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Vorrichtung zur Musikdarbietung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur Musikdarbietung mit variierbarer Elangwirkung unter Verwendung von Lautsprechern.
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Eine bekannte Vorrichtung dieser Art, die unter dem Warenzeichen LESLIE
weltbekannt geworden ist, besteht aus still stehenden Lautsprechern, wobei jedem
Lautsprecher eine um dessen Mittelachse rotierende Schillführung zugeordnet ist,
die den Schall um 900 umlenkt und in radialer Richtung abstrahlt. Damit wird etwa
derselbe Effekt erzielt, wie wenn sich der Lautsprecher um eine zu seiner Abstrahlungsrichtung
senkrechte Achse drehen würde, was übrigens auch bekannt ist. Gewöhnlich steht die
Drehachse lotrecht, sodaß der Schall von den Wänden des Raumes, in
dem
der sich drehende Schallstrahler aufgestellt ist, reflektiert wird und mit unterschiedlicher
Laufzeitam Ohr des Hörers ankommt. Es entsteht dadurch eine außerordentlich eigenartige
Xlangwirkung, die dem Hörer die Drehbewegung der Schallquelle eindringlich bewußt
macht.
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Rotierende Lautsprecher erfordern jedoch Schleifringe oder entsprechende
technisch perfektionierte Stromübertragungsanord nungen, weshalb sich nur die sogenannten
LESLiE-Tremolo-Ein richtungen durchgesetzt haben, deren motorbetriebene Schallführungen
jedoch, insbesondere nach längerer Betriebszeit, ein erhebliches Störgeräusch verursachen.
Auch die verwendeten Antriebsriemen sind eine Quelle fortgesetzten ärger, da sie
häufig brechen und beim Anlaufen und Abbremsen der Schallführungen durchrutschen
Es ist aus diesem Grunde nicht möglich, plötzlich von einer Drehgeschwindigkeit
auf eine andere iiberzuwechseln. Die Antriebsmotoren sind meist für zwei Drehzahlen
eingerichtet und demzufolge recht kompliziert aufgebaut. Schließ.
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lich sind die bekannten Vorrichtungen außerordentlich groß und sperrig
beim Transport.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wesentlich kleinere
und daher transportfreundlichere, in erhöh-tem Maße betriebssichere und von jeglichen
mechanischen Störgeräuschen freie Vorrichtung zu schaffen, mit der es möglich ist,
Hören von moderner Musik, insbesondere von Tanzmusik, ein ähnliches Klangerlebnis
zu vermitteln, wie mit den bekannten Vorrichtungen.
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Ausgehend von dem Bekannten wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß mehrere stillstehende Lautsprecher so angeordnet oder mit derartigen
stillstehenden Schallführungen versehen sind, daß sie voneinander weg in verschiedene
Richtungen abstrahlen, und daß eine elektrische Steuereinrichtung vorgesehen ist,
welche die Lautstärke der Lautsprecher selbsttätig zyklisch verändert. Die Veränderung
erfolgt vorzugsweise in
Form eines periodischen An- und Abschwellens,
wobei die Maxima und Minima der Lautstärke eine Phasenverschiebung gegeneinander
haben. Das bewirkt, daß der Abstrahlungs- "Vektor" laufend seine Richtung ändert,
sodaß der Eindruck einer sich drehenden Schallquelle entsteht.
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Jedem Lautsprecher kann mindestens ein weiterer Speziallaut sprecher
für bestimmte Tonhöhen zugeordnet sein, der in die gleiche Richtung ab strahlt und
elektrisch parallel geschaltet ist. Vorzugsweise werden einem Tieftonlautsprecher
ein bis zwei Hochtonlautsprecher zugeordnet.
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Um den erfindungsgemäßen Effekt zu erreichen, genügen drei Laut sprecher
oder Lautsprecherkombinationen. Diese werden beispiels weise so angeordnet, daß
sie in drei um 1200 gegeneinander versetzte horizontale Richtungen strahlen. Das
Ergebnis ist jedoch fast genauso gut, wenn die Hauptabstrahlungsrichtungen wesentlich
geringer, z.B. nur 90° gegeneinander versetzt sind. Die letztgenannte Anordnung
hat den Vorteil, daß die Lautsprecher an drei Seitenwänden eines quadrati-schen
Lautsprechergehäuses angeordnet werden können. Prinzipiell können auch mehr als
drei Lautsprecher oder Lautsprecherkombinationen mit entsprechend versetzten Abstrahlungsrichtungen
verwendet werden.
