DE1137293B - Anordnung zum programmierten Steuern von Klaengen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

S67135IXa/51£

ANMELDETAG: 17. F E B R U AR 1960

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 27. SEPTEMBER 1962

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum programmierten Steuern von Klängen durch auf einem Steuersignalspeicher kodierte, insbesondere binär kodierte, den verschiedenen Faktoren des Klanges zugeordnete Teilkommandos. Unter dem Begriff des »Klanges« werden im Rahmen der Erfindung auch Töne, Tongemische, Geräusche u. dgl. verstanden.

Die ältesten bekannten Geräte solcher Art arbeiten mit gelochten Scheiben, stiftbesetzten Walzen (Spieldose), gelochten Bändern od. dgl. zur direkten oder indirekten Steuerung von Tonerzeugern in Form schwingender Saiten, schwingender Stahlzungen oder angeblasener Pfeifen. Diese Steuerung von Musikinstrumenten erfolgt unkodiert, d. h., es war für jeden zu erzeugenden Ton ein entsprechender Platz für ein zugeordnetes Einzelkommando auf dem Steuermittel vorzusehen. Der gesamte Raumbedarf für die Speicherung der Steuerkommandos für ein vollständiges Musikstück war dementsprechend groß. Auch für die Steuerung elektronischer Musikinstrumente wurde diese Einzelkommandosteuerung zunächst übernommen.

Es ist weiterhin bekannt, kodierte Steuerkommandos für die Steuerung elektronisch erzeugter Klänge zu verwenden. Bei dieser Anordnung für die Erzeugung »synthetischer Musik« wird ein breites Lochband angewendet, bei dem jeweils in einer quer über das Band verlaufenden Lochreihe in mehreren Lochgruppen alle den gewünschten Klang nach Tonhöhe, Dynamik, Klangfarbe usw. bestimmenden Steuerkommandos kodiert nebeneinander aufgezeichnet sind. Das fertige Lochband enthält auf diese Weise in festgelegter, unabänderlicher Form die gesamte vom ablaufenden Band zu steuernde Klangfolge, z. B. ein Musikstück.

Diese Anordnung ermöglicht die Verwirklichung des gewünschten, z. B. von einem Komponisten vorgeschriebenen Verlaufs einer Klangfolge. Sie hat jedoch verschiedene Nachteile. So werden bereits an die das Lochband herstellende Person hohe Anforderungen gestellt, da diese bei jeder Lochreihe alle Einzelfaktoren nebeneinander beachten muß. Ein einziger Fehler beim Lochen eines Teilkommandos kann die ganze vorausgegangene mühevolle Arbeit zunichte machen.

Auch in anderer Beziehung ist die Starrheit des Bandes nachteilig, da jede nachträglich gewünschte Änderung eines Teilkommandos, etwa des Lautstärke- oder Klangfarbeverlaufs, stets die Herstellung eines neuen Steuerbandes erforderlich macht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile der bekannten Anordnung zu vermeiden Anordnung zum programmierten Steuern von Klängen

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München, München 2, Witteisbacherplatz 2

Dipl.-Ing. Helmut Klein und Dr. phil. Hans-Joachim Neumann,

Gauting bei München, sind als Erfinder genannt worden

und von der Starrheit des breiten Steuerbandes freizukommen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mehrere getrennte Steuersignalspeicher verwendet und jedem Steuersignalspeicher ein oder mehrere Kommandos zugeordnet werden.

Vorteilhaft können für die Speicherung eines mehrschrittigen, vorzugsweise fünfschrittigen Binärkodes Lochstreifen oder gleichwertig ausnutzbare Steuersignalspeicher, z. B. Magnetogrammbänder, dienen. Eine hohe Vorschubgeschwindigkeit der Lochstreifen erlaubt dabei eine für praktische Bedürfnisse nahezu beliebige zeitliche Unterteilung des zu steuernden Schallereignisses, so daß beispielsweise in der Dynamik oder Klangfarbe Übergänge verschiedenster Steilheit erzielbar sind, wie sie für Tremoli u. dgl. benötigt werden. Ebenso lassen sich bei der Tonhöhensteuerung durch die feine zeitliche Unterteilung auch schwierige und ungewöhnliche Rhythmen verwirklichen.

Wichtig ist die Sicherung des Gleichlaufs der Steuersignalspeicher. Dazu dient bei Lochstreifen die Vorschublochteilung. Es brauchen deshalb die einzelnen Streifen nicht mit gleicher Vorschubgeschwindigkeit bewegt zu werden, vielmehr können die Vorschubgeschwindigkeiten der einzelnen Streifen in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen. Die Vorschubschritteilung wenigstens eines der Kommando-

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aufzeichnungsträger kann dann bei gegebener Vorschubgeschwindigkeit unmittelbar oder in einem bestimmten Teilerverhältnis als Taktelement für die zu steuernde Klangfolge dienen.

