DE2328515A1

DE2328515A1 - Lautsprecheranordnung zur erzielung von pulsatoeffekten

Info

Publication number: DE2328515A1
Application number: DE2328515A
Authority: DE
Inventors: Donald James Leslie
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-08-16
Filing date: 1973-06-05
Publication date: 1974-02-28
Also published as: NL7309313A; NO138310B; LU67928A1; JPS537806B2; BE799948A; SE397738B; JPS4960523A; IT990251B; GB1392893A; NO138310C; FR2201009A5; US3842204A; CA985535A

Description

Priorität; 16. Aug. 1972; V.St.A.; Nr. 280 99?

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Lautsprecheranordnung zur Erzielung von musikalischen Pulsatoeffekten, bei der akustisch die Tonsignale über zwei Parallelkanäle geleitet werden und Mittel zur Frequenzverschiebung der Tonsignale vorgesehen sind.

Es ist bekannt, Pulsatoeffekte, Tremoloeffekte, Celesta-Choreffekte oder andere niederfrequente Modulationseffekte einer musikalischen Wiedergabe, zu bewirken und dadurch die Klangfülle zu erhöhen. Pulsatoeffekte können durch Anwendung rotierender Lautsprecheranordnungen in elektrischen Orgeln und ähnlichen elektrischen Musikinstrumenten erzielt werden, wie das US-Reissue-Patent 23 323 und die US-Patentschriften 3 080 786 und 3 174 579 beispielsweise zeigen. Dieser Stand der Technik sieht rotierende Wiedergabelautsprechersysteme vor. Durch die US-Patentschrift 2 899 644 und die US-Pateritschrift 3 372 225 ist es auch bekanntgeworden, elektronisch

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derartige Modulationseffekte zu bewirken. Die Erfindung bezieht sich auf die Erzeugung von Pulsatoeffekten ohne Anwendung rotierender Lautsprecheranordnungen und bietet andererseits Fortschritte gegenüber den bekannten Anordnungen, bei denen Pulsatoeffekte elektronisch erzeugt werden.

In dem Stand der Technik spielt die Erzeugung von Treinoloeffekten bei elektronischen Orgeln eine besondere Rolle, die komplexe Tonsignale erzeugen. Es ist bei derartigen Signalen schwierig, Tremoloeffekte zu erzeugen, ohne daß Schwebungen der vierten oder fünften Harmonischen sich störend bemerkbar machen. Ein ¥eg, derartige Störungen zu vermeiden, besteht in der Anwendung getrennter, getrennte Verstärker aufweisender Tonkanäle für abwechselnde Töne einer Oktave, wie die US-Patentschrift 2 596 258 und die US-Patentschrift 3 049 040 zeigen. Pulsatoeffekte können ohne störende Schwebungs er scheinungen bei derartigen Anlagen eingeführt werden. Es sind indessen getrennte Tonfarbe- und Schwebungssteuerungsmittel vorgesehen, die die Kosten eines derartigen Instruments erhöhen und die Benutzung in Anpassung an andere musikalische Instrumente erschweren. So liegt der Erfindung weiter die Aufgabe zugrunde, Pulsatoeffekte für komplexe Tonsignale zu erzeugen, ohne daß sich Schwebungen der vierten und fünften Harmonischen nachteilig auswirken und zur Vermeidung solcher Effekte elektronisch jeder zweite Ton einer Oktave abgetrennt behandelt werden muß'.

Tremolo- und Vibratoeffekte, die elektronisch durch Frequenzmodulationsmittel eines jeden Tongenerators der Anordnung erzeugt werden, ergeben häufig rauhe und nicht angenehm wirkende Töne. Die Erfindung vermeidet diesen Übetstand dadurch, daß die Tonkanäle, die getrennt Ton abstrahlen, selbst keine Tremoloeffekte aufweisen, der Tremoloeffekt vielmehr durch akustische Mischung der unterschiedlich frequenzverschobenen Töne erzielt wird.

