DE1903868C3

DE1903868C3 - Circuit arrangement for an electric organ

Info

Publication number: DE1903868C3
Application number: DE19691903868
Authority: DE
Inventors: Ewald 7257 Ditzingen Kienle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-01-27
Filing date: 1969-01-27
Publication date: 1978-12-07
Also published as: DE1903868A1; DE1903868B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine elektrische Orgel, mit einer Anzahl von Registern und mit jeweils einer Klaviaturtaste zugeordneten Tongeneratoren für jedes Register, wobei der Gleichspannungseingang jedes Tongenerators mit dem eine in Durchlaßrichtung gepolte erste Diode enthaltenden Ausgang je einer dreipoligen Torschaltung verbunden ist, in deren einem Eingang ein dem Tastenkontakt nachgeschalteter Vorwiderstand liegt und deren eine in Sperrichtung gepolte zweite Diode enthaltender anderer Eingang mit dem zugehörigen Registerschalter verbunden istThe invention relates to a circuit arrangement for an electric organ, with a number of registers and with tone generators assigned to one keyboard key for each register, the DC voltage input each tone generator with the one containing a forward polarized first diode Output is connected to a three-pole gate circuit, one input of which is a button contact downstream series resistor is and the other containing a reverse-biased second diode Input is connected to the associated register switch

Bei einer aus der US-PS 32 97 812 bekannten Schaltungsanordnung mit den vorstehend angegebenen Merkmalen sind die Registerschalter als Umschalter ausgebildet, um in der Ausschaltstellung den zugeordneten Torschaltungen eine stark negative Spannung zuzuführen, mit der die im Ausgang der jeweiligen Torschaltungen liegende erste Diode in ihren Sperrzustand gelangt und diesen auch dann aufrechterhält, wenn bei betätigtem Tastenkontakt eine positive Versorgungsspannung am anderen Eingang der Torschaltung anliegt. In der anderen Schaltstellung des Registerschalters wird den diesem Register zugeordneten Torschaltungen eine weniger negative Spannung zugeführt, so daß bei betätigtem Tastenkontakt die am anderen Eingang anliegende positive Versorgungsspannung überwiegi und die irn Ausgang angeordnete Diode in ihren leitenden Zustand überführt wird und der nachgeschaltete Tongenerator anschwingen kann. Die in dem mit dem Registerschalter verbundenen Eingang liegende, in Sperrichtung gepolte Diode hat dabei lediglich die Funktion, die Empfindlichkeit des Verknüpfungspunktes der Ein- und Ausgänge der Torschaltung gegenüber dem vom Registerschalter zugeführten Sperrpotential zu erhöhen, und zwar im Verhältnis zu dem am anderen Eingang über den Vorwiderstand wirkenden Speisepotential, wodurch mit Sicherheit das Anschwingen von zu nicht betätigten Registern gehörenden Tongeneratoren vermieden wird. Zur Lautstärkeregelung sind in der bekannten Schaltungsanordnung allein zwei unterschiedliche Versorgungsspannungen vorgesehen, die mittels eines Umschalters ausgewählt werden und an sämtlichen Tastenkontakten anliegen. Dies bedeutet, daß auch die Ausgangsleistung nur zweistufig veränderbar ist und die Lautstärke nur insgesamt und gleichmäßig für sämtliche Register, & h. für die ganze Orgel, verstellt werden kann. Nachteilig ist außerdem, daß zwei negative und zwei positive Versorgungsspannungen bereitgestellt werden müssen, was zu einem verhältnismäßig großen Aufwand, auch an Verdrahtung und am Einbau von Umschaltern führtIn a circuit arrangement known from US Pat. No. 3,297,812 with the features specified above, the register switches are designed as changeover switches in order to supply the associated gate circuits with a strongly negative voltage in the switched-off position, with which the first diode located at the output of the respective gate circuits in their Locked state arrives and this is maintained even if a positive supply voltage is applied to the other input of the gate circuit when the button contact is pressed. In the other switch position of the register switch, the gate circuits assigned to this register are supplied with a less negative voltage, so that when the key contact is pressed, the positive supply voltage at the other input predominates and the diode located in the output is switched to its conductive state and the downstream tone generator can oscillate. The reverse-polarized diode in the input connected to the register switch only has the function of increasing the sensitivity of the junction point of the inputs and outputs of the gate circuit to the blocking potential supplied by the register switch, in relation to that at the other input the supply potential acting on the series resistor, which definitely prevents the oscillation of tone generators belonging to non-actuated registers. For volume control, only two different supply voltages are provided in the known circuit arrangement, which are selected by means of a switch and are applied to all key contacts. This means that the output power can also only be changed in two stages and the volume can only be adjusted as a whole and evenly for all registers, & h. for the whole organ. It is also disadvantageous that two negative and two positive supply voltages must be provided, which leads to a relatively large amount of effort, including wiring and installing changeover switches

