DE2430321B2

DE2430321B2 - Einrichtung zur Erzeugung von Tonsignalen

Info

Publication number: DE2430321B2
Application number: DE19742430321
Authority: DE
Inventors: Kinji Kyoto Kawamoto; Masahiko Suita Osaka Tsunoo
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1973-06-23
Filing date: 1974-06-21
Publication date: 1980-01-24
Also published as: IT1016126B; GB1479005A; JPS5021719A; DE2430321C3; FR2234628A1; DE2430321A1; JPS5246089B2; FR2234628B1

Description

Die Erfindung betrifft eine mittels eines tonfrequenten Eingangssignals gesteuerte Einrichtung zur Erzeugung von Tonsignalen, mit einem Steuersignalgeber, dem das tonfrequente Eingangssignal zugeleitet wird und dessen abgegebene Steuersignale davon abhängen, in welchem von einer Anzahl von Frequenzbändern, die jeweils einem Ton der chromatischen Tonleiter

zugeordnet sind, die Grundfrequenz des tonfrequenien Eingangssignals liegt, und dessen abgegebene Steuersignale einer Tongeneratoreinrichtung zugeleitet werden, die in Abhängigkeit von dem jeweils zugeleiteten Steuersignal ein Ausgangstonsignal erzeugt, dessen Grundfrequenz demselben oder einem anderen Ton entspricht, wie die Grundfrequenz des tonfrequenten Eingangssignals, und mit Mitteln zur Steuerung der Aplitude des Ausgangstonsignals nach Maßgabe der Amplitude des tonfrequenten Eingangssignals. iü

Bei einer bekannten, derartigen Einrichtung zur Erzeugung von Tonsignalen mittels eines tonfrequenten Eingangssignals (US-PS .35 39 701) ist es nicht möglich, ein dem Eingangssignal hörbarer Frequenz entnommenes Steuersignal zu speichern und somit einen Ausgangston nach Beendigung der Erregung des Eingangssignal zu erzeugen.

Das im allgemeinen die Tonhöhe oder das Intervall eines von einem Menschen gesungenen Tons ungenau und unstabil ist, ist eine Frequenzsch'.vankung bzw. ein Frequenzfehler von ± 1 ... 2% auch bei sorgfältigem Gesang unvermeidbar.

Wird die Tonwelle einer menschlichen Stimme ungleichmäßiger Amplituden an die Einrichtung gemäß der US-PS 35 39 701 gelegt, so differiert die Zeitfolge der Ausgangsmusik von der menschlichen Stimme am Eingang, und die Ausgangsmusik geht folglich teilweise unter oder ist unterbrochen hörbar, weil der Schwellwertpegel unvermeidlich in der Einrichtung auftritt. Ein derart unterbrochener Ton ist nur als schwache Musik hörbar.

Bekannt ist ferner eine Tasteinrichiunf; für ein stimmgesteuertes Musikinstrument (US-PS ib 34 596), das Musiktöne erzeugt, die den Ton eines gewählten Musikinstruments genau simulieren, wenn ein Stimm- J5 oder anderes Eingangssignal vorliegt. Hierbei enthält eine Speichereinrichtung fur Musiknoten ein Magnetband oder ein elektrooptisches Speicher-Wiederaufzeichnungssystem, in dem die Musiknoten vorgespeichert werden. Diese bekannte Einrichtung kann eine Vielzahl von Kanälen umfassen. Wenn ein Vortragender in ein Mikrophon summt oder pfeift, ertönt aus dem Lautsprecher Instrumentalmusik.

Bei einer solchen Einrichtung erweist sich das erforderliche vielspurige Speicher- und Wiederauf-Zeichnungssystem, z. B. in Form eines Magnetbandgerätes, als verhältnismäßig zu aufwendig. Hinzu kommt, daß die Lebensdauer des Magnetbandes und der Mechanik begrenzt ist.

Bekannt ist weiterhin (US-PS 36 02 824. DE-PS w 9 44 649), bei stimmgesteuerten Musikinstrumenten ein Eingangssignal zu einem Grundfrequenzsignal umzusetzen, dessen Frequenz der des Eingangssignals proportional ist. Dabei wird das Grund·lequenzsignal frequenzmäßig vervielfacht und/oder geteilt, um eine Vielzahl von Tonsignalen zu erzeugen, die untereinander einen Oktavabstand haben. Die Amplitudenhüllkurvc dieser untereinander mit Oktavabstand vorliegenden Tonsignale wird entsprechend der Hüllkurve des Eingangssignals eingestellt. Auf diese Weise entsteht ein ho neues Ausgangstonsignal.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Ausgangstonsignal mittels einer Einrichtung gemäß der eingangs erwähnten Art selbst dann mit genauer Einzelfrequenz zu erzeugen, wenn die Schwankungen h> der von einem Sänger oder einem Musikinstrument erzeugten Töne ein Ha.btonintervall kurzzeitig überschreiten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäü dadurch gelöst, dall an den Steuersignalgeber mindestens eine Speichereinrichtung angeschlossen ist und das darin gespeicherte Signal der Tongeneratoreinrichtung zur Steuerung von deren Ausgangssignal zugeleitet wird, und daß Mittel vorgesehen sind, die bei einer schnellen Änderung der Frequenz des tonfrequenten Eingangssignals die Speichereinrichtung zur Übernahme des zugeleiteten Augenblickswerts des Steuersignals freischalten.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindung!,gemäßen Einrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ist in vorteilhafter Weise die Erzeugung eines Ausgangssignals mit genauer Einzelfrequenz möglich, wenn die Schwankungen der von einem Sänger oder einem Musikinstrument erzeugten Töne ein Haibtonimervall kurzzeitig überschreiten.

Bevorzugte Ausführungen der erfindungsgemaßen Einrichtung ergeben sich aus den Zeichnungen. In letzteren sind:

Fig. 1 ein Blockdiagramrn einer grundsätzlichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung,

Fig. 2 eine Diagrammdarstellung der Steuercharakteri-Mk der Einrichtung nach I- i g. 1.

Fig. 3 eine Blockdiagrammdarstellung einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung.

Fig. 4 ein B'ockdiagramm einer Ausführungoform einer Tongeneratoreinrichtung der Ausführungsforn, der erfindungsgemäßen Einrichtung nach F i g. 3.

Fig. 5 ein Schaltplan einer weiteren Ausführungsform der erfindüngsgemäßen Einrichtung,

F i g. 6 ein Diagramm der Steuercharakter -,tik der bei der Ausführungsform nach F i g. 5 verwendeten Tongeneratoreinrichtung.

F i g. 7(a) und 7(b) ein Schaltbild und ein Diagramm der Arbeitseigenschaften einer Schwellschaltung, die bei einer modifizierten Ausführungsform der ';' i g. 5 einsetzbar ist,

Fig. 8 ein Blockdiagramm einer weiteren \usiuhrun^sform der erfindungsgemäßen Einrichtung

Fi g. 9 ein Schaltbild einer Ausführungsform env.-s bei der Ausführungsform der erfindungsgemäben Einrichtung nach F i g. 8 eingesetzten Komparators.

Fig. 10 ein Schaltbild einer Ausführungsfor-n einer in der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung nach F i g. 8 einsetzbaren Tongeneratoreinrichtung,

Fig. 11 und 12 Diagramme weiterer Tastcharakten stika der erfindüngsgemäßen Einrichtung.

Fig. 13 ein Diagramm der Tastcharakteristika der erfindungsgemäßen Einrichtung beim Einsatz als F--eq> inzmultiplikator und als Frequenzteiler ebenso wie in ihrer eigentlichen Funktion,

Fig. 14 ein Blocxdiagramni einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einricntung,

Fig. 15 und 16 Diagramme der Steuereigenschaften der erfindungsgemäßen Einrichtung gemäß der F 1 g. 14 und

Fig. 17 ... 20 Blockdiagramme weiterer Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung.

