DE2025024A1 - Elektronischer Rhythmusgenerator - Google Patents
Elektronischer RhythmusgeneratorInfo
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- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
- G10H1/00—Details of electrophonic musical instruments
- G10H1/36—Accompaniment arrangements
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- G10H1/42—Rhythm comprising tone forming circuits
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Description
DIPL.-ING. GÜNTHER EISENFÜHH
DJPL.-ING. D I ETER K. SPEISER
Aktenzeichen.- Neuanmeldung 28 BREMEN
TELEFON: (042I)IUiTT TELEQRAMME: FERROPAT
BREMER BANK 100*072 POSTSCHECK HAMSURQ 2S(TRT
UtW. ZEICHEN: W 119
datum: 21. Mai 1970
THE WTJRLITZER COMPANY, eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates Delaware, 105 West Adams Street, Chicago,
Illinios 60603 (V* St. A.)
Elektronischer Ehythmusgenerator
Die Erfindung betrifft die elektronische Simmulation der
Klänge von mehreren mit unterschiedlichen Rhythmusbildern gespielten Rhythmusinstrumenten, insbesondere in
Verbindung mit elektronischen Orgeln o.dgl. eingesetzte
elektronische Rhythmusgeneratoren, die zu der von der Orgel gespielten Musik-einen Begleitrhythmis erzeugen.
Der Stand der Technik kennt bereits seit längerem elektronische Rhythmusgeneratoren. Die Erfindung betrifft
Verbesserungen der dem Stand der Technik gemäßen elektronischen Rhythmusgeneratoren, wie sie z.B. in den US-Patenten:
3358.069 » Rhythm Device"; 3.383.452 "Musical Instrument" und 3.255.292 "Automatic Repetitive Rhythm
Instrument" beschrieben sind. Wie in den dem Stand der Technik gemäßen Patenten beschrieben, wurden Rhyth»
muegeneratoren ersonnen, die den Klang von in einem von
mehreren verschiedenen Rhythmusbildern zu spielenden Rhythmusschlaginstrumenten elektrisch durch die Verwendung
von Impulsgeneratorschaltungen, Logikschaltungen
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und Niederfrequenzschaltungen simulieren. Bei jedem der o.g. US-Patente werden die Grundklänge der verschiedenen
Rhythmusschlaginstrumente durch die Verwendung von Niederfrequenzschaltungen
simuliert. Wenn die Niederfrequenzschaltungen in kurzen Stößen angeregt werden, simulieren
sie den Klang der entsprechenden Schlaginstrumente, z.B. von Trommeln, Tamtams, Pauken, Becken, ο»dgl. Die Niederfrequenzschaltungen
werden nachfolgend entsprechend den verschiedenen Rhythmen, z»B„ ?ox.trott, Samba, Walzer usw.,
in einer von mehreren verschiedenen wiederholenden Klangfolgen angeregt. Die Rhythmen werden durch das Zusammenwirken
einer Impulse verschiedener Frequenzen erzeugenden Impulsgeneratorschaltung, einer die Impulse entsprechend
den Standart-Musikrhythmen zu mehreren verschiedenen Rhythmusbildern
kombinierenden Logikechaltiamg und Mitteln erzeugt,
die die Niederfrequenzschaltungen selektiv entsprechend" einem vorgegebenen der ·Rhythem sehalte»,, um
den Klang eines entsprechend dem gewünschten Rhythmus gespielten Schlaginstrumentes zu simulieren«
Obwohl die dem-Stand der Technik gemäSen elektronischen
Rhythmusgeneratoren ihre Hauptaufgäbe 9 die gewünschten
Klangbilder zu simulieren,, erfolgreich lösen^ leiden sie
unter verschiedenen Unzulänglichkeiten? Aufgabe ä@r Erfindung
ist daher.einen neuartigen elektronische» Rhythmusgenerator
vorausehlagea, der diese Unzulänglichkeiten
reduziert. Ein besonderer Nachteil ö©r äem Staaä der Sechnik
gemäßen Geräte ist Ihr· Platabedarf „ Slefetro™
nische Rhythmusgeneratoren werden als Hiif@insts"aa©a^e iß
Verbindung mit elektronischen Os-gala ©ingeaetsto Ii ist
daher wünschenswert des HhyttamsgoaerateE1 θ© toapalst
zuführen j daß er sieia auf ein
leicht in der Reichweite der
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■weise kompakt konstruiert BiM0 ist ©
leicht in der Reichweite der
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Rhythmusgenerator nicht nur unbequem sondern auch unschön
anzusehen. Erfindungsgemäß wird daher ein kompakter elektronischer Rhythmusgenerator in einem relativ kleinen Gehäuse
vorgeschlagen, das sich unauffällig mit einer kleinen elektronischen Orgeleinsetzen läßt und daß sich in
dem auf der kleinsten elektronischen Orgel zur Verfugung stehenden begrenzten Raum leicht in der Reichweite der
Hände des Musikers unterbringen läßt.
Ein anderer Nachteil der dem Stand der Technik gemäßen Geräte betrifft ihre Fertigungskosten. Die Simulation des
Klangs von Schlaginstrumenten mit Hilfe von elektronischen Mitteln und die einer Vielfalt verschiedener Rhythmusbilder
entsprechende Erzeugung dieses Klanges erfordert den Einsatz einer beträchtlichen Anzahl relativ teuerer
Elektronikkomponenten. Daher ist es höchst wünschenswert, Schaltungen zu schaffen, deren Gesamtfertigungskosten
so niedrig wie möglich sind. Erfindungsgemäß wird daher ein elektronischer Rhythmusgenerator hoher Qualität vorgeschlagen,
der einfacher und wirtschaftlicher ist, als die dem Stand der Technik gemäßen Geräte.
Ferner ist bei jeder elektronischen Schaltung dem Problem der Zuverlässigkeit starke Beachtung zu schenken.
Erfindungsgemäß wird daher ein elektronischer Rhythmusgenerator vorgeschlagen, der zuverlässiger ist als die
dem Stand der Technik gemäßen Geräte.
Da schließlich die elektronische Simulation von Klängen
von Schlaginstrumenten approximativer Natur ist, bleibt immer Spielraum für Verbesserungen der Naturtreue der
Tonerzeugung. Erfindungsgemäß wird daher eine verbesserte Niederfrequenzschaltung vorgeschlagen, die den natürlichen
Klang von Schlaginstrumenten besser simuliert als dem Stand der Technik gemäße Geräte.
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Erfindungögemäß wird die o.g. Aufgabe mit Hilfe einer
neuartigen Schaltung bei maximalem Einsatz integrierter Schaltungen, untereinander austauschbarer Schaltungsbausteine,
untereinander austauschbarer Komponenten und gedruckter Schaltungen gelöst. Erfindungsgemäß wird ein
neuartiger Rhythmus-Impuls-Generator und eine zugeordnete Logikschaltung vorgeschlagen, in denen wie in Bigital-Rechnern
.'Jtandard-Festkörperkomponenten integrierter
Schaltung eingesetzt sind, um die Größe und die Kosten des Impulsgeneratorteils der Schaltung zu reduzieren und
ihre Zuverlässigkeit zu verbessern. Diese Aufgaben werden mittels einer neuartigen Logikgruppierung der Impulse
in Grundimpulsgruppen, die Untereinheiten des von der
Schaltung zu erzeugenden Hhythmus sind, gelöst. Die Grundimpulsgruppen
werden von mehreren Torschaltungen mit Mehrfacheingängen
gebildet, deren Schaltungskonfiguration weitgehend identisch ist; eine Ausnahme bilden lediglich ihre
Eingangs-,und Ausgangs-Verbindungen. Die Grundimpulsgruppen werden dann von mehreren Torschaltungen mit Einfache
ingängen in verschiedenen Kombinationen mit anderen Impulsen kombiniert. Wenn die Torschaltungen mit Einfacheingängen
angeregt werden, übertragen sie einen entsprechenden Impuls oder eine Impulsgruppe als auslösendes
Eingangssignal auf eine zugeordnete Niederfrequenzschaltung. Die Torschaltungen mit Einfacheingängen werden in
Gruppen angeregt; da die Anregung gleichzeitig erfolgt, erzeugen sie ein kombiniertes Ausgangssignal, das ein
zugeordnetes Rhythmusbild bildet. Verschiedene Rhythmen werden durch Wahlschalter zur Anregung jeder gewünschten
Torschaltungsgruppe mit Einfacheingängen gewählt. Erfindungsgemäß hat sich gezeigt, daß die oben beschriebene
Schaltungsanordnung die Logikschaltung vereinfacht und ihre Kosten wesentlich reduziert.
