DE2322295C2 - Abstimmhilfe für Musikinstrumente und Verfahren zum Abstimmen von Tonerzeugern eines Musikinstruments, insbesondere eines Klaviers - Google Patents

Description

d) eine Oktave als temperierte Oktave ausgewählt wird, daß

e) jeder der Tonerzeuger in der temperierten Oktave auf die entsprechende Abstimmfrequenz abgestimmt wird, die beim Abstimmen des weiteren Tonerzeugers bestimmt wird, und daß

f) jeder Tonerzeuger außerhalb der temperierten Oktave abgestimmt wird, wobei bei jeder weiteren Abstimmstufe

1. der entsprechende abzustimmende Tonerzeuger zur Abgabe eines Tons erregt wird und

2. die Frequenzeinstellmittel entsprechend dem Tonerzeuger, der abgestimmt wird, eingestellt werden, bis die Abstimmhilfe anzeigt, daß der Ton eine Oktaven-Abstimmfrequenz hat, welche einem Teilton eines abgestimmten Tonerzeugers in einer Oktavenbeziehung zu dem Tonerzeuger entspricht, der abgestimmt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzabweichung, die bei der Abstimmung von Tonerzeugern in der temperierten Oktave benutzt wird, durch eine im wesentlichen lineare Verteilung der gemessenen Dehnung über die temperierte Oktave erhalten wird.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abstimmhilfe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.

Gewöhnlich hört derjenige, der ein Instrument stimmt, auf einen Bezugston und paßt das Musikinstru-

ment so lange an, bis dessen Ton mit dem Bezugston übereinzustimmen scheint. Bewußt oder unbewußt wird hierbei ein Ton auf eine Nullschwebung mit dem Bezugston im allgemeinen bei einer Harmonischen einer von beiden oder beider Töne abgestimmt.

Diese Art der Stimmung ist möglich, da eine diatonische Skala auf mathematischen Beziehungen und Verhältnissen beruht. In der Praxis fallen aber Klaviere und andere Saiteninstrumente nicht unter diese mathematischen Regeln und Verhältnisse. Durch einen vorgegebenen Ton erzeugte harmonische Oberwellen sind mehr als nur ganzzahlige Vielfache der Grundwelle. Diese als »Dehnung oder Streckung« bezeichnete Abweichung kann als Differenz zwischen der gemessenen und der theoretischen zweiten Harmonischen eines Tones ermittelt werden. Dieses »Dehnen oder Strecken« ist von erheblicher Bedeutung. Bei einem Klavier oder Piano beispielsweise beträgt der zweite harmonische Ton einer Saite im Durchschnitt das 2,002- bis 2,006fache der Grundfrequenz. Wenn daher die Grundtöne mathematisch abgestimmt werden, bewirkt das »Dehnen oder Strecken«, daß ein Klavier oder Piano wie nicht gestimmt klingt.

Aus diesem Grund müssen daher Klaviere, Pianos und ähnliche Instrumente auf andere Weise gestimmt werden. Die allgemein übliche Einstellung ist ein kompliziertes, wiederholt durchzuführendes Verfahren, bei dem der Klavierstimmer versucht, die Fehler schrittweise auf ein Minimum herabzusetzen. Grundsätzlich beginnt der Klavierstimmer damit, das Klavier oder Piano in der sogenannten »Temperatur- oder temperierten Oktave« durch Einstellen eines ersten Tones auf eine Bezugsfrequenz zu stimmen. Hiernach stimmt er die restlichen Töne in der »temperierten Oktave« dadurch ab, daß er auf die Harmonischen oder Oberwellen der dritten, vierten und fünften Intervalle hört. Durch gleichzeitiges Anschlagen eines dritten Intervalls mit einem vorher gestimmten tieferen Ton stimmt der Klavierstimmer den höheren Ton ab, während er auf die Schwebung zwischen der fünften Harmonischen des tiefeien Tons und der vierten Harmonischen des höheren Tons hört. Er nimmt an, daß die richtige Beziehung vorhanden ist. wenn er eine vorbestimmte Schwebungsfrequcnz erhält.

Durch Hören auf diese Harmonischen oder Oberwellen werden die Fehler der Grundwellenfrequenz gemindert, weil die Harmonischen jeden Fehler in Form von vorhandenen Frequenzunterschieden vervielfachen. Ein Fehler von 4 Hz bei der vierten Oberwelle stellt somit einen Fehler von nur 1 Hz bei der Grundwelle dar. Auch werden die Harmonischen oder Oberwellen zum Ausgleichen der sogenannten »Dehnung oder Streckung« bei Klavieren oder Pianos benutzt. Dieses Verfahren ist aber nicht genau, und der Klavierstimmer prüft im allgemeinen die »temperierte Oktave« dadurch, daß er die verschiedenen Intervalle wieder »zurückstimmt«, um dadurch die Stimmfehler auf ein Minimum herabzusetzen.

Sobald der Klavierstimmer die »temperierte Oktave« abgeschlossen hat, stimmt er die anderen Töne durch Vergleich von Oberwellen, während er Oktavintervalle spielt Hierbei kann er während er die Saitenspannung eines höheren Tones einstellt, beispielsweise auf die Schwebung zwischen der vierten Harmonischen eines tieferen gestimmten Tons und der zweiten Harmonisehen des höheren Tons hören. Tiefere Töne werden auf ähnliche Weise eingestellt, obwohl hierzu nicht unbedingt Oktavintervalle erforderlich sind.

Für jeden Ton eines Klaviers oder Pianos sind zwei oder drei Saiten erforderlich. Während des vorbeschriebenen Verfahrens dämpft der Klavierstimmer die Saiten so, daß jeweils nur eine Saite erklingt, wenn alle dem Ton zugeordneten Saiten mit einem Hammer angeschlagen werden. Nach Durchführung des Stimmvorgangs muß der Klavierstimmer die anderen Saiten für jeden Ton stimmen, indem er entweder die Grundwellenfrequenzen von zwei einem vorgegebenen Ton zugeordneten Saiten oder die Grundwelle eines Tons und eine Oberwelle eines eine Oktav entferntliegenden anderen Tons miteinander vergleicht.

Bei diesem Stimmvorgang muß jedoch ein Ton lange genug anhalten, damit der Klavierstimmer die Schwebungsfrequenz feststellen kann. Je länger daher das Intervall ist, während dessen der Ton anhält, um so genauer kann der Klavierstimmer die Schwebungsfrequenz ermitteln. Beim Stimmen erklingt jeder angeschlagene Ton so lange, bis er auf natürliche Weise verschwunden ist oder bis die Taste losgelassen wird. Bei dem »Erlöschen oder Verschwinden« eines Tons kann dieser nicht länger mehr gehört werden. Im Baßtonbereich führt dies zu keiner großen Schwierigkeit. Wenn aber die Frequenz höher wird, nimmt die Zeit, während der der Klavierstimmer den Ton hört, ab. Daher kann er die Schwebungstöne im Bereich höherer Tonlagen nicht mit der gleichen Genauigkeit bestimmen.

Im Baßtonbereich wird aber die Schwebungsfrequenz sehr niedrig. Beispielsweise beträgt die Frequenzdifferenz zwischen zwei vollen bzw. ganzen Tönen am unteren Ende eines Pianos oder Klaviers kleiner als 3 Hz. Die erforderliche Schwebungsfrequenz ist bei einem Halbton ein kleiner Prozentsatz dieses Unterschiedes und ist somit kleiner als 1 Hz. Es ist daher sehr schwierig, diese Schwebungsfrequenz zu erkennen.

Obwohl es verschiedene Abstimmhilfen gibt, hat keine von ihnen eine große Verbreitung gefunden. Bei einer dieser Abstimmhilfen wird mittels eines Hochfrequenzoszillators ein Ausgangstaktsignal bei einer ausgewählten Frequenz erzeugt. Eine Reihe von Frequenzteilern und ein Oktavwählschalter schaffen eine Einrichtung zur Erzeugung eines Bezugssignals bei einer ausgewählten subharmonischen Frequenz. In der Abstimmhilto wird dann dieses Bezugssigna! und ein den zu stimmenden Ton darstellendes tonfrequentes Signal vereinigt, um entweder einen hörbaren Schwebungston zu erzeugen oder um einen Zeiger auf einem Anzeigeinstrument auszulenken. Leder verlieren diese Abstimmhilfen an Genauigkeit, wenn der gestimmte Ton in den Frequenzbereich des Bezugssignals kommt. Bei Abnahme der Schwebungsfrequenz unter 20 Hz wird der sonst hörbare Schwebungston unhörbar. Entsprechend wird beim Anzeigemeßgerät ein Frequenz-Strom-Umsetzer verwendet, so daß der Stromwert bei einer Nullschwebung auf Null zurückgeht. Wenn sich der Strom null nähen, wird auch die sichtbare Anzeige weniger genau. Beide Arten der Wiedergabe bzw. Anzeige verlieren gerade dann sehr an Genauigkeit, wenn diese am meisten erforderlich ist.

Bei einer anderen Einrichtung bringt der Klavierstimmer einen piezoelektrischen Wandler an einer bestimmten einzelnen Saite oder am Klang- bzw. Resonanzboden an, um ein entsprechendes elektrisches Signal zu erzeugen, das an die vertikalen Ablenkplatten einer Kathodenstrahlröhre angelegt wird. Ein Wählschalter, ein quarzgesteuerter Oszillator und eine Reihe von Frequenzteilerstufen erzeugen ein ausgewähltes Bezugssignal, das die horizontalen Ablenkplatten der Röhre er-

regt. Bei Anwendung dieser Schaltungsanordnung ist offensichtlich irrtümlicherweise von der Annahme ausgegangen worden, daß ein Klavier oder Piano eine konstante und sich wiederholende Wellenform erzeugt. In Wirklichkeit erzeugt eine Klaviersaite aber eine äußerst komplizierte Wellenform mit einer Grundwelle und »harmonischen« Komponenten mit oft der gleichen Amplitude, die aber gerinfügig gegeneinander verstimmt sind. Ferner sind viele der harmonischen Frequenzen in der Amplitude nicht unbedingt konstant, da eine Saite auf viele Arten schwingt, die jeweils eine eigene Dämpfungskonstante aufweisen. Diese Faktoren bewirken aber, daß sich die Wellenform ständig ändert, so daß es schwierig ist, eine optische oder akustische Wiedergabe richtig zu interpretieren.

