge L. Eine anfängliche Impulswelle 710 wandert entlang der Gitarrensaite 702 mit einer ersten elektromagnetischen Aufnahme 713 unterhalb der Saite in einer Distanz x1 714 von der Brücke 706 und einer zweiten elektromagnetischen Aufnahme 715 unterhalb der Saite in einer Distanz x2 716 von der Brücke 706. Außerdem hat die erste elektromagnetische Aufnahme 713 eine entsprechende Aufnahmehöhe y1 717 und die zweite elektromagnetische Aufnahme 715 hat eine entsprechende Aufnahmehöhe y2 718.
  • Die Form der ersten magnetischen Apertur 720 wird die Form des Ausgangssignals der ersten elektromagnetischen Aufnahme 713 in Abhängigkeit von der anfänglichen Impulswelle 710. Wenn die anfängliche Impulswelle 710 die Brücke oder den Steg 706 erreicht, wird die Impulswelle wiederum invertiert und zur reflektierten Impulswelle 720 und wandert zurück entlang der Gitarrensaite 702 in der entgegengesetzten Richtung mit einer entsprechenden Antwort, die invertiert und gespiegelt gegenüber der Antwort in Vorwärtsrichtung ist. Daher kann die gesamte Impulsantwort für die erste magnetische Apertur 720 der ersten elektromagnetischen Aufnahme 713 durch eine Summation der Antworten der anfänglichen Impulswelle 710 und der reflektierten Impulswelle 722 für die erste elektromagnetische Aufnahme 713 berechnet werden.
  • In ähnlicher weise wird die Form der zweiten magnetischen Apertur 730 zur Form des Ausgangssignals der zweiten elektromagnetischen Aufnahme 715 in Abhängigkeit von der anfänglichen Impulswelle 710. Auch hier wird die Impulswelle bei Erreichen der Brücke 706 invertiert, zur reflektierten Impulswelle 720 und wandert zurück entlang der Gitarrensaite 720 in der entgegengesetzten Richtung mit einer entsprechenden Antwort, die invertiert und gegenüber der Antwort in der Vorwärtsrichtung gespiegelt ist. Daher kann eine gesamte Impulsantwort für die zweite magnetische Apertur 730 für die zweite elektromagneti sche Aufnahme 715 als Summe der Antworten der anfänglichen Impulswelle 710 und der reflektierten Impulswelle 722 für die zweite elektromagnetische Aufnahme 715 berechnet werden.
  • Im Falle der Abtastung von mehreren elektromagnetischen Aufnahmen 713 und 715 wird das Saiten-Schwingungssignal N (die Verzögerung) in der gleichen Weise für jede elektromagnetische Aufnahme berechnet. Es ist außerdem zu beachten, daß die Antwort der zweiten elektrischen Aufnahme 715 näher der Brücke und daher relativ zur Antwort der ersten elektromagnetischen Aufnahme 713 verzögert ist, die weiter von der Brücke entfernt ist. Die Verzögerung D zwischen den Antworten wird auf der Basis der gleichen Prinzipien von Wellengeschwindigkeit und Abstand berechnet und führt zur generellen Lösung für n elektromagnetische Aufnahmen.
  • Figure 00220001
  • Die magnetischen Aperturen 720 und 730 können als finite Impulsantwort(FIR)-Filter jeweils dargestellt werden, deren Koeffizienten die entlang der Saite gemessene Feldstärke, abgetastet an einem Distanzintervall d, bestimmt durch die Wellengeschwindigkeit f0, die Zeit-Abtastfrequenz fs und die Länge L der Saite sind. d = 2·L·f0/fs
  • Bekanntlich haben FIR-Filter die mathematische Form yn = h0x0 + h1x1 + h2x2 + ... hNxN ; wobei hn feste Filterkoeffizienten von 0 bis N und x0 bis xN Datenabtastungen (in diesem Fall die abgetasteten digitalen Saiten-Schwingungssignale von der polyphonen Brücke) sind. Durch Ausführen des obigen Verfahrens 700 zum Berechnen der Impulsantworten für die elektromagnetischen Aufnahmen 713 und 715 können alle festen hn-Modellkoeffizienten berechnet werden, und eine digitale Übertragungsfunktion kann für die Gitarrensaite der zu emulierenden gewünschten Gitarre berechnet werden. Die Koeffizienten für jede Saite jeder gewünschten Gitarre oder eines anderen Saiteninstruments kön nen im Speicher 210 der Gitarre mit eingebetteten DSP-Modellierfähigkeiten 100 gespeichert werden. Es ist außerdem einzusehen, daß die Modellkoeffizienten um das Zentrum gespiegelt werden, wenn der invertierte Impuls entlang der Seite zurückwandert. Daher können die gleichen Koeffizienten in umgekehrter Reihenfolge gelesen werden, wodurch der Bedarf an zusätzlichem Speicherraum für das Inversionsimpulsfilter eliminiert wird. Daher können Tabellen von Modellkoeffizienten, welche die magnetische Apertur für verschiedene Konfigurationen von elektromagnetischen Aufnahmen mit verschiedenen Aufnahmehöhen (y-Achse) haben, im Speicher gespeichert werden, um jede Saite einer Mehrzahl von unterschiedlichen Arten von Gitarren (z.B. elektrische, akustische usw.) sowie andere Saiteninstrumente nach Wahl eines Benutzers wirksam zu emulieren.
  • Im folgenden wird auf 8 Bezug genommen. 8 zeigt ein Beispiel eines Blockdiagramms eines verallgemeinerten DSP-Algorithmus 800 zum Emulieren der Gitarre, die zuvor mit zwei elektromagnetischen Aufnahmen 713 und 715 an speziellen x(horizontalen)-Orten und in speziellen y(Aufnahmehöhe)-Abständen entlang der Saite 702 der Gitarre (7) modelliert wurden, wobei die resultierenden magnetischen Aperturen 720 und 730 mit FIR-Filtern emuliert werden. Wie in 8 gezeigt ist, tritt ein digitales Saiten-Eingangsschwingungssignal 801 für die Saite in das DSP-Blockdiagramm 800 ein. Es ist einzusehen, daß das verallgemeinerte DSP-Blockdiagramm eine Darstellung der digitalen Übertragungsfunktionen für die Emulation der zuvor modellierten Gitarrensaite 702 der gewünschten zu emulierenden Gitarre in der speziellen Konfiguration von elektromagnetischen Aufnahmen 713 und 715 ist, wie zuvor erörtert wurde. Es ist jedoch einzusehen, daß dieses generalisierte DSP-Blockdiagramm auf eine beliebige Saite irgendeiner Gitarre mit zwei elektromagnetischen Aufnahmen oder irgendein anderes Saiteninstrument angewandt werden kann, da die Gleichungen gleich bleiben und unterschiedliche Werte für die Variablen der speziellen Gitarre oder des zu modellierenden Saitenelements verwendet werden können.
  • Beispielsweise wird das digitale Saiten-Eingangsschwingungssignal 801 von FIR1 802 verarbeitet, das die magnetische Apertur-Filterantwort für die elektromagnetische Aufnahme 713 in Abhängigkeit von dem anfänglichen Schwingungssignal emuliert, und von FIR1–1 804, welches die Inversion von FIR1 ist und die magnetische Apertur-Filterantwort für die elektromagnetische Aufnahme 713 in Abhängigkeit von dem reflektierten Schwingungssignal (d.h. reflektiert von der Brücke) darstellt. Außerdem ist das digitale Eingangsschwingungssignal 801 um z–N 1 verzögert, so daß das reflektierte Schwingungssignal um N1 Abtastungen verzögert emuliert wird. Wie außerdem in der digitalen Systemtheorie bekannt ist, stellt z–N das abgetastete digitalisierte Äquivalent des richtigen Eingangsschwingungssignals 801, verzögert um N Abtastungen, dar. Die anfänglichen und reflektierten magnetischen Apertur-FIR-Antworten von FIR1 802 und FIR1–1 804 auf das Eingangsschwingungssignal 801 werden dann mit Addierer 810 summiert, um ein emuliertes digitales Saiten-Tonsignal der emulierten elektromagnetischen Aufnahme 713 zu erzeugen.