Wie in der F i g. I dargestellt, gelangt ein monophones niederfrequentes Eingangssignal 100 der Frequenz f, bei dem es sich um Gesang oder den Ton eines Musikinstrumentes oder den Schall einer Musikquelle handeln kann, auf eine frequenzempfindliche Anordnung 1. Die frcquen/empfindliche Einrichtung 1 erzeugt ansprechend auf das Eineanessienal 100 der Nicderfre-

queii/. f ein Steuersignal 50. Beispielsweise isl das Steuersignal 50 irgendeines einer Vielzahl von Steuersignalen 101, 102, 10J, ..., 104, die jeweils einer Vielzahl verschiedener Frequenzbänder fo<f<l). f\<f<fi.

f2<f<f_s und f„ \<f<f„ des [jngangssignals "j

entsprechen, wie sie die F i g. 2 zeigt. Diese Frequenzbänder entsprechen jeweils einem einer Vielzahl von Tönen der Tonleiter und haben jeweils eine Handbreite, die einem Halbtonintervall der Tonleiter entspricht. Dabei ist die Mittenfrequenz jedes dieser Frequenzbän- κι (Ilt so bestimmt, daß sie angenähert der Frequenz des zugeordneten Fons der Tonleiter einspricht. Diese Vielzahl von Steuersignalen kann

(:i) in I (inn von Spannungssigiialen an einer Vielzahl

verschiedener Ausgangsanschlüsse,
(h) in I orni einer Vielzahl von verschiedenen Span innigen an einem einzigen Ausgangsanschlußoder

Ausgangsanschlüssen

vorhegen. Das Steuersignal 50 wird von einer Speichervorrichtung 5 gespeichert, die ihrerseits ein Ausfc'angssignal 200 liefert, das auf einen longenerator 2 gegeben wird. Der Tongenerator 2 erzeugt ansprechend auf das Steuersignal 50 am Ausgang 3 ein Ausgangssi gnal /-"entsprechend jedem der Ausgangstonsignale Ι0β, 107. 1Of . . .. und 109 mit den vorbestimmten Frequenzen /■■./■j./■",.. bzw./..

Die im folgenden auch als Stimnitastsvstem bezeichnete riririchtung nach der vorliegenden l-'.rfindung setzi das rmgatigssign.il 100 mit der ungenauen Frequenz / wie beispielsweise / - /■ f. /> ' /' /.·. /.· ·· /"' /ι. . . . oder /'·■ ■■!·'-{■. in ein <\usgangstonsigna' /eier genauen i requenz /-Ί. I). l-\. , . ."der / um. P^;< .ipeichervornchtung 5 wird bei euvr wesen'ilichcn Änderung des F ingangssignals 100 ri'n-kgesetzt und speichert sod,in ein anderes, neu angelegtes Steuersignal 50. um ein we"eres Speichersigna! 200 zu liefern

Die F-'ig. i ist ein HlocWhagrami" mer weiterer Ausführungsform des Stini'iiijstsweiiis η,κΐι der vorliegende!¹ l:rfindung. die dem bereits erwähnten I a;i (a) entspricht, daß die Steuersignale in form vor Spannungssignalen an einer Vielzahl von Ausg.ingsanschlüssen vorliegen. Das ['.'ngangssign.il 100 wird auf eine Vielzahl von liandfiltern 11, 12. 13 .. und !4 in der frequenzempfindlichen Anordnung 1 gegeben. An den Ausgangsanschlüssen der Bandfilter II, 12. 13... und 14 hegen die Steuerspannungen V-. l'_:. V-.....bzw V... bei fjng.ngssignalen in den verschiedener: F-'requenzbändern /,',< f< (■. f\ < f< Λ. f;<f< Λ. · · · und Λ ■ < /< Λ. Da fliese Bandfilter wicht ideal sind, liegt eine Ausgangss;\innung auch dann vor, wenn das Eingangssignal nicht im gewünschten Durchlaßbereich liegt. Um eine Fehlfunktion zu verhindern, werden jeweils die Ausgangsspannungen zweier frequenzmäßig aneinandergrenzender Bandfilter miteinander verglichen; die jeweils höhere Spannung gilt dann als Steuersignal 50.

Hierzu vergleicht ein Komparator 16 die Spannung V1 des Bandpassfilters 11 mit der Spannung V₂ des Bandfilters 12 und liefert ein Steuersignal 101, wenn V'i > V₂. Ein Komparator 17 vergleicht entsprechend die Spannung Vi des Bandfilters 11 mit der Spannung V₂(IeS Bandfilters 12 und liefert ein Ausgangssigna! 102, wenn V₂ > V₁. Ein Komparator 18 liefert analog ein Kontrollsignal 103. wenn V₃> V₂, ein Komparator 19 ein Steuersignal 104 im Fall von V„> V„-\. Diese Steuerspannungen 101, 102, 103,... und 104 der Komparatoren 16,17,18 und 19 werden an die Anschlösse S der

60 zugeordneten Speichrranordnungcn gelegt, die sie in I orin gleichmäßiger Spannungen 201, 202, 203 und 204 speichern.

Die gespeicherten Spannungen 201, 202, 203, . und

204 der Steuersignale 101, 102, 103 104 werden auf

zugeordnete datier 21, 22, 23. . und 24 gelegt, die die Ausgangssignale der Oszillatoren 2b, 27, 2H. ... 24 nut

den genauen Frequenzen I). I). Iί / „ durchschalten.

Am Ausgangsanschluß 3 der datier 21, 22, 23 und 24

liegt dann ein Ausganpstonsignal ' F'in IVieWtnr 55 erfaßt eine erhebliche Frequenzänderung des I ini'.uu"-signals KH) und erzeug! einen Rücksctzimpiils. der .111 die Kücksclzanschliisse W der Speiclicrschaltun^eii 51, ">2. 5 3. ... in d 54 ge leg 1 w ird. Der Kuckset /impuls setzt die Speicheraiiordiuingcn 51, 52. 5 3. ... und 54 in den Ausgangszustaiul zunick; sie Speicher η sod,um du nächsten Steuersignale 101. 102, 103. ... i.nd 104 und erzeugen die gleichmäßigen Spannungen 201. 202. .'Oi und2O4.

In der I 1 g. i weist die (requenzempfindlk In Anordnung I die Bandfilter II, 12, M.. . uiul 14 und ι!κ Koniparatiiren lh. 17, 18. .. und 14 auf. die Speicheranordnung 5 die Speicherschallur^en 51, 52. 5 3. iid 54. Der longeneralor 2 besteht ,1 is Jen

(h/ill,. wen 2f>. 27. 28. . und 24 und den (iattcni 21,22. 2i. . end 24 |eilei der Koinpai ahnen lh . . 14 kann 111 herkiim'iihcher Weise .ins zwei (lleichnchiern. zwei dlaP'i'ysfiiiei-·¹ und einem dk'ichsparinuns'skonipar.i tor In. ■-letien. |ede der Speiclu ischaliungen 51 54 ,ιιλ einem lierk"r:imlichen KS-1 l:pflo|i. Dei Deuklor 55 kann Mch beispielsweise aus einem I rcquinz Span nungswandler urul einem Λ'ί ' (iletc'-i ichle: hestehev der einen Kiick'-et/inipuls lielert. wenn Jas ! iiigarig¹·^: gnal eine S₁ hnelle Äiulerunr erfahrt

I 1 g. ■* stellt eine weiii ■ -\usluhruriL"-liei': |edi. ■ Fongercrators 2 dar. w:c nt auf die \ iv I und i anv-endba:- ist Fm kodieret- Il kodier! die gc-pinchei ten Signale 200 d Ί die Jen Sieueisignaler· 101, 102, 103. und 104 enisivi. enden gespeicherten Spai' niingen 201. 202. 20! :>.u\ 204. zu einem Iccis'mi

Kode 20 De; i'.L-iSih, Kode 20 wird .111 de iVo^ranimLt'■'' < r.lw···· eeiev jirograrntTiierba^eii /auie oder eine^ ieier·· ?ί ιιί! ·. ,ina'nlen· Feile--, er '-..·γ·- .-gegeben um! '"cMu'imt dessen I eilerverh.ili'-' - I)-.· p-ogramnue: Im· e /ahler bzw variable Teik · 25 iciii die von einen· '•u'!ei'^!req;:ente·; Oszillator 30 crzeuiMt. Frequenz .'. C » /. ''. ,'. . und ί■) dun Ii die'·-,--feilerv trnähtsi'· 1 j η ■_ ί ei zeug! unter Steuerung duich de·; logischen Kode 20 am Ausgang 3 das AusgaruMnnsi gnal /'mit den Frequenzen /Ί. /■;. /Ί. . .. "(!·■■· / entsprechend den Noten der Tonleiter