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Bei der Erfindung wird der Pulsatoeffekt durch akustische . Mischung der Töne bewirkt, die von zwei gegeneinander eine Frequenzverschiebung aufweisenden Tonkanälen erzeugt werden. Hierbei werden die Tonsignale in dem einen Tonkanal frequenzmäßig einige Hz in Richtung höherer Frequenzen und in einem zweiten Kanal in Richtung niedrigerer Frequenzen verschoben, wobei zweckmäßig die Frequenzverschiebungen in beiden Kanälen, von ihrer Richtung abgesehen, gleich groß sind. Der Zuhörer erhalt auf diese Weise einen angenehmen Pulsatoeffekt bei einer Frequenz, die der Summe der Frequenzverschiebungen entspricht, die in den beiden Frequenzen eingeführt werden. Weiterhin kann ein dritter Kanal vorgesehen sein, dei* ein musikalisches Signal unverschobener Frequenz erzeugt. Der sich hierbei ergebende Pulsatoeffekt entspricht der Frequenzverschiebung eines Jeden der beiden mit Frequenzverschiebung arbeitenden Tonkanäle.

Bei der Erfindung werden die Tonsignale durch voneinander · räumlich getrennte stationäre Lautsprecher abgestrahlt, und es ergibt sich dann ein Pulsatoeffekt, der der Summe der Frequenzverschiebungen entspricht, die in jeden der beiden Tonkanäle eingeführt werden.

Wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein dritter Tonkanal, der ohne FrequenzverSchiebung auf einen dritten Wiedergabelautsprecher arbeitet, verwendet, so wirken die abgestrahlten Tonsignale so miteinander, daß ein Pulsatoeffekt erzielt wird, dessen Frequenz, gleich der Frequenzabweichung eines jeden der beiden mit Frequenzverschiebung arbeitenden Tonkanäle ist. Es ergibt sich dann ein für die Zuhörer sehr angenehmer Pulsatoeffekt, da der Klang gewissermaßen den Raum durchflutet und nicht von Wiedergab elaut Sprechern getrennter Position auszugehen scheint.

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Der erzeugte kPulsatoeffekt ist im wesentlichen ein Amplitudeneffekt. Die erfindungsgemäße Anordnung eignet sich sowohl für elektrische Klaviere als auch für elektrische Orgeln. Die Erfindung eignet sich auch zur Anwendung bei Musikinstrumenten, bei denen die Töne durch Anschlagen oder Anzupfen von Zungen o. dgl. erzeugt werdenj es kann dabei die Wiedergabe einer Vibro-Harfe erreicht werden. Es ist zu beachten, daß die mittlere Tonhöhe zu allen Zeiten selbst bei kurzzeitigen Stakkatopassagen erhalten bleibt, da zwei Schallquellen jeweils entsprechend frequenzverschoben arbeiten. Im allgemeinen liegt ein solches Verhalten nicht vor, da die üblicherweise verwendeten Musikinstrumente Vibratosignale erhöhter oder erniedrigter Tonhöhe oder entsprechende Mittelwerte zu unterschiedlichen Zeitpunkten liefern.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren erörtert. Von den Figuren zeigen:

Figur 1 ein elektrisches Blockschaltbild mit zwei Parallelkanälen zur Erzeugung von Pulsatoeffektenj

Figur 2 ein elektrisches Schaltbild einer Anordnung, bei der zusätzlich ein dritter, ohne Frequenzverschiebung arbeitender Tonkanal vorgesehen ist und ggf. noch ein vierter derartiger Tonkanal mit einer rotierenden Lautsprecheranordnung; und

Figur 3 eine durch eine rotierende kapazitive Phasenverschiebungsanordnung gebildete Vorrichtung zur Frequenzverschiebung.

Bei der ersten Ausführungsform gemäß Figur 1 wird ein musikalisches Signal an einer Klemme 11 geliefert und über zwei parallele Tonkanäle 12, 13 geleitet. In dem ersten Tonkanal

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werden die Tonsignale durch eine Frequenzverschiebungsvorrichtung 14 in Richtung höherer Frequenzen verschoben. Die Frequenzverschiebung liegt zweckmäßig zwischen 0 und 16 Hz. Die Ausgangsklemme der Frequenzverschiebungsvorrichtung 14 ist über eine Abgleichwiderstandsstufe 15 und einen Verstärker 16 mit einem Lautsprecher 17 verbunden. Der andere Tonkanal 13 enthält eine ähnliche Frequenzverschiebungsvorrichtung zur Verschiebung in Richtung niedrigerer Frequenzen. Die Ausgangsklemme dieser Vorrichtung 18 ist über eine Abgleichvorrichtung 19 und einen Verstärker 20 mit dem getrennten Wiedergabelautsprecher 21 verbunden. Die Frequenzverschiebungsvorrichtungen 14, 18 sind zweckmäßigerweise von der in Figur 3 gezeigten Art.

