DE1200109C2 - Verfahren zum herstellen von klaengen auf additivem und subtraktivem wege in einer elektronischen orgel - Google Patents
Verfahren zum herstellen von klaengen auf additivem und subtraktivem wege in einer elektronischen orgelInfo
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- DE1200109C2 DE1200109C2 DE1959V0017538 DEV0017538A DE1200109C2 DE 1200109 C2 DE1200109 C2 DE 1200109C2 DE 1959V0017538 DE1959V0017538 DE 1959V0017538 DE V0017538 A DEV0017538 A DE V0017538A DE 1200109 C2 DE1200109 C2 DE 1200109C2
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Klängen auf additivem und subtraktivem Wege in
einer elektronischen Orgel, die ein oder mehrere Manuale und Pedale und für jeder Manual und Pedal
einen Gleichstromschaltkasten enthält, und bei dem die den Klängen zugeordneten Tonfrequenzsignale von
Genesatoren erzeugt und über Filter und Verstärker Lautsprechern zugeführt werden.
Orgeln, bei denen die den Klängen zugeordneten Tonfrequenzsignale elektronisch von Generatoren
erzeugt und über Filter und Verstärker Lautsprechern zugeführt werden, sind an sich bekannt. Ein wesentlicher
Nachteil elektronischer Orgeln besteht darin, daß sie, wenn der Aufwand insbesondere an Generatoren und
Schaltmitteln in erträglichen Grenzen gehalten wird, im Verhältnis zur Pfeifenorgel zu wenig unterschiedlich
gefärbte Klänge bei den verschiedenen Registern liefern, so daß der Eindruck einer gewissen Gleichheit
bzw. Starrheit entsteht, der in Musikerkreisen als Hauptargument gegen die elektronische Klangerzeugung
angeführt wird. Des weiteren lassen sich mit bekannten elektronischen Orgeln bei weitem nicht die
vielfältigen Einschwingvorgänge hervorrufen, die bei Pfeifenorgeln üblich und zum Beleben (»Brausen«) des
Orgelklanges außerordentlich wichtig sind.
Zum Erzeugen der für die unterschiedlichen Klangbilder verschiedener Register charakteristischen Anschwingvorgänge
ist vorgeschlagen worden, die Generatoren mittels elektronischer Schalter mit /?C-Gliedern
eingangs- und ausgangsseil Ig zu schalten.
Nach diesem älteren Vorschlag wird ein obertonreieher
Klang am Ausgang des Generators dadurch erreicht, daß der eingangsseitige Generatorschalter mit
einem Zeitglied kurzer Zeitkonstante und der Ausgangsschalter mit einem solchen langer Zeitkonstante
versehen ist, während ein obertonarmer Klang durch
Vertauschung der Zeitkonstanten erhalten wird. Eine weitere Veränderung der durch den Anschwingvorgang
hervorgerufenen Klangeindrücke wird nach jenem Vorschlag dadurch erzielt, daß der Ausgangsschalter um
eine wählbare Zeitspanne verspätet gegenüber dem Generatorschalter zugeschaltet wird.
Das erfinderische Verfahren gestalte! auf elektronischem
Wege die Herstellung sowoH differenzierter Klangchiiraktere als auch charakteristischer Einschwingvorgänge
mit gegenüber Pfeifenorgeln erheblich geringerem Aufwand an tonerzeugenden Mitteln,
aber in einer Vielfalt, die der von Pfeifenorgeln in nichts nachsteht. Das Verfahren der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß die von frei schwingenden Sinuswellengeneratoren mit zusätzlichem oberwellenreichen
Ausgang, die über von den Tasten und Registerschaltern gesteuerte Betriebsschalter einschaltbar
sind, erzeugten oberwellenarmen und oberweüenreichen Tonfrequenzsignale über ebenfalls von den
Tasten gesteuerte elektronische Tonfrequenzausgangsschalter Mischverstärkern, die durch die Registerschalter
auswählbar sind und deren Eingangskanäle Entkopplungs- bzw. FiltergHeder enthalten, zugeführt
werden und daß zur weiteren Modifizierung des Klangcharakters von den Sinuswellengeneratoren
Rechteckspannungserzeuger, z. B. sogenannte Schmitt-Trigger, gesteuert und deren Rechteckausgangsspannungen
sowie aus den Rechteckspannungen durch Differenzieren gewonnene Impulsspannungen wahlweise
direkt und/oder über Untersetzer und Differenzierglieder den Ausgangsschaltern und den daran angeschlossenen
Mischverstärkem zugeführt werden.