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde,The invention is therefore based on the object

» die bekannte Schaltungsanordnung für eine vollelektronische Orgel dahingehend weiterzubilden, daß die geschilderten Nachteile vermieden werden und eine Klangqualität erreicht wird, die derjenigen herkömmlicher Pfeifenorgeln nahekommt»The well-known circuit arrangement for a fully electronic To further develop the organ in such a way that the disadvantages described are avoided and a Sound quality is achieved that of that more conventional Pipe organs comes close

3β Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Registerschalter als einpolige Unterbrecher ausgebildet sind, denen zur Lautstärkeregelung der Register je ein Stellwiderstand parallel geschaltet ist, der bei geöffnetem Registerschalter mit dem Vorwiderstand des zugehörigen Tongenerators einen Spannungsteiler bildet daß zur Kompensation des durch die zweite Diode verursachten Spannungsabfalls die Registerschalter an eine negative Spannung angeschlossen sind, während die Tongeneratoren an Masse liegen, und daßThis object is achieved according to the invention in that the register switches are single-pole switches are designed, each of which is connected in parallel with a variable resistor for volume control of the registers, which, when the register switch is open, has a voltage divider with the series resistor of the associated tone generator forms the register switch to compensate for the voltage drop caused by the second diode are connected to a negative voltage, while the tone generators are connected to ground, and that

«o die vor dem Gleichspannungseingang des Tongenerators liegende erste Diode mit einem im Tongenerator angeordneten Siebkondensator als Verzögerungsglied für den Einschwingvorgang ausgebildet ist.
Die Tatsache, daß für die Registerschalter nur«O the first diode located in front of the DC voltage input of the tone generator is designed as a delay element for the transient process with a filter capacitor arranged in the tone generator.
The fact that for the register switch only

«5 einpolige Unterbrecher benötigt werden, führt bei der Vielzahl der Leitungen in einer elektronischen Orgel zu einer beträchtlichen Einsparung. Mit dem Überbrükkungs-Stellwiderstand jedes Registerschalters wird der Vorteil erreicht, daß nunmehr jedes einzelne Register«5 single-pole breakers are required, leads to the A large number of wires in an electronic organ result in considerable savings. With the bridging variable resistor Each register switch has the advantage that now each individual register

so unabhängig von den anderen Registern in seiner Lautstärke individuell eingestellt und der Eigenart von Pfeifenorgeln kontinuierlich angepaßt werden kann. Die Vielseitigkeit der Dynamik einer derartigen elektronischen Orgel ist damit auf sehr einfache Weise gegenüber der bekannten Anordnung erheblich gesteigert. Zugleich erweist sich der erfindungsgemäße Schaltungsaufbau auch als wirtschaftlich, weil der Stellwiderstand eines Registerschalters, wenn dieser geöffnet ist, mit dem Vorwiderstand des zugehörigen Tongenerators gleichzeitig einen Spannungsteiler für den Gleichspannungseingang des betreffenden Tongenerators bildet. Die Verkopplung der Tonregister bewirkt beim Spielen von Akkorden eine Parallelschaltung und Widerständen, was nicht nur einen verstärktenso independent of the other registers in his Volume can be set individually and continuously adapted to the characteristics of pipe organs. the Versatility of the dynamics of such an electronic organ is thus very simple considerably increased compared to the known arrangement. At the same time, the invention proves Circuit design also as economical, because the variable resistor of a register switch, if this is open, with the series resistor of the associated tone generator at the same time a voltage divider for forms the DC voltage input of the relevant tone generator. The coupling of the tone register causes a parallel connection and resistances when playing chords, which is not only an amplified one

