DE1772626A1 - Switch arrangement for electronic musical instruments - Google Patents
Switch arrangement for electronic musical instrumentsInfo
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Description
Patentanwalt· EHpl.-lno.R.BeQtzu.Patent attorney EHpl.-lno.R.BeQtzu.
JÄ" 81-13.617P-H 23.3.1970 JÄ " 81-13.617PH 23.3.1970
Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an Schalteranordnungen für elektronische Musikinstrumente.The invention relates to improvements in switch assemblies for electronic musical instruments.
Im allgemeinen benutzt man bei elektronischen Musikelementen ,Ä als Schalteranordnung ein System, mit dessen Hilfe eine Anzahl * ■■' von Signalen verschiedener Frequenz durch Betätigung von zu einer mit der Schalteranordnung kombinierten Klaviatur gehörigen Tasten in geeigneter Weise ausgewählt und miteinander kombiniert oder gemischt werden können, um einen gewünschten Ton . , zu erzeugen.In general, with electronic musical elements, a system is used as a switch arrangement, with the aid of which a number * ■■ ' of signals of different frequencies can be selected in a suitable manner and combined or mixed with one another by actuating keys belonging to a keyboard combined with the switch arrangement to a desired tone. , to create.
Bei der üblichen Ausführung weist eine solche Schalter- < anordnung ein elektronisches Verstärkerelement, einen von Hand betätigbaren Schalter, wie z.B. einen Tastenschalter zur Steue- . rung des elektronischen Verstärkerelementes sowie einen Schaltkreis auf, der für das Ausgangesignal einen als Kalteeffekt zu bezeichnenden verlängerten Abklingeffekt hervorruft und demzu- . folge als Haltekreis oder als Hüllkurven bildender Kreis wirkt.In the usual design, such a switch- < arrangement an electronic amplifier element, a manually operated switch, such as a key switch for control. tion of the electronic amplifier element and a circuit that acts as a cold effect for the output signal characteristic prolonged fading effect and therefore. Follow acts as a holding circle or as an envelope forming circle.
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Eine derartige Anordnung stellt., wie vielter unten im einzelnen erläutert wird, eine Art Torschaltung dar und soll daher im folgenden als Haltetorkreis bezeichnet werden. Das Grundprinzip einer solchen Schalteranordnung besteht dann darin, daß man durch dia Betätigung der Tasten ein Ausgangssignal erhält, dessen Amplitude nicht augenblleid Ich, sondern allmählich abnimmt.Such an arrangement represents, as will be explained in more detail below is explained, represents a type of gate circuit and will therefore be referred to below as a keeper circuit. The basic principle Such a switch arrangement consists in that an output signal is obtained by pressing the buttons, the amplitude of which is not an instantaneous ego, but gradually decreases.
Bei einer Verwendung derartiger Schalteranordnungen in elektronischen Musikinstrumenten besteht jedoch die Gefahr, daß an der Ausgangsklemme auch dann ein Lecksignal auftritt, wenn der Tastenschalter offen ist oder das Instrument überhaupt nicht gespielt wird, woraus sich ein nicht mehr vernachlässigbares Geräuschsignal ergibt. Dieser Umstand hat beim Bau elektronischer Musikinstrumente bereite zu schvrsrwiegenden Schwierigkeiten geführt.When using such switch arrangements in electronic musical instruments, however, there is a risk that a leak signal will occur at the output terminal when the key switch is open or the instrument at all is not played, resulting in a no longer negligible noise signal. This fact has at The construction of electronic musical instruments led to serious difficulties.
Ziel der Erfindung ist es daher, eine neue und insoweit verbesserte Schalteranordnung für elektronische Musikinstrumente anzugeben, daß einerseits die Unterdrückung derartiger Lec!csignale bis auf ein Minimum und andererseits die Verwendung einer miniaturisierten Schalteranordnung unter Verwendung von ' Transistoren und unter gleichzeitigem Schutz dieser Transistoren vor Beschädigungen möglich wird.The aim of the invention is therefore to provide a new and insofar indicate improved switch arrangement for electronic musical instruments that on the one hand the suppression of such Lec! csignale to a minimum and on the other hand the use of a miniaturized switch arrangement using ' Transistors and with simultaneous protection of these transistors from damage is possible.