  • Nachdem das Eingangsschwingungssignal 801 um z–D a 812 verzögert ist, so daß die Antwort der zweiten elektromagnetischen Aufnahme 715, die näher der Brücke angeordnet ist, relativ zur Antwort der ersten elektromagnetischen Aufnahme 713, die weiter entfernt von der Brücke angeordnet ist, geeignet verzögert wurde, wird das digitale Eingangsschwingungssignal 801 vom FIR2 820 unter Emulation der magnetischen Aperturfilterantwort für die elektromagnetische Aufnahme 715 in Abhängigkeit von dem anfänglichen Schwingungssignal und von FIR2–1 824, der Inversion von FIR2, emuliert, was die magnetische Aperturfilterantwort für die elektromagnetische Aufnahme 715 in Abhängigkeit zu dem reflektierten Schwingungssignal (d.h. reflektiert von der Brücke) darstellt. Außerdem wird das verzögerte Eingangsschwingungssignal vom Ausgang des Verzögerungsblocks 812 um z–N a 826 derart verzögert, daß das reflektierte Schwingungssignal unter Verzögerung um N2 Abtastungen emuliert wird. Außerdem werden die die anfänglichen und reflektierten magnetischen Apertur-FIR-Antworten von FIR2 820 und FIR2–1 824 auf das Anfangsschwingungssignal 801 danach mit dem Addierer 826 summiert, um ein emuliertes digitales Saiten-Schwingungssignal von der emulierten elektromagnetischen Aufnahme 715 zu erzeugen.
  • Zuletzt werden sowohl das emulierte digitale Saiten-Tonsignal der emulierten elektromagnetischen Aufnahme 713 als auch das emulierte digitale Saiten-Tonsignal der emulierten elektromagnetischen Aufnahme 715 von einem Addierer 830 summiert, so daß ein emuliertes digitales Tonsignal für die entsprechende Saite der gewünschten Gitarre, die der Benutzer zur Emulation ausgewählt hat (die bei diesem Beispiel die spezielle Konfiguration von elektromagnetischen Aufnahmen 713 und 715 hat) gebildet wird. Dieses emulierte digitale Tonsignal kann danach mittels zusätzlicher Ton-Formungsblöcke weiter verarbeitet oder in ein analoges Format umgesetzt und an einen Verstärker ausgegeben werden, der danach den emulierten Ton derart wiedergeben kann, daß die Gitarre mit eingebetteten DSP-Modellfähigkeiten 100 wie die vom Benutzer ausgewählte gewünschte Gitarre klingt.
  • Daher wird eine digitale Übertragungsfunktion gebildet, die von dem generalisierten DSP-Blockdiagramm 800 enthaltend ein vorgegebenes FIR-Filter mit vorgegebenen Modellkoeffizienten, auf der Basis von Impulsantworten der modellierten elektromagnetischen Aufnehmer und berechneter Verzögerungen dargestellt wird. Diese digitale Übertragungsfunktion kann zum Emulieren des Ausgangssignals einer Gitarrensaite für die von einem Benutzer gewählte besondere Gitarre (mit einer vorgegebenen Konfiguration von elektromagnetischen Aufnahmen, die zuvor moduliert wurden) in Abhängigkeit von einem digitalen Eingangssignal aus einer gespielten Saite verwendet werden. Mit anderen Worten, auf der Basis eines von der Aufnahme bestimmten digitalen Saiten-Schwingungssignals kann der digitale Signalprozessor 120, der die spezielle digitale Übertragungsfunktion (mit vorgegebenen Modellkoeffizienten) des generalisierten DSP-Blockdiagramms 800 implementiert, das digitale Saiten-Schwingungssignal verarbeiten, um den entsprechenden Saitenton einer zuvor modulierten Gitarre (mit einer speziel len Konfiguration von elektromagnetischen Aufnahmen, z.B. zwei Aufnahmen in diesem Falle) zur Erzeugung eines emulierten digitalen Tonsignals für die gespielte Saite zu emulieren. Dieses emulierte digitale Tonsignal kann danach in analoge Form umgesetzt und an einen Verstärker ausgegeben werden, der danach den emulierten Ton derart wiedergeben kann, daß die Gitarre mit eingebetteten DSP-Modellierfähigkeiten 100 wie die vom Benutzung ausgewählte Gitarre klingt. Es ist für den Fachmann klar, daß die oben beschriebenen DSP-Algorithmen Aufnahmestellen in zwei Dimensionen modellieren und daß Weiterverarbeitung generell erforderlich ist, um schließlich ein Ausgangssignal zu erzeugen.
  • Obwohl das zuvor beschriebene verallgemeinerte DSP-Blockdiagramm 800 ein Beispiel eines DSP-Blockdiagramms für eine Gitarre mit zwei elektromagnetischen Aufnahmen für eine spezielle Gitarrensaite zeigte, ist für den Fachmann klar, daß die zuvor beschriebenen Verfahren und Methoden der Charakterisierung der Gitarrensaite der Gitarre mit einer speziellen Konfiguration von elektromagnetischen Aufnahmen auf jede Gitarrensaite einer beliebigen Gitarre mit einer beliebigen Anzahl von elektromagnetischen Aufnahmekonfigurationen und irgendeiner Anzahl von Saiten übertragen werden kann. Daher kann eine Gitarre oder ein Saiteninstrument unter Verwendung der zuvor beschriebenen Verfahren und Methoden modelliert und danach emuliert werden.
  • Unter Verwendung der Ausführungsbeispiele der Erfindung kann daher eine digitale Übertragungsfunktion mit vorgegebenen FIR-Filtern, die vorgegebene Modellkoeffizienten haben, auf der Basis von Impulsantworten von modellierten elektromagnetischen Aufnahmen und berechneten Verzögerungen für eine beliebige Gitarre oder ein beliebiges Saiteninstrument mit einer vorgegebenen Konfiguration von elektromagnetischen Aufnahmen und irgendeiner Anzahl von Saiten gebildet werden. Demgemäß kann eine digitale Übertragungsfunktion und ein entsprechendes DSP-Blockdiagramm-Modell gebildet und zum Emulieren eines Ausgangssignals für irgendeine Gitarre oder ein Saiteninstrument in Abhängigkeit von einem digitalen Eingangssignal von der ge spielten Saite verwendet werden. Mit anderen Worten, auf der Basis eines digitalen Saiten-Schwingungssignals, das von der Brücke detektiert wird, kann der digitale Signalprozessor 120, der eine spezielle digitale Übertragungsfunktion (mit vorgegebenen Modellkoeffizienten) implementiert, das digitale Saiten-Schwingungssignal zum Emulieren eines entsprechenden Saitentons einer vom Benutzer ausgewählten gewünschten Gitarre verarbeiten, um ein emuliertes digitales Tonsignal der gewünschten Gitarre zu bilden. Dieses emulierte digitale Tonsignal kann danach in ein analoges Format umgesetzt und an einen Verstärker ausgegeben werden, der dann den emulierten Ton derart wiedergeben kann, daß die Gitarre mit eingebauten DSP-Modellierfähigkeiten wie die vom Benutzer ausgewählte gewünschte Gitarre klingt. Darüber hinaus kann diese Methodik auf irgendein Saiteninstrument angewandt werden, z.B. akustische Gitarren, Mandolinen, Bässe usw.
  • Ebenfalls wichtig zum genauen Modellieren des Tons einer Gitarre ist die Art, in der die Aufnahmehöhe den Ton der Gitarre durch Einführen nicht-linearer Verzerrung in das Ausgangssignal der Gitarre in Abhängigkeit von der Saitenschwingung beeinflußt. Die magnetische Feldstärke in der Vertikalachse oder "y"-Achse ist am stärksten oberhalb der elektromagnetischen Aufnahme, und sie wird schwächer mit zunehmendem Vertikalabstand. Wenn eine Saite gespielt wird, bringt daher die Saitenoszillation die Saite näher an die und weiter fort von der elektromagnetischen Aufnahme, so daß nicht-lineare Verzerrungen in das Gitarren-Ausgangssignal eingeführt werden und daher eine nicht-lineare Verstärkung angewandt werden muß, um den richtigen Klang der Gitarrensaite geeignet zu modellieren (nachzubilden) oder zu emulieren. Selbstverständlich ändert sich die Stärke der Nicht-Linearität in Abhängigkeit von der Aufnahmehöhe.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung ermöglichen außerdem ein Emulieren der Aufnahmehöhe einer elektromagnetischen Aufnahme (z.B. entlang der vertikalen oder "y"-Achse) für die entsprechende Saite der emulierten Gitarre. Insbesondere umfaßt das Emulieren der Aufnahmehöhe der elektromagnetischen Aufnahme auch ein Anlegen einer nicht-linearen Verstärkung zum Modellieren nicht-linearer Verzerrung, die der Aufnahmehöhe der elektromagnetischen Aufnahme für die entsprechende Saite des emulierten Saiteninstruments, z.B. einer Gitarre, bei der Verarbeitung des digitalen Saiten-Schwingungssignals zugeordnet ist. Auf diese Weise wird der Gesamtton der Gitarre in Abhängigkeit von einem Saiten-Schwingungssignal sowohl entlang der "x"- als auch "y"-Achse und daher der Klang einer zu emulierenden ausgewählten Gitarre echter emuliert.