^b5 Strom und damit eine größere Dynamik der beteiligten Tongeneratoren, sondern auch eine leichte Phasenverschiebung hervorruft. Die Generatorspannung steigt an, so daß sich eine geringfügige Verstimmung der ^b5 current and thus a greater dynamic of the tone generators involved, but also causes a slight phase shift. The generator voltage increases, so that there is a slight detuning of the

Resonanzlage ergibt, aus der eine der erfindungsgemäßen elektronischen Orgel eigene KJangverschmelzung entsteht. Andererseits ist durch die Kompensation des an den Sperrdioden auftretenden kleinen Spannungsabfalls von vornherein sichergestellt, daß nichtgetastete Tongeneratoren nicht anschwingen können. Bei nicht gezogenem Register, d. h. bei geöffnetem Registerschalter liegt daher der Eingang der betreffenden, an Masse angeschlossenen Tongeneratoren auf Nullpotential. Die Diodenstrecke bildet zusammen mit dem zugehörigen Vorwiderstand und dem im Tongenerator angeordneten Siebkondensator ein Zeitglied, das ein Einschwingvorgang im Sinne einer Pfeifenorgel beeinflußt, wobei durch entsprechende Bemessung des Zeitgliedes das Klangbild nach Bedarf variiert werden kann.Resonance position results from which one of the electronic organs according to the invention has its own KJang fusion arises. On the other hand, by compensating for the small voltage drop occurring at the blocking diodes, it is ensured from the outset that the signal is not keyed Tone generators cannot start to oscillate. If the register is not pulled, i. H. when the register switch is open, the input of the relevant is connected to ground connected tone generators to zero potential. The diode line forms together with the associated Series resistor and the filter capacitor arranged in the tone generator, a timing element which influences a transient process in the sense of a pipe organ, whereby by appropriately dimensioning the timing element, the sound can be varied as required.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigtThe invention is based on one in the Drawing schematically illustrated embodiment explained in more detail

F i g. 1 die Schaltungsanordnung nach aer Erfindung für die Klaviaturtasten einer Oktave, *>F i g. 1 shows the circuit arrangement according to the invention for the keyboard keys of an octave, *>

F i g. 2 das Schaltbild eines Tongenerators. Bei dem gewählten Ausführungsbeispiel des Tastenkontaktteiles eines nicht dargestellten Schaltkastens einer elektronischen Orgel sind der Einfachheit halber nur drei Register eingezeichnet, nämlich das Grundtonregister 8', ein Oktavregister 4' und ein Quintregister 2 2/3'. Wird aus der gezeigten Klaviaturoktave die Taste 1 gedrückt und sind dabei das 8'- und das 4'-Register eingeschaltet, indem man die Registerschalter 2 und 3 öffnet, so werden die zugehörigen Tongeneratoren 4 und 5 an die Schiene 6 mit der Versorgungsspannung + UX gelegt Die den Tongeneratoren 4 und 5 vorgeschalteten Dioden 7 sind in Durchlaßrichtung gepolt und dienen als Sperrglied, um bei nichtgetastetem Tongenerator und bei geschlossenen Registerschal- tern 2, 3, 14, d. h. bei nicht betätigten Registern, einen Stromfluß vom Masseanschluß zu einer an einer negativen Spannung -t/2 liegenden Schiene 11 zu verhindern.F i g. 2 the circuit diagram of a tone generator. In the chosen embodiment of the key contact part of a switch box (not shown) of an electronic organ, only three registers are shown for the sake of simplicity, namely the root register 8 ', an octave register 4' and a fifth register 2 2/3 '. If key 1 is pressed from the keyboard octave shown and the 8 'and 4' registers are switched on by opening register switches 2 and 3, the associated tone generators 4 and 5 are connected to rail 6 with the supply voltage + UX The diodes 7 connected upstream of the tone generators 4 and 5 are polarized in the forward direction and serve as a blocking element to flow a current from the ground connection to a negative when the tone generator is not keyed and the register switches 2, 3, 14 are closed, ie when the registers are not activated Tension -t / 2 lying rail 11 to prevent.