Dazu wird erfindungsgemäß ein unsymmetrisches Bauelement, d.ho ein Bauelement, bei dem wie beispielsweise bei einwr pn-For this purpose, according to the invention, an asymmetrical component, i.e. a component in which, as for example with einwr pn-
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Sperrschichtdiode die VorwHrts-Spannungs-Strom-Kennlinie unsymmetrisch zu der entsprechenden Rückwärts"Kennlinie verläuft, mit dem Eingangszweig eines Verstärkerelementes, wie beispielsweise eines Transistors, gekoppelt und damit die Gesamtheit der oben erwähnten Ziele erreicht. Dabei werden an'das Verstärkerelernent und an das unsymmetrische Bauelement synchron zu dem öffnen oder Schließen von Schaltern, wie beispielsweise Tastenschaltern, Vorspannungen angelegt und so ein erster bzw« ein zweiter Vorspannungszustand geschaffen. Bei dem ersten Vorspannungszustand wird das unsymmetrische Bauelement in RUck« wärtsriohfcung vorgespannt und das Verstärkerelement in der Heise, daß seine Verstärkung im wesentlichen zu Null wirdο Bei dem zweiten Vorspannungazuatfind dagegen wird das unsymmetrische Bauelement in Vorwärtfirichtung vorgespannt i'iid das VerstMrkerelement in der Weise, daß seine Verstärkung einen vorgegebenen Wert annimmt. Außerdem wird noch mit den Mitteln zur Anlage der Vorspannung und den Schaltern ein Schaltkreis mit einerZeitkonstnntc kombiniert, der den übergang von dem einen Vorspannungszustand z,u dem anderen Vorspannungszustand beim Umschalten der Schalter von der Stellung "ein" zu der Stellung Heus" um eine vorgobbare Zeitdauer verzögert.Junction diode, the forward-voltage-current characteristic is asymmetrical to the corresponding reverse "characteristic, coupled to the input branch of an amplifier element, such as a transistor, and thus all of the above-mentioned goals are achieved. The amplifier element and the asymmetrical Component synchronously with the opening or closing of switches, such as key switches, bias voltages are applied and thus a first or a second bias state is created. In the first bias state, the asymmetrical component is biased in reverse direction and the amplifier element in such a way that its gain essentially to zero, on the other hand, the asymmetrical component is biased in the forward direction during the second bias addition i'iid the amplifier element in such a way that its gain assumes a predetermined value voltage and the switches combine a circuit with a time constant that delays the transition from one bias state z, u to the other bias state when switching the switches from the "on" to the H eus position by a predeterminable period of time.
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung lessen sich aus der nachstehenden Beschreibung ir. Verbindung mit der Zeichnung ersehen; es zeigen:Further objects, features and advantages of the invention will become apparent from the following description in conjunction with FIG See drawing; show it:
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Fig. 1 ein Schaltbild für eine übliche SchalteranordnungFig. 1 is a circuit diagram for a conventional switch arrangement
für elektronische Musikinstrumente; Fig« 2 ein Schaltbild für eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäOen Schalteranordnuns fürfor electronic musical instruments; 2 shows a circuit diagram for a first embodiment a switch arrangement according to the invention for
elektronische Musikinstrumente und Fig. 5 ein Schaltbild für eine zweite AusfUhrungsform einer erfindungsgemäßen Schalteranordnung für elektronische Musikinstrumenteo electronic musical instruments and FIG. 5 shows a circuit diagram for a second embodiment of a switch arrangement according to the invention for electronic musical instruments or the like
In Fig. 1 ist eine übliche Schalteranordnung bisheriger Bauart dargestellt, wobei die Bezugazahl 1 einen Tongenerator, · die Bezugszahl 2 einen Tranaistor, die Bezugszahlen 5 und 6 Vorspannungsvriderst.'inde, die Bezußszahl 7 einen LT3twtäcretand und die Bezugozahl θ einen EmitterwJ.dorstr.nd bezeichnen, Außerdem ist zur Erzeugung des oben erwähnten Halteeffektcn ein Schaltkreis Ί vorgecehen, der auo einem Wideratrnd 9 und einen Kondenßntor 10 besteht. Mit +V1 ist eine Spannungsquelle für den Betrieb des Transistors 2 und rait +V0 eine Spannungsquelle bezeichnet, die dem Emitter des Transistors 2 eine Rückwärts-Vorspannung zuführt. Die Eezugszahl J> bezeichnet einen Tastenschalter, der durch Niederdrucken der Toste geschlossen werden kann. Mit der Bezugczahl "11 int ein Widerstand und mit der BezugszGhl Ic eine Ausgang3klemire bezeichnet. Außerdem .liegt üblicherweise zwischen demTonge,lerator 1 und dem Knotenpunkt ein Widerstand, der jedoch in Fig. 1 nicht dargestellt ist»1 shows a conventional switch arrangement of the previous type, the reference number 1 being a tone