Nach einer Ausgestaltung des erfinderischen Verfahrens werden die oberwellenarmen Ausgangsspannungen,
also die eigentlichen Sinusspannungen der frei schwingenden Generatoren hauptsächlich für die
Flötenstimmen, die bei Sinusgeneratoren im allgemeinen am Emitter des Transistors (bzw der Katode der
Röhre) abnehmbaren oberwellenreichen Ausgangsspannungen, die überwiegend geradzahlige Harmonische
enthalten, insbesondere für die Prinzipalstimmen und Mixturen und die Rechteck- und Impulsspannungen,
die vor allem ungeradzahlige Harmo· sehe enthalten,
hauptsächlich für die Zungenstimmen vcwendet.
Eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung besteht, den einzelnen Verfahrensschritten
entsprechend, aus einem oder mehreren Sätzen von freischwingenden elektrischen Sinuswellengeneratoren,
einem oder mehreren Sätzen von Rechteckspannungserzeugern, die von den Sinuswellengt.ieratoren gesteuert
werden, je einem elektronischen Betriebsschalter (Gleichstromschaltkasten) für jedes Manual und
Pedal, der die Generatoren nach Maßgabe der gedrückten Tasten und gezogenen Register einschaltet,
mehreren von den Tasten gesteuerten elektronischen Tonfrequenzausgangsschaltern (Wechselstrom-Schaltkästen),
die die den verschiedenen Registern zugeordneten Töne auswählen, und je einem Mischverstärker für
jedes Register, der vom zugehörigen Registerschalter auf- und zugesteuert wird und dessen Eingangskanäle
mit Entkoppel- und Filtergliedern zur additiven und subtraktiven Klangformung versehen sind. Für die
untersten Tonlagen, für die bei freischwingenclen Generatoren relativ große und teuere Spulen benötigt
werden und außerdem Schwierigkeiten in der Konstant halterung der Frequenz bestehen, können in der
beschriebenen Anordnung noch von den Rechteckspannungserzeugern gesteuerte Untersetzer vorgesehen
werden.
In einer Ausführung der Anordnung zur Durchführung des erfinderischen Verfahrens sind als frei
schwingende Sinuswellengeneratoren gleichartig aufgebaute Transistorgeneratoren verwendet, die oktaven-
oder halboktavenweise auf geätzten Schaltplatten zusammengefaßt sind. Als Mischverstärker sind Transistorschaltstufen
eingesetzt, die über Sperrspannungen
ίο an der Basis ein- und ausgeschaltet werden. Weiterhin
ist vorgesehen, daß die Mischverstärker Regier zur Intonation enthalten und als leicht auswechselbare
Steckeinheiten in geätzter Schaltung ausgeführt sind.
Die Ausgänge der Mischverstärker sind nach einer Weiterbildung der Anordnung über Entkoppelwiderstände
manualweise an Sammelleitungen angeschlossen, die mit jeweils von den Tasten des betreffenden
Manuals gesteuerten Vorverstärkern verbunden sind, die jeweils nur dann öffnen, wenn mindestens eine Taste
des betreffenden Manuals gedruckt wird. Durch diese von anderen Anwendungen her an sich bekannte
Maßnahme werden Störungen (Rauschen) unterdrückt, die sonst von den Vorverstärkern, an denen kein
Nutzsignal anliegt, zum Lautsprecher gelangen könnten.
Den Vorverstärkern sind nach einer vorteilhaften Weiterbildung Zeitkonstantenglieder so zugeordnet,
daß sich eine kurze Einschaltzeitkonstante und eine lange Ausschaltzeitkonstante ergibt. Bei kurz nacheinander
folgenden Anschlägen muß dann der betreffende Verstärker nicht stets von neuem einschwingen.
Zur Erzeugung einer Tremolo- oder Vibratowirkung ist in einer Ausgestaltung der obengenannten Anordnung
ferner ein Tremologenerator vorgesehen, der über Schaltmittel einschaltbar ist und dann vorzugsweise die
von den Generatorsätzen des zweiten Manuals abgegebenen Tonfrequenzen mit einer Tremolofrequenz
von etwa 6 Hz moduliert.
Das Verfahren der Erfindung wird nachfolgend an Hand einer in
FI g. 1 dargestellten Anordnung, von der
Fig.2 bis 4 Teilschaltbilder wiedergeben, näher
erläutert.