Die F 1 g. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die dem oben beschriebenen Fall (b) entspricht, indem als Steuersignal 50 die Steuerspannungen verwendet werden, die von einem Ajsgangsanschluß in Form verschiedener Spannungsbereiche entsprechend den Frequenzbändern des Eingangssignal abgeleitet v» erden. Ein Tiefpaßfilter 31 dämpft die Oberwellenanteile im Eingangssignal 100 und erzeugt ein sinusähnliches Signal 105, das der Wellenformer 32 zu einer Rechteckwelle HO umwandelt, dessen Frequenz der des Eingangssignals 100 gleich ist. Eine Zeitgabeschaltung 33 verarbeitet die Rechteckwelle 110 zu einem Abtastimpuls 111 und einem Rücksetzimpuls 112, Der Abtastimpuls 111 hat eine geringe Breite und tritt gleichzeitig mit der ansteigenden Flanke der Rechteckwelle 110 auf: der Rücksetzimpuls 112 ist ebenfalls schmal und gegenüber dem Abtastimpuls

geringfügig verzögert.

Lin Sägezahngenerator 34 erzeugt ein Sägezahnsignal 11.3, dessen Amplitude der Periode des Eingangssignals 100 proportional ist. Er besteht aus einem Kondensator 36. einer Konstantstromquelle 37 zum Laden des Kondensators 36, einem Transistor 38. durch den do Kondensator 36 entladen werden kann, und einem Tiennverstärker 39. Wird der Rücksetzimpuls 112 auf die Basis des Transistors 38 gegeben, sinkt die Spannung über dem Kondensator 37 sofort ,'.tif Null, dn dieser sich durch die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 38 entlad'. Danach iiidt der von der Konstanisiromquclle 37 gelieferten Ladestrom / den Kondensator 36 wieder auf. so daß am Kondensator 3b eine stetig steigende Spannung ansicht Heim Auftreten des nächsten Rü'ksetzimpulses 112 fiillt die Spannung über dem Kondensator 3!t wieder sofort auf Null. Dieser Voruunp wirrt also iintrr Striicrimu .lurch rlrn

c- t- ■ c-

Rücksetzimpuls wiederholt während des Vorliegens eines Eingangssignal 100 vollzogen; es entsteht dabei ein Sagezahnsignal 113. Die Amplitude des Säge/ahnsign.ils 113 ist proportional der Periode lies Rücksctzim pulses 112 oder der Eingangssignals 100 bzw. invers proportional zur Erequenz des Eingangssignals 100

Das Sägezahnsigna! 113 wird durch ilen Treniiverstärker 39. den cmc hohe Eingarigsimpedanz kennzeichnet, auf eine Abtasi-und-Halte-Schallung 35 ("sample and hold circuit"), der als Steuersignal 50 eine Gleichspannung erzeugt, die der Amplitude des Sägezi Hnsignals 113 proportional ist. Die Schallung besteht aus einem Kondensator 40. der die Spannung hai!, einem I eldeffekttransistor 41 als Abtastschalter und einen Trennverstärker 42 mit hoher Eingangsimpedan/ Der Abtastimpuls 111 schaltet den EET-Transistor 41 durch: die der Amplitude des Sägezahnsignals 11 3 im Abtastzeitpunkt entsprechende Spannung geht auf den Kondensator 40 über und wird dort gehalten. Di'.-Abtjst-und-Halteschaltung 35 erzeugt eine Gleichspannung 114. die der Amplitude des Sägezahnsignals 113 entspricht; diese Gleichspannung steht am Ausgan.· 4 des Trennverstärkers 42. Die frequenzempfindlkhe Einrichtung 1 erzeugt also am Ausgangsansi. hluB 4 eine Gleichspannung, die der Grundfrequenz des Eingangssigⁿ.ils 100 itivers proportional ist. Für einen AusgangsanOiluß 4 kann die frequenzempfindliche Anordnung 1 die Steuerspannung verschiedener Spannungsbereiche erzeugen, die einer Vielzahl s erschienener Frequenzbänder des F.ingangssignals entsprechen.

Der Kondensator 40 der Abtast-und-Halte-Schaltung 35 dient als Speicher 5. der das Steuersignal 50 speichert. bis eine andere Spannung angelegt wird. Das gespeicherte Steuersignal wird über den Trtnnverstärker 42 vom Anschluß 4 desselben abgenommen und auf den Tongenerator 2 gegeben. Der Tongenerator 2 erzeugt zu jedem bestimmten Zeitpunkt jeweils ein Tonsignal. d. h. eines einer Vielzahl von Tonsignalen verschiedener Frequenzen, die den verschiedenen Steuersignalen entsprechen. Wie in der Fig.5 gezeigt, besteht der Tongenerator 2 aus einer Vielzahl von Oszillatoren 26, 27, 28,... und 29 und einer Vielzahl von Gattern 56,57, 58,... und 59.

Die Gatter 56,57,58,... und 59 in F i g. 6 werden von einer Vielzahl verschiedener Bereiche V₀ > V> Vj, V₁ > V> V₂, V₂> V> V₃, ... und V_n. , > V> V_n der St€ü°rsⁿännun° V^öcs StSUCrSi¹TiSiS 50 öurch^cscHsUct* die entsprechenden Ausgangstonsignale F_u F₂, F₃, ... und F_n stehen am Ausgangsanschluß 3 an.

Eine beispielhafte Konstruktion des Gatters 59 ist in der F i g. 5 gezeigt. Die Steuerspannung wird über einen Basiswiderstand 43 auf die Basis eines Transistors 44 gelegt, auf die auch das Ausgangssignal F_n des Oszillators 29 über den mit einem Widerstand 45 in Serie liegenden Kondensator 46 gelangt. Der Kollektor des Transistors 44 liegt über einen Kollektorwiderstand 47 an einer Spannungsquelle + V_n. und über einen weiteren Widerstand 48 am Ausgangsanschluß 3. Der Emitter des Transistors 44 liegt an einer Vorspannungsquellc V_n. Liegt die Steucrspannung unter der Spannung \ .·■. ist der Transistor 44 gesperrt und kann das Signal /■"„. das an der Basis liegt, nicht auf den Ausgangsanschluß 3 durchschalten. Liegt die Steuerspannung zwischen den Spannungen V_n und V_n \, wird der Transistor aktiv und kann das verstärkte Signal F_n von der Basis zum Ausgangsansehliiß 3 durchschalten. Geht die Steuerspannung über V_n ι hinaus, sättigt der Transistor 44 und

rlac Cionul F »hn

■ht

schluß 3 durchschalten, da ein Nebenschluß von der Basis zur Emittervorspannungsquellc V_n vorliegt. In diesem Fall sind die Widerstandswerte der Widerstände 43 und 47 so gewählt, daß die Transistoren der Gatter. die alle analog zum Gatter 59 aufgebaut sind, bei den Stetierspannungen Vu, V₁. V₂. ... und V_n ι sättigen, wobei

V;,:> V₁ > V-> V,> ... > V_n , > V_n.

Die Fig. 7(a) ist ein Stromlauf einer Schwellwertschaltung, die auf eine modifizierte Ausführungsform der F ι g. 5 anwendbar ist. Die Schwellwertschaltung 49 verarbeitet das Ausgangssteuersignal 50 dahingehend, daß Spannungssignalc Ci. C. C). ... und C_n gleicher Spannung V₁ [\ergleii e F ι g. 7(b)] an verschiedenen Ausgangsanschlüssen 61, 62. 63. ... und 64 entstehen. Diese .Spannungssignale Cu C₂. Cj. ... und C_r entsprechen den verschiedenen Spannungsbereichen V„>V>V,. V, >V>V,. V>>V>V,. ... und V- : > V> V.. der Eingangsspannungen zur Schaltung 49. Legt man diese Spannungssignale an den Kodierer 13 der I- i g. 4. liefert dieser für jedes der Signale C, C₂. C\. ... und Cn einen logischen Kode 20. dementsprechend der programmierbare Zähler bzw. variable Teiler 25 (vergleiche l· i g. 4) ein Ausgangstonsignal F der Frequenzen F,. F;. F). ... oder F- erzeugt, das jeweils dem Spannungssignal G, C₂. Ci. ... oder C_n entspricht. Der Tongenerator 2 F i g. J kann durch diese Spannungssignale C. Cj. C) und C, steuerbar sein, um das

Ausgangstonsignal Fder Frequenz F. Fl F₁ oder F_n

zu erzeugen.