  • Um die Nicht-Linearität einer schwingenden Saite mit Bezug auf unterschiedliche Aufnahmehöhen einer elektromagnetischen Aufnahme zu modulieren, kann ein Saiten-Schwingungssignal, welches den von einer Saite durchlaufenen Abstand (entlang der y-Achse) zu und von einer elektrischen Aufnahme von dem "Vorspann"-Punkt der Saite in deren Ruhestellung mit Bezug auf eine nicht-lineare Verstärkungskurve 902 verwendet werden. Im folgenden wird auf 9 Bezug genommen. 9 zeigt eine nicht-lineare Verstärkungskurve für unterschiedliche Aufnahmehöhen mit Bezug auf eine schwingende Saite. Insbesondere ist ein Saiten-Schwingungssignal auf der nicht-linearen Verstärkungskurve 902 abgebildet, wobei die maximal erreichbare Amplitude des Saiten-Schwingungssignals der maximalen Größe des betrachteten Saitenwegs entspricht. Wie erörtert werden wird, kann dann ein Offset zum digitalen Saiten-Vibrationssignal addiert werden, um die richtige Verstärkung zu gewinnen und daher den Einfluß der Aufnahmehöhe und des Grades der Nicht-Linearität, eingeführt aufgrund der Aufnahmehöhe, relativ zur schwingenden Saite zu simulieren.
  • 9 zeigt diesen Effekt für eine sinusförmig schwingende Saite, die bei einer Amplitude von einem Millimeter (mm) Spitze-zu-Spitze über dem Bereich einer virtuellen elektromagnetischen Aufnahme (d.h. über die Aufnahmehöhe, den Vorspannpunkt in der Ruhelage der Saite) schwingt. Die variable Verstärkung ist gezeigt bei minimaler, maximaler und mittlerer Saitenschwingung für diese beiden Stellen. Als erstes Beispiel ist eine sinusförmig schwingende Saite 904 gezeigt, die um eine virtuelle elektromagnetische Aufnahme schwingt, wobei die Aufnahmehöhe 1,5 mm ist (d.h. dies ist der Vorspannpunkt bei Ruhelage der Saite), und die Saite zwischen einer 1 mm und einer 2 mm Aufnahmehöhe schwingt. Dementsprechend kann auf der nicht-linearen Verstärkungskurve 902 eine zugehörige Verstärkung bei einem Minimum 910 (d.h. Aufnahmehöhe = 1 mm), eine zugehörige Verstärkung bei mittlerer Höhe 912 (d.h. Aufnahmehöhe = 1,5 mm, dem Vorspannpunkt) und eine zugehörige Verstärkung beim Maximum 916 (d.h. Aufnahmehöhe = 2 mm) gefunden werden. 10a zeigt ein Beispiel des verzerrten Ausgangssignals der schwingenden Saite 904 (z.B. Ausgangssignal in Volt) aufgrund nicht-linearer Verstärkung.
  • Als zweites Beispiel ist eine sinusförmig schwingende Saite 920 gezeigt, die um eine virtuelle elektromagnetische Aufnahme schwingt, wobei die Aufnahmehöhe 4,5 mm ist (d.h. dies ist der Vorspannpunkt bei in Ruhe befindlicher Saite), und die Saite schwingt zwischen einer 4 mm Aufnahmehöhe und einer 5 mm Aufnahmehöhe. Dementsprechend kann auf der nichtlinearen Verstärkungskurve 902 eine zugehörige Verstärkung bei einem Minimum 930 (d.h. Aufnahmehöhe = 4 mm), eine zugehörige Verstärkung in der Mitte 932 (d.h. Aufnahmehöhe = 4,5 mm, dem Vorspannpunkt), und eine zugehörige Verstärkung bei Maximum 934 (d.h. Aufnahmehöhe = 5 mm) gefunden werden. 10b zeigt das verzerrte Spannungs-Ausgangssignal der schwingenden Saite 920 (z.B. Spannung in Volt) aufgrund nicht-linearer Verstärkung.
  • Wie in 10a und 10b zu sehen ist, wird das Ausgangssignal des gleichen Saiten-Vibrationssignals stärker verzerrt, wenn die Aufnahme näher an die Saite rückt. In 10a, wo die Aufnahme relativ nahe erfolgt, (d.h. Aufnahmehöhe = 1,5 mm), ist das Ausgangssignal stärker verzerrt als in 10b, wo die Aufnahme relativ weit entfernt erfolgt (d.h. Aufnahmehöhe = 4,5 mm). Dies kann in der in 9 gezeigten Weise durch eine nicht-lineare Verstärkungskurve modelliert werden, die eine relativ starke Verstärkungsvariation für eine Aufnahmehöhe von 1,5 mm im Vergleich zu der konsistenten Verstärkung für eine Aufnahmehöhe bei 4,5 mm zur Verfügung stellt. Demgemäß kann die nicht-lineare Verstärkungskurve 902 verwendet werden, um Offsets oder Verstärkungen für unterschiedliche Aufnahmehöhen (z.B. 1,5 mm und 4,5 mm) zur Verfügung zu stellen, um die Nicht-Linearität der Aufnahmeantwort für eine elektromagnetische Aufnahme mit Aufnahmehöhen in diesen Abständen zu simulieren.
  • Dieser nicht-lineare Verzerrungseffekt für eine vorgegebene elektromagnetische Aufnahme bei vorgegebenen Aufnahmehöhen kann beispielsweise durch Verwendung einer Nachschlagetabelle kompensiert werden, welche die nicht-lineare Verstärkung der Aufnahme, wie zuvor charakterisiert, in einer nichtlinearen Verstärkungskurve 902, gezeigt in 9, beschreibt. Außerdem können mehrere Nachschlagetabellen nicht-lineare Verstärkungskurven enthalten für jede aus einer Vielzahl unterschiedlichen elektromagnetischen Aufnahmen, die zu emulieren sind.
  • Im folgenden wird auf 11 Bezug genommen. 11 zeigt ein Blockdiagramm eines DSP-Algorithmus 1100, der zum Implementieren der nicht-linearen Verstärkungsmodellbildung einer Saite in Bezug auf eine elektromagnetische Aufnahme bei vorgegebenen Aufnahmehöhen in der zuvor erläuterten Weise verwendet werden kann. Zunächst wird ein digitales Saiten-Eingangsschwingungssignal von einem Skalierblock 1110 skaliert. Das digitale Saiten-Eingangsschwingungssignal wird auch direkt zu einem Multiplizierblock 1120 geleitet. Insbesondere wird der Wert des digitalen Saiten-Eingangsschwingungssignals (z.B. einer Digitaldarstellung einer Spannung) in eine skalierte physikalische Schwingungsamplitude umgesetzt. Die schwingenden Saiten 904 und 920 wurden auf eine Amplitude von 1 mm skaliert.
  • Ein Offset vom Offsetblock 1140 wird von einem Addierblock 1145 addiert, um den Abstand von der zu modellierenden Aufnahmehöhe zu simulieren. Dieses Offset wird zur skalierten physikalischen Schwingungsamplitude addiert und liefert das Eingangssignal zur nicht-linearen Verstärkung-Nachschlagetabelle 1150, um eine resultierende nicht-lineare Verstärkung zu finden, die zum geeigneten Emulieren der nicht-linearen Verzerrung des Tons der Saite in Bezug auf die Höhe der zu model lierenden speziellen elektromagnetischen Aufnahme verwendet werden sollte. Der Verstärkungswert wird an einem Multiplizierblock 1120 mit dem ursprünglichen digitalen Eingangssignal multipliziert, um das emulierte digitale Tonsignal zu gewinnen, als ob es tatsächlich von dem realen nicht-linearen Verstärkungseffekt der speziellen elektromagnetischen Aufnahme an der speziellen Aufnahmehöhe verzerrt wäre.