generator, the reference number 2 being a tranaistor, the reference numbers 5 and 6 being a bias voltage, the reference number 7 being a LT3twtäcretand and the reference number θ being an EmitterwJ.dorstr. nd denote Moreover, for producing the above-mentioned Halteeffektcn a circuit Ί vorgecehen, the auo a Wideratrnd 9 nd is a Kondenßntor 10th + V 1 denotes a voltage source for the operation of the transistor 2 and rait + V 0 denotes a voltage source which supplies the emitter of the transistor 2 with a reverse bias voltage. The reference number J> denotes a key switch that can be closed by pressing the button down. The reference number "11 int denotes a resistor and the reference number Ic denotes an output terminal. In addition, there is usually a resistance between the line, generator 1 and the node, which, however, is not shown in FIG. 1"
Beim Betriebe wird zunächst die Emitter-B^sis Sperrschicht 00983 U /0660 BAD ORIGINAL When operating, the emitter-base barrier layer 00983 U / 0660 BAD ORIGINAL is first applied
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des Transistors 2 durch die Spannungsqualle +V2 stark in RUckwärtsrichtung vorgespannt, uobei sich der Tastenschalter 3 in seiner offenen Stellung befindetοof the transistor 2 strongly biased in the reverse direction by the voltage jellyfish + V 2 , the key switch 3 is in its open position
Auf diese Weise bleibt der Transistor 2 auch dann, wennIn this way, the transistor 2 remains even if
ihm von dem Tongenerator 1 eine Eingangssignalopannung E0 him an input signal voltage E 0 from the tone generator 1
zugeführt wird, für diese Eingangssignalspannung nichtleitend, so daß diese Eingangssignalspannung E im wesentlichen nicht an die Ausgangsquelle 12 weitergegeben wird. Jedoch tritt an ■der Ausgangsklemme 12 ein schwaches Lccksignal auf. Dieses Lecksignal entsteht wahrscheinlich dadurch, daß die Eingangs-is supplied, non-conductive for this input signal voltage, so that this input signal voltage E is essentially not passed on to the output source 12. However occurs ■ the output terminal 12 has a weak leak signal. This The leakage signal is likely caused by the input
Signalspannung Ea über die Sperrschichtkapazität 14 zwischen dem Kollektor und der Basis des Transistors 2 bis zu der Ausgangsklemme 12 gelangt·Signal voltage E a reaches the output terminal 12 via the junction capacitance 14 between the collector and the base of the transistor 2
Wird nun anschließend der Tastenschalter 3 geschlossen, so wird die Emitter-Basis-Sperrschioht des Transistors 2 leicht in Vorwärtsrichtung vorgespannt, und der Transistor 2 kann seine normale Schalterfunktion übernehmen und also die Eingangssignalspannung En an die Ausgangsklemme 12 weiterlei-If the key switch 3 is then closed, the emitter-base blocking layer of the transistor 2 is slightly biased in the forward direction, and the transistor 2 can take over its normal switch function and thus forward the input signal voltage E n to the output terminal 12.
Bei der oben beschriebenen Schalteranordnung wird also der Transistor 2 in geschalteter Weise durch Offnen oder Schließen des Tastenschalters 3 nichtleitend oder leitend und vermag gegenüber dem Ausgangssignal des Tongenerators 1 in der oben beschriebenen Weise als Schaltor zu wirken» Eine derartige Übliche Schalteranordnung hat jedoch bei ihrem EinbauIn the switch arrangement described above, the transistor 2 is switched in a switched manner by opening or Closing the key switch 3 non-conductive or conductive and is able to with respect to the output signal of the tone generator 1 in to act as a switch gate in the manner described above
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in ein elektronisches Musikinstrument, das wie zaB. eine Elektronenorgel eine Vielzahl von Tasten aufweist, den schweren Nachteil, daß mit hoher Wahrscheinlichkeit auch dann ein Tonsignal von dom Tongeneratnr 1 hörbar wird, wenn keine der Tasten gedrückt ist, da das offen-geschlosssn-Verhältnis (d.ho das Verhältnis s ein/s„U3 zwischen dem Spannungonivesu S ,.. des Ausgangssignals, das bsi geschlossenem Tastenschalter j5 an der Ausgangsklerciiis 12 auftritt, zu dem Spennungsnivoau S„.,„ des Lecksißnals bei offenem Tastenschalter 3 ^m der Ausgangsklemme 12) au goring ist. in an electronic musical instrument which is a B. an electronic organ comprising such a plurality of keys, the severe disadvantage that an audio signal of dom Tongeneratnr 1 is a high probability audible even if none of the keys is depressed since the geschlosssn open- -Ratio (i.e. the ratio s e i n / s " U3 between the voltage level u S, .. of the output signal that occurs at the output terminal 12 when the key switch j5 is closed, to the voltage level S"., "Of the leakage signal when the key switch is open 3 ^ m of the output terminal 12) is au goring .
