DE19647875A1

DE19647875A1 - Electronic circuit for acoustic signals converted into electric signal

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Publication number: DE19647875A1
Application number: DE1996147875
Authority: DE
Inventors: Anthonie Theador Barmentloo
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-11-19
Filing date: 1996-11-19
Publication date: 1998-05-20

Abstract

The circuit has a two-stage, R-C coupled triode valve amplifier with a cathode base circuit, in which a variable network (23) is incorporated between the second triode cathode (19) and the first triode grid (4). The network enables variation of performance to attain a fixed or variable push-pull, or straight coupling, to deform or modulate the frequency, amplitude, or phase of the signal. Preferably a resistor (3) is incorporated into the input line, and the network is a typically a capacitor which coacts with the resistor to provide an integrator function for the circuit. The first stage can be formed as a differential amplifier by adding a second triode, with a common cathode circuit configuration.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Klangbeeinflussung, Modulation und/oder Erzeugung von Audiosignalen, die einen großen Regelbereich aufweist, und nur unter Verwendung von Elektronenröhren als Verstärkerelemente, für einen uni versellen Einsatz in Geräten der Musikelektronik geeignet ist.The invention relates to a circuit arrangement for influencing sound, modulation and / or generation of audio signals which have a large control range, and only using electron tubes as amplifier elements, for a uni versellen use in devices of music electronics is suitable.

Aufgabe der Erfindung ist es, einem heute vielfach geäußerten Verlangen moderner Musiker zu entsprechen, signalverstärkende und klangbeeinflussende Apparaturen - sog. Instrumentalverstärker, Effektgeräte sowie Mischpulte, nicht in der aktuellen Transistor-, IC-, oder Digitaltechnologie herzustellen, der ein "schädlicher" Einfluß auf den Klang nachgesagt wird, sondern so zu gestalten, daß die Signale statt Halb leiterübergänge überwinden zu müssen, ausnahmslos durch Röhren geleitet werden, deren sog. "Röhrensound" zu einem harmonischeren, "wärmeren" Obertongehalt bzw. Verzerrungsverhalten bei Übersteuerung führt.The object of the invention is to meet a modern demand that has often been expressed today To match musicians, signal-amplifying and sound-influencing devices - So-called instrumental amplifiers, effect devices and mixing consoles, not in the current one Manufacture transistor, IC, or digital technology, which is a "harmful" influence the sound is said to be so that the signals instead of half having to overcome ladder transitions, are all led through tubes, their so-called "tube sound" to a more harmonious, "warmer" overtone content or distortion behavior when overdriven.

Entsprechendes gilt für die Erzeugung von Schwingungen im Audiobereich, d. h. für Oszillatoren, Orgeln und Synthesizer, die zudem ohne Induktivitäten auskommen und über weite Bereiche spannungssteuerbar sein sollen.The same applies to the generation of vibrations in the audio area, i. H. for oscillators, organs and synthesizers that also do without inductors and should be voltage controllable over wide areas.

Es gilt also, Amplituden-, Frequenz-, und/oder Phasengangbeeinflussende, sowie schwingungserzeugende Schaltungsanordnungen, die in ihrem Übertragungsverhalten in weiten Grenzen variierbar sind, mittels handelsüblicher Röhren zu realisieren, und in derartige Apparaturen einzubinden.It is therefore important to influence the amplitude, frequency and / or phase response, as well Vibration-generating circuit arrangements in their transmission behavior can be varied within wide limits by means of commercially available tubes, and to integrate into such apparatus.

Zahllose Geräte zur Klangbeeinflussung bzw. -verfremdung wurden erst durch die Einführung der Halbleitertechnologie möglich, da sie auf der Basis von hochver stärkenden Transistor- oder IC-Stufen arbeiten, die mittels geeigneter Netzwerke gegengekoppelt sind. Am häufigsten sind sog. aktive Filter Teil solcher Geräte.Countless devices for influencing or alienating sound were only created by the Introduction of semiconductor technology possible because it is based on high ver Reinforcing transistor or IC stages work using suitable networks are fed back. So-called active filters are most often part of such devices.

Die vorliegende Erfindung stellt eine stabile Röhrenverstärkereinheit dar, die auf Grund des neuartig ausgebildeten Gegenkopplungspfades das Betreiben zahlreicher Arten von Netzwerken in ihrer Gegenkopplungsschleife erlaubt, wodurch sie vor allem den Bau steilflankiger, spulenloser Filter aller Art ermöglicht. Durch den Einsatz von entsprechenden Gegenkopplungsnetzwerken kann die Schaltungsanordnung ferner zur Beeinflussung, Regelung oder Modulation von Amplitude, Kurvenform oder Phase von Signalen verwendet werden. Somit liegt im Sinne der Erfindung ein universeller Baustein vor, der die Grundlage zur Entwicklung zahlreicher verschiedenartiger Ge räte der Musikelektronik bildet.The present invention is a stable tube amplifier unit based on Due to the newly designed negative feedback path, the operation of numerous Types of networks allowed in their negative feedback loop, making them above all enables the construction of steep-sided, coil-free filters of all kinds. Through the use of the circuit arrangement can furthermore correspond to corresponding negative feedback networks for influencing, regulating or modulating amplitude, curve shape or phase of signals can be used. Thus, a universal is within the meaning of the invention Building block, which is the basis for the development of numerous different Ge councils of music electronics.

Da die Röhren in Klasse A betrieben werden, können Übernahmeverzerrungen, die aus den als störend wirkenden Obertönen ungerader Ordnung bestehen, im Gegen satz zu Halbleiterschaltungen erst gar nicht entstehen. Wird eine Triode über steuert, bilden sich die als harmonisch empfundenen Obertöne gerader Ordnung, die zu einem fülligen, warmen Klangbild beitragen. Zudem treten solche Übersteuerungs verzerrungen in Röhrenschaltungen wesentlich subtiler in allmählich steigender In tensität auf, und werden, im Gegensatz zu sog. Transistor- oder gar Digitalverzer rungen, zum Teil bewußt herbeigeführt.Since the tubes are operated in class A, takeover distortion can occur consist of the overtones of odd order, which have a disturbing effect, in the opposite semiconductor circuits do not arise at all. Will a triode over controls, the harmonics of even order, which are perceived as harmonic, are formed contribute to a full, warm sound. Such oversteer also occur distortion in tube circuits much more subtle in gradually increasing In intensity, and become, in contrast to so-called transistor or even digital converters stances, partly brought about consciously.

Da die Röhren mit sehr hohen Betriebsspannungen und nahezu trägheitslos arbei ten, können sie sehr weit ausgesteuert werden, und verfügen über eine hohe Impuls treue, d. h. große Dynamik und schnelles Einschwingverhalten.Because the tubes work with very high operating voltages and almost without inertia ten, they can be adjusted very far and have a high momentum loyalty, d. H. great dynamics and fast settling behavior.

In der Literatur der Röhrentechnik sind zahlreiche Schaltungen bekannt, in denen zur Filterung oder Erzeugung von Signalen frequenzabhängige Netzwerke wie Phasen schieber, Wienbrücke o. ä. gegenkoppelnd zwischen Anode und Gitter einer Triode ge schaltet sind. Diesen haftet jedoch allen der in der Praxis störende Nachteil an, daß diese nicht über einen größeren Bereich abstimmbar sind, da bei sinkender Impedanz des Netzwerkes, der an der Anode wirksame Widerstand zu klein wird, um die Not wendige Verstärkung der Anordnung aufrechtzuerhalten (DE-PS 8 24 733). Numerous circuits are known in the literature of tube technology in which for filtering or generating signals frequency-dependent networks such as phases slider, Wienbrücke or similar negative feedback between anode and grid of a triode are switched. These, however, all have the disadvantage that in practice disturbing these cannot be tuned over a larger range because the impedance decreases of the network, the resistance effective at the anode becomes too small to meet the emergency maintain agile reinforcement of the arrangement (DE-PS 8 24 733).

In weiterentwickelten Schaltungen folgt auf die Anode einer ersten Triode ein Ka thodenfolger als Impedanzwandler, von dessen Ausgang das Netzwerk zum Gitter der ersten Triode zurückgeführt wird. Dies bringt schon eine beträchtliche Verbesserung, da nun das Netzwerk niederohmig gespeist wird, und die Anode der ersten Triode nicht mehr belastet wird, aber auch hier ist die Gesamtverstärkung nicht hoch genug, um bei straffer werdender Gegenkopplung, d. h. sinkender Impedanz des Netzwerkes, ei nen stabilen Betrieb zu gewährleisten, da der Kathodenfolger den Spannungsverlust durch den erhöhten Gegenkopplungsgrad nicht ausgleichen kann. Andere Schaltungen, in denen Penthoden unter anderem zur Amplitudenstabilisierung in ähnlichen Anord nungen beschaltet werden, kommen zur Lösung der gestellten Aufgabe nicht in Frage, da sie trotz hohen Aufwandes nicht den notwendigen Anforderungen genügen, und da heute fast nur noch Kleinsignalröhren der Typenfamilie ECC 83 (12 AX 7) hergestellt werden und als handelsüblich bezeichnet werden können.In further developed circuits, a Ka follows the anode of a first triode method follower as an impedance converter, from the output of which the network to the grid of the first triode is returned. This brings a significant improvement since the network is now fed with low resistance and the anode of the first triode is not is loaded more, but again, the overall gain is not high enough to if the negative feedback becomes tighter, d. H. decreasing network impedance, ei Ensure stable operation because the cathode follower detects the loss of voltage cannot compensate due to the increased degree of negative feedback. Other circuits, in which penthodes inter alia for amplitude stabilization in a similar arrangement connections are not possible to solve the task, since they do not meet the necessary requirements despite high effort, and there Today almost only small signal tubes of the type family ECC 83 (12 AX 7) are manufactured and can be described as customary in the trade.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem herkömmlich aus gebildeten zweistufigen Triodenverstärker in Kathodenbasisschaltung mit RC-Kopp lung, das Gegenkopplungsnetzwerk derart angeschlossen wird, daß die Kathode der zweiten Triode als Ausgangsklemme, und das Gitter der ersten Triode als Eingangs klemme für das Netzwerk dient. Es handelt sich also um eine Kathode-Gitter-Gegen kopplung über zwei Stufen. Da die Schaltungsanordnung eine hohe Gesamtverstärkung besitzt, die dem Produkt der Verstärkungsfaktoren der beiden Trioden entspricht, und da als Ausgang für die Gegenkopplung die niederohmige Kathode, als Eingang der hochohmige Gitterkreis dient, können im Gegenkopplungspfad Netzwerke unterschied lichster Impedanz Verwendung finden, ohne daß die den herkömmlichen Schaltungen anhaftenden Beschränkungen auftreten. In ihrer Funktionsweise kann die Schaltungs anordnung ähnlich wie ein Operationsverstärker-IC für Wechselspannungen betrach tet werden, die eine hohe offene Schleifenverstärkung bei niedriger Ausgangs- und hoher Eingangsimpedanz besitzt. Tatsächlich läßt sie sich in der Praxis auch ent sprechend anwenden. In einem besonderen Ausführungsbeispiel wird die erste Triode durch ein zweites Röhrensystem ergänzt, so daß ein Differenzeingang gebildet wird, der zusätzlich zum invertierenden Eingang einen nichtinvertierenden bereitstellt.According to the invention the object is achieved in that in a conventional formed two-stage triode amplifier in a cathode base circuit with RC coupling lung, the negative feedback network is connected so that the cathode of the second triode as an output terminal, and the grid of the first triode as an input terminal for the network. So it is a cathode grid counter coupling over two stages. Because the circuit arrangement has a high overall gain has, which corresponds to the product of the amplification factors of the two triodes, and there as the output for the negative feedback the low-resistance cathode, as the input of the high-resistance grid circuit, networks can be distinguished in the negative feedback path lightest impedance can be used without the conventional circuits inherent restrictions. In their operation, the circuit arrangement similar to an operational amplifier IC for AC voltages Tet, which has a high open loop gain with low output and has high input impedance. In fact, it can also be avoided in practice apply speaking. In a special embodiment, the first triode supplemented by a second tube system so that a differential input is formed, which provides a non-inverting input in addition to the inverting input.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel benutzt die Möglichkeit, an der Kathode der zweiten Triode ein Signal relativ niedrigen Pegels niederohmig auszukoppeln, so daß die Schaltungsanordnung - z. B. in ein geeignetes Gehäuse eingebaut, mit einer als Fußpedal ausgebildeten Betätigungseinrichtung zur Veränderung der frequenzbestim menden Widerstände eines Doppel-T-Gliedes im Gegenkopplungspfad versehen -, als eigenständiges sog. "Wah-Wah-Pedal" betrieben werden kann, das direkt zwischen einer E-Gitarre und einem üblichen Gitarrenverstärker angeschlossen wird.A preferred embodiment uses the possibility of the cathode second triode to couple a signal of relatively low level with low impedance, so that the circuit arrangement - z. B. installed in a suitable housing, with a as Foot pedal trained actuator for changing the frequency determined resistors of a double-T element in the negative feedback path -, can be operated as an independent so-called "wah-wah pedal" that directly between an electric guitar and a conventional guitar amplifier.

In diesem Falle wird, wie bei anderen "stand-alone"-Ausführungsbeispielen von Ef fektgeräten in denen die Erfindung Verwendung findet, die notwendige Spannungs versorgung durch ein externes Steckernetzteil bereitgestellt, dessen niedrige Wech selspannung zur Heizung der Röhre(-n) dient, und im Gerät mittels eines kleinen Trafos hochtransformiert und dann gleichgerichtet und gesiebt wird. Ein anderes be vorzugtes Ausführungsbeispiel nutzt die Möglichkeit, das an der Anode der zweiten Triode anstehende, sehr hochpegelige Signal als Ausgangssignal zu nutzen, um erfin dungsgemäß direkt eine Röhrenendstufe anzusteuern, und bei Bedarf auch bewußt zu übersteuern. Das hochpegelige Signal eignet sich jedoch auch zur Weiterbearbeitung durch passive (z. B. Klangregel-)Netzwerke, da bei den hier auftretenden hohen Am plituden (z. T. über 150 V) auch eine starke nachfolgende Abschwächung des Signals nicht gleich ein Versinken desselben in den Bereich des Rauschpegels bedeutet. Das bedeutet weiterhin, daß ein stark "verbogenes" Signal nicht erst nachträglich wieder hochverstärkt werden muß, um einen ausreichenden Pegel zu besitzen, nachgeschal tete Stufen der Signalverarbeitungskette mit ausreichendem Geräuschpegelabstand zu versorgen. In this case, as with other "stand-alone" embodiments by Ef fect devices in which the invention is used, the necessary voltage supply provided by an external plug-in power supply, the low change voltage for heating the tube (s) and in the device by means of a small Transformers and then rectified and sieved. Another be preferred embodiment uses the possibility of the anode of the second Triode pending, very high-level signal to use as an output signal to invent according to the direct control of a tube output stage, and consciously if necessary override. The high-level signal is also suitable for further processing through passive (e.g. tone control) networks, since the high Am plitudes (sometimes over 150 V) also a strong subsequent weakening of the signal does not immediately mean that it sinks into the area of the noise level. The furthermore means that a strongly "bent" signal does not come back afterwards must be highly amplified in order to have a sufficient level tte stages of the signal processing chain with sufficient signal-to-noise ratio to supply.

Im Sinne der Erfindung kann die vorliegende Schaltungsanordnung also in zahlreicher Weise in vorhandene, umfangreichere Systeme der Musikelektronik eingebunden wer den, aber auch eigen ständig oder im Verbund neuartige Anwendungen und Kombinati onen ermöglichen. Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes er geben sich aus der nachstehenden Beschreibung der dazugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel oder ein Detail mit den dazugehörigen Erläuterung en aufgeführt wird. Es zeigen:Within the meaning of the invention, the present circuit arrangement can therefore be used in numerous ways Who is integrated into existing, more extensive systems of music electronics but also independently or in combination with new applications and combinations enable onen. Further details and advantages of the subject matter of the invention emerge from the description below of the accompanying drawing, in which a preferred embodiment or a detail with the associated explanation en is listed. Show it:

Fig. 1 das Grundschaltbild der Schaltungsanordnung, in dem das Gegenkopplungsnetz werk, dessen Ausbildung in vielfältiger Art und Weise geschehen kann, gestrichelt als Funktionsblock dargestellt ist, Fig. 1 shows the basic diagram of the circuit arrangement, in which the negative feedback network, which training can be done in many different ways, is shown in broken lines as a function block,

Fig. 2 das Detailbild eines möglichen Netzwerkes, in diesem Fall ein Doppel-T-Glied, für den Einsatz in einem bevorzugten Anwendungsbeispiel als Bandpaßfilter, Fig. 2 shows the detail image of a possible network, in this case a double-T-member for use in a preferred application example as a bandpass filter,

Fig. 3 das Detailbild eines möglichen Netzwerkes, in diesem Fall ein Kondensator, der in bevorzugten Ausführungsbeispielen, der Schaltungsanordnung gemäß Patent anspruch 3 den Charakter eines Integrators verleiht, Fig. 3 shows the detail image of a possible network, in this case a capacitor, which gives an integrator in preferred embodiments of the circuit arrangement according to claim 3 the character,

Fig. 4 die Darstellung des Grundschaltbildes ohne Netzwerk als Funktionsblock, wie er zur übersichtlichen Darstellung komplexerer Gesamtsysteme verwendet wird,4 shows the basic circuit diagram without a network as a function block, as is used for the clear representation of more complex overall systems,

Fig. 5 das Grundschaltbild der Schaltungsanordnung, in der gemäß Anspruch 4, die erste Stufe der Verstärkereinheit mit einem Differenzeingang ausgestattet ist, . 5 shows the basic diagram of the circuit arrangement is equipped in the Figure according to claim 4, the first stage of the amplifier unit with a differential input,

Fig. 6 die übersichtliche Darstellung der Schaltungsanordnung nach Fig. 5 ohne Netzwerk, als Funktionsblock, Fig. 6, the clear representation of the circuit of Fig. 5 without the network, as a function block,

Fig. 7 das Detail zweier weiterer Möglichkeiten der Auskopplung des Gegenkopp lungssignals gemäß Anspruch 5, die den Grad der Einflußnahme des Netzwerks auf das Übertragungsverhalten in bevorzugten Ausführungsbeispielen einstellbar machen, Fig. 7 shows the details of two further possibilities of the outcoupling of the counter Kopp lung signal according to claim 5, which make the degree of influence of the network on the transmission behavior, in preferred embodiments, adjustable,

Fig. 8 die teilweise in Blockdarstellung gehaltene Einbindung der Schaltungsanord nung in ein System, in dem gemäß Anspruch 8, direkt eine Endstufe angesteuert wird, Fig. 8 shows the integration of the Schaltungsanord partially in block form voltage in a system in which according to claim 8, directly an output stage is driven

Fig. 9 die Darstellung eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der Schal tungsanordnung als Modulator oder spannungssteuerbarer Verstärker, Fig. 9, the representation of a further preferred embodiment of the sound processing arrangement as a modulator or voltage-controllable amplifier,

Fig. 10 die Darstellung eines besonderen Ausführungsbeispiels, in dem zwei erfin dungsmäßige kaskadierte Schaltungsanordnungen, die als Integratoren wirken, mit weiteren Bauteilen beschaltet, ein Universalfitler gemäß Anspruch 7 bilden, das gleich zeitig die Funktionen Hoch-, Tief-, und Bandpaß bietet. Die Resonanzfrequenz ist hierbei ohne Umschaltung von Kondensatoren, durch die Veränderung zweier Wider stände über den gesamten Hörbereich regelbar, ebenso ist die Güte einstellbar, Fig. 10 is the representation of a particular embodiment in which two invented cascaded circuit arrangements, which act as integrators, connected with other components, form a universal fitler according to claim 7, which simultaneously offers the functions high, low, and bandpass. The resonance frequency is adjustable without changing capacitors, by changing two resistors over the entire listening range, the quality can also be adjusted,

Fig. 11 die Darstellung eines weiteren besonderen Ausführungsbeispiels ähnlich Fig. 10, jedoch derart beschaltet, daß die Gesamtschaltungsanordnung einen sogenannten Funk tionsgenerator gemäß Anspruch 7 bildet, der gleichzeitig Schwingungen der Wellen formen Sinus, Dreieck und Rechteck generiert, deren Frequenz bei gleichbleibender Amplitude, durch gleichzeitige Veränderung nur zweier Widerstände über den gesam ten Audiobereich abstimmbar ist, Fig. 11 shows another special embodiment similar to Fig. 10, but wired such that the overall circuit arrangement forms a so-called func tion generator according to claim 7, which simultaneously generates vibrations of the wave forms sine, triangle and rectangle, the frequency of which remains the same by amplitude simultaneous change of only two resistors can be tuned over the entire audio range,

Fig. 12 die Darstellung eines komplexen Gesamtsystemes, in dem mehrere gleich artiger Schaltungsanordnungen nach Fig. 1, 2, oder aber nach Fig. 10 als Filter, sowie sowie mehrere Schaltungsanordnungen nach Fig. 9 als spannungsgesteuerte Verstärker in einem sog. Vocoder Verwendung finden. Fig. 12 shows a complex overall system in which several similar circuit arrangements according to Fig. 1, 2, or else according to Fig. 10 as a filter, as well as several circuit arrangements according to Fig. 9 are used as voltage-controlled amplifiers in a so-called vocoder.

In Fig. 1 ist die Grundschaltungsanordnung dargestellt, basierend auf den beiden Triodensystemen 29, 30, - für die bevorzugt eine Doppeltriode in einem Glaskolben eingesetzt wird - in ihrer herkömmlichen Beschaltung als zweistufiger, RC-gekoppel ter Verstärker in Kathodenbasisschaltung, deren Gitterableitwiderstände 14, 15 je weils in Zusammenarbeit mit den Kathodenwiderständen 16, 17, sowie den Anodenwi derständen 11, 12, den korrekten Arbeitspunkt der Röhren gegenüber dem Fußpunkt (Schaltungsmasse) 27 festlegen. Die positive Betriebsspannung von 200-350 V in Bezug auf Masse wird am Knotenpunkt 13 der beiden Anodenwiderstände angelegt. In Fig. 1, the basic circuit arrangement is shown, based on the two triode systems 29 , 30 , - for which a double triode is preferably used in a glass bulb - in their conventional wiring as a two-stage, RC-coupled amplifier in a cathode base circuit, the grid resistors 14 , 15 each because in cooperation with the cathode resistors 16 , 17 , and the anode resistors 11 , 12 , determine the correct working point of the tubes relative to the base point (circuit ground) 27 . The positive operating voltage of 200-350 V with respect to ground is applied to node 13 of the two anode resistors.

Eine kleine Eingangswechselspannung, die z. B. von einer elektrischen Gitarre, ei nem Mikrofon oder einem Tonbandgerät stammen kann, wird zwischen Signaleingangs klemme 1, und Signalmasse 26 eingespeist, durchläuft Kondensator 2, der den Ein gang gegenüber der negativen Gittervorspannung abblockt, sowie den Widerstand 3, und gelangt an das Gitter 4 der ersten Triode 29, an deren Anode 5 es, invertiert und etwa 50mal verstärkt, anliegt. Durch den Kondensator 6, der das Signal von der an der Anode herrschenden hohen Gleichspannung abtrennt, gelangt es an das Gitter 7 der zweiten Triode 30, in der es ein weiteres Mal etwa um den Faktor 50 verstärkt, sowie um 180 Grad in der Phase gedreht wird, und als hochpegeliges Ausgangssignal, das durch Kondensator 9 - der wiederum die Anodengleichspannung abtrennt - geführt, zwischen den Ausgangsklemmen 10, 28 zur Verfügung steht.A small AC input voltage, e.g. B. can come from an electric guitar, egg nem microphone or a tape recorder, terminal 1 is fed between signal input, and signal ground 26 , passes through capacitor 2 , which blocks the input against the negative grid bias, and the resistor 3 , and arrives at Grid 4 of the first triode 29 , at the anode 5 of which it is inverted and amplified approximately 50 times. Through the capacitor 6 , which separates the signal from the high DC voltage prevailing at the anode, it reaches the grid 7 of the second triode 30 , in which it is amplified once more by a factor of 50 and rotated in phase by 180 degrees is, and as a high-level output signal, which is passed through capacitor 9 - which in turn separates the anode DC voltage - between the output terminals 10 , 28 .

Um die Gesamtverstärkung der Schaltungsanordnung weiter zu erhöhen, kann pa rallell zum ersten Kathodenwiderstand 16 ein Kondensator, der übersichtlichkeitshal ber nicht eingezeichnet ist, zwischen Kathode 18 und Masse 27 geschaltet werden. Dieser in vielen Grundschaltungen übliche Kondensator überbrückt den Kathodenwider stand wechselspannungsmäßig, indem er die Kathodenwechselspannung, die in ihrer Höhe etwa der halben an Gitter 4 liegenden Eingangssignalspannung entspricht, und mit dieser phasengleich ist, gegen Masse kurzschließt. Diese Kathodenwechselspan nung fällt am Widerstand 16 ab, da der Anodenstrom der Triode 29 auch ihn durch fließt, und eine verstärkungsmindernde Gegenkopplung bewirkt, da die durch die Röh re zu verstärkende, zwischen Gitter 4 und Kathode 18 liegende Wechselspannung, da durch um den Betrag der Kathodenwechselspannung geringer wird als die (Eingangs-)Wech selspannung zwischen Gitter 4 und Masseklemme 26.In order to further increase the overall gain of the circuit arrangement, a capacitor, which is not shown for the sake of clarity, can be connected between cathode 18 and ground 27 in parallel with the first cathode resistor 16 . This capacitor, which is common in many basic circuits, bridges the cathode resistance in terms of alternating voltage by short-circuiting the cathode alternating voltage, which corresponds in height to approximately half the input signal voltage at grid 4 and is in phase with it, to ground. This cathode alternating voltage drops across the resistor 16 , since the anode current of the triode 29 also flows through it, and causes a gain-reducing negative feedback, since the AC voltage to be amplified by the tube is between the grid 4 and the cathode 18 , because of the amount of AC cathode voltage is lower than the (input) AC voltage between grid 4 and ground terminal 26 .

Eine entsprechende Kathodenwechselspannung fällt auch am zweiten Kathoden widerstand 17 ab, wird jedoch im vorliegenden Falle keineswegs kurzgeschlossen, da sie erfindungsgemäß als zum Eingangssignal gegenphasige Quellspannung zum Gegen koppeln genutzt wird: von der Kathode 19 wird deren Wechselspannung abgegriffen, und einem Gegenkopplungsnetzwerk 23 über dessen Eingangsanschlußklemme 21 zu geführt. Von der Ausgangsklemme 22 des Netzwerkes gelangt die Gegenkopplungs spannung an das Gitter 4 der ersten Triode. Diese erfindungsgemäße Weise der Gegen kopplung vereint die bekannten Folgen einer Gegenkopplung - Unabhängigkeit des Übertragungsverhaltens einer Schaltung von Alterung der Röhren, Bauteiltoleranzen, Betriebsspannungsschwankungen etc., sowie die Vergrößerung der Nutzungsband breite und Minimierung ungewollter Verzerrungen -, mit den Vorteilen, die eine äußerst niederohmige Auskopplung des Gegenkopplungssignals aus der Kathode mit sich bringt - Anschluß des Gegenkopplungsnetzwerkes an einem Punkt der Schaltung, an der es keine Belastung der Röhre mit einhergehender Verstärkungsminderung bei Verringerung oder Komplexität der Impedanz verursachen kann, sowie die Erfüllung einer der grundlegenden Forderungen der Filtersynthese: niedrige Quellimpedanz.A corresponding alternating cathode voltage also drops at the second cathode resistor 17 , but is in no way short-circuited in the present case, since it is used according to the invention as a source voltage in phase opposition to the input signal for counter coupling: the alternating voltage is tapped from the cathode 19 and a negative feedback network 23 via its input terminal 21 led to. From the output terminal 22 of the network, the negative feedback voltage reaches the grid 4 of the first triode. This type of counter coupling according to the invention combines the known consequences of a counter coupling - independence of the transmission behavior of a circuit from aging of the tubes, component tolerances, operating voltage fluctuations, etc., as well as the enlargement of the range of use and minimization of unwanted distortions - with the advantages of an extremely low-impedance decoupling of the negative feedback signal from the cathode - connection of the negative feedback network at a point in the circuit where it can not cause stress on the tube with a consequent reduction in gain while reducing or complexity of the impedance, as well as the fulfillment of one of the basic requirements of filter synthesis: low source impedance.

Weiterhin wird mit dem Abschluß des Netzwerkes durch das hochohmige Gitter 4 die Forderung nach einer hohen Abschlußimpedanz des Netzwerkes erfüllt. Ferner besitzt die Schaltungsanordnung eine ausreichend hohe Verstärkungsreserve, die auch eine durch einen starken Gegenkopplungsgrad (niedrige Netzwerkimpedanz) verursachte Gesamtverstärkungsreduzierung ausgleichen kann, um z. B. Schwingungs bedingungen zu erfüllen. Je nach Ausbildung des Netzwerkes kann der Gegenkopp lungspfad auch als Rückkopplungspfad betrachtet werden.Furthermore, with the termination of the network by the high-resistance grid 4, the requirement for a high termination impedance of the network is met. Furthermore, the circuit arrangement has a sufficiently high gain reserve, which can also compensate for an overall gain reduction caused by a strong degree of negative feedback (low network impedance), in order to e.g. B. Vibration conditions to be met. Depending on the design of the network, the negative feedback path can also be regarded as a feedback path.

Widerstand 3, der nicht in jedem Falle erforderlich ist, entkoppelt gegebenenfalls das gegengekoppelte Signal vom Eingangssignal, so daß beide Signale sich am Gitter 4 summieren können. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dient der Widerstand 3 - im Zusammenhang mit einem im Gegenkopplungspfad liegenden Kondensator - zur Bildung einer RC-Konstante, der in diesem Falle als Integrator wirkenden Schaltungs anordnung. Resistor 3 , which is not required in every case, decouples the feedback signal from the input signal, so that both signals can add up at grid 4 . In a preferred embodiment, the resistor 3 - in conjunction with a capacitor located in the negative feedback path - serves to form an RC constant, which in this case acts as an integrator circuit arrangement.

In Fig. 2 ist im Detail ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Gegenkopplungs netzwerkes 23, wie es in die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 eingefügt werden kann, dargestellt. Das gegenzukoppelnde Signal von Kathode 19 gelangt über Eingangsklemme 21 des Netzwerkes durch einen Kondensator 20, der zur Abtrennung der leicht positiven Kathodengleichspannung dient, an ein Hochpaß-T-Glied, bestehend aus den Kondensa toren 31, 32, und Widerstand 33, sowie an ein parallellgeschaltetes Tiefpaß-T-Glied, bestehend aus den Widerständen 34, 35, und Kondensator 36. Das Ausgangssignal der T-Glieder gelangt durch den Kondensator 24, und den Widerstand 25 über Ausgangs klemme 22 des Netzwerkes zurück an das Gitter 4. Da das vorliegende Doppel-T- Glied eine Bandsperre im Gegenkopplungspfad darstellt, liegt bei geeigneter Dimensi onierung eine starke Gegenkopplung für alle Frequenzen bis auf ein schmales Frequenz band vor, so daß sich die Schaltungsanordnung als Bandpaßfilter verhält, daß eben jenes schmale Frequenzband hoch verstärkt. Der Kondensator 24 ist nur vorgesehen für den Fall, daß einer der frequenzgangbestimmenden Kondensatoren 31, 32, 36 mit einem Widerstand überbrückt wird, um eine andere Filterkurve als den üblichen steil flankigen, symmetrischen Kerbfilterkurvenverlauf des Netzwerkes zu erzielen, was für einige Einsatzzwecke von Vorteil ist. Widerstand 25 kann eingefügt werden, um die Güte der Schaltungsanordnung zu verringern, bzw. die Gesamtverstärkung zu erhöhen, falls dieses erwünscht wird, kann aber bei geeigneter Dimensionierung des Doppel-T-Glie des entfallen.In Fig. 2, a preferred embodiment of a negative feedback network 23 , as it can be inserted into the circuit arrangement of FIG. 1, is shown in detail. The counter-signal from cathode 19 passes through input terminal 21 of the network through a capacitor 20 , which is used to separate the slightly positive cathode DC voltage, to a high-pass T-member consisting of the capacitors 31 , 32 , and resistor 33 , and one parallel-connected low-pass T-member, consisting of resistors 34 , 35 , and capacitor 36 . The output signal of the T-elements passes through the capacitor 24 , and the resistor 25 via the output terminal 22 of the network back to the grid 4th Since the present double-T link represents a bandstop in the negative feedback path, there is a strong negative feedback for all frequencies except for a narrow frequency band with suitable dimensioning, so that the circuit arrangement behaves as a bandpass filter that amplifies that narrow frequency band. The capacitor 24 is only provided in the event that one of the frequency response-determining capacitors 31 , 32 , 36 is bridged with a resistor in order to achieve a filter curve other than the usual steep-edged, symmetrical notch filter curve profile of the network, which is advantageous for some purposes . Resistor 25 can be inserted in order to reduce the quality of the circuit arrangement or to increase the overall gain, if this is desired, but can be omitted if the double-T plane is appropriately dimensioned.

Die beschriebene Schaltungsanordnung nach den Fig. 1, 2, kann wie weiter oben er wähnt, z. B. als Wah-Wah-Pedal (Tube-Wah) angewendet werden, indem die frequenzbe stimmenden Widerstände 33, 34, 35 als per Pedal betätigte Potentiometer ausgebildet werden. Hierdurch läßt sich die Bandpaßfrequenz in sehr weiten Grenzen verschieben.The circuit arrangement described in FIGS. 1, 2, as he thinks above, z. B. be used as a wah-wah pedal (tube wah) by the frequency-determining resistors 33 , 34 , 35 are formed as a pedal-operated potentiometer. As a result, the bandpass frequency can be shifted within very wide limits.

In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel des Gegenkopplungsnetzwerkes gemäß Fig. 2, sind die Widerstände 33, 34, 35 als Photowiderstände (LDR) ausgebildet, die durch eine geeignete, pedalbetätigte Blendenvorrichtung vom Licht einer sie beleuchtenden Glühbirne oder Leuchtdiode (LED) derart abgeschirmt werden, daß abhängig von der Richtung der Pedalbewegung entweder nur der Widerstand 33, oder beide Widerstände 34, 35 mehr oder weniger beleuchtet werden, oder aber daß alle drei Widerstände gleichmäßig in Abhängigkeit der Pedalbetätigung mehr oder weniger Helligkeit von der Lichtquelle erhalten. So ist es möglich, nur die untere Flanke, nur die obere Flanke, oder aber beide Flanken der Bandpaßfilterkurve der Schaltungsanord nung in ihrer Frequenz zu verschieben. Wird, wie in einem weiteren bevorzugten Aus führungsbeispiel, die Beleuchtungsstärke der LDR statt mittels Blenden, durch die Re gelung der Betriebsspannung einer oder dreier LED bewerkstelligt, so erhält man ein einfaches, spannungsgesteuertes Filter, dessen Übertragungsverhalten durch einen langsamen Oszillator moduliert werden kann (Formantvibrato), oder z. B. durch einen Hüllkurvenfolger, der die Betriebsspannung der LED von der Amplitudenhüllkurve des Eingangssignals ableitet (Auto-Wah). Weitere Modulationsformen ergeben sich, in dem die Resonanzfrequenz durch einen Frequenz/Spannungsumsetzer automatisch in Ab hängigkeit von der Frequenz des Eingangssignals nachgeführt wird (Follow-Wah), oder aber verschoben wird mittels eines Konturgenenerators, dessen - in seiner Form beliebig einstellbarer - Ausgangsimpuls durch das Überschreiten einer gewissen Laut stärkeschwelle des Eingangssignals ausgelöst wird (Trigger-Wah od. Envelope-Filter).In a further preferred embodiment of the negative feedback network according to FIG. 2, the resistors 33 , 34 , 35 are designed as photoresistors (LDR), which are shielded from the light of a light bulb or light-emitting diode (LED) by a suitable, pedal-operated diaphragm device in such a way that depending on the direction of the pedal movement either only the resistor 33 , or both resistors 34 , 35 are more or less illuminated, or that all three resistors receive more or less brightness from the light source evenly depending on the pedal actuation. So it is possible to shift only the lower edge, only the upper edge, or both edges of the bandpass filter curve of the circuit arrangement in frequency. If, as in another preferred exemplary embodiment, the illuminance of the LDR is achieved by regulating the operating voltage of one or three LEDs instead of by means of diaphragms, a simple, voltage-controlled filter is obtained, the transmission behavior of which can be modulated by a slow oscillator (formant vibrato ), or z. B. by an envelope follower, which derives the operating voltage of the LED from the amplitude envelope of the input signal (auto-wah). Further forms of modulation result, in which the resonance frequency is automatically adjusted by a frequency / voltage converter as a function of the frequency of the input signal (follow-wah), or is shifted by means of a contour generator, the output pulse of which, in its form, can be set as required Exceeding a certain volume threshold of the input signal is triggered (trigger wah or envelope filter).

In Fig. 7 sind im Detail zwei für sich sprechende Möglichkeiten angegeben, wie das gegenzukoppelnde Signal gemäß Anspruch 5, so von der Kathode ausgekoppelt wird, daß in bevorzugten Ausführungsbeispielen, der Einfluß der Gegenkopplung auf das Über tragungsverhalten veränderlich gestaltet werden kann, so daß z. B. in den vorstehenden Beispielen die Güte des Bandpasses einstellbar wird. Dazu wird Kathodenwiderstand 17 als Potentiometer ausgebildet (links), oder ein Potentiometer 44 über einen Ab trennkondensator 43' der Kratzgeräusche verhindert, zwischen Kathode 19, Netzwerk eingang 21, und Masse 27 geschaltet (rechts). In Fig. 7, two self-explanatory possibilities are given in detail, as the negative signal according to claim 5, is coupled out of the cathode so that in preferred embodiments, the influence of negative feedback on the transmission behavior can be made variable, so that, for . B. the quality of the bandpass is adjustable in the above examples. For this purpose, cathode resistor 17 is formed as a potentiometer (left), or a potentiometer 44 via a separating capacitor 43 'prevents the scratching noises, between cathode 19 , network input 21 , and ground 27 (right).

Besteht das Gegenkopplungsnetzwerk 23, wie in Fig. 3 im Detail dargestellt, nur aus einem Kondensator 37, läßt sich die Schaltungsanordnung, wie weiter unten näher er läutert wird, als neuartiger Integrator verwenden.If the negative feedback network 23 consists, as shown in detail in FIG. 3, of only one capacitor 37 , the circuit arrangement, as will be explained in more detail below, can be used as a novel integrator.

Um eine übersichtlichere Darstellung von umfangreicheren Gesamtsystemen, in de nen die Schaltungsanordnung eingesetzt wird, zu erreichen, wird diese wie in Fig. 4 als Blockschaltbild einem Operationsverstärker 50 entsprechend, eingezeichnet. In dieser Darstellung sind unter Auslassung des Gegenkopplungsnetzwerkes, nur die signifikan testen Anschlußpunkte korrespondierend zu Fig. 1 eingezeichnet. In dieser Darstellung wird bewußt auf eine polarisierende Bezeichnung des Einganges 4 verzichtet, da dieser sich einerseits gegenüber Gegenkopplungs- und Niederpegelausgang 19 als invertier ender, gegenüber Hochpegelausgang 10 jedoch als nichtinvertierender Eingang verhält.In order to achieve a clearer representation of larger overall systems in which the circuit arrangement is used, this is drawn in as a block diagram corresponding to an operational amplifier 50 in FIG. 4. In this representation, omitting the negative feedback network, only the significant test connection points corresponding to FIG. 1 are shown. In this illustration, a polarizing designation of the input 4 is deliberately omitted, since this behaves on the one hand with respect to the negative feedback and low level output 19 as an inverting input, but with respect to the high level output 10 as a non-inverting input.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel gemäß Anspruch 4, ist in Fig. 5 dargestellt, in der die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 um eine Triode 40 mit ihrem Anodenwider stand 39, und ihrem Gitterableitwiderstand 38 erweitert wird, um einen symmetrischen Differenzeingang bereitzustellen, der es ermöglicht, mit dem so entstanden "Röhren operationsverstärker", der nun sowohl einen invertierenden als auch einen nichtinver tierenden Eingang besitzt, komplexere Gesamtschaltungen zu realisieren. Wie in Fig. 6 als Blockschaltbild dargestellt, wird hier Eingang 4 als nichtinvertierend, Eingang 41 als invertierend gekennzeichnet, was sich auf Ausgang 19 bezieht, wogegen Ausgang 10 als zusätzlicher, invertierender Ausgang betrachtet wird.A preferred embodiment according to claim 4, is shown in Fig. 5, in which the circuit arrangement of FIG. 1 stood by a triode 40 with its anode resistor 39 , and its grid resistance 38 is expanded to provide a symmetrical differential input, which makes it possible to use the resulting "tube operational amplifier", which now has both an inverting and a non-inverting input, to realize more complex overall circuits. As shown in FIG. 6 as a block diagram, input 4 is identified as non-inverting, input 41 as inverting, which relates to output 19 , whereas output 10 is regarded as an additional inverting output.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel gemäß Anspruch 8 zeigt Fig. 8, in der Aus gang 10 erfindungsgemäß direkt an das Gitter 51 der Phasenumkehrröhre einer End stufe 52 mit ihrem Lautsprecher 53 angeschlossen ist, wobei "Operationsver stärker" 50 aus einer Schaltungsanordnung nach Fig. 1, und Gegenkopplungsnetz werk 23 aus einem Filter nach Fig. 2 besteht. Die Klänge z. B. einer an den Klemmen 26 angeschlossenen elektrischen Gitarre, werden im Sinne der Erfindung "in einem Durchgang" verfremdet und so hochverstärkt, daß ihre durch den Bandpaß bereits veränderte Obertonstruktur durch eine gewollte Übersteuerung der Endstufe eine nochmalige Bereicherung erhält (Power-Wah). Gegenüber herkömmlichen Wah-Wah- Pedalen, deren Ausgangsspannung in der gleichen (kleinen) Größenordnung liegt wie das Gitarrensignal (ca. 100 mV), ergibt sich hier zusätzlich der Vorteil, daß das ver fremdete Signal, das beim Durchlaufen einer herkömmlichen (Transistor-)Schaltung erheblich verrauscht wird, nicht mehr zusätzlich unter gleichzeitiger Anhebung der entstandenen unerwünschten Nebengeräusche auf dem Wege zum Lautsprecher ver stärkt zu werden braucht.A preferred embodiment according to claim 8 shows Fig. 8, in the output 10 according to the invention is directly connected to the grid 51 of the phase reversal tube of an output stage 52 with its loudspeaker 53 , "Operationsver stronger" 50 from a circuit arrangement according to FIG. 1, and Counter-coupling network 23 consists of a filter according to FIG. 2. The sounds z. B. an electric guitar connected to the terminals 26 , are alienated in the sense of the invention "in one pass" and so highly amplified that their overtone structure, which has already been changed by the bandpass filter, is given a further enrichment by intentional overdriving of the output stage (power wah). Compared to conventional wah-wah pedals, the output voltage of which is in the same (small) order of magnitude as the guitar signal (approx. 100 mV), there is the additional advantage that the distorted signal that is generated when a conventional (transistor) Circuit is significantly noisy, no longer needs to be amplified on the way to the loudspeaker with simultaneous increase in the unwanted background noise.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, in dem nur ein LDR 45 im Gegenkopplungs netzwerk als Funktionselement wirkt, ist in Fig. 9, einer Schaltungsanordnung zur Amplitudenmodulation, dargestellt. Kondensator 20 ist nur zur Gleichspannungsab trennung vorgesehen. LED 46 erhält ihre Betriebsspannung über Widerstand 47 aus einem Funktionsblock 48, der z. B. aus einem Multivibrator bestehen kann, um einen Tremolo-Effekt zu erzielen. Steigt die Lichtstärke, die von der LED auf den LDR fällt, wird der Gegenkopplungsgrad größer, und die Gesamtverstärkung der Schaltung geht bis auf den Faktor 1 zurück. Erhält der LDR kein Licht, steigt dessen Widerstand auf sehr hohe Werte, so daß so gut wie keine Gegenkopplung mehr vorliegt, und die Ge samtverstärkung der Schaltungsanordnung ihren Maximalwert erreicht. Somit liegt ein spannungssteuerbarer Verstärker ("VCA" = Voltage Controlled Amplifier) vor, wie er z. B. in einem Synthesizer eingesetzt werden kann, wofür als Funktionsblock 48 ein Kontur- oder Envelopegenerator eingesetzt wird. Der steuerbare Dynamikumfang dieser Schaltungsanordnung liegt deutlich über 60 dB.A preferred embodiment in which only one LDR 45 acts as a functional element in the negative feedback network is shown in FIG. 9, a circuit arrangement for amplitude modulation. Capacitor 20 is only provided for DC voltage separation. LED 46 receives its operating voltage via resistor 47 from a function block 48 , the z. B. can consist of a multivibrator to achieve a tremolo effect. As the light intensity falling from the LED onto the LDR increases, the degree of negative feedback increases and the overall gain of the circuit goes down to a factor of 1. If the LDR does not receive any light, its resistance increases to very high values, so that there is virtually no negative feedback and the total gain of the circuit arrangement reaches its maximum value. Thus, there is a voltage controllable amplifier ("VCA" = Voltage Controlled Amplifier), as z. B. can be used in a synthesizer, for which a contour or envelope generator is used as function block 48 . The controllable dynamic range of this circuit arrangement is well above 60 dB.

Eine besondere erfindungsgemäße Anwendung der Schaltungsanordnung nach den Fig. 3, 4, zeigt das bevorzugte Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10, einer etwas kom plexeren Gesamtschaltung, in der zwei Verstärkereinheiten 50 mit je einem Kondensator 37 und den Widerständen 57, 58, als Integrator wirken. A particular application of the invention the circuit arrangement of FIGS. 3, 4, showing the preferred embodiment of FIG. 10, a slightly kom plexeren overall circuit in which two amplifier units 50, each with a capacitor 37 and 58 operate the resistors 57, as an integrator.

Diese kaskadierten Integratoren bilden die Basis für ein sog. Universalfilter (State Variable Filter), das dem Stand der Technik entsprechend, bisher nur in integrierter Schaltungstechnologie auf Halbleiterbasis bekannt ist, und sich in der vorliegenden Ausbildung in Röhrentechnologie im Sinne der Erfindung hervorragend zum Einsatz in den verschiedensten Geräten der Musikelektronik, wie z. B. Mischpulten, Equalizer oder Synthesizer eignet. Ein Eingangssignal an Klemme 49 gelangt via Triode 54, die als Summationsverstärker dient, zum Eingang 56 des ersten Integrators, gebildet aus einer Verstärkereinheit 50 mit den dazugehörigen frequenzbestimmenden Komponen ten 37, 57, und wird durch den zweiten Integrator, gebildet aus einer weiteren Ver stärkereinheit 50 mit deren Kondensator 37, und Widerstand 58, ein weiteres Mal in tegriert, um anschließend mittels Triode 55 in seiner Phase umgekehrt zu werden. Ein Teil dieses Signals wird durch Potentiometer 59 abgegriffen, und ebenso wie ein Anteil des Ausgangssignals des ersten Integrators, zum Eingang der Summationstri ode 54 zurückgeführt. Die Schaltungsanordnung entspricht somit einer Analogrechen schaltung zur Programmierung einer Schwingungsdifferentialgleichung, an deren Aus gang 60 ein hochpaßgefiltertes, an Ausgang 61 ein Bandpaß-, und an Ausgang 62 ein Tiefpaß-Signal gleichzeitig zur Verfügung steht, und deren Güte (Q-Faktor) mittels Potentiometer 59 einstellbar ist. Da die Filterfrequenz linear proportional zum RC-Pro dukt der Integratoren ist, läßt sich diese einfach durch die (gleichzeitige) Änderung der Werte der Widerstände 57, 58 über den gesamten Audiobereich variieren. Bildet man diese Widerstände als LDR aus, die ähnlich wie bei Fig. 9 beschrieben, beleuchtet werden, läßt sich die Schaltungsanordnung als spannungsgesteuertes Filter ("VCF" = Voltage Controlled Filter), z. B. in einem Synthesizer, einsetzen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, in dem die Schaltungsanordnung für den Wah-Wah-Effekt ver wendet wird, sind die Widerstände 57, 58 als sog. Drucksensoren (Force Sensing Resistor, FSR) ausgebildet, so daß ein solches Gerät in ein Gehäuse eingebaut werden kann, welches ohne bewegliche Teile auskommt, indem die Verschiebung der Resonanz frequenz durch den mit dem Fuß auf die Gehäuseoberfläche ausgeübten Druck P, der auf die Sensoren wirkt, gesteuert wird (P-Wah). Auch die Schaltungsanordnung nach Fig. 10 besitzt den Vorteil, neben den niederohmigen Ausgängen 60, 61, 62, über die Möglichkeit zu verfügen, sehr hochpegelige Signale an den entsprechenden Anoden der jeweiligen Röhren abzunehmen, um sie wie bei Fig. 8 beschrieben, anzuwenden.These cascaded integrators form the basis for a so-called universal filter (state variable filter), which, according to the state of the art, is previously only known in integrated circuit technology based on semiconductors, and can be used excellently in the present training in tube technology in the sense of the invention the most diverse devices of music electronics, such as. B. mixers, equalizers or synthesizers. An input signal to terminal 49 arrives via triode 54 , which serves as a summation amplifier, to input 56 of the first integrator, formed from an amplifier unit 50 with the associated frequency-determining components 37 , 57 , and is formed by the second integrator, formed from a further amplifier unit 50 with its capacitor 37 , and resistor 58 , are integrated again in order to then be reversed in their phase by means of triode 55 . A portion of this signal is tapped by potentiometer 59 and, like a portion of the output signal of the first integrator, is fed back to the input of the summation tri ode 54 . The circuit arrangement thus corresponds to an analog arithmetic circuit for programming an oscillation differential equation, at the output 60 a high-pass filtered, a band-pass signal at output 61 , and a low-pass signal at output 62 , and their quality (Q factor) by means of a potentiometer 59 is adjustable. Since the filter frequency is linearly proportional to the RC product of the integrators, this can be varied simply by (simultaneously) changing the values of the resistors 57 , 58 over the entire audio range. If these resistors are formed as LDRs, which are illuminated similarly as described in FIG. 9, the circuit arrangement can be used as a voltage-controlled filter ("VCF" = Voltage Controlled Filter), e.g. B. in a synthesizer. In a preferred embodiment, in which the circuit arrangement for the wah-wah effect is used, the resistors 57 , 58 are designed as so-called pressure sensors (Force Sensing Resistor, FSR), so that such a device can be installed in a housing , which does not require any moving parts, by controlling the shift in the resonance frequency by means of the pressure P exerted by the foot on the housing surface, which acts on the sensors (P-Wah). The circuit arrangement according to FIG. 10 also has the advantage, in addition to the low-resistance outputs 60 , 61 , 62 , of being able to take very high-level signals at the corresponding anodes of the respective tubes in order to use them as described in FIG. 8.

Ähnlich der in Fig. 10 dargestellten Schaltungsanordnung, funktioniert die in Fig. 11 abgebildete. Hier ist jedoch die Güte so hoch und konstant eingestellt, daß das Gebilde eigenständig schwingt. Triode 54 übernimmt hier die Aufgabe eines Schmitt-Triggers, an dessen Ausgang 60 eine Rechteckschwingung anliegt, die am Ausgang 61 des ersten Integrators als Dreieckschwingung erscheint, und ein weiteres Mal integriert, am Aus gang 62 sinusförmig anliegt. Da der so vorliegende Funktionsgenerator über eine hohe Amplitudenkonstanz verfügt, und weit über den gesamten Hörbereich hinaus stufenlos regelbar ist, kann er z. B. in Synthesizern erfindungsgemäß als spannungsgesteuerter Oszillator ("VCO": Voltage Controlled Oscillator) eingesetzt werden, indem die frequenzbestimmenden Widerstände 57, 58 spannungssteuerbar ausgebildet werden, wie es entsprechend in vorstehenden Beispielen erläutert wurde. Soll die Resonanz frequenz ohne den Umweg der photoelektrischen Wandlung direkt durch eine Spannung gesteuert werden, so läßt sich in den Schaltungsanordnungen gemäß Fig. 10, 11 an Stelle der Widerstände 57, 58, auch ein sog. Zweiquadrantenmultiplizierer einsetzen, der ebenfalls in Röhrentechnologie ausgebildet sein kann, die Komplexität der Anordnung jedoch um einiges erhöht.Similar to the circuit arrangement shown in FIG. 10, the one shown in FIG. 11 functions. Here, however, the quality is set so high and constant that the structure vibrates independently. Triode 54 here takes on the task of a Schmitt trigger, at the output 60 of which there is a square wave, which appears as a triangular wave at the output 61 of the first integrator, and integrated again, at the output 62 is sinusoidal. Since the present function generator has a high amplitude constancy, and is continuously adjustable far beyond the entire audible range, it can, for. B. in synthesizers according to the invention as a voltage controlled oscillator ("VCO": Voltage Controlled Oscillator) are used by the frequency-determining resistors 57 , 58 are voltage-controllable, as was explained accordingly in the previous examples. If the resonance frequency is to be controlled directly by a voltage without the detour of the photoelectric conversion, a so-called two-quadrant multiplier can also be used in the circuit arrangements according to FIGS. 10, 11 instead of the resistors 57 , 58 , which multiplier is also designed in tube technology can, but the complexity of the arrangement increases considerably.

Fig. 12 schließlich zeigt in Blockdarstellung, wie verschiedene der vorstehend be schriebenen Ausführungsbeispiele in einer größeren Anzahl gemäß Anspruch 9 bzw. 10 in einem sehr komplexen Gesamtsystem, einem sog. Vocoder, Verwendung finden. Ein Vocoder besteht aus zwei Teilbereichen: dem Analyse- und dem Syntheseteil, die jeweils eine gleichgroße Anzahl von steilflankigen Bandpaßfiltern besitzen. Fig. 12 finally shows in a block diagram how various of the above-described exemplary embodiments are used in a larger number according to claims 9 and 10 in a very complex overall system, a so-called vocoder. A vocoder consists of two sections: the analysis section and the synthesis section, each of which has the same number of steep-sided bandpass filters.

An Eingang 63 des Analyseteiles wird ein Sprach- oder Informationssignal einge speist, das durch mehrere, an ihren Eingängen 49 parallelgeschaltete Bandpaßfilter 72 in bestimmte, aneinander grenzende Frequenzbänder zerteilt wird. Die Filterausgänge 61 führen zu den Eingängen 64 einer entsprechenden Anzahl von Hüllkurvenfol gern 65, an deren Ausgängen 66 jeweils die Amplitudenhüllkurve des entsprechenden Teilspektrums des Signals als Steuerspannung zur Verfügung steht. In der gleichen Weise wird ein an Eingang 71 des Syntheseteiles eingespeistes Trägersignal in kor respondierende Teilspektren zerteilt, wobei jedoch die Filterausgänge zu den Eingäng en 67 einer entsprechenden Anzahl von spannungsgesteuerten Verstärkern (VCA) 68 führen, die ihre Steuerspannungen über ihre Modulationseingänge 69 von den Aus gängen 66 der Hüllkurvenfolger 65 des Analyseteiles erhalten. Die Ausgänge 70 der VCA werden zusammengefaßt dem Ausgang 73 des Vocoders zugeführt.At the input 63 of the analysis part, a speech or information signal is fed in, which is divided into several, adjacent frequency bands by a plurality of bandpass filters 72 connected in parallel at their inputs 49 . The filter outputs 61 lead to the inputs 64 of a corresponding number of envelope curves 65 , at the outputs 66 of which the amplitude envelope of the corresponding sub-spectrum of the signal is available as a control voltage. In the same way, a carrier signal fed in at input 71 of the synthesis part is divided into corresponding subspectra, however the filter outputs lead to the inputs 67 of a corresponding number of voltage-controlled amplifiers (VCA) 68 , which control voltages from the outputs via their modulation inputs 69 gears 66 of the envelope follower 65 of the analysis part received. The outputs 70 of the VCA are collectively fed to the output 73 of the vocoder.

Durch die beschriebene Art der Modulation werden im Analyseteil gewisse Kennwerte des Sprachsignals als Steuersignale gewonnen, die im Syntheseteil aus dem Träger signal ein Ausgangssignal rekonstruieren, welches die charakteristischen Merkmale sowohl des Sprach-, als auch des Trägersignals aufweisen. Hierdurch ist es möglich, musikalisch völlig unnatürlich wirkende Klänge zu verwirklichen, wenn z. B. der Klang einer E-Gitarre als Trägersignal durch die Artikulation einer Stimme als Sprachsignal, zum scheinbaren Sprechen oder Singen gebracht wird. Die Qualität dieses Effektes ist abhängig von der Anzahl der verwendeten Frequenzbänder sowie der Güte der Filter, für die sowohl die vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Schaltungs anordnungen nach Fig. 1 mit einem Netzwerk nach Fig. 2, als auch die Universalfilter gemäß Fig. 10 eingesetzt werden können, welche sich auch kaskadieren lassen, um noch schmalere Frequenzbänder zu erhalten. Als spannungsgesteuerte Verstärker lassen sich erfindungsgemäße Schaltungsanordnungen nach Fig. 9 einsetzen. Als Hüllkurvenfolger bietet sich eine Vielzahl der in der Literatur bekannten Demodulati onsschaltungen an.Due to the described type of modulation, certain characteristic values of the voice signal are obtained in the analysis part as control signals, which reconstruct an output signal from the carrier signal in the synthesis part, which have the characteristic features of both the voice and the carrier signal. This makes it possible to realize musically completely unnatural sounds when z. B. the sound of an electric guitar as a carrier signal is brought to the apparent speaking or singing by the articulation of a voice as a speech signal. The quality of this effect depends on the number of frequency bands used and the quality of the filter, for which both the circuit arrangements according to the invention described above according to FIG. 1 with a network according to FIG. 2, and the universal filter according to FIG. 10 can be used , which can also be cascaded to obtain even narrower frequency bands. Circuit arrangements according to the invention according to FIG. 9 can be used as voltage-controlled amplifiers. A large number of demodulation circuits known in the literature are suitable as envelope followers.

In der Nachrichtentechnik ist es bekannt, zur schmalbandigen Übertragung von Informationen Vocoder zu verwenden, deren Steuersignale statt der Sprachsignale übertragen werden. Ferner kann ein Vocoder Sprache oder Informationen verschlüs seln oder chiffrieren. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, ein solches Gerät mit vertretbarem Aufwand mit Filtern hoher Güte, die zudem ohne Induktivitäten auskom men, in Röhrentechnologie zu gestalten, so daß weder starke magnetische Streufelder, welche die sonst notwendigen Spulen beeinflussen können, noch starke Impulse oder Überspannungen, die eine elektromagnetische Gefährdung für Halbleiter aller Art dar stellen, einen unmittelbar zerstörerischen Einfluß auf das Gerät ausüben können.It is known in telecommunications for narrowband transmission of Information vocoder to use whose control signals instead of the speech signals be transmitted. A vocoder can also encode speech or information block or encrypt. The present invention makes it possible to use such a device reasonable effort with filters of high quality, which also manage without inductors to design in tube technology so that neither strong magnetic stray fields, which can influence the coils otherwise required, still strong impulses or Surges that pose an electromagnetic hazard to semiconductors of all kinds can have a direct destructive influence on the device.

Obgleich die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung und deren bevorzugte Aus führungsbeispiele für den Gebrauch in der Niederfrequenztechnik im Bereich der Musik- und Unterhaltungselektronik entwickelt werden, ist es grundsätzlich auch möglich, sie für den Gebrauch im Funk, z. B. als Oszillator, Modulator, bzw. Demodulator, entspre chend anzupassen und zu dimensionieren.Although the circuit arrangement according to the invention and its preferred Aus leadership examples for use in low frequency technology in the field of music and consumer electronics are developed, it is basically also possible to use them for radio use, e.g. B. as an oscillator, modulator or demodulator, correspond adapt and dimension accordingly.

Erwähnt sei noch, daß unter Audiosignalen in elektrische Schwingungen umgewandelte akustische Signale, also insbe sondere Musik- und Sprachsignale, verstanden werden.It should also be mentioned that under audio signals in electrical Vibrations converted acoustic signals, in particular special music and speech signals can be understood.

Claims

1. Circuit arrangement for influencing sound into electrical signals converted acoustic signals, characterized in that in a two-stage, RC-coupled triode tube amplifier in a cathode base circuit, any network ( 23 ) between the cathode ( 19 ) of the second triode and the grid ( 4 ) is connected to the first triode in order to achieve a fixed or variable negative feedback or positive feedback for the purpose of deforming or modulating the frequency, amplitude or phase profile of the signals.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that a resistor ( 3 ) is inserted in the input line.

3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the network ( 23 ) consists only of a capacitor which, in cooperation with the resistor ( 3 ), gives the circuit arrangement the function of an integrator.

4. Circuit arrangement according to claim 1, 2 or 3, characterized net that the first stage by adding a second triode as the difference amplifier is formed.

5. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the network ( 23 ) is connected to the cathode ( 19 ) via a voltage divider.

6. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the network ( 23 ) is used instead of influencing Audiosi signals for generating sounds in electronic musical instruments.

7. Circuit arrangement for influencing the sound or generating audiosi gnalen, characterized in that two or more similar scarf device arrangements according to claim 3 in such a comprehensive overall scarf tion are involved that the overall circuit is a biquadratic filter adjustable universal filter or a function generator.

8. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the high AC signal voltage, which is present at the output ( 10 ), is fed directly to the grid or the input attenuator of the phase reversal tube re an instrumental amplifier output stage.

9. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the circuit arrangement bil an independent unit det or is integrated into a complex overall system of audio electronics.

10. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the arrangement in a comprehensive overall system of Message transmission to encrypt or decrypt information or for the generation, modulation or demodulation of radio waves in radio transmission systems is integrated.