  • Wenn beispielsweise das digitale Eingangsschwingungssignal der Saite 904 auf einer Amplitude von 1 mm skaliert ist und eine skalierte Schwingungsamplitude von 0,3 mm bei einer Aufnahmehöhe oder einem Offset von 1,5 mm hat, so würde eine resultierende Verstärkung in der nicht-linearen Verstärkungs-Nachschlagetabelle 1150 für einen entsprechenden nichtlinearen Verstärkungswert für die modellierte spezielle elektromagnetische Aufnahme gefunden werden durch Gewinnen des Werts der Verstärkung, der 1,8 mm (1,5 mm + 0,3 mm) entspricht. Der Verstärkungswert wird am Multiplizierblock 1120 mit dem ursprünglichen digitalen Eingangssignal multipliziert, um das emulierte digitale Tonsignal zu gewinnen, welches emuliert wird, als ob es von dem realen nicht-linearen Verstärkungseffekt der besonderen elektromagnetischen Abnahme an der speziellen Aufnahmehöhe aktuell verzerrt wäre.
  • Im folgenden wird auf 12 Bezug genommen. 12 zeigt ein vollständiges zweidimensionales Beispiel eines Blockdiagramms eines DSP-Algorithmus 1200 zum Emulieren von zwei elektromagnetischen Aufnahmen, die an speziellen x (horizontalen) Stellen und in einem speziellen y-Abstand (Aufnahmehöhe) entlang der Saite einer Gitarre einer zu emulierenden speziellen Gitarre angeordnet sind und ferner das Implementieren des zuvor beschriebenen nicht-linearen Verstärkungsmodellierens einer Saite. Wie in 12 gezeigt ist, geht ein digitales Saiten-Eingangsschwingungssignal 801 für die Saiten in das DSP-Blockdiagramm 800 ein. Es ist einzusehen, daß das DSP-Blockdiagramm eine Darstellung der digitalen Übertragungsfunktion für die Emulation einer Gitarrensaite einer zu emulierenden gewünschten Gitarre mit der speziellen Konfiguration von elektromagnetischen Aufnahmen ist, wie sie zuvor erörtert wurde. Jedoch kann dieses DSP-Blockdiagramm auf eine beliebige Saite einer beliebigen Gitarre mit zwei elektromagnetischen Aufnahmen oder auf irgendein anderes Saiteninstrument verallgemeinert werden.
  • Zur Erläuterung: das digitale Saiten-Schwingungseingangssignal 801 wird vom FIR1 802, der die magnetische Apertur-Filterantwort für eine erste elektromagnetische Aufnahme in Abhängigkeit von einem anfänglichen Schwingungssignal emuliert, und vom FIR1–1 804, der Inversion von FIR1, welche die magnetische Apertur-Filterantwort für die elektromagnetische Aufnahme in Abhängigkeit von dem reflektierten Schwingungssignal (d.h. reflektiert von der Brücke) darstellt, verarbeitet. Ferner wird das digitale Eingangsschwingungssignal verzögert um z–N 1 806 derart, daß das reflektierte Schwingungssignal mit einer Verzögerung um N1 Abtastungen emuliert wird. Die anfänglichen und reflektierten magnetischen Apertur-FIR-Antworten von FIR1 802 und FIR1–1 804 auf das Eingangsschwingungssignal 801 werden danach mit einem Addierer 810 summiert, um ein erstes emuliertes digitales Saiten-Schwingungssignal der ersten emulierten elektromagnetischen Aufnahme zu erzeugen.
  • Nachdem das Eingangsschwingungssignal 801 in ähnlicher Weise um z–D 2 812 derart verzögert worden ist, daß die Antwort der zweiten elektromagnetischen Aufnahme, die der Brücke näher gelegen ist, relativ zur Antwort der von der Brücke am weitesten entfernten ersten elektromagnetischen Aufnahme geeignet verzögert worden ist, wird das digitale Saiten-Eingangsschwingungssignal 801 von FIR2 820 unter Emulation der magnetischen Apertur-Filterantwort für die zweite elektromagnetische Aufnahme in Abhängigkeit von dem anfänglichen Schwingungssignal und von FIR2–1 824, der Inversion von FIR2, verarbeitet, welche die magnetische Apertur-Filteranwort für die zweite elektromagnetische Aufnahme in Abhängigkeit von dem reflektierten Schwingungssignal (d.h. reflektiert von der Brücke) darstellt. Ferner wird das verzögerte Eingangsschwingungssignal vom Ausgang der Verzögerungsstufe 812 um z–N 2 826 derart verzögert, daß das reflektierte Schwingungssignal modelliert wird mit einer Verzögerung um N2 Abtastungen oder Proben. Die anfäng lichen und reflektierten magnetischen Apertur-FIR-Antworten von FIR2 820 und FIR2–1 824 auf das Eingangsschwingungssignal 801 werden dann mit Addierer 826 addiert, um ein zweites emuliertes digitales Saiten-Schwingungssignal für die zweite emulierte elektromagnetische Aufnahme zu generieren.
  • Jetzt werden sowohl die ersten als auch die zweiten emulierten digitalen Saiten-Schwingungen der ersten bzw. zweiten emulierten elektromagnetischen Aufnahme jeweils mittels DSP-Algorithmusblöcken 1100 verarbeitet, um nicht-lineare Verstärkungsmodelle der Saite relativ zu jeder elektromagnetischen Aufnahme bei jeweils vorgegebener Aufnahmehöhe zu implementieren. Sowohl das erste als auch das zweite emulierte digitale Saiten-Schwingungssignal der ersten und zweiten emulierten elektromagnetischen Aufnahme werden jeweils von einem Skalierblock 1110 skaliert. Jedes der ersten und zweiten emulierten digitalen Saiten-Schwingungssignale der ersten bzw. zweiten emulierten elektromagnetischen Aufnahme werden auch direkt an einen Multiplizierblock 1120 geleitet. Die Werte jedes der ersten und zweiten emulierten digitalen Saiten-Schwingungssignale der ersten bzw. zweiten emulierten elektromagnetischen Aufnahme werden jeweils in skalierte physikalische Schwingungsamplituden umgesetzt, wie zuvor beschrieben wurde.
  • Ein Offset vom Offsetblock 1140 wird von einem Addierblock 1145 addiert, um den Abstand von der Aufnahmehöhe zu simulieren, der für jedes der ersten und zweiten emulierten digitalen Saiten-Schwingungssignale modelliert wird. Dieses Offset wird zur skalierten physikalischen Schwingungsamplitude addiert und liefert die Eingabe zur nicht-linearen Verstärkungsnachschlagetabelle 1150, um eine nicht-lineare Verstärkung zu finden, die angelegt werden sollte, um die nicht-lineare Verzerrung des Tons der Saite relativ zur Höhe der modellierten speziellen elektromagnetischen Aufnahme geeignet zu emulieren. Ein Verstärkungswert wird im Multiplizierblock 1120 multipliziert mit jedem der ersten und zweiten emulierten digitalen Saiten-Tonsignale der ersten bzw. zweiten emulierten elektromagnetischen Aufnahmen, um erste und zweite emulierte digitale Saiten-Tonsignale zu gewinnen, welche so emuliert sind, als wären sie beide tatsächlich von dem realen nicht-linearen Verstärkungseffekt der ersten und zweiten elektromagnetischen Aufnahmen an ihren jeweiligen speziellen Aufnahmehöhen verzerrt.
  • Zuletzt werden sowohl das erste emulierte digitale Saiten-Tonsignal der ersten emulierten elektromagnetischen Aufnahme als auch das zweite emulierte digitale Saiten-Tonsignal der zweiten emulierten elektromagnetischen Aufnahme von einem Addierer 1230 summiert, so daß ein emuliertes digitales Tonsignal für die entsprechende Saite der vom Benutzer ausgewählten gewünschten emulierten Gitarre erzeugt wird. Dieses emulierte digitale Tonsignal emuliert die Saite, sowie detektiert durch eine elektromagnetische Aufnahme, an einer speziellen Stelle relativ zur Saite der gewünschten Gitarre sowohl in der "x"- als auch der "y"-Richtung, einschließlich nicht-linearer Verstärkungsmodellierung. Dieses emulierte digitale Tonsignal kann danach in analoges Format umgesetzt und an einen Verstärker ausgegeben werden, der dann den emulierten Ton derart wiedergibt, daß die Gitarre mit eingebetteten DSP-Modellierfähigkeiten wie die vom Benutzer gewünschte Gitarre klingt.