Außerdem wird dem Knotenpunkt 13 von dem Tongenerator 1 ständig eine Signalspannung E_ zugeführt, und die Emitter-Durchbruchsspannung des Transistors 2 ist nicht sehr hoch, Als Ergebnis davon besteht für die Emittersperrschicht des Transistors 2 eine hohe Durchbruchsneigung, In addition , a signal voltage E_ is constantly supplied to the node 13 from the tone generator 1, and the emitter breakdown voltage of the transistor 2 is not very high. As a result , the emitter junction of the transistor 2 has a high tendency to breakdown,
Mit der Erfindung sollen nun diese Nachteile der Üblichen Schalteranordnung beseitigt werden. Bei einer AusfUhrungsform der Erfindung 1st In den Basiszweig des Transistors ein unsymmetrisches Bauelement» wie z.B. eine Diode, eingefügt, und außerdem sind Mittel vorgesehen, die synchron zu dem offenen oder geschlossenen Zustand eines Schalters, wie beispielsweise eines Tastenschalters, der Diode eine.Vorspannung in RUckwärtsrichtung oder in Vorwärtsrichtung zuführen. Auf diese Weise stellt die Diode dann, wenn der Tastenschalter sich in seinem offenen Zustand befindet, eine hohe Impedanz dar, wodurch ein With the invention, these disadvantages of the conventional switch arrangement are now to be eliminated. In one embodiment of the invention, an asymmetrical component, such as a diode, is inserted into the base branch of the transistor, and means are also provided which, in synchronism with the open or closed state of a switch, such as a key switch, bias the diode into Feed backwards or forwards. In this way, when the key switch is in its open state , the diode presents a high impedance , creating a
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der Basis des Transistors zugeführtes Signal erheblich geschwächt wird. Eine solche SignalSchwächung führt dann zu einr Steigerung des Offen-Geschlossen-Verhältnisses und zu einer Verminderung der Schwierigkeiten in Verbindung mit Emitter-Sperrschicht"Durchbrochen»the signal fed to the base of the transistor is considerably weakened will. Such a signal weakening then leads to an increase in the open / closed ratio and to lessen the difficulties associated with Emitter barrier "perforated»
In Fig. 2 iöt eine solche erste Ausführungnforrn der Erfindung veranschaulicht, viobsi öle Bezugsznhl Pl ο inen Tongenerator, der ein rechteokförmiges Auεgangssignal erzeugt,In FIG. 2, such a first embodiment is required Invention illustrates, viobsi oils reference number plan o inen Tone generator that generates a square-wave output signal,
die Dezugezahl 32 eine mit dem Tongenerator 21 verbundene pn-Sperrschichtdiode, die Bezugozahl 22 einen npn-Transictor, dessen Basis das Au3ganRssignal des Tbngenerators 2\ Über die Diode 32 zugeführt wird, und die Bezugszrhl 27 einen Lpstwiderstand bezeichnen, dessen eines Ende mit einer positiven Spannungsquelle +V, und dessen anderes EmO einerseits mit dem Kollektor des Transistors 22 und andererseits mit ri.ner Ausgangsklemmen 32 verbunden ist. Die Besugozahl 2h bezeichnet einen Schaltkreis sur Erzeugung einer HUl!!curve, der nus einem Widerntand 28 und einem Kondensator 29 besteht und mit dem Emitter des Transistors 22 Über einen Emitterwiderst^nd 31 verbunden ist. Die Bezugszahl 2p bezeichnet einen mit den Emitter des Transistors 22 über Widerstände 50 und 31 verbundenen Tastenschalter zur Steuerung der Vorspannungszustünde für den Transistor 22 und für die Diode 32. Die Bszugssahlen 25 und 26 bezeichnen Vorspannungswiderstände fUi* den Transistor 22, und mit +V1^ ist eine Spannungsquelle für den Betrieb des Schaltkreises 24 iAir HUllkurvenbi!dung und zur Vorspannung c.er DiodeThe decimal number 32 denotes a pn junction diode connected to the tone generator 21, the reference number 22 denotes an npn transictor, the base of which is the output signal of the tone generator 2 via the diode 32, and the reference number 27 denotes a leakage resistance, one end of which has a positive one Voltage source + V, and the other EmO of which is connected on the one hand to the collector of transistor 22 and on the other hand to ri.ner output terminals 32. The Besugo number 2h denotes a circuit for generating a HUl !! curve, which only consists of a resistor 28 and a capacitor 29 and is connected to the emitter of the transistor 22 via an emitter resistor 31. The reference number 2p denotes a key switch connected to the emitter of the transistor 22 via resistors 50 and 31 for controlling the bias conditions for the transistor 22 and for the diode 32. The reference numbers 25 and 26 denote bias resistors fUi * the transistor 22, and with + V 1 ^ is a voltage source for the operation of the circuit 24 iAir envelope curve formation and for biasing the diode
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in RUckwärtsrichtung über den Widerstand 25 und einen weiteren Widerstand 28 bei geöffnetem Tastenschalter 23 bezeichnet.in the reverse direction via the resistor 25 and another Resistor 28 denotes when the key switch 23 is open.