Die elektronische Orgel nach F i g. 1 enthält zwei frei
schwingende Z-C-Generatorsätze 1 und 2, die beispiels
weise aus je vierundachtzig Transistor- oder Röhrenos zillatoren (sieben Oktaven mit je zwölf Halbtönen'
bestehen, die im allgemeinen gleichartig aufgebaut sind Derartige Oszillatoren sind von älteren Vorschlägen hei
bekannt und brauchen hier nicht näher erläutert zi werden. Die Oszillatoren der verschiedenen Generator
Sätze sind oktavenweise oder halboktavenweise au Schaltplatten mit geätzter Verdrahtung zusammenge
faßt, die als steckbare Einheiten mit angeätzter Steckern ausgeführt sind. Der Generatorsatz 1 ist den
ersten Manual der Orgel, der Gensratorsatz 2 den zweiten Manual und dem Pedal gemeinsam zugeordnet
Jeder Oszillator besitzt zwei Tonspannungsausgänge und zwar einen mit sinusförmiger Ausgangsspannunj
und einen mit obertonhaltiger Ausgangsschwingung, di<
(,c beispielsweise vom Emitierstrom bzw. Kathodenstron
eines im H- oder C-Betrieb arbeitenden Transistor- ode
Röhrenoszillators abgeleitet werden kann. Diese beidei Schwingungsformen (Grundklangiarben, aus denen dii
verschiedenen Orgelklänge zusammengesetzt werden
(,5 sind in F i g. 1 durch die Zeichen » ~ « und » ~U~
< versinnbildlicht.
Von den Sinusausgängen des Generatorsatzes 2 win
der Rechteck wellengenera tor .3 gesteuert, der 7. B. au
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sogenannten Schmitt-Triggern besteht, die infolge der sehr starken inneren Rückkopplung aus der sinusförmigen Eingangswechselspannung eine Rechteckspannung
gleicher Frequenz mit großer Flankensteilheit erzeugen. Diese Schmitt-Trigger werden weiter unten an Hand
ihrer Schaltung (Fig.2) noch näher beschrieben. An jeden Schmitt-Trigger des Rechteckwellengenerators 3
schließt sich noch ein Differenzierglied zur Erzeugung einer impulsförmigen Spannung an. Die von den
Schmitt-Triggern abgegebenen Rechteck- und Impulsspannungen sind in Fig. 1 durch die Zeichen »PL! «
und »-A-y-« versinnbildlicht. Die Rechteckwellengeneratoren liefern also zwei weitere Grundklangtarben. die
zusammen mit den beiden obenerwähnten Grundklangfarben der frei schwingenden Generatoren als Grundlage für die später beschriebene additive und subtraktive
Klangformung durch Schaltkasten und Mischverstärker dienen. Für die untersten Tonlagen, die sich in frei
schwingenden Sinusgeneratoren oft nicht mit genügender Konstanz und nur mit relativ großen und teueren
Spulen herstellen lassen, können von den Schmitt-Triggern noch bistabile Multivibratoren gesteuert werden,
die bei einem Untersetzungsverhältnis von 1 :2 Rechteckspannungen der jeweils halben Frequenz
erzeugen.
Die Oszillatoren der beiden Generatorsätze 1 und 2 werden über elektronische Betriebsschalter (sogenannte Gleichstromschaltkästen) 4, 5 und 6, von denen je
einer für jedes Manual und das Pedal vorhanden ist, nach Maßgabe der gedrückten Tasten und der
gezogenen Register eingeschaltet. In F i g. 1 stellt 4 den Gleichstromschaltkasten für das erste Manual, 5 den für
das zweite Manual und 6 den Gleichstromschaltkasten für das Pedal dar. Diese Gleichstromschaltkästen stellen
elektronische Koordinatenschalter mit π ■ m elektronischen Kontakten dar (n = Anzahl der lasten eines
Manuals bzw. des Pedals, m = Anzahl der Tonlagen innerhalb des Manuals bzw. Pedals), die von
π + m Steuerkontakten, nämlich von π Tastenkontakten und m Registerkontakten, gesteuert werden. Diese
Steuerkontakte sind in Fig 1 durch die Schalterkontakte 7 bis 11 versinnbildlicht. Die Kontakte 7, 8 und 9
sollen dabei die Tastenkontakte des ersten und zweiten Manuals und des Pedals, die Kontakte 10,11 und 12 die
entsprechenden Registerkontakte symbolisieren. Durch die Gleichstromschaltkästen werden jeweils diejenigen
Oszillatoren eingeschaltet, d?« einem Kreuzungspunkt
einer Tasten- und einer Registerleitung im elektronischen Gleichstromschaltkasten zugeordnet sind (elektronische »Und«-Schaltung).