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Nach einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die
Anordnung so getroffen, daß mehrere Lautsprecher auf einer in Betriebsstellung horizontalen
Platte in vertikaler Richtung ab strahlend im Preise angeordnet und mit Schallreflexions
flächen versehen sind, welche den Schall im wesentlichen in Querrichtung, d . h.
in die Horizontale, ablenken. Auch hierbei genügen drei Lautsprecher.
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Ein besonders ansprechender Klang und beträchtliche Montagevorteile
ergeben sich, wenn die Lautsprecher nach unten abstrahlend angeordnet sind und ein
sich nach unten weitender hohler Körper, der ähnlich einem Trompetentrichter geformt
ist, sich koaxial unter der Lautprecheranordnung anschließt und die Schallführung
oder
Reflexionsfläche bildet. Hierbei wird nicht nur die Hauptabstrahlungsrichtung des
einzelnen Lautsprechers um 90 ° umgelenkt, durch die Form der Reflexionsfläche erfolgt
vielmehr auch eine Schallstreuung in der Horizontalen. Vorzugsweise wird die Lautsprecheranordnung
mit dem Reflexionskörper zusammen in einem Gehäuse eingebaut.
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3ie Steuereinrichtung wird vorzugsweise volleiektrisch in moderner
Technologie ausgeführt und in einem getrennten Gehäuse untergebracht. Sie enthält
je Lautsprecher bzw. je Lautsprecherkombination ein Lautstärke-Stellglied, häufig
als Abschwächer bezeichnet, dessen Stellung von einer ihm zugehörigen elektrischen
Steuergröße abhängt. Diese Steuergrößen führen aufeinanderfolgende, aus An- und
Abschwellphase bestehende Schwellbewegungen aus. Die Steuereinrichtung enthält erfindungsgemäß
ferner einen Taktimpulsverteiler, der die Taktimpulse eines ihm vorgeschalteten
Taktgenerators einzelnen Steuerkanälen zyklisch zuteilt, wobei die zugeteilten Taktimpulse
die Schwellbewegung der entsprechenden Steuergröße auslösen.
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Zur Erzeugung der Schwellbewegung der Steuergrößen sind umschaltbare
Integratoren vorgesehen, die in der einen Schaltstellung ein gleichförmiges Anschwellen
bzw. in der anderen Schaltstellung ein Abschwellen der Steuergrößen bewirken. Diese
Integratoren werden von den Taktimpulsen der einzelnen Steuerkanäle in Betrieb gesetzt
und lassen die Steuergrößen zunächst anschwellen. Während dieser Anschwellphase
werden die Steuergrößen von Vergleichern mit einer Bezugsgröße verglichen, welche
Vergleicher die betreffenden Integratoren umschalten, sobald die betreffende Steuergröße
die Bezugsgröße erreicht. Auf diese Weise läßt sich die Zeitdauer der Schwellbewegungen
und damit deren gegenseitige Überlappung stufenlos dadurch verändern, daß man die
Anstiegsgeschwindigkeit der Steuergröße, d.h. die Rampensteilheit des Integrators,
verändert. Bei steilerem Anstieg
wird die Bezugsgröße schneller
erreicht und damit die Anschwellphase schneller beendet. Die Abschwellphase verläuft
mit gleicher Steilheit spiegelbildlich.