Eine weitere Schwierigkeit stellt das dynamische Verhalten dar. Anfangs reicht die Amplitude des Signals aus, um die Anzeige auf dem Bildschirm auszusteuern. Beim Schwächerwerden des Tons fällt aber das Eingangssignal an den vertikalen Ablenkplatten unter den für eine brauchbare Anzeige erforderlichen minimalen Wert. Eine naheliegende Lösung besteht dann darin, einen veränderlichen Verstärker einzubauen, um das Ausgangssignal auf einem konstanten Wert zu halten. Eine Schaltung aber, die zufriedenstellende Ergebnisse über einen großen Bereich von Zuständen und Wellenformen schafft, die das Klavier erzeugt, ist in der Praxis schwer zu realisieren. Wenn die veränderliche Verstärkerschaltung tatsächlich genau auf den Abklingvorgang bzw. auf das Ausschwingen abgestimmt ist, kann sie der Wellenform folgen und ein Gleichstrom-Ausgangssignal schaffen. Diese Lösung ist daher insbesondere im Hinblick auf die nichtlinearen Parameter und Zustände sowie auf das für eine ablesbare Anzeige zur Verfügung stehende kurze Intervall praktisch nicht durchführbar. Aufgrund des wirksamen dynamischen Bereichs wird das Stimmen vielmehr noch umständlicher, da das Einstellen einer Saite bei gleichzeitigem Überwachen der Anzeige bzw. des Schirmbildes sehr schwierig ist.

Bei einer anderen Abstimmhilfe wird ein tonfrequentes Signal eines Klaviers empfangen und in ein entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt, um die Strahlaustast- oder Z-Achsenschaltung einer Kathodenstrahlröhre zu erregen. Ein Kreisgenerator erregt die in der X- und K-Achse angeordneten Ablenkplatten mit einer Bezugsfrequenz, so daß der Elektronenstrahl einen Kreis auf dem Bildschirm beschreibt. Wenn sich dann ein Ton in Resonanz mit der Bezugsfrequenz befindet, tastet das Tonsignal den Elektronenstrahl während desselben Teils jeder Umdrehung aus und ein, wodurch ein bogenförmiges Segment dargestellt wird. Ein zweitharmonisches Eingangssignal erzeugt zwei derartiger bogenförmiger Segmente; ein drittharmonisches Eingangssignal erzeugt drei Segmente, usw. Wenn ein vorgegebener Ton nicht genau mit der Bezugsfrequenz übereinstimmt, rotieren die Segmente. Die Drehrichtung zeigt an, ob der Ton zu hoch oder zu niedrig ist. während die Drehzahl die Größe der Frequenzdifferenz angibt. Da die Töne im oberen Tastenbereich eine Anzeige mit einer Vielzahl von Segmenten erzeugen, werden die Abstände bzw. Zwischenräume zwischen benachbarten Sektoren kleiner, und die absolute Frequenzabweichung, die eine dauernde Anzeige erzeugt, nimmt ab. Weiterhin erzeugt das abwechselnde Austasten und Sichtbarmachen bzw. Hellsteuern des Strahls ein verschwommenes und unbestimmtes Segmentende auf dem Bildschirm. Wenn die Frequenzabweichung klein äst, wird es aufgrund des verschwommenden Segmentendes schwierig zu bestimmen, ob sich die Ränder der Strahlen bewegen. Wenn Töne im unteren Bereich des Klaviers oder Pianos gestimmt werden, muß der Klavierstimmer versuchen abzustimmen, während die Abstimmhilfe auf Harmonische bzw. Oberwellen ansprechen, da Subharmonische der Bezugsfrequenz volle Kreise auf dem Bildschirm erzeugen.

Anscheinend besteht auch ein anderer Grund, weswegen berufsmäßige Klavierstimmer nur ungern die bekannten Abstimmhilfen anwenden, darin, daß jedes Piano oder Klavier gesondert und speziell gestimmt ist, so daß allgemein ausgelegte Abstimmhilfen, die auf die Grundfrequenz des zu stimmenden Tons ansprechen, für den Klavierstimmer keine echte Hilfe darstellen. Die besondere Beschaffenheit jedes Pianos oder Klaviers beruht auf seinem Aufbau, seiner Saiteniänge, der Ermüdung der Hämmer, sowie einer Vielzahl anderer Faktoren. Die Klavierstimmer arbeiten daher weiterhin auf die herkömmliche Weise und haben kein großes Vertrauen zu den mechanischen Abstimmhilfen.

Durch die DE-OS 14 97 862 ist bereits eine Einrichtung zur Erzeugung von Frequenzintervallen zum Stimmen von Musikinstrumenten bekannt, bei der der zu stimmende Ton mit einem Normalton verglichen wird und das Vergleichsergebnis mittels eines optisch anzeigenden Meßinstruments angegeben wird.

Um den Einfluß von Temperaturänderungen während des über längere Zeit verlaufenden Stimmvorgangs zu berücksichtigen, wird der Normalton mittels des gegebenenfalls durch die Temperaturänderungen gleichfalls sich verändernden bereits gestimmten beziehungsweise vorgegebenen Tons gebildet, und dieser unterliegt somit gleichfalls den durch die Temperaturänderungen ausgeübten Einflüssen, die als gleichwertig für alle zu stimmenden Töne vorausgesetzt werden können. Dabei erfolgt die Bildung des Normaltons durch Vergleich des vorgegebenen Tons mit dem als Ausgangssignal eines spannungsgesteuerten Oszillators vorliegenden Normalton und automatischer Nachstellung des Oszillators durch die beim Vergleich gewonnene Spannung bis der vom Oszillator gelieferte Normalton mit dem vorgegebenen Ton übereinstimmt. Der Vergleicher stelle die Phasendifferenz zwischen den beiden als Rechtecksignale zugeführten Eingangssignalen (Normalton und vorgegebener Ton) fest und liefert bei konstantbleibender Phasendifferenz und somit übereinstimmenden Frequenzen ein Rechtecksignal mit konstantem Tastverhältnis, dessen über ein Integrierglied gewonnener zeitlicher Mittelwert somit eine konstantbleibende Gleichspannung ist, die den Oszillator mit bestimmter Normalfrequenz schwingen läßt. Wenn dagegen die Frequenzen nicht übereinstimmen und sich somit eine veränderliche Phasendifferenz ergibt, so ändert sich der zeitliche Mittelwert der Gleichspannung nach höheren oder tieferen Werten und beeinflußt in bekannter Weise die Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillators derart, daß sich wieder die gleiche konstante Phasendifferenz und somit eine Frequenzübereinstimmung einstellt. Andererseits erfolgt jedoch der Vergleich des das Meßsignal darstellenden zu stimmenden Tons mit dem gemäß Vorstehendem den Einfluß der Temperaturänderungen während des Stimmvorgangs berücksichtigenden Bezugssignal in der üblichen Weise, die die bekannten Nachteile aufweist, wonach das Meßinstrument auf einen bestimmten beziehungsweise auf minimalen Ausschlag überwacht werden muß, was das Ablesen fehlerhaft werden läßt.

Durch DE-AS 12 61383 sind bereits Anordnungen

und Verfahren zum Erzeugen von Frequenzen für beliebige Tonleitern mit jeweils beliebigem Kammerton bekannt, bei denen die Differenz der interferierenden Oberwellen zweier erzeugter Frequenzen mit einer von einem Zeitmarkengeber vorgegebenen einstellbaren Frequenz bis zu deren Übereinstimmung durch Änderung einer der zur Erzeugung der Oberwellen dienenden Frequenzen verglichen wird. Diese Maßnahmen weisen gleichfalls die bekannten Nachteile eines solchen Vergleichs auf, da dieser aus einem nicht näher angegebenen Frequenzdifferenzbildner mit nachgeschaltetem Meßinstrument besteht. Außerdem ist die Möglichkeit gegeben, die Abstimmung auf einen anderen Kammerton zu ändern, wobei ein akustischer Vergleich zweier zur Erzeugung einer Schwebungsfrequenz dienender Frequenzen erfolgt. Auch diese Maßnahme ist nicht geeignet, eine leicht bedienbare und auswertbare Abstimmhilfe zu ermöglichen.

Durch DE-AS 11 90 308 ist bereits ein Verfahren zur Abstimmung eines elektronischen Musiktongenerators bekannt, bei dem die Abstimmfrequenz um das Intervall der temporierten Quinte der klassischen Musiktonleiter tiefer liegt als die Frequenz eines Mustergenerators und bei dem eine kontinuierliche Frequenzänderung vorgenommen wird und ein Frequenzvergleich mit Hilfe eines Anzeigegeräts, vorzugsweise eines Lissajoufiguren erzeugenden Kathodenstrahloszilloskops erfolgt. Dabei wird die Generatorfrequenz mittels eines zusätzlichen Kondensators geringer Kapazität um die Intervallfrequenz zwischen der gewöhnlichen und der temperierten Quinte herabgesetzt, und danach werden die Generatorfrequenzen im Verhältnis der gewöhnlichen Quinte eingestellt; nach erfolgter Einstellung wird der Kondensator wieder abgetrennt, so daß eine Verstellung auf die temperierte Quinte erfolgt.

Durch DE-OS 20 53 906 ist bereits ein als Stimmgerät benutzbares elektronisches Musikinstrument bekannt, bei dem alle Töne von einem Hauptgenerator abgeleitet werden. Dazu werden die Ausgänge mindestens eines Frequenzteilers mit einer Matrix verbunden, und die Frequenzen der Töne des bekannten Instruments verlaufen nach einer Railsback-Kurve (J. Acoust. Soc. of Am., Bd. 33 Nr. 5, 9. Mai 1961, S. 582-585), also gemäß dem Verlauf der Frequenzen der Töne eines nach Gehör abgestimmten Klaviers. Um die die Frequenz der zu stimmenden Saite des Klaviers über- oder unterschreitenden Frequenzen auszusieben, die mit den Obertönen des Stimmgeräts nicht in Einklang sind und den Stimmvorgang daher zur erschweren, wird bei der bekannten Anordnung ein beim Anschlagen der betreffenden Saite über eine Matrix umschaltbarer Teiler eingestellt, und der von diesen Frequenzen befreite Vergleichston wird mit dem Ton der angeschlagenen Saite in bekannter Weise nach Frequenz und Phase verglichen, wobei ein Zeigerinstrument aus der mittleren Ruhelage im Takt der Differenzfrequenz ausschlägt und durch die Richtung des Ausschlags das Vorzeichen der Frequenzdifferenz angibt. Auch diese Anordnung weist die derartigen Vergleichseinrichtungen anhaftenden und vorstehend bereits angegebenen Mängel auf.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Abstimmhilfe sowie ein Verfahren zum Abstimmen einer möglichst großen Vielfalt von Musikinstrumenten anzugeben, die beziehungsweise das in möglichst einfacher Weise eine gute Abstimmung unter möglichst weitgehender Vermeidung von Nachteilen und Schwierigkeiten der genannten Art ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer Abstimmhilfe durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Abstimmhilfe sind Gegenstand der Unteransprüche. Bei einem Verfahren zum Abstimmen eines Musikinstruments wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Maßnahmen des Patentanspruchs 7 gelöst. Für die Durchführung dieses Verfahrens sind Abstimmhilfen der beanspruchten Art verwendbar.