An die verschiedenen Ausgänge der Generatorsätze 1,2 und 3 schließen sich gemäß F i g. 1 insgesamt sieben
Tonfrequenzausgangsschalter (sogenannte Wechselstromschaltkästen) 13 bis 19 an, welche die Auswahl der
für die einzelnen Register benötigten Schwingungen zur Aufgabe haben. In Fig.l stellen 13 und 14 die
Wechselstromschaltkästen für das erste Manual dar. und zwar 13 den für die Sinusspannungen ( ~) und 14
den für die oberwellenhaltigen Emitterspannungen <
ir), 16 und 17 sind die entsprechenden Schaltkasten
für das Pedal, 15 ist der Wechselstromschaltkasten für die Sinusspannungen, der dem zweiten Manual zugeordnet ist, 18 und 19 sind die Wechselstromschaltkästen für
die Rechteck- und die Impulsspannungen (PU, -t-γ-)
des zweiten Manuals bzw. Pedals. Die oberwellenhahigen Ausgangsspannungen der frei schwingenden
Generatoren (~u~) werden in diesem Ausfuhrungsbeispiel für das zweite Manual nicht ausgenützt, ebenso wie
die Rechteck- und Impulsspannungen hier für das erste Manual nicht benötigt werden. Dies braucht jedoch
nicht allgemein der Fall zu sein. Die Steuerung der verschiedenen Wechselstromschaltkästen erfolgt wiederum über Steuerkontakte der Tasten. Die Kontakte
20 und 21 symbolisieren hier die (im allgemeinen 49 bis 61) Tastenkontakte des ersten Manuals, 22 und 25 die
entsprechenden Tastenkontakte des zweiten Manuals, 23, 24 und 26 schließlich die Steuerkontakte der
Pedaltasten. Die verschiedenen Wechselstrom- und die Gleichstromschaltkästen können durchaus durch einen
einzigen Kontakt pro Manual- bzw. Pedaltaste gesteuert werden. Die Kontakte 7,20 und 21 bzw. 8,22 und
25 sowie 9,23,24 und 26 können also identisch sein.
!j An die verschiedenen Sammelschienenausgänge der
Wechselstromschaltkästen (in Fig.l ist jeweils nur eine Sammelschiene symbolisch dargestellt) schließen
sich gesteuerte Mischverstärker (27 bis 29) an. Für jedes Register der Orgel ist ein solcher Verstärker vorgese
hen, der gleichzeitig ah; Mischverstärker und Schaltstufe
wirkt. In Fig.l steht der Verstärker 27 symbolisch für
sämtliche Mischverstärker des ersten Manuals. Entsprechend sollen 28 und 29 sämtliche Mischverstärker des
zweiten Manuals bzw. des Pedals andeuten. Diese
Misch verstärker werden von den Registerkontakten
auf- und zugesteuert, wobei wiederum symbolisch die Kontakte 30, 31 und 32 an Stelle sämtlicher Registerkontakte der Register des ersten bzw. zweiten Manuals
und des Pedals gezeichnet sind. Ein Schaltungsbeispiel
eines Misch Verstärkers wird weiter unten an Hand der
F i g. 3 beschrieben.