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Der subjektive Eindruck einer sich drehenden Schallquelle entsteht
in optimaler Form, wenn die An- und Abschwellbeweglmg in Form einer sin2-Kurve erfolgt
und die Phasenverschiebung 1200 beträgt. Eine solche Kurvenform kann ohne weiteres
mit entsprechenden Filternetzwerken erreicht werden, die den Integratoren nachgeschaltet
sind. Es ist jedoch festzuhalten, daß der erwahnte "rotierende" Klangeffekt nicht
nur bei dieser exakten Kurvenform zustandekommt. Vielmehr kann die Schwellkurve
auch ganz anders aussehen, beispielsweise eine abgerundete Trapezform oder eine
Glockenform haben. Es hat sich sogar als besonders reizvoll gezeigt, die Filtereigenschaften
der elektrischen Bilternetzwerke zum Zwecke einer stufenlosen Veränderung der Kurvenform
der Schwellbewegung gemeinsam veränderbar zu machen. Es gelingt auf diese Weise,
das sanfte, schwebungsartige Tremolo bei; reiner Sinusform in ein hartes, abgehacktes
Staccato bei spitzer Glockenform der Lautstärke-Schwellbewegung stufenlos überzuführen.
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Während bei den bekannten Vorrichtungen die Schallführungen nur mit
zwei Geschwindigkeiten rotieren konnten, läßt sich bei der Erfindung durch stufenlose
änderung der Impulsfrequenz des Taktgenerators die "Drehgeschwindigkeit" des Abstrahlungs-"Vektors"
ebenfalls stufenlos und augenblicklich von den kleinsten zu den größten Geschwindigkeiten
und umgekehrt verändern. Mit einer Erhöhung der Taktfrequenz sollte womöglich eine
Verkürzung der Schwellbewegung einhergehen, da diese durch die Taktperiode begrenzt
ist. Aus diesem Grunde ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Zeitdauer der Schwellbewegung,
beispielsweise durch Einflußnahme auf die Rampensteilheit, von der Taktfrequenz
abhängig gemacht ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet somit dem Nusiker im Hinblick
auf die Auswahl und den versögerungsfreien Wechsel der tlDrehgeschwindigteiten"
und im Hinblick auf die durch die Überlappung der Schwellbewegungen beeinflußbare
Klangwirkung wesentlich mehr Variationsmöglichkeiten als die bekannten LESLIE-Tremolo-Einheiten.
Indessen möchten manche Musiker den durch die Massenträgheit der bekannten rotierenden
Schallführungan verursachten langsamen An- und Auslauf nicht vermissen. Es ist daher
in Weiterbildung der Erfindung eine Umschalt-Steuervorrichtung vorgesehen, welche
die Taktfrequenz mit einer bestimmten Änderungsgeschwindigkeit selbsttätig erhöht
oder herabsetzt.
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Diese selbsttätige Taktfrequenz-Änderung braucht nicht unbedingt bis
zu der maximal oder minimal einstellbaren Taktfrequenz zu laufen. Es sind vielmehr
vorzugsweise mehrere Stell glieder für verschiedene Taktfrequenz-Vorwahl stellungen
vorgesehen, die mittels eines Umschalters ausgewählt werden können. Ebenso kann
man die Taktfrequenz von der einen in die andere Vorwahlstellung mit Hilfe der Umschalt-Steuervorrichtung
mit einer Änderungsgeschwindigkeit selbsttätig übergehen lassen, die an eigenen
Stellgliedern vorwählbar ist. Vorteilhaft sind zwei Stellglieder für die Taktfrequenz,
ein Stellglied für die Sande rungsgeschwindigkeit von der ersten vorgewählten Taktfrequenz
in die zweite und ein Stellglied für die Xnderungsgeschwindigkeit von der zweiten
vorgewählten Taktfrequenz in die erste zurück, Wenn die Beschallung großer Säle
gelegentlich den Einsatz zusätzlicher, besonders leistungsstarker Lautsprecher erfordert,
ergibt sich erfindungsgemäß ein besonderer Kostenvorteil gegenüber den bekannten
mechanischen Vorrichtungen. Es ist nämlich leicht möglich, die Steuereinrichtung
bezüglich ihrer Ausgangsleistung so groß zu dimensionieren, daß wahlweise Leistungsverstärker
für in mehreren Lautsprechergehäusen enthaltene Lautsprecher parallel angeschlossen
werden können. Baut man schließlich
in jedes Lautsprechergehäuse
die zugehörigen Leistungs-Verstärker, d.h. die Verstärker-Endstufen, mit ein, so
kann man ein einziges Lautsprechergehäuse mit der Steuereinrichtung betreiben und
je nach Bedarf weitere Lautsprechergehäuse bausteinartig aufeinanderstellen und
an derselben Steuereinrichtung mit anschließen. Die lautstärkenmäßige Erweiterung
einer vorhandenen erfindungsgemäßen Vorrichtung wird dadurch nachhaltig verbilligt.
