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Schaltungsanordnung zur Unterdrückung von Störgeräuschen bei elektronischen
Orgeln im eingeschalteten, jedoch ungetasteten Zustand Bei der su btraktivenTonformung
und der additiven Tonformung sind die Klangfarben in einer elektronischen Orgel
bereits geformt, bevor die Tonspannungen dieser Klangfarben dem Verstärker zugeführt
werden. Infolgedessen können bei eingeschalteter Orgel bereits Klanggeräusche am
Lautsprecher hörbar werden, wenn die Tasten der Manuale noch gar nicht oder nicht
mehr bedient werden. Es gelangen nämlich Restspannungen durch kapazitive Kopplung
in der Verdrahtung und in den Registerschaltern sowie eingestreute Fremdspannungen
über den Verstärker zum Lautsprecher. Diese Störgeräusche werden zwar restlos verdeckt,
sobald die Orgel spielt, werden aber als störend empfunden, wenn der Organist partiturbedingte
Pausen einlegen muß.
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Diese Störgeräusche können mit Hilfe der in der 1Tachrichtentechnik
bekannten Begrenzer (Amplitudenunterdrücker) unterdrückt werden. Das hat jedoch
bei elektronischen Musikinstrumenten den Nachteil, daß jeder Nulldurchgang eines
Schwingungszuges der Tonspannung begrenzt wird. Infolgedessen würden zusätzliche
harmonische Komponenten auftreten, die das Klangbild verfälschen. Diese neu entstehenden
Harmonischen bilden zusammen mit den im ursprünglichen Klangbild vorhandenen Harmonischen
Kombinationstöne erster bis sechster Ordnung, die als neue Grundtöne in Erscheinung
treten. Es sind weiter Schaltungen bei elektronischen Musikinstrumenten bekannt,
bei denen, um ein knackfreies Tasten der Tonspannungen zu ermöglichen, von druckabhängigen
Widerständen Gebrauch gemacht wird. Diese Widerstände sperren bei nichtgedrückten
Tasten die Tonspannungen. Infolge der verhältnismäßig großen Kapazität dieser Widerstände
gelangen trotzdem Restspannungen (kapazitiv es Übersprechen) in den Verbraucher,
was sich als feines Singen bemerkbar macht.
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Die Erfindung geht über diesen Stand der Technik hinaus. Sie betrifft
nicht nur Mittel zur Störbekämpfung bei der Tastung von Tönen, sondern sie schafft
eine Einrichtung, die auch alle während der Spielpausen hörbar werdenden Störgeräusche
beseitigt. Hierzu gehören z. B. das Eingangsrauschen vom Vorverstärker, Brummspannungen
durch eingestreute Fremdspannungen usw.
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Erfindungsgemäß ist dem Verstärkerteil eine Regelröhre zugeordnet,
die die Widerstandskennlinie eines zum Verstärkerteil im Nebenschluß liegenden Diodengleichrichters
in Abhängigkeit von der Stellung der Tasten derart beeinflußt, daß der Diodengleichrichter
bei ungedrückten Tasten einen sehr geringen, dagegen bei niedergedrückten Tasten
einen sehr hohen Widerstand hat, so daß die Störspannungen über einen dem Diodengleichrichter
vorgeschalteten Kondensator ableitbar sind bzw. die Ableitung der Störspannungen
gesperrt ist.
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Hierdurch ist die Unterdrückung von Störgeräuschen unter Aufrechterhaltung
eines vollkommenen Klangbildes mit einem geringen Aufwand an Schaltbauelementen
erreicht. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird nur in einer einzigen Ausfertigung
für sämtliche 61 Töne eines Manuals benötigt, sofern nicht aus klangästhetischen
Gründen jedem einzelnen Manual ein besonderer Verstärkerteil zugeordnet ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
ist in der Zeichnung dargestellt. Gemäß Abb.1 ist A ein beliebig ausgebildeter Widerstandsverstärker,
von dem nur die ersten beiden Stufen veranschaulicht sind; B ist die mit dem Verstärkerteil
A gekoppelte erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Unterdrückung der Störgeräusche;
C ist der mit dem nicht dargestellten Tastenfeld eines Manuals gekoppelte Steuerteil
für den Teil B.
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Jede Taste eines beispielsweise aus 61 Tasten bestehenden Manuals
1 ist mit einem Arbeitskontaktschalter 2 verbunden, der geöffnet ist, wenn die betreffende
Taste nicht niedergedrückt wird. Alle Tastenschalter liegen an einer Sammelschiene
3, die über einen Widerstand 4 an das Gitter einer Röhre 5 angeschlossen ist. Dieses
Gitter erhält bei nicht gedrückter Taste keine Vorspannung, abgesehen von einer
kleinen Restspannung, die durch den Spannungsabfall des Gitterstromes an einem Widerstand
6 entsteht. Parallel zu diesem Widerstand 6 liegt ein Kondensator 7. Diese Zeitkonstantenglieder
4, 6, 7 sorgen dafür, daß das Öffnen und Schließen der Röhre 5 in einem bestimmten
Zeitintervall erfolgt.
Ein Kondensator 8 sorgt dafür, daß die beim
Öffnen oder Schließen der Röhre 5 durch plötzliche Änderung des Anodenstromes gegebenenfalls
auftretenden Spannungsspitzen zur Erde abgeleitet werden und den nachstehend beschriebenen
Steuervorgang nicht unerwünscht beeinflussen. Ein Widerstand 9 dient zur Kopplung
der Röhre 5 mit einem Diodengleichrichter 10, der von der Röhre 5 gesteuert wird.
Parallel zur Diode 10 liegt ein hochohmiger Widerstand 11. Von einem tonspannungsführenden
Punkt des Verstärkers wird die Tonspannung abgenommen und über einen Kondensator
13 der beschriebenen Schaltungsanordnung B nach der Erfindung zugeführt.
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Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist folgende.
Solange keine Taste niedergedrückt ist, also alle Schalterkontakte 2 bei eingeschalteter
Orgel geöffnet sind, fließt durch die Röhre 5 ein Anodenstrom, der seinen Weg zwangläufig
über den entsprechend gepolten Gleichrichter 10 und den Entkopplungswiderstand 9
nimmt. Das Gleichrichterelement 10 hat in der Durchlaßrichtung nur einen geringen
Widerstand von etwa 150 Ohm. Nun liegt der Gleichrichter jedoch dem Widerstand 11
mit einem angenommenen Wert von 1 Megohm parallel. Der resultierende Widerstand
der Schaltelemente 10, 11 liegt also unter 150 Ohm. Es werden also alle Wechselspannungen
vom Verstärker, zu dessen Anoden-Arbeitswiderstand 12 die Diode 10 im Nebenschluß
liegt, gegen Masse abgeleitet, solange keine Taste gedrückt ist. Infolgedessen gelangen
keine Störgeräusche mehr in den hinter dem Anodenwiderstand 12 liegenden Verstärkerteil.
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Beim Niederdrücken irgendeinerTastedes Manuals 1 wird die Kennlinie
der Röhre 5 in ihr Sperrgebiet verschoben. Gleichzeitig wird auch die Diode 10,
deren Richtstrom jetzt unterbrochen ist, ebenfalls sperrend, so daß der Nebenschluß
der Diode 10 zum Anoden-Arbeitswiderstand 12 der ersten Verstärkerstufe aufgehoben
wird und die an diesem Widerstand vorhandenen Tonspannungen ungehindert zur nächsten
Verstärkerstufe gelangen können. Die Zeitkonstanten der Regelglieder 4, 7 sind so
gewählt, daß die für die Aufhebung des Tonspannungskurzschlusses benötigte Zeitspanne
geringer ist als die kürzeste Einschwingzeit eines Orgeltones. Entsprechend sorgen
die Zeitkonstantenglieder 6, 7 dafür, daß der T onspannungskurzschluß beim Loslassen
aller Tasten des Manuals erst dann hergestellt ist, wenn die längste Ausschwingzeit
eines Orgeltones abgelaufen ist. Hierdurch werden mit der beschriebenen Schaltungsanordnung
zur Unterdrückung von Störgeräuschen die im Tastsystem und in den Formantfiltern
mittels nicht dargestellter Einrichtungen verwirklichten Ausgleichsvorgänge nicht
beeinträchtigt. Hieraus ergibt sich, daß die beiden Zeitkonstantenglieder 4, 7 bzw.
6, 7 den gemeinsamen Kondensator 7 haben (vgl. hierzu Fig. 1).
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Hat die Tonspannung an der Diode 10 z. B. einen Wert von 1 Volt, so
würde die positive Halbwelle der Tonspannungskurve bereits im Bereich der abfallenden
Widerstandskennlinie liegen. Dies würde zur Folge haben, daß erstens ein Spannungsverlust
und zweitens eine untragbare Verformung der Tonspannungskurve eintreten. Um dies
zu verhindern, ist der Widerstand 11 an ein höheres Gleichstrompotential gelegt
als der Spannungsanschluß des Gleichrichterelementes 10. Ist die Röhre 5 bei nichtgedrückten
Tasten geöffnet, also stromführend, so fließt über den Gleichrichter 10 ein Strom.
Trotz des etwas höheren Gleichstrompotentials des zum Gleichrichter parallel liegenden
Widerstandes 11 kann jedoch über diesen Widerstand praktisch kein Strom fließen,
weil bei dem angenommenen Wert von 1 Megohm für den Widerstand 11 der Spannungsabfall
sehr hoch ist gegenüber den 150 Ohm des Gleichrichterelementes 10 im stromdurchflossenen
Zustand.
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Anders liegen die Verhältnisse jedoch, wenn der Arbeitspunkt der Röhre
5 jetzt durch Drücken einer Taste in seinen Sperrbereich geschoben wird. Es fließt
dann kein Strom mehr durch den Gleichrichter 10, so daß jetzt das an dem Widerstand
11 liegende erhöhte Gleichstrompotential statisch auf das der Diode 10 zugekehrte
Ende wirkt. Dies bedeutet praktisch eine weitere Verschiebung des Arbeitspunktes
des Gleichrichterelementes 10 in das Sperrgebiet (negativer Bereich der Widerstandskennlinie),
so daß die an der Diode 10 vorhandene Tonspannung den Arbeitspunkt nicht in das
abfallende Gebiet der Kennlinie steuern kann. Hierdurch ist eine Verformung der
Tonspannung und somit eine undefinierbare Klangfarbenänderung vermieden.
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In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die erfindungsgemäße
Schaltungsanordnung zur Unterdrückung von Störgeräuschen durch je einen zusätzlichen
Kontakt 2 für jede Taste gesteuert. Um diese Kontakte einzusparen, kann die Schaltungsanordnung
in Abhängigkeit von einem bestimmten Eingangspegel des Verstärkers auch elektronisch
gesteuert werden.