Bei der Auswertung der gespeicherten Teilkommandos ist es wichtig, daß jedes einzelne durch eine Kodekombination bestimmte Teilkommando immer erst dann zur Auswirkung kommt, wenn das gemeinsame Abtastergebnis der gesamten Kodekombination

der Kommandofolge ausgenutzt werden. Bei entsprechend abgeschnittenen Lochstreifen kann es gegebenenfalls auch genügen, nur das Abtasten des Streifenendes als Mittel für das Stillsetzen auszuwerten.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Handlocher für die Herstellung von Steuerlochstreifen,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Steuer

vollständig vorliegt. Um dies zu erreichen, kann ge- ίο schaltung mit vier Lochstreifenabtastern,

maß einer Weiterbildung der Erfindung in Anlehnung Fig. 3 eine Ausführungsmöglichkeit für einen Teil

an zum Teil bereits bekannte Prinzipien der Aus- der in Fig. 2 dargestellten Steuerschaltung,

wertetechnik so vorgegangen werden, daß zum Aus- Fig. 4 ein Beispiel für den Aufbau einer Schaltung

werten der in einem Steuersignalspeicher in kodierter zur Steuerung eines Dynamikreglers durch einen

Form gespeicherten Teilkommandos ein Umsetzer 15 Lochstreifen,

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel zu Fig. 4, Fig. 6 ein Schaltungsbeispiel für die Steuerung anderer klangbestimmender Faktoren durch einen Lochstreifen.

In Fig. 1 sind zwei Handlocher HLl und HL2 zur Herstellung von Lochstreifen LSI und LSI für die programmierte Steuerung von Klangfolgen dargestellt. Die Handlocher können in der in der Fernschreibtechnik gebräuchlichen Form ausgeführt sein

Gleichzeitig wird jedesmal ein kleineres Vorschubloch gestanzt, welches bei der Abtastung des Lochstreifens den Vorschub ermöglicht.

Als weitere Einrichtung zur Erleichterung der Handhabung enthalten die Handlocher je einen Zeichenzähler ZZl bzw. ZZ 2, der bei jeder Tastenbetätigung um eine Einheit weitergeschaltet wird.

Es sei angenommen, daß die beiden in Fig. 1 dar

vorgesehen ist, dessen den einzelnen Schritten des mehrschrittigen Kodes zugeordnete Schrittauswerteschaltmittel mit den entsprechenden Schrittabtasteinrichtungen verbunden sind und jeweils beim Abtasten

der Schritte eines Teilkommandos in einen der 20 Schrittkombination entsprechenden vorbereitenden Schaltzustand gebracht werden, und das gemeinsame Wirksamwerden der Auswerteschaltmittel im Ausgang des Umsetzers von Taktschaltmitteln abhängig

ist, die jeweils durch einen vom Steuersignalspeicher, 25 und sind daher nur schematisch wiedergegeben. Sie insbesondere von seiner Vorschubteilung, bei Loch- weisen eine Tastatur ähnlich einer Schreibmaschine streifen, z. B. von der Vorschublochteilung, abgeleite- auf und enthalten eine durch einen Motor angetrieten Taktimpuls zu einem auf die vorbereitende Ein- bene Stanzeinrichtung, deren Stanzstempel jeweils stellung der Auswerteschaltmittel folgenden Zeitpunkt beim Niederdrücken einer Taste in einer durch den zur Wirkung gebracht werden. Bei Verwendung von 30 zugrunde gelegten Kode bestimmten Kombination Fernschreiblochstreifen läßt sich dieses Prinzip vor- entsprechende Löcher in den Lochstreifen stanzen, teilhaft in der Form verwirklichen, daß zum Abtasten sowohl der den einzelnen Kodeschritten zugeordneten Lochreihen als auch der Vorschublochreihe
an sich bekannte, jeweils beim Abtasten eines Loches 35
ihren Schaltzustand ändernde Schaltmittel vorgesehen
sind und der gegenüber den Schrittlöchern kleinere
Durchmesser der Vorschublöcher für ein gegenüber
dem Ansprechen der Schrittauswerteschaltmittel verzögertes, z. B. nach Art der bekannten Schrittmitten- 40 gestellten Handlocher HLl und HL2 der Herstellung abtastung zeitlich verkürztes, in den mittleren Teil von Steuerstreifen für die Auswahl der Tonhöhe der Ansprechdauer der Schrittauswerteschaltmittel dienen. Legt man die temperierte musikalische Stimfallendes Wirksamwerden der Taktschaltmittel nutz- mung mit zwölf Tonhöhen innerhalb einer Oktave bar gemacht ist. und einen gesamten Umfang von sieben Oktaven für Wichtig ist es bei Anwendung der Erfindung auch, 45 die zu steuernden Töne zugrunde, so ergeben sich jeweils den Anfang und/oder das Ende des durch die insgesamt vierundachtzig Töne. Diese sind mit einem verschiedenen Teilkommandofolgen zu steuernden Lochstreifen üblicher Form nicht zu beherrschen, da Schallereignisses in auswertbarer Form festzulegen, der in der Fernschreibtechnik gebräuchliche fünfnamentlich dann, wenn das Schallereignis zunächst in schrittige Binärkode insgesamt nur zweiunddreißig einem Tonträger, z. B. einem Magnetband, für spä- 50 verschiedene Schrittkombinationen aufweist. Bei dem tere, mit einfachen Mitteln beliebig wiederholbare hier behandelten Beispiel wird daher die Tonhöhen-Wiedergabe gespeichert werden soll. In diesem Falle steuerung auf zwei getrennte Lochstreifen aufgeteilt, ist es erwünscht, entweder den Tonträger automatisch Für das in Fig. 1 dargestellte Beispiel sei angemit dem Beginn des durch die Steuersignalspeicher nommen, daß der eine Handlocher HL1 zur Festgelieferten Steuerprogramms oder umgekehrt die 55 legung der jeweils gewünschten Oktave dient, wäh-Steuersignalspeicher vom laufenden Tonträger aus zu rend mit dem Handlocher HL 2 der Ton innerhalb starten und die Apparatur am Ende des Steuerpro- dieser Oktave ausgewählt wird. In der Zeichnung ist gramms wieder stillzusetzen. Dies kann dadurch er- diese Anwendungsmöglichkeit dadurch angedeutet, reicht werden, daß mindestens auf einem der den daß auf der Tastatur des Handlochers HLl die verschiedenen Teilkommandofolgen bzw. Gruppen 60 Zifferntasten von 1 bis 7 für die Auswahl der Oktave von Teilkommandofolgen zugeordneten Steuersignal- beschriftet sind, während die Tastatur des Handspeicher bestimmte, für die Teükommandodarstellung lochers HL 2 bestimmte Kennzeichnungen für die nicht benötigte Schrittkombinationen des verwende- Tonleiterstufen innerhalb einer Oktave aufweist. Zur ten Kodes als individuell auswertbare Steuer- bzw. Vereinfachung der Bedienung können dabei, wie dies Koinzidenzsignale für die zeitliche Begrenzung der 65 in der Zeichnung angedeutet ist, entsprechende Kommandofolge dienen. Beispielsweise kann eine der Tasten in der Tastatur des Handlochers HL 2 in verfügbaren Schrittkombinationen als Stopsignal für einer den weißen und schwarzen Tasten einer KIadas selbsttätige Anhalten des Vorschubes am Ende viertastatur entsprechenden Anordnung den einzel-