  • Daher wird eine digitale Übertragungsfunktion, dargestellt durch das kombinierte DSP-Blockdiagramm 1200 unter Einschluß vorgegebener FIR-Filter mit vorgegebenen Modellkoeffizienten, auf der Basis von Impulsantworten der modellierten elektromagnetischen Aufnahme und berechneten Verzögerungen (DSP-Blockdiagramm 800) und nicht-linearer Modellierung in der "y"-Achse von DSP-Blockdiagrammen 1100 geschaffen. Diese digitale Übertragungsfunktion kann zum Emulieren des Ausgangssignals der Gitarrensaite für die von einem Benutzer gewählte spezielle Gitarre in Abhängigkeit von einem digitalen Eingangssignal einer gespielten Saite verwendet werden. Mit anderen Worten, auf der Basis eines von der Brücke detektierten digitalen Saiten-Schwingungssignals kann der digitale Signalprozessor 120, der die speziellen digitalen Übertragungsfunktionen (mit vorgegebenen Modellkoeffizienten für die besondere zu emulierende Gitarre) des kombinierten DSP-Blockdiagramms 1200 implementiert, das digitale Saiten-Vibrationssignal verarbeiten, um die ent sprechende Saite nach Detektion von einer elektromagnetischen Aufnahme an einer speziellen Stelle relativ zur Saite der modellierten Gitarre (die eine spezielle Konfiguration von zuvor modellierten elektromagnetischen Aufnahmen hat) zum Erzeugen eines emulierten digitalen Tonsignals verarbeiten, welches sowohl in den "x"- als auch "y"-Achsen-Domains modelliert ist. Dieses emulierte digitale Tonsignal kann dann in analoge Form umgesetzt und an einen Verstärker ausgegeben werden, der dann den emulierten Ton derart wiedergeben kann, daß die Gitarre mit integrierten DSP-Modellfähigkeiten 100 wie die vom Benutzer ausgewählte Gitarre klingt. Wie oben gesagt, ist für den Fachmann klar, daß die oben beschriebenen DSP-Algorithmen zum Modellieren von Aufnahmestellen in zwei Richtungen dienen und daß eine Weiterverarbeitung generell erforderlich ist, um schließlich ein Ausgangssignal zu generieren.
  • Obwohl das zuvor beschriebene kombinierte DSP-Blockdiagramm 1200 nur ein spezielles Ausführungsbeispiel eines DSP-Blockdiagramms für eine Gitarre mit zwei elektromagnetischen Aufnahmen für eine spezielle Gitarrensaite darstellt, ist für den Fachmann klar, daß die zuvor beschriebenen Verfahren und Methoden der Charakterisierung der Gitarrensaite nach Detektion durch eine elektromagnetische Aufnahme an einer speziellen Stelle oder relativ zur Gitarrensaite mit einer besonderen Konfiguration von elektromagnetischen Aufnahmen (sowohl in "x"- als auch "y"-Achsen-Domains) bei einer beliebigen Gitarrensaite einer beliebigen Gitarre mit irgendeiner Anzahl von elektromagnetischen Aufnahmekonfigurationen und Saiten angewandt werden können. Obwohl sich die vorhergehende Beschreibung auf eine elektrische Gitarre bezog, ist auch einzusehen, daß die zuvor beschriebenen Methoden und Techniken zum Modellieren irgendeines Saiteninstruments verwendet werden können. Daher kann unter Verwendung der zuvor beschriebenen Verfahren und Methoden jedes beliebige elektrische Saiteninstrument modelliert und dann emuliert werden.
  • Unter Verwendung der Beispiele der Erfindung kann eine digitale Übertragungsfunktion unter Einschluß vorgegebener FIR-Filter mit vorgegebenen Modellkoeffizienten und auf der Basis von Impulsantworten von modellierten elektromagnetischen Aufnahmen und berechneten Verzögerungen für irgendeine Gitarre oder ein Saiteninstrument einer vorgegebenen Konfiguration von elektromagnetischen Aufnahmen und mit irgendeiner Anzahl von Saiten geschaffen werden, und ferner kann nicht-lineare Verstärkung angewandt werden, um die nicht-linearen Verzerrungseffekte von speziellen elektromagnetischen Aufnahmen an bestimmten Aufnahmehöhen zu emulieren. Demgemäß kann eine digitale Übertragungsfunktion und ein entsprechendes DSP-Blockdiagrammmodell geschaffen und zum Emulieren eines Ausgangssignals für eine beliebige Gitarre oder ein Saiteninstrument in Abhängigkeit von einem digitalen Eingangssignal von einer gespielten Saite verwendet werden. Mit anderen Worten, auf der Basis eines digitalen Saiten-Schwingungssignals, das von der Aufnahme detektiert ist, kann der digitale Signalprozessor 120, der eine spezielle digitale Übertragungsfunktion implementiert, das digitale Saiten-Schwingungssignal verarbeiten, um einen entsprechenden Saitenton einer gewünschten Gitarre (sowohl in der "x"- als auch der "y"-Achsen-Domaine) zu emulieren, die vom Benutzer zur Emulation ausgewählt wurde, um ein emuliertes digitales Tonsignal der gewählten Gitarre zu erzeugen. Dieses emulierte digitale Tonsignal kann danach in ein analoges Format umgesetzt und an einen Verstärker ausgegeben werden, der dann den emulierten Ton derart wiedergibt, daß die Gitarre mit eingebauten DSP-Modellierfähigkeiten wie die vom Benutzer ausgewählte gewünschte Gitarre klingt. Außerdem ermöglicht das eingebettete DSP das Modellieren irgendeines Saiteninstruments, z.B. akustischer Gitarren, Mandolinen, Bässe usw. Beispielsweise im Falle von akustischen Instrumenten können Standardtechniken, die zum Modellieren der Korpusresonanzen von akustischen Instrumenten verwendet werden, zum Einsatz kommen. Ein solches Beispiel sind die akustischen Modellierungstechniken, die beschrieben sind unter dem Titel "More Acoustic Sounding Timbre from Guitar Pickups" von Karjalainen, Penttinen und Valimaki in Proceedings of the 2nd COST G-6 Workshop on Digital Audio Effects (DAFx99), NTNU, Trondheim, 9. bis 11. Dezember 1999 und die hier durch Bezugnahme in die Beschreibung einbezogen werden.
  • Die verschiedenen Aspekte der zuvor beschriebenen Erfindung können als Anweisungen bzw. Befehle (z.B. Softwaremodule, Programme, Codesegmente usw.) realisiert werden, um die zuvor beschriebenen Funktionen auszuführen. Die Befehle und Anweisungen bewirken bei Lesen und Ausführung durch einen Prozessor, daß der Prozessor die zum Implementieren und/oder Verwenden von Ausführungsbeispielen der Erfindung notwendigen Operationen ausführt. Generell sind die Befehle greifbar integriert in und/oder lesbar von einem maschinenlesbaren Medium, einem Bauelement oder ein Träger, wie einem Speicher, Datenspeichergeräten und/oder entfernten Geräten. Die Befehle können von einem Speicher, einem Datenspeichergerät und/oder entfernten Geräten in den Speicher zur Verwendung während Operationen geladen werden. Befehle können dann dazu verwendet werden, einen universellen oder speziellen Prozessor, der mit den Befehlen programmiert ist, zum Durchführen der Schritte der vorliegenden Erfindung zu veranlassen. Alternativ können die Merkmale oder Schritte der vorliegenden Erfindung mit speziellen Hardware-Komponenten ausgeführt werden, welche fest verdrahtete Logik zum Ausführen der Schritte enthalten, oder durch irgendeine Kombination von programmierten Computerkomponenten und herkömmlichen Hardware-Komponenten.