Die Fig. 8 is; ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die dem Fall (c) entspricht, indem das Steuersignal 50 von einer Gruppe von Ausgangsanschlüssen in Form verschiedener verschlüsselter Signale abgenommen wird. Das Tiefpaßfilter 31 dämpft (vergleiche F i g. 5) die Oberwellen des Eingangssignals 100 und erzeugt ein sinusartiges Signal 105, das der Wellenformer 32 zu einer Rechteckwelle 100 umformt, deren Frequenz der des Eingangssignals 100 entspricht. Eine Zeitgabeschaltung 60 verarbeitet die Rechteckwelle 110 zu drei Impulszügen 115,116 und 117 jeweils geringer Impulsbreite, die vorzugsweise geringer als die Periodendauer des Ausgangssignals des unten zu beschreibenden HF-Oszillators 67 ist Der Impuls 115 tritt mit der ansteigenden Flanke der Rechtwwkw*!!'* **ⁿ g··' ^er Impuls 115 wird unmittelbar nach dem Verschwinden des Impulses 115 erzeugt der Impuls 117 unmittelbar nach dem Verschwinden des Impulses 116. Der Impuls 115 wird an

den Löscheingang C ('CLEAR') eines Schieberegisters 70 und den Takteingang CL eines Zwischenspeichers 66, der Impuls 116 an den Setzanschluß 5des Schieberegisters 70 und den Löschanschluß Ceines Binärzählers 65 und der Impuls 117 an den Takteingang CL eines Zwischenspeichers 5 gegeben, der in der Art der Speicheranordnung 5 arbeitet.

Bei dem H'närzähler 65 handelt es sich um einen (n+m/'-Bit-Zähler, der zu zählen beginnt, unmittelbar nachdem er vom Impuls 116 gelöscht wurde; er zählt dann das Impulssignal /! aus dem HF-Oszillator 67

(f_c> I], F₂, F\ F_n). Der Binärzähler 65 zählt die

Impulszahl des Impulssignals /| während einer Periode des Eingangssignals 100 und erzeugt an den Ausgangsanschlüssen für (n + in) Bits das binär kodierte Ausgangssignal MtM₂Mt ... M_nOiOi ... O_n,. Der Zwischenspeicher 66 nimmt diesen Ausdruck MiMiMt ... M_nOiOi ■ ■ ■ O_n, aus (n+ in) Bits auf und speichert ihn vorlsüfig, ucf Sigildi'wci i ci'iiSpr'n-l'ii tier Art/.arii dei Impulse während einer Periode des Eingangssignals 100. Nimmt die Impulszahl bei wachsender Periode des Eingangssignals 100 zu, steigt auch der Wert im Zähler, den der Zwischenspeicher speichert. Der Zählwert MiMiMt... M_nOiO₂... O_n, im Zwischenspeicher 66 wird an die parallelen Dateneingänge des Schieberegisters 70 gelegt und beim Vorliegen eines Impulses 116 in dieses eingeschrieben und dort gespeichert.

Die in Bits OiO₂ ... O_n, höherer Ordnung im .Speicherwert des Zwischenspeichers 66 werden auf eine Oktavsteuerschaltung 81 gegeben, der im Zählwert Oi Oj ... O_m die logische »1« höchster Ordnung erfaßt und die Schiebeinformation 122 aus einem Linksverschiebungssignal und / Schiebeiinpulse (i = 0, I, 2. ...) erzeugt, wenn die logische »1« höchster Ordnung im Binärwert OtO₂... O_n, in der /-ten Stelle (gezählt von O₁, der Stelle mit der geringsten Ordnung) erscheint. Weiterhin erzeugt die Oktavsteuerschaltung 81 die Oktavinformation 121, die angibt, daß die Frequenz des Eingangssignali 100 in der — von der höchsten Oktave gezählten — /-ten Oktave liegt. Die Oktavinformation 121 kann in m Gruppen von je /-Bit (I 5/i in) kodiert sein oder als einzelnes logisches »1« am /-ten von m Ausgangsanschlüssen vorliegen.

Die Schiebeinformation 122 treibt das Schieberegister 70 dergestalt, daß der gespeicherte Registerinhalt um / Bits zu niedrigeren Ordnungen hin verschoben wird. Da bei einem Zweitonsignal ein Intervall von / Oktaven einem Frequenzverhältnis von 2' bzw. 2~' entspricht, läßt es sich durch Rechts- oder Linksverschiebung des binär verschlüsselten Wertes um /Stellen darstellen. Folglich läßt sich eine Differenz von / Oktaven durch Rechts- oder Linksverschiebung des Inhalts des Registers 70 um / Stellen darstellen. Das Schieberegister 70 liefert also an den Ausgängen für die unteren π Bits parallel ein binär verschlüsseltes Signal 4i4₂43 ...A_n, das dem Eingangssignal 100 entspricht, aber in keinem Zusammenhang mit einer der Oktaven des Eingangssignals 100 steht. M. a. W.: der Binärwert 4i4₂43 ...A_n ist für jede zwei Eingangssignale, die um eine oder mehr Oktaven voneinander differieren, genau gleich und enthält also Informationen über den Ton innerhalb einer Oktave der Tonleiter. Das Steuersignal 50 besteht dann aus dem Schlüsselwert 4i4₂4₃ ...A_n und der Oktavinformation.

Die Oktavsteuerschaltung 81 läßt sich beispielsweise leicht aufbauen aus einem Prioritätskodiere- (»prority encoder«) und einem Schiebeimpulsgenerator, wie sie üblicherweise in digitalen Datenverarbeitungsanlagen

eingesetzt weHen. Der Priorilätskodierer erzeugt die Oktavinformation 121, d. h. einen kodierten Binärwert, der der Oktave /des Eingangssignals 100 entspricht, und steuert weiterhin den Schiebeimpulsgenerator so, daß dieser /Schiebeimpulse erzeugt.

Der Schwellwerispeicher 68 ist eine Art Lesespeicher, der zwölf kodierte Binärwerte Bu B₂, ßj, ... Si₂ enthält, die den Grenzfrequenzen (oder Perioden) der zwölf Noten der Tonleiter innerhalb einer Oktave entsprechen.

Mine Vergleichsschaltung 69 besteht — siehe F i g. 9 — aus zwölf Gruppen von Komparatorcn 71, 72, 73,... und 74, von denen jede für η Bits ausgelegt ist und eine logische Verknüpfungsschaltung 85 aus den ODER-Gliedern 76, 77,78,... und 79 sowie den UND-Gliedern 82,83.... und 84 enthält und Tonleiterinformationen IM entsprechend den zwölf Tönen der Tonleiter erzeugt. Der Komparator 71 vergleicht die η Bit Tonleiterinforniiiiioii A ( = AiA₂At ■ ■ ■ A_n) aus dem Schieberegister 7ö mit den π Bit der Schwellwertinformation Hi aus dem Schwellwertspeicher 68 und erzeugt an zugeordneten Ausgängen Ausgangssignale entsprechend den drei Fällen A < Bt, A = Hi und A > Bt. Entsprechend verglei chen die Komparaloren 72 und 73 die Tonleiterinforma tion A mit der Schwellwertinformation B₂ bzw. lh und erzeugen an den zugeordneten Ausgangsanschlüssen drei Ausgangssignale entsprechend den lallen A < ß>, A = B₂, A> B₂ sowie A < S₁. A = B, und Λ > S,. Der Komparator 74 vergleicht analog A mit Ht₂ und erzeugt dann zwei Ausgangssignale entsprechend den beiden Fällen A = B_i2 und A > Bi₂.