nen Tönen zugeordnet werden. So können beispielsweise sieben nebeneinanderliegende Tasten der vordersten Reihe der Steuerung der Tonne c, d, e, f usw. und zwischen diesen Tasten liegende Tasten der nächsten Reihe entsprechend den schwarzen Tasten der Klaviertastatur der Steuerung der Zwischentöne eis, dis, fis usw. dienen.

Die Bedienung der Handlocher für die Herstellung der die Tonhöhe steuernden Lochstreifen geht so vor sich, daß an Hand der Partitur entsprechend der jeweiligen Lage einer Note im Notensystem die Tonhöhe durch Betätigen der der zugehörigen Oktave entsprechenden Taste im Handlocher HL1 und der der Tonleiterstufe entsprechenden Taste im Handlocher HL 2 festgelegt wird. Die Tastenbetätigungen müssen dabei so oft wiederholt werden, daß sich unter Zugrundelegung der bei der Auswertung der Lochstreifen benutzten Vorschubgeschwindigkeit eine dem Notenwert in der Partitur entsprechende zeitliche Dauer des Tones ergibt. Die hierfür erforderliche Bedienung der Handlocher kann jedoch wesentlich durch Betätigung einer Dauerfortlauftaste erleichtert werden, bei deren Niederdrücken bis zu ihrem Loslassen die durch die zuletzt betätigte Taste der Tastatur ausgewählte Kombination wiederholt in den Lochstreifen gestanzt wird. Die Beobachtung des Zeichenzählers ZZ1 bzw. ZZ 2 erlaubt es dabei in einfachster Weise, die erforderliche Anzahl der Lochungen entsprechend dem jeweiligen Notenwert genau und für beide Handlocher HL1 und HL 2 übereinstimmend einzuhalten.

Wie in Fig. 1 ferner angedeutet ist, kann beispielsweise in eine mit S bezeichnete Taste in der Tastatur des Handlochers HL 2 besonders dafür vorgesehen sein, eine bestimmte, von den die Tonhöhe steuernden Schrittkombinationen verschiedene Schrittkombination in den Lochstreifen zu stanzen, die dann bei der Abtastung als Signal auswertbar ist. Insbesondere kann, wie später noch zu erläutern ist, eine solche Kombination das Ende eines gelochten Programms bezeichnen und als Schlußzeichen ausgewertet werden.

In ähnlicher Weise, wie dies für die Herstellung der der Tonhöhensteuerung dienenden Lochstreifen beschrieben wurde, können weitere Handlocher für die zum gewünschten Schallereignis gehörende Programmierung der Dynamiksteuerung und der Klangfarberegelung durch Herstellung entsprechender Lochstreifen benutzt werden. Für die Dynamiksteuerung müssen dann bestimmte Tasten den festgelegten Dynamikstufen bzw. den Klangfarbestufen zugeordnet und im Lochstreifen durch die entsprechenden Lochkombinationen dargestellt werden.

Auf diese Weise entstehen also für die Programmierung eines bestimmten Tonverlaufes insgesamt vier Lochstreifen, von denen der erste die jeweils gewünschte Oktave, der zweite die Tonleiterstufe, der dritte die Dynamikstufe und der vierte die Klangfarbenstufe festlegt. Die Herstellung der Lochstreifen kann nebeneinander auf vier getrennten Handlochern vorgenommen werden, wobei die Beobachtung der Zeichenzähler die Übereinstimmung der Lochstreifen hinsichtlich der Vorschubschritte sicherstellt. Es ist aber natürlich im Rahmen der bereits in der Lochertechnik gegebenen Möglichkeiten auch denkbar, die Handlocher so miteinander zu kuppeln, daß beispielsweise die Betätigung der Dauerdurchlauftaste eines Lochers die synchrone Weiterschaltung der übrigen Locher steuert, so daß in allen vier Streifen jeweils die letzte, durch eine bestimmte Taste festgelegte Lochkombination gleich oft wiederholt wird.

