DE2210234A1

DE2210234A1 - Tongenerator fur elektrische Musik instrumente

Info

Publication number: DE2210234A1
Application number: DE19722210234
Authority: DE
Inventors: Yasunon Hamamatsu Shi zuoka Mochida (Japan)
Original assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Priority date: 1971-03-05
Filing date: 1972-03-03
Publication date: 1972-09-21
Also published as: JPS5033156Y2; GB1374539A; JPS4711223U

Description

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NIPPON GAKKI SEIZO KABUSHIKI KAISHA, Shizuoka-Ken, Japan

Tongenerator für elektrische Musikinstrumente

Die Erfindung bezieht sich auf einen Tongenerator für elektrische Musikinstrumente mit einem Steueroszillator und mehreren dem Oszillator nachgeschalteten Frequenzteilerschaltungen aus jeweils mehreren Zählstufen, die die Ausgangsfrequenz des Steueroszillators durch je eine ganze Zahl in eine einer zugeordneten Note entsprechende Frequenz teilen.

Bei einem solchen Tongenerator v/erden beispielsweise die in der Tabelle 1 zusammengestellten theoretischen Frequenzen fo erzeugt, die den zwölf Noten C, C*, B der höchsten Oktave eines elektronischen Musikinstruments entsprechen. Die Töne der nachfolgenden Oktaven werden dadurch erzeugt, daß die Töne der höchsten Oktave aufeinanderfolgend von 1/2-Frequenzteilern halbiert werden.

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Tabelle 1

Note	C	C^#	D	D^ j E I j	1318,5	F	F*	G	G*	A	A*	B
Freauenz fo (Hz)	1046,5	1108,7	1174,7	1244,5		1396,9	1480,0	1568,0	1661,2	1760,0	1864,7	1975,5

Da jedoch bei einem Tongenerator der genannten Art die Frequenzteilerverhältnisse der Frequenzteilerschaltungen ganze Zahlen sind, weisen die tatsächlich erzeugten Frequenzen f für die Töne gegenüber den theoretischen Frequenzen fo Frequenzfehler auf. Versucht man, diese Frequenzfehler zu vermindern, gelangt man in den Frequenzteilerschaltungen zu einer größeren Anzahl von Binärzählerstufen bzw. einer größeren Bit-Anzahl pro Zählerstufe. Dies führt zu einem äußerst kompliziert aufgebauten Tongenerator, dessen Herstellungskosten hoch sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tongenerator zu schaffen, der trotz kleinerer Frequenzfehler der erzeugten Noten mit einer geringeren Anzahl von Schaltungselementen auskommt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der eingangs beschriebene Tongenerator nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die in den Frequenzteilerschaltungen enthaltenen Zählerstufen besondere Frequenzteilerverhältnisse aufweisen, die in Faktoren zerlegt sind, von denen einige mehreren Noten gemeinsam sind, und daß die Zähler stufen derart angeordnet si'nd, daß einige von ihnen entsprechend <■■ .erlegten gemeinsamen Faktoren einigen Noten gemeinsam sind.

BAD ORIGINAL

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Dadurch daß einige der Frequenzteiler- oder Zählerstufen, bei denen es sich um Binärzähler mit Rückführungen handeln kann, mehreren Frequenzteilerschaltungen gemeinsam sind, kommt man insgesamt bei kleineren Frequenzfehlern mit einer geringeren Anzahl von Frequenzteilerstufen aus.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand einer Figur beschrieben.

Die Figur zeigt das Blockschaltbild eines nach der Erfindung aufgebauten Tongenerators.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel entsprechen die theo-

retischen Frequenzen fo den Noten C, C , B und haben die

in der Tabelle 1 angegebenen Werte, nämlich 1046,5, 1108,7, .... 1975,5 Hz.

In diesem Fall wird die Schwingungsfrequenz eines Steueroszillators M mit 471,98 kHz gewählt. Die Ausgangsfrequenz dieses Steueroszillators M wird Frequenzteilerschaltungen N zugeführt.

Die Frequenzteilerverhältnisse der Frequenzteilerschaltungen

werden entsprechend den Noten C, C B zu 451, 426, ....

239 gewählt, so daß an Ausgangsklemmen TC, TC , TB, die

it

den Noten C, C , .... B zugeordnet sind, die Frequenzen f von

1046,5, 1107,9, 1974,8 Hz auftreten, die in bezug auf die

Frequenzen fo einen Fehler von +0,04, -1,26, -1,13 Cent

aufweisen, wie es in der Tabelle 2 dargestellt ist.

Der Tabelle 2 kann man entnehmen, daß die Fehler der Frequenzen f einen Fehlerbereich von 3,08 überdecken. Ein solcher Fehlerbereichswert ist für das menschliche Ohr noch nicht störend.

Die den einzelnen Noten zugeordneten Frequenzteilerverhältnisse der Frequenzteilerschaltungen N können in Faktoren zerlegt werden, wie es in der dritten Spalte der Tabelle 2 dargestellt ist. Wie man sieht, enthalten die Frequenzteilerverhältnisse, die den Noten C , G , D, A, F und E zugeordnet sind, den gemeinsamen

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Faktor 2. Die Frequenzteilerverhältnisse, die den Noten C und G zugeordnet sind, enthalten den gemeinsamen Faktor 71. Die den Noten D und A zugeordneten Frequenzteilerverhältnisse enthalten den gemeinsamen Faktor 67. Schließlich enthalten die den Noten A , F^ und C zugeordneten Frequenzteilerverhältnisse den gemeinsamen Faktor 11.

Tabelle 2

Note	Frequenz teiler verhältnis	Zerlegung in Faktoren	X	41	3	f(Hz)	Fehler (Cent)
C	451	11	X	71 χ	3	1046,5	+0,04
C*	426	2	X	67 x		1107,9	-1,26
D	402	2				1174,1	-0,92
D*	379	379	X	179		1245,3	+1,34
E	358	2	X	169		1318,4	-0,19
F	338	2	X	29		1396,4	-0,82
F*	319	11			2	1479,6	-0,65
G	301	301	X	71 χ	2	1568,1	+0,11
G*	284	2	X	67 χ		1661,7	+1,12
A	268	2	X	23		1761,1	+1,82
A^	253	11			1865,6	+1,44
B	239	239		1974,8	-1,13

Die Frequenzteilerschaltungen N enthalten verschiedenartige Frequenzteilerstufen, die jeweils einem gemeinsamen Faktor der in der Fig. 2 enthaltenen Frequenzteilerverhältnisse zugeordnet sind. Eine gewisse Anzahl der Frequenzteilerstufen, die den gemeinsamen Faktoren von einigen Frequenzteilerschaltungen zugeordnet sind, sind in Reihe hintereinander geschaltet, und ihnen folgt jeweils eine Frequenzteilerstufe, die der Primzahl des betreffenden Frequenzteilerverhältnisses zugeordnet ist.

In der Frequenzteilerschaltung, die beispielsweise zum Erzeugen der Frequenz der Note C^ dient, befindet sich eine 1/2-Frequenz-

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teilerstufe, die sechs Noten gemeinsam ist, eine 1/71-Frequenzteilerstufe, die zwei Noten gemeinsam ist, und eine 1/3—(Primzahl) -Frequenzteilerstufe, die mit den anderen in Reihe geschaltet ist. In der Frequenzteilerschaltung für die Note D befindet sich eine gemeinsame 1/2-Frequenzteilerstufe, eine gemeinsame 1/67-Frequenzteilerstufe und eine 1/3-Frequenzteilerstufe, die mit den anderen in Reihe geschaltet ist. Aufgrund der dargestellten und beschriebenen Anordnung treten an den

-λ

Ausgangsklemmen TC, TC , .... TB Töne auf, deren Frequenzen f den Noten C, C , .... B zugeordnet sind.

Da in den oben beschriebenen Frequenzteilerschaltungen für mehrere Noten gemeinsame Frequenzteilerstufen verwendet werden, nimmt die gesamte Bit-Anzahl (Summe von m) von Binärzählern, die Rückführwege aufweisen, um die gewünschten ganzen Zahlen η zu liefern, in allen Frequenzteilerschaltungen N einen minimalen Wert an.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erforderliche Bit-Anzahl m jeder Frequenzteilerstufe über dem zugeordneten Block dargestellt. Die gesamte Bit-Anzahl, die zum Erzeugen der zwölf Noten in allen Frequenzteilerschaltungen erforderlich ist, wird infolge des erfindungsgemäßen Aufbaus auf 83 Bits vermindert.

Im allgemeinen dürfte es zweckmäßig sein, die Frequenzteilerschaltungen in einer integrierten Schaltung zusammenzufassen. Unter Berücksichtigung der gegenwärtigen integrierten Schaltungstechnik ist jedoch der Herstellungswirkungsgrad von integrierten Schaltungen mit einer großen Anzahl von Binärzählern in einem monolithischen Körper noch nicht ausreichend hoch. Wenn man daher die oben beschriebenen Frequenzteilerschaltungen verwirklicht, ist es zweckmäßig eine erste Gruppe von Schaltungen, die die Noten C , G , D,A, F und E erzeugen, zu einer Packung oder einer Baugruppe N₁ zusammenzufassen, deren Binärzähler insgesamt 37 Bits umfassen. In entsprechender Weise werden die Frequenzteilerschaltungen zum Erzeugen der Noten A ,

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F , C, G, D und B in einer anderen Packung N₂ zusammengefaßt, deren Binärzähler sechsundvierzig Bits umfassen.

Gemäß der Lehre nach der Erfindung ist es somit möglich, .,..'.en Tongenerator zu schaffen, der bei einem sehr kleinen Frequenzfehlerbereich mit einer minimalen Anzahl von Binärzählerstufen auskommt.

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Claims

Patentansprüche

Tongenerator für elektronische Musikinstrumente mit einem Steueroszillator und mehreren dem Oszillator nachgeschalteten Frequenzteilerschaltungen aus jeweils mehreren Zählerstufen, die die Ausgangsfrequenz des Steueroszillators durch je eine ganze Zahl in eine einer zugeordneten Note entsprechende Frequenz teilen,

dadurch gekennzeichnet, daß die in den Frequenzteilerschaltungen enthaltenen Zählerstufen besondere Frequenzteilerverhältnisse aufweisen, die in Faktoren zerlegt sind, von denen einige mehreren Noten gemeinsam sind, und daß die Zählerstufen derart angeordnet sind, daß einige von ihnen entsprechend den zerlegten gemeinsamen Faktoren einigen Noten gemeinsam sind.
2. Tongenerator nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Frequenzteilerschaltungen die zwölf Noten C, C% D, D* E, F, F^, G, G^, A, A^ und B der höchsten Oktave eines elektronischen Musikinstruments erzeugen.
3. Tongenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsfrequenz des Steueroszillators 471,98 kHz beträgt und daß die Frequenzteilerverhältnisse der Frequenzteilerschaltungen zum Erzeugen der Noten ganze Zahlen sind, die gemäß der Tabelle 2 in Faktoren zerlegt werden können.
4. Tongenerator nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß gemeinsame Faktoren von den ganzen Zahlen den Frequenzteilerverhältnissen von einigen der Zählerstufen entsprechen, die einigen Frequenzteilerschaltungen gemeinsam sind.

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