DE2321698C3

DE2321698C3 - Tongenerator für elektronische Musikinstrumente

Info

Publication number: DE2321698C3
Application number: DE19732321698
Authority: DE
Inventors: Wilfried Werner Dipl.-Ing. Gehrig; Dieter Holzmann; Marijan Dipl.-Ing. Lorkovic
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1973-04-28
Filing date: 1973-04-28
Publication date: 1979-08-16
Also published as: DE2321698A1; DE2321698B2; JPS5015534A; IT1045727B; NL7405409A; GB1431134A

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung des Tongenerators für elektronische Musikinstrumente nach dem Hauptpatent 21 27 006. Mit dem Tongenerator nach dem Hauptpatent ist es möglich, die zwölf wohltemperierten Halbtöne der höchsten Oktave eines Musikinstrumentes von der konstanten Frequenz eines impulsgciicratcrs mittels je einem Frequenzteiler pro Halbton abzuleiten, wobei die Frequenzteiler von vier untereinander drei Halbtöne auseinanderliegenden Tönen zu einer Gruppe zusammengefaßt sind. Dabei wird die erste Gruppe vom Impulsgenerator direkt angesteuert, während der zweiten Gruppe ein Fre- M quenzteiler, dessen rationaler Teilerfaktor den Ausdruck ^]¹S hinreichend genau annähert, vorgeschaltet und der dritten Gruppe ein Frequenzteiler, dessen rationaler Teilerfaktor den Ausdruckf^/l)² hinreichend genau annähert, vorgeschaltet ist. «

Bei der Anordnung nach dem Hauptpatent dient als Eingangssignal der einzelnen Frequenzteiler jeder Gruppe jeweils das Ausgangssignal des vorhergehenden Frequenzteilers der Gruppe. Weil die irrationale Zahl ^2 oder deren Potenzen durch einen rationalen fen Teilerfaktor nach dem Impulsausblendprinzip angenähert werden, summieren sich die in den einzelnen Frequenzteilern einer Gruppe entstehenden Frequenzschwankungen.

Wie Untersuchungen gezeigt haben, sind diese b5 statistisch verteilten Frequenzschwankungen oder -Sprünge am Ausgang des letzten Frequenzteilers jeder Gruppe (im Englischen als »jitter« bezeichnet) zwar noch so gering, daß sie das musikalische Empfinden nicht stören, jedoch hat sich gezeigt, daß bei elektronischen Musikinstrumenten mit. klangformenden Zusatzeinrichtungen durch diese Frequenzfehler störende Nebenfrequenzen entstehen können. Es ist daher erforderlich, die erwähnten statistisch verteilten Frequenzschwankungen möglichst klein zu halten.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, den Tongenerator für elektronische Musikinstrumente nach dem Hauptpatent so zu verbessern, daß die statistisch verteilten Frequenzschwankungen reduziert werden. Diese Aufgabe wird von der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung gelöst

Die Erzeugung der zwölf Halbtöne einer Oktave mittels ganzzahliger Frequenzteiler ist zwar bei elektronsichen Musikinstrumenten schon lange bekannt (vgl. beispielsweise die deutschen Offenlegungsschriften 21 26 837 und 22 10 233). Die Erfindung besteht daher in der Kombination der aus dem Hauptpatent bekannten Aufteilung in Vierergruppen mit den entsprechenden vorgeschalteten und nach dem Impulsausblendprinzip arbeitenden Frequenzteilern und der parallel an der jeweiligen Eingangsfrequenz betriebenen ganzzahligen Frequenzteiler.

Die Erfindung wird nun anhand des in der Figur der Zeichnung dargestellten Schaltbildes eines Ausführungsbeispieles näher erläutert Der Tongenerator nach der Figur wird von dem Impulsgenerator G konstanter Frequenz f_g gespeist die in die zwölf Halbtöne der obersten Oktave des Musikinstruments aufgeteilt werden soll und die zur Festlegung der Tonhöhe in bestimmten Grenzen zum Stimmen des Musikinstruments veränderlich sein kann, jedoch beim Spielen des Musikinstruments konstant bleibt. Die Figur zeigt ferner drei Gruppen von jeweils vier an ihren Eingängen parallelgeschalteten Frequenzteilern, von denen der erste durch die ganze Zahl 280, der zweite durch die ganze Zahl 333, der dritte durch die ganze Zahl 396 und der vierte durch die ganze Zahl 471 teilt Die an den Ausgängen dieser ganzzahligen Frequenzteiler entstehenden Frequenzen liegen innerhalb einer Gruppe um drei Halbtöne, also um eine kleine Terz, auseinander.

Der in der Figur links gezeigten Gruppe aus vier ganzzahligen Frequenzteilern ist ein Frequenzteiler vorgeschaltet, dessen rationaler Teilerfaktor der. Ausdruck ('(/~2)² hinreichend genau annähen, wofür sich der im Hauptpatent angegebene Teilerfaktor 55/49 bewährt hat.

Die nach der Figur in der Mitte gezeigte Gruppe aus ganzzahligen Frequenzteilern wird vom Impulsgenerator G direkt angesteuert, während die in der Figur rechts gezeigte Gruppe von vier ganzzahligen Frequenzteilern vom impulsgenerator G unter Zwischenschaltung eines Frequenzteilers betrieben wird, dessen rationaler Teilerfaktor den Ausdruck ¹^I hinreichend genau annähert. Hierfür hat sich der im Hauptpatent angegebene Teilerfaktor 196/185 ebenfalls bewährt.

Zur Erzeugung der zwölf Halbtöne der fünfgestrichenen Oktave entsprechend den in der Figur angegebenen Halbtönen benötigt man für einen Kammerton von 440 Hz eine Frequenz f_g des Frequenzgenerators von 2 344 160 Hz.

Als besonders günstig haben sich folgende ganzzahligen Teilerfaktoren für die Frequenzteiler einer Gruppe erwiesen: 280, 333, 396 und 471. Die Verwendung ganzzahliger Frequenzteiler erbringt außer der Verminderung der obenerwähnten statistisch verteilten Frequenzschwankungen auch eine Vereinfachung hinsieht-

lieh der Schaltungstechnik der einzelnen Frequenzteilerstufen, obwohl aufgrund der für solche Tongeneratoren sich anbietenden monolithisch integrierten Schaltungstechnik die Anzahl der Einzelelemente eine untergeordnete Rolle spielt Jedenfalls sind ganzzahlige Frequenzteiler in einfacher Weise durch Binärzähler etc. realisierbar.

Die angegebenen ganzzahligen Teilerfaktoren ergeben eine bei etwa ±0,l%o liegende Frequenzabweichung des erzeugten Halbtons vom genauen rechnerischen Wert Die Wahl fiel auf diese Faktoren auch deshalb, weil sich damit eine in der Größenordnung von wenigen MHz liegenden Generavorfrequenz ergibt, deren Weiterverarbeitung in den einzelnen Frequenzteilerstufen keine schaltungstechnischen und halbleitertechnologischen Schwierigkeiten bereitet

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Tongenerator für elektronische Musikinstrumente zum elektronischen Ableiten der zwölf wohltemperierten Halbtöne der höchsten Oktave eines Musikinstrumentes von der konstanten Frequenz eines Impulsgenerators mittels je einem Frequenzteiler pro Halbton, wobei nach Patent 21 27 006 die Frequenzteiler von vier untereinander drei Halbtöne auseinanderliegenden Tönen zu einer Gruppe zusammengefaßt sind, die erste Gruppe vom Impulsgenerator direkt angesteuert ist, der zweiten Gruppe ein Frequenzteiler, dessen rationaler Teilerfaktor den Ausdruck ήά hinreichend genau annähert, vorgeschaltet und der dritten Gruppe ein Frequenzteiler^desser. rationaler Teilerfaktcr den Ausdruck ι 'η/5)² hinreichend genau annähert, vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge der vier Frequenzteiler der ersten Gruppe mit dem Impulsgenerator, die Eingänge der vier Frequenzteiler der zweiten Gruppe mit dem Ausgang des durch ^u\/2 teilenden Frequenzteilers und die Eingänge der dritten Gruppe mit dem Ausgang des durch (^yl^teilenden Frequenzteilers verbunden sind und daß die vier Frequenzteiler jeder Gruppe durch eine ganze Zahl teilen.

2. Tongenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Frequenzteiler jeder jo Gruppe durch 280, der zweite Frequenzteiler jeder Gruppe durch 333, der dritte Frequenzteiler jeder Gruppe durch 396 und der vierte Frequenzteiler jeder Gruppe durch 471 teilt.

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