Der Aufwand an Apparatur kann aber auch verringert werden, daß ein einziger Handlocher nacheinander für die Herstellung von Lochstreifen für verschiedene Steuerzwecke benutzt wird. Der notwendige Synchronismus der verschiedenen Lochstreifen kann dabei wiederum durch entsprechende Beobachtung der Zeichenzähler in Übereinstimmung mit den Vorschriften der Partitur sichergestellt werden.

Eine Steuerschaltung, mit der die auf diese Weise hergestellten, den verschiedenen Faktoren des gewünschten Schallereignisses zugeordneten Lochstreifen parallel und synchron ausgewertet werden können, ist in Fig. 2 in schematischer Form dargestellt.

Mit LA 1 bis LA 4 sind vier Lochstreifenabtaster bezeichnet, denen je einer der in beschriebener Weise hergestellten Lochstreifen zugeführt wird. Dabei sei angenommen, daß der Lochstreifenabtaster LA 1 die Tonhöhe, LA 2 die Oktave, LA 3 die Lautstärke und LA 4 die Klangfarbe abtastet.

Alle vier Lochstreifenabtaster werden über geeignete Umlenkantriebe i/l bis U4 und eine beispielsweise magnetisch ein- und ausrückbare Kupplung MK von einem Elektromotor AMl angetrieben, der über ein Schaltgerät 5Gl an das Netz N angeschlossen werden kann. Zwischen dem Elektromotor AMl und den Lochstreifenabtastern kann ferner noch ein Getriebe VG mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis vorgesehen sein, um die Streifenabtastgeschwindigkeit dem Bedarfsfall anpassen zu können. Für die Praxis hat es sich bewährt, das Getriebe so auszubilden, daß drei verschiedene Vorschubgeschwindigkeiten von vierundsechzig, sechsundneunzig und hundertachtundzwanzig Zeichen je Sekunde eingestellt werden können.

In den Lochstreifenabtastern LA 1 bis LA 4 werden die in den Lochstreifen eingestanzten Lochkombinationen jeweils in bekannter Weise, z. B. durch mechanische Fühlhebel, die ihrerseits Kontakte betätigen, abgetastet. Die jeweils abgetastete Kombination wird in einem der Kombinationsumsetzer KU1 bis KU 4 in einen Steuerbefehl geeigneter Art umgewandelt. Die Kombinationsumsetzer KUl und KU 2 liefern Steuerbefehle für einen Tongenerator TG und bestimmen die Auswahl der Oktave und der Tonhöhe innerhalb der Oktave. Der Tongenerator kann ein Sägezahngenerator sein, der ein oberwellenreiches Klangspektrum liefert, aus dem durch entsprechende Filterung die verschiedenartigsten Klangfarben herzustellen sind. Ebenso gut kann auch für jeden Grundton ein Einzelgenerator vorgesehen sein, der durch eine geeignete Auswahlschaltung steuerbar ist. Die auf solche Weise vom Tongenerator TG abgegebene Tonspannung, die zweckmäßig zunächst eine bestimmte konstante Mindesthöhe besitzt, wird einem Dynamikregler DR und einem Klangfarbenwähler KR zugeführt, die ihrerseits von den Kombinationsumsetzern KU 3 bzw. KU 4 die im Lochstreifen festgelegten Steuerbefehle erhalten und durch sie auf entsprechende Dämpfungs- bzw. Klangfarbestufen eingestellt werden.

Die nunmehr nach Tonhöhe, Dynamik und Klangfarbe festgelegte Tonspannung wird durch einen Verstärker SV verstärkt und beispielsweise einem Sprechkopf SK zugeführt, der auf dem an ihm vorbei

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bewegten Magnetband MB eine entsprechende Klang- Es ist auch nicht in jedem Falle erforderlich, für aufzeichnung bewirkt. Das Magnetband MB wird die Inbetriebsetzung der Lochstreifenabtaster vom über eine Tonrolle TR von einem Motorv4M2 über Magnetband aus eine besondere Steuerspur vorzuein Untersetzungsgetriebe U S angetrieben. Der Motor sehen, vielmehr kann die Steueraufzeichnung auch AM 2 seinerseits kann durch ein Schaltgerät SG 2 an 5 auf der Hauptspur liegen und in der geschilderten das Netz N angeschaltet werden. Weise ausgewertet werden, wenn dafür gesorgt ist, Auf diese Weise wird auf dem Magnetband MB daß die anschließende Tonaufzeichnung, die ja dann eine Klangfolge aufgezeichnet, die nach jeweiliger ebenfalls von dem der Steuerung dienenden Abtast-Tonhöhe, Dynamik und Klangfarbe sowie in ihrem kopf abgetastet wird, keine ungewollte Änderung des zeitlichen Verlauf durch die vier parallel abgetasteten io Schaltzustandes der Steuerschaltung bewirkt. Lochstreifen bestimmt ist. Zur zeitgerechten Steue- Fig. 3 zeigt eine Ausführungsmöglichkeit für das rung der Lochstreifen sowie des Magnetbandes sind in Fig. 2 nur schematisch angedeutete Schaltgerät jedoch noch einige Zusatzeinrichtungen erforderlich, SG 3.

