DE2152595A1

DE2152595A1 - Verfahren fuer den vergleich zweier frequenzen und schaltungsanordnung fuer ein stimmgeraet zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2152595A1
Application number: DE19712152595
Authority: DE
Inventors: Guenther Dr-Ing Hoffmann; Bernd Zabel
Original assignee: Wandel and Golterman GmbH and Co
Current assignee: Wandel and Golterman GmbH and Co
Priority date: 1971-10-22
Filing date: 1971-10-22
Publication date: 1973-04-26
Also published as: JPS4851616A; DE2152595B2

Description

Verfahren für den Vergleich zweier Frequenzen und Schaltungsanordnung für ein Stimmgerät zur Durchführung des Verfahrens Zusatz zur Patentanmeldung P 19 50 684.4-35 (A 150) Die Erfindung betrifft ein Verfahren für den Vergleich einer vom Ton eines zu stimmenden Musikinstrumentes abgeleiteten Meßfrequenz mit einer an einem Stimmgerät einstellbaren Sollfrequenz, bei dem das eventuelle Abliegen der Meßfrequenz von der Sollfrequenz bzw. das Überschreiten einer Toleranz der Ablage angezeigt wird, wobei nach Patentanmeldung P 19 50 684.4-35 Koinzidenzen der Impulse eines die Meßfrequenz aufweisenden Taktpulses mit verschiedenen Zählerstellungen eines mit der p-fachen Sollfrequenz ständig beaufschlagten Zählers mit p Stellungen festgestellt werden (p ganzzahlig und = 3) und den der bei Ubereinstimmung der Meß- mit der Sollfrequenz auftretenden Koinzidenz vorangehenden Koinzidenzen die Aussage "Meßfrequenz zu hoch" und den dieser Koinzidenz nachfolgenden Koinzidenzen die Aussage "Meßfrequenz zu tief?? zugeordnet wird und der Zähler sowohl beim Auftreten einer Aussage 1,Meßfrequenz zu hoch?? als auch beim Auftreten einer Aussage "Meßfrequenz zu tief" als auch (spätestens) nach Ablauf einer vorgebbaren maximalen Meßperiode (Beobachtungsperiode) in eine der Aussage "Meßfrequenz richtig" cntsprechende Stellung zurückgestellt und in dieser kurzzeitig bis zum Eintreffen des nächsten Taktimpulses festgehalten wird.
Bei einem bekannten Stimmgerät wird das Überschreiten einer einstellbaren Frequenzablage in positiver oder in negativer Richtung Jeweils durch das Ansprechen einer von zwei Anzeigelampen "Frequenz zu hoch" bzw.
"Frequenz zu tief" angezeigt. Dieses bekannte Gerät hat den Nachteil, das es zur Bestimmung der Größe der Jeweiligen Frequenzablage eines umständlichen Umschaltens eines Empfindlichkeitsschalters und eines zeitraubenden mehrmaligen Beobachtens der in den jeweiligen Stellungen des Empfindlichkeitsschalters auftretenden Anzeige bedarf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei vorgegebener Toleranz der zu einer Ablageanzeige fElrenden Frequenzablage ohne Betätigung eines Empfindlichkeitsschalters und in einer einzigen Messung eine quantitative Aussage über die Größe und die Richtung der vorhandenen Frequenzablage zu geben. Sie erreicht dies durch die im kennzeichnenden Teil des Schutzanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen.
Eineunzweideutige Anzeige ergibt sich durch die im Anspruch 2 angegebene Maßnahme.
Die Erfindung betrifft auch eine Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens, bei der einerseits aus der Meßfrequenz (fm) mittels eines Impulsformers ein Nadelpuls (f'm) abgeleitet wird und andererseits ein Zahler mit p Stellungen (p >= )) ständig mit einer dem p-fachen der Sollfrequenz (ems) entsprechpnden Vergleichsfrequenz (fv = of ms) beaufschlagt wird, und daß eine erste bzw. eine zweite Koinziden schaltung zur Feststellung von Koinzidenzen zwischen den Taktimpulsen (fm) und Zählerstellungen vorgesehen ist, die vor bzw. nach derjenigen Zählerstellung (Ausgangsstellung) auftreten, mit der der Takt impuls (fm) bei Übereinstimmung der Sollfrequenz (ems) mit der Meßfrequenz (fm) ) koinzidiert, und daß beide Koinzidenzschaltungen bei ihrem Ansprechen ihnen Jeweils zugeordnete Anzeigeschaltungen "Meßfrequenz zu hoch" bzw.