Erfindunggemäß erfolgt der Einsatz von integrierten Schal-
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tungen, gedruckten Schaltungen und untereinander austauschbaren Schaltungsbausteinen nicht nur im Impulsgeneratorteil
der Schaltung sondern auch im Niederfrequenzteil der Schaltung, so daß zusätzliche Einsparungen der
Fertigungskosten und zusätzliche Verbesserungen der Zuverlässigkeit entstehen. Ferner wird eine neuartige Niederfrequenzschaltung
geschaffen, die die Qualität des Niederfrequenzausgangs verbessert und die Kosten des Niederfrequenzteils
der Schaltung reduziert. Die Niederfrequenzschaltung besitzt einen Hauptniederfrequenzoszilator, einen
Frequenzteiler zur Ableitung niedrigerer Niederfrequenzen von dem Hauptoszilator, eine Gruppe Niederfrequenzfilterschaltungen,
die, wenn sie von einer geeigneten Niederfrequenz angeregt werden, den Ausgangsklang
eines zugeordnetes Schlaginstrumentes simulieren, und eine Gruppe Niederfrequenz-Tastschaltungen zur Leitung
eines Niederfrequenzsignals in die Niederfrequenefilter synchron mit dem Ausgangs-Impulsbild des Impulsgeneratorteils
der Schaltung. Der Hauptoszilator und der Frequenzteiler arbeiten kontinuierlich. Die Niederfrequenzsignale
werden gemäß dem gewünschten Rhythmusbild am Eingang der Niederfrequenzfilter von den Tastschaltungen getastet. ·
Es hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäße Konfiguration
der Niederfrequenzschaltungen die Schaltung vereinfacht, ihre Wiedergabequalität verbessert und ihre Fertigungskosten
weiterhin reduziert.
Im Hinblick auf die räumliche Kompaktheit der Schaltung wird dadurch eine zusätzliche Wirtschaftlichkeit
erzielt, daß alle Komponenten der Logikschaltung auf einer gedruckten Schaltplatte und auf einer ssweiten gedruckten
Schaltplatte alle Komponenten der Niederfrequenzschaltung angeordnet sind· Der Zusammenbau der ge- druckten
Schaltplatten wird durch die zahlreichen unter- [ einander austauschbaren Schaltungebaueteine ermöglicht, r
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die sowohl in der Logikschaltung als auch in der Niederfrequenzschaltung
eingesetzt werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einer in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform ausführlich beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer elektronischen
Orgel, auf der eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rhythmusgenerators angeordnet ist;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Rhythmusgenerators
gemäß Pig. I;
Pig. 3 ein Blockschaltbild, das die elektrischen Verbindungen zwischen dem Rhythmusgenerator gemäß Fig.
2 und dem Verstärker- und Lautsprecher-System der in Verbindung mit dem Rhythmusgenerator eingesetzten
Orgel zeigt;
Pig. 4 ein Blockschaltbild der elektrischen Schaltung
des Rhythmusgenerators gemäß Pig. 25
Pig. 5 Kurvenformen zur Veranschaulichung der
Punktion des Impulsgeneratorteils der Schaltung gemäß Pig. 4;
Pig. 6 eine Liste der im Logikteil der Schaltung gemäß
Pig. 4 verwendeten Logik-Gruppierung öer Impulse;
Fig. 7 ein Blockschaltbild etrm typischen in der Impulsgenerator schaltung gemäß Pig« 4 verwendeten Plip»
Flop;
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■ - 7—
Fig. 8 ein Prinzipschaltbild einer in der Impulsgenerator schaltung gemäß Pig. 4 verwendeten typischen
Torschaltung mit Mehrfacheingang;
Pig. 9 ein Prinzipschaltbild einer in der Impulsgeneratorschaltung
gemäß Pig. 4 verwendeten Gruppe typischer Torschaltungen mit Einfacheingängen;
Pig. 10 ein Prinzipschaltbild eines in der Niederfrequenzschaltung
gemäß Fig. 4 verwendeten typischen Impulsverstärkers, einer typischen Niederfrequenz-Tastschaltung
und eines typischen Niederfrequenz-Filters;
Fig. 11 in Verbindung mit Pig. 6 eine Liste der Logik-Kombinationen
der die in dieser Ausführung
verwendeten speziellen Rhythmusbilder definierenden Impulse und Impulsgruppen;
Fig. 12 und 12A ein vollständiges Prinzipschaltbild des
Niederfrequenzteils der Schaltung gemäß Fig- 4;
Fig. 12B ein gerätetechnisches Bild einer gedruckten
Schaltplatte, auf der die Niederfrequenzschaltung gemäß Fig. 12 und 12A angeordnet ist;
Fig. 13 und 1?A ein vollständiges Prinzipschaltbild des
Logikteils der Schaltung gemäß Fig. 4;
Fig.13-B.ein gerätetechnisches Bild einer gedruckten
Schaltplatte, auf der die Logikschaltung gemäß Fig. 13 und 13A angeordnet ist.
Fig. 1 zeigt einen auf einer elektronischen Orgel untergebrachten erfindungsgemäßen elektronischen Rhythmufcge-
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nerator 20. Der elektronische Rhythmusgenerator 20 ist in einem relativ kleinen Gehäuse enthalten. Das Gehäuse
ist unaufdringlich auf der auf der elektronischen Orgel zur Verfugung stehenden relativ begrenzten freien Fläche
innerhalb der bequemen Reichweite der Hände des Musikers untergebracht.
Fig. 2 zeigt die bei dieser Ausführungsform der Erfindung
zur Verfugung stehenden, in der Fronttafel untergebrachten Steuer-Knöpfe und -Tasten. Die Stöuertasten lassen
sich für die Simulation des Klanges einer Baßtrommel, eines Schlagbesens, einer Schnarrtrommel, einer Holztrommel
oder eines Beckens drücken* Jede der unterhalb der Beschriftung des entsprechenden Rhythmusinstrumentes angeordneten
Tasten schließt, wenn sie gedrückt wird, kurzzeitig einen Kontaktschalter, so daß ein einem Schlag
des zugeordneten Rhythmusinstrumentes entsprechender Ausgangs
ton erzeugt wird. In der Fronttafel sind ferner Wahlschalter betätigende Steuefknöpfe zur automatischen, repetierenden
Anregung der Niederfrequenzschaltungen angeordnet. Durch die repetierende Anregung der Niederfrequenzschaltungen
wird der Klang dieser in einem von mehreren Rhytmusbildern, z.B. im Walzerrhythmus, im Lateinamerikanischen
Rhythmus, im Foxtrott-Rhythmus, im Teen-Rhythmus oder im Marsch-Rhythmus, gespielten Schlaginstrumenten
simuliert« Die Schalttafel enthält ferner einen EIN-AUS- und Lautstärken-Schalter und eine Tempo-Einstellung
zur Änderung des Tempos der automatischen Rhythmen.
Diese spezielle Ausführungsform der Erfindung benutzt
gemäß Fig. 3 das Verstärker- und lautsprechersystem der elektronischen Orgel. Dabei wird der Niederfrequenssausgang
des elektronischen Rhythmusgenerators 20 auf den Verstärker 21 und das Lautsprechersystem 22 der Orgel
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übertragen. Es ist jedoch offensichtlich, daß sich falls gewünscht, andere Ausführungsformen der Erfindung mit
einem eigenen separaten Verstarker und einem eigenen separaten Lautsprechersystem für den elektronischen Rhythmusgenerator
entwerfen lassen, so daß der Rhythmüsgenerator unabhängig benutzt werden kann.
Pig. 4 zeigt ein Gesamtblockschaltbild der elektrischen
Schaltung dieser speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die den Klang der Schlaginstrumente simulierenden
Ausgangssignale der Niederfrequenzschaltung werden von mehreren Niederfrequenzfiltern 23 bis 27 gebildet, die
im .betrieb den hörbaren Klang eines zugeordneten Schlaginstrumentes simulierende Niederfrequenz-Aus
gangs Signa Ie erzeugen, wenn sie durch einen entsprechenden
Stoß eines Niederfrequenzeingangssignals angeregt werden.
Der Eingang jedes Niederfrequenzfilters 23 bis 27 ist mit einer zugeordneten Niederfrequenz-Tastschaltung 29
bis 34 verbunden. Die !Pastschaltungen 29 bis 34 esrpfangen
auf einem ihrer Eingänge ein Niederfrequenzeingangssignal und übertragen, wenn sie durch einen auf einen
anderen Eingang wirkenden Eingangsimpuls aktiviert werden, das Niederfrequenzeingangssignal auf den zugeordneten
Filter. Die ■Niederfrequenzeingangssignale der verschiedenen Impulsschaltungen werden von einem Niederfrequenz-Generatorsystem
erzeugt. Das Niederfrequenzgenerator system ,besteht aus einem Geräuschgenerator 35» der
unsystematisch verteilte Niederfrequenzen erzeugt, und einem Haupt-Niederfrequenz-Osaillatorsystem, das auf zugeordnete
Filter übertragene, verschiedene diskrete Ein zelfrequenzen erzeugt. Der Haupt-Niederfrequenz-Oszillator
ist in Fig. 4 nicht im Detail sondern nur symbolisch
durch drei verschiedene Niederfrequenz-Quellen 36, 37 und
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38 dargestellt. Die Niederfrequenz-Quellen 36, 37 und 38
übertragen Frequenzen von 104 Hz, 208 Hz und 832 Hz zu der Baßtrommel-, der Schnarrtrommel- bzw, der Holztrommel-Tastschaltung.
Die Impuls-Eingangssignale der Niederfrequenz-Tastschaltungen
29 bis 34 werden über eine Gruppe Impulsverstärker 40 bis 44 übertragen. Jeder der Impulsverstärker 40
bis 44 ist unabhängig mit Hilfe von zugeordneten Manual-Schaltern 45 bis 49 auslösbar. Die Schalter 45 bis 49
werden mittels der Steuertasten der Frontta£el oder mittels
von der Impulsgeneratorschaltung erzeugter Impulse
betätigt. Die Eingangskiinken für die Impulsgeneratoreingänge
sind in Fig. 4 unterhalb der Schalter 45 bis 49 durch mit den Abkürzungen der zugeordneten Instrumente gekennzeichnete quadratische Kasten dargestellt„
Die auf die Eingänge der Impulsverstärker 40 bis 44 wirkenden
automatischen Impulsfolgen werden von einem Zeitoszillator 50, einer Erequenzteilersciialtung mit.einem
ersten Frequenzteiler 51* der die Zeitfrequenz durch drei
teilt, und einem aweiten und dritten Frequenzteiler 52 und 53, die je zwei die Zeitfrequenz äiäxeh zwei teilen™
de frequenzteilende Sektionen besitzen, erzeugt. Die Ausgangssignale
der Frequenzteiler 5I5 52 land 53 sind in Pig.
5 dargestellt. Dabei ist jede Wellenform gemäß Fig. 5 und der zugeordnete Etequenzteilerausgang gemäß Fig. 4
durch einen gleichen Bezugsbuchstaben bezeichnet , d.
h. die Wellenform A in Pig. 5 entspricht dem Ausgang A in Figo 4 usw. In Pig. 5 ist ein voller Zählzyklus des
Taktoszillators und der Frequenzteiler dargestellt. Als
Grundzähleinheit wurden 48 tiumpulse pro Zyklus gewählt, da diese Zahl sowohl durch 3 als auch durch 4 teilbar
ist, so daß sich die in verschiedenen musikalischen Rhythmen verwendeten, erforderlichen integrierten Verhältnisse
der Schlagsahlen erzeugen, lassen«
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Die Ausgangs-Impuls-Folgen der Frequenzteiler 51 "bis 53
wirken auf mehrere Logik-Tore, die derart verbunden sind, daß sie Zählfolgen erzeugen, die einen Walzer-Rhythmus,
einen Lateinamerikanischen-Rhythmus, einen Foxtrott-Rhythmus,
einen Teen-Rhythmus oder einen Marsch-Rhythmus definieren. Die Logik-Tore bestehen aus Toren mit
Mehrfacheingängen, z.B. Schaltungsbaustein 54, und Toren mit Einfacheingängen, z.B. Schaltungsbaustein 55.
Die Torschaltungen 54 und 55 sind mit denjenigen Eingangs- und Ausgangs-Verbindungen dargestellt, die in dieser
Ausführungsform der Erfindung zur Erzeugung des Teen-Rhythmus benutzt -werden. Es ist jedoch offensichtlich,
daß, wie später ausführlich erläutert wird, zusätzliche, den Schaltungen 54 und 55 ähnliche Logik-Schaltungen zur
Erzeugung aller in dieser Ausführungsform der Erfindung
verwendeten Rhythmen erforderlich sind.
Vor der detaillierten Funktionsbeschreibung der Logikschaltungen 54 und 55 werden-in Verbindung mit den in
.Fig. 5 dargestellten Wellenformen und den in Fig. 6 und 11 enthaltenen Impulslisten die allgemeinen Prinzipien
beschrieben, die den speziellen, erfindungsgemäß verwendeten Impulskombinationen zugrunde liegen. Fig. 6 zeigt
eine neuartige Gruppierung von Grund-Impuls-Bildern, die
erfindungsgemäß verwendet werden, um die Logikschaltung zu vereinfachen und um den Einsatz möglichst weniger
üblicher Logik-Elemente in der erfindungsgemäßen Schaltung
zu ermöglichen. Gemäß Fig. 6 sind die in der linken Spalte der Liste aufgeführten, eingekreisten Symbole
für die in der rechten Spalte als Impulsnummern
aufgeführten Impulskombinationen. Dabei beziehen sich die Impulsnummern auf die Impulsperioden des zugrundeliegenden
Zeitimpulszyklus von 48 Impulsen. D.h. die Impulsgruppe
(3) z.B. besteht aus dem ersten, dem dreizehnten, · dem fünfundzwanzigsten und dem siebenunddreißigsten Takt-
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impuls in jedem Zyklus von 48 Zeitimpulsen. In gleicher Weise besteht die Impulsgruppe (4-12) aus dem neunzehnten
und dem dreiundvierzigsten Zeitimpuls jedes 48~ImpulsZyklus.
Alle in der Liste aufgeführten Grund-Impuls-Gruppen werden" in jedem vollständigen Zyklus von 48 Zeitimpulsen
wiederholt.
Die in Pig. 6 aufgelisteten Grund-Impuls-Gruppen werden gemäß Pig. 11 kombiniert, um die von der beschriebenen
Ausführung der Erfindung verwendeten Grundrhythmen zu erzeugen. Die in Pig. Il aufgelisteten Impulsgruppen werden
auf den Eingang der zugeordneten Schlaginstrumentkanäle übertragen, um die verschiedenen Rhythmusbilder
zu erzeugen. So wird z.B. der Foxtrott-Rhythmus dadurch erzeugt, daß die Impulsgruppe (3) auf den Baßtrommel-
und den Becken-Kanal und die Impuls-Gruppen (8-11) und (4) auf den Schlagbesenkanal wirkt. Die anderen Rhythmen
werden gemäß Fig. 11 auf die gleiche Art durch andere Kombinationen von Impulsgruppen erzeugt. Die Rhythmen
selbst sind nicht neuartig sondern nur die Grundimpuls gruppen gemäß Fig. 6, die zur Erzeugung des Gesamt-Rhythmus
kombiniert werden und Vereinfachungen der Logik-Schaltung zur Folge haben.
Die zur Erzeugung des Teen-Rhythmus erforderlichen spezillen Logik-Eingänge für die Torschaltung 54 mit
Mehrfacheingängen sind in Fig. 4 dargestellt. Die ausführliche Schaltungskonfiguration der Torschaltung 54
ist in Fig. 8 dargestellt. In der speziellen Ausführungsform der Erfindung sind die Tore mit Mehrfacheingängen
NOR-Tore, die gemäß der üblichen Technik der integrierten Schaltungen aus Festkörpermaterialien hergestellt
sind. Die Tore 55 mit Einfacheingang, deren Schaltung in Fig. 9 detailliert dargestellt ist, sind ebenfalls
gemäß der Üblichen Technik der integrierten Schaltungen.
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aus Pestkörpermaterialien hergestellt. Die (Dorschaltungen
mit Einfacheingang sind durch Ein- und Ausschalten der
Kollektorspannung gesteuerte Transistorverstärker. Diese Steuerung erfolgt in Sechsergruppen, wobei jeder Verstärker den Eingang einer der in dieser Ausführungsform
der Erfindung verwendeten sechs Niederfrequenzfilter steuert. Gemäß Pig. 4 wird die Kollektorspannung der
sechs Verstärker der Torschaltung 55 mit Hilfe eines Schalters 56 ein- und ausgeschaltet, so daß die Verstärker
gleichzeitig gesperrt oder freigegeben werden, und der zugeordnete Impulsrhythmus auf die Niederfrequenztastkanäle
wirkt. Die Steuerung der anderen Tore mit Einfacheingängen für die verbleibenden Rhythmen wird
später anhand der Pig, 13 und 13A, die die vollständige
Logik-Torschaltung für alle Rhythmen zeigen, beschrieben.
Pig. 10 zeigt einen typischen Impulsverstärker, eine Nieder frequenz- Tastschaltung und einen Niederfrequenzfilter
zur Simulierung der Tonausgänge der Schlaginstrumente. Die Filterschaltung besteht aus einem Transistor 57 mit
einer zugehörigen RC-Filterschaltung, die so ausgelegt
ist, daß sie, wenn sie von einem geeigneten Niederfrequenzsignal gepulst wird, den Klang eines Schlaginstrumentes
simulierende Auegangssignale erzeugt. Die spezifischen Kenndaten und die Binze!funktionen des filters
werden hier nicht beschrieben, da sie dem Stand der Technik gemäß bekannt sind. Der Niederfrequenaelngang
wird von einer impulsabhängig schaltenden Schaltung mit zwei Dioden 58 und 59 auf die Basis des Transistors
57 geleitet. Die Niederfrequenzsignale wirken kontinuierlich auf die Kathode der Diode 58. Die Diode 58 ist jedoch
normalerweise durch ein an der Kathode anliegendes negatives Spannungsniveau gesperrt und leitet nicht,bis
ein positiver Spannungsimpuls Über die Diode 59 auf die Schaltung wirkt. Wenn ein positiver Spannungeimpuls Über
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- W~ ' 202-5 0-2A
die Diode 59 wirkt, wird das auf die Kathode der Diode wirkende Niederfrequenz-Eingangssignal über einen Widerstand
60 und einen Kondensator 63 auf die Basis des Transistors 57 übertragen, so daß der Transistor 57 einen
Entladungsstoß von Ausgangssignalen erzeugt, die die
Klangeigenschaften eines gewünschten Schlaginstrumentes simulieren. Nachdem ein positiver Spannungsimpuls über
die Diode 59 übertragen wurde, bleibt die Tastschaltung
34 für eine raktperiode, die durch die RC-Ladezeit eines
Kondensators 61, des Widerstandes 62 und der Diode 58 bestimmt ist, aktiviert.
Der auf den Eingang der Diode 59 wirkende positive Spannungsimpuls
wird von einem Impulsverstärker 44 geliefert, der einen Transistor 64 und weitere augeordnete Komponenten
besitzt. Der Eingangsimpuls für den Transistor
64 wird von einem der Tore mit Einfacheingang, s.B, Tor
55 in Fig. 4» auf die Basis des Transistors 64 übertragen. Obwohl die Kenndaten der Filter 23 bis 27 in Fig.
4 sich voneinander unterscheiden, besitzen die Tastschaltungen
29 bis 34 alle die gleiche Schaltungskonfiguration gemäß Fig. 10, und auch die Impulsverstärker
40 bis 44 die gleiche Schaltungskonfiguration ge* maß Big. 10. Diese mehrfache Yerwendung der gleichen
Schaltungsbausteine resultiert dadurch in einer beträchtlichen Kosteneinsparung, daß sich gemeinsame Komponenten
und gemeinsame SchaItungskonfigurationea verwenden lassen,
wodurch die Beschaffungskosten der Schaltungskoa»
ponenten reduziert und die Montageverfahren vereinfacht werden.
In den dem Stand der Technik gemäßen elektronischen
Rhythmusgeneratoren werden die erforderlichen Niederfrequenzsignale
durch ein Tasten mehrerer Ii®derfrequenssos
^iIIatoren wischen einem "Aus"«Zustand «ad ei-
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nem"Ein"-Zust8nd erzeugt,wenn ihre spezielle Frequenz zur Simulierung
eines bestimmten Klanges benötigt wird. Erfindungsgemäß
hat sich jedoch gezeigt, daß sich eine vorzügliche Simulation der gewünschten Klänge mit Hilfe
eines kontinuierlich arbeitenden Niederfrequenz-Oszillator-Systems anstatt eines aus- uad eingeschalteten Niederfrequenz-Oszillator-SystemB
erreichen läßt. Das Schalten oder Tasten der Niederfrequenzsignale zur Erzielung
des gewünschten Schlageffektes, wird, wie oben beschrieben, durch den Einsatz separater Niederfrequenz-Tastschaltungen
am Eingang jedes Niederfrequenzfilters erreicht. Ferner werden erfindungsgemäß die erforderlichen
Niederfrequenzsignale von einem einzigen Haupt-Niederfrequenz-Oszillator in Verbindung mit einem Frequenzteilersystem
abgeleitet. Das Frequenzteilersystem teilt zur Erzeugung niedrigerer Niederfrequenzsignale die Haupt-Oszillator-Frequenz.
Der Haupt-Niederfrequenz-Oszillator und das Frequenzteilersystem sind in Fig. 12A dargestellt.
Der Haupt-Niederfrequenz-Oszillator ist ein Kipposzillator , der einen Unijunktions-Transistor
28 und eine zugeordnete RC-Rückkopplung besitzt, die so geschaltet sind, daß kontinuierlich Schwingungen
mit Recheckwellenform mit einer zu der zur Simulation der verschiedenen Schlaginstrumente erforderlichen
Niederfrequenz relativ hohen Niederfrequenz erzeugt werden. Die Schaltung des Unijunktions - Transistor-Oszillators
wird hier nicht im Detail beschrieben, da . sie eine dem Stand der Technik gemäße Schaltungekonfiguration
ist, deren Funktion die mit dem Stand dar Technik vertrauten aus dem Prinzipschaltbild entnehmen können.
Die AusgangsSchwingungen des Haupt-Niederfrequenz-Oszillators wirken auf einen vierstufigen Flip-Flop-Zähler,
der aus zwei integrierten Schaltungen 65 und 66 besteht, die je zwei JK-Flip-Flops gemäß Fig. 7 enthai- ·
ten. Die vier auf integrierten Schaltkarten 65 und 66
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angeordneten Flip-Plops sind in einer üblichen Binärzähler-Konfiguration
miteinander verbunden. Die Binärzähler dienen als Frequenzteiler, die die Frequenz des Hauptoszillators
durch die Faktoren 2, A9 8 und 16 teilt„Die
entsprechenden Stufen des Frequenzteilers erzeugen die von den in Fig. 4 symbolisch dargestellten Generatoren
36, 37 und 38 gelieferten 832 Hz-, 208 Ha- und 104 Hz-Signale. Es ist offensichtlich, daß die Generatoren 36,
37 und 38 von entsprechenden Flip-Flops in der von den
integrierten Schaltungen 65 vaaß. 66 gebildeten Binärzähler-Schaltung
gebildet werden.
Die Figuren 12, 12A und 12B zeigen die Prinzipschaltung und die gedruckte Schaltungsanordnung der Kiederfrequenzschaltung
im Detail. In Fig. 12 läßt sich der Eingang der Niederfrequenzschaltung relativ zum Gesamtblockschaltbild
gemäß Fig. 4 mit Hilfe der Instrumenten-Steuerschalter
45 bis 49 lokalisieren^ die sowohl in Fig. 4 als auch in Fig. 12 dargestellt sind« In Fig. 4 sind die Schalter
45 bis 49 mit den die jeweiligen Impulsverstärker repräsentierenden Blöcken verbunden, während in Fig. 12
das detaillierte PrinzipschaltMld jedes Impulsverstärkers
dargestellt ist. Ferner sind in Fig. 12 und' 12A die verschiedenen Tastschaltungen» PiItersehaitungen und sonstigen
Schaltungen in ausführlicher Prinzipschaltung dargestellt; es ist jedoch offensichtlich, daß diese Schaltungen
den in Fig. 4 dargestellten Blöcken entsprechen.
Der in Fig. 12 und 12A von gestrichelten Linien eingeschlossene Schaltungsteil ist auf einer einzigen gedruckten
Schaltplatte gemäß Fig« 12B untergebracht. Teile des Netzteiles sind gemäß Fig. 12A ebenfalls auf der
gleichen gedruckten Schaltplatte untergebracht. Das Netzteil wird hier jedoch nicht im Detail beschrieben,
da es in bekannter Weise als stabilisierte leistungs-
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versorgungssehaltung ausgeführt ist, deren Funktion für sich aus dem Prinzipschaltbild ersichtlich ist. Die in
Fig. 12 gezeigten Filter-, Niederfrequenz-Tast- und Impuls-Verstärker-Schaltungen
sind bereits in Verbindung mit den in Fig. IO dargestellten typischen Schaltungen
beschrieben worden.
Gemäß Fig. 12 sind die Schaltungskonfigurationen aller Impuls-Verstärker-Schaltungen und aller Tast-Schaltungen
gleichartig aufgebaut; jedoch ist die Tastschaltung der Schnarrtrommel geringfügig modifiziert, um als Eingangssignal
eine Impulsfolge von dem Schnarrtrommel-Wirbel-Oszillator zu empfangen. Der im Blockschaltbild Fig. 4
als Schaltelement 39 dargestellte Wirbel-Oszillator be·?·
steht aus einer in Fig. 12 als"Wirbel-Oszillator" gekennzeichneten Unijunktions_- Transistor-Oszillator-Schaltung.
Diese Oszillatorschaltung wird hier im Deteil nicht beschrieben, da sie einen bekannten Uni junktions
- Oszillator enthält. Es ist offensichtlich, daß diese Oszillatorschaltung als Ausgang Rechteck-Impulswellen
relativ niedriger Frequenz erzeugt, die, wenn der Schnarrtrommel-Wirbel-Schalter 46 geschlossen ist
oder wenn die zugeordnete Eingangsklemme durch ein Signal von der Logik-Schaltung geerdet ist, repetierend die
Schnarrtrommel-Tastschaltung schaltet, um den Wirbel
einer Schnarrtrommel zu simulieren. Es ist ferner offensichtlich, daß das Schaltelement 35 im Blockschaltbild
gemäß Fig. 4 aus einer Dioden-Geräuschquelle und einem Transistor-Geräuschverstärker besteht, die in Fig. 12
durch die Beschriftungen "Geräuschquelle" und "Geräuschverstärker"
bezeichnet sind. Diese beiden Schaltungen werden hier im Detail nicht beschrieben, da sie bekannte
Schaltungskonfigurationen besitzen und die Wechselwirkungen der Geräuschquelle und des Geräuschverstärkers
bei der Erzeugung eines Niederfrequenz-Geräu-
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sches.für den Schlagbesen-, den Becken- und den Schnarrtrommel-Filter
aus der Prinzipschaltung ersichtlich sind.
Fig. 13, 13A und 13B zeigen die detaillierte Prinzipschaltung des Logikteils der Schaltung und die gerätetechnische
Anordnung der Logikelemente auf einer gemeinsamen gedruckten Schaltplatte. GemäßfFig. 13 und 13A besitzen
die integrierten Schaltungen IC-3, IC-4 und IC-9
je zwei JK-Flip-Flops gemäß Fig. 7. Die JK-Flip-Flops
sind derart untereinander verbunden, daß sie die im Blockschaltbild Fig. 4 dargestellte Frequenzteilersehaltung bilden.
Die mit mehreren Kontakten der verschiedenen Frequenzteilerstufen verbundene integrierte Schaltung IC.-14
besteht aus einer Verstärkerschaltung gemäß Fig. 9 zur
Verstärkung der verschiedenen Rückführungssignale zwischen
den verschiedenen Flip-Flop-Stufen der Frequenzteilerschaltung. Gemäß Fig. 13A und Figo 4 lassem sich
die Frequenzteiler-Flip-Flops mittels eines Wahl-Fußschalters derart auf Null löschenj daß der Operateur
die Startzeit des Rhythmus steuern kann. Zu diesem Zweck drückt er den Fußschalter um den Flip-Flop—Zähler
zu löschen, und gibt danach den Fußschalter wieder frei, wenn er den Rhythmus zu beginnen wünscht.
Die integrierten Schaltungen IC-2, IC-5, IC-8, IC-IO
und IC-13 gemäß Fig. 13 und 13A enthalten NOR-Tore gemäß
Fig. 8. Gemäß der in Fig. 6 aufgelisteten Logikgruppierung der Impulse werden die Ausgänge der Frequenzteilerschaltung
auf die Eingänge der verschiedenen NOR-Tore geschaltet, um an den Ausgängen der NOR-Tore
die zugeordneten Grundimpulsgruppen zu erzeugen, die durch die gleichen in Fig. 6 aufgelisteten Nummern
symbolisiert werden. Die Eingänge der NOR-Tore sind durch Bezugsbuchstaben „bezeichnet , die sowohl die
verschiedenen Ausgänge der Frequenzteiler-Flip-Flop-
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Schaltung als auch die Wellenform dieser Ausgänge ge-,
maß Pig. 5 angeben . Die geometrische Form der Umrandung der Bezugsbuchstaben der Eingänge zu den verschiedenen
HOR-Toren identifiziert jeweils den speziellen Punkt
der Flip-Flop-Schaltung von dem das betreffende Eingangssignal entnommen wird. Es ist ersichtlich, daß einige
der Flip-Flop-Ausgangssignale sowohl am Ausgang der Flip-Flops als auch am Ausgang eines zugeordneten, in der gedruckten
Schaltung 10-14 angeordneten Verstärkers vorhanden
sind. Ein Vergleich der geometrischen Formen der Bezugszeichen der Eingänge der HOR-Tore mit den geometrischen Formen der Bezugszeichen der Ausgänge der integrierten
Schaltung IC-14 zeigt, daß die meisten Eingangssignale
der NOR-Tore von den Ausgängen der Verstärker der integrierten Schaltung 14 entnommen werden. Einige
der Eingangssignale der HOR-Tore werden jedoch zum Ausgleich
der last direkt von den Ausgängen der zugeordneten Flip-Flops entnommen.
Jede der integrierten Schaltungen IC-I, IC-6, IC-7, IC-Il
und IC-12 gemäß Mg. 13 und 13A besitzen Verstärkerschaltungen gemäß Eig. 9. Die Eingangssignale jedes Verstärkers
bestehen aus Kombinationen der Ausgarigssignale
der NOR-Tore und der Frequenzteiler-Flip-Flop-Schaltungen gemäß Fig. 11, die sich aus den in Pig. 6 aufgelisteten
Grundimpulsgruppen aufbauen. Wie bereits erwähnt arbeitet jede Verstärkergruppe der integrierten Schaltungen
nicht nur als Verstärker sondern auch als Torschaltung mit Einfacheingang, die die zugeordneten Impulsbilder
auf die Eingänge der Tastschaltung der Simulationsschaltungen
für verschiedene Rhythmusinstrumente schaltet.