die ebenfalls in Fig. 2 schematisch dargestellt sind. Im Gleichrichterausgang des Verstärkers A V, dem Es sei angenommen, daß der Wunsch besteht, zu- 15 im gegebenen Falle vom Hörkopf AK über das nächst das Magnetband, welches die Klangfolge auf- Filter FS eine Tonspannung zugeführt wird, liegt über nehmen soll, anlaufen zu lassen und von einer be- einen geschlossenen Relaiskontakt el ein Relais A. stimmten Stelle des Magnetbandes ab die Loch- Dieses spricht an, sobald bei Zuführung der erwähnstreif enabtastung in Gang zu setzen, sowie ferner ten Tonspannung eine Gleichspannung im Ausgang nach vollständiger Abtastung des in den Lochstreifen 20 des Verstärkers A V auftritt. Das Relais A schaltet festgelegten Programms wiederum die Lochstreifen- dann über den Kontaktal ein RelaisB ein und abtaster und gegebenenfalls den Magnetbandantrieb trennt den Kontakt al auf. Das Relais B spricht an stillzusetzen. Zu diesem Zweck ist bei dem hier dar- und schließt über den Kontakt b 1 einen eigenen gestellten Ausführungsbeispiel auf dem Magnetband Haltestromkreis. Gleichzeitig wird der in Reihe mit eine besondere Steuerspur vorgesehen, die von einem 25 dem Relais C liegende Kontakt b 2 geschlossen, je-Hörkopf AK abgetastet wird. Die Steueraufzeichnung doch kann dieses Relais noch nicht ansprechen, da besteht beispielsweise aus einem Ton bestimmter vorher der Kontakt α 2 geöffnet wurde. Erst wenn Tonhöhe und Dauer, der am Ausgang des Hörkopfes der Steuerton sein Ende erreicht und dadurch das AK durch ein entsprechendes Filter FS ausgefiltert Relais .4 wieder zum Abfallen kommt, schließt sich und durch einen Verstärker A V mit Gleichrichter- 30 der Kontakt α 2 und bringt das Relais C zum Anausgang in eine Steuergleichspannung umgewandelt sprechen. Der Kontakt el wird geöffnet und verhinwird. Sobald also beim Inbetriebsetzen des Magnet- dert für die Dauer des Aufzeichnungsvorganges eine bandantriebes die Steueraufzeichnung durch den Hör- erneute Beeinflussung des Relais ,4. Der Kontakte 2 kopf AK abgetastet wird, liefert der Verstärker^V legt den KupplungsmagnetenKM an Spannung und an seinem Ausgang eine Steuergleichspannung, die 35 bewirkt dadurch das Anlaufen der Lochstreifenein Schaltgerät SG 3 betätigt und dadurch Spannung abtaster in der bereits geschilderten Weise, an den die Kupplung MK steuernden Kupplungsma- Wenn am Ende des abgetasteten Programms vom gnetenüCM anlegt. In diesem Augenblick wird die Lochstreifenabtaster LAl an den Kombinations-Kupplung MK eingekuppelt, so daß die synchrone umsetzer KUl ein Schlußsignal gegeben wird und da-Abtastung der vorher entsprechend eingelegten 40 durch in dem zugehörigen Ausgang des Kombina-Steuerlochstreifen durch die Lochstreifenabtaster tionsumsetzers KUl eine Gleichspannung auftritt, LAl bis LA 4 beginnt. wird das Relais D erregt. Der sich öffnende Kon-Es erfolgt nun in beschriebener Weise die Aus- takt d schaltet die Plusspannung von den Relais B wertung der Lochstreifen und die Aufzeichnung einer und C ab, so daß beide abfallen und die Schaltung entsprechenden Tonfolge auf dem Magnetband MB 45 in den Ruhezustand zurückkehrt. Durch den sich durch den Sprechkopf SK. Dieser Vorgang spielt sich öffnenden Kontakt e 2 wird der Kupplungsmagnet so lange ab, bis von einem der Lochstreifen aus ein KM stromlos gemacht und der Antrieb der Loch-Schlußzeichen als Signal für das Ende des Pro- Streifenabtaster abgekuppelt. Gleichzeitig kann durch gramms gegeben wird. Dieses Signal kann in der be- nicht dargestellte Schaltmittel, beispielsweise durch reits beschriebenen Weise aus einer besonderen 50 einen weiteren Kontakt des Relais D, auch das Schrittkombination bestehen, die in dem der Ton- Schaltgerät SG2 im Stromkreis des Magnetbandleiterstufe zugeordneten Lochstreifen eingestanzt Antriebsmotors AM 2 beeinflußt und dadurch der worden ist. Sie wird durch den an den Lochstreifen- Magnetbandantrieb ebenfalls stillgelegt werden, abtaster ^4Ll angeschlossenen Kombinationsumsetzer Es ist nicht in jedem Falle erforderlich, das KUl ausgewertet und durch diesen in ein Steuer- 55 Schlußzeichen am Ende des Programms durch eine signal verwandelt, welches gleichzeitig auf die Schalt- besondere Schrittkombination zu geben, die beigeräteSG2 und SG3 einwirkt, so daß der Antriebs- spielsweise durch den Umsetzer KUl ausgewertet motor AM 2 vom NetziV abgeschaltet und dadurch wird, vielmehr kann es genügen, bei entsprechend der Tonbandantrieb stillgesetzt sowie zugleich der abgeschnittenen Lochstreifen das Streifenende durch Kupplungsmagnet MK über das Schaltgerät SG 3 60 einen an sich bekannten Streifenendekontakt zu wieder stromlos gemacht und dadurch auch der An- signalisieren und dadurch beispielsweise das in Fig. 3 trieb der Lochstreifenabtaster stillgesetzt wird. dargestellte Relais D unter Strom zu setzen.

Es ist selbstverständlich auch möglich, zunächst Eine Ausführungsmöglichkeit für die Gestaltung

die Lochstreifenabtaster und den Tonbandantrieb des Dynamikreglers DR in Verbindung mit dem

gleichzeitig miteinander zu starten oder zunächst die 65 Kombinationsumsetzer KU 3 ist in Fig. 4 dargestellt.