Die Erfindung ist grundsätzlich für das Stimmen von Musikinstrumenten o.a. geeignet und daher nicht auf das Stimmen von Klavieren begrenzt. Durch geeignete Bestimmung des Bezugssignals lassen sich daher auch andere Frequenzverläufe festlegen. Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist es aber, daß eine mit gleichbleibender Helligkeit sichtbare Anzeige erfolgt, die sich im abgestimmten Zustand dadurch von allen Anzeigen im nachabgestimmten Zustand unterscheidet, daß sie nicht mehr wandert, sondern in der eingenommenen Lage verbleibt.

Der Vorteil der Erfindung liegt somit darin, daß beispielsweise ein Klavier leichter durch Bezugnahme auf eine Sichtanzeige als nach dem Gehör abgestimmt werden kann, so daß das Stimmen durch relativ ungeübte Personen durchgeführt werden kann. Mit dem Verfahren nach der Erfindung ist es erstmals überhaupt möglich, ein Klavier oder sonstiges Piano unter Berücksichtigung der kennzeichnenden und für das betreffende Instrument charakteristischen Streckung bzw. Dehnung derart abzustimmen.

Bei der einfachen Art, mit der man ein Piano bisher abstimmen konnte und die darin besteht, daß man einfach jeden angeschlagenen Ton auf seine durch eine logarithmische Tonfolge bestimmte vorgegebene Frequenz abstimmt, ergibt sich dagegen, daß das Ergebnis äußerst unbefriedigend ist. Pianosaiten vibrieren bekanntlich in einer nichtharmonischen Weise, und Obertöne der von niedrigen Tasten angeschlagenen Grundtöne würden dazu neigen, gegenüber den Grundfrequenzen der jeweils eine oder mehrere Oktaven höheren Tasten verstimmt zu werden. Demgemäß ist es die Art, in der Pianos bisher in üblicher Weise abgestimmt wurden, daß ein Fachmann mit empfindlichem Gehör jeweils durch eine Oktav voneinander getrennte Tasten simultan anschlägt und die Verstellung durchführt, um ihre Obertöne in Gleichklang bzw. in Harmonie zu verbringen. Ein derartiges Vorgehen berücksichtigt somit durchaus die Streckung des Pianos. Allerdings berücksichtigt es die mittlere Streckung von Pianos im allgemeinen nicht genau, sondern berücksichtigt nur die kennzeichnende Streckung des betreffenden abzustimmenden Pianos. Außerdem erfordert dieses Vorgehen, daß die das Piano stimmende Person ein ausgebildeter bzw. erfahrener Klavierstimmer ist.
Ein weiteres bekanntes Verfahren, das wiederum die Streckung des Pianos berücksichtigt, dazu jedoch nicht unbedingt einen erfahrenen Klavierstimmer erfordert, wurde durch US-Z: The Journal of the Acoustical Society of America, Vol.33, No.5 May, 1961 pp. 582-585 vorgeschlagen. Demgemäß wird ein frequenzverstellbarer Oszillator nacheinander auf die verschiedenen Töne der Railsback-Kurve eingestellt, und die Grundfreqiienzen der verschiedenen Pianotasten werden auf die vom Bezugfrequenzcszillator gelieferte zugeordnete Bezugsfrequenz abgestimmt. Dies ergibt zwar nun ein gemaß der mittleren Streckung abgestimmtes Piano, doch ist die Streckung, in der das Piano nun abgestimmt ist, nicht die kennzeichnende Streckung des betreffenden Pianos.

Im Gegensatz zu diesen bekannten Verfahren führt das Verfahren nach der Erfindung zu einer Stimmung gemäß der kennzeichnenden Streckung des betreffenden abzustimmenden Pianos und erfordert dennoch nicht, daß ein ausgebildeter Fachmann bzw. Klavierstimmer das Verfahren durchführt. Wie noch näher beschrieben wird, braucht die die Abstimmung durchführende Person lediglich die kennzeichnende Streckung des betreffenden Pianos von der Abstimmhilfe abzulesen, was bedeutet, daß er im Gegensatz zum erfahrenen Klavierstimmer tatsächlich die Streckung des betreffenden Instruments mißt, und danach stellt er die Bezugsfrequenzen für die verschiedenen Tasten in der gestimmten Oktav so, daß er die Streckung über die zwölf Tasten aufteilt. Dies erfolgt durch bloßes Aufteilen der Streckung und demgemäß unterschiedliches Einstellen der Wähleinrichtungen, so daß keine Personen mit einem besonders geübten Gehör erforderlich sind. Dieses Vorgehen ist möglich, weil es den Schritt des tatsächlichen Messens der kennzeichnenden Streckung voranstellt und anwendet.

Bei der bisherigen Weise, die einen erfahrenen Klavierstimmer unbedingt erfordert, werden tatsächlich durch eine Oktav voneinander getrennte Tasten bezüglich der Streckung des Pianos aufeinander abgestimmt, aber der erfahrene Klavierstimmer mißt dabei keinesfalls den Betrag der vorhandenen Streckung, und somit kann er daher auch nicht die gemessene Streckung in einfacher Weise auf die Tasten der gestimmten Oktav aufteilen.

Ein derartiges Vorgehen ist aber auch durch DE-OS 20 53 906 nicht bekannt und wird dem Sachverständigen hierdurch auch nicht nahegelegt; vielmehr ähnelt dieses bekannte Verfahren der zuvorbeschriebenen Vorgehensweise. Nachdem die Töne des dort beschriebenen elektrischen Pianos mit zusätzlichen zugeordneten Schaltungsteilen nach der bekannten Railsback-Kurve eingestellt sind, kann dieses Piano nun dazu hergenommen werden, andere Pis.iios in einer Weise abzustimmen, die einen erfahrenen Klavierstimmer nicht erfordert. Die Ton-Aufeinanderfolge genügt jedoch dabei der vorgegebenen Folge der Railsback-Kurve und folgt somit nicht der kennzeichnenden Streckung des betreffenden jeweils abzustimmenden Pianos.

Bei Anwendung der Erfindung wählt ein Klavierstimmer einen bestimmten Ton in einer Oktave und eine bestimmte Oktave an der Stimmvorrichtung aus. Hierauf schlägt er einen Ton an. Ein Mikrofon nimmt den Ton auf und ein Filter läßt nur die ausgewählte Frequenz durch. Die Stimmeinrichtung wandelt das Sinus-Tonsignal in ein Rechteck-Tonsignal um. Ein Bezugstakt bewirkt das Erzeugen von Phasenbeziehungssignalen. Die Stimmeinrichtung vergleicht das Tonsignal mit dem Phasenbeziehungssignal, um daraus Impulssignale mit je einer Impulsbreite zu erzeugen, die jeweils die Phasendifferenz zwischen dem Tonsignal und einem einzelnen der Phasenbeziehungssignale darstellt.

Eine andere Schaltung wandelt diese Impulssignale in Gleichstromsignale um. die einzeln eines von mehreren Lichterzeugerpaaren erregen. Die Lichterzeuger können in gleichem Abstand auf einer Kreislinie angeordnet sein, wobei jeweils die Lichterzeuger eines Lichterzeugerpaars einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Die Größe der Gleichstromsignale ist normalerweise proportional den entsprechenden Impulsbreiten. Wenn dann ein Tonsignal in Phase mit einem der Phasenbeziehungssignalen ist, hat ein Lichterzeugerpaar die maximale Helligkeit. Eine Frequenzabweichung hat zur Folge, daß die Lichterzeugerpaare nacheinander die volle Helligkeit erreichen, so daß die Anzeige ähnlich einem rotierenden Lichtband oder einer rotierenden Lichtschiene aussieht. Die Drehrichtung zeigt die Richtung der Abweichung an, während die Dreh- oder Winkelgeschwindigkeit die Größe der Abweichung wiedergibt.

Mittels dieser Abstimmhilfe ist auch ein neues Verfahren zum Stimmen eines Klaviers o. ä. möglich. Zuerst ermittelt der Klavierstimmer die charakteristische Dehnung oder Streckung eines Klaviers. Hierauf teilt er dann die Dehnung bzw. Streckung linear auf jeden Ton in der temperierten Oktave auf.

Hierdurch ist dann die temperierte Oktave nicht genau mathematisch abgestimmt sondern ist hinsichtlich der auf der Dehnung des zu stimmenden Klaviers beruhenden Dehnung oder Streckung ausgeglichen worden. Höhere und tiefere Oktaven werden dann auf diese Oberwellen der Temperatur- oder anderer gestimmter Oktavtöne abgestimmt, wodurch jedes Oktavintervall, wenn es gestimmt ist, in bezug auf das Dehnen ausgeglichen ist.

Mittels der Erfindung ist somit eine Abstimmhilfe geschaffen, die einen digitalen Impulszug mit der Frequenz einer ausgewählten Oberwelle eines Tons, der erklingen soll, erzeugt und die diesen Impulszug und einen mehrphasigen, digitalen Taktausgang mit einer Bezugsreferenz vereinigt, um Phasenbeziehungssignale zu erzeugen, die in Tiefpaßfiltern in Gleichspannungs-Ausgangssignale umgewandelt werden. Jedes Ausgangssignal zeigt hierbei die augenblickliche Phasendifferenz zwischen dem Ton und einem entsprechenden Taktsignal an.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnung im einzelnen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 das Blockschaltbild einer Abstimmhilfe gemäß der Erfindung,

Fig. 2 das Blockschaltbild der Nachweisschaltung aus der in F i g. 1 dargestellten Absiirnmhüfe.

F i g. 3 eine grafische Analyse der Betriebsweise eines Teils der in F i g. 1 dargestellten Schaltung; und

Fig.4 eine schematische Darstellung eines weiteren Teils der in F i g. 1 dargestellten Schaltung.

