DE1200109C2 - Verfahren zum herstellen von klaengen auf additivem und subtraktivem wege in einer elektronischen orgel - Google Patents

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

Manuals bzw. Pedals gedrückt wird, denen sie

zugeordnet sind. An die Vorverstärker schließen sich dann die Endverstärker (42, 43 und 44) sowie die

Tonstrahler (45 bis 47) an. Zur Erzeugung einer Tremolo- oder Vibratowirkung

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

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kommt mai

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

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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

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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.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

-I ■it Patentansprüche:

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 (l_t 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.