  • Während die Erfindung und ihre verschiedenen funktionellen Komponenten anhand bestimmter Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, ist klar, daß die Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware, Software, Firmware, Middleware oder einer Kombination derselben implementiert sein können und verwendbar sind in Systemen, Untersystemen, Komponenten oder Unterkomponenten. Bei Implementierung in Software (z.B. als ein Software-Modul) sind die Elemente der Erfindung die Befehls/Code-Segmente zum Erfüllen der notwendigen Tasks. Die Programme- oder Code-Segmente können in einem maschinenlesbaren Medium, beispielsweise einem prozessorlesbaren Medium oder einem Computerprogrammprodukt gespeichert sein oder von einem Computer-Datensignal übertragen werden, das in einer Trägerwelle oder einem von einem Träger modulierten Signal über ein Übertragungsmedium oder ein Kommunikationslink übertragen wird. Das maschinenlesbare Medium oder das prozessorlesbare Medium kann irgendein Medium enthalten, welches Informationen in einer maschinen- (z.B. prozessor-, computer- usw.) lesbaren und ausführbaren Form zu speichern oder zu übertragen vermag. Beispiele für ein maschinen/prozessor-lesbares Medium umfassen eine Elektronikschaltung, ein Halbleiterspeicherbauelement, ein ROM, einen Flash-Speicher, einen löschbaren programmierbaren ROM (EPROM), eine Floppy-Diskette, eine kompakte Disk CD-ROM, eine optische Platte, eine Festplatte, ein faseroptisches Medium, ein Hochfrequenz(RF)Link usw. Das Computer-Datensignal kann irgendein Signal umfassen, welches sich über ein Übertragungsmedium, z.B. elektronische Netzwerkkanäle, optische Fasern, Luft, elektromagnetische, RF-Links usw. ausbreiten kann. Die Code-Segmente können über Computernetzwerke, wie Internet, Intranet usw. heruntergeladen werden.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf illustrative Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, soll diese Beschreibung nicht in beschränkendem Sinne verstanden werden. Zahlreiche Abwandlungen der illustrativen Ausführungsbeispiele sowie andere Ausführungsbeispiele der Erfindung, die dem Fachmann aus der Beschreibung klar werden und auf die sich die Erfindung bezieht, gehören zum Wesen der Erfindung.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Beschrieben wird ein Saiteninstrument mit eingebauten digitalen Signalverarbeitungs(DSP)-Modellierfähigkeiten. Das Saiteninstrument hat einen Korpus und mehrere Saiten, und jede der Saiten ist jeweils mit einer Aufnahme eines polyphonen Aufnehmers gekoppelt. Die polyphone Aufnahme dient zum Erfassen eines Schwingungssignals für jede Saite. Ein A/D-Wandler setzt das erfaßte Schwingungssignal einer Saite in ein digitales Saiten-Schwingungssignal um. Ferner ist ein digitaler Signalprozessor im Körper des Saiteninstruments angeordnet, um das digitale Saiten-Schwingungssignal zu verarbeiten. Insbesondere dient der digitale Signalprozessor zum Verarbeiten des digitalen Saiten-Schwingungssignals derart, daß der entsprechende Saitenton eines von mehreren ausgewählten Saiteninstrumenten emuliert werden kann. Das emulierte digitale Tonsignal wird dann in analoge Form umgesetzt, um ein emuliertes analoges Tonsignal zur Ausgabe an ein Verstärkungsgerät zu erzeugen.

Claims (45)

  1. Ein Saiteninstrument mit eingebauten digitalen Signalverarbeitungs(DSP)-Modellierfähigkeiten, wobei das Saiteninstrument einen Korpus und wenigstens eine Saite hat, das Saiteninstrument aufweisend: eine Aufnahme, mit der eine Saite gekoppelt ist, wobei die Aufnahme zum Detektieren eines Schwingungssignals der Saite dient; einen Analog/Digital-Wandler zum Umsetzen des detektierten Schwingungssignals der Saite in ein digitales Saiten-Schwingungssignal; und einen digitalen Signalprozessor, der innerhalb des Korpus des Saiteninstruments angeordnet ist und das digitale Saiten-Schwingungssignal zum Emulieren eines entsprechenden Saitentons eines von einer Mehrzahl von Saiteninstrumenten zu emulieren und ein emuliertes digitales Tonsignal zu erzeugen.
  2. Das Saiteninstrument nach Anspruch 1, wobei das emulierte digitale Tonsignal in analoge Form umgesetzt wird, um ein emuliertes analoges Tonsignal als Ausgabe an ein Verstärkungsgerät zu erzeugen.
  3. Das Saiteninstrument nach Anspruch 1, ferner enthaltend eine am Korpus des Saiteninstruments angeordnete Benutzerschnittstelle, die einem Benutzer die Auswahl eines aus mehreren zu emulierenden Saiteninstrumenten ermöglicht.
  4. Das Saiteninstrument nach Anspruch 3, ferner enthaltend einen mit der Benutzerschnittstelle gekoppelten Steuerprozessor, der Modellierkoeffizienten aus einem Speicher dem digitalen Signalprozessor für das vom Benutzer ausgewählte Saiteninstrument zur Verfügung stellt.
  5. Das Saiteninstrument nach Anspruch 1, wobei die Emulation eines entsprechenden Saitentons eines aus einer Mehrzahl von Saiteninstrumenten ein finites Impulsantwort(FIR)-Filter verwendet.
  6. Das Saiteninstrument nach Anspruch 1, wobei die Emulation einer entsprechenden Saite eines von mehreren Saiteninstrumenten eine Emulation eines Orts und einer Aufnahmehöhe einer elektromagnetischen Aufnahme für den entsprechenden Saitenton des emulierten Saiteninstruments enthält.
  7. Das Saiteninstrument nach Anspruch 6, wobei das Emulieren der Aufnahmehöhe einer elektromagnetischen Aufnahme das Anlegen einer nicht-linearen Verstärkung zum Modellieren einer nicht-linearen Verzerrung umfaßt, die der Aufnahmehöhe der elektromagnetischen Aufnahme für den entsprechenden Saitenton des emulierten Saiteninstruments zugeordnet ist.
  8. Das Saiteninstrument nach Anspruch 1, wobei das emulierte digitale Tonsignal eine weitere digitale Signalverarbeitung erfährt, um eine aus einer Mehrzahl von Verstärker- und Boxenkombinationen zu emulieren.
  9. Das Saiteninstrument nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitung des digitalen Saiten-Schwingungssignals ferner ein Emulieren entsprechender Saitentöne gleichzeitig für mehrere unterschiedliche Saiteninstrumente enthält.
  10. Das Saiteninstrument nach Anspruch 2, wobei die Mehrzahl von zu emulierenden Saiteninstrumenten eine Mehrzahl von Gitarren umfaßt.
  11. Das Saiteninstrument nach Anspruch 10, wobei das emulierte analoge Schwingungssignal des entsprechenden Saitentons einer von mehreren Gitarren unter Verwendung eines Standard-Gitarrenkabels zum Verstärkungsgerät übertragbar ist.
  12. Eine Gitarre mit eingebauten digitalen Signalverarbeitungs(DSP)-Modellierfähigkeiten, wobei die Gitarre einen Korpus und wenigstens eine Saite hat, die Gitarre aufweisend: eine Aufnahme, mit der eine Saite gekoppelt ist, wobei die Aufnahme zum Detektieren eines Schwingungssignals der Saite dient; einen Analog/Digital-Wandler zum Umsetzen des detektierten Schwingungssignals der Saite in ein digitales Saiten-Schwingungssignal; und einen digitalen Signalprozessor, der innerhalb des Korpus der Gitarre angeordnet ist und das digitale Saiten-Schwingungssignal zum Emulieren eines entsprechenden Saitentons einer von einer Mehrzahl von Gitarren zu emulieren und ein emuliertes digitales Tonsignal zu erzeugen.
  13. Die Gitarre nach Anspruch 12, wobei das emulierte digitale Tonsignal in analoge Form umgesetzt wird, um ein emuliertes analoges Tonsignal als Ausgabe an ein Verstärkungsgerät zu erzeugen.
  14. Die Gitarre nach Anspruch 12, ferner enthaltend eine am Korpus der Gitarre angeordnete Benutzerschnittstelle, die einem Benutzer die Auswahl einer aus mehreren zu emulierenden Gitarren ermöglicht.
  15. Die Gitarre nach Anspruch 14, ferner enthaltend einen mit der Benutzerschnittstelle gekoppelten Steuerprozessor, der Modellierkoeffizienten aus einem Speicher dem digitalen Signalprozessor für die vom Benutzer ausgewählte Gitarre zur Verfügung stellt.
  16. Die Gitarre nach Anspruch 12, wobei die Emulation eines entsprechenden Saitentons einer aus einer Mehrzahl von Gitarren ein finites Impulsantwort(FIR)-Filter verwendet.