Die in Fig. 1 gezeigte Abstimmhilfe 10 besteht aus der Eingangsschaltung 12, der Bezugsschaltung 14 und der Nachweisschaltung 16. Die Eingangsschaltung 12 enthält das Mikrofon 18. das die beim Stimmen eines Musikinstruments erzeugten akustischen Signale in elektrische Signale umwandelt: dabei nimmt es den beispielsweise bei einem Klavier von einem angeschlagenen Ton ausgehenden vollständigen Klang auf. Der nachgeschaltete Vorverstärker 20 und das Bandpaßfilter 22 trennen das jeweils zu stimmende Signal von allen anderen Signalen, die das Mikrofon 18 aufnimmt. Das Bandpaßfilter 22 ist vorzugsweise ein abstimmbares aktives Filter mit einem Gütefaktor größer zehn. Derartige Vorverstärker und Bandpaßfilter sind grundsätzlich bekannt. Das Bandpaßfilter 22 liefert ein tonfrequentes Ausgangssignai als Meßsignal auf die zur Nachweisschaltung 16 führende Leitung 24.

Die Bezugsschaltung 14 enthält den in der Frequenz veränderlichen Haupttaktgeber 26, der die zwölf Töne zwei Oktaven über der höchsten zu stimmenden Oktave überdeckt, dessen Zweck später noch ersichtlich wird. Mit Hilfe des Tonwählers 28, der gleichzeitig auch das Bandpaßfilter 22 stimmt, wird eine bestimmte Frenuen7

ausgewählt. Mit Hilfe des Oktavwühlers 30, der gleichfalls gleichzeitig auch das Bandpaßfilter 22 stimmt, wird der Frequenzteiler 32 un gesteuert, der auf die Taktsignale vom Haupttaktgeber 2ö hin ein tonfrequentes Rechteck-Ausgangssignal als Bezugssignal liefert, dessen Pulsfrequenz doppelt so groß ist wie die durch den Tonwähler 28 und den Oktavwähler 30 bestimmte Frequenz des Meßsignals. Das heißt, wenn die Wähler 28 und 30 zum Auswählen eines Kammertons A von 440 Hz, der im folgenden als Ton A (440) bezeichnet wird, eingestellt sind, hat das Bandpaßfilter 22 eine Mittenfrequenz von 440 Hz, während der Haupttaktgeber 26 ein Taktsignal von 28,16 kHz an den Frequenzteiler 32 liefert und dieser ein tonfrequentes Rechteck-Ausgangssignal von 880 Hz als Bezugssignal auf die vom Frequenzteiler 32 zur Nachweisschaltung 16 führende Leitung 34 liefert. Der Steuereinrichtungen 44 und 46 dienen zum Verändern der Taktfrequenz für einen später näher erläuterten Zweck.

Die Nachweisschaltung 16 enthält die Vergleichsschaltung 36, die sowohl das tonfrequente Meßsignal auf der Leitung 24 wie auch das tonfrequente Bezugssignal auf der Leitung 34 enthält. Sie erzeugt auf den Ausgangsleitungen 38-1, 38-2, 38-3 und 38-4 vier Ausgangssignale. Jedes Ausgangssignal ist ein pulsbreitenmoduliertes Signal konstanter Amplitude, dessen Impulsbreite ein Maß für die Phasendifferenz zwischen dem von dem zu stimmenden Instrument erhaltenen Meßsignal auf der Leitung 24 und dem vom Ausgang des Frequenzteilers 32 erhaltenen Bezugssignal auf der Leitung 34 ist. Die Impulsfolgefrequenz ist gleich der ausgewählten Bezugsfrequenz, und die Geschwindigkeit (Frequenz), mit der sich die Impulsbreite auf jeder Leitung ändert, hängt von der Frequenzdifferenz zwischen der Meßfrequenz und der halben Bezugsfrequenz ab. Wenn der angeschlagene Ton mit der Bezugsfrequenz übereinstimmt, haben die Impulse auf jeder Leitung eine gleichbleibende Breite. Die nachgeschalteten Tiefpaßfilter 40 koppeln die vier Ausgangssignale der Vergleichsschaltung 36 über die Wege 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 zur Anzeigeeinrichtung 42. Zu jedem gegebenen Zeitpunkt ist eine derart gefilterte Ausgangs-Gleichspannung der Breite eines Eingangsimpulses proportional. Bei einer Frequenzabweichung verändert sich jedes Tiefpaßfilter-Ausgangssignal mit einer der Frequenzdifferenz proportionalen Geschwindigkeit zwischen 0% und 200% seines Normalwertes.

Die Anzeigeeinrichtung 42 weist vorzugsweise jeweils ein Paar Lichterzeuger, beispielsweise lichtemittierende Dioden auf, die durch die einzelnen Tiefpaßfilter-Ausgangssignale erregt werden. Die Lichterzeuger eines Lichterzeugerpaares können jeweils diametral einander gegenüberliegend im Kreis angeordnet sein, wobei benachbarte Lichterzeugerpaare in Abständen von 45° gegeneinander versetzt angeordnet sind. Wie später noch erläutert wird, sind die Signale, die die um 90° gegeneinander versetzten Lichterzeugerpaare erregen, elektrisch um 180° gegeneinander phasenverschoben. Wenn ein erstes Lichterzeugerpaar seine volle Helligkeit hat, ist das um 90° gegenüber dem ersten versetzte zweite Lichterzeugerpaar dunkel. Die Lichterzeugerpaare.dieum ±45° gegenüber dem ersten versetzt sind, sind ebenfalls dunkel, die Gründe hierfür werden später noch erläutert.

Wenn der vom Musikinstrument ankommende Ton richtig gestimmt ist, kann entweder nur ein einziges Lichterzeugerpaar die volle oder beinahe volle Helligkeit haben, oder es können zwei Lichterzeugerpaare gleichzeitig, jedoch mit verminderter Helligkeit, aufleuchten. Die jeweils volle oder verminderte Helligkeit der Lichterzeuger bleibt jedoch unverändert Es ergibt sich daher eine gleichbleibende Anzeige. Bei einer vorhandenen Frequenzabweichung erreichen dagegen die einzelnen Lichterzeugerpaare ihre volle Helligkeit in einer von zwei Reihenfolgen nacheinander. Wenn der Ton zu hoch ist, d. h. bei einer höheren Nutzfrequenz als der Bezugsfrequenz, erreichen die Lichterzeuger ihre

ίο volle Helligkeit in einer im Uhrzeigersinn umlaufenden Reihenfolge, so daß sich die hellen Stellen der Anzeige im Uhrzeigersinn zu drehen scheinen. Wenn ein Ton dagegen zu niedrig ist, wird die Reihenfolge umgedreht, und die hellen Stellen der Anzeige scheinen sich entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen. Da die Wiederholungsfrequenz, mit der ein vorgegebener Satz Lichterzeuger seine volle Helligkeit erreicht vom Frequenzunterschied abhängt zeigt die Drehgeschwindigkeit, mit der sich die Hellen Stellen der Anzeige zu drehen scheinen, die absolute Größe der Abweichung an.

Das wesentliche bei der Erfindung ist die Art und Weise, in der die Vergleichsschaltung 36 und gegebenenfalls die Tiefpaßfilter 40 die Eingangssignale verarbeiten und in der d^:e Anzeigeeinrichtung 42 die Ergebnisse anzeigt. Bei der Anordnung gemäß F i g. 1 hat das Bezugssignal, das der Haupttaktgeber 26 über den Frequenzteiler 32 auf die Leitung 34 gibt, die doppelte Pulsfrequenz gegenüber der Frequenz des ausgewählten Tons. Eine Teilung durch mindestens zwei im Frequenzteiler 32 bedeutet aber, daß die Taktsignale vom Haupttaktgeber 26 viermal so groß sein müssen wie die höchste zu messende Frequenz. In einem bestimmten Ausführungsbeispiel mit einem »C« als der unteren Oktavgrenze und einem »ß« als der oberen Grenze erzeugt der Haupttaktgeber 26 wahlweise Taktsignale im Bereich zwischen 16 744 und 31 609 Hz. In Abhängigkeit von der Einstellung des Oktavwählers 30 teilt der Frequenzteiler 32 das Taktsignal jeweils durch den Faktor 2", wobei 1 < η < 8 ist. Wenn der Oktavwähler 30 für die höchste Oktav eingestellt ist, teilt der Frequenzteiler 32 die Oszillatorfrequenz durch 2, während die Teilung durch 256 erfolgt, wenn der Oktavwähler 30 auf die niedrigste Oktav eingestellt ist. Beispielsweise hat die Einstellung des Tonwählers 28 auf »/4.« zur Folge, daß der Haupttaktgeber 26 ein Signal von 28 160Hz erzeugt. Die Frequenz des Bezugssignals auf der Leitung 34 und die Frequenz, die die Abstimmhilfe erkennen kann, sind dann folgende:

Bei der in F i g. 2 beispielsweise dargestellten Nach weisschaltung 16 aus F i g. 1 erregt das auf der Leitung 34 in Form einer Rechteckwelle zugeführte Bezugssignal die invertierenden Takteingänge C der JK-FMp-Flops 50 und 52 wechselweise, da der Takteingang Cde; Flip-Flops 52 das Bezugssignal über den Inverter 54

Oktavzahl	Signal auf der	Frequenz des zu
	Leitung 34	messenden Signals
8	14 080	7 040
7	7 040	3 520
6	3 520	1 760
5	1 760	880
4	880	440
3	440	220
2	220	110
1	110	55

erhält. Die Art der dargestellten Überkreuz-Rückkopplung bestimmt das Flip-Flop-Ansprechverhalten auf diese gegenphasigen Taktsignale. In diesem speziellen Ausführungsbeispiel sind die Flip-Flops 50 und 52 so überkreuzgekoppelt, daß die Signale vom Einstellausgang »1« und vom Rückstellausgang »0« des Flip-Flops 50 die K- bzw. die /-Eingänge des Flip-Flops 52 und die Signale vom Einstellausgang »1« und vom Rückstellausgang »0« des Flip-Flops 52 die K- bzw. /C-Eingänge des Flip-Flops 50 vorbereitend ansteuern. ι ο

Die in F i g. 3 angegebene Kurve A stellt das als Taktsignal zugeführte Bezugssignal dar, das das Flip-Flop 50 ansteuert, während die Kurve B das gegenüber dem Bezugssignal komplementäre, andere Taktsignal vom Inverter 54 darstellt, das das Flip-Flop 52 ansteuert Unter der Annahme, daß zum Zeitpunkt f=0 das Taktsignal am Flip-Flop 50 ansteigt und das komplementäre Taktsignal am Flip-Flop 52 abfällt, während die beiden Flip-Flops 50 und 52 gerade zurückgestellt sind, stellt die Rückflanke des komplementären Taktsignals das an seinem /-Eingang vorbereitete Flip-Flop 52 ein, und dieses erzeugt das gleichphasige Phasenbeziehungssignal CR 3 und das hierzu komplementäre Phasenbeziehungssignal CR 4, wie diese in den Kurven E und F dargestellt sind, während das Flip-Flop 50 zurückgestellt bleibt. Hierdurch wird das Flip-Flop 50 nun an seinem /-Eingang vorbereitet, und somit stellt beim nächsten Abfallen des Taktsignals dessen Rückflanke nun das Flip-Flop 50 ein, und dieses erzeugt die in den Kurven Cund Ddargestellten Phasenbeziehungssignale CRX und CR 2, während das Flip-Flop 52 eingestellt bleibt. Das nächste komplementäre Taktsignal am Flip-Flop 52 stellt dieses zurück, was in den Kurven Fund F dargestellt ist. Daraufhin wird das Flip-Flop 50 durch die Rückflanke des nächsten Taktsignals zurückgestellt, was in den Kurven C und D dargestellt ist. Somit werden stets zwei Zyklen des Taktsignals auf der Leitung 34 benötigt, um jedes der vier Phasenbeziehungssignale CR 1 bis CR 4 der Flip-Flops 50 und 52 periodisch einmal zu erzeugen. Durch diese zusätzliche Frequenzteileinrichtung haben die vier Phasenbeziehungssignale CR 1 bis CR 4 der Flip-Flops 50 und 50 die gleiche ausgewählte Frequenz wie die Meßsignale. Wie ebenfalls offenkundig ist, sind die Phasenbeziehungssignale CR 1 bis CR 4 um 90° jeweils gegeneinander phasenverschoben. Bei Betrachtung der vom Zeitpunkt f=0 an ansteigenden vorderen Impulsflanken der Folge CR3-CRi-CR4-CR2 hat die Vorderflanke jedes Impulses einen Phasenabstand von 90° zu den Vorderflanken des vorhergehenden und des nachfolgenden Impulses. Die Ausgänge der Flip-Flops 50 und 52 liefern daher einen Vierphasensatz von Phasenbeziehungssignalen CR 1 bis CR 4. Die Kurve C stellt das abgeänderte Tonsignal dar, nachdem das zuvor sinusförmige Meßsignal auf der Leitung 24 in dem in Fig. 2 dargestellten bekannten Rechteckumformer 56 in eine Rechteckwelle umgeformt worden ist. In diesem speziellen Beispiel stimmt die Frequenz des Tons mit der ausgewählten Bezugsfrequenz überein und das in ausgezogenen Linien wiedergegebene abgeänderte Tonsignal ist in Phase mit dem Phascnbeziehungssignal CR 3. Zusätzlich liefen der Inverter 58 ein hierzu komplementäres abgeändertes Tonsignal, das somit in Phase mit dem Phasenbeziehungssignal CR 4 ist.

In der in F i g. 2 dargestellten Nachweisschaltung erregen die vier Phasenbeziehungssignale CR 1 bis CR 4 und die beiden abgeänderten Tonsignale den aus zwei Exklusiv-ODER-Schaltungen aufgebauten Phasenmodulator 60. Die erste Exklusiv-ODER-Schaltung weist die NAND-Glieder 62,64 und 66 und die zweite Exklusiv-ODER-Schaltung weist die NAND-Glieder 70, 72 und 74 auf. Das Ausgangssignal des NAND-Glieds 66 ist als Ausgangssignal »04« bestimmt: das hierzu komplementäre Ausgangssignal »02« kommt vom Inverter 68. Das Ausgangssignal »03« kommt vom NAND-Glied 74 und das hierzu komplementäre Ausgangssignal »01« kommt vom Inverter 76. Es gibt zwei Zustände, die durch die logischen Verknüpfungen das Ausgangssignal »04« zu »Null« werden lassen, was ein »falsches« Ausgangssignal der Exklusiv-ODER-Schaltung darstellt:

(1) das abgeänderte Tonsignal und das Phasenbeziehungssignal CR 1 sind beide »Eins« (positiv) oder

(2) das abgeänderte Tonsignal und das Phasenbeziehungssignal CR 1 sind beide »Null«, da das hierzu komplementäre abgeänderte Tonsignal den jeweils entgegengesetzten Wert hat.

Ansonsten wird das Ausgangssignal 04 zu »Eins«, was anzeigt, daß die Exklusiv-ODER-Funktion vorliegt.

In ähnlicher Weise wird das Ausgangssignal 03 zu »Null«:

(1) das abgeänderte Tonsignal und das Phasenbeziehungssignal CR 4 sind beide »Eins« (positiv), oder

(2) das abgeänderte Tonsignal und das Phasenbeziehungssignal CR 4 sind beide »Null«.

Ansonsten wird das Ausgangssignal 0 3 zu »Eins«.

Das Ausgangssignal 04 folgt daher der Exklusiv-ODER-Bedingung des Phasenbeziehungssignals CA 1 (Einstellzustand des Flip-Flops 50) und des abgeänderten Tonsignals. In ahnlicher Weise folgen die Ausgangssignale 01,02 und 03 der Exklusiv-ODER-Bedingung des jeweils zugeführten Phasenbeziehungssignals CR 3, CR 2 bzw. CR 4 und des abgeänderten Tonsignals.

Das in Fig. 3 durch die ausgezogene Linie in der Kurve G dargestellte abgeänderte Tonsignal und das in der Kurve E dargestellte Phasenbeziehungssignal CR 3 vom Einstellausgang »1« des Flip-Flops 52 sind genau in Phase. Eines der NAND-Glieder 70 oder 72 hält das Ausgangssignal 0 3 wechselweise stets auf einem positiven Wert, d. h. auf dem Wert »Eins«, so daß das Ausgangssignal 03 ein Tastverhältnis von 100% hat. Das Ausgangssignal 0 1 des Inverters 76 weist daher immer einen Minimalwert auf, d. h. eine logische »Null« und hat somit ein Tastverhältnis von 0%. Andererseits sind die erforderlichen Bedingungen, um das Ausgangssignal 04 in einen positiven Zustand zu verbringen, zu 50% der Zeit vorhanden, so daß die Ausgangssignale 04 und 0 2 zwei einander komplementäre Impulszüge der doppelten ausgewählten Frequenz sind und jeweils ein Tastverhältnis von 50% haben.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel durchläuft jedes der Ausgangssignale Φ 1 und 04 eines der vier gleich aufgebauten Tiefpaßfilter 40, von denen die Filterschaltung 40-1 für das Ausgangssignal 01 im einzelnen dargestellt ist. Die Schaltanordnung 78 spricht zusammen mit den Dioden 93 auf das Ausgangcsignal 0 1 an und liefert ein Eingangssignal konstanter Amplitude und veränderlicher Impulsbreite an das aus zwei /?C-Kreisen bestehende Tiefpaßfilter 80 üblicher Bauart. Das Tiefpaßfilter 80 ändert in normaler Weise seine Ausgangsspannung als Funktion des Tastverhältnisses, um den nicht linearen Lichterzeuger-Ansteuerverstär-

ker 82 zu steuern, der seinerseits die beiden hintereinanderliegenden und am Speisepotential + angeschlossenen lichtemittierenden Dioden 86 und 88 niederohmig mit dem NuUpotential verbindet und somit erregt

In dem durch die Kurve G in Fig.3 dargestellten speziellen Fall ist das Ausgangssignal Φ\ {Kurve H) ständig »Null« (Tastverhältnis von 0%). Dies führt zu einem maximalen positiven Potential an der Basiselektrode des Transistorverstärkers 82, so daß dieser die Dioden 86 und 88 ständig angeschaltet hält und diese erzeugen daher Licht von maximaler Helligkeit Das Ausgangssignal Φ 3 (Kurve J) ist dagegen ständig »Eins« und der Lichterzeuger-Ansteuerverstärker in der Filterschaltung 40-3 ist hochohmig, so daß die Dioden 90 und 92 nicht erregt sind.

Andererseits haben die Ausgangssignale Φ 2 und Φ 4 (Kurven / und K) ein Tastverhältnis von jeweils 50%. Zur Verbesserung der Anzeige sind die Tiefpaßfilter so ausgelegt, daß die Diodenpaare nicht leuchten, solange das Tastverhältnis des betreffenden Ausgangssignals nicht unter einem Schwellenwert liegt der einem Tastverhältnis von weniger als 50% entspricht. Insbesondere wird das Eingangssignal des Tiefpaßfilters 80 mittels der Dioden 93 in der Schaltanordnung 78 auf einen Wert begrenzt, der gleich der Durchbruchsspannung der beiden Dioden 93 in Durchlaßrichtung ist (d. h. ungefähr 1,2 V bei Siliziumdioden insgesamt). Das Tiefpaßfilter 80 ist so ausgelegt, daß seine Ausgangsspannung bei einem Tastverhältnis von etwa 50% den Basis-Emitter-Obergang des Lichterzeuger-Ansteuerverstärkers 82 noch nicht durchlässig steuern kann, so daß die lichtemittierenden Dioden, die der Lichterzeuger-Ansteuerverstärker 82 jeweils steuert, stromlos sind. Wenn das Tastverhältnis einen Wert erreicht, der zur Folge hat, daß die Ausgangsspannung des Tiefpaßfilters 80 den Basis-Emitter-Übergang durchlässig steuert, schaltet der Lichterzeuger-Ansteuerverstärker 82 durch und die betreffenden Dioden werden stromführend, worauf die Dioden Licht emittieren, dessen Intensität dem Strom durch den Lichterzeuger-Ansteuerverstärker proportional ist.

Wenn das in der Kurve C dargestellte abgeänderte Tonsignal sich nur wenig in der Phase verschiebt, ohne daß sich die Frequenz selbst ändert, wie dies durch gestrichelte Linien dargestellt ist, hat das Ausgangssignal Φ 1 ein von 0% abweichendes Tastverhältnis. Der Erregungsstrom durch die Dioden 86 und 88, der auf das Tastverhältnis für das Ausgangssignal Φ1 anspricht, nimmt daher ab und das Licht wird weniger hell. Wenn die Phasenverschiebung nach rechts erfolgt wie dies in der Kurve G durch gestrichelte Linien dargestellt ist, nimmt gleichzeitig das Tastverhältnis des Ausgangssignals Φ 2 von bisher 50% noch zu, so daß die Dioden 94 und 96 erst recht weiterhin dunkel bleiben. In diesem speziellen Fall nimmt gleichzeitig das Tastverhältnis des Ausgangssignals Φ 3 von bisher 100% ab, so daß der Strom durch die Dioden 90 und 92 einsetzt, ohne daß zunächst ein Licht sichtbar wird und das Tastverhältnis des Ausgangssignals Φ 4 nimmt von bisher 50% aus ab, so daß die Dioden 98 und 100 u. U. bereits etwas Licht erzeugen.

Die Kurve L zeigt das abgeänderte Tonsignal vom Rechteckumformer 56, wenn die Tonfrequenz größer als die Normal- bzw. Grundfrequenz ist. Die Kurven C bis F und L zeigen, daß sich die Tastverhältnisse der Ausgangssignale Φ 1 bis Φ 4 hierbei jeweils zeitlich verändert. Für das dargestellte Zeitintervall ist aus der Kurve M zu ersehen, daß das Tastverhältnis für das Ausgangssignal ΦΛ von einem Minimum an ständig zunimmt Inzwischen nimmt das Tastverhältnis des Ausgangssignals Φ 3 (Kurve O) von einem Maximum an ständig ab. Mit fortschreitender Zeit erreicht das Ausgangssignal Φ 1 das maximale Tastverhältnis und kehrt dann zu dem minimalen Tastverhältnis zurück; die Änderung verläuft im wesentlichen linear mit der Zeit. In ähnlicher Weise nimmt das Tastverhältnis des Ausgangssignals Φ 2 (Kurve N) von 50% aus ständig ab, während das Ausgangssignal Φ 4 (Kurve P) von 50% aus ständig zunimmt. Dadurch nimmt auch das von den Dioden 86 und 88 ausgehende Licht allmählich ab, während die Dioden 94 und 96 mit einer Helligkeit angeschaltet werden, die allmählich zunimmt, wenn das Tastverhältnis des Ausgangssignals Φ 2 weiter abnimmt

Ferner nimmt das von den Dioden 86 und 88 ausgehende Licht allmählich ab, bis der Schwellwert erreicht ist bei dem sie ganz abschalten. Zu dem Zeitpunkt etwa, zu dem ihre Helligkeit auf die Hälfte zurückgegangen ist, hat auch der Ausgang der Filterschaltung 40-2 denselben Wert erreicht, so daß auch die Dioden 94 und 96 etwa die halbe Helligkeit aufweisen. Wenn die Dioden 94 und 96 ihre volle Helligkeit erreichen, sieht dies der Klavierstimmer, da um die Drehung einer Lichtschiene um 45° im Uhrzeigerdrehsinn erscheint und diese sichtbare Drehung anhält, so daß die Anzeige als eine Lichtschiene sichtbar wird, die mit der halben Schwebungsfrequenz rotiert.

Wenn die Schwebungsfrequenz etwa 5 Hz übersteigt, ist die Anzeige für das Auge ständig vorhanden. Bei dieser Schwebungsfrequenz beginnt aber jedes Tiefpaßfilter seinen Ausgang zu dämpfen, so daß der maximale Strompegel und damit der durchschnittliche Energiepegel an den Lichterzeugern abnimmt. Hierdurch wird die durchschnittliche Helligkeit der Lichterzeuger verringert. Wenn die Anzeige ständig vorhanden ist, stellt der Klavierstimmer eine Saite ein, um die Helligkeit zu vergrößern. Bei etwa 25 Hz ist die Filterdämpfung groß genug, um alle Lichterzeuger abzuschalten. Dies stellt aber keine Schwierigkeit dar, da eine Differenz von 25 Hz ohne weiteres durch das Auge feststellbar ist. Am unteren Ende des Klaviers stellt dies eine Oktav dar, während am oberen Ende des Klaviers dies ein Stimmfehler von nur 10% eines Halbtons ist.

Die einzelnen Impulseingänge an jeder der Filterschaltungen, beispielsweise am Filter 80 in der Filterschaltung 40-1, beeinflussen die lichtemittierenden Dioden somit nicht direkt, da die Impulse selbst auf der Taktfrequenz liegen und da die minimale Taktfrequenz größer ist als die Grenzfrequenz der Tiefpaßfilter.

Um die Abstimmhilfe wirksam einsetzen zu können, sollte die Frequenz des in Fig. 1 dargestellten Haupttaktgebers 26 veränderlich sein. Der Haupttaktgeber 26 erzeugt Signale entsprechend der bekannten mathematischen Beziehung einer gleichtemperierten Tonleiter bzw. -folge. Die Grob- und Feinsteuereinrichtungen 44 und 46 für Tonhöhenschwankungen (Fig. 1) ermöglichen es einem Klavierstimmer, die Frequenzen aller Töne bis zu einem halben Halbton in jeder Richtung zu verändern, obwohl die genaue Beziehung zwischen den Tönen eingehalten ist. Wie in F i g. 4 dargestellt ist, weist der Haupttaktgeber 26 den Unijunction-Transistor 150 in einer Kippgenerator-Schaltung auf. Über den TK-Widerstand 152 ist die »Basis 2« mit der zu einer Versorgungsquelle führenden Leitung 154 verbunden. Der Ausgangswiderstand 155 ist zwischen die »Basis 1« und die Erde geschaltet. Im allgemeinen steuern zwei Elemente die Oszillatorfreauenz. nämlich der veränderliche

Widerstand 158 und der veränderliche Kondensator 156.

Zur Einstellung des Oszillators wird zuerst der Kondensator 156 so eingestellt, daß der Oszillator die höchste erforderliche Frequenz erzeugt Diese Einstellung wird bei einem Minimalwert des Widerstands 158 durchgeführt. Im allgemeinen besteht der Widerstand 158 aus einem schaltbaren Widerstandsnetzwerk, mit dessen Hilfe die Frequenz für jede Stellung des Tonwählers 28 urabhängig einstellbar ist. Während der Eichung werden die Frequenzen auf die genaue mathematische Beziehung eingestellt. Vom Ausgangswiderstand 155 wird das Signal über den Pufferverstärker 160 abgegeben.

Der Kondensator 156 und der Widerstand 158 stellen zwei verschiedene, klar voneinander getrennte Einrichtungen zum Verändern der Frequenz des Oszillators 26 dar. in Weiterbildung der Erfindung weist der Oszillator 26 eine dritte Einrichtung auf, um die Frequenz unabhängig zu verändern. Bekanntlich entlädt sich der (Jnijunction-Transistor 150, wenn die Emitterspannung einen Schwellenwert erreicht, der im wesentlichen ein konstanter Prozentsatz der Spannung zwischen den Basen ist. Die Zeit, bei der die Kondensatorspannung den Schwellenwert erreicht, ist eine Funktion der Widerstands- und Kondensatorwerte sowie der an die Abstimmschaltung angelegten Spannung.

Bei dem in Fig.4 dargestellten Oszillator 26 liegt diese Spannung am Kondensator 166 an und ist gleich der Spannung auf der Leitung 154 abzüglich der Spannung am Widerstand 162. Die Spannung am Widerstand 162 hängt von dem ihn durchfließenden Strom ab, der sich aus zwei Teilströmen zusammensetzt. Der erste Teilstrom ist für die vorgegebene Einstellung des Tonwählers 28 konstant und hängt von der Spannung auf der Leitung 154 und der Serienimpedanz der Widerstände 162 und 158 ab.

Der zweite Teilstrom ist dagegen entsprechend der Einstellung der beiden Tonhöhensteuerungen veränderlich und die Leitung 164 führt diesen zweiten Teilstrom. Wenn dieser Teilstrom mittels der Tonhöhensteuereinrichtungen vergrößert wird, nimmt der Spannungsabfall am Widerstand 162 zu, so daß die Spannung am Kondensator 166 abnimmt. Hierdurch nimmt dann auch die Oszillatorfrequenz ab.

Die in Fig.4 dargestellte restliche Schaltung liefert diesen veränderlichen zweiten Teilstrom. Ein erstes Widerstandsnetzwerk mit dem Widerstand 172 koppelt die Leitung 164 an den Schleifer des Potentiometers 174 an, das mit der Leitung 154 und Erde verbunden ist. Bei Veränderungen in der Einstellung der groben Tonhöhen-Steuereinrichtung 44 wird der Schleifer aus seiner Normallage verschoben. Bei Einstellung der feinen Tonhöhen-Steuereinrichtung 46 wird der Schleifer des ebenfalls mit der Leitung 154 verbundenen Potentiometers 176 in entsprechender Weise verändert. Dieser Schleifer ist über den Widerstand 178 an die Leitung 164 angekoppelt.

Die qualitative Wirkung der Änderung der Einstellung eines der beiden Schleifer ist dieselbe. Die Teilstromwerte werden so gewählt, daß eine vorgegebene Verschiebung der Tonhöhen-Steuereinrichtung 44 für die Grobeinstellung eine größere Verschiebung bzw. Versetzung bewirkt als dieselbe Verschiebung der Tonhöhensteuereinrichtung 46 für die Feineinstellung. Die Folgenden Ausführungen beziehen sich daher nur auf die Betriebsweise der Tonhöhen-Steuereinrichtung 44 ^rür die Grobeinstellung.

In dieser Schaltung bestehen zwei Beziehungen. Erstens ist offensichtlich die Spannung auf der Leitung 154 größer als die Spannung auf der Leitung 164. Zweitens ist der Widerstand 172 zumindest eine Größenordnung größer als der Widerstand 162.

Bei einer Nullspannungs-Einstellung ist der Spannungsabfall am Widerstand 172 null, so daß nur der erste Teilstrom durch den Widerstand 162 fließt. Wenn die Tonhöhen-Steuereinrichtung 44 für die Grobeinstellung verändert wird, ändert der zweite Teilstrom auf der Leitung 164 die Spannung am Widerstand 162 und am Kondensator 166.

Beide Tonhöhen-Steuereinrichtungen ändern die Frequenz prozentual zur Grundfrequenz, so daß diese Steuereinrichtung in »1/100 Halbtontt-Unterschieden geeicht werden können, um die sich ergebende Frequenz zu erhöhen oder zu erniedrigen, vorausgesetzt daß der Oszillator mittels der Potentiometer 174 und 176 in deren Mittellage geeicht ist.

Die in Fig. 1 dargestellte Abstimmhilfe ist empfindlich und arbeitet genau. Untersuchungen haben gezeigt, daß die Anzeige eine sichtbare Verschiebung aufweist, wenn die Phasenverschiebung kleiner als 10° ist; hierbei hängt die Genauigkeit von der Zeit, während der die Anordnung den Ton fühlt, und von der Stabilität des Tons ab. Dies bedeutet aber, daß die Anordnung eine Frequenzdifferenz fühlt, die in dem Intervall, in dem das Tonsignal vorhanden ist, eine Phasenverschiebung von weniger als 10° hervorruft. Wenn die Anordnung mit einer Batterie betrieben wird, ist sie sehr stabil. Gegenüber einer Stimmgabel haben Versuche nach einer Tondauer von 10 sek. keine Verschiebung gezeigt. Diese große Empfindlichkeit und Stabilität ermöglichen es, zu analysieren, wie Klaviere oder Pianos üblicherweise gestimmt werden.

Piano- oder Klavierstimmer benutzen unterschiedliche Prüf- und Meßmethoden, wenn sie zum Ausgleich der »Dehnung oder Streckung« ein Klavier stimmen. Jeder Klavierstimmer benutzt aber dieselben Prüf- und Meßmethoden, wenn er ein Klavier stimmt. Im allgemeinen ist daher die Frequenzabweichung eines vorgegebenen Tons von seinem theoretischen Wert, nach dem er gestimmt ist, ziemlich konsistent und beständig von einem Klavier zum anderen und ist für ein bestimmtes Klavier wiederholbar. Mit Hilfe der Abstimmhilfe gemäß der Erfindung könnte ein Klavierstimmer einmal die Kurve jedes Klaviers bestimmen und dann die Abstimmhilfe und die aufbewahrte Kurve bei einer erneuten Stimmung des Klaviers wieder heranziehen. Es sind jedoch unterschiedliche Kurven erforderlich, da jedes Klavier eine charakteristische Dehnung aufweist, die jedem Klavier speziell zugeordnet ist.

Mit Hilfe der Erfindung kann jedoch jedes Klavier mit einer üblichen Abweichkurve eingestellt werden, ohne daß die Kurve tatsächlich gemessen werden muß. Normalerweise beginnt ein Klavierstimmer mit einem Bezugston (d. h. 440 Hz), den er mittels einer Stimmgabel oder einer ähnlichen Einrichtung erhält. Die der Erfindung eicht der Klavierstimmer dis Abstimmhilfe mit Hilfe dieses Bezugstons und stellt die Tonhöhen-Steuereinrichtungen ein, bis die Anzeige stationär ist. Hierauf stellt er dann die Saitenspannung für denselben Ton in der tie^ren Oktav (d. h. ein Ton A von 220 Hz), bis dessen Oberwelle auf der Bezugsfrequenz liegt. Wenn der Klavierstimmer dann den Oktavvvähler auf die nächstniedrigere Oktav und die Tonhöhen-Steuereinrichtung zur Stabilisierung der Anzeige einstellt, zeigt die Bewegung der Tonhöhen-Steuereinrichtune die cha ■

rakteristische Dehnung für die temperierte Oktav des Klaviers an.

Die temperierte Oktav wird nunmehr dadurch gestimmt, daß die Dehnung gleichmäßig in zwölf Halbtonintervalle aufgeteilt wird. Das heißt, wenn der tiefere Ton als gestimmt angesehen wird und das Klavier eine charakteristische Dehnung von 4% (4% eines Halbtons) hat, wird der nächsthöhere Halbton ein drittel Prozent höher eingestellt, und jeder folgende Halbton wird ebenfalls um ein zusätzliches drittel Prozent höher eingestellt. Diese kleinen Änderungen können ohne weiteres mit der der Erfindung erhalten werden, da sich die prozentuale Frequenzänderung eines vorgegebenen Tons linear mit dem Drehwinkel der Potentiometerwel-Ie ändert. Bei einer Ausführungsform kann beispieisweise die Tonhöhensteuereinrichtung 46 bis auf 0,1% eingestellt werden.

Wenn die Temperament-Oktav gestimmt worden ist, werden die folgenden Töne in der gleichen Oktav oder in anderen Oktaven genauso gestimmt. Im allgemeinen können mittels der gestimmten Töne A von 220 Hz und 440 Hz beispielsweise die Töne A mit 880 Hz, mit 1760 Hz und mit 3520 Hz nacheinander gestimmt werden. Der Ton A mit 880 Hz kann folglich durch Einstellen der Stimmeinrichtung gestimmt werden, um einen Ton A mit 1760 Hz zu überwachen und um ihn auf die vierte Oberwelle des Tons A mit 440 Hz zu eichen. Der Ton A mit 880 Hz wird dann für eine Nullablenkung auf der Anzeigeeinrichtung gestimmt. Wenn dies der Fall ist, stimmen die vierte Oberwelle des Tons A mit 440 Hz und die zweite Oberwelle des Tons A mit 880 Hz überein. Wenn ein Klavierstimmer dann die Tonleiter nach oben verschiebt, erreicht er einen Punkt, bei dem die vierten Oberwellen sehr schwach sind. An diesem Punkt wird dann der Stimmvorgang dadurch geändert, daß ein Ton (ζ. B. ein Ton A mit 3520 Hz) gestimmt wird, nachdem die Stimmeinrichtung auf die zweite Oberwelle eines tieferen Tons (z. B. eines Tons A mit 1760 Hz) geeicht worden ist. Hierdurch ist sichergestellt, daß jeder Ton gerade mittels der richtigen Dehnungsgröße gestimmt wird, damit die Oktavintervaüe richtig gestimmt ertönen.

Für die tieferen Oktaven kann die Abstimmhilfe auf die zweite Oberwelle eines bereits gestimmten Tons geeicht werden und somit der untere Oktavton eingestellt werden, wobei die zweiten und vierten Oberwellen untereinander verglichen werden. Wenn der Klavierstimmer tiefere Töne erreicht, erzeugen die Saiten weniger starke Grundwellen. Dafür werden aber die dritten, vierten, sechsten und achten Oberwellen stark. Im tieferen Baßbereich kann daher der Klavierstimmer wahlweise die Abstimmhilfe dafür benützen, um die vierte Oberwelle eines bereits gestimmten Tons und die achte Oberwelle des zu stimmenden Tons aufeinander abzugleichen. Auch durch diesen Vorgang werden die Oktaven gerade um die erforderliche Größe gedehnt, damit sie abgestimmt erklingen.

Es können aber auch die dritten und sechsten Oberwellen herangezogen werden. In diesem Fall stellt der Klavierstimmer zur Einstellung eines Tons Λ mit 55 Hz die Abstimmhilfe auf einen Ton E mit 330 Hz ein, eicht sie auf einen gestimmten Ton A mit 119 Hz und stellt dann den Ton A mit 55 Hz ein. Auf diese Weise vergleicht der Klavierstimmer die sechste Harmonische des Tons A mit 55 Hz und dritte Harmonische des Tons A mit 110 Hz miteinander.

Die einzelnen Klavierstimmer können das Verfahren mit Hilfe der Erfindung ändern. Weiterhin ist die Erfindung nicht auf die Überwachung von Tonfrequenzen beschränkt. Der Detektor 36, die Tiefpaßfilter 40 und die Anzeige 42 fühlen und zeigen wirksam Frequenzunterschiede an. Hierbei hängt die Empfindlichkeit von der zu messenden Frequenz ab, wobei die Frequenzgrenzen durch die einzelnen Schaltungselemente bestimmt werden. Die Nachweisschaltung 16 in F i g. 1 ist daher zur Einstellung einer veränderlichen Frequenzquelle auf eine Normal- bzw. Bezugsfrequenz heranziehbar.

Bei der Nachweisschaltung 16 sind verschiedene Abwandlungen möglich. Bei sehr hohen Frequenzen kann die Empfindlichkeit durch einen Frequenzteiler an jedem Eingang am Detektor 16 verringert werden. Wenn beispielsweise beide Eingangssignale auf derselben Frequenz liegen und beide durch »4« geteilt werden, schaltet die Anzeigeeinrichtung bei einem Frequenzunterschied von 100 Hz und nicht von 25 Hz ab. Andererseits kann eine Sequenz-Speicherschaltung den Ausgang der Tiefpaßfilter 40 überwachen. In dem in F i g. 2 dargestellten speziellen Aufbau zeigt die Aufeinanderfolge 40-4, 40-3, 40-2 und 40-1 an, daß der Ton zu niedrig ist während die Aufeinanderfolge 40-1,40-2, 40-3 und 40-4 einen zu hohen Ton anzeigt. Eine Speicherschaltung würde dann eine oder zwei Lampen erregen, um die Sequenzrichtung anzuzeigen.

Es können somit verschiedene Modifikationen unc Änderungen an der Abstimmhilfe gemäß der Erfindung den einzeln beschriebenen Schaltungen sowie bei derr Verfahren zum Abstimmen eines Klaviers vorgenom men werden, solange sie im Rahmen der Erfindung lie gen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Abstimmhilfe für Musikinstrumente, bestehend aus einer Eingangsschaltung (12) mit Einrichtungen (18, 20, 22), die ein innerhalb eines ausgewählten Frequenzbereichs liegendes Tonsignal in ein Meßsignal umwandeln, einer Bezugsschaltung (14), die ein Bezugssignal erzeugt, einer Vergleichsschaltung (36), die das Meßsignal und das Bezugssignal miteinander vergleicht, und einer Anzeigeeinrichtung (42), die das von der Vergleichsschaltung (36) abgegebene Vergleichsergebnis anzeigt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung (36) auf das Bezugssignal (auf 34) ansprechende Einrichtungen (50,52,54) aufweist, die eine Vielzahl von Phasenbeziehungssignalen (CR 1, CR 2, CR 3, CR 4) gleicher Frequenz und voneinander abweichender Phasen erzeugen, und je einen auf das zugeordnete Phasenbeziehungssignal (CR 1, CR 2, CR 3, CR 4) ansprechenden Phasendifferenzdetektor (60, 68, 76, 40) aufweist, der jeweils die Phasendifferenz zwischen dem Meßsignal (auf 24) und dem betreffenden Phasenbeziehungssignal (CRl, CR 2, CR 3, CR 4) feststellt und ein Lichterzeugungssignal (S? 1, Φ2, Φ 3, Φ 4) abgibt, dessen Intensität ein Maß für die Größe der festgestellten Phasendifferenz ist, und daß die Anzeigeeinrichtung (42) den einzelnen Phasendifferenzdetektoren (60,68,76, 40) jeweils zugeordnete Lichterzeuger (86 bis 100) aufweist, die zum Ansteuern durch das vom zugeordneten Phasendifferenzdetektor (60, 68, 76, 40) abgegebene Lichterzeugungssignal \φ 1, Φ 2, Φ 3, Φ 4) elektrisch leitend mit diesem verbunden sind (über 40) und ihre relative Intensität ändern, wenn die Frequenz des Meßsignals (auf 24) von der Frequenz des betreffenden Phasenbeziehungssignals (CR 1, CR 2, CR 3, CR 4) abweicht.

2. Abstimmhilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasendifferenzdetektor ausgangsseitig mittelwertbildende Tiefpaßfilter (40-1 bis 40-4) aufweist, die das als Impulssignal veränderlicher Impulsbreite erzeugte Lichterzeugungssignal (Φί bis Φ A) in ein der betreffenden Impulsbreite entsprechende Dauersignal umwandeln.

3. Abstimmhilfe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsschaltung (14) als Bezugssignal ein Rechteckwellensignal liefert, dessen Frequenz doppelt so groß ist wie die Sollfrequenz des abzustimmenden Musikinstruments, daß die auf das Bezugssignal ansprechenden Einrichtungen aus einem Inverter (54) und zwei bistabilen Kippstufen (50 und 52) bestehen, die durch voneinander abweichende Potentiale an ihren Vorbereitungseingängen (J oder K) ihrer beiden Kipp-Seiten wechselweise vorbereitet und durch Taktsignale an ihrem jeweiligen Takteingang (C) auf die vorbereitete andere Kippseite umgesteuert werden und bei denen die Vorbereitungseingänge (/oder K) zu den beiden Kippseiten jeder jeweils einen Kippstufe (50 bzw. 52) über Kreuz mit den voneinander abweichende Potentiale (»Eins« oder »Null«) liefernden Ausgängen (»1« oder »0« bzw. »0« oder »1«) von den beiden Kippseiten jeder jeweils anderen Kippstufe (52 bzw. 50) und die Takteingänge (C) zu der einen Kippstufe (50) direkt und zu der anderen Kippstufe (52) über den Inverter (54) mit der das Bezugssignal führenden Leitung (34) derart verbunden sind, daß die Ausgange (»0« und »1«) der beiden Kippstufen (50 und 52) als Phasenbeziehungssignale (CR 1, CR 2, CR 3, CR 4) vier um jeweils 90° gegeneinander phasen verschobene Rechteckwellensignale liefern, daß der Phasendifferenzdetektor aus zwei Exklusiv-ODER-Schaltungen (62, 64, 66 und 70, 72, 74) sowie drei Invertern (58,68 und 76) besteht, von denen jede Exklusiv-ODER-Schaltung (62, 64, 66 bzw. 70, 72, 74) mit ihren beiden Meßsignaleingängen einerseits direkt und andererseits über einen Inverter (58) an die das über einen Rechteckumformer (56) in ein Rechteckwellensignal umgeformte Meßsignal führende Leitung (24) und mit ihren beiden Bezugssignaleingängen an je einen der beiden zwei um jeweils 180° gegeneinander phasenverschobenen Phasenbez'ehungssignale (CR 1 und CR 2 bzw. CR 3 und CR 4) liefernden Ausgänge (»1« oder »0« bzw. »0« oder »1«) von den beiden Kippseiten jeweils einer Kippstufe (50 bzw. 52) und mit ihrem Ausgang einerseits direkt und andererseits über jeweils einen Inverter (68 bzw. 76) derart an die die Lichterzeugungssignale (Φ\ und Φ3 bzw. Φ2 und Φ4) weiterführenden Leitungen(38-1,38-3,38-2 und 38-4) angeschlossen sind, daß sie vier paarweise einander komplementäre Impulszüge liefern, deren Tastverhältnisse voneinander abweichen und sich bei Nichtübereinstimmung der Frequenzen des Meßsignals und des Bezugssignals gegensinnig zueinander ändern, daß die Lichterzeuger als lichtemittierende Dioden (86 bis 100) ausgebildet sind, die in vorzugsweise paarweiser Gegenüberstellung räumlich gleichmäßig auf dem Umfang eines Kreises verteilt angeordnet und in vorzugsweise paarweise Hintereinanderschaltung elektrisch mit ihrem einen Anschluß (Anode) an ein gleichbleibendes Speisepotential ( + ) und mit ihrem anderen Anschluß (Kathode) — gegebenenfalls über je ein zugeordnetes Tiefpaßfilter (40-1 bis 40-4) — in zyklischer Reihenfolge an die die Lichterzeugungssignale (Φί und Φ4) — gegebenenfalls als variable Speisegegenpotentiale — heranführenden Leitungen (38-1 bis 38-4) angeschlossen sind, und daß das gegebenenfalls vorgesehene Tiefpaßfilter (40-1 bzw. 40-2 bzw. 40-3 bzw. 40-4) aus jeweils einem eingangsseitig angeordneten elektronischen Schalter (78) mit nachgeschalteten Amplitudenbegrenzer (93), der das jeweils zugeführte Lichterzeugungssignal (ΦΧ bzw. Φ 2 bzw. Φ 3 bzw. Φ 4) veränderlicher Impulsbreite in ein amplitudennormiertes Impulssignal veränderlicher Impulsbreite umwandelt, sowie aus jeweils einem ausgangsseitig angeordneten und mit der Steuerspannung sich ändernden elektronischen Widerstand (82), dessen einer Anschluß (Emitter) am vorgegebenen Speisegegenpotential (Erde) und dessen anderer Anschluß (Kollektor) am anderen Anschluß (Kathode) der zugeordneten Lichterzeuger (86—88 bzw. 90—92 bzw. 96—94 bzw. 100—98) angeschlossen ist, besteht.

4. Abstimmhilfe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsschaltung (12) ein dem Tonaufnehmer (18) und Tonverstärker (20) nachgeschaltetes und in der Mittenfrequenz der durchgelassenen Meßsignale umschaltbares Bandfilter (22) aufweist, daß die Bezugsschaltung (14) einen in der Frequenz der abgegebenen Haupttaklsignale umschaltbaren Haupttaktgeber (26) und einen diesem nachgeschalteten und in seinem Teilverhältnis umschaltbaren Frequenzteiler (32) aufweist und daß

ein Oktavwähler (30) das Teilverhältnis des Frequenzteilers (32) und die Mittenfrequenz des Bandfilters (22) gleichzeitig in bezug auf den gleichen Frequenzbereich, vorzugsweise in bezug auf die gleiche Oktave und ein Tonwähler (28) die Frequenz der Haupttaktimpulse des Haupttaktgebers (26) und die Mittenfrequenz des Bandfilters (22) gleichzeitig in bezug auf die gleiche Frequenz des zu stimmenden Musikinstruments verstellen.

5. Abstimmhilfe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Haupttaktgeber (26) Haupttaktsignaie liefert, deren Frequenz so bemessen ist, daß sie mindestens die zwölf Töne über dem höchsten Ton der höchsten zu stimmenden Oktave überdeckt

6. Abstimmhilfe nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Haupttaktgeber (26) als frequenzverstellbarer Kippschwingungserzeuger (150,152,155,156,158) ausgebildet i;t, dessen Kippfrequenzen für alle Töne unabhängig voneinander, vorzugsweise stufenweise auf die höchste und auf die tiefste Frequenz der zu liefernden Haupttaktsignale einstellbar sind (mittels 156 bzw. 158), und daß eine Tonhöhensteuereinrichtung (172, 174, 176, 178) die Kippfrequenz des eingestellten Kippschwingungserzeugers (150,152,155,156,158) für alle Töne gemeinsam, vorzugsweise stetig oder in feinen Stufen um einen jeweils bis zu dem einen Halbton entsprechenden Betrag in beiden Richtungen verändert.

7. Verfahren zum Abstimmen einer Vielzahl von frequenzverstellbaren Tonerzeugern mit individuell zugeordneten Frequenzeinstellmitteln eines Musikinstruments, insbesondere eines Klaviers oder dergleichen, bei dem jeder Tonerzeuger eine Vielzahl von Teiltönen (Partialtönen) erzeugt, die sich bei jedem Tonerzeuger in ihrer Ordnung vom Teilton (Partialton) erster Ordnung jedes der zu erzeugenden niedrigsten Frequenz zugeordneten Tongenerators und von den Teiltönen (Partialtönen) höherer Ordnung jedes in seiner Frequenz von der der mathematischen Harmonieordnung entsprechend zugeordneten Frequenz abweichenden Tongenerators unterscheiden, insbesondere unter Verwendung einer Abstimmhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Messen der Inharmonizität (Harmonieabweichung) des Musikinstruments durch

1. Wirksammachen eines der Tonerzeuger zur Abgabe eines Tons,

2. Messen der Frequenz eines Teiltons (Partialtons) ausgewählter Ordnung des Tons mittels einer die Frequenz des vom Tonerzeuger abgegebenen Tons anzeigende Mittel aufweisenden Abstimmhilfe, und

3. Messen der Frequenz eines weiteren Teiltons (Partialtons) gleichfalls ausgewählter Ordnung des Tons mittels der Abstimmhilfe zum Ermitteln der kennzeichnenden Inharmonizität des betreffenden Musikinstruments,

b) Abstimmen eines als Bezugstonerzeuger bestimmten Tonerzeugers auf eine vorbestimmte Normalfrequenz durch

1. Wirksammachen des Bezugstonerzeugers zur Abgabe eines Tons und

2. Verstellen der zugeordneten Frequenzeinstellmittel bis die Abstimmhilfe anzeigt, daß der Ton die vorbestimmte Normalfrequenz hat, und

c) Abstimmen jeweils eines der von dem Teilton (Partialton) des Bezugstonerzeugers abweichende erste Teiltöne (Partialtöne) abgebenden weiteren Tonerzeugers durch

1. Wirksammachen des betreffenden weiteren Tonerzeugers zur Abgabe eines Tons und

2. Verstellen der zugeordneten Frequenzeinstellmittel, bis die Abstimmhilfe anzeigt, daß der Ton die zugehörige eingestellte Frequenz hat, die die Summe aus der mathematischen Frequenz des betreffenden Tonerzeugers und einer von der kennzeichnenden Inharmonizität des Musikinstruments abhängigen Frequenzabweichung darstellt.

8. Verfahren zum Abstimmen nach Anspruch 7, bei dem das Musikinstrument einen Tonerzeuger zur Erzeugung eines ersten Teiltons entsprechend jedem Ton des Musikinstruments aufweist, welche ersten Teiltöne mehrere Oktaven überdecken, wobei das aufeinanderfolgende Abstimmen weiterer Tonerzeuger dazu benutzt wird, die Tongeneratoren in einer als temperierter Oktave ausgewählten Oktave abzustimmen, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich