-
Sustain-Pedal" Durch eine Tastatur, insbesondere die Pedaltastatur
eines elektronischen Islusikinstruments betätigte Schalterkette Die erfindung betrifft
eine durch eine Tastatur, insbesondere die Pedaltastatur eines elektronischen MusikY
instruments betätigte Schalterkette, zB. in Form einer sogenannten Kettenschaltung
mit je einem Kondensator und je einem Schalter im Längs- bzw. Querzweig von aneinander
geketteten Leitungemaschen, wobei das Ausgangssignal eines Wechselstromgenerators
durch die Schalterkette auf eine von mehreren Tonfrequenzen wahlweise umschaltbar
ist und das Signal auf der Schalterkette bzw. der Wechselstromgenerator selbst eine
nachfolgende Frequenzteiler-und/oder eine egelverstärkerstufe steuert0
Bei
blusikins-trumenten, insbesondere elektronischen slusikinstrumenten, liegt oft die
Aufgabe vor, einen Teil des Spielbereichs, zB. den Baßbereich so auszugestalten,
daß eine Folge von Tönen so gespielt werden kann, daß sie zwar länger erklingen
als die Taste gedrUckt ist (ustain"), aber beim Drücken einer neuen Taste durch
den dieser zugeordneten Ton abgelöst werden, und zwar, ohne daß die Töne sich überlappen.
Dieser Mangel des Überlappens tritt beispielsweise bei einer bekannten, allerdings
auch etwas aufwendigen Anordnung auf, bei der für jeden einzelnen Ton eine selbständige
Einrichtung vorgesehen ist, die den Ton zum Erklingen bringt und ausklingen läßt.
Beispielsweise arbeitet nach diesem Prinzip eine Schaltungsanordnung, bei der jedem
Generatorausgang der Töne des betreffenden Tonhöhenbereichs eine kegelverstärkerstufe
zugeordnet ist, die beim Drücken der betreffenden Taste ausgelöst wird, was meistens
durch Umladung eines Kondensators nach einer Zeitkonstantenfunktion und entsprechende
Steuerung einer Verstärkerstufe erfolgt. Es sind auch schon von der Praxis der herkömmlichen
rein mechanischen vielstimmigen Tasten-iEusikinstrumente sogenannte Prolongement-Vorrichtungen
bekannt, bei denen eine gespielte Taste oder der ihr zugeordnete Steuerungsmechanismus
mechanisch so lange in der Arbeitsstellung festgehalten wird, bis eine andere Taste
gespielt wird.
-
Die angeführten bekannten Einrichtungen haben den Nachteil, daß entweder
wie im Falle des ersten Beispiels, Überlappungen von Tönen auftreten können, wenn
die Abklingzeit länger ist als der zeitliche Abstand der gespielten Töne, oder,
wie im zweiten Beispiel, die verwendeten Sperrmechanismen Geräusche verursachen
und oft nicht den allgemeinen Anforderungen an Betriebszuverlässigkeit genügen,
weil entweder oft Teile beschädigt werden oder brechen oder der Festhaltemechanismus
nicht sicher genug einschnappt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Tastatur, insbesondere
die Pedaltastatur eines elektronischen Iviusikinstruments mit dem zugehörigen Tongeneratorsatz
und weiteren Hilfseinrichtungen so auszubilden, daß die vorbeschriebenen Nachteile
der bekannten Einrichtungen, nämlich insbesondere die Uberlappung von Folgetönen,störende
mechanische Geräusche und der mangel an Betriebszuverlässigkeit vermieden werden.
Die neue Einrichtung, der in einschlägigen Fachkreisen die Bezeichnung "selbst löschender
Sustain gegeben wird, soll im Sinne einer weiteren Aufgabenstellung nach von den
bekannten Einrichtungen auch durch einen kleineren technischen Aufwand und durch
eine weitgehend beliebige Anwendbarkeit bei verschiedensten Tonerzeugungeprinzipien
auszeichnen.
-
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einer
durch eine Tastatur entsprechend dem oben ausftihrlich beschriebenen Anwendungsgebiet
betätigten Schalter kette deren Schalter durch die Anker von Relais betätigt werden,
deren Betriebswicklungen mit betreffenden Tasten zugeordneten Tastenschaltern zu
einer Relais tote vereinigt sind, die zusammen mit einem weiteren mechanisch oder
elektrisch mit jedem der Tastenschalter zusammen wirkenden und gegebenenfalls auf
die Regelverstärkerstufe mittelbar oder unmittelbar einwirkenden Auslöseschalter
und einem strom- bzw. spannungbegrenzenden Widerstand an eine Stromquelle angeschlossen
ist. In besonderer Ausgestaltung besteht die Erfindung in einem Verfahren zum Betrieb
der erwähnten Schalterkette, wobei der durch den strom- bzw. spannungbegrenzenden
Widerstand bestimmte Ruhestrom in der Höhe des Haltestroms der Relais durch Betätigung
des Auslöseschalters so verändert wird, daß durch die Betriebswicklungen der Relais
der zum Anzug der Anker nötige Strom fließt.
-
Der grundlegende Gedanke der Erfindung besteht also darin, daß die
Relaiskette im sogenannten Ruhebetrieb von einem Strom durchflossen wird, der gerade
ausreicht, um die Anker der Relais angezogen zu halten, und, wenn eine Taste gedrückt
wird, wobei durch den zugehörigen Tastenschaiter die betreffende Relaiswicklung
kurzgeschlossen ist, den Anker dieses Relais' abfallen zu lassen und den von ihm
betätigten Kontaktsatz in seine Ruhestellung freizugeben. Der Kontaktsatz des zu
der gespielten Taste gehörenden Relais' befindet sich also in einer, den anderen
Relais und ihren Kontaktsätzen entgegengesetzten Stellung.
-
Diese Stellung kann, je nach dem Schaltungsprinzip des betreffenden
Wechselstromgenerators entweder bei einer zum Schwingkreis des Oszillators gehörenden
Kondensatorkette diese für eine bestimmte frequenz, d.ho für eine bestimmte lonhöhe
abbrechen, oder bei einem Satz von Tongeneratoren die Leitungsverbindung zu dem
betreffenden Tongenerator herstellen.
-
Zusammen mit dem parallel zur Relaiswicklung liegenden Tastenkontakt
ist auch durch die Taste ein weiterer Schalter betätigt worden, so daß der Strom
durch die Relaiskette bzw. die an ihr liegende Spannung auf einen solchen Wert erhöht
worden ist, daß die zu den nichtgedrückten Tasten gehörenden Relaiswicklungen von
einem höheren Strom durchflossen wird. drfindungsgemäß ist dieser.
-
Stromanstieg so bemessen, dals die Aiiker solcher Relais anziehen,
die sich vorher in der Ruhestellung befunden haben. Dadurch ist sichergestellt,
Jal beim Drücken einer Taste jeweils ein Relais und nur dieses eine anspricht und
somit auch nur der zugel-lörige hontaktsatz betätigt wird.
-
Wird nun ein anderer Ton gespielt, d.h. eine andere Taste gedrückt,
dann wiederholt sich das Spiel aufs Neue, d.h.
-
die dieser Taste zugeordnete Relaiswicklung wird kurzgeschlossen,
der
Anker dieses Relais1 fallt ab, und die Anker aller anderen Relais werden angezogen.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Relaiskette durch in
eie geschaltete Betriebswicklungen der Relais, denen jeweils ein der betreffenden
Taste zugeordneter Tasten-Einschalter parallel geschaltet ist, gebildet, und an
die Stromquelle in Reihe mit zwei Widerständen angeschlossen, deren einer durch
den Auslö;seschalter überbrückt ist und deren Summenwert- den Strom auf den Halte
strom der Relais begrenzt-. In diesem Falle ist es dann zweckmaßig, den nchtübebrückten
Widerstand so zu bemessen, daß er den Strom durch die Relaiskette auf den Ansprechwert
der Relais begrenzt, Der Auslöseschalter kann erfindungsgeniäß entweder mit XIilfe
einer mechanischen Brücke gleichzeitig mit den Tastenschaltern durch jede der Tasten
betätigt werden, oder durch eine Gruppe mit entsprechender Anzahl von parallel geschalteten
Einschaltern ersetzt sein, von denen je einer zusammen mit dem betreffenden Tastenschalter
durch die Taste betätigt wird.
-
Die Auslösung der dem Wechselstromgenerator nachfolgenden irequenzteiler-
und/oder der hegelverstärkerstuSe erfolgt erfindungsgemäß in besonders einfacher
und vorteilhafter Weise dadurch, daß durch Betätigung des Auslöseschalters bzw.
die ihn ersetzende Gruppe von parallel geschalteten Sinß^haLtern zusammen mit dem
durch sie überbrückten Widerstand die Arbeitswicklung eines weiteren Relais1, gegebenenfalls
in Reihe zu einem strombegrenzenden Widerstand kurzgeschlossen wird, wobei während
der entuprechend kurzzeitigen Freigabe des Kontaktsatzes dieses Relais' ein Zeitkonstantenkreis
geschaltet wird, durch don eine Lampe zum kurzzeit.igen Aufleuchten und anschließenden
mehr
oder weniger langsamen Verlöschen gebracht wird.