Die einzelnen Lautsprechergehäuse sind nur so groß, daß sie im Kofferraum eines
Mittelklasse-PKW ohne weiteres transportiert werden können.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der
Zeichnung näher beschrieben. Im einzelnen zeigt Fig. 1 eine schematische räumliche
Darstellung der gesamten Vorrichtung, Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch ein Lautsprechergehäuse,
Fig. 3 ein Blockschaltbild der Steuereinrichtung, Fig. 4 ein; zu Fig. 3 gehöriges
impulsdiagramm, Fig. 5 eine schematische Darstellung verschiedener Kurvenformen
der Lautstärke-Schwellbewegung und Fig. 6 einen Vertikal schnitt durch einen Teil
eines Lautsprechergehäuses nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
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Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes selektronisches Steuergerät 1,
das über steckbare flexible Verbindungsleitungen 2, 3 und 4 mit einer elektronischen
Orgel 5, einem Fußkontakt 6 und drei Lautsprecherboxen 7 bis 9 verbunden ist. Die
Leitung 4 gaelt sich über ekne nicht dargestellte Steckvorrichtung in drei einzelne
Zuleitungen ?a, Sa und 9a für die drei Lautsprecherboxen.
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Fig. 2 zeigt eine der Boxen im Horizontalschnitt. An drei Seitenwänden
sind Tieftonlautsprecher 10, 11 und 12 angebracht, deren Schallgitter in Fig. 1
beispielsweise mit 7b bezeichnet sind.
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Diese Lautsprecher strahlen somit nach drei um 900 gegeneinander versetzten
Richtungen ab. An diesen drei Seitenwänden der Lautsprecherboxen sind ferner je
zwei aus Fig. 2 nicht ersichtliche Hochtonlautsprecher 7c angeordnet. Alle drei
Lautsprecher jeder der drei bestückten Seitenwände einer Box sind parallel geschaltet
und bilden eine Lautsprecherkombination. Die Anlage könnte auch nur mit einer Lautsprecherbox
betrieben werden. Da jedoch in den einzelnen Boxen die für die jeweils drei Lautsprecherkombinationen
erforderlichen Endverstärker mit enthalten sind, lassen sich an dem Steuergerät
mehrere, im Beispiel bis zu sechs Boxen in der Weise anschließen, daß die nach derselben
Richtung ab strahl enden Lautsprecherkombinationen der einzelnen Boxen an einem
der drei Steuerkanäle des Steuergerätes liegen und ihre Lautstärke somit gemeinsam
an- und abschwillt.
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Jede Lautsprecherbox hat ihre eigenen Traggriffe 13.
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Neben verschiedenen nicht einzeln bezeichneten Bedienungselementen
weist das Steuergerät 1 einen Drehknopf 14 zur Grundeinstellung der Lautstärke,
einen Drehknopf 15 zur Veränderung der gegenseitigen Überlappung der Lautstärke-Schazellbewegungen
der verschiedenen Steuerkanäle und einen Drehknopf 16 zur Veränderung der Kurvenform
auf. Zwei weitere Drehknöpfe 17 und 18 dienen zur Voreinstellung verschiedener Taktfrequenzen
bzw.
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wahrnehmbarer Drehgeschwindigkeften'1. Die Auswahl der voreingestellten
Taktfrequenz erfolgt mit Hilfe des Fußkontaktes 6.
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Kontrollampen 19 und 20 zeigen an, welche der voreingestellten Taktfrequenzen
gerade eingeschaltet ist. Mit Hilfe zweier Drehknöpfe 21a und 21b kann schließlich
die Änderungsgeschwindigkelt der Taktfrequenz beim Übergang von der Voreinstellung
am Drehknopf 17 zu der Voreinstellung am Drehknopf 18 und umgekehrt eingestellt
werden. Ein Pfeil unter dem Drehknopf 21a deutet an, daß hieran die Xnderungsgeschwindigkeit
beim Übergang in der zuerst erwähnten Richtung eingestellt wird. Entsprechend stellt
man am Drehknopf 21b die Änderungsgeschwindigkeit in der entgegengesetzten Richtung
ein. Die Umschalt-Steuervorrichtung
wird durch Druck auf den Fußkontakt
6 in Betrieb gesetzt.
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Ein Beispiel soll die Wirkungsweise der Uinschalt-Steuervorrichtung
verdeutlichen. Es sei angenommen, daß am Drehknopf 17 eine niedrige und am Drehknopf
18 eine hohe "Drehgeschwindigkeit" eingestellt ist. Ferner sei am Drehknopf 21a
die kleinste Änderungsge schwindigkeit (entsprechend einer Übergangszeit von 7 sek.)
und am Drehknopf 21b die größtmögliche Änderungsgeschwindigkeit (entsprechend einer
Übergangszeit praktisch gleich 0 sek.) eingestellt. Schließlich sei angenommen,
daß die Kontrollampe 19 brennt und die Vorrichtung "langsam" mit Kathedraleffekt
arbeitet. Drückt man nun auf den Knopf 6, so wächst die "Drehgeschwindigkeit" innerhalb
von sieben Sekunden langsam und stetig bis auf beispaelsweise 340 Umdrehungen je
Minute an, wobei sich ein Klang ergibt, den man als Tremolo-Effekt bezeichnet.
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Bei erneutem Druck auf den Knopf 6 fällt die "Drehgeschwindigkeit"
dagegen augenblicklich wieder auf den ursprünglichen Wert ab. Es leuchtet wieder
die Kontrollampe 19 auf und so weiter.
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Anhand der Figuren 3 und 4 wird nachfolgend die Funktion des Steuergerätes
weiter verdeutlicht, wobei darauf hinzuweisen ist, daß fast alle nachfolgend erwähnten
elektronischen Komponenten durch andere, ähnlich wirkende ersetzbar sind. Überhaupt
stellt das Blockschaltbild nur einen der möglichen Lösungswege dar, die alle zu
einer selbsttätigen zyklischen Lautstärkenänderung der nach verschiedenen Richtungen
abstrahlenden Lautsprecherkombinationen führen.
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Ein Taktimpulsgenerator 22 liefert seine in Fig. 4 mit I 22 bezeichneten
Taktimpulse zu einem Impulsverteiler 23. Dieser führt diese Impulse abwechselnd
drei Flip-Flops 24, 24' und 24 " zu, die den drei dargestellten und untereinander
gleich aufgebauten Steuerkanälen 25, 25' und 25 " angehören. Die Ausgänge des Impulsverteilers
23 führen somit die gegeneinander versetzten Impulse 1 23, I 23' und 1 23", Der
eine Ausgang jedes
Flip-Flops, an dem die Impulse 1 24 usw. auftreten,
ist jeweils mit einem umschaltbaren Integrator 26 usw. verbunden. Dessen Ausgang
führt jeweils zu einem Filternetzwerk 27 usw. und von dessen Ausgang gelangt die
Steuergröße schließlich zu einem der drei Abschwächer 28 usw., die in die zu den
Erregerwicklungen der einzelnen Lautsprecherkombinationen führenden Speiseleitungen
29 usw. eingeschaltet sind. Die Steuergröße am Ausgang der Integratoren 26 wird
jeweils abgezweigt und zu einem der Vergleicher 30 usw. geführt. Diesen Vergleichern
wird gleichzeitig eine Bezugsspannung UBez. zugeführt. Sobald während der Anschwellphase
die Steuergröße diese Bezugsspannung erreicht, gibt der betreffende Vergleicher
30 usw. einen Nadelimpuls 1 30 usw. ab, welcher das zugehörige Flip-Flop 24 usw.
zurückstellt.
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Mittels eines Steilgliedes 31 kann die Frequenz der Impulse 1 22 und
gleichzeitig auch die Steilheit des Anstiegs der Steuergrößen in den Integratoren
26 usw. eingestellt werden. Diese Steuergrößen sind im Impulsdiagramm nac-h Fig.
4 mit 1 26 usTJ, bezeichnet.; Der Steuerkanal 25 sei beispielsweise herausgegriffen.
Seine Steuergröße I 26 beginnt bei jedem Impuls 1 23 mit der abhängig von der Taktfrequenz
eingestellten Steilheit anzuschwellen. Die Anschwellphase 33 wird gesteuert durch
das Signal I 24 des Flip-Flops 24. Stellt nun der Vergleicher 30 Übereinstimmung
der Steuergröße mit der Bezugsgröße UBez fest, so entsteht ein das Flip-Flop zuräcksetzender
Nadelimpuls I 30.
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Durch diese Zurücksetzung des Flip-Flops wird der Integrator 26 umgeschaltet
und läßt die Steuergröße mit gleicher Steilheit während der sogenannten Abschwellphase
34 wieder bis zur Grundlinie absinken. Auf diese Weise entstehen die dargestellten
Impulse in Form von gleichschenkeligen Dreiecken. Wird die Taktfrequenz erhöht,
so nimmt auch die An- und Abschwellsteilheit zu. Die Dreiecke erhalten dann bei
gleicher Höhe eine kürzere Basis. Außerdem kann mit Hilfe eines weiteren Stellgliedes
32 die Steilheit unabhängig von der Taktfrequenz geändert werden.
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Dies ist beispielsweise im rechten Teil der Impulszeilen I 26 usw.
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gezeigt. Man sieht, daß diese kleineren Impulsdreiecke sich im Gegensatz
zu den links dargestellten größeren Dreiecken zeitlich nicht mehr überlappen. Das
Stellglied 32 dient somit zur absichtlichen Verstellung der Überlappung und damit
zur Veränderung der Klangqualität.
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Ein drittes Stellgied 35 dient schließlich zur gleichzeitigen Veränderung
der Filtereigenschaften der Netzwerke 27 usw. Die Auswirkungen dieses Stellgliedes
sind in Fig. 5 veranschaulicht, welche die Kurvenform der Steuergrößen I 27 am Ausgang
dieser Netzwerke zeigt. Die sin2-Eurve ist als ausgezogener Strich dargestellt.
Eine abgeflachte, mehr der Trapezform angenäherte Kurve ist gestrichelt und eine
Glockenkurve mit wesentlich verkürzter Basis ist strichpunktiert gezeigt. Weitere
Kurvenformen sind möglich und ergeben unter Umständen weitere eigenartige Klangeffekte.
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In Fig. 6 ist anhand eines anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel
gezeigt, wie die Lautsprecher in dem Lautsprechergehäuce anders angeordnet werden
können. Dieses Gehäuse hat ebenfalls einen quadratischen Grundriß und die Höhe Ist
etwa gleich der halben Seitenlänge des Quadrats. Der Deckel ist mit 36, der Boden
mit 37 und die Seitenwände sind mit 38 bezeichnet. Auf dem Boden steht ein sich
nach unten weitender hohlkörper 39, ähnlich dem Trichter einer Baßtrompete. Über
dem Rohlkörper sind drei Lautsprecher, von denen nur die beiden mit 40 und 41 bezeichneten
sichtbar sind, im Kreise auf einem Zwischenboden 42 angeordnet.
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Diese Lautsprecher strahlen nach unten auf die Außenfläche des Hohlkörpers
39 ab, sodaß der Schall, wie durch Pfeile angedeu tet, im wesentlichen in die Horizontale
umgeleitet wird. Alle vier Seitenwände 38 sind mit waagerecht verlaufenden-Schallschlitzen
43 versehen. Die Montage solcher Lautsprechergehäuse wird insofern vereinfacht,
als die Zwischenböden 42 außerhalb des Gehäuses fertig bestückt und dann in die
aus der Zeichnung ersichtlichen Führungen an den Seitenwänden 38 eingeschoben werden
können.
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Ansprüche