Vor den Gleichspannungseingängen 15 der den einzelnen Registern und jeder Klaviaturtaste zugeordneten Tongeneratoren 4, 5, 12 ist jeweils eine Torschaltung angeordnet Jede Torschaltung enthält in ihrem einen Eingang einen Vorwiderstand 19, der zu den Vorwiderständen 20 und 21 benachbarter Torschaltungen, die über die gleiche Klaviaturtaste 1 mit der positiven Versorgungsspannung gespeist werden, parallelgeschaltet ist Der zweite Eingang der Torschaltung enthält eine Diode 9 bzw. 10 bzw. 13, die in Sperrichtung gepolt an den jeweiligen Registerschalter 2, 3, 14 so angeschlossen ist, während der Ausgang der Torschaltung die in Durchlaßrichtung gepolte und an den Tongeneratoreingang 15 angeschlossene Diode 7 enthält.In front of the DC voltage inputs 15 of the tone generators 4, 5, 12 assigned to the individual registers and each keyboard key there is in each case one Arranged gate circuit Each gate circuit contains in its one input a series resistor 19, which to the series resistors 20 and 21 of adjacent gate circuits, which are on the same keyboard key 1 with the positive supply voltage, connected in parallel is The second input of the gate circuit contains a diode 9 or 10 or 13, which is polarized in the reverse direction to the respective register switch 2, 3, 14 so is connected, while the output of the gate circuit is polarized in the forward direction and to the Tone generator input 15 contains connected diode 7.

Die an den zweiten Eingang der Torschaltungen angeschlossenen einpoligen Registerschalter 2, 3, 14 sind jeweils durch einen regelbaren Widerstand 16 bzw. 17 bzw. 18 überbrückt, über den man bei betätigtem Register (bei geöffnetem Registerschalter) die Lautstärke jedes einzelnen Registers regeln kann. Jeder Regelwiderstand 16,17,18 bildet zusammen mit dem im ersten Eingang der Torschaltung angeordneten Vorwiderstand 19 bzw. 20 bzw. 21 bei geöffnetem Registerschalter 2, 3, 14 einen Spannungsteiler, so daß am Verknüpfungspunkt der Ein- und Ausgänge der ίϊ Torschaltung die für den jeweiligen Tongenerator bestimmte Gleichspannung abgegriffen wird. Da die Dioden 9, iö, i3 bei nichi bciäiigiem Register bzw. beiThe single-pole register switches 2, 3, 14 connected to the second input of the gate circuits are each bridged by an adjustable resistor 16 or 17 or 18, via which one is activated when the Register (with the register switch open) can regulate the volume of each individual register. Everyone The rheostat 16,17,18 together with the im first input of the gate circuit arranged series resistor 19 or 20 or 21 when open Register switch 2, 3, 14 a voltage divider, so that at the junction of the inputs and outputs of the ίϊ Gate circuit the DC voltage determined for the respective tone generator is tapped. Since the Diodes 9, iö, i3 with non-bciäiigiem register or with geschlossenen Registerschaltem 2,3,14 aufgrund ihres auch in Durchlaßrichtung wirksamen, wenn auch geringen Widerstandes, einen Spannungsabfall verursachen, so daß dann am Verknüpfungspunkt der Ein- und Ausgänge der Torschaltung eine geringe Spannung nicht vermeidbar ist, wird eine Ausgleichsspannung angelegt, damit die Tongeneratoren 4,5, 12 usw. nicht anschwingen könnea Dies erfolgt automatisch dadurch, daß die Registerschalter 2, 3, 14 an die eine entsprechende negative Spannung -t/2 führende Schiene 11 angeschlossen und die Tongeneratoren geerdet sind, sowie die Versorgungsspannung + U1 so groß ist, daß auch durch den Spannungsabfall der Vorwiderständen 19, 20, 21 das Schwingverhalten der Tongenerato .n nicht gestört wird. Sind beispielsweise gemäß F: g. 1 ein Tastenkontakt 1 gedürckt und die Registerschalter 2 und 3 geöffnet, so kann der zum 2-2/3'-Quintregister gehörende Tongenerator 12 nicht schwingen, da sein Gleichspannungseingang 15 über die entsprechende Diode und den geschlossenen Registerschalter 14 an der die Spannung -t/2 führenden Schiene 11 liegt Ist die Minusspannung -t/2 etwas größer als die Knickspannung der verwendeten Dioden (ca. 25OmV für Ge-Dioden und ca. 65OmV für Fi-Dioden), so liegt der Gleichspannungseingang 15 des Tongenerators 12 auf Nullpotential.closed register switches 2,3,14 cause a voltage drop due to their effective in the forward direction, albeit low resistance, so that then a low voltage is unavoidable at the junction of the inputs and outputs of the gate circuit, an equalizing voltage is applied so that the tone generators 4, 5, 12 etc. cannot start to oscillateea This takes place automatically in that the register switches 2, 3, 14 are connected to the rail 11 carrying a corresponding negative voltage -t / 2 and the tone generators are earthed, as is the supply voltage + U 1 it is large that the oscillation behavior of the Tongenerato .n is not disturbed by the voltage drop in the series resistors 19, 20, 21. If, for example, according to F: g. If a key contact 1 is pressed and the register switches 2 and 3 are opened, the tone generator 12 belonging to the 2-2 / 3'-fifth register cannot oscillate because its DC voltage input 15 via the corresponding diode and the closed register switch 14 at which the voltage -t / 2 leading rail 11 is located If the minus voltage -t / 2 is slightly greater than the knee voltage of the diodes used (approx. 25OmV for Ge diodes and approx. 65OmV for Fi diodes), the DC voltage input 15 of the tone generator 12 is at zero potential.

Die Dioden 7 werden zur Aufrechterhaltung des Ruhezustandes bei nicht getasteten Klaviaturschaltern benötigt Da jede Diode 7 in Serie mit dem Gleichspannungseingang 15 des Tongenerators liegt, wird beim Loslassen der Klaviaturtaste verhindert, daß der betreffende Gleichspannungseingang 15 über einen der Vorwiderstände 19, 20 bzw. 21 und einen geschlossenen Registerschalter 2, 3, 14 an die negative Spannung -t/2 der Schiene 11 angeschaltet wird, so daß sich der Siebkondensator 22 (^F'g-²) ^{in den} Tongeneratoren nicht ohne weiteres über diesen Vorwiderstand entladen kann. Durch die Anordnung der Dioden 7 kann sich der Siebkondensator 22 nicht über die Diode 7 auf eine die Dioden 9,10,13 erdende Masseschiene entladen, da jede Diode 7 den Entladestrom in dieser Richtung sperrt. Die Dioden 7 und die Siebkondensatoren 22 wirken somit zusammen und bestimmten die Ausschaltzeitkonstante, die dem Ausschwingvorgang vergleichbarer mechanischer Musikinstrumente entsprechen soll.The diodes 7 are required to maintain the idle state when the keyboard switches are not pressed a closed register switch 2, 3, 14 is connected to the negative voltage -t / 2 of the rail 11, so that the filter capacitor 22 ( ^F 'g- ² ) ^{in the} tone generator cannot easily discharge via this series resistor. Due to the arrangement of the diodes 7, the filter capacitor 22 cannot discharge itself via the diode 7 to a ground rail that earths the diodes 9, 10, 13, since each diode 7 blocks the discharge current in this direction. The diodes 7 and the filter capacitors 22 thus work together and determine the switch-off time constant, which is intended to correspond to the decay process of comparable mechanical musical instruments.

Der Einschwingvorgang eines Tongenerators wird ebenfalls durch die Größe seines Siebkondensators 22 im Zusammenhang mit dem zugeordneten Vorwiderstand 19, 20 bzw. 21 sowie durch den Eigenwiderstand der Dioden 7 bestimmt. Um die Einschwing- und Ausschwingzeitkonstante der Tongeneratoren regelbar zu machen, kann der Siebkondensator 22 mit einem Entladewiderstand 23 überbrückt sein.The transient process of a tone generator is also determined by the size of its filter capacitor 22 in connection with the assigned series resistor 19, 20 or 21 as well as by the inherent resistance of the diodes 7 determined. The settling and decay time constants of the tone generators can be regulated To make, the filter capacitor 22 can be bridged with a discharge resistor 23.

Der in Fig.2 gezeigte Tongenerator besitzt im wesentlichen einen üblichen Aufbau. Mit einem Regelwiderstand 24 läßt sich die Lautstärke jedes einzelnen Tongenerators verändern, während mit den die Registerschalter überbrückenden Regelwiderständen 16, 17, 18 die Lautstärke der einzelnen Register zueinander geregelt werden kann. Außerdem kann der Tongenerator beispielsweise mit einem linearen Spannungsteiler 25 und zwei nicht-linearen Spannungsteilern 26 und 28 ausgerüstet sein. Über den Spaunungsteiler kann man die nachgeahmte Flötenstimme ableiten, die aus einer relativ reinen Sinusschwingung mit wenig Obertönen besteht. Über den nicht-linearen Spannungsteiler 26, in dessen einem Zweig ein spannungsabhängi-The tone generator shown in Figure 2 has essentially a conventional structure. With a Variable resistor 24 can change the volume of each individual tone generator, while with the the register switches bridging the control resistors 16, 17, 18 the volume of the individual registers can be regulated to each other. In addition, the tone generator can, for example, have a linear voltage divider 25 and two non-linear voltage dividers 26 and 28 be equipped. The imitated flute part can be derived from the funnel divider, the consists of a relatively pure sine wave with few overtones. Via the non-linear voltage divider 26, in one branch of which a voltage-dependent

ger Widerstand 27 angeordnet ist, wird eine Schwingung entnommen, die etwa der dritten oder einer höheren ungeradzahligen Potenz der Sinusfunktion entspricht. Diese hat einen mittleren Gehalt an Obertönen und bildet die Prinzipalstimmen. Dem zweiten richtlinearen Spannungsteiler 28 wird eine gleichgerichtete Halbwellenschwingung abgeleitet, die sehr obertonreich ist und deshalb ein helles Klangbild ähnlich dem einer Trompete hat.ger resistor 27 is arranged, an oscillation is taken, which is about the third or one corresponds to a higher odd power of the sine function. This has a medium level of Overtones and forms the principal voices. The second rectilinear voltage divider 28 is a rectified half-wave oscillation derived, which is very rich in overtones and therefore a bright sound similar to that of a trumpet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen For this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Circuit arrangement for an electric organ, with a number of registers and each with one Keyboard key assigned tone generators for each register, with the DC voltage input each tone generator with the output containing a first diode polarized in the forward direction a three-pole gate circuit is connected, one input of which is the button contact downstream series resistor is and its containing a second diode polarized in the reverse direction the other input is connected to the associated register switch, characterized in that that the register switches (2, 3, 14) are designed as single-pole switches, to which a variable resistor (16,17,18) is connected in parallel to regulate the volume of the registers When the register switch (2, 3,14) is open, it forms a voltage divider with the series resistor (19, 20, 21) of the associated tone generator (4, 5, 12), that to compensate for the voltage drop caused by the second diode (9, 10, 13) Register switch to a negative voltage (—1/2) are connected, while the tone generators are connected to ground, and that the front of the DC voltage input (15) of the tone generator lying first diode (7) with one arranged in the tone generator Filter capacitor (22) is designed as a delay element for the transient process

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that to delay the decay process the filter capacitor (22) in the tone generator is bridged by a discharge resistor (23)