Die Ausgänge der Mischverstärker sind manualweise zu Sammelleitungen zusammengefaßt (33,34 und 35), an
die sich je ein von aen Tasten der Manuale bzw. des
Pedals gesteuerter Vorverstärker anschließt (36,37 und
38). Die Kontakte 39,40 und 41 stehen hier wiederum symbolisch für die Steuerung durch die Tastenkontakte,
Die Vorverstärker sind so aufgebaut, daß sie durchlässig werden und verstärken, wenn mindestens eine Taste des
zugeordnet sind. An die Vorverstärker schließen sich
dann die Endverstärker (42, 43 und 44) sowie die
wird der Generatorsatz 2 beim Schließen des Schalters
48 vom Tremologenerator 49 mit einer Frequenz vor etwa 6 Hz moduliert. Die Vibratoschaltung ist se
eingestellt, daß sich ein Frequenzvibrato der sinusförmi
gen Ausgangsspannung der Oszillatoren des Generator
satzes 2 und ein kombiniertes Frequenz- und Klangfar
benvibrato der vom Emitterstrom der Oszillatorer abgeleiteten obertonhaltigen Schwingungen ergibt
Diese Modulation wird aus musikalischen Gründer vorzugsweise nur bei einem Generatorsatz (im Aus
führungsbeispiel dem Generatorsatz 2) durchgeführt Aus musikalischen Gründen ist auch die Zuordnung
eines Generatorsatzes zu einem bestimmten Manua nicht streng durchgeführt, damit sich beim Spiel eine
Manuals schon ein stärkerer chorischer Effekt erzielei
do läßt Aus Fig.l ist z. B. zu ersehen, daß eine Anzah
von Tönen aus dem Generatorsatz 2 über dei Wechselstromschaltkasten 14 geführt wird, der den
ersten Manual zugeordnet ist
bei einer hochwertigen elektronischen Orgel mit einen überraschend geringen Aufwand an Generatoren au«
Man kann außerdem das Einschwingverhalten der Tom an verschiedenen Stellen beeinflussen, und zwar an dei
12 OO
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Generatoren und an den Wechselstromschaltkästen. Durch richtige Bemessung der Ein- und Ausschaltzeitkonstanten ergeben sich mannigfache und musikalisch
sehr reizvolle Einschwingvorgänge der Einzeltöne, wie man sie bei elektronischen Orgeln bisher nicht
realisieren konnte. Durch geeignete Bemessung der Verzögerungsglieder kann man das Übergangsverhalten
des Stromes an den Dioden der Wechselstromschaltkästen vom geöffneten in den geschlossenen
Zustand so beeinflussen, daß bestimmte Anblasgeräusehe von Orgelpfeifen nachgeahmt werden. Durch die
Kombination von elektronischen Gleich- und Wechselstromschaltkästen und die elektronische Steuerung der
Misch- und Vorverstärker wird jegliches Übersprechen von Register zu Register und von Manual zu Manual
vollständig unterdrückt, auch wenn die Schaltkastendioden an sich nur ein geringes Verhältnis von öffnungs- zu
Schließungswiderstand aufweisen. Man kann demnach z. B. billige handelsübliche Germaniumdioden verwenden.
Ferner brauchen keinerlei Tonfrequenzspannungen über mechanische Schalter geführt zu werden. Durch
die erfindungsgemäße Verwendung von einem Mischverstärker für jedes Register und deren schaltungstechnischer
Ausbildung läßt sich die Orgel sehr leicht den akustischen Gegebenheiten eines Raumes anpassen und
entsprechend intonieren. Die Mischverstärker werden vorzugsweise als steckbare Einheiten getrennt auf
Schaltplatten mit geätzter Verdrahtung und angeätzten Steckern aufgebaut Dann ist es ohne weiteres möglich,
durch einfaches Umstecken eines als steckbare Einheit ausgeführten Mischverstärkers ein eventuell vollkommen
andersartiges Register in die Orgel einzusetzen. Diese einfache Möglichkeit war bisher noch bei keine"
elektronischen Orgel und schon gar nicht bei einer Pfeifenorgel gegeben.
Im folgenden soll noch auf je eine besonders vorteilhafte Ausbildung der RechteckweHengeneratoren,
der Mischverstärker und der Vorverstärker eingegangen werden.
In F i g. 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines sogenannten
Schmitt-Triggers dargestellt, der bei Ansteuerung mit einer sinusförmigen Eingangsspannung eine Rechteckspannung
gleicher Frequenz erzeugt Die sinusförmige Ausgangsspannung des Oszillators 1 wird über den
Übertrager 2 der Basis des Transistors 3 zugeführt. Am Kollektor des Transistors 4 entsteht die rechteckförmige
Ausgangsspannung, die mit Hilfe des Trimmerwiderstands 5 (1 kfl) symmetrisch oder mehr oder weniger
unsymmetrisch eingestellt werden kann. Beim vorliegenden Verfahren wird die rechteckförmige Ausgangs-
spannung des Oszillators vorzugsweise symmetrisch gemacht Die Widerstände 6, 7,8,9 und IO dienen als
Arbeits- bzw. Rückkopplungswiderstände und zur Arbeitspunkteinstellung. Die rechteckförmige Ausgangsspannung (PU) wird mit Hilfe des ÄC Gliedes 11,
12 differenziert Dadurch ergibt sich ein zweiter Ausgang mit einer impulsförmigen Ausgangsspannung
(-Λ-y-). Der Wert des Kondensators 12 hängt von der
Frequenz und von der gewünschten Impulsbreite ab.
In Fig.3 ist ein Beispiel der erfindungsgemäßen
Ausbildung eines Mischverstärkers dargestellt. Es handelt sich um einen gesteuerten Mischverstärker mit
dem pnp-Flächentransistor 21 in Emitterschaltung. Der Transistorverstärker besitzt einen oder mehrere verschiedene Eingänge, die an je eine Sammelschiene der ^5
Wechselstromschaltkasten (13 bis 19 in Fig. I)
angeschlossen sind Im gezeichneten Ausführungsbeispiel sind die drei Eingänge 1, 2 und 3 vorhanden, die
über Entkopplungswiderstände 4, S, 6 und 7 und über den Koppelkondensator 10 an die Basis des Transistors
21 führen. Der Eingang 3 enthält beispielsweise noch einen aus der Induktivität 8 und der Kapazität 9
bestehenden Resonanzkreis, der als Formantfilter wirkt. An die Eingänge 1 und 2 werden beispielsweise
sinusförmige Eingangsspannungen unterschiedlicher, aber harmonisch zueinander liegender Frequenz (verschiedene
Sammelschienen der Wechselstromschaltkästen 13 bzw. 15 oder 16 nach F i jj. 1) angeschlossen, an
den Eingang 3 beispielsweise eine obertonreiche Schwingung, die etwa aus dem Schaltkasten 14 bzw. 17,
18 oder 19 (Fig. 1) entnommen wird. Am Kollektorwiderstand
18 wird die verstärkte und gemischte Ausgangsspannung abgenommen und über den Widerstand
19 an die Registersammelleitung 25 des betreffenden Manuals geführt Die Widerstände 4, 5, 6
und 7 sind so ausgelegt daß die verschiedenen Eingangsschwingungen im richtigen Ainplitudenverhältnis
in der Ausgangsschwingung enthalten sind. Der Kollektorwiderstand 18 ist vorzugsweise als Regelwiderstand
ausgeführt, damit zur Intonation der Orgel die Lautstärken der einzelnen Register aufeinander
abgestimmt werden können. Der Emitterwiderstand 20 ist im allgemeinen nicht überbrückt (Gegenkopplung).
An den Anschlußpunkt 23 ist die Betriebsspannung für den Transistor von z.B. -12V angeschlossen. Der
positive Pol liegt an Masse.
Um die erfindungsgemäße Auf- und Zusteuerung der
Mischverstärker über die Registerschalter durchführen zu können, sind die Widerstände 12,13,14 und 15 sowie
die Kondensatoren 16 und 17 vorgesehen. An den Anschlußpunkt 24 wird eine positive Sperrspannung
von beispielsweise +12V gegen Masse angelegt. Bei nichtgeschlossenem Schalterkontakt 22 wird dann über
die Widerstände 14,13 und 12 diese positive Spannung an der Basis des Transistors 21 v/irksam und sperrt den
Transistor. Der Schalterkontakt 22 stellt einen Kontakt des zugehörigen Registerrelais oder einen Kontakt des
betreffenden Registerschalters dar. Wird er geschlossen, so wird die positive Basissperrspannung über den
Widerstand 14 kurzgeschlossen, (der Transistor 21 öffnet und kann verstärken. Die Widerstände U, 12 und 13
stellen dann einen geeigneten Arbeitspunkt für den Transistor 21 ein. Die Kondensatoren 16 und 17 und der
Widerstand 15 dienen zur Unterdrückung der Ein- und Ausschaltgeräusche und legen die Ein- und Ausschwingzeiten
des Verstärkers in geeigneter Weise fest
Die in F i g. 3 gezeigte Schaltung eines Mischverstärkers
kann bei Bedarf auch mehrstufig ausgeführt werden. Ebenso können für ein Register mehrere
solcher Stufen benutzt werden, wobei die verschiedenen
Eingangsspannungen an verschiedenen Transistoreingängen liegen. Mit Hilfe der Regler 18 lassen sich dann
zur Intonation die verschiedenen Komponenten der Ausgangsschwingung getrennt voneinander einsteilen.