Der von den Wiedergabelautsprechern 17, 21 ägestrahlte Klang verursacht eine Schwebungsbildung und dadurch einen akustischen Pulsato- oder Tremoloeffekt, dessen Frequenz gleich der" Summe der Frequenzverschiebungen der beiden Frequenzverschiebungsvorrichtungen 14, 18 ist. Wenn daher in dem Tonkanal eine FrequenzverSchiebung in Richtung höherer Frequenzen um 3 Hz erfolgt und in dem Tonkanal 13 eine solche Verschiebung in Richtung niedrigerer Frequenzen um ebenfalls 3 Hz erfolgt, hat der Pulsatoeffekt die Frequenz β Hz.

Es ist jedoch zu beachten, daß die Wiedergabelautsprecher und 21 selbst keinen Klang mit Pulsatoeffekt abstrahlen. Die Pulsatoeffekte ergeben sich durch die akustische Mischung der Schallwiedergabe der beiden Lautsprecher 17, 21. · Auf diese Weise ergibt sich ein sehr angenehm wirkender Tremoloeffekt, der frei von Tonrauhigkeiten ist, die man sonst beobachtet j, wenn Tremolo- oder Vibratoeffekte in einem einzelnen Tonkanal elektronisch erzeugt werden. Angenehm wirkt sich ferner aus, daß, wie. bereits erwähnt, die Tonwiedergabe

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nicht von einer einzelnen Schallquelle auszugehen scheint, vielmehr den Raum durchflutet.

Bei der Ausführungsform gemäi3 Figur 2 sind drei Tonkanäle 26, 27, 28 parallel von einer Klemme 29 ausgehend vorgesehen. In den Tonkanälen 26, 27 sind Frequenz Verschiebungsvorrichtungen 30, 31 zur Verschiebung der zugeführten Tonsignale in Richtung höherer bzw, niedrigerer Frequenzen um den gleichen Betrag vorgesehen. Der mit Frequenzverschiebung in Richtung höherer Frequenzen arbeitende Kanal 26 weist die Abgleichvorrichtung 32, den "Verstärker 33 und den Wiedergabelautsprecher 34 auf. Der mit Frequenzverschiebung in Richtung niedrigerer Frequenzen arbeitende Kanal 27 weist die Abgleichvorrichtung 35, den Verstärker 36 und den Wiedergabelautsprecher 37 auf. Der dritte Kanal 28 arbeitet ohne Frequenzverschiebung und weist die Abgleichvorrichtung 38, den Verstärker 39 und den Wiedergabelautsprecher 40 auf. Die Lautsprecher 34, 37 und 40 sind räumlich getrennt voneinander angeordnet.

Die Schallwiedergabe der Lautsprecher 34 und 37 bildet Schwebungen gegen die Schallwiedergabe des Lautsprechers 40 und erzeugt dadurch'einen Pulsatoeffekt, dessen Frequenz den Frequenzverschiebungen in den beiden Kanälen 26, 27 entspricht. Wenn beispielsweise die Frequenzverschiebungsvorrichtung 30 eine Frequenzverschiebung um 7 Hz in Richtung höherer Frequenzen und die Frequenzverschiebungsvorrichtung 31 eine gleich große FrequenzverSchiebung in Richtung niedrigerer Frequenzen bewirkt, so hat der sich ergebende Pulsatoeffekt eine wirksame Frequenz von 7 Hz.

Der durch das Drei-Kanal-System gemäß Figur 2 erzeugte Pulsatoeffekt hat in noch stärkerem Maß die Eigenschaft der Klangdurchflutung eines Raumes.

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Um die gleiche wirksame Pulsatofrequenz zu erzielen, müssen bei der Zweikanalanordnung gemäß Figur 1 die Frequenzverschiebungsvorrichtungen 14, 18 eine Frequenzverschiebung bewirken,- die halb so groß ist wie die von den Frequenzverschiebungsvorrichtungen 30, 31 des Dreikanalsystems bewirkte Frequenzverschiebung. Aus diesem Grund ist der durch das Zweikanalsystem erzeugte Pulsatoeffekt nicht so tief wie der Pulsatoeffekt einer Anordnung gemäß Figur 2.