-
Diese Lampe steuert dann in an sich bekannter Weise den Widerstand
eines lichtelektrischen Bauelements, das zu einem Spannungsteiler für die Tonfrequenzspannung
selbst oder für die Steuerung eines aktiven Bauelements gehören mag.
-
Abgesehen von den in Verbindung mit der unmittelbaren erfindungsgemäßen
Lösung der Auf gabe gebrachten Erläuterungen ist die Erfindung im wesentlichen in
der Ti'orm einer Relaiskette mit zu den Arbeitswicklungen parallel geschalteten
Tastenschaltern und der Relaiskette in Reihe geschalteten Auslöseschalter beschrieben.
Es ist ohne weiteres zu erkennen, daß anstelle dieses Anwendungsbeispiels auch ein
dazu analoges aufgebaut werden kann, indem man in bekannter Weise Ströme und Spannungen,
Widerstände und Leitwerte usw. vertauscht.
-
Weitere Einzelheiten der Erfindung lassen sich der nachfolgenden Beschreibung
anhand des in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiels entnehmen. Es stellen
dar:-Fig. 1: Das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung für einen einstimmigen
Tonfrequenzgenerator mit Kettenschaltung, wobei neben diesem einstimmigen Wechselstromgenerator,
wie durch die klammer mit ig. ia bezeichnet, eine Alternative mit vielstinunigem
Wechselstromgenerator und wie durch den Pfeil Big. ib bezeichnet, eine Alternative
mit einer Gruppe von Schaltern anstelle eines einzigen Auslöseschalters aus Gründen
der besseren Verständlichkeit des Austauschea gleich mit eingetragen sind.
-
Pig. 2: sinne andere Ausführungsform für den Stromkreis des Auslöseschalters.
-
In Fig. 1 ist der an den Schwingkreis 1 angeschlossene übrige Teil
des \Iechselstromgenerators durch das Wästchen 2 dargestellt. Der Schwingkreis 1
besteht aus der als übertrager ausgebildeten Schwingdrossel 3 und der aus den Kondensatoren
4 bis 8 und den Schaltern 9 bis 14 aufgebauten Kettenschaltung. Die Schalter 9 bis
14 werden durch die strichpunktiert angedeuteten Anker der Relais 15 bis 20 betätigt,
deren Betriebswicklungen die Tastenschalter 21 bis 26 so parallel geschaltet sind,
daß die durch je eine Betriebswicklung und den parallel geschalteten '£astenschalter
gebildeten Leitungsmaschen die erfindungsgemäße Relaiskette bilden. In Reihe mit
dieser Relaiskette ist der durch den Auslöseschalter 27 überbrückte Widerstand 28
geschaltet. Die Relaiskette ist an dem einen Ende 29 über den Widerstand 30 mit
dem einen Pol 31 und über die erwähnte Parallelschaltung aus Widerstand 28 und Auslöseschalter
27 am anderen Ende 32 mit dem anderen Pol 33 der Stromquelle verbunden. Die Widerstände
28 und 30 sind so bemessen, daß ihre Summe in Verbindung mit der Stromquelle einen
Strom durch die Relaiskette, doh. also die Reihenschaltung der Betriebswicklungen
fließen läßt, der gerade ausreicht, um die angezogenen Anker zu halten.
-
Die Tastenschafter 21 bis 26 werden durch die mit Pfeilen angedeuteten
Hebel 34 bis 39 der Tasten betätigt, wie ebenfalls durch die strichpunktierten Verlängerungen
der Pfeile angedeutet ist, wobei jeder dieser Hebel 34 bis 39 mechanisch die Kuppelschiene
40 mitnimmt, die ihrerseits, wie durch den Pfeil 41 angedeutet, den Auslöseschalter
27 in Einschaltstellung bringt. Wird eine Taste gedrückt und der Auslöseschalter
also kurzgeschlossen, dann steigt wegen der Uberbrückung des Widerstandes 28 der
Strom durch die Betriebswicklungen; erfindungsgemäß ist nun der Widerstand 30, der
auch in Reihe mit Auslöseschalter in der Leitung 42 liegen könnte, so bemessen,
daß sich
der Strom durch die Betriebswicklungen in diesem Betriebszustand
so viel erhöht, daß die Anker aller Relais, deren Betriebswicklung nicht kurzgeschlossen
ist, angezogen werden.
-
Wenn eine Taste gedrUckt wird, dann wird erfindungagemäß aber, wie
im Beispiel Relais 17, Tastenschalter 23 und Hebel 36 gezeigt, die Betriebswicklung
des Relais' 17 durch die Arbeitsstellung des Tastenschalters 23 über drückt, so
daß der Anker dieses Relais' 17 nicht-angezogen bleibt. Beim Loslassen der Taste
und Wiederöffnen des Auslöseschalters 27 ändert sich an diesem Betriebazustand nichts
(solange die Stromquelle angeschlossen bleibt).
-
Während sich die von den Ankern der Relais 15, 16 und 18 bis 20 betätigten
Schalter 9, 10 und 12 bis 14 in Arbeitsd.h. Kurzschlußstellung befinden, ist der
zum Relais 17 gehörende Schalter 11 geöffnet, im Schwingkreis 1 wirken also mit
der Schwingdrossel 3 nur die Kondensatoren 4 und 5 zusammen, die in bekannter Weise
so abgestimmt sind, daß sich der zu der Taste bzw. ihrem Hebel 36 gehörende Ton
ergibt.
-
Wird nun eine andere Taste gedrückt, zB. die zu dem Hebel 37 gehörende,
dann wiederholt sich das beschriebene Spiel, d.h. außer dem relais 18, dessen Betriebswicklung
nunmehr durch den in Kurzschlußstellung gebrachten Schalter 24 überbrückt ist, werden
im Betriebszustand der Kurzschlußarbeitsstellung des Auslöseschalters 27 die Anker
aller anderen Relais 15 bis 17 und 19 bis 20 angezogen, so daß die Schalter 9 bis
11 (und 13, 14) geschlossen und der Schalter 12 geöffnet ist. Im Schwingkreis 1
sind nunmehr die Kondensatoren 4 bis 6 wirksam, d.h. der Wechselstromgenerator 1
bis 3 ist nunmehr auf die andere, der zum Hebel 37 gehörenden Taste zugeordnete
Frequenz umgeschaltet.
-
Parallel zum Widerstand 28 oder an seiner Stelle ist die Betriebswicklung
des Relais 43 in Reihe mit dem Widerstand 44 geschaltet, dessen Kontaktpaar 45 in
Kurzschlußstellung fällt, wenn der Auslöseschalter in seine Arbeitsstellung, d.h.
ebenfalls in Kurzschluß gebracht wird. Dieser Kurzschluß wird, wie man ohne weiteres
sieht, nur so lange aufrechterhalten, als die betreffende Taste gedrücktwird; während
dieser Zeit wird der Kondensator 46, dessen anderer Pol über die Zuleitung 47 an
dem anderen Pol (31) der Stromquelle liegt, aufgeladen. Beim Loslassen der Taste
entlädt sich der Kondensator über die Lampe 48, die aus dem Betriebszustand des
hellen Aufleuchtens, solange die Taste gedrückt ist, nunmehr entsprechend der Zeittonstante
dieses Kreises, die in an sich bekannter Weise einstellbar sein kann, mehr oder
weniger langsam verlöschtO Da dieser Teil nicht mehr eigentlich zur Brfindung gehört,
sondern in beliebiger Weise, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, abgewandelt
warden kann, ohne daß die Erfindung dadurch berührt oder verändert wird, ist auch
die durch die Lampe 48 gesteuerte Regelverstärkerstufe 49 nur symbolisch durch den
lichtelektrischen Widerstand 50 und den Querwiderstand 51 eines Spannungsteilers
angedeutet. Das Ausgangssignal des Wechselstromgenerators ist über die Leitungen
52 und 53 an diese Regelverstärkerstufe angeschlossen, wobei eine oder mehrere,
gegebenenfalls registrierbare Frequenzteilerstufen zwischengeschaltet sein können
(auf deren Wiedergabe ist aus Übersichtlichkeitsgründen verzichtet) und der Ausgang
der Regelverstärkerstufe wird über die Leitung 54 weiteren Teilen des Slusikinstruments
zugeführt.
-
Wie schon eingangs erwähnt, kann erfindungsgemäß der durch eine mechanische
Kuppelschiene 40 mit jedem der Hebel 34 bis 39 betätigte Auslöseschalter durch eine
Gruppe
von parallel geschalteten Zinschaltern ersetzt sein, von denen je einer zusammen
mit dem der betreffenden Betriebewicklung der Relais parallel geschalteten Tastenschaltern
durch den Hebel der betreffenden Saste betätigt wird. Diese kruppe ist, wie durch
den Pfeil Fig. ib bezeichnet, aus den Schaltern 55 bis 60 zusammen gesetzt, die
über die Leitungen 61 und 62 parallel geschaltet und anstelle des Auslöseschalters
27 über die Leitungen 63 und 64 an die Enden 65 und 66 des Widerstandes 28 angeschlossen
sind; die uppelschiene 40 fällt in diesem Falle zusammen mit dem Auslöseschalter
27 weg. Die Wirkungsweise ist audh bei dieser Abwandlung der Erfindung die gleiche
wie vorher beschrieben, lediglich mit dem Unterschied, daß durch jeden der zu den
Tasten gehörenden hebel 34 bis 39 gleichzeitig mit dem der Betriebswicklung eines
Relais, zB. 17, parallel liegenden Tastenschalter, sB. 23, der Einschalter, zB.
57, zB. durch den Hebel 36 betätigt wird0 In dem durch die Klammer la bezeichneten
Teil der Fig. 1 soll ungefähr angedeutet sein, wie die Schalterkette beispielsweise
aufgebaut sein kann, wenn anstelle eines einstimmigen Wechselstromgenerators (1
bis 3) der aus den selbständigen Generatoren 67 bis 72 aufgebaute vielstimmige Wechseletromgenerator
verwendet wird. In diesem Falle sind die Ausgänge 73 bis 78 über die Entkopplungswiderstände
79 bis 84 jeweils an die Ruhekontakte 85 bis 90 der Wechselschalter 91 bis 96 angeschlossen,
die durch die Anker der Relais 15 bis 20 betätigt werden. Die Zungen (ikfittelkontakte)
und die Arbeitskontakte der echselschalter 91 bis 96 sinß wie durch die Leitung
97 angedeutet, in Reihe miteinander verbunden und liegen an der Ausgangsleitung
98, zu der die andere Leitung 99 gehört.
-
Im Falle des vorher schon beschriebenen Beispiels des Relais 17 fällt
der Wechselschalter 93, wenn die Betriebswicklung des Relais 17 kurzgeschlossen
wird, in seine Ruhelage und tritt somit an der Ausgangsleitung 98 das Signal am
Ausgang 75 des Generators 69 auf. Wenn eine andere Taste gedrückt wird, dann kommt
dieser Wechselschalter 93 in seine Arbeitastellung, das vorher weitergeleitete Signal
wird also gelöscht und an seiner Stelle tritt, ebenfalls entsprechend dem vorherigen
Beispiel des Hebels 37 das Ausgangasignal 76 des Generatore 70 an der Auegangsleitung
96 auf. Die Leitungen 98 und 99 führen wieder in bekannter Weise, gegebenenfalls
über Teilerstufen, zu einer Regelverstärkerstufe (49). Alles andere stimmt mit der
vorher beschriebenen Ausführung-überein0 In Fig. 2, die einen Ausschnitt wiedergibt,
der etwa einen Teil der an die Relaiskette 1 bis 26 angeschlossenen Teile der Fig.
1 ersetzt, ist in Reihe zu der Gruppe von Einschaltern 55 bis 60 das elais 101 geschaltets
das also, wie durch die strichpunktierte Gerade 102 angedeutet, bei Betätigung des
Einschaltere 103 an die beiden Pole 104 und 105 der Stromquelle angeschlossen wird
und anspricht. Außer dem Kontaktpaar 106 für die Auslösung der Regelverstärkerstufe,
das etwa dem Kontaktpaar 45 der Fig. 1 entspricht, wird durch das Relais 101 der
Wechselechalter 1u7 in Arbeitsstellung gebracht, so daß der Kondensator 106 die
Relaiskette, von der lediglich das Relais 109 und der parallel zu seiner Betriebswicklung
geschaltete Tastenschalter 110 gezeichnet ist, mit dem einen Pol 105 (in Fig. 1
mit 33 bezeichnet) der Stromquelle verbindet. Der dabei kurzzeitig auftretende Ladestrom
des Kondensators 108 läßt wiederum alle Relais, deren Betriebswicklung nicht durch
einen betätigten Tastenschalter kurzgeschlossen ist, ansprechen. Wird die Taste
wieder losgelassen, dann fällt das Relais 101,
d.h. sein Anker,
und damit auch der Wechselschalter 107 in seine Ruhestellung zurück, wobei der Kondensator
108 über den Widerstand 109 entladen wird. Kondensator 109 und Bechselschalter 107
sind durch den Widerstand 111 überbrückt. Da, wie schon erwähnt, die Wirkungsweise
der Erfindung auch bei dieser Abwandlung der Fig. 2 im übrigen genau dem vorher
beschriebenen Fall der Fig. 1 entspricht, erübrigen sich hierzu weitere Ausführungen.