  17. Die Gitarre nach Anspruch 12, wobei die Emulation eines entsprechenden Saitentons einer aus einer Mehrzahl von Gi tarren ein Emulieren eines Orts und einer Aufnahmehöhe einer elektromagnetischen Aufnahme für die entsprechende Saite der emulierten Gitarre enthält.
  18. Die Gitarre nach Anspruch 17, wobei das Emulieren der Aufnahmehöhe einer elektromagnetischen Aufnahme das Anlegen einer nicht-linearen Verstärkung umfaßt, um eine nicht-lineare Verzerrung zu modellieren, die der Aufnahmehöhe der elektromagnetischen Aufnahme für den entsprechenden Saitenton der emulierten Gitarre zugeordnet ist.
  19. Die Gitarre nach Anspruch 12, wobei das emulierte digitale Tonsignal ferner eine digitale Signalverarbeitung erfährt, um eines von mehreren Verstärker- und Boxenanordnungen zu emulieren.
  20. Die Gitarre nach Anspruch 12, wobei das Verarbeiten des digitalen Saiten-Schwingungssignals ferner ein Emulieren eines entsprechenden Saitentons gleichzeitig für mehrere Gitarren umfaßt.
  21. Die Gitarre nach Anspruch 13, wobei das emulierte analoge Schwingungssignal des entsprechenden Saitentons einer aus einer Mehrzahl von Gitarren unter Verwendung eines standardisierten Gitarrenkabels zum Verstärkungsgerät übertragbar ist.
  22. Ein Verfahren zum Emulieren mehrerer verschiedener Saiteninstrumente, wobei ein Saiteninstrument eingebaute digitale Signalverarbeitungs(DSP)-Modellierfähigkeiten hat, das Verfahren enthaltend: Detektieren eines Schwingungssignals wenigstens einer Saite; Umsetzen des detektierten Schwingungssignals der Saite in ein digitales Saitenschwingungssignal; und Verarbeiten des digitalen Saitenschwingungssignals innerhalb des Saiteninstruments, um einen entsprechenden Saitenton eines aus einer Mehrzahl von Saiteninstrumenten zum Erzeugen eines emulierten digitalen Tonsignals zu emulieren.
  23. Das Verfahren nach Anspruch 22, wobei das emulierte digitale Tonsignal in analoge Form umgesetzt wird, um ein emuliertes analoges Tonsignal zur Ausgabe an ein Verstärkungsgerät zu erzeugen.
  24. Das Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Schwingungssignal mit einer Aufnahme detektiert wird.
  25. Das Verfahren nach Anspruch 22, wobei ferner einem Benutzer ermöglicht wird, eines aus mehreren zu emulierenden Saiteninstrumenten über eine Benutzerschnittstelle auszuwählen, wobei die Benutzerschnittstelle an dem Saiteninstrument angeordnet wird.
  26. Das Verfahren nach Anspruch 25, ferner enthaltend die Verwendung von Modellierkoeffizienten aus einem Speicher zum Emulieren des vom Benutzer ausgewählten Saiteninstruments.
  27. Das Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Emulation eines entsprechenden Saitentons eines von mehreren Saiteninstrumenten die Verwendung eines finiten Impulsantwort(FIR)-Filters umfaßt.
  28. Das Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Emulation eines entsprechenden Saitentons eines von mehreren Saiteninstrumenten ein Emulieren eines Orts und einer Aufnahmehöhe einer elektromagnetischen Aufnahme für die entsprechende Saite des emulierten Saiteninstrument umfaßt.
  29. Das Verfahren nach Anspruch 28, wobei das Emulieren der Aufnahmehöhe einer elektromagnetischen Aufnahme das Anlegen einer nicht-linearen Verstärkung zum Modellieren nichtlinearer Verzerrung in Zuordnung zu der Aufnahmehöhe der elek tromagnetischen Aufnahme für die entsprechende Saite des emulierten Saiteninstruments umfaßt.
  30. Das Verfahren nach Anspruch 22, wobei das emulierte digitale Tonsignal ferner einer digitalen Signalverarbeitung unterworfen wird, um eine von mehreren Verstärker- und Boxenanordnungen zu emulieren.
  31. Das Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Verarbeiten des digitalen Saiten-Schwingungssignals ferner enthält das gleichzeitige Emulieren entsprechender Saitentöne für mehrere unterschiedliche Saiteninstrumente.
  32. Das Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Mehrzahl von zu emulierenden Saiteninstrumenten mehrere Gitarren enthält.
  33. Das Verfahren nach Anspruch 23, wobei das emulierte analoge Schwingungssignal des entsprechenden Saitentons einer aus mehreren Gitarren unter Verwendung eines herkömmlichen Gitarrenkabels zu dem Verstärkungsgerät übertragen wird.
  34. Ein prozessor-lesbares Medium mit gespeicherten Anweisungen, die bei Ausführung durch einen Prozessor in einem Saiteninstrument mit eingebauten digitalen Signalverarbeitungs(DSP)-Modellierfähigkeiten den Prozessor zum Ausführen der folgenden Operationen veranlassen: Detektieren eines Schwingungssignals wenigstens einer Saite; Umsetzen des detektierten Schwingungssignals der Saite in ein digitales Saiten-Schwingungssignal; und Verarbeiten des digitalen Saiten-Schwingungssignals innerhalb des Saiteninstruments zum Emulieren eines entsprechenden Saitentons eines aus einer Mehrzahl von Saiteninstrumenten zum Erzeugen eines emulierten digitalen Tonsignals.
  35. Das prozessor-lesbare Medium gemäß Anspruch 34, wobei das emulierte digitale Tonsignal in analoge Form umgesetzt wird, um ein emuliertes analoges Schwingungssignal zur Ausgabe an ein Verstärkungsgerät zu erzeugen.
  36. Das prozessor-lesbare Medium nach Anspruch 34, wobei das Schwingungssignal mit einer Aufnahme erfaßbar ist.
  37. Das prozessor-lesbare Medium nach Anspruch 34, wobei ferner vorgesehen ist, daß dem Benutzer eine Auswahl eines von mehreren zu emulierenden Saiteninstrumenten mit einer Benutzerschnittstelle ermöglicht wird, wobei die Benutzerschnittstelle auf dem Saiteninstrument angeordnet ist.
  38. Das prozessor-lesbare Medium nach Anspruch 37, ferner enthaltend das Vorsehen von Modellierkoeffizienten aus einem Speicher zur Verwendung bei der Emulation des vom Benutzer ausgewählten Saiteninstruments.
  39. Das prozessor-lesbare Medium nach Anspruch 34, wobei die Emulation eines entsprechenden Saitentons eines von mehreren Saiteninstrumenten die Verwendung eines finiten Impulsantwort(FIR)-Filters umfaßt.
  40. Das prozessor-lesbare Medium nach Anspruch 34, wobei die Emulation eines entsprechenden Saitentons eines aus einer Mehrzahl von Saiteninstrumenten das Emulieren eines Orts und einer Aufnahmehöhe einer elektromagnetischen Aufnahme für die entsprechende Saite des emulierten Saiteninstruments umfaßt.
  41. Das prozessor-lesbare Medium nach Anspruch 40, wobei das Emulieren der Aufnahmehöhe einer elektromagnetischen Aufnahme das Anlegen einer nicht-linearen Verstärkung zum Modellieren nicht-linearer Verzerrungen enthält, die der Aufnahmehöhe der elektromagnetischen Aufnahme für die zugehörige Saite des emulierten Saiteninstruments zugeordnet ist.
  42. Das prozessor-lesbare Medium nach Anspruch 34, wobei das emulierte digitale Tonsignal einer digitalen Signalverar beitung zum Emulieren einer aus mehreren Verstärker- und Boxenanordnungen unterworfen wird.
  43. Das prozessor-lesbare Medium nach Anspruch 34, wobei das Verarbeiten des digitalen Saiten-Schwingungssignals ferner ein Emulieren entsprechender Saitentöne gleichzeitig für mehrere unterschiedliche Saiteninstrumente enthält.
  44. Das prozessor-lesbare Medium nach Anspruch 35, wobei die Mehrzahl von zu emulierenden Saiteninstrumenten mehrere Gitarren enthält.
  45. Das prozessor-lesbare Medium nach Anspruch 44, wobei das emulierte analoge Schwingungssignal der entsprechenden Saite einer von mehreren Gitarren unter Verwendung eines standardisierten Gitarrenkabels zu der Verstärkungseinrichtung übertragbar ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006017410A1 (de) * 2006-04-13 2007-10-18 Norbert Quast Oktavierte Bassgitarre für GK-MIDI Interface
EP1883064A1 (de) 2006-07-29 2008-01-30 Christoph Kemper Musikinstrument mit Klangwandler

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6888057B2 (en) * 1999-04-26 2005-05-03 Gibson Guitar Corp. Digital guitar processing circuit
US7220912B2 (en) 1999-04-26 2007-05-22 Gibson Guitar Corp. Digital guitar system
US7012556B2 (en) * 2001-10-08 2006-03-14 Qinetiq Limited Signal processing system and method
US7279631B2 (en) * 2002-07-16 2007-10-09 Line 6, Inc. Stringed instrument with embedded DSP modeling for modeling acoustic stringed instruments
US7799986B2 (en) * 2002-07-16 2010-09-21 Line 6, Inc. Stringed instrument for connection to a computer to implement DSP modeling
US7220913B2 (en) * 2003-01-09 2007-05-22 Gibson Guitar Corp. Breakout box for digital guitar
US7166794B2 (en) * 2003-01-09 2007-01-23 Gibson Guitar Corp. Hexaphonic pickup for digital guitar system
US7355110B2 (en) * 2004-02-25 2008-04-08 Michael Tepoe Nash Stringed musical instrument having a built in hand-held type computer
US7115810B2 (en) 2004-07-15 2006-10-03 Ambrosonics, Llc Programmable/semi-programmable pickup and transducer switching system
US8658879B2 (en) * 2004-12-03 2014-02-25 Stephen Gillette Active bridge for stringed musical instruments
US7777119B2 (en) * 2005-07-25 2010-08-17 Russell Stoneback Electromagnetic musical instruments
US7777118B2 (en) * 2005-07-25 2010-08-17 Russell Stoneback Electromagnetic musical instrument systems and related methods
US7285714B2 (en) * 2005-09-09 2007-10-23 Gibson Guitar Corp. Pickup for digital guitar
US7960636B2 (en) * 2006-02-07 2011-06-14 Zero Crossing Inc. Enhanced knob for use with an electric stringed musical instrument
US7304232B1 (en) * 2006-02-11 2007-12-04 Postell Mood Nicholes Joystick gain control for dual independent audio signals
US7504578B2 (en) * 2006-10-30 2009-03-17 Lewry Benjamin T System and method for providing a musical instrument having a monitor therein
CN102047319A (zh) * 2008-03-11 2011-05-04 米萨数码控股有限公司 一种数字乐器
US20100037755A1 (en) * 2008-07-10 2010-02-18 Stringport Llc Computer interface for polyphonic stringed instruments
US20110017048A1 (en) * 2009-07-22 2011-01-27 Richard Bos Drop tune system
US20110067556A1 (en) * 2009-09-24 2011-03-24 Thomas William Norman Output selection system for stringed instruments
US8796531B2 (en) 2010-07-15 2014-08-05 Ambrosonics, Llc Programmable pickup director switching system and method of use
EP2633517B1 (de) * 2010-10-28 2019-01-02 Gibson Brands, Inc. Drahtlose e-gitarre
US10403252B2 (en) 2012-07-31 2019-09-03 Fender Musical Instruments Corporation System and method for connecting and controlling musical related instruments over communication network
US9373313B2 (en) 2012-10-04 2016-06-21 Fender Musical Instruments Corporation System and method of storing and accessing musical performance on remote server
US9082386B1 (en) 2013-01-12 2015-07-14 Lewis Neal Cohen Two dimensional musical keyboard
USD755843S1 (en) 2013-06-10 2016-05-10 Apple Inc. Display screen or portion thereof with graphical user interface
USD745558S1 (en) * 2013-10-22 2015-12-15 Apple Inc. Display screen or portion thereof with icon
US9384722B2 (en) * 2014-01-10 2016-07-05 Fishman Transducers, Inc. Method and device for rechargeable, retrofittable battery pack
US9646591B1 (en) * 2015-01-21 2017-05-09 Leroy Daniel Young System, method, and apparatus for determining the fretted positions and note onsets of a stringed musical instrument
WO2016166675A1 (en) * 2015-04-13 2016-10-20 Filippo Zanetti Device and method for simulating a sound timbre, particularly for stringed electrical musical instruments
US10115379B1 (en) * 2017-04-27 2018-10-30 Gibson Brands, Inc. Acoustic guitar user interface
CN107246901B (zh) * 2017-07-10 2023-06-30 太原师范学院 基于弦振动的煤仓料位检测***及方法
CN111653257A (zh) * 2020-06-04 2020-09-11 长沙市回音科技有限公司 一种新型吉他及吉他调取音色的方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1558280A (en) * 1975-07-03 1979-12-19 Nippon Musical Instruments Mfg Electronic musical instrument
GB2155230A (en) * 1984-02-02 1985-09-18 Bond Guitars Ltd Electric stringed instrument
JP2778645B2 (ja) * 1987-10-07 1998-07-23 カシオ計算機株式会社 電子弦楽器
JP2736556B2 (ja) * 1989-12-07 1998-04-02 ローランド株式会社 音色形成装置
JP3092808B2 (ja) * 1989-12-20 2000-09-25 カシオ計算機株式会社 電子弦楽器
JPH0486790A (ja) * 1990-07-31 1992-03-19 Casio Comput Co Ltd 電子弦楽器
JPH0594191A (ja) 1991-10-01 1993-04-16 Roland Corp 電気弦楽器用ピツクアツプの周波数特性補償装置
JPH06342287A (ja) * 1993-06-02 1994-12-13 Yamaha Corp 効果装置
US5541354A (en) * 1994-06-30 1996-07-30 International Business Machines Corporation Micromanipulation of waveforms in a sampling music synthesizer
JP3261878B2 (ja) * 1994-08-10 2002-03-04 ヤマハ株式会社 音響信号発生装置
JPH08211875A (ja) * 1995-02-01 1996-08-20 Roland Corp 音色形成装置
JPH096338A (ja) * 1995-06-22 1997-01-10 Casio Comput Co Ltd 楽音制御装置
JP3582809B2 (ja) * 1996-03-12 2004-10-27 ローランド株式会社 効果装置
US5731533A (en) 1996-08-23 1998-03-24 Roland Corporation Musical tone signal forming apparatus for use in simulating a tone of string instrument
JP3271532B2 (ja) * 1996-10-29 2002-04-02 ヤマハ株式会社 電気弦楽器の音像定位装置
JPH10198373A (ja) * 1997-01-14 1998-07-31 Roland Corp 電子楽器
US5789689A (en) 1997-01-17 1998-08-04 Doidic; Michel Tube modeling programmable digital guitar amplification system
JP3223889B2 (ja) * 1997-10-22 2001-10-29 ヤマハ株式会社 楽音合成装置、楽音合成方法および記憶媒体
US6610917B2 (en) * 1998-05-15 2003-08-26 Lester F. Ludwig Activity indication, external source, and processing loop provisions for driven vibrating-element environments
US6111186A (en) 1998-07-09 2000-08-29 Paul Reed Smith Guitars Signal processing circuit for string instruments
JP2002535707A (ja) * 1999-01-15 2002-10-22 フィッシュマン・トランスデューサーズ・インコーポレーテッド アコースティック弦楽器信号の測定および処理
JP2002023752A (ja) * 2000-07-12 2002-01-25 Sugiyama Electron:Kk エフェクタシステム
JP4256573B2 (ja) * 2000-07-21 2009-04-22 ローランド株式会社 ピッチシフト装置
JP3671876B2 (ja) * 2001-06-29 2005-07-13 ヤマハ株式会社 楽音発生装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006017410A1 (de) * 2006-04-13 2007-10-18 Norbert Quast Oktavierte Bassgitarre für GK-MIDI Interface
EP1883064A1 (de) 2006-07-29 2008-01-30 Christoph Kemper Musikinstrument mit Klangwandler
DE102006035188A1 (de) * 2006-07-29 2008-02-07 Kemper, Christoph Musikinstrument mit Schallwandler
DE102006035188B4 (de) * 2006-07-29 2009-12-17 Christoph Kemper Musikinstrument mit Schallwandler

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