In F i g. 4 ist schließlich eine Ausführungsform eines
tastengesteuerten Vorverstärkers (36, 37 oder 38 in F i g. 1) dargestellt Die Transistoren 1 und 2 arbeiten in
Emitterschaltung mit Gegenkopplung fiber .lie nicht überbrückten Emmerwiderstände 21 bzw. 22, die letzte
Stufe mit dem Transistor 3 ist in Kollektorschaltung betrieben und wirkt als Impedanzwandler mit dem
Ausgangstransformator 4 im Emitterkreis. Die Transistorstufe 2 ist im Ruhezustand, d. Sl, wenn keine Taste
des zugeordneten Manuals oder Pedals gedrückt ist über eine am Anschlußpunkt S und die Widerstände 6
und 7 an der Basis des Transistors 2 liegende positive
509633/32
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Spannung gesperrt. Wird jedoch mindestens eine zugehörige Taste gedrückt, so wird über den entsprechenden Tastenkontakt und einen hochohmigen Widerstand (nicht gezeichnet) an den Anschlußpunkt 8 eine
negative Spannung gelegt. Die Widerstände 6 und 9 sind so bemessen, daß sich am Punkt 10 eine solche (leicht
negative) Spannung ausbildet, daß der Transistor 2 geöffnet wird und einen für die Verstärkung geeigneten
Arbeitspunkt annimmt. Die Zenerdiode U dient dazu, die Spannung am Punkt 8 und damit auch am Punkt 10
beim gleichzeitigen Drücken mehrerer Manualtasten (Spielen von Akkorden) stets konstant zu halten und
damit in jedem Falle den richtigen Arbeitspunkt für den Transistor 2 zu gewährleisten. Die Kondensatoren 12
und 13 dienen schließlich zur Einstellung geeigneter Zeitkonstanten für die Ein- und Ausschaltung. Sie sind
so bemessen, daß die Einschaltzeit relativ kurz ist (etwa 20 bis 50 msec), die Ausschaltzeit dagegen etwas länger
(etwa 200 bis 500 msec). Dies hat den Vorteil, daß der
erzeugte Ton nach Anschlagen einer Taste sofort
durchgelassen wird, der Vorverstärker aber beim sogenannten Staccatospiel nicht bei jedem Anschlag
neu einschwingen muß.
Die zur Intonation benötigten Regler für die maximale und minimale Lautstärke sind in F i g. 4 mil
15 und 16 bezeichnet. Der Regler 14 ist im allgemeinen als Fußschweller ausgebildet und vom Organisten zu
bedienen. Der Kollektorwiderstand 17 des Transistors 3 dient zusammen mit dem direkt an den Kollektor
geführten Basiswiderstand 18 lediglich zur Temperaturstabilisierung des Arbeitspunktes. Die dadurch auftretende Gegenkopplung ist unbedeutend. Eine ähnliche
Temperaturstabilisierung ist beim Transistor 1 mit Hilft der Widerstände 19 und 20 durchgeführt. Die Konden
satoren 23,24,25 und 26 sind Koppelkondensatoren, di<
auf die übliche Weise bemessen sind. Die Betriebsspan nung (z. B. -12 V) wird am Punkt 27 angeschlossen.
Claims (9)
1. Verfahren zum Herstellen von Klängen auf addiiivem und sublraktivem Wege in einer elektronischen
Orgel, die ein oder mehrere Manuale und Pedale und für jedes Manual und Pedal einen
Gleichstromschaltkasten enthält, bei welchem Verfahren die den Klängen zugeordneten Tonfrequenzsignale
von Generatoren erzeugt und über Filter und Verstärker Lautsprechern zugeführt werden, dadurch
gekennzeichnet, daß die von frei schwingenden Sinuswellengeneratoren (1, 2) mit
zusätzlichem oberwellenreichem Ausgang, die über von den Tasten (IO... 12) und Registerschaltern (7
... 9) gesteuerte Betriebssehalter (4... 6) einschaltbur
sind, erzeugten oberwellenarmen und oberwellenreichen Tonfrequenzsignale über ebenfalls von
den Tasten (20 ... 26) gesteuerte elektronische Tonfrequenzausgangsschalter (13 ... 19) Misch verstärkern
(27... 29), die durch die Registerschalter (30 ... 32) auswählbar sind und deren Eingangskanäle
Entkopplung·;- bzw. Filterglieder enthalten, zu
geführt werden und daß zur weiteren Modifizierung des Klangcharakters von den Sinuswellengeneratoren
(1 bzw. 2) Rechteckspannungserzeuger (3), z. B. sogenannte Schmitt-Trigger, gesteuert und deren
Rechteckausgangsspannungen sowie aus den Rechteckspannungen durch Differenzieren gewonnene
Impulsspannungen wahlweise direkt und/oder über Untersetzer und Differenzierglieder den Ausgangsschaltern
(18, 19) und den daran angeschlossenen Mischverstärkern (28,29) zugeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oberwellenarmen Ausgangsspannungen
der frei schwingenden Generatoren (1, 2) hauptsächlich für die Flötenstimmen, die oberwellenreichen
Ausgangsspannungen derfrei schwingenden Generatoren (1, 2) insbesondere für die
Prinzipalstimmen und Mixturen und die Rechteck- und Impulsspannungen hauptsächlich für die Zungenstimmen
verwendet werden.