Lochstreifenabtaster allein anlaufen zu lassen und Mit SA bis SE sind die Abtastkontakte bezeichnet,

durch eine bestimmte eingestanzte Schrittkombina- die innerhalb des Lochstreifenabtasters LA 3 die je-

tion den Magnetbandantrieb in Gang zu setzen. weils durchlaufende Lochkombination gleichzeitig ab-

tasten. Ein weiterer Abtastkontakt VK ist für die Abtastung der Vorschublochreihe vorgesehen, wird also bei jeder Lochreihe geschlossen, während die Abtastkontakte SA bis SE nur jeweils in einer den zugehörigen Löchern entsprechenden Kombination geschlossen werden. Jedem der fünf Schritte ist eines der gepolten Relais PA bis PE zugeordnet, deren Anker pa bis pe neutral eingestellt sind, d. h. bei Stromloswerden des Relais in der jeweils erreichten Stellung liegenbleiben. Jedes Relais besitzt zwei einander entgegengesetzt wirkende Wicklungen, von denen jeweils die linke Wicklung mit einem ihrem Wirkwiderstand gleichen Widerstand WA bis WE in Reihe liegt, während die rechte Wicklung über den zugeordneten Abtastkontakt SA bis SE geführt ist.

Die Abtastkontakte SA bis SE und der Abtastkontakt VK für das Vorschubloch sind so justiert, daß entsprechend dem größeren Durchmesser der Löcher in jedem Falle zuerst die Abtastkontakte SA bis SE in einer Schrittkombination entsprechenden Gruppierung geschlossen werden, bevor der Abtastkontakt VK geschlossen wird. Bei seinem Schließen werden alle fünf gepolten Relais PA bis PE gleichzeitig erregt, und zwar entweder nur über ihre linke Wicklung, wenn der zugehörige Abtastkontakt SA bis SE offen ist, oder über beide Wicklungen, wenn dieser Kontakt geschlossen ist. Bei geschlossenem Abtastkontakt erhalt die rechte Wicklung die doppelte Erregung wie die linke und bestimmt dadurch die Lage des Relaisankers, während bei geöffnetem Schrittabtastkontakt nur die linke Wicklung wirksam ist und den Relaisanker in die andere Lage umlegt bzw., Wenn er dort bereits liegt, in dieser Lage beläßt.

Es sei angenommen, daß eine Abtastung gerade beendet ist und nur in der zweiten und dritten Reihe je ein Loch abgetastet wurde; dann nehmen die Anker pa bis pe die in der Zeichnung dargestellte Lage ein. Infolgedessen sind die in den Stromkreisen der Anker pb und pe liegenden Relais RB und RC erregt, während die Relais RA, RD und RE unerregt sind.

Die Kontakte der Relais RA bis RE sind mit den Dämpfungsgliedern DA bis DE einer mehrgliedrigen Dämpfungskette verbunden, deren einzelne Glieder in ihren Dämpfungswerten zweckmäßig nach Potenzen der Zahl 2 abgestuft sind. So können beispielsweise die Widerstände der einzelnen T-Glieder so abgestuft sein, daß das Glied DA eine Dämpfung k · 1 db, das Glied DB eine Dämpfung k ■ 2 db, das Glied DC eine Dämpfung k ■ 4 db, das Glied DD eine Dämpfung k · 8 db und das Glied DE eine Dämpfung k ■ 16 db bewirkt. Je nach der Ein- oder Ausschaltung der einzelnen T-Glieder können also Dämpfungsstufen zwischen 0 und k · 31 db eingeschaltet werden. Die Konstante k kann nach Bedarf gewählt werden. Bei k = 1,5 ergibt die erste Dämpfungsstufe 1,5 db, die zweite 3 db usw. bis 24 db. In dem angenommenen Fall, bei dem die Relais RB und RC erregt sind und die Relais RA, RD und RE unerregt bleiben, nehmen also die zugehörigen Kontaktpaare ral, ral bis rel, rel die in der Zeichnung dargestellte Lage ein, so daß nur die Dämpfungsglieder DB und DC wirksam sind und eine Dämpfung 3 + 6 = 9 db bewirken, während die Dämpfungsglieder DA, DD und DE unwirksam sind.

Eine konstante Tonspannung, die an die Eingangsklemmen El und Ei angelegt wird, tritt also an den Ausgangsklemmen A1 und A 2 mit einer durch die eingeschalteten Dämpfungsglieder in einem bestimmten Maß herabgesetzten Lautstärke auf.

Statt dieser direkten Steuerung der Tonspannung durch die Dämpfungsglieder kann auch eine indirekte Steuerung durch Anwendung einer Modulatorschaltung angewendet werden, wie dies in Fig. 5 veranschaulicht ist. Hier liegt zwischen den Eingangsklemmen El, El und den Ausgangsklemmen A1, Al des Dynamikreglers ein Ringmodulator RM, der in

ίο bekannter Weise ausgeführt sein kann und durch eine an die Übertragermitten angelegte Steuergleichspannung gesteuert wird. Diese Steuergleichspannung wird einer Gleichstromquelle GB entnommen und durch die Glieder der Dämpfungskette in den bereits geschilderten Stufen herabgesetzt. Diese indirekte Steuerung hat den Vorteil, daß durch Anwendung von Glättungsmitteln zwischen dem Ende der Dämpfungsgliederkette und dem Steuereingang des Modulators stetige Übergänge erzielt werden können, so

ao daß statt einer stufenweisen Regelung auch gleitende Lautstärkeübergänge erzielt werden können. Auf diese Weise läßt sich mit einem einzigen Steuerlochstreifen sowohl die jeweils gewünschte Lautstärke als auch, der zeitliche Verlauf ihrer Änderung steuern.