Als nächstes sei auf die Arbeitsweise der oben beschriebenen Schalteranordnung bzw. de3 Haltelcreises eingegangene Anfänglich wird die Diode ."52 bei geöffnetem Tastenschalter 25 über die V/iderstände 25 und 28 von der Spannungsquelle +V^, deren positives Potential größer gewühlt ist als der Scheitelwert der Eingangssignal spannung, in Sperrichtung vorgespannt. Auch der Kondensator 29 wird bis etwa auf die Spannung +V^ aufgeladen, und ebenso ist das Potential an dem Knotenpunkt 35 im wesentlichen gleich +V^. Das Potential +V, ist gleich dem Potential +Vjj oder kleiner gewählt. Das bedeutet, daß der Transistor 22 so vorgespannt lot, dafl er im Reststromgebiot oder bei geringem Strom in dessen Nachbarschaft arbeitet und daher seine Verstärkung im wesentlichen zu Null wird. An den mit der Basis des Transistors 22 verbundenen Knotenpunkt 31* gelangt ein Signal, das durch die hohe Impedanz der in nUckv/Hrterichtung vorgespannten Diode 32 gedHmpft wird, da die Impedanz zwischen dem Knotenpunkt 34 und dem Erdpotentipl bzw« dom Bezugspotential kleiner ist als die RUckwärtsimpedanz der Diode J2. Auf diese Weise kann das gedHmpfte Signal keinen Durchbruch der Emitter-Sperrschicht des Transietors 22 bewirken, und daher wird anders als bei der Üblichen Schaltung seine Weiterleitung an dia Ausgangsklemme 33 im wesentlichen verhindert.Next, the mode of operation of the switch arrangement or the holding circuit described above is entered into. Initially, the diode. "52 with the key switch 25 open via the V / i resistors 25 and 28 from the voltage source + V ^, the positive potential of which is greater than the peak value The capacitor 29 is also charged to approximately the voltage + V ^, and likewise the potential at the node 35 is essentially equal to + V ^. The potential + V, is equal to the potential + Vjj or less selected. This means that the transistor lot 22 biased DAFL it operates in Reststromgebiot or at low power in the vicinity thereof, and therefore, its gain is substantially zero. at the connected to the base of the transistor 22 the node 3 1 * A signal arrives which is attenuated by the high impedance of the diode 32, which is biased in the reverse / hardness direction, since the impedance between the node point 34 and the earth potential or reference potential is less than the reverse impedance of diode J2. In this way, the attenuated signal cannot cause the emitter junction of the transit gate 22 to break down, and therefore, unlike in the conventional circuit, its transmission to the output terminal 33 is essentially prevented.
wird das Potential an dem Knotenpunkt 35 innerhalb eiier kurzenthe potential at node 35 becomes within a short range
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Zeitdauer, die von dem Produkt aus der Kapazität des Kondensators 29 und dem Wert des Widerstandes 30 abhängt, da der Viert des Widerstandes 30 sehr klein ist gegen den Wert dee Widerstandes 28, gleich dem Erdpotential„ In diesem Augenblick wird die Diode 32 in Vorwärtsrichtung vorgespannt, und der Arbeitspunkt des Transistors 22 gerät in dessen aktiven Bereich, so daß der Transistor 22 mit einer vorgegebenen Verstärkung als Verstärker zu arbeiten beginnt und das Ausgangssignal de3 Tongenerators 21 zu der Ausgängsklemme 33 gelangt. Da die Diode 32 wie oben erwähnt in Vorwärtsrichtung vorgespannt ist, steht sie einer derartigen SignalÜbertragung in keiner Weise entgegen.Duration, which depends on the product of the capacitance of the capacitor 29 and the value of the resistor 30, since the fourth of resistor 30 is very small compared to the value dee resistance 28, equal to the earth potential “At this moment the diode 32 is forward biased, and the operating point of the transistor 22 comes into its active range, so that the transistor 22 with a predetermined gain begins to work as an amplifier and the output signal of the tone generator 21 reaches the output terminal 33. Since the diode 32 is forward biased as mentioned above, it is not involved in any such signal transmission Way against.
Als nächstes wird der Tastenschalter 23 wieder in seinen offenen Zustand überführt. In diesem Zeitpunkt kehrt das Potential an dem Knotenpunkt 35 nicht augenblicklich auf seinen Anfangswert von im wesentlichen +V^ zurück« Vielmehr nimmt dieses Potential an dem Knotenpunkt 35 nur allmählich und entsprechend der Ladecharakteristik des Kondensators 29 ab, die im wesentlichen von dem als Zeitkonstante anzusprechenden Produkt HC aus dem Wert R des Widerstandes 28 und der Kapazität C des Kondensator;; 29 abhängt. Sobald das Potential an den Knotenpunkt 35 schließlich den Wert +Vj. wieder erreicht, befinden sich sowohl dl© Diode 32 eis auch der Transistors 22 wieder in ihrem ursprünglichen Vorspannungazustand, und damit wird eine Weitergabe des Ausgangssignals des Tongenerators 21 an die Ausgangsklemme 33 verhindert.Next, the key switch 23 is back in its transferred to the open state. At this point in time, the potential at the node 35 does not arise immediately its initial value of essentially + V ^ back «Rather takes this potential at the node 35 only gradually and in accordance with the charging characteristics of the capacitor 29, which essentially depend on the product HC, to be addressed as a time constant, of the value R of the resistor 28 and the Capacitance C of the capacitor ;; 29 depends. As soon as the potential at the node 35 finally the value + Vj. reached again, both the diode 32 and the transistor 22 are located back to their original pre-tensioned state, and thus the output signal of the tone generator 21 is prevented from being passed on to the output terminal 33.