Es können unterschiedliche Pulsatoeffekte durch geeignete Wahl der durch die Frequenzverschiebungsvorrichtung bewirkten FrequenzverSchiebung erzielt werden. Wählt man beispielsweise die Frequenzverschiebung zwischen 4 Hz und 7 Hz, so ergibt sich ein Tremoloeffekt. Mit niedrigeren Frequenzverschiebungen ergeben sich. Choreffekte. Pulsatofrequenzen oberhalb des Tremolofrequenzbereichs sind zur Wiedergabe von Schlagzeugklängen zweckmäßig. Eine jede der Frequenzverschiebungsvorrichtungen 14, 18, 30, 31 kann so ausgebildet sein, daß sie nur eine feste FrequenzverSchiebung liefert; es können jedoch auch die Frequenzverschiebungen einstellbar sein, so daß der Musiker die wirksame Pulsatofrequenz einstellen und kontinuierlich variieren kann.

Es können gegebenenfalls auch die Frequenzverschiebung des eine FrequenzverSchiebung in Richtung höherer Frequenzen bewirkenden Tonkanals unterschiedlich von der Frequenzverschiebung des in entgegengesetzter Richtung wirkenden Tonkanals sein. So können parallele Tonkanäle mit unterschiedlichen' Pulsatogeschwindigkeiten verwendet werden.

Die Erfindung gestattet auch, wie in Figur 2 durch den gestrichelten Linienzug wiedergegeben ist, die Anwendung einer zusätzlichen rotierenden Pulsato-Lautsprecheranordnung. Das

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an der Klemme 29 zugeführte musikalische Signal wird einem weiteren Tonkanal 41 zugeführt, der eine Abgleichvorrichtung 42, einen Verstärker 43 und eine rotierende Lautsprecheranordnung 44 aufweist, die durch nach entgegengesetzten Richtungen abstrahlende Wiedergabelautsprecher 45, 46 gebildet ist. Die Lautsprecheranordnung 44 wird zweckmäßigerweise mit der'halben Pulsatofrequenz rotiert. Wenn beispielsweise die Frequenzverschiebungsvorrichtungen 30, 31 auf Frequenzverschiebungen von +6 Hz bzw. -6 Hz eingestellt sind, so dai3 sich eine Pulsatofrequenz von 6 Hz ergibt, so rotiert die Lautsprecheranordnung 44 mit etwa 3 Umdrehungen pro Sekunde. Der abgestrahlte Schall der vier Tonkanäle, die durch die Abgleichvorrichtungen 32, 38, 42 aufeinander abgestimmt sind, erzeugt eine sehr gefällige Pulsatowirkung, die nur minimale Oberwellenschwebungen aufweist. Dies ergibt sich durch die geringe Frequenzverschiebung in dem normalerweise schwer zu beherrschenden Frequenzbereich zwischen 700 Hz und 1800 Hz, verglichen mit- üblichen elektronischen Vibrato- oder Tremolosystemen, und ferner durch die Mischung der Schallwiedergabe der vier verschiedenen Tonkanäle.

In Figur 3 ist eine Frequenzvers chi eburigs vorrichtung schematisch wiedergegeben, die sich zur Anwendung im Rahmen der Erfindung eignet. Die Vorrichtung 50 ist im Prinzip in der US-PS 3 251 924 und der US-PS 3 372 225 beschrieben. Die an der Klemme 51 zugeführten Signale werden einer Breitbandphasen- Verschiebungsvorrichtung 52 zugeführt, die vier Ausgangssignale der relativen Phasenverschiebung 0°, 90°, 180° und 270° liefert. Diese Signale- werden vier festen Kondensatorbelegungen 53» 54, 55, 56 von gleicher Winkelausdehnung zugeführt, die die festen Belegungen eines rotierenden Phasendrehkondensators 57 "bilden. Der Kondensator 57 hat eine rotierende exzentrisch angeordnete Platte 58. Ein Motor 59 gestattet