as Es ist auch möglich, die Steilheit dieser Lautstärkeübergänge nach Bedarf zu andern, indem beispielsweise, wie dies in Fig. 5 angedeutet ist, durch einzeln oder in Gruppen betätigbare Schalter Sl, Sl usw. verschiedene KapazitätenKl,K1 usw. als Glättungsmittel für die steuernde Gleichspannung eingeschaltet werden. So läßt sich für eine bestimmte Tonspannung ein weitgehend stetiger Verlauf einer gewünschten Amplitudenhüllkurve erreichen.

In ähnlicher Weise, wie dies an Hand der Fig. 4 für die Dynamiksteuerung beschrieben ist, kann auch die Steuerung der Tonhöhe und der Klangfarbe durch eine von den Lochstreifenabtastern gesteuerte Relaisschaltung bewirkt werden. Eine hierfür geeignete Schaltung ist beispielsweise die sogenannte Tannenbaumschaltung, die in Fig. 6 dargestellt ist. Zur Vereinfachung ist hier angenommen, daß von den möglichen Schrittkombinationen jeweils nur vier Schritte ausgewertet werden, so daß sich eine Gesamtzahl von 2* = 16 Möglichkeiten ergibt. Dementsprechend sind in Fig. 6 nur vier Abtastkontakte SA bis SD und vier gepolte Relais PA bis PD dargestellt, die in der bereits für Fig. 4 beschriebenen Weise mit dem Vorschubabtastkontakt VK zusammenwirken.

Von den Ankern pa bis pd der gepolten Relais PA bis PD sind wiederum neutrale Relais RA bis RD abhängig, die je nach der Einstellung der Relaisanker pa bis pd erregt oder unerregt sind. Das Relais RA steuert insgesamt acht Umschaltekontakte ral bis ra 8, das Relais RB vier Umschaltekontakte rb 1 bis rb 4, das Relais RC zwei Umschaltekontakte rc I und rc 2 und das Relais RD einen Umschaltkontakt rd. Diese Umschaltekontakte sind zu der dargestellten Tannenbaumschaltung vereinigt, so daß je nach dem Erregungszustand der Relais eines der sechzehn FrequenzgliederFl bis F16 an die Ausgangsklemme KA angeschaltet wird.

Diese Frequenzglieder Fl bis F16 können nun z. B. entweder frequenzbestimmende Elemente eines Tongenerators oder Filterglieder eines Klangfarbereglers sein. Im letztgenannten Falle würden sich bei voller Ausnutzung der dargestellten Schaltmöglichkeiten sechzehn Klangfarbenstufen ergeben. Dabei erlaubt die Lochstreifentechnik mit ihrer durch An-

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passung der Streifengeschwindigkeit wählbaren Feinstufigkeit mannigfache, in ihrem zeitlichen Verlauf schwierige Klangfarbenmodulation durch rasches Ansteuern entsprechender Filterkcmbinationen. Bei der Tonhöhensteuerung wäre die Ausnutzung samtlicher sechzehn Stufen nicht erforderlich, vielmehr genügen, wie bereits eingangs gesagt, für die Auswahl der Tonleiterstufen zwölf Anschlußmöglichkeiten. Für die Oktavenauswahl braucht man nach dem eingangs angegebenen Beispiel sogar nur sieben Stufen, so daß die Tannenbaumschaltung dann durch Fortfall einer gesamten Relaisgruppe auf eine dreigliedrige Schaltung reduziert werden kann.

Die in den Fig. 4, 5 und 6 dargestellten Steuerschaltungen für die Veränderung der Tonhöhe, Dynamik und Klangfarbe sind nur als Ausführungsbeispiele anzusehen und können durch andere geeignete Schaltungen ersetzt werden, mit denen es möglich ist, binäre Schrittkombinationen in abgestufte Analogwerte umzusetzen.

Es ist auch nicht in jedem Falle erforderlich, sämtliche den verschiedenen Faktoren des Schallereignisses zugeordneten Lochstreifen in der zunächst für Fig. 2 beschriebenen Weise in gleicher Länge und mit gleichem Vorschubverhältnis herzustellen. So kann es zweckmäßig sein, nur die der Tonhöhensteuerung zugeordneten Lochstreifen in der feinsten Unterteilung der Vorschubschritte herzustellen, die Steuerstreifen für die Dynamik- und Klangfarbensteuerung dagegen mit einer geringeren Vorschubgeschwindigkeit zu betreiben, die zweckmäßig in einem ganzzahligen Teilerverhältnis zu der vorgesehenen Vorschubgeschwindigkeit der erstgenannten Steuerstreifen steht. Durch eine entsprechende Zählung bei der Herstellung der Lochstreifen sowie durch eine sinngemäße Änderung der Antriebsübersetzungen der zugehörigen Lochstreifenabtaster kann erreicht werden, daß trotzdem der erforderliche Synchronismus bei der Erzeugung des gewünschten, durch die Partitur vorgeschriebenen Klangbildes erzielt wird. Auf diese Weise kann der Materialaufwand für die Lochstreifen bzw. sonstigen Steuerstreifen erheblich herabgesetzt werden.