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Daher gelangt der Transistor 22 nicht sofort bsim öffnen des Tastenschalters 23 in seinen ursprünglichen Vorepannungszustand. Das bedeutet, daß sich dar Voropnnnungszustand für den Transistor 22 beim öffnen dos Tastenschalters 23 allmählich von dem Zustand, üsv ihm bei geschlossenem Schalter 23 aufgeprägt ist, über einen vorgebbaren Übergangszustand hinweg zu dem Dauerzustand bei geöffnetem Schalter 23 verändert, so daß an der Ausgangsldemme 33 auch bei geüffnetera Schalter 23 noch für eine · vorgebbare Zeitdauer ein Ausgangaaignal vorhanden ist. Die Amplitude des auf diese Weise aufrechterhaltenen Ausgangssignales nimmt im wesentlichen exponentiell und entsprechend dem (ibergangsverhalten des vorgeschalteten Zeitgliedes für dio Hüllkurvenbildung ab, so daß steh in dem Ausgangssignal eine sogenannte HUllkurve ausbildet. Eine derartige Hüllkurve im Signal ist bei Jedem elektronischen Musikinstrument von großer Bedeutung für die Erzeugung eines natürlichen Klanges, und die Erzeugung einer solohen HUllkurve für das Signal ist gerade der Grund, weswegen man sich wie oben erwähnt einer Kombination aus einem Tastenschalter mit einem elektronischen Verstttrkerelernent und einer Schaltung für die Hüllkurvenbildung an Stelle eines Tastenschalters allein bedient.Therefore, the transistor 22 does not immediately return to its original bias state when the key switch 23 is opened. This means that the pre-opening state for the transistor 22 when the key switch 23 is opened gradually changes from the state that is imposed on it when the switch 23 is closed, via a predeterminable transition state to the permanent state when the switch 23 is open, so that at the output terminal 33 even when the switch 23 is open, an output signal is still present for a predeterminable period of time. The amplitude of the output signal maintained in this way decreases essentially exponentially and in accordance with the transition behavior of the upstream timing element for the envelope curve formation, so that what is known as an envelope curve forms in the output signal. Such an envelope curve in the signal is of great importance for every electronic musical instrument The generation of a natural sound and the generation of a solo envelope curve for the signal is precisely the reason why, as mentioned above, a combination of a key switch with an electronic amplifier element and a circuit for the envelope curve formation is used instead of a key switch alone.
. Die Ursache für die Zunahme des Offen-Geschlossen-Verhältnisses läßt sich folgendermaßen dcrlegen: Die Kapazität zwischen den Elektroden der Diode 32 und die Impedanz zwischen dem Knotenpunkt 35 und dem Erdungspunlct sind einer Art Hochpaßfilter. The cause of the increase in the open / closed ratio can be stated as follows: The capacitance between the electrodes of the diode 32 and the impedance between the node 35 and the grounding point are a type of high-pass filter
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äquivalent, so daß dio niederen Harmonischen entsprochenden Anteile in dem rechteclrifron Ausgangssignal des Tongenerators weggefiltert werden, während die höheren Harmonischen durch dieses Filter hindurchgehen. Die auf diese Weise durchgelassenen höheren harmonischen Anteile des Tongeneratorsißnales werden anschließend in einen weiteren Hoctfipaßfiltor ous der Kollektor-Sperrschicht-Kapazität dos Transistors 22 und der Impedanz zwischen der Ausgangsldemnio 33 und dem Erdiingspunkt erneut gefiltert, bevor sie die Ausgnngsklemme 33 erreichen» Auf diese Weise erscheint cn der Ausgangsklercime 33 lediglich ein kleiner, aus extrem hohen Harmonischen bestehende/' Anteil des Ausgangssignales de3 Tongenerntorn 21. Ein solches aus hohen hartnon!nohen Anteilen bestehendes Signal hat jedoch selbst dann, wenn es in nachfolgenden Schaltstufon vsrntärkt wird, keine zum Betriebe eines Lautsprechers ausreichende Leistung. Außerdem ist das menschliche Ohr selbst dann, wenn dar Lautsprecher durch ein solches Signal in Gang gesetzt werden sollte, für diese höher harmonischen Komponenten des ursprünglichen Tom;Jgnole3 nicht empfindlich.equivalent, so that the lower harmonics correspond Components in the right clrifron output signal of the tone generator are filtered away while the higher harmonics pass through this filter. Those let through in this way higher harmonic components of the tone generator signal are then in a further Hoctfipaßfiltor ous the Collector junction capacitance of the transistor 22 and the impedance between the output demnio 33 and the grounding point filtered again before they reach output terminal 33 » In this way, the output cleric 33 only appears a small component of the output signal de3 Tongenerntorn 21 consisting of extremely high harmonics However, the signal that is present in high constituent parts has itself then, if it is boosted in the subsequent shift stage, none sufficient power to operate a loudspeaker. aside from that is the human ear even when loudspeakers come through such a signal should be set in motion for these higher harmonic components of the original tom; Jgnole3 does not sensitive.
Wie oben erwähnt, treten also an dem Knotenpunkt ~jh im wesentlichen keine niederen harmonischen oder hörfrequenten Anteile des Signales auf, und selbst diese sehr schwachen hörfrequenten Anteile werden bei ihrem weiteren Durchgang durch die Kollektor· Grenzschicht-Kapazität weiter gedämpft. Im Ergebnis wird also das Spannungsniveau Satie des nn der Ausgangski emmeAs mentioned above, there are essentially no lower harmonic or audio-frequency components of the signal at the node ~ jh , and even these very weak audio-frequency components are further attenuated as they pass through the collector · boundary layer capacitance. As a result, the tension level S atie des nn is the starting ski emme
aUoaUo
00983 4/066000983 4/0660
auftretenden Locksignales sehr niedrig» und das Offen-Geschlossen-Verhältnls (Soin/3 u ) nimmt zu0 Damit ist eines der Ziele der Erfindung erreichteLocksignales very low "occurs and the open-close Verhältnls (S oin / 3 u) increases 0 This is one of the objects of the invention reached
Legt man nun die in öer vorstehenden EeSchreibung behandelte AusfUhrunßcform der Erfindung entsprechend Fig. 2 der Zeichnung zugrunde, so zeigt en sich« daß ein befriedigender Betrieb einer solchen Anordnung möglich 1st, wenn man die einzelnen Bauelemente und Spannungen In der aus der nachstehenden Tabelle Λ orsichtlichen V/eise bemißt<.If you put the treated in Oer preceding EeSchreibung AusfUhrunßcform the invention corresponding to Fig. 2 of the drawing is based, it shows en itself "that a satisfactory operation of such an arrangement 1st possible when orsichtlichen the individual components and voltages in the following from the table Λ V / else dimensioned <.
Scheltelwert des rechteckigen Ausgangs· signals des Tongenerators
Diode 32
Transistor 22Scheltel value of the rectangular output signal of the tone generator diode 32
Transistor 22
Spannungsquelle +V, Spannungsquelle +V2. Widerstand 25 Widerstand 26 Widerstand 27 Widerstand 28 Widerstand 30 Widerstand 31 Kondensator Z$ Voltage source + V, voltage source + V 2 . Resistor 25 Resistor 26 Resistor 27 Resistor 28 Resistor 30 Resistor 31 Capacitor Z $
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10 V 183.473 npn~Siliziura-Transistor 230*58 12 V 10 V 2Ok-O. 10 V 183.473 npn ~ Siliziura transistor 230 * 58 12 V 10 V 2Ok-O.
80 k Jl.80 k Jl.
400 JL400 JL 50 k-TL50 k-tsp 6? Jl6? Jl 3.2 k Jl3.2 k Jl 50 /50 /
Bei einer Schaltung entsprechend Fig. 2 mit den in der obigen Tabelle 1 zusammengestellten Kenngrößen liegt das Offen-Ge« schlossen-Verhältnis bei einer Signalfrequenz von 1 kHz in einem Bereich von 80 bis 90 dB. Dabei ist das Signalniveau unter Bezugnahme auf den Scheitel-Zu-Scheitel-Wert der Signalspannung geroessen. Aus dieser Messung läßt sich gleichseitig die vorteilhafte Wirkung der Schaltung nach Figo 2 gegenüber der Schaltung nach Fig. 1 ersehen, da sich bei dieser Schaltung bestenfalls ein 0ffen"Goschlo3sen~Verhältnis von etwa 50 dB erzielen läßt.In a circuit according to FIG. 2 with those in the above Table 1 compiled parameters is the open ge « closed ratio at a signal frequency of 1 kHz in a range from 80 to 90 dB. Here is the signal level with reference to the peak-to-peak value of the signal voltage eaten. From this measurement, the advantageous effect of the circuit according to FIG. 2 compared to the circuit can be seen at the same time according to Fig. 1, since in this circuit at best an open "Goschlock ratio" of about 50 dB can be achieved.
Die in Fig. 3 veranschaulichte zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schalteranordnung unterscheidet sich von der in Fig. 2 veranschaulichten Ausführungsform darin, daß ein in Kollektorschaltung ausgeführter elektronisch&r Schalter Verwendung findet· In ihrer grundsätzlichen Arbeitsweise sind sich die beiden Schalteranordnungen jedoch im wesentlichen gleich*The second embodiment of a switch arrangement according to the invention illustrated in FIG. 3 differs from the embodiment illustrated in FIG. 2 in that an electronic switch implemented in a collector circuit is used.
