DE2146489A1 - Verfahren zum gleichzeitigen einstellen der zeitkonstante mehrerer rcglieder - Google Patents

Verfahren zum gleichzeitigen einstellen der zeitkonstante mehrerer rcglieder

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DE2146489A1
DE2146489A1 DE19712146489 DE2146489A DE2146489A1 DE 2146489 A1 DE2146489 A1 DE 2146489A1 DE 19712146489 DE19712146489 DE 19712146489 DE 2146489 A DE2146489 A DE 2146489A DE 2146489 A1 DE2146489 A1 DE 2146489A1
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resistor
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Application number
DE19712146489
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Horst Mielke
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TDK Micronas GmbH
Original Assignee
Deutsche ITT Industries GmbH
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10HELECTROPHONIC 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
    • G10H1/00Details of electrophonic musical instruments
    • G10H1/02Means for controlling the tone frequencies, e.g. attack or decay; Means for producing special musical effects, e.g. vibratos or glissandos
    • G10H1/04Means for controlling the tone frequencies, e.g. attack or decay; Means for producing special musical effects, e.g. vibratos or glissandos by additional modulation
    • G10H1/053Means for controlling the tone frequencies, e.g. attack or decay; Means for producing special musical effects, e.g. vibratos or glissandos by additional modulation during execution only
    • G10H1/057Means for controlling the tone frequencies, e.g. attack or decay; Means for producing special musical effects, e.g. vibratos or glissandos by additional modulation during execution only by envelope-forming circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H5/00One-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H5/12One-port networks comprising only passive electrical elements as network components with at least one voltage- or current-dependent element

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Description

  • Verfahren zum gleichzeitigen Einstellen der Zeitkonstante mehrerer RC-Giieder Bei vielen Anwendungsfällen der Elektronik kommt es darauf an, die Zeitkonstante eines aus der Serienschaltung eises Kondensators und eines Widerstands bestehenden RC-Gliedes in weiten Grenzen zu variieren. Hierzu kann der für die Zeitkonstante jgebliche Widerstand R einstellbar ausgeführt werden. Er :n'ß dann von der Bedienungsplatte des jeweiligen Gerätes aus vetigt werden können. Das beschränkt die Anwendungsmöglichkeiten nach kleinen Zeitkonstanten hin; aber auch bei großen Zeitkonstanten£ wobei große Widerstandswerte benötigt werden, treten Schwierigkeiten durch Einstreuung von Fremdspannungen auf oder es lassen sich die erforderlichen Widerstandswerte als Drehwiderstände nicht mehr herstellen.
  • Müssen mehrere Zeitkonstanten durch ein gemeinsames Bedienungselement gleichzeitig verändert werden, so bleibt nach dieser Methode nur die Möglichkeit, mechanisch gekoppelte Potentiometer zu verwenden. Während Zwei-, Drei- und Vierfach-Potentiometer noch üblich sind, wobei allerdings der elektrische Gleichlauf in vielen Fällen unzureichend ist, läßt sich eine größere Anzahl von Zeitkonstanten auf diese Art nicht einstellen.
  • Bei elektronischen Musikinstrumenten, tritt dieses Problem bei der Einstellung der Abklingzeit der Register "Perkussion" und "Sustain" auE, und man hat hierfür nach anderen Wegen gesucht, um mit einem gemeinsamen Bedienungselement viele Zeitkonstanten gleichzeitig verändern zu können.
  • Eine bekannte Schaltung dieser Art ist in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt, wobei der Einfachheit halber die Einstellung für drei Zeitkonstanten gezeigt ist. Die drei jeweils aus dem Kondensator C und dem dazu in Serie geschalteten Widerstand R1 bestehenden RC-Glieder liegen mit dem widerstandsseitigen Ende der Serienschaltung an Masse, während dem Verbindungspunkt von Kondensator C und Widerstand R1 über die Serienschaltung von Diode D und Widerstand R2 eine mehr oder weniger große positive Spannung zugeführt wird, die am Potentiometer P abgegriffen wird. Liegt der Schleifer des Potentiometers P auf Plus-Potential, so sperren die Dioden D, und die Entladung des Kondensators C kann nur über den jeweiligen Widerstand R1 erfolgen. Die Entladezeitkonstante t1 ist somit gleich C R1.
  • Wird am Abgriff des Potentiometers die Spannung O V eingestellt, so liegt der jeweilige Widerstand R2 parallel zu dem jeweiligen Widerstand R1. Für diesen Fall ist die Zeitkonstante # 2 = C . R1 . R2 / (R1 + R2). In beiden Fällen erhält man wie gewünscht als Entladekurve eine Exponential-Funktion. Will man allerdings eine Entladezeit einstellen, die zwischen diesen beiden Zeitkonstantenwerten liegt, so muß der Abgriff des Potentiometers P an einer bestimmten Stelle zwischen null und einer positiven Spannung liegen. Der große Nachteil dieser Einstellung ist jedoch, daß die Entladekurve nicht mehr über den ganzen Abklingvorgang rein exponentiell verläuft, sondern geknickt ist.
  • Bis zu einer Kondensatorspannung uc, die der am Abgriff des Potentiometers P eingestellten Spannung U entspricht, erfolgt die Entladung mit der Zeitkonstanten t3, die von der Abgriffstellung des Potentiometers abhängig ist. Wird die Kondensatorspannung uC kleiner, so sperren die Dioden D, und die Entladung erfolgt nun mit der Zeitkonstanten t1 In Fig. 2 der Zeichnung ist dieser prinzipielle Verlauf der Entladung eingezeichnet, wobei der gewünschte Verlauf gestrichelt eingezeichnet ist. Die Entladekurve weist somit einen Knick auf, der sich nur vermeiden läßt, wenn das eine Ende des Potentiometers an negatives Potential angeschlossen wird und somit am Abgriff des Poentiometers negative Spannungswerte eingestellt-werden können. Jedoch liegt in diesem Falle die Asymptote für den Abklingvorgang unter 0 V, und cter Ton klingt nicht langsam aus, sondern bricht abrupt ab, wenn die Entladekurve den Nullpegel schneidet.
  • Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum gleichzeitigen Einstellen der Zeitkonstante mehrerer aus der Reihenschaltung eines Kondensators und eines Widerstandes bestehender RC-Glieder, deren widerstandsseitige Enden miteinander verbunden sind, bei welchem Verfahren den einzelnen RC-Gliedern über je eine Serienschaltung eines Vorwiderstandes und einer Diode eine Einstellspannung zugeführt wird. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Nachteile der bekannten Einstellverfahren für mehrere Zeitkonstanten zu vermeiden, wobei mittels nur eines Einstellelementes beliebig viele Zeitkonstanten im Gleichlauf verändert werden können, die Entladekurve möglichst guten Exponentialverlauf aufweisen soll und die Zeitkonstanten der einzelnen RC-Glieder sich gegenseitig nicht beeinflussen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Einstellspannung eine rechteckige Impulsspannung einstellbaren Tastverhältnisses dient, deren einer Scheitelwert gleich dem Potential des gemeinsamen Derbindungspunktes der RC-Glied-Widerstände ist, deren anderer Scheitelwerft größer ist als die maximal auftretende Kondensatorspannung und deren Generatorwiderstand klein gegen Vorwiderstand und RC-Glied-Widerstand ist.
  • Die Erfindung wird nun anhand der in der Zeichnung dargestellten weiteren Figuren 3 und 4 erläutert.
  • Fig. 3 zeigt die Anordnung nach Fig. 1 mit einer Rechteckimpulsspannung als Einstellspannung und Fig. 4 zeigt ein der Fig. 2 entsprechendes Diagramm.
  • In Fig. 3 wird dem gemeinsamen Verbindungspunkt der Vorwiderstände R2 eine Rechteckimpulsspannung u zugeführt, deren zeitlicher Verlauf im rechten Teil der Fig. 3 gezeigt ist.
  • Die Periodendauer T der Rechteckimpulsspannung setzt sich aus den Zeiten t und t2 zusammen, wobei während der Zeit t1 die Rechteckimpulsspannung den Einschaltwert u0 aufweist und während der Zeit t2 den Wert O V annimmt, so daß der untere Scheitelwert der Rechteckspannung u gleich dem Potential des gemeinsamen Verbindungspunktes der RC-Glied-Widerstände R1 ist, der in den Fig. 1 und 3 auf Massepotential liegt. Unter den erfindungsgemäßen Voraussetzungen, daß der im Beispiel nach Fig. 3 obere Scheitelwert u0 der Rechteckimpulsspannung u größer ist als die Kondensatorspannung uc, und der Generatorwiderstand der Rechteckspannung u klein gegen Vorwiderstand und RC-Glied-Widerstand ist, erfolgt eine Entladung über die Widerstände R2 nur während der Zeit t2.
  • Während der Zeit t sperren die Dioden D jedoch die Entladung über den Vorwiderstand R2, so daß dieser Widerstand demnach zur zeitweise als Entladewiderstand wirksam ist; während der Zeit ti erfolgt die Entladung nur über den Widerstand R1 des RC-Glieds.
  • Wählt man die Periodendauer T der Rechteckimpulsspannung u klein gegenüber der kleinsten gewünschten Zeitkonstante, so erhält man eine beliebig feine Stufung der als Abklingkurve gewünschten Exponential-Funktion.
  • In Fig. 4 ist die prinzipielle Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt, wenn man für V = C R1 = 1 s, für 2 = C R1 R2 / (R1 + R2) = 100 ms, für T = 10 ms und für tl = t2 = 5 ms wählt.
  • Das Verhältnis 22/T = 10/1 wurde bewußt niedrig gewählt, um die Wirkungsweise in Fig. 4 anschaulich zeigen zu können.
  • In der Praxis kann man bequem Verhältnisse von 100/1 oder 1000/1 wählen und damit die Stufung beliebig fein machen, so daß die anzustrebende Exponential-Funktion als Entladekurve im Bedarfsfall beliebig genau erzielt werden kann.
  • Die Einstellung der Zeitkonstanten und damit der Abklingzeit erfolgt durch Veränderung des Tastverhältnisses tl/t2 der Rechteckimpulsspannung. Die Grenzen dieser Einstellung sind durch die beiden Zeitkonstanten T1 und "2 gegeben. Der 1 2 Einstellumfang der einzustellenden Zeitkonstantev' ist praktisch nur durch das maximal bzw. minimal erreichbare Tastverhältnis t1/2 bestimmt. Werte von 101 lassen sich ohne großen technischen Aufwand bequem erzielen. Damit kann die einzustellende Zeitkonstante tt ebenfalls im Verhältnis 10/1 verändert werden. Hierbei muß die Periodendauer T der Rechteckimpulsspannung nicht unbedingt konstant sein.
  • Im Mittel gesehen entspricht die Wirkung des Vorwiderstandes R2 einem Widerstand R2', für den die folgende Beziehung gilt: Damit gilt für die einzustellende Zeitkonstante ti die folgende Beziehung Da für alle angeschlossenen RC-Glieder und deren Zeitkonstanten somit dasselbe TastvXerhältnis maßgebend ist, unterscheiden sich die Entladekurven der einzelnen RC-Glieder nur durch die Toleranzen der Widerstandswerte des Widerstandes R1 und des Vorwiderstandes R2 sowie des Kapazitätswertes des Kondensators C.
  • Als Generatoren für die beim erfindungsgemäßen Verfahren zu verwendende Rechteckimpulsspannung können beispielsweise die bekannten astabilen Multivibratoren mit einstellbarem Tastverhältnis verwendet werden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH
    Verfahren zum gleichzeitigen Einstellen der Zeitkonstante mehrerer aus der Reihenschaltung eines Kondensators und eines Widerstandes bestehender RC-Glieder, deren widerstandsseitige Enden miteinander verbunden sind, bei welchem Verfahren den einzelnen RC-Gliedern über je eine Serienschaltung eines Vorwiderstandes und einer Diode eine Einstellspannung zugeführt wird,* dadurch gekennzeichnet, daß als Einstellspannung eine Rechteckimpulsspannung einstellbare Tastverhältnisses dient, deren einer Scheitelwert gleich dem Potential des gemeinsamen Verbindungspunkt der RC-Glied-Widerstände ist, deren anderer Scheitelwert größer ist als die maximal auftretende Kondensatorspannung und deren Generatorwiderstand klein gegen Widerstand und Vorwiderstand ist.
DE19712146489 1971-09-17 1971-09-17 Verfahren zum gleichzeitigen einstellen der zeitkonstante mehrerer rcglieder Pending DE2146489A1 (de)

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IT2882972A IT967156B (it) 1971-09-17 1972-09-06 Metodo per regolare contemporanea mente la costante di tempo di piu reti a resistenza capacita
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0354357A2 (de) * 1988-08-06 1990-02-14 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Verzögerungsschaltung

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0354357A2 (de) * 1988-08-06 1990-02-14 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Verzögerungsschaltung
EP0354357A3 (de) * 1988-08-06 1990-07-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Verzögerungsschaltung
US5028823A (en) * 1988-08-06 1991-07-02 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Delay device with intermittent capacitor discharge

Also Published As

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DE2155013A1 (de) 1973-05-10
NL7212630A (de) 1973-03-20
IT967156B (it) 1974-02-28

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