3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie
— den einzelnen Verfahrensschritten entsprechend
— aus einem oder mehreren Sätzen von mit zusätzlichem oberwellenreichem Ausgang frei
schwingenden elektrischen Sinuswellengeneratoren (lt 2), einem oder mehreren Sätzen von Rechteckspannungserzeugern
(3), die von den Sinuswellengeneratoren gesteuert werden, je einem elektronischen
Betriebsschalter (4 ... 6) für jedes Manual und Pedal, der die Generatoren (1,2) nach Maßgabe der
gedrückten Tasten (10 ... 12) und gezogenen Register (7 ... 9) einschaltet, mehreren von den
Tasten (20 ... 26) gesteuerten elektronischen Ausgangsschaltern (13... 19),diedieden verschiede
nen Registern zugeordneten Töne auswählen, und je einem Mischverstärker (27... 29) für jedes Register,
der vom zugehörigen Registerschalter(30. . .32)auf- und zugesteuert wird und dessen Eingangskanäle mit
Entkoppel- und Filtergliedern zur additiven und subtraktiven Klangformung versehen sind, besteht.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als frei schwingende Generatoren (1,2)
gleichartig aufgebaute Transistorgeneratoren verwendet sind, die oktaven- oder halboktavenweise
auf geätzten Schaltplatten zusammengefaßt sind.
5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Mischverstärker Transistorschaltstufen
(F i g. 3) eingesetzt sind, die über Sperrspannungen
an der Basis ein- und ausgeschaltet werden. 6. Anordnung nach Anspruch 3 und 5. dadurch
gekennzeichnet daß die Mischverstärker (Fig.3)
Regler (18) zur Intonation enthalten und als leicht auswechselbare Steckeinheiten in geätzter Schaltung
ausgeführt sind.
7. Anordnung nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der Misch verstärker
(27 ... 29) manualweise über EntKoppelwiderstände an Sammelleitungen (33 ... 35) angeschlossen
sind, die mit jeweils von den Tasten (39...
,5 41) des betreffenden Manuals gesteuerten Vorverstärkern
(36 ... 38) verbunden sind, die jeweils nur dann öffnen, wenn mindestens eine Taste des
betreffenden Manuals gedrückt wird.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Vorverstärker (36 ... 38)
Zeitkonstantenglieder enthalten und die Einscha'tzeitkonstante
der Vorverstärker auf 20 bis 50 msec, die Ausschaltzeitkonstante dagegen auf 200 bis 500
msec eingeregelt ist.
9. Anordnung nach Anspruch I und 3, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Tremologenerator (49) vorgesehen ist, der über Schaltmittel einschaltbar ist
und die vorzugsweise von den Generatorsätzen (2) des zweiten Manuals erzeugten Tonfrequenzen mit
einer Tremolofrequenz von etwa 6 Hz moduliert.
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---|---|---|---|
DE1959V0017538 DE1200109C2 (de) | 1959-11-09 | 1959-11-09 | Verfahren zum herstellen von klaengen auf additivem und subtraktivem wege in einer elektronischen orgel |
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DE1959V0017538 DE1200109C2 (de) | 1959-11-09 | 1959-11-09 | Verfahren zum herstellen von klaengen auf additivem und subtraktivem wege in einer elektronischen orgel |
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DE1200109B DE1200109B (de) | 1975-08-14 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1959V0017538 Expired DE1200109C2 (de) | 1959-11-09 | 1959-11-09 | Verfahren zum herstellen von klaengen auf additivem und subtraktivem wege in einer elektronischen orgel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1200109C2 (de) |
-
1959
- 1959-11-09 DE DE1959V0017538 patent/DE1200109C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1200109B (de) | 1975-08-14 |
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Legal Events
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BI | Miscellaneous see part 2 |