In Fig. 5 wird" der Kollektor eines Traneintors 42 über einen Lastwiderstand 47 geerdet und ist als Signalquelle ein Tongenerator 41 zwischen Erde und einer an einem Knotenpunkt 54 mit der Basis des Transistors 42 verbundenen Diode 52 angeschlossen. Mit dem Emitter des Transistors 42 ist über einen Emitterwiderstand 51 ein eine HUllkurve bildender Schaltkreis 44 aus einem Widerstand 48 und einem Kondensator 49 verbunden. Zwischen einem. Knotenpunkt 55 und einer Ausgangsklemme eines Tastenschalters 43, dessen andere Auagangsklemme an einer Potentialquelle -V5 liegt, lot ein Widerstand 50 eingefügt* Zwischen denIn Fig. 5 "the collector of a tranintor 42 is grounded via a load resistor 47 and a tone generator 41 is connected as a signal source between ground and a diode 52 connected to the base of the transistor 42 at a node 54. With the emitter of the transistor 42 is connected an emitter resistor 51 is connected to a circuit 44 which forms an envelope curve and consists of a resistor 48 and a capacitor 49. A resistor 50 is inserted between a node 55 and an output terminal of a key switch 43, the other output terminal of which is connected to a potential source -V 5
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Knotenpunkten 5^ und 55 liegt ein Vorspannungswiderctnnd^. Die übertragung des Ausgangssignals dee Tongeneretors 41 auf eine Ausgangsklemme 53 wird durch den Tastenschalter h'ß gesteuert. Del einer derartigen Schalteranordnung läßt sich nicht nur der gewünschte Halteeffekt erzeugen, sondern man koirmt auch zu einem befriedigenden Offen-Gaschlossen-Verhältnis und kann die Gefahr eines Emitter-Spsrrschicht-Durchbruchs wesentlich voiTiindern.At nodes 5 ^ and 55 there is a bias voltage resistance. The transmission of the output signal from the tone generator 41 to an output terminal 53 is controlled by the key switch h'ß . Such a switch arrangement not only allows the desired holding effect to be produced, but also results in a satisfactory open-gas closure ratio and can substantially reduce the risk of an emitter-protective layer breakdown.
Bei einara praktisch ausgeführten Beispiel TUr eine Schaltung entsprechend der Flg. 3 ließ sich eine befriedigende Arbeitswaise mit den In der nachstehenden Tabelle 2 zusammengestellten Kenngrößen erzielen.In a practically executed example TUr one Circuit according to Flg. 3 a satisfactory work orphan could be achieved with the parameters compiled in Table 2 below.
Scheitelwert des rechteckigen 'Ausgangssignals dos Tongenerators 41 Diode 52 Transistor 42Peak value of the rectangular output signal from the tone generator 41 Diode 52 Transistor 42
Widerstand 45 Widerstand 47 Widerstand 48 Widerstand 50Resistor 45 Resistor 47 Resistor 48 Resistor 50 Kondensator 49 Spannungsquelle -V,-Capacitor 49 voltage source -V, -
IO V 1S1473IO V 1S1473 npn-Sillzium-Transistor 2SCI58 5 k-O-200 Jl 40 kJX 50 SL npn silicon transistor 2SCI58 5 kO-200 Jl 40 kJX 50 SL 50 a 12 V50 a 12 V
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Die oben beschriebenen Ausfiihrungsbeispiele für erfindungsgemäßo Sehalteranordnungen enthalten als VerstÜrkerelemante bipolare Transistoren, nUmlich npn-Transiatoren, und als unsymmetrjcche Bauelercenta Dioden mit einom einzigen ρα· Übergang, jedoch Ii.{gt os für den Fachmann auf der Hand, daß man stattdessen ruch unipolare Transistoren, wie z,Bc OberflUohen-Feld-" el'fekt-Transiutoren bzw. Dioden mit einer Vielzahl von in Serie zueinander geschalteten pn-Uberg8ngen oder einen Transistor oder irgendein anderes Glelchriehterelemeut, in dem leitende ' und nichtleitende Bereiche aufeinander folgen, verwenden kanne Außerdem ist zwar in den Beispielen ein Tongenerator mit einem rechteckigen Ausgangssignal ale Signnlquelle be-Bchi-ieben und dargestellt, Jedoch kann stattdessen auch ohne weiteres eine Sißnalquelle mit einem sinusförmigen Ausgongssignal Venrendung finden, Darübtrhinaus sind noch weitere Abwandlungen der beschriebenen Beispiele möglich, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.The exemplary embodiments described above for according to the invention Holder arrangements contain bipolar as amplifier elements Transistors, namely npn transistors, and as unbalanced Bauelercenta diodes with a single ρα transition, however Ii. {gt os obvious to the skilled person that one can instead also unipolar transistors, such as surface field " el'fekt transistors or diodes with a large number of in series pn junctions connected to one another or a transistor or any other link in which senior ' and non-conductive areas follow one another, can also use a tone generator in the examples All signal sources are supplied with a rectangular output signal and shown, However, a signal source with a sinusoidal output signal can easily be used instead Find use, There are also other variations of the examples described possible without departing from the scope of the invention to leave.
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SH | Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971 | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |