DE2429871B2 - Verfahren zum Erzeugen von elektrischen Klangsignalen entsprechend Klängen bestimmter Klanghöhe jedoch unterschiedlicher Lautstärkewerte - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2.

Es ist bekannt, daß sich Klänge gleicher Tonhöhe, jedoch unterschiedlicher Lautstärke von Musikinstrumenten nicht nur hinsichtlich der Amplitude, sondern auch hinsichtlich des Partialtongerüstes (Teiltonspektrum) unterscheiden (siehe z. B. Dr. Oskar Vierling »Das elektroakustische Klavier« 1936, Seite 4, Abbildung 1). Bei einem aus der DE-OS 2041426 bekannten klangfarbengetreucn elektrischen Musikinstrument soll daher jeder musikalische Ton in mehreren Intensitätsstufen mit den jeweils zugehörigen Partialtongerüsten gespeichert und bei Bedarf abgespielt werden. Zur μ Aufnahme und Speicherung können rotierende Tonfilmscheiben oder Magnetbandschleifen Verwendung finden. Auf diesen beweglichen Tonträgern sollen zwi schen den einzelnen Intensitätszonen hinsichtlich ihrer dynamischen Stufung kontinuierliche Übergangsgebiete vorgesehen sein, so daß nicht für jeden Lautstärkewert ein diskreter Speicherplatz benötigt wird.

Sowohl die Aufzeichnung als auch die Abtastung von mehreren Intensitätsstufen eines Tones mit kontinuierlichen Übergängen sind technisch und akustisch nur sehr schwierig einwandfrei zu verwirklichen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Verfahren zum naturgetreuen Nachbilden von Klängen unterschiedlicher Lautstärke und lautstärkeabhängigem Partialtongerüst anzugeben, die ohne die Speicherung von Klängen mehrerer unterschiedlicher Lautstärkewerte und die Speicherung von zwischen diesen Lautstärkewerten liegenden Übergangsgebieten auskommt

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 sowie die im Patentanspruch 2 gekennzeirhaete Erfindung gelöst

Die Unteransprüche betreffen Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Patentanspruchs 1.

Bei der Erfindung ist es nicht mehr erforderlich, mehrere Lautstärkestufen eines Klanges und dazwischenliegende Übergangsgebiete zu speichern und Mittel zur selektiven Abfrage eines bestimmten Speicherbereiches vorzusehen, was in der Praxis nur durch eine komplizierte und störanfällige mechanische Verschiebung zwischen Aufzeichnungsträger und Abtastelement möglich ist Bei der Erfindung kann die Klangerzeugung auf rein elektrischem Wege und mit wesentlich geringerem Speicherplatzbedarf bewirkt werden.

Der Erfindungsgedanke soll im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden von einem mit einem vorgegebenen Lautstärkewert zu erzeugenden Klang zwei Signalversionen entsprechend zwei den vorgegebenen Lautstärkewert zwischen sich einschließenden Lautstärkestufen hergestellt die die für diese Lautstärkestufen spezifischen Partialtongerüste haben, und ein dem Klang gewünschten Lautstärkewertes entsprechendes Signal wird durch Addition der beiden Signalversionen mit Amplituden im Verhältnis des Abstandes des zu erzeugenden Lautstärkewertes von der jeweiligen Lautstärkestufe und gegebenenfalls Einstellung des Pegels des resultierenden Signals auf den dem gewünschten Lautstärkewert entsprechenden Pegel erzeugt.

Die beiden Signalversionen können durch Speichern und Abspielen oder mit Hilfe entsprechender Signalgeneratoren erzeugt werden.

Bei der anderen Ausführungsform der Erfindung wird zum Erzeugen eines Signales entsprechend einem Klang vorgegebenen Lautstärkewertes aus einem Signal, das die Partialtöne von zwei Versionen unterschiedlicher Lautstärkestufen dieses Klanges enthält, durch Filter mit elektrisch steuerbarer Übertragungscharakteristik die für den Klang vorgegebenen Lautstärkewertes charakteristischen Partialtöne ausgeblendet. Bei dieser Ausführungsform enthält die ursprüngliche Signalversion also alle Partialtöne, die in dem zu überstreichenden Lautstärkebereich vorkommen können und durch die in der Durchlaßlrequenz und Dämpfung steuerbaren Filter wird das für den zu erzeugenden Lautstärkewert typische Partialtonf;eriist ausgeblendet.

Die letzterwähnt Ausführungsform kann dahinge-

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hend abgewandelt werden, daß das Signal entsprechend zwei Signalversionen aus den Partialtönen zusammengesetzt wird, und das zusammengesetzte Signal dann einer Modifizierung durch Filter unterworfen wird

Soweit bei dien vorliegenden Verfahren eine Addition oder Superposition von Signalen erfolgt, werden vorzugsweise Signale mit Phasen richtiger Zuordnung der Teiltöne verwendet Mit anderen Worten gesagt, sollen die sich addierenden Frequenzen phasengleich sein, damit nicht eine Schwächung von Teiltönen durch Interferenz oder unerwünschte Schwingungen auftretea Die phasenrichtige Zuordnung kann durch entsprechende phasenrichtige Speicherung der jeweiligen Signale gewährleistet werden, oder bei Verwendung von Signalen, die durch Generatoren erzeugt werden, durch Ableitung der Teilsignale von einem Standard durch Frequenzteilung, Vervielfachung, Synchronisation und dergleichen.

Eine phasenrichtige Zuordnung der Teiltöne kann auch durch einstellbare Phasenkorrekturglieder bewirkt werden oder man kann die Einflüsse von Phasenabweichungen der addierter· Signale durch entsprechende Entzerrer kompensieren.

Von den oben erwähnten Maßnahmen kann gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung der Grundton ausgenommen werden. Man kann also den Grundton in üblicher Weise mit stetig veränderlicher Lautstärke (Signalamplitude) erzeugen und ihmTautstärkecharakteristische, gruindtonfreie Partialtongerüste, die in der oben angegebenen Weise erzeugt wurden, überlagern. Da sich die angegebenen Maßnahmen in diesem Falle nur auf das grundtonfreie Partialtongerüst beziehen, können größere Toleranzen und Abweichungen zugelassen werden, ohne daß dies eine hörbare Beeinträchtigung der Klangqualität ergibt

Die verwendeten Signalversionen sollen vorzugsweise einen hohen dynamischen Grad haben, d, h. sowohl hinsichtlich des Grundtones als auch der übrigen Teiltöne soll das Verhältnis von Nutzsignal zum Störanteil groß sein.

Einrichtungen zur Durchführung der angegebenen Verfahren ergeben sich im wesentlichen aus den obigen Ausführungen. Ein Typ einer Einrichtung gemäß der Erfindung wird also mindestens zwei Kanäle für zwei Klangsignalversionen entsprechend unterschiedlichen Lautstärkestufen mit unterschiedlichen Partialtongerüsten und eine Kombinations-, Additions- oder Mischvorrichtung mit entsprechenden Amplitudenstellern in mindestens einem Eingang und gegebenenfalls im Ao.:gang dieser Vorrichtung enthalten. Die Kanäle können mit Speichern oder Klangsignalgeneratoren zusammenwirken oder solche enthalten.

Bei der anderen Ausführungsform ist nur ein Eingangskanal vorhanden, der mit einem Speicher oder Signalgenerator zusammenwirkt und Filter sowie Ampütudensteller enthält

Die verschiedengradige Mischung der Signalversionen kann durch gemeinschaftliche Abtastung zweier oder mehrerer benachbarter Aufzeichnungsspuren mit einem Abnehmer bewirkt werden. Die von den jeweiligen Spuren eingehenden Anteile werden dabei durch die Relativlage des aktiven Abtastelementes bezüglich der Spuren bestimmt und können durch entsprechende Änderungen dieser Relativlage geändert werden. Eine Aufzeichnung von kontinuierlichen Zwischenwerten, wie im bekannten Falle, ist also auch hier nicht nötig.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Erzeugen von elektrischen Klangsignalen, die Klängen entsprechen, welche eine bestimmte Klanghöhe, jedoch unterschiedliche Lautstärkewerte und lautstärkewertabhängige Teiltonsprektren aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Signalversionen des jeweils zu erzeugenden Klangs vorgegebener Tonhöhe mit Teiltonsprektren entsprechend zwei Lautstärkestufen, die den zu erzeugenden Lautstärkewert zwischen sich einschließen und das jeweils der Lautstärkestufe spezifische Teiltonspektrum aufweisen, erzeugt werden und daß die zwei Signalversionen in Anteilen entsprechend dem Abstand des zu erzeugenden Lautstärkewertes von der jeweiligen Lautstärkestufe kombiniert werden.

2. Verfahren zum Erzeugen von elektrischen Klangsignalen, die Klängen entsprechen, welche eine bestimmte Klanghöhe, jedoch unterschiedliche Lautstärkewerte und lautstärkewertabhängige Teilionäprektren aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweils zu erzeugende Klangsignal vorgegebenen Lautstgrkewertes aus einem Klangsignal, das die Teiltöne von 2 Signalversionen unterschiede eher, den vorgegebenen Lautstärkewert zwischen sich einschließender Lautstärkestufen enthält, die für den zu erzeugenden Klang vorgegebenen Lautstärkewertes charakteristischen Teiltöne durch Filter steuerbarer Übertragungscharakteristik ausgeblendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kombinierte Signal auf einem dem gewünschten Lautstärkewert entsprechenden Pegel eingestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teiltöne mit phasenrichtiger Zuordnung kombiniert werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalversionen von einem -to gemeinsamen Standard durch Frequenzteilung, Vervielfachung oder Synchronisation abgeleitet werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der <"> Grundton von den angegebenen Maßnahmen dadurch ausgeschlossen wird, daß die Signalversionen den Grundteilton nicht enthalten.