Es ist ferner möglich, einen Teil der Steuerlochstreifen in der Form endloser Bänder anzuwenden, indem der betreffende Lochstreifen in. geeigneter Länge mit seinen Enden zusammengeklebt wird. Dies ist beispielweise für den der Dynamiksteuerung dienenden Lochstreifen möglich, wenn während einer längeren Tonfolge der Rhythmus der Dynamikänderung sich mehrere Male gleichmäßig wiederholt. Die Länge des Endlosbandes bzw. die Gesamtanzahl der Vorschubschritte eines zu einer endlosen Schleife geklebten Lochstreifens wird dann zweckmäßig so zu wählen sein, daß sie einem vorzugsweise ganzzahligen Vielfachen des Grundtaktes des zu steuernden Schallereignisses entspricht.

Schließlich ermöglicht es die Aufteilung der ververschiedenen Teilkommandofolgen auf getrennte Kommandoaufzeichnungsträger, nur bestimmte Teilkommandofolgen neu aufzuzeichnen und diese dann bei der Abtastung der Kommandoaufzeichnungsträger mit bereits vorliegenden Teilkommandofolgen in passender Form zu kombinieren. So können beispielsweise bereits aufgezeichnete oder erst während des Auswertevorganges von Hand gespielte Klangfolgen durch entsprechend vorbereitete Steuerlochstreifen in ihrer Dynamik und/oder Klangfarbe moduliert und auf diesem Wege neue Klangsreignisse hervorgerufen werden.

Claims (12)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Anordnung zum programmierten Steuern von Klängen durch auf einem Steuersignalspeicher kodierte, insbesondere binär kodierte, den verschiedenen Faktoren des Klanges (z. B. Tonhöhe, Dynamik, Klangfarbe) zugeordnete Teilkommandos, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere getrennte Steuersignalspeicher synchron verwendet und jedem Steuersignalspeicher ein oder mehrere Kommandos zugeordnet werden.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuersignalspeicher für die Speicherung eines mehrschrittigen, z. B. fünfschrittigen Binärkodes Lochstreifen oder gleichwertige Steuersignalspeicher, ζ. Β. Magnetogrammbänder, dienen.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Vorschub sichernden Marken, z. B. Vorschublöcher, eines Steuersignalspeichers unmittelbar oder in einem bestimmten Teilerverhältnis als Taktgeber für die zu steuernde Klangfolge dienen.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auswerten der in kodierter Form gespeicherten Teilkommandos Kombinationsumsetzer (K U1 bis KU 4) vorgesehen sind, die beim Abtasten eines Teilkommandos in einen der Schrittkombination entsprechenden Schaltzustand gebracht werden.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in kodierter Form gespeicherten Schaltkommandos jedes Kombinationsumsetzers (KUl bis KU 4) erst durch den von den Vorschubmarken abgeleiteten Taktimpuls zu einem auf die vorbereitende Einstellung folgenden Zeitpunkt, z. B. durch Anlegen der Betriebsspannung mit Hilfe eines die Vorschublöcher abtastenden Fühlers, zur Wirkung gebracht werden

6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechzeit der die Vorschubmarken abtastenden Schaltmittel in den mittleren Bereich der Ansprechzeit der Schaltkommandos fällt.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein der Aufzeichnung der gesteuerten Klangfolge dienendes Aufzeichnungsgerät mit einer Vorrichtung zum Aufzeichnen einer Kontrollmarke, z. B. eines den Anfang und das Ende der Klangfolge kennzeichnenden Kontrolltones, versehen ist.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für das synchrone Abtasten mehrerer den verschiedenen Einzelkommandofolgen bzw. Gruppen von Einzelkommandofolgen zugeordneter Steuersignalspeicher eine Mehrfachabtasteinrichtung mit mehreren an einen gemeinsamen Antrieb starr kuppelbaren Vorschubmechanismen und mehreren diesen Vorschubmechanismen zugeordneten Einzelabtasteinrichtungen für je ein Steuersignalspeicher vorgesehen ist.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Steuersignalspeicher als endlose Bänder bzw. in

sich geschlossene Spuren für periodisch wiederholte Abtastung gestaltet sind.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtlänge eines endlosen Bandes bzw. einer in sich geschlossenen Spur einem ganzzahligen Vielfachen des Taktmaßes der zu steuernden Klangfolge entspricht.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der der Dynamiksteuerung dienende Steuersignalspeicher ίο Dämpfungsglieder (z. B. fünf) steuert, die in ihrem Dämpfungswert nach ganzzahligen Potenzen der Zahl 2 abgestuft sind (z. B. 1,5, 3, 6, 12, 24 db), und in dem zur Auswahl der Dynamikstufen (z. B. zweiunddreißig Stufen) dienenden

Binärkode (z. B. Fünferkode) jeder Binärschritt einem der Dämpfungsglieder derart fest zugeordnet ist, daß die Zu- oder Abschaltung des einzelnen Dämpfungsgliedes jeweils von der Polarität des abgetasteten zugehörigen Binärschrittes einer Schrittkombination abhängig ist.

12. Anordnung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die den zwölf Tonleiterstufen der temperierten musikalischen Stimmung zugeordneten Schrittkombinationen unter Zugrundelegung des Fernschreibkodes so ausgewählt sind, daß die ihnen entsprechenden Tasten in der Tastatur des Handlochers analog den weißen und schwarzen Tasten der Klaviertastatur verteilt sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

© 209 658/26 9.