Die ODER-Glieder 76, 77, 78. ... und 79 und die UND-Glieder 82, 83, ... und 84 durch logische Verknüpfung die Tonleiterinformation 120, die einem der zwölf Töne der Tonleiter entspricht. Die ODER-Glieder 76, 77, 78 und 79 verarbeiten jeweils zwei Ausgangssignale A> Bi und A = Bt, A> B₂ und A = B₂, A> Sj und A = Bi, ... und A> Bt₂ und A = B_n der Komparatoren 71, 72, 73,... und 74 und liefern an den Ausgangsanschlüssen Ausgangssignale entsprechend den Fällen Bt<A, B₂SA, B_}<A, ... und ^₁₂ < 4. Das UND-Glied 82 verarbeitet das Ausgangssignal für A< Bi des Komparators 71 und das Ausgangssignal für B₂ < A des ODER-Gliedes 77 und erzeugt ein Ausgangssignal entsprechend B₂^AkBu Das UND-Glied 83 verarbeitet das Ausgangssignal A < B₂ des Komparators 72 und das Ausgangssignal für S₃ < A des ODER-Gliedes 78 und erzeugt ein Ausgangssignal entsprechend B_}<A<B₂. Das UND-Glied 84 verarbeitet das Ausgangssignal für den Fall A<Bt\ eines vor dem Komparator 74 liegenden Komparators und das Ausgangssignal für Si₂ < A des ODER-Gliedes 79 und erzeugt ein Ausgangssignal entsprechend dem Fall ßi₂<y4<ßii. Diese Ausgangssignale für die Fälle A>Bt, Bt>A>B₂, B₁>A>B₃, ... und B_n>A>Bn werden an die Speicheranordnung S in Form eines (12 +/^-Bit-Speichers gelegt und dort zusammen mit den j Bits (i<j<m) der Oktavinformation 121 aus der Oktavsteuerschaltung 81 gespeichert Die 12 Bits entsprechen den zwölf Tönen C Cis, D, Dis, E, F, Fis, G, Gis, A, Ais und H der Tonleiter.

Jedesmal, wenn am Taktanschluß CL der Speicheranordnung 5 der Impuls 117 liegt, wird der Speicher auf den neuesten Stand des anliegenden Steuersignals 50 gebracht das aus den 21 Bit Tonleiterinformation 120 und den j Bit Oktavinformation 120 besteht Das Ausgangssignal der Speicheranordnung 5 geht zu einem Kodier er 75, der dem Kodierer 15 der F i g. 4 entspricht.

und wird von ihm zu einem logischen Kodeausdruck 20 umkodiert, der dem Steuersignal 50 entspricht und die Tonleiterinlormation 120 und die Oktavinformation 121 enthält. Der logische Kode 20 geht an die ProgrsmiTianschlüsse des programmierbaren Zählers bzw. variablen Teilers 25, um dessen Teilerverhältnis zu bestimmen. Der programmierbare Zähler 25 teilt die Frequenz Z// (fn, Fi, F₂. Fj,..., F_n)des HF-Oszillators 30 entsprechend diesem Teilverhältnis und erzeugt eines der Signale 106, 107,108,.., 109 der Frequenzen F_x, F₂, Fi,... und F_n, die den zwölf Tönen der Tonleiter entsprechen; c!as geteilte Signal steht als Ausgangstonsignal F am Ausgarigsanschluß 3.

Der To.igencralor 2 der Fig. 8 kann durch den Tongenerator 2 der Fig. 10 ersetzt werden, in der das Tonleitersignal 120 aus der Speicheranordnung 5 an die Steueranschlüsse der Gatter 21, 22, 23, ... und 21 gelangt, um die Signale F{, Fi, Fi ... und Fu der Osziiiatoren »b, 8/, 8», ... und 89 durchzuschallen, die den zwölf Tönen der Tonleiter entsprechen. Es wird jeweils nur eines der Gatter 21, 22, 23. ... und 24 durchgeschaltet, so daß nur ein Ausgangssignal dieser Gatter vom Teiler 40 geteilt wird. Die Oktavinformation 121 steuert entsprechend die Teilerstufen des Frequenzteilers 80. |ede der Stufen steil! die Eingangsfrequenz um den Faktor 2. Der Frequenzteiler 80 teilt eine der Frequenzen F/, Fi, Fi, ... ιιήΙ Fu entsprechend der Oktavinformation 121 und erzeugt am Ausgangsanschluß 3 ein Ausgangstonsigi al " mit einer der Frequenzen F\, F2, Fi,... und F_n.

Die Tasteigenschaften der Stimmtastschaltung nach der vorliegenden Erfindung lassen sich so einstellen, wie es die F i g. 11 oder 12 zeigen, anstatt nach F i g. 2. Die Stimmtastanordnung nach Fig. 11 kann Ausgangstonsignale F der Frequenzen Fi, F₂ und F_s und den Frequenzbereichen Zn bis Zi₂, fj\ bis Zj₂ und Λι bis /)■> erzeugen, aber nie in den Frequenzbereichen Zi₂ bis Z"₂t und Z₂₂ bis /J₁. Die Stimmtastschaltung nach Fig. 12 erzeugt Ausgangstonsignale F der Frequenzen F\, F₂ und F) auch in den Frequenzbereichen Zu-Zi₄. /Ji-Z₂₄ und ZJj-Zj₄ und kann zwei Ausgangstonsignale (Fi und F₂) und (F₂ und Fj) in den Frequenzbereichen Z₂J-Zi₄ bzw. Zj 1 — Z24 erzeugen.

Die Tasteigenschaften nach F i g. 11 lassen sich realisieren, indem man die Bandfilter 11, 12, 13,... und 14 der F i g. 3 ohne jegliche Überlappung der Durchlaßbereiche auslegt, die Tasteigenschaften der Fig. 12 dadurch, daß man die Bandfilter 11, 12, 13 und 14 mit gegenseitiger Überlappung der Durchlaßbereiche auslegt und die Komparatoren 16,17,18 und 19 wegläßt.

In diesem Fall kann man das Ausgangssignal der Bandpaßfilter direkt als Steuersignal 50 verwenden. Weiterhin kann man die Tasteigenschaften nach F i g. 11 mit der Anordnung der F i g. 5 realisieren, indem man die Emittervorspannungen bzw. den Widerstandswert des Basiswiderstandes 43 so festlegt, daß die Steuerspannungsbereiche einander nicht überlappen. Auch die Eigenschaften nach Fig. 12 lassen sich mit der Schaltung nach F i g. 5 erreichen, indem man die Emittervorspannung oder den Widerstandswert des Basiswiderstandes 43 so auslegt, daß die Steuerspannungen einander überlappen.

Auch kann die Stimmtastschaltung nach Fig.8 so ausgelegt werden, daß sie die Tasteigenschaften der Fig. 11 und 12 darstellt, obgleich ein solches System komplizierter wird als das der Fig.3 oder Fig.5. In F i g. 8 kann der Schwellwertspeicher 68 Schwellwertinformationen für die obere und die untere Grenze für jeden der zwölf Töne und die Vergleichsschaltung 69 zwei Komparatorer für jeden der zwölf Töne enthalten, um den Wert A\A.-Ai ...A_n mit beiden Grenzen zu vergleichen. Die Tasteigenschaften der Fig. 11 lassen sich erreichen, wenn die Schwellwertinfurniationen einander nie überlappen bzw. zwischen nebeneinanderliegenden Schwellwertinformationen eine lote Zone vorliegt. Die Tasteigenschaften der Fig. 12 lassen sich erreichen, wenn zwischen nebeneinanderliegenden

ι» Schwellwcrtcn eine Zone der Überlappung vorliegt.

Das Stimmtastsystem der vorliegenden Erfindung ist in der Lage, die Frequenz des Eingangssignals zu vervielfachen oder zu teilen, um ein frequenzverviel r'aehtesoder dividiertes ,Ausgangstonsignal Fdarzustel-

'.) len.