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einen Antrieb der Rotorplatte 58 mit gewünschter Geschwindigkeit. Das auf der Leitung 6l auftretende Aus gangs signal des Kondensators 57 unterscheidet sicli frequenzmäßig von dem auf der Leitung 51 zugeführten Signal um eine Frequenz* die gleich der Rotationsfrequenz der Platte 58 ist. Wenn daher der Motor 59 so eingestellt wird-, daß er die Kondensatorplatte 58 mit 6 U/sek dreht-, so wird das bei 51 zugeführte Eingangssignal um 6 Hz verschöben* Der Rotationssinn der Platte 58 bestimmt, ob es sich um eine Frequenzverschiebung im Sinne höherer oder niedrigerer Frequenzen"handelt*

Die Phasenverschiebungsvorrichtung 52 ist üblicher Art und entspricht beispielsweise der US-PS 3 251 924. Eine/weitere Ausführungsform ist in der US-Patentanmeldung 183 845 beschrieben.

Abgesehen von dem Wechselstrommotor 59 und. der Geschwindigkeitsregelvorrichtung 60 kann auch für den Betrieb eine Wechselstromquelle einstellbarer Frequenz vorgesehen sein. Es kann dann die Geschwindigkeit das Motors 59 und damit die durch die Vorrichtung 50 erzielte Frequenzverschiebung durch Einstellen der Frequenz der Wechselstromquelle verändert werden. ■ -

Bei der in Figur 2 dargesieLlten Ausführungsform, können die nach entgegengesetzten Richtungen abstrahlenden Wiedergabelautsprecher .45," 46 gleichphasig oder phasenversetzt betrieben .werden. Werden die Lautsprecher phasenversetzt betrieben, so /geben sich unübliche Modulationseffekte, während gleichzeitig ein Pulsatoeffekt, bedingt durch die Frequenzverschiebungsvorrichtungen 30, 31 und bei halber Verschiebungsfrequenz vorliegt. ,

Patentansprüche % 409809/0372

Claims

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Lautsprecheranordnung zur Erzielung von Pulsatoeffekten unter Anwendung von eine geringfügige Frequenzverschiebung bewirkenden Frequenzverschiebungseinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei parallele, je einen Wiedergabelautsprecher (17, 21) aufweisende Tonkanäle (12, 13) vorgesehen sind und in jedem Tonkanal eine Frequenzverschiebungsvorrichtung (14, 18) vorgesehen ist und die eine Frequenzverschiebungsvorrichtung eine Frequenzverschiebung zu höheren Frequenzen, und die andere eine Frequenzverschiebung zu niedrigeren Frequenzen bewirkt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein dritter einen Wiedergabelautsprecher (40), jedoch keine Frequenzverschiebevorrichtung aufweisender Kanal (28) vorgesehen ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e kennzei-chnet , daß die Fr equenzver Schiebung zwischen 0 und 16 Hz liegt.
4. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzverschiebungsvorrichtungen (14, 18 j 30, 31) gleiche Frequenzverschiebungen, im Sinne höherer bzw. niedrigerer Frequenzen erzeugen.
5* Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß Mittel (60) zur Steuerung der durch die Frequenzverschiebungsvorrichtung erzeugten Frequenzverschiebungen vorgesehen sind.
6. Anordnung nach Anspruch 3, . dadurch gekennzeichnet , daß als Frequenzverschiebungsvoarichtungen über Phasenverschiebungsnetzwerke (52) gespeiste rotierende kapazitive Phasenschieber (57) mit einer Mehrzahl stationärer Belegungen (53...56) und einer rotierenden exzentrischen Elektrode (58) vorgesehen sind.
7. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß sämtliche Wiedergabelautsprecher stationär sind. - .
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekenn ze i c tine t , daß.ein weiterer eine .Frequenzverschiebungsvorrichtung nicht aufweisender Parallelzweig mit rotierender Wiedergabelautsprecheranordnung (44) vorgesehen
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Lautsprecheranordnung aus zwei nach entgegengesetzten Richtungen abstrahlenden rotierenden Lautsprechern (45» 46) besteht und die Rotationsgeschwindigkeit ungefähr halb so groß wie die durch eine der Frequenzverschiebungsvorrichtungen (3Ö, 31) bewirkte Frequenzverschiebung ist.

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