"Meßfrequenz zu tief" direkt ansteuern und die Rückstellung des Zählers in seine Ausgangsstellung bewirken.
Die Erfindung besteht dabei darin, daß ein erster Ergebniszähler die Koinzidenzen Meßfrequenz zu hoch" und ein zweiter Ergebniszähler die Koinzidenzen "Meßfrequenz zu tief" zählt und daß jedem dieser Ergebniszähler eine besondere Gruppe von Anzeigeschaltungen zur Anzeige ihres Jeweiligen Zahlerstandes zugeordnet ist. Sie kann aber auch darin bestehen, daß ein gemeinsamer Ergebniszähler sowohl die Koinzidenzen "Meßfrequenz zu hoch" als auch die Koinzidenzen "Meßfrequenz zu tief" zählt und der Stand des Ergebniszählers zwei Gruppen von Anzeigeschaltungen zugeführt wird, von denen Jeweils eine Je nach der Stellung einer bistabilen, je nach der Art der auftretenden Koinzidenzen ("Meßfrequenz zu hoch" bzw.
"Meßfrequenz zu tief") gesetzten Kippschaltung aktiviert wird.
In beiden Fällen empfiehlt sich zur Erzielung einer alle Toleranzstufen der Anzeigeschaltungen gleichermaßen erfassenden Änderung der Anzeigeempfindlichkeit das im Anspruch 5 angegebene Mittel. Hierbei sind zur Änderung der Empfindlichkeit die im Anspruch 6 angegebenen Mittel vorteilhaft.
Zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 sind die im Anspruch 7 angegebenen Mittel zweckmäßig.
Mit den Mitteln des Anspruchs 8 ergibt sich bei großen Frequenzablageanzeigen/bei denen alle Anzeige schaltungen innerhalb einer Beobachtungsperiode mehrfach betätigt werden, durch das Entstehen eines mehr oder weniger schnell durchlaufenden Lämpchenmusters eine besonders aussagekräftige Anzeige.
Die Übersichtlichkeit der Anzeige wird durch die im Anspruch 12 angegebenen Mittel erhöht.
Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Blockschaltbildes eines Ausführungsbeispieles schematisch dargestellt.
Eine hohe Normalfrequenz f wird von einem festen Teiler 28 geteilt. Dieser gibt einen Puls mit der Folgefrequenz fv (Vergleichsfrequenz) an einen Zähler ab, der aus zwei als Binär zähler hintereinandergeschalteten Kippstufen 26,27 besteht. Der (Q-)Ausgang der höchstwertigen Kippstufe 27 ist mit dem "J"-Vorbereitungs-Eingang einer als "J-K-Flipflop" ausgeführten bistabilen Kippstufe 25 verbunden und der negierte (Q-)Ausgang der höchstwertigen Kippstufe 27 liegt an einen ersten Eingang einer UND-Schaltung 24', deren zweiter Eingang am (Q-)Ausgang der Kippstufe 26 liegt. Der Ausgang der UND-Schaltung 24' ist mit dem "J"-Eingang einer weiteren als J-K-Flipflop" ausgefuirten bistabilen Kippstufe 2 verbunden. Die (Q-)Ausgänge der bistahile,n Kippstufen 23,24 sind einerseits mit jeweils einem v wei konträr wirkenden Setzeingängen einer bistabilen Kippschaltung )8 und andererseits mit jeweils einem Eingang einer ersten ODER-Schaltung 39 verbunden, deren Ausgang sowohl mit einem ersten Eingang einer zweiten ODER-Schaltung Wtw? ?nt;akt hat als auch mit einer Fortschaltleitung 40. Die Fortschaltleitung 40 ist mit den Takteingängen der vier Stufen eines Schieberegister ausgebildeten gemeinsamen Ergeb.i zählers 45 verbunden, dessen Stufen aus D-Flipflops bestehen, deren (Q-)Ausgänge an Ergebnis-Abfrageleitungen 41,42,43,44 liegen.
Aus einer Meßfrequenz zum wird mittels eines Impulsformers 21 ein Nadelpuls abgeleitet, der die Takteingjnge der bistabilen Kippstufen 2) und 24 beaufschlagt und außerdem einen Frequenz-Teiler 36 speist, welcher ein mittels eines Umschalters 57 durch wahlweise Uberbrückung einzelner Teilerstufen )6aus 56b, 36c einstellbares Teilverhiltnis hat.
Der Schaltarm des Umschalters >7 ist einerseits mit Nullsetz-Eingängen des Ergebniszählers 45 und andererseits mit einem zweiten Eingang der ODER-Schaltung )9' verbunden, deren Ausgang mit Rückstell-Eingngen des festen Teilers 28, der Stufen des Zählers 26,27 und der bistabilen Kippstufen 23 und 24 verbunden ist.
Die am Schaltarm des Umschalters 37 auftretenden Impulse bestimmen eine Beobachtungsperiode (maximale Meßperiode), während der der Ergebniszihler 45 die Zustandsänderungen an den Q-Ausgängen der bistabilen Kippstufen 23 und 24 (übertragen von der Fortschaltleitung 4o) zählt, also die Anzahl der Meßrrequenzablage-Koinzidenzen von Impulsen der Meßfrequenz zum mit von "Soll"-Impulsen verschiedenen Impulsen der Vergleichsfrequenz fv (wobei jede Koinzidenz zu einer Rückstellung des festen Teilers 28 und des Zählers 26,27 geführt hat).
Mit der Einstellung des Umschalters 37; also der Bestimmung des Teilverhältnisses des Frequenzteilers 56, wlrd daher die Dauer der Beobachtungsperiode und damit die Empfindlichkeit der Anzeige der Meßfrequenz-Ablage bestimmt, und zwar die relative Empfindlichkeit bezogen auf die jeweLlige Meßfrequenz. Das Anzeigen der relativen Anzeige-Empfindlichkeit ist für ein Stimmgerät besonders zweckmäßig Die einzelnen Stellungen des Umschalters 57 lassen sich direkt mit dem relativen Frequenzablagemaß cent pro Lampe" beziffern.
Die Ergebnis-Abfrageleitungen 41,42,43,44 des Ergebniszählers 45 sind Jeweils mit einem ersten Eingang zweier zugehöriger, zu zwei verschiedenen Gruppen (Index a bzw. b) von Anzeigeschaltungen gehörigen UND-Schaltungen 51a bis 54a und 51b bis 54b verbunden. Die zweiten Eingänge der zur a-Gruppe gehörigen UND-Schaltungen 51a bis 54a liegen an einem (Q-)Ausgang der bistabilen Kippschaltung 38, während die zweiten Eingänge der zur b-Gruppe gehörigen UND-Schaltungen 51a bis 54b an einem negierten (Q-)Ausgang der bistabilen Kippschaltung 38 liegen Jede der UND-Schaltungen 51a bis 54a und 51b bis 54b speist eineQder Frequenzablage-Anzeigelämpchen 61a bis 64a und 61b bis 64b, wobei die Lampehen der a-Gruppe eine Frequenzablage "Meßfrequenz zu hoch" und die Lämpchen der b-Gruppe eine Frequenzablage "MeEfrequenz zu tief" anzeigen.
Die (Q-)Ausgänge der Stufen des gemeinsamlvn Ergebniszählers 45 sind jeweils mit einem Eingang einer vier Eingänge aufweisenden UND-Schaltung 56 verbunden, deren Ausgang ein Gutlämpohen 66 speist. Dieses leuchtet, solange sich der Ergebniszähler in einer Nullstellung befindet, d.h. solange er nach einer Nullsetzung keine Impulse über die Fortschaltleitung 40 erhalten hat. Die Frequenzablagelämpchen la bis 64a und 61b bis 64b sind in einem Abstand vom Gutlä pohen 66 angeordnet, der mit steigender Frequenzablage zunimmt, so daß der Benutzer eine einfache quantitative Ablageanzeige hat.
Die ersten drei Stufen (vorderer Teil 45') des Ergebniszählers 45 sind als Ringzähler rückgekoppelt, indem der Q-Ausgang 45a der dritten Stufe mit einem Dateneingang 45e der ersten Stufe verbunden ist. Dabei wird erreicht, daß mehr als vier während einer Beobachtungsperiode gezählte Koinzidenzen "MeB-frequenz zu hoch" oder "Meßfrequenz zu tief" nicht einfach zum statischen Leuchten aller Frequenzablage-Anzeigelampchen 61 bis 64 der entsprechenden Gruppe führen, sondern daß sich auch bei einer so hohen Frequenzablage eine dynamische Anzeige ergibt. Hierbei bewegen sich die Leuchtanzeigen von der Mitte (vom Gutlämpchen) aus weg, indem auf jeweils maximal 3 leuchtende Lämpchen erst ein, dann zwei, dann maximal drei dunkle Lämpchen folgen. Die Geschwindigkeit dieser sich zyklisch wiederholenden Bewegungen bildet ein Maß für die jeweilige Frequenzablage, das leicht erkennbar ist und eine obere Grenze erst bei der Verschmelzungsfrequenz des menschlichen Auges findet.
Daher kann der Benutzer auch bei einer am Umschalter 7 eingestellten hohen Empfindlichkeit, also bei einer geringen vorgegebenen Toleranz der zu einer Ablageanzeige führenden Frequenzablage trotz vorhandener hoher Frequenzablage eine ausreichende Aussage über die Größe und die Richtung der vorhandenen Frequenzablage erhalten, auch wenn er den (Empfindlichkeits)-Umschalter 37 nicht betätigt.

Claims

Schutzansprüche

1. Verfahren für den Vergleich einer vom Ton eines zu stimmenden Musikinstrumentes abgeleiteten Meßfrequenz mit einer an einem Stimmgerät einstellbaren Sollfrequenz, bei dem das eventuelle Abliegen der Meßfrequenz von der Sollfrequenz bzw. das Uberschreiten einer Toleranz der Ablage angezeigt- wird, wobei nach Patentanmeldung P 19 50 684.4-35 Koinzidenzen der Impulse eines die Meßfrequenz aufweisenden Taktpulses mit verschiedenen Zählerstellungen eines mit der p-fachen Sollfrequenz ständig beaufschlagten Zählers mit p Stellungen festgestellt werden (p ganzzahlig und => 3) und den der bei Übereinstimmung der Meß- mit der Sollfrequenz auftretenden Koinzidenz vorangehenden Koinzidenzen die Aussage "Meßfrequenz zu hoch" und den dieser Koinzidenz nachfolgenden Koinzidenzen die Aussage "Meßfrequenz zu tief" zugeordnet wird und der Zahler sowohl beim Auftreten einer Aussage "Meßfrequenz zu hoch" als auch beim Auftreten einer Aussage "Meßfrequenz zu tief" als auch (spätestens) nach Ablauf einer vorgebbaren maximalen Meßperiode (Beobachtungsperiode) in eine der Aussage Meßfrequenz richtig" entsprechende Stellung zurückgestellt und in dieser kurzzeitig bis zum Eintreffen des nachsten Taktimpulses festgehalten wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Anzahl der innerhalb jeder Beobachtungsperiode auftretenden Koinzidenzen "Meßfrequenz zu hoch" bzw.

"Meßfreque,nz zu tief" gezählt und jeweils getrennt quantitativ angezeigt und die Beobachtungsperiode durch Vervielfachen der Periode der Meßfrequenz gewonnen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß eine Anzeige "Frequenz richtig" ausgelöst wird, solange bei Ablauf der Beobachtungsperiode weder eine Koinzidenz 1,Frequenz zu hoch" noch eine Koinzidenz "Frequenz zu tief" auftritt.

3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, bei der einerseits aus der Meßfrequenz (fm) mittels eines Impulsformers ein-Nadelpuls (fm) abgeleitet wird und andererseits ein Zähler mit p Stellungen (p # )) ständig mit einer dem p-fachen der Sollfrequenz (f ) entsprechenden Vergleichsms frequenz (fv =Pfms) beaufschlagt wird, und daß eine erste bzw. eine zweite Koinzidenzschaltung zur Feststellung von Koinzidenzen zwischen den Taktimpulsen (f'm) und Zählerstellungen vorgesehen ist, die vor bzw. nach derjenigen Zahlerstellung (Ausgangsstellung) auftreten, mit der der Taktimpuls (f'm) bei Übereinstimmung der Sollfrequenz (ems) mit der Meßfrequenz (fm) i koinzidiert, und daß beide Koinzidenzschaltungen bei ihrem Ansprechen ihnen jeweils zugeordnete Anzeigeschaltungen Meßfrequenz zu hoch" bzw. "MeBfrequenz zu tief" direkt ansteuern und die Rückstellung des Zählers in seine Ausgangsstellung bewirken, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein erster Ergebnis zähler die Koinzidenzen "Meßfrequenz zu hoch" und ein zweiter Ergebniszähler die Koinzidenzen "Meßfrequenz zu tief" zählt und daß jedem dieser Ergebniszähler eine besondere Gruppe von Anzeigeschaltungen zur Anzeige ihres Jeweiligen Zählerstandes zugeordnet ist.

4. Schaltungs1lXordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, bei der einerseits aus der Meßfrequenz (fm) mittels eines Impulsformers ein Nadelpuls (fm) abgeleitet wird und andererseits ein Zähler mit p Stellungen (p - )) ständig mit einer dem p-fachen der Sollfrequenz (ems) entsprechenden Vergleichsfrequenz (fv = Pfms) beaufschlagt wird, und daß eine erste bzw. eine zweite Koinzidenzschaltung zur Feststellung von Koinzidenzen zwischen den Taktimpulsen (f'm) und Zählerstellungen vorgesehen ist, die vor bzw. nach der-Jenigen Zählersbellung (Ausgangsstellung) auftreten, mit der der Taktimpuls (f'm) bei Übereinstimmung der m Sollfrequenz (ems) mit der Meßfrequenz (fm) ) koinzidiert, und daß beide Koinzidenzschaltungen bei ihrem Ansprechen ihnen Jeweils zugeordnete Anzeigeschaltungen "Frequenz zu hoch" bzw. Frequenz zu tief" direkt ansteuern und die Rackstellung des Zählers in seine Ausgangsstellung bewirken, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein gemeinsamer Ergebniszähler (45) sowohl die Koinzidenzen "Meßfrequenz zu hoch" als auch die Koinzidenzen "Meßfrequenz zu tief" zählt und der Stand des Ergebniszählers (45) zwei Gruppen (a bzw. b) von Anzeigeschaltungen (51 a bis 54 a und 61a bis 64a bzw. 51b bis 54b und 6ibbis 64b) zugeführt wird> von denen jeweils eine Gruppe (a bzw. b) je nach der Stellung einer bistabilen, Je nach der Art der auftretenden Koinzidenzen ("Meßfrequenz zu hoch" bzw. "Meßfrequenz zu tief") gesetzten Kippschaltung (38) aktiviert wird.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Beobachtungsperiode durch von der Meßfrequenz mittels eines Frequenzteilers ()6) mit veränderbarem Teilverhältnis abgeleitete Impulse bestimmt wird.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der mit der Meßfrequenz beaufschlagte, der Bestimmung der Beobachtungsperiode dienende Frequenzteiler () ein durch wahlweise Überbrückung einzelner Stufen (3usa, )6b, 56c) einstellbares, der Bestimmung der Empfindlichkeit der Anzeige der Meßfrequenzablage dienendes Teilverhältnis hat.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder folgenden zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine logische UND-Schaltung mit den Stufen des Schieberegisters verbunden ist, die eine "Meßfrequenz richtig"-Anzeige aktiviert, solange der (bzw. die) Ergebniszähler keine Zählinformation tragt (bzw. tragen).

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7> d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der (die) Ergebniszähler (45) als Schieberegister ausgebildet ist (sind), dessen vorderer Teil zu einem Ringzähler rückgekoppelt ist.

). Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Stufen des Schieberegisters aus D-Flipflops bestehen und ein(Q->usgang (45a) einer letzten Stufe des ersten Teils (45') des Schieberegisters mit dem Dateneingang (4je) der ersten Stufe des Schieberegisters ( ) verbunden ist.

D. Stimmgerät zur Anzeige der Ablage bzw. der Toleranzüberschreitung der Ablage einer von einem Ton eines zu stimmenden Musikinstrumentes abgeleiteten Meßfrequenz von einer am Stimmgerät einstellbaren Sollfrequenz, mit einem Gehäuse oder an einem über ein Kabel von dem Gehäuse des Stimmgerät es räumlich absetzbaren zweiten Gehäuse angeordneten Anzeigevorrichtung, die ein Lämpchen zur Anzeige einer positiven und ein Lämpchen zur Anzeige einer negativen Frequenzablage bzw. Toleranzüberschreitung der Frequenzablage besitzt, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Anzeigevorrichtung ein weiteres Lämpchen (66) zur Anzeige der Übereinstimmung der Frequenz (f'm) des Tones mit der Sollfrequenz (fms) hat. ("Gutlnmpohen").

11. Stimmgerät nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Anzeigevorrichtung (51a bis 54a und 61a bis 64a bzw. 51b bis 54b und 61b bis 64b) mehrere Lämpchen (51a bis 54a) zur Anzeige positiver und mehrere Lämpchen (51b bis 54b) zur Anzeige negativer, sich betragsmäßig unterscheidender Frequenzablagen bzw. Toleranzüberschreitungen der Frequenzablage hat.

12. Stimmgerät nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Lämpchen (51a bis 54a und 51b bis 54b) für die Anzeige positiver und negativer Frequenzablagen bzw. Toleranzüberschreitung symmetrisch zum Gut Gutlmpchen (66) und in einem Abstand von diesem angeordnet sind, der mit steigender Frequenzablage zunimmt.