M. a. W.: Das Tastsystem kann als Frequenzvervielfacher oder als Frequenzteiler arbeiten, um vervielfachte Frequenzen PF₁. /'F₂, PFi, PFt. ... PF_n oder geteilte Frequenzen F/',, / P_;, FZP₁, FZP₄, ... und F-P,

jo darzustellen, wenn die Frequenzen Fi. F₂, F₁, F₄. .. . und F_n des Ausgangstonsigrials Ffast das P-fache oder das 1/P-fache der Frequenzen des Eingangssignals sind, wie in der F i g. 1 3 dargestellt.

In der Ausführungsiorm der Fig. 3 können die

:ϊ Oszillatoren 26. 27, 28. ... und 29 so voreingestellt werden, daß sie das P- bzw. I P-fache der Frequenzen Fi, F₂. Fi, ... und F, erzeugen. Weiterhin können sie so voreingestellt werden, daß sie das P-fache der Frequenzen I]. F₂, F). ... und F_n erzeugen; das

in Ausgangstonsignal wird dann durch einen zusätzlichen Teiler um einen gewünschten Faktor geteilt.

In der Ausführungsform der Fig 4 und 8 kann der HF-Oszillator 30 so voreingestellt werden, daß er das P- oder das 1/P-fache der Frequenz Fn erzeugt, oder er

si kann so \oreingestellt werden, daß er das P-fache der Frequenz Fh erzeugt, wobei man hinterher das Ausgangstonsignpl am Ausgang 3 durch einen zusatzlichen Teiler um ein gewünschtes Teilungsverhältms teilen muß. Folglich kann nijn am Ausgangsanschluß 3

in das Ausgangstonsignal der Frequenz PF ode: der Frequenz FP erzeugen. Ist nur ein geteiltes Signal erforderlich, kann man in den F i g. 3. 4, 5 und 8 das Ausgangstonsignal F am Ausgangsanschluß 3 nfach durch einen zusjtziichen Frequenzteiler zum geteilten

·*■> Signal F/Pteilen.

Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen des Stimmtastsystems sind a'< Systeme dargestellt, die ein Eingangssignal, das Freujenzschwankungen und oder -ungenauigkeiten ausgesetzt ist, in ein Ausgangstonsi-

"Ί> gnal F mit konstanter und genauer Frequenz in jedem von verschieden vorbestimmten Frequenzbändern umsetzen kann. Die Ziele der vorliegenden Erfindung lassen sich jedoch auch durch ein Stimmtastsystem erreichen, das ein Eingangssignal mit Frequenzschwan-

5ϊ kungen und/oder -ungenauigkeiten in ein Ausgangstonsignal mit geringerer Geschwindigkeit der Frequenzänderung als das Eingangssignal in dem von verschieden vorbestimmten Frequenzbändern des Eingangssignals umsetzen kann.

m> Die Fig. 14 ist ein Teii eines Blockdiagramrr.s einer Ausführungsform eines soiehen Stimmtastsystems. Die Steuerspannung 50 am Ausgangsanschluß 4 der frequenzempfindlichen Anordnung 1 beispielsweise der Fig.5 wird über einen Funktionswandler 7 an den

i" Steueranschiuß einer spar.nungsgesteuerten Oszillators 8 gegeben. Die Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 8 wird so eingestellt, daß sie der Steuerspannung am Steueranschluß proportional ist.

Hat der Funktionsumsetzer 7 die Ui.iwandlungscharakteristik der Fi g. 15(a), erzeugt der spannungsgesteuerte Oszillator 8 ein Ausgangstonsignal der Frequenz F, wie in Fig. 15(b) gezeigt. Das Eingangssignal idO mit ungenauer Freqienz f, das durch die Frequenzbereiche fo<f<fu <A|<A<A₂, fi<f<fi, ... oder f_n-\<f<f„ angegeben ist, durchläuft die frequenzempfindliche Anordnung, die am Ausgangsanschluß 4 eine Steuerspannung V in den Steuerspannungsbereichen V_o> V> Vi, V,> V> V₂, V₂> V> V₃, ... oder V_n-, > V> V_n abgibt. Die Steuerspannung V am Ausgangsanschluß 4 wird vom Funktionswandler 7 zu einer Ausgangsspannung ν verarbeitet, die in den Ausgangsspannungsbereichen v\<v<v{, v₂<v<v₂, V}< v< vi... oder v„< v< v_n liegt, die schmaler sind als die Steuerspannungsbereiche V₀ > V> Vl, Vi > V> V₂, V₂> V> V₃,... bzw. V_n-!> V> V_n. Die Ausgangsspannung ν steuert den spannungsgesteuerten Oszillator 8 derart, daß dieser am Ausgang 3 ein Ausgangstonsignal der Frequenz Fin dem Frequenzbereich F₄ ι < F< F_B\. Fa2<F<Fb2. F_A3<F<F_B3, ... oder F_ln<F<F_B„ erzeugt. Das Eingangssignal 100 einer Frequenz A, d. h. A,_i<A<A, (7=1. 2, 3, ...) wird folglich in ein Ausgangstonsignal der Frequenz F im Bereich F_A,< F< Fb, (i= 1. 2, 3 ) umgesetzt, dessen Frequenzänderungsgeschwindigkeit geringer ist als die des Eingangssignals 100, wie in F i g. 15(b) gezeigt.

Hat der Funktionsurnsetzer 7 die Spannungsumsetzcharakteristik der F i g. 16(a), erzeugt der spannungsgesteuerte Oszillator 8 ein Ausgangstonsignal mit der Frequenz F wie in Fig. 16(b) gezeigt. Das Eingangssignal 100 mit der ungenauen Frequenz A im Bereich f_n<fu<f<fi. f\<fi<(<f7, A₂<A₂'<A<A₅. ... oder /■„_!< A_n'. \<f<f„ bewirkt eine Steuerspannung Vim Steuerspannungsbereich V₀ > V₀> V> V_{.

V, > V, > V> V₂. V₂> V₂ V₂> V> V₁, .. .oder V_n., > V_n.. ι > V> V_n am Ausgangsanschluß 4. Die Steuerspannung V am Ausgangsanschluß 4 wird vom Funktionswandler 7 zu einer Ausgangsspannung ν in den Ausgangsspannungsbereichen VO < V< V< V|'. v\ < V₂ < V< V2.

V₂'< V3< v< V₃,.. .oder v_n_! < v„< v< V_n Eiufbereitet. Die Ausgangsspannung ν steuert den spannungsgesteuerten Oszillator 8 so, daß dieser am AusgangsanschluB 3 ein Ausgangstonsignal der Frequenz Fin den Frequenzbereichen Fbo< Fa,< F<Fbi. Fb\<Fa2<F<Fb2,

F₈₂ < F₄ 3 < F< Fsi. ... oder F_8n ι < F_An< F< F_8n erzeugt. Das Eingangssignal 100 im Frequenzbereich f,'-\<f<f, (i"\, 2. 3, ...) wi.'d folglich zu einem Ausgangstonsignal der Frequenz F umgewandelt,

dessen Frequenzbereich Fa,< F< Fb, (/'= 1. 2, 3 ) und

dessen Frequenzänderungsgeschwindigkeit geringer ist als die des Eingangssignals 100, wie es die Fig. 16(b) zeigt. Das Eingangssignal 100 innerhalb eines sehr schmalen Frequenzbereiches /",'- ι < A< A,_, (7= 1, 2,3,...) wird zum Ausgangstonsignal der Frequenz Fumgesetzt, dessen Bereich F_Bi., < F< F_Ai(i- 1,2,3,...) beträgt. Der schmale Frequenzbereich /J_i < f< f(~ ι ist der Grenzbereich zwischen jeweils nebeneinanderliegenden Eingangsfrequenzbereichen. Der Treppen-Funktionsgenerator 7 kann in herkömmlicher Weise aus einem Operationsverstärker, Dioden und Widerständen bestehen.

Die Tastcharakteristik nach den F i g. 15(b) und I6(b) wird durch die in den Fig.8 und 9 gezeigten digitalen Datenverarbeitungssysteme erreicht. Subtraktionsschaltungen sind an zwölf Komparatoren 71, 72, 73,... und 74 angeschlossen. Die Subtraktionsschaltungen subtrahieren die Schwellwertinformation B\, B₂, B₃,...

und on von dem vom Schieberegister 70 erzeugter logischen Kode zu deren Differenzen, die über der Zwischenspeicher 5 auf den Kodierer 75 gegeber werden. Der Kodierer 75 erzeugt aus den Differenzko des zusammen mit der Tonleiterinformation 120 und dei Oktayinforination 121 gewichtete Ausgangswerte, de ren Änderungsgeschwindigkeit geringer als die dei Differenzkodes isL Jeder dieser gewirhteten Kodeaus drücke steuert den programmierbaren Zähler bzw

ίο variablen Teiler 25, der so ein Ausgangstonsigna erzeugt, dessen Frequenzänderungsgeschwindigkeit ir jedem der vorbestimmten verschiedenen Frequenzbän der des Eingangssignals geringer als die des Eingangs signals ist Hierdurch lassen sich die Tasteigenschafter

der Fig. 15(b) und 16(b) erreichen. Das Stimmtastsy stern mit der Tastcharakteristik der Fig. 15(b) odei 16(b) läßt sich leicht durchführen, da das System da; Eingangssignal 100 so verarbeitet daß ein Ausgangston signal erzeugt wird, dessen Frequenzänderungsge schwindigkeit in jedem der verschiedenen vorbestimm ten Frequenzbänder f_o<f<f\,f\<f< I₂, A₂ < f< /j.... unc A„_i<A<A„ (Fig. 15) oder in jedem der verschiedener vorbestimmten Frequenzbänder /S<A<A|. AT<A<A₂ f₂'<f<f₃. ... und A„'-i<A<A_n wesentlich geringer ist al· die des Eingangssignals 100.

In einem Stimmtastsystem mit den Tasteigenschafter nach den Fig. 2. II, 12, 15 und 16 tritt der Fall auf, da[ da«, Ausgangsto; signal zwischen zwei nebeneinander liegenden Frequenzen hin- und hergeschaltet wird. da£ das Signal nie erscheint oder daß Signale mit den beider nebeneinanderliegenden Frequenzen auftreten, wenr die Frequenz A des Eingangssignals 100 in der Grenzbereich zwischen zwei nebeneinanderliegender Frequenzbändern tritt In diesen Fällen nimmt dei Vortragende die Abweichung jedoch sofort wahr uni. kann sie durch Ändern der Frequenz des Eingangssi gnals. d. h. die Stimmhöhe, korrigieren.

Die Frequenzen der zwölf Töne der Tonleiter w erder üblicherweise in der wohltemperierten Stimmung vor einer Frequenz von 440 Hz. dem, eingestrichenen A. au; eingestellt. In dem Stimmtastsysiem nach der vorliegen den Erfindung können die Frequenzen des Tongenera tors 2 und die Frequenzbänder der frequcnzcnipfindli chen Anordnung I so bestimmt werden, daß dii

^ Frequenzen F₁, F₂, F₃. ... und F_n der Signale 106, 107

108 und 109 den Noten der Tonleiter gleich sind. Bc

einem Konzert oder beim Ensernbiespiel entspricht da' eingestrichene A nicht immer genau einer Frequenz ver 440 Hz, sondern liegt etwas höher. Bei einem Gesant ohne Begleitung ist die Abweichung von 440 H/ gewöhnlich recht hoch. Folglich ist es erwünscht, der Tongenerator 2 abstimmbar auszuführen. Weiterhin isi es erwünscht, die Frequenzbänder der frequenzemp findlichen Anordnung I entsprechend der Abstimmung des Tongenerators 2 einstellbar zu machen.

Die Fig. 17 ist ein Blockdi;igramm einer Ausfüh rungsform eines Stimmtastsysr.ems, das frequenzab stimmbar ist Eine Abstimmeinrichtung 9 ist mit sowoh der frequenzempfindlichen Anordnung 1 und derr Tongenerator 2 der F i g. I gekoppelt. An die frequenz empfindliche Anordnung 1 und den Tongenerator 1 werden die Abstimmsignale 140 und 141 gelegt um die Frequenzbänder der frequenzempfindlichen Anordnung 1 und die Frequenzen des Tongenerators 2 einzustellen Um die Frequenzabstimmeinrichtung 9 in der Ausfüh rungsform der F i g. 3 zu verwenden, lassen sich variable Filter als Bandfilter 11,12,13,... und 14 einsetzen, derer Durchlaßbereich spannungssteuerbar ist. Als Os/illato

ren 26,27,28,... und 29 lassen sich spannungsgesteuerte Oszillatoren verwenden. Die Ausgangsspannungen — d. h. die Abstimmsignale 140 und 141 — der Frequenzabstimmeinrichtung 9 steuern sowohl die variablen Filter als auch die spannungsgesteuerten Oszillatoren.

Um die Frequenzabstimmeinrichtung 9 auf die Ausführungsform der F i g. 5 anwenden zu können, kann man sowohl die Kollektorspannung V_n, der Gatter 56, 57,58,... und 59 als auch die Emitten. orspannungen V₁, Vi, Vj,... und V_n durch das Abstimmsignal 140 variieren.

Die Frequenzen der Oszillatoren 26, 27, 28 und 29

lassen sich durch das Abstimmsignal 141 entsprechend dem Fall der F i g. 3 steuern. In diesem Fall läßt sich eine variable Spannungsquelle als Frequenzabstimmeinrichtung 9 einsetzen.

Um die Frequenzabstimmeinrichtung 9 auf die Ausführungsform der F i g. 8 anzuwenden, kann der Inhalt des Schwellwertspeichers 68 vom Abstimmsignal 140 neu einschreibbar und die Frequenz des HF-Oszillators gleichzeitig mit dem Abstimmsignal einstellbar gemacht werden, in diesem FaN kanu uic Frequenzabstimmeinrichtung beispielsweise Kodeausdrücke zum Neueinschreiben als Abstimmsignal 140 und eine variable Spannung als Abstimmsignal 141 in gegenseitiger Zuordnung erzeugen. LIm die Frequenzabstimmeinrichtung 9 auf die Ausführungsform der F i g. 8 anzuwenden, kann man die Frequenzen der HF-Oszillatoren 67 und 30 durch die Abstimmsignale 140 und 141 in der gleichen Änderungsrichtung einstellbar machen.

Um die Frequenzabstimmeinrichtung 9 auf die JO Ausführungsform der Fig. 14 anzuwenden, kann man mit dem Abstimmsignal 140 den Treppenfunktionsgenerator 7, d. h. dessen Faltpunkte, steuern, während das Abstimmsignal 141 die Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 8 bestimmt.

Will man einen Vibratoeffekt erreichen, kann das Stimmtastsystem weiterhin einen Frequenzschwankungsdetektor 90 enthalten, der die Frequenzschwankungen des Eingangssignals 100 erfaßt, sowie einen Frequenzmodulator 91, der am Ausgangsanschluß 3 des *o Tongenerators 2 liegt und die Frequenz des Ausgangstonsignals nach Maßgabe des Schwankungssignals 133, das der Frequenzschwankungsdetektor 90 erfaßt hat, moduliert. Auch kann das Schwankungssignal 133 den Tongenerator 2 unmittelbar modulieren. Folglich läßt sich ein Vibratoeffekt entsprechend einem vom Spieler oder Sänger hervorgebrachten Vibrato erreichen. Ein herkömmliches Vibrato erreicht man natürlich, indem man ein herkömmliches Vibratosignal auf den Frequenzmodulator 91 oder den Tongenerator 2 gibt, um das Ausgangstonsignal in der Frequenz zu modulieren.

Ein glissandoartiger Portamentoeffekt läßt sich erreichen, indem man einfach ein portamentogespieltes Eingangssignal auf den Eingang des Stimmtastsystems nach der vorliegenden Erfindung gibt. Durch Änderung der Ausführungsform nach Fig. 18 läßt sich auch ein Halb- oder Ganzton-Portamento erreichen. In der Ausführungsform der Fig. 19 erreicht man einen solchen Portamentoeffekt, indem man der Ausführungsform der Fig. 18 einen Portamento-Frequenzdetektor

92 hinzufügt, der die Portamentofrequenz erfaßt und dementsprechend den Frequenzmodulator S-* oder den Tongenerator 2 steuert. Weiterhin läßt sich ein Portamentoeffekt auch bei der Ausführungsform der Fig.20 erreichen. In Fig.20 enthält das Stimmtastsystem weiterhin der Portamento-Frequenzdetektor 92 der Fig. 19, einen Portamentooszillator 93 und einen Schalter 94. Ändert sich die Frequenz des Eingangssignals erheblich entsprechend dem Portamento, wird der Schalter 94 durch das Steuerausgangssignal des Frequenzdetektors 92 auf den Ausgang des Portamentooszillators 93 gelegt, so daß der Portamentooszillator

93 den Ausgangsanschluß 3 mit einem Portamentoausgangstonsignal beaufschlagt. Hat die Frequenz sich stabilisiert, wird der Schalter 94 auf den Ausgang des Tongenerators 2 gelegt, so daß der Tongenerator wieder ein Ausgangstonsignal stehender Frequenz erzeugt.

Das Stimmtastsystem läßt sich vor dem Spielen leicht abstimmen, wenn man einen Kopfhörer an den Ausgang 3 anschließt.

In den oben betriebenen Ausführungsformen liegt der Speicher 5 zwischen der frequenzempfindlichen Anordnung 1 und dem Tongenerator Z Der Speicher kann auch an einen anderen Teil des Stimmtastsystems nach der vorliegenden Erfindung angeschlossen sein. In der Ausführungsform der Fig.4 oder 8 kann beispielsweise der Speicher 5 zwischen dem Kodierer 15 (oder 76) und dem programmierbaren Wähler (bzw. variablen Teiler) 26 liegen.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mittels eines lonfrequenten Eingangssignals gesteuerte Einrichtung zur Erzeugung von Tonsignalen, mit einem Steuersignalgeber, dem das tonfrequente Eingangssignal zugeleitet wird und dessen abgegebene Steuersignale davon abhängen, in welchem von einer Anzahl von Frequenzbändern, die jeweils einem Ton der chromatischen Tonleiter zugeordnet sind, die Grundfrequenz des tonfrequenten Eingangssignals liegt, und dessen abgegebene Steuersignale einer Tongeneratoreinrichtung zugeleitet werden, die in Abhängigkeil von dem jeweils zugeleiteten Steuersignal ein Ausgangstonsignal erzeugt, dessen Grundfrequenz demselben oder einem anderen Ton entspricht, wie die Grundfrequenz des tonfrequenten Eingangssignals, und mit Mitteln zur Steuerung der Amplitude des Ausgangstonsigna)s nach Maßgabe der Amplitude des tonlrequenten Eingangssignal, dadurch gekennzeichnet, daß an den Steuersignalgeber (1) mindestens eine Speichereinrichtung (5, 3S) angeschlossen ist und das darin gespeicherte Signal der Tongeneratoreinrichtung (2) zur Steuerung von deren Ausgangssignal zugele tet wird und daß Mittel (55, 33, 80) vorgesehen sind, die bei einer schnellen Änderung der Frequenz des tonfrequenten Eingangssignals die Speichereinrichtung (5) zur Übernahme des zugeleiteten Augenblickswerts des Steuersignal freischalten.

2. Einrichtung nach AnSp^1-11Ch !,dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl Bandfilter (11 bis 14) vorgesehen ist, die das Eingangssignal filtern und an Ausgangsklemmen Ausgangssignale (V, bis V_n) erzeugen, daß eine Anzahl von Komparatoren (16 bis <9) mit jeweils einem Teil der Ausgangsklemmen der Bandfilter (Il bis 14) verbunden ist und die Komparatoren (16 bis 19) jeweils ein Ausgangssignal (101, 102, 103 oder 104) entsprechend einem der Frequenzbänder (fo bis f,, f, bis /j. /j bis '·, und f„- , bis /■„^erzeugen, und daß eine Anzahl Speicherschalangen vorgesehen ist, die gleichmaßige Spannungen (201 bis 204) entsprechend den Ausgangssignalen (101 bis 104) der Komparatoren (16 bis 19) liefern, wobei die gleichmäßigen Spannungen mehreren Eingängen der Tongeneratoreinrichtung (2) zur Steuerung von deren Ausgangssignal zugeleitet werden (F ig. 3).

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichmäßigen Spannungen (201 bis 204) eine Anzahl Gatter (21 bis 24) steuern, die jeweils einen Ausgang (F) eines entsprechenden Oszillators (26 bis 29)durchschalten (F i g. J).

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tongenetatoreinrichtung (2) einen logischen Kodierer (15), der in Abhängigkeit von jeder der gleichmäßigen Spannungen (201 bis 204) einen logischen Kode (20) erzeugt, und einen programmierbaren Zähler (25) aufweist, der eine hohe Frequenz /// durch einen Teilungsfaktor entsprechend dem logischen Kode (20) teilt und so das Ausgangstonsignal (F)erzeugt (F i g. 3 und 4).

5. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (35) eine Gleichspannung (50) speichert, die proportional der Dauer des Eingangssignals (100) ist und einer Anzahl von Gattern (56 bis 59) zugeleitet wird, die Ausgangstonsignale (F) der Tongeneratoreinrichtung (26 bis 29) in Abhängigkeit davon durchschalten, welchem von einer Anzahl verschiedener Größenbereiche (Vo> Vä Vi, V₁ > Va V₂, V_n-1 > Va V_n) die Gleichspannung (V) des Steuersignals angehört (Fig. 5).

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung '35) eine Gleichspannung (50) speichert, die proportional der

ίο Dauer des Eingangssignals (100) isl und einer Schwellwertschaltung (49) zugeleket wird, die Spannungssignale (C, bis C_n) gleicher Spannung V_c an verschiedenen Klemmen (61 bis 64) in Abhängigkeit davon erzeugt, welchem von verschiedenen Spannungsbereichen (V_a> Va V₁, V, > Va V₂, und V_n-, > V> V_n) ihr Eingangssignal (100) angehört, daß ein logischer Kodierer (15) vorgesehen ist, dessen Eingänge (201 bis 204) mit den verschiedenen Klemmen (61 bis 64) verbunden sind und der ansprechend auf jedes der Spannungssignale (C₁ bis C_n) einen logischen Kode (20) erzeugt und daß ein programmierbarer Zähler (25) vorgesehen ist, der eine hohe Frequenz fu durch einen Teilungsfaktor entsprechend dem logischen Kode (20) teilt und so ein Ausgangstonsignal (/^erzeugt (F i g. 4, 5 und 7).

7. Einrichtung nach Anspruch :, gekennzeichnet durch einen die Irnpulszahl eines Impulssignals (fj während einer Periode des Eiiigangssignals (100) als einen logischen Kode (M, - M_nO, - O,„)abgebenden Zähler (65), 'Jurch einen Zwischenspeicher (66, 70) für den logischen Kode (M, - O_n,), und durch einen Komparator (69), der den logischen Kode (M, - O_m) mit einer Reihe von weiteren logischen Kodes (B, — Si₂) vergleicht, die in einem Schwellwertspeieher (68) abgespeichert sind, wobei der Komparator (69) in Abhängigkeit davon, welchem der durch die weiteren logischen Kodes (B- Bu) bestimmten Bereiche der Reihe der logischen Kode (M,-O₁₁₁) zuzuordnen ist, eine Torleiteriwfr.rmation (120, 121) erzeugt und an die Speichereinrichtung (5) als zu speicherndes Signal abgibt.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tongeneratoreinrichtung (2) einen logischen Kodierer (75), der bei Zuleitung der Tonleiterinformation (120, 121) einen anderen logischen Kode (20) erzeugt, und einen programmierbaren Zähler (25) aufweist, der eine hohe Frequenz fu durch einen Teilungsfaktor entsprechend dem anderen logischen Kode (20) teilt und so ein Ausgangstonsignal (T⁷Jerzeugt (F i g. 8).

9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tongeneratoreinrichtung (2) eine Anzahl Gatter (21 bis 24) aufweist, die durch die Tonleiterinformation (120,121) ansteuerbar sind und jeweils einen Ausgang (F,' bis F,'₂) eines entsprechenden Oszillators (86 bis 89) durchschalten und so das Ausgangstonsignal (/^erzeugen (F i g. 8 und 10).