Von den in der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung
verwendeten Rhythmen benutzen einige der Rhythmusbilder nicht alle zur Verfugung stehenden Schlaginstrumente,
d.h. für den Walzer-Rhythmus werden nicht die
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Baßtrommel, die Holztrommel oder der Schnarr tr ommel-Wirbel,
für den Foxtrott-, den Teen- und den Marsch-Rhythmus wird nicht die Holztrommel benutzt usw. Diese speziellen
Auslassungen sind gemäß Fig. 12 und 12A aus der Tatsache ersichtlich, daß einige der Ausgangsklemmen der
integrierten Schaltungen IC-I, IC-6, IC-7, IC-Il und IC-12
mit keinem der Schlaginstrumente simulierenden Kanäle verbunden sind.
Wie bereits in Verbindung mit dem sowohl in Fig. 4 als auch in Fig. 13 durch die Beschriftung "Teen" bezeichneten
Schalter 56 erwähnt, ist ferner die Kollektorspannung aller Verstärker jeder integrierten Schaltimg
mittels der den gewünschten Rhythmus wählenden Fronttafelschalter derart steuerbar, daß für die zugeordnete
Impulskombination der Weg in den das Sehlaginstrument simulierenden Kanal freigegeben wird. Die Funktion
des Schalters 56 bei der Aktivierung der den Teen-Rhythmus definierenden Verstärker ist bereits anhand des Blockschaltbildes
gemäß Fig. 4 beschrieben worden. Es ist offensichtlich, daß die Schalter 67 bis 70 gemäß Fig, 13
mid 13A in Bezug auf die Definition ihres zugeordneten
Rhythmusbildes durch die integrierten Schaltungen die gleiche Funktion besitzen. Der Schalter 69 unterscheidet
sich jedoch von den anderen Schaltern dadurch, daß er zusätzlich einen mit einem Zweiwegschalter mechanisch
verbundenen Einwegschalter besitzt, der durch die Trennung eines Kondensators 71 von der TakrtosziUa^orschaltung
die Frequenz des Takt Oszillators für das Marschtempo ändert, wenn der Marschtemposchalter 69 gedrückt
wird. Der Kondensator 71 liegt normalerweise prallel zum Kondensator 72 der Takt Oszillatorschaltung. Die
Trennung der Masseverbindunczum Kondensator 71 reduziert
den mit dem Emitter eines Unijunctions - Transistors
73 verbundenen Kapazitätswert, so daß die Fre-
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quenz des Oszillators erhöht wird. Die Punktion der Transistor-Oszillatorschaltung
ist für sich aus dem detaillierten Prinzipschaltbild ersichtlich.
Das zur Steuerung der Frequenz des Taktoszillators dienende Potentiometer ist an der Fronttafel angeordnet und
durch die Beschriftung "Tempo-Einstellung" bezeichnet. Die in Fig. 13A direkt oberhalb des Tempo-Potentiometers
dargestellte Tempo-Lampe ist ebenfalls in der Fronttafel angeordnet. Die Tempo-Lampe wird von einem
Transistorverstärker gesteuert, der mit einem der Verstärker der integrierten Schaltung IC-2 verbunden ist.
Die Tempo-Lampe wird gemäß der in Fig. 6 durch die mit "Tempo—Impuls" bezeichnete Impulsfolge
gepulst, um sowohl für Einstell- als auch für Spielzwecke eine optische Anzeige des Tempos zu liefern. Die
auf der Deckkonsole der elektronischen Orgel aufleuchtende Tempolampe unterstützt den Musiker in dem Bemühen seine
Orgelmusik synchron zum Begleitrhythmus zu spielen.
Es ist zu beachten, daß gemäß Fig. 13A die Logik-Eingänge
der den Walzer-Rhythmus definierenden integrierten Schaltung IC-I von Dioden-TOD-Toren 74 statt von dem Kollektoreingang der integrierten Schaltung IC-I gesteuert werden.
Die UND-Tore 74 werden anstelle von NOR-Toren benutzt,
da für diese spezielle Logikfunktion Dioden-Tore im Hinblick auf Platzbedarf und Kosten etwas wirtschaftlicher
sind als Transistor-Tore. Die anderen Logikfunktionen
werden jedoch wirtschaftlicher von NOR-Toren ausgeführt. Die Eingangssignale (3), (7) und (9) für die Dioden-ÜND-Tore 74 werden den Ausgängen der zugeordneten NOR-Tore
der integrierten Schaltungen IC-8 und IC-2 entnommen.
Die UND-Tore 74 werden von einer über den Walzerwahlschalter
70 wirkenden Spannung gesteuert; da die Ver-•tärker
der integrierten Schaltung IC-I an ihren Sin-
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gangen gesteuert werden, ist es nicht erforderlich ihre
Kollektorspannung zu steuern.
Fig. 13B aeigt die gerätetechnische Anordnung der Logik-Komponenten
gemäß Fig. 13 und 13A auf einer gemeinsamen gedruckten Schaltplatte. Gemäß Fig. 13B sind die in ungefähr
tatsächlicher Größe dargestellten integrierten Schaltungen gemäß ihrer Funktion in Reihen angeordnet,
um die Zwischenverbindungen zu ermöglichen. Die drei
den Frequenzteiler bildenden integrierten Schaltungen IC-3, IC-4 und IC-9 sind in einer Reihe an der oberen
Kante der gedruckten Schaltplatte zusammengefaßt. Die
die Verstärker zur Verstärkung der Flip-Flop-Ausgänge enthaltende integrierte Schaltung IC-14 ist direkt unterhalb
der Reihe der integrierten Schaltungen IC-3, IC-4
und IC-9 angeordnet. Die die NOR-Tore enthaltenden integrierten
Schaltungen IC-2, IC-5, IG-8, IC-IO und IC-.13
sind in einer Reihe in der Mitte der gedruckten Schaltplatte zusammengefaßt. Die die gesteuerten Verstärker
enthaltenden integrierten Schaltungen IC-I, IC-6, IC-7, IC-Il und IC-12 sind in einer Reihe an der Unterkante
der gedruckten Schaltplatte zusammengefaßt. Die zugeordneten Widerstände, Kondensatoren und sonstigen
Schaltkomponenten sind räumlich für die Verdrahtung der
Schaltung am geeignetsten angeordnet. Bei der Betrachtung der gesamten auf der gedruckten Schaltplatte untergebrachten
elektronischen Schaltung wird offensichtlich, daß durch die erfindungsgemäße Schaltung des elektronischen Rhythmusgenerators eine weitgehende Vereinfachung
des Fertigungsprozesses der Schaltung und eine weitgehende Volumenreduktion der endgültigen Schaltung erreicht
wird.
Alle in den verschiedenen Prinsipschaltbildsrn gezeigten
Schaltungen, mit Ausnahme der Fronttafelschalter und ein!·
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ger Komponenten des Netzteiles, sind auf den beiden in Pig. 12B und 13B dargestellten gedruckten Schaltplatten
unterge"bracht. Darüber hinaus sind auf den beiden gedruckten
Schaltplatten zu einem hohen Grade untereinander identische Schaltungsbausteine und Schaltungskomponenten eingesetzt,
wodurch nicht nur die Beschaffungskosten der Teile sondern auch die Lagerkosten der Teile und die Kosten
der Hontage der Teile auf den gedruckten Schaltplatten
beträchtlich reduziert werden.
Aus der vorangegangenen Beschreibung ist ersichtlich, daß der erfindungsgemäße elektronische Rhythmusgenerator
"weitgehend kleiner im Bauvolumen, zuverlässiger im Betrieb und wirtschaftlicher in den Fertigungskosten ist,
als die dem Stand der Technik gemäßen Geräte. Es ist
offensichtlich, daß gegenüber der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung weitere Modifikationen möglich
sind, Z.B. können falls gewünscht zu den beschriebenen Rhythmen weitere Rhythmen hinzugefügt werden. Ferner können
falls gewünscht durch weitere zusätzliche Niederfrequenzkanäle zusätzliche Schlaginstrumente simuliert werden.
Darüber hinaus sind gegenüber den beschriebenen, individuellen Flip-Flop-, Tor-, Verstärker-, fast-, Niederfrequenz-Oszillator-
und Filter-Schaltungen zahlreiche Modifikationen möglich.
Die Erfindung besteht also im wesentlichen in einer elektronischen
Schaltung zur elektrischen Simulation des Klanges von mehreren in einem von mehreren verschiedenen
Rhythmusbildern gespielten Schlaginstrumenten. Die Rhythmusbilder werden von einem Taktimpulsgenerator^einem
Frequenzteiler und einer logik-Schaltung erzeugt,
die zur Erzeugung von Impulsen in für verschiedene unterschiedliche Musiktypen charakteristischen Rhythmus- ■
bildern zusammen arbeiten. Diese Impulse wirken auf meh-
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rere getastete Niederfrequenzschaltungenj von denen jede
das hörbare Ausgangssignal eines zugeordneten Schlaginstrumentes
simulierenden charakteristischen Entladungsstoß
iron Ausgangs signal en erzeugt. Die getasteten Niederfrequenzschaltungen
besitzen einen Miederfrequenzoszillator und einen Niederfrequenzteiler, mehrere Wiederfrequenzfilter
und Mittel zur repitierenden Übertragung von den Niederfrequenzsignalen in mit den ri&ytMschen
Impulsbildern synchronen kurzen EntladungsstöSen. Die
Logik-Schaltungen, die Niederfrequenz-Schal"taBgenB die
impulssteuernden Schaltungen und die Gesamtsc3haltungskqnfiguartion
sind für einen maximalen Einsatz integrierter Schaltungen, untereinander austauschbarer Schaltungsbausteine und gedruckter Schaltungen, geeignet ausgelegt«,
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Claims (13)
- AnsprücheI= 3 = S3 S3 3 33 33 3 33 3(\) Elektronischer Rhythmusgenerator zum elektrischen Simulieren des Klanges mehrerer Rhythmusinstrumente mit mehreren Niederfrequenztastschaltungen, von denen jede auf einen triggernden Eingangsimpuls hin den hörbaren Ausgang eines entsprechenden Rhythmus— Instrumentes simuliert,dadurch gekennzeichnet, daß die Niederfrequenztastschaltungen (29-34) mehrere Niederfrequenzfilterschaltungen (23-27), von denen jede beim Aktivieren durch niederfrequente Eingangssignale den hörbaren Ausgang eines entsprechenden Rhythmusinstrumentes simulierende Niederfrequenz— Ausgangssignale erzeugt, einen Niederfrequenzoszillator (28) sowie einen an diesen angeschlossenen Niederfrequenzteiler (65,66) zur Erzeugung niederfrequenterer Signale aus den Niederfrequenzsignalen des Oszillators (28) und eine Übertragungsschaltung (45-49;29-34; 58-63) aufweisen, die die Niederfrequenzsignale auf die Eingänge der entsprechenden Niederfrequenz-Filterschaltungen (23-27) überträgt.
- 2. Rhythmusgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederfrequenz-Oszillator (28) und die Frequenzteiler (65,66) kontinuierlich arbeiten, wenn der elektronische Rhythmusgenerator in Betrieb ist; und daß weitere Übertragungsschaltungen (50-55; 29-34;58-63) die Niederfrequenzsignale entsprechend einem vorgegebenen Rhythmusbild in relativ kurzen Entladungsstößen auf die Niederfrequenz-FiIterschaltungen (23-27) repetierend übertragen·
- 3. Rhythmusgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Übertragungsschaltungen (50-55; 29-34;58-63)<Impulsgeneratoren (50-55) surGQ9848/01UErzeugung eines vorgegebenen Rhythmusbildes von elektrischen Impulsen, mehrere jeweils mit dem Eingang einer zugeordneten Niederfrequenz-Filterschaltung (23 -27) verbundene, durch Impulse triggerbare Niederfreauenz-Tastschaltungen (29-341,58-63), auf deren Niederfrequenzeingang die zugeordneten Niederfrequenzsignale gelangen und die die Niederfrequenzsignale während eines relativ kurzen ZeitintervalIs auf die zugeordneten Niederfrequenz-Filterschaltungen (23-34) übertragen, wenn sie von einem Eingangsimpuls getriggert werden sowie Übertragungseinrichtungen (40-44) zur Übertra gunq der Impulse von den Impuisgeneratormitteln (50 -55) auf die Niederfrequenz-Tastschaltungen (29-34; 58-63) aufweisen, um die Wiederfrequenz-Tastschaltungen (29-34;58-36) gemäß dem vorgegebenen Rhythmusbild auszulösen.
- 4. Rhythmusgenerator nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtungen (40-44) mehrere, die Impulsgeneratoren (50-55) mit den entsprechenden Niederfrequenz—Tastschaltungen (29—34) verbindende Verstärker für das Auslöseeingangssignal (40-44) enthalten.
- 5. Rhythmusgenerator nach einem der Ansprüche Ϊ bis 4, gekennzeichnet durch einen Niederfrequenz—Geräuschgenerator (35) zur Erzeugung von unsystematisch verteilten Niederfrequenzsignalen; und durch Geräusch-Verstärker zur Übertragung der unsystematisch verteilten Niederfrequenzsignale auf den Niederfrequenzeingang mindestens einer Niederfrequenz-Tastschaltung (31-33).
- 6. Rhythmusgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederfrequenz—Oszillator (28), der Frequenzteiler (65,66), der Ger&uachgenerator (35), die Tastschaltungen (29-34>, die Filterschaltungen (23-27) und die Verstärker (40 -44) auf einer gemeinsamen gedruckten Schaltplatte (Fig. 12b) angeordnet sind·009848/01U
- 7. Rhythmusgenerator nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Impulsgeneratorschaltung (50,73) zur Erzeugung von Impulsen mit einer vorgegebenen Taktfrequenz; durch eine mit der Impulsgeneratorschaltung (5O;73) verbundene Frequenzteilerschaltung (51,52,53; 10-3,4,9) zur Teilung der Frequenz der Taktimpulse sowie zur Erzeugung von mehreren voneinander in ihrer Frequenz durch ganzzahlige Verhältnisse unterschiedlicher Impulsfolgen; durch mehrere mit der Frequenzteilerschaltung (51,52,53; IC-3,4,9) verbundene Torschaltungen mit Mehrfach-Eingängen (54; IC-2,5,8,10,13) zur Logifckombination vor- igegebener Impulsfolgen zu mehreren repetierenden 'Impulsgruppen (Fig. 6), wobei durch Verbinden der Ein- · gänge jeder Torschaltung mit Mehrfacheingangen (54; IC-2,5,8,10,13) eine unterschiedliche Impulsgruppe (Fig. 6) am Ausgang jeder Torschaltung (54; IC-2,5, 8,1O,13) erzeugt wird und jede der Impulsgruppen (Fig.6) eine Untereinheit eines oder mehrerer musikalischer Rhythmusbilder (Fig.11) ist; durch mehrere mit den Torschaltungen mit Mehrfacheingängen (54;IC-2,5,8,10, 13) verbundene Torschaltungen mit Einfacheingang (55; IC-I,6,7,11,12); durch Mittel (45-49\40-44), die die Ausgänge der Torschaltungen mit Einfacheingang (55; IC-I,67,11,12) auf die Auslöseeingänge der zugeordnet (ten Niederfreqüenztastschaltungen (29-34) schalten; und durch Mittel (56,67-70) zur gleichzeitigen Aktivierung vorgegebener Kombitnationen der Torschaltungen mit Einfacheingang (55;IC-1,6,7,11,12) für die Übertragung von repetierende Rhythmusbilder auslösenden Eingangssignalen auf die Niederfrequenztastschaltungen (29-34), derart, daß von den Niederfrequenztastschaltungen (29-34) eine zugeordnete, repetierende Folge elektrischer Ausgangssignale erzeugt wird, um den009848/01UKlang mehrere in Übereinstimmung mit den charakteristischen, repetierenden Rhythmusbildern gespielter Schlaginstrumente zu simulieren,
- 8. Rhythmusgenerator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltungen mit Einfacheingang (55; IC-I,6,7,11,12 ) in mehreren Gruppen zusammengefaßt sind; daß die Eingänge jeder Gruppe der Torsehaltungen mit Einfacheingang (55; IC-I,6,7,11,12) derart verbunden sind, daß an den Ausgängen dieser Gruppe ein unterschiedliches charakteristisches, repetierendes Rhythmusbild erzeugt wird; und daß die Mittel(56,* 67 - 70) zur gleichzeitigen Aktivierung vorgegebener Kombitnationen der Torschaltungen mit Einfacheingang (55; IC-I,6,7,11,12) Mittel (56,67 bis 70) besitzen zur gleichzeitigen Aktivierung jeder vorgegebenen der Torschaltungsgruppen (55; IC-1,6,7,11,12) für die Übertragung jeweils eines von mehreren verschiedenen charakteristischen, repetierenden Rhythmusbildern auf die Auslöseeingänge der Niederfreguenztastschaltungen (29 - 34), um dadurch elektrisch den Klang mehrerer in jeweils einem von mehreren verschiedenen Rhythmusbildern gespielter Schlaginstrumente zu simulieren.
- 9. Rhythmusgenerator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Torschaltungen mit Einfacheingang (55; IC-I,6,7,11,12) einen Transistorverstärker besitzt; und daß die Mittel (56,67 - 70) zur Aktivierung der Torschaltungen mit Einfacheingang (55; IC-I,6,7,11,12) aus Schaltmitteln zum Aufschalten einer Betriebsspannung auf die Transistorverstärker bestehen.009848/01 142 O 2-5 O 2 A
- 10. Rhythmusgenerator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel (56,67 - 70) zum Aufschalten einer Betriebsspannung auf die Transistorverstärker aus mehreren Schaltern bestehen, von denen jeder so angeschlossen ist, daß er eine Betriebsspannung auf eine jeweils andere Gruppe der Transistorverstärker aufschaltet, um ein zugeordnetes charakteristisches, repetierendes Rhythmus bild auf die Auslöseeinga'nge der Niederfrequenztastschaltungen (29 - 34) zu übertragen.
- 11. Rhythmusgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzreilerschaltung (51,52,53; IC-3,4,9) aus mehreren weitgehend identischen, in einer Zählschaltungskonfiguration miteinander verbundenen Flip-Flops besteht; daß die Torschaltungen mit Mehrfacheingängen (54; IC-2,58,10,13) relativ zueinander in ihrer Schaltungskonfiguration mit Ausnahme der Eingangsund Ausgangs-Verbindungen weitgehend identisch sind; daß die Transistorverstärker (55; IC-I,6,7,11,12) relativ zueinander in ihrer Schaltunggkonfiguration mit Ausnahme der Eingangs- und Ausgangs-Verbindungen weitgehend identisch sind; und daß di· Flip-Flops (51, 52,53;...),die Torschaltungen mit Mehr facheingängen (54;·.·) und die Transistorverstärker (55;.··) als integrierte Festkörperschaltungen (IC-3,4,9, ι 10-2,5,8,10,13} IC-1,6,7,11,12) »ungeführt sind.009848/0114
- 12. Rhythmusgenerator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Flip-Flops (51,52,53; IC-3, 4,9), die Torschaltungen (54; IC-2,5,8,10,13) die Verstärker (55; IC-I,6,7,11,12) und ihre zugeordneten Schaltungskomponenten auf einer gemeinsamen Schaltplatte (Fig. 13B) angeordnet sind.
- 13. Rhythmusgenerator gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Flip-Flops (51,52,53; IC-3, 4,9) weitgehend in einer parallen Reihe auf der ge^· druckten Schaltplatte angeordnet sind; und daß die Torschaltungen mit Mehrfacheingängen (54; IC-2, 5,8, 10,13) weitgehend in einer zweiten parallelen Reihe in der Nähe der Flip-Flops (51,52,53; IC-3, 4,9) angeordnet sind; und daß die Transistorverstärker (55; IC-I,6,7,11,12) weitgehend in einer dritten parallelen Reihe in der Nähe der Torschaltungen mit Mehrfacheingängen (54; IC-2,5,8,10,13), jedoch nicht in der Nähe der Flip-Flops (51,52,53; IC-3,4,9) angeordnet sind.14· Rhythmusgenerator nach eine» der Ansprüche 1 , bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequen*- teilerschalfcung (51,52,53; IC-3,4,9) einen repetierenden Gesamtimpulssyklus erzeugt, in dem das gleiche Impulsbild in jeder Periode von 48 Zeitim-609848/0114ORIGINAL INSPECTEDpulsen wiederholt wird; und daß die an den Ausgängen der Torschaltungen mit Mehrfacheingängen (54; IC-2, ■ 5, 8, 10, 13) gebildeten repetierenden Impulsgruppen aus den folgenden Impulskombinationen (Pig. 6) bestehen:(A) einer ersten Impulsgruppe (2) in der der- erste, siebte, dreizehnte, neunzehnte, fünfundzwanzigste, einunddreißigste, siebenunddreißigste und dreiundvierzigste Impuls des Grundzeitzyklus von 48 Impulsen vorkommen und alle anderen Impulse nicht vorkommen;(B) einer zweiten Impulsgruppe (3) in der der erste, dreizehnte, fühfundzwanzigste und siebenunddreißigste Impuls des 48-impulsigen Grundzeitzyklus vorkommen und alle anderen Impulse nicht vorkommen;(C) einer dritten Impulsgruppe (4) in der der siebte, neunzehnte, einunddreißigste und dreiundvierzigste Impuls des 48-impulsigen Grundzeitzyklus vorkommen und alle anderen Impulse nicht vorkommen;(D) einer vierten Impulsgruppe (7) in der der fünfte, der siebzehnte, der neunundzwanzigste und der einundvierzigste Impuls des 48-impulsigen Grundzeitzyklus vorkommen und alle anderen Impulse nicht vorkommen;(E) einer fünften Impulsgruppe (9) in der der neunte, einundzwanzigste, dreiunddreißigste, und fünfundvierzigste Impuls des 48-ampulsigen Grundzeitzyklus vorkommen und0098A8/01Ualle anderen Impulse nicht vorkommen;(]?) einer sechsten Impulsgruppe (4-12) in derder neunzehnte und dreiundvierzigste Impuls des 48-impulsigen Grundzeitzyklus vorkommen und alle anderen Impulse nicht vorkommen;(G) einer siebten Impulsgruppe (8-11) in derder elfte, dreiundzwanzigste, fünfunddreiesigste und siebenundvierzigste Impuls des 48-impulsigen Grundzeitzyklus vorkommen und * alle anderen Impulse nicht vorkommen;(H) einer achten Impulsgruppe (1-25) in der der erste und fünfundzwanzigste Impuls des 48-impulsigen Grundzeitzyklus vorkommen und alle anderen Impulse nicht vorkommen;(i) einer neunten Impulsgruppe (10-34) in der der zehnte und vierunddreißigste Impuls des 48-impulsigen Grundzeitzyklus vorkommen und alle anderen Impulse nicht vorkommen ;P (J) einer zehnten Impulsgruppe (22-46) in derder zweiundzwanzigste und sechsundvierzigste Impuls des 48-impulsigen Grundzeitzyklus vorkommen und alle anderen Impulse nicht vorkommen;(K) einer elften Impulsgruppe .(46-48) in der der sechsundvierzigste, siebenundvierzigste und achundvierzigste Impuls des 48-impulsigen Grundzeitzyklus vorkommen und alle anderen Impulse nicht vorkommen;009848/01 U(L) einer zwölften Impulsgruppe (B),in der der erste, vierte, siebte, zehnte, dreizehnte, sechszehnte, neunzehnte, zweiundzwanzigste, fünfundzwanzigste, achtundzwanzigste, einunddreißigste, vierunddreißigste, siebenunddreißigste, vierzigste, dreiundvierzigste und sechsundvierzigste Impuls des 48-impulsigen Grundzeitzyklus vorkommen und alle anderen Impulse nicht vorkommen.009848/0114
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