DE2523623B2

DE2523623B2 - Elektronisches Musikinstrument

Info

Publication number: DE2523623B2
Application number: DE2523623A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-05-28
Filing date: 1975-05-28
Publication date: 1979-02-22
Also published as: FR2312830B3; DE2523623C3; JPS51145308A; IT1067513B; US4085646A; GB1547867A; FR2312830A1; DE2523623A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Musikinstrument gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Musikinstrumente kann man in drei Gruppen einteilen. Die erste Gruppe hat festliegende Töne, wie beispielsweise das Klavier. Die zweite Gruppe hat nicht-festliegende Töne, wie z. B. die Posaune. Die dritte Gruppe hat Zwischenformen von Gruppe eins und zwei.

Die Instrumente der zweiten Gruppe, bei denen der absolute Ton mittels eines kontinuierlichen kybernetischen Tonfindungsverfahrens bestimmt wird, stellen erhöhte Anforderungen an die Musikalität und setzen einen funktionierenden Regelkreis beim Menschen voraus, nämlich Tonhöhe ansetzen, hören, vergleichen. Tonhöhe korrigieren.

Alle herkömmlichen bekannten Musikinstrumente hallen den Nachteil, daß es relativ schwierig und zeitaulwcndig ist. das Spielen dieser Musikinstrumente zu erlernen.

"■ Das gattungsgemäße Musikinstrument gehört in die dritte Gruppe und ist insbesondere aus der DF-OS 23 38')! 3 bekannt. Beim bekannten Musikinstrument erzeugt der Tonfrequenz-Generator (Bauteil 102. I ι g. b) als Ausgangssignal ein im Tonfrequen/bereich

in liegendes Dreiecksignal. Dieses Ausgangssignal wird über verschiedene elektronische Bauteile einem Lautsprecher (125) zugeführt und dabei msgesamt von drei Steuersignalen (c*. ty. l\) beeinflußt. Das erste Steuersignal (c_u) wird von einem ersten, die Anblasmtensität ermittelnden Meßsystem, das im Mundstück des Musikinstrumentes untergebracht ist. ermittelt. Fs mißt den vom Spieler in das Musikinstrument eingcblasenen Luftstrom (F i g. 3). Dieses erste Meßsystem umfaßt eine Membran, die bei einer Auslenkung infolge vergroßer-

:o ten l.uftstromes mittels einer Blende den von einer Lichtquelle auf eine Photozellc abgestrahlten l.ichtstrom durch Abschattung verringert, und eine der l'hotozelle nachgeschaltete Auswertung zur Bildung des elektrischen Steuersignals. Ferner ist auch die Vcrwen-

r, dung eines Hcißdraht-Luftstrom-Meßgerätes (S. 15. Z. 4 u. 3 v. ii.) anstelle des mechanisch-optischen Meßsystems offenbart. Das zweite Steuersignal (V₁.) wird von einem zweiten Meßsystem, einem sogenannten »l.ippendnickwandler« geliefert. Fs ist ebenfalls im Mundstück des

in Musikinstrumentes untergebracht und mißt den vom Spieler auf das Mundstück ausgeübten l.ippendruck (Fig. 3). Das dritte Steuersignal (l\) ist ein Tast- oder Griffsignal, das vom Spieler durch Fingerbetätigung eingestellt wird. Der vom Lautsprecher abgegebene

)5 lon wird beim bekannten Musikinstrument hinsichtlich Frequenz. Amplitude. Klangfarbe und Dauer über elektronische Bauelemente durch Kombinationen der drei erwähnten Steuersignale beeinflußt. Die Obertonstruktur des Ausgangssignals wird von den beiden

jo ersten Steuersignalen bzw. der Anblasintensität und dem l.ippendruck festgelegt. Die Intensität des gegebenen Tones wird dabei insbesondere durch den l.ippendruck beeinflußt. Die Tonhöhe, bzw. die Frequenz der einzelnen Töne wird durch Fingcrbetatigung

■>5 des Instrumentes bzw. durch das dritte Steuersignal ausgewählt. Der Spieler ist demnach beim bekannten Musikinstrument auf jeden Fall auf die Tastenbetätigung angewiesen. Das bekannte Musikinstrument reiht sich demnach in die Gruppe tastenbetätigter Blasin^iru-

so mente ein. Es hat insbesondere im Hinblick auf das Erlernen des Spielens eines derartigen Instrumentes die bereits obengenannten Nachteile dieser Instrumente, da auch bei diesem Instrument die Tonhöhe bzw. Frequenz in der bei diesen Instrumenten üblichen Weise festgelegt wird. Hinzu kommt noch, daß der Spieler die beiden weiteren Steuersignale, nämlich das erste und zweite Steuersignal steuern und damit insgesamt drei Steuersignale unter Kontrolle halten muß.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße elektronische Musikinstrument, dessen Mundstück am äußersten Ende zwischen den Schneidzähnen des Spielers gehalten und von den Lippen umschlossen wird, in der Weise weiterzuentwickeln und auszugestalten.

daß diejenigen Funktionen des menschlichen Mundes für eine Steuerung elektronisch erzeugter Töne ausnutzbar sind, die dem Menschen von Natur aus mitgegeben sind.

Diese Aufgabe wird durch das kenn/eichen des Anspruchs I gelost.

Hierbei geht du- !Erfindung von tier grundsätzlichen !-Erkenntnis ims. dall dir natürlichen Funktionen des Menschen, tue /um l'feifcii mit den Lippen notwendig ί sind, auch /um Spielen eines Instrumentes nut/bar genuL'l werden können, soferne dieses Instrument nur in seiner Ausgestaltung tliesen Iunklionen angepal.fi ist. Nach dem Grundgedanken tier vorliegenden Erfindung kommt man -- bei einfachster Ausgestalitmg - mit m lediglich zwei Steuersignalen aus. Hei tier !-Erfindung wird das eine Steuersignal, ti ii ml ich das Intensitälssignal bekannterweise von einem ersten Meßsystem, nämlich dem tlie Anblasintensität ermittelnden Meßsyslem tlatliirch geliefert, dall die Geschwindigkeit oder der i"> Druck tier angeblasenen, datirch tlas Mundstück strömenden Atemluft gemessen wird. Das zweite Sit üCi'Sijiüiii vvitii von einem /.weiten ivicuSysicin, nämlich dem lonhöhenbeslimmentlen Meßsystem geliefert, tlas ilen beim Spielen geformten Mundhohlraum jn otler den Mundstuck/.unge-Abstand mißt. Die Erfin ilung führt demnach zu einem Musikinstrument tier /weiten Gruppe.

Das erfintlungsgemaße Musikinstrument ist ohne große Anstrengung spielbar. Kin Krlernen einer _>ί bestimmten (irifftechnik am Instrument ist — im Gegensat/ /um bekannten Instrument — zum Spielen dieses Instrumentes nicht erforderlich. Der Spieler kann a so ohne lange Übung ein Stück spielen, tla das TonfiF Jungsverfahren auf tlas bercils jedem Kind vertraute Pfeifen zurückgeht.

Gemäß einer bevorzugten .Ausführungsform der !Erfindung ist dem tlie Anblasiritcnsitiit ermittelnden Meßsystem ein Verstarker mit drei .Signalausgängen und dem tonhohenbestimmenden Mcßsyslem ein i> weiterer Verstärker nut zwei Signalausgängen nachgeschaltct. Hierdurch wird einmal der Vorteil erreicht, daß die unmittelbar gemessenen Meßsignale verstärkt und daher gegen den (Einfluß eiterner Störgrößen unempfindlicher gemacht werden. Die Verstärker mit mehre· -to ren .Signalausgangsgrößen zu versehen hat auch den Vorteil, daß auf diese Weise bequem mehrere elektronische Steuerelemente von den Ausgangssignalen der Verstärker ansteuerbar sind.

Als besonders einfache Modulatoreinheit ist ein in seiner Verstärkung steuerbarer Vorverstärker vorgesehen, dessen /weiter Eingang mit einem Signalausgang des dem Anblasintensitat ermittelnden Meßsystems nachgeschalteten Verstärker in der Weise verbunden ist. daß die Verstärkung des Vorverstärkers mit größer werdendem Intensitätssignal monoton anwächst. Diese Art der Verstärkung entspricht in besonderem Maße den natürlichen Klangerzeugungsmechanismen im Munde, soweit sie die Intensität eines Tones betreffen.

Eine bevorzugte Variante für eine Modulatoreinheit ist ein freischaltbarer Vorverstärker, der erst ab einer gewissen Intensität des Intensitätssignals freischaltet. Statt der Auslegung des Vorverstärkers als freischaltbarer Vorverstärker kann die elektronische Steuerung auch derart ausgelegt werden, daß das Intensitätssignal dem Schalteingang eines Schaltverstärkers.zugeleitet wird, der seinerseits dann den Tonfrequenz-Generator einschaltet. Weitere Variationsmöglichkeiten zur Beeinflussung der Modulatoreinheit ergeben sich daraus, daß die Modulatoreinheii aus einem Vorverstärker konstan- M ter Verstärkung besteht, dem ein durch das Intensitätssignal steuerbares Dämpfungsglied vorgeschaltet ist

Zur Klangbilderzeugung ist vorzugsweise zwischen

den Tonlrcqucnz-Generalor und tlie Modulatoreinheil wcnigs'cns ein steuerbares I liter geschaltet, tlas mil VOrtcil vom verstärkten lonhöhenbestimmcnden Signal angesleui'il wird. !Eine weitere elektronische Simulation tier sich im Mundhohlraum abspielenden Verhältnisse bei tier Klanger/eugung wird dadurch erzielt, daß der Verstärker für tlas tonhöhenbestimmende Signal steuerbar und mit seinem Steuereingang am .Signalausgang ties Verstärkers für tlas Intensitätssignal liegt, wobei vorzugsweise tlie Steuerung tlerarl ausgelegt ist. daß die Amplitude ties tonhöhenbestimmentlen Signals bei steigendem Iniensilälssignal und konstantem lonhöhenbestimmcnden Signal unterproportional steigt.

Zur weiteren Anpassung an natürlich erzeugte (öne ist der Tonfrequenz-Generator mit einer Tastatur für slufenartigc Oktav- otler Einzcltonumsehaltung bestückt.

ι-: &.<:„: _:.: .i„- u J-..-.„i ...:_.ι .I...J l

I .11 H. ITIIIIIdlllir.ilLIUII^ Ut.^ IVl UIIU.MMl I\L."> W Il (.1 UiIUIlI L Il

ermöglicht, daß nur die direkt zur Messung notwendigen Klementc des tlie Anblasintcnsitiät ermittelnden Mcßsystcmes und lies tonhöhenbestimmenden Meßsystems im Mundstück selbst untergebracht sind.

Hierbei besteht gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel tlas tonhöhenbestimmende Meßsystem aus einem Schall- otler I Iltraschallempfänger. einem Schall- oder I Htraschallsender, einem Verstärker mit nachgeschaltetem I rcquen/Spannungs-Wandler zur Bildung des tonhöhenbestimmenden Signals, wobei der Empfänger mit dem Eingang und der Sender mit dem Ausgang des Verstärkers verschaltet ist. so daß eine akustische Rückkopplung im Mundhohlraum besteht und sich eine durch den Mundhohlraum bestimmte Resonanzfrequenz einstellt, die über den Frcquenz-Spannungs-Wandler in ein analoges .Spannungssignal gewandelt wird.

Alternativ kann das tonhöhenbestirrmende Meßsystem aus einem Schall- oder Ultraschallsender und -empfänger sowie einem dem Empfänger nachgeschaltctcn Verstärker und diesem wiederum nachgeschalteten Diodenglcichrichter bestehen, wöbe; der Sender mit konstanter Frequenz sendet und das empfangene Signal durch Gleichrichtung das tonhöhenbestimmende Signal erzeugt. Auch hier wird vorzugsweise das empfangene Schallsignal mittels eines Frequenz-Spannungs-Wandlers in ein tonhöhenbestimmendes Spannungssignal gewandelt.

Statt mit Schall- oder Ultraschallwellen, also insgesamt mechanischen Wellen den Mundhohlraum zu messen, kann auch mit elektromagnetischen Wellen gearbeitet werden. Ein besonders preiswert herstellbares i/1eßsystem zur Erzeugung des tonhohenbestimmenden Signals besteht aus wenigstens einem Lichtsender und einem Lichtempfänger, die parallel im Mundstück derart angeordnet sind, daß deren elektromagnetisches Spektrum in den Mundhohlraum abgestrahlt und nach Reflexion von der Zunge empfangen wird. Ein nachgeschalteter Verstärker wandelt das empfangene Signal in ein Gleichspannungssignal, das eine Funktion des Sender-Zungen-Empfänger-Abstandes ist. Als Lichtsender und Lichtempfänger eignen sich Festkörperbauteile, also insbesondere lichtemittierende Dioden oder Phototransistoren. Damit eine gegenseitige unmittelbare Beeinflussung von Lichtsender und LicHtempfänger weitgehend verhindert wird, sitzen beide in einer Fassung aus lichtundurchlässigem Material. Vorzugsweise sitzen die beiden Festkörperbauelemente versenkt in ihren Fassungen, wobei das von ihnen ausgesandte bzw. empfangene Licht über Reflektoren

gebündelt wird. Eine besonders hohe l'unklintensililt wird durch parabolisch geformte Reflektoren er/iell. Um zumindest im unmittelbaren Sende- und Empfangsbereich konstante Parameter zu haben, sind der Sender und der Empfänger, ggf. einschließlieh ihrer Reflektoren, mittels einer planparallelen lichtdurchlässigen Scheibe abgedeckt. Fine bequemen: Zugriffsmöglichkeit /ti nur einet der beiden Bauelemente, beispielsweise /um /wecke der bequemen Reparatur oder Auswechselmöglichkeit, wird dadurch erreicht, dall der Lichtsenderund der l.iehtempfänger jeweils einzeln von lichtdurchlässigem Material abgedeckt werden.

Eine empfindliche und aufgrund der Miniaturisierung elektronischer Bauelemente auf kleinstem Raum anbringbare Ausführungsform des die Anblasintensität ermittelnden Meßsystcms besteht aus einer Widerstandsbrückenschaltung, wobei von den zwei benachbarten Meßwiderständen der eine innerhalb und der :indrrp ;inßprh;ilh drs I iifKtrnrnoc im Mundstück angeordnet ist.

Um eine Beeinflussung der Meßwiderstände durch externe Temperaturschwankungen weitgehend auszuschalten, ist vorzugsweise jeder Meßwiderstand mit einem Heizwiderstand bestückt.

Eine weitgehend mechanische Ausführungsform für das die Anblasintensität ermittelnde Meßsystem weist ein durch die Geschwindigkeit oder den Druck der mit dem Mund geblasenen Luft bewegbares Bauteil auf, das im Lichtweg zwischen einem Lichtsender und einem Lichtempfänger angeordnet ist und dementsprechend die empfangene Intensität beeinflußt. Statt dessen können auch durch die Lage des bewegbaren Bauteils Hallsonden, magnetische Widerstände oder magnetische Halbleiter über Magnete beeinflußt werden.

Gemäß einer mechanischen Ausführung des die Anblasintensität ermittelnden Meßsystems ist das bewegbare Bauteil als Abdeckung eines von der aus dem Mund ausgeblasenen Luft durchströmten Rohres ausgebildet. Die Abdeckung ist hierbei durch eine Stahldrahtfeder derart gehalten, daß sie bei Überdruck im Rohr zusammen mit der Stahldrahtfeder vom Rohr weggedrückt wird. Eine, an der Stahldrahtfeder angebrachte Verlängerung ist als Lichtblende bzw. -messer ausgebildet. Das Lichtmesser schneidet den Lichtfluß zwischen einem Lichtsender und einem Lichtempfänger und steuert insoweit die Intensität des empfangenen Lichtes bzw. der empfangenen Strahlung.

Gemäß einer weiteren mechanischen Ausführungsform hat das die Anblasintensität ermittelnde Meßsystem eine Kammer mit einem luftzuführenden Rohr zur Aufnahme der aus dem Mund ausgeblasenen Luft und ein luftabführendes Rohr, dessen Durchmesser kleiner als derjenige des luftzuführenden Rohres ist. Das bewegbare Bauteil ist hierbei ein Stempel, der auf eine als Membrane ausgebildete Kammerwand infolge der Kraftwirkung einer Stahlfeder aufliegt Der Stempel und die Stahlfeder sind starr verbunden, so daß eine Bewegung des Stempels gleichzeitig eine entsprechende Bewegung der Stahldrahtfeder zur Folge hat. An der Stahldrahtfeder ist wiederum als Verlängerung ein Lichtmesser angeformt, das den Lichtfluß zwischen einem Lichtsender und einem Lichtempfänger schneidet.

Um eine schnelle und sichere Anzeige des Meßinstrumentes zu gewährleisten, sind die Stahldrahtfeder und/oder das Lichtmesser durch schwingungsdämpfendes Material bedämpft

Um die Vorteile von HF-Generatoren nutzen zu können, ist der Tonfrequenz-Generator aus zwei I !!'-Generatoren aufgebaut, denen jeweils ein filier in Reihe nachgeschallet ist. Die filter selbst arbeiten parallel auf einen Mischverstärker mit nachgeschaut' ■■> lern Amplitudendemodulator und Tiefpaßfilter. Durch Mischen. Verstärken, Demodulieren und filtern der HF-Spannung wird dann ein Schwebung im Nf-Bereidi gewonnen. Weitere Variationsmöglichkeiten ergeben sich dadurch, daß der eine Generator eine konstante

in frequenz und der zweite Generator in seiner frequenz durch das tonhöhenbestimmende Signal veränderbar ist. Die Variationsmöglichkeit wird weiter dadurch vergrößert, daß beide Generatoren durch das ionhöhcnbestimmende Signal veränderbar sind.

\ί Mit einem HF-Generator kommt man aus, wenn man diesem einen frequenzteiler zur Abgabe von im NI-Bereich liegenden Ausgangssignalcn nachschalte;, fine dem frequenzteiler nachgcschaltetc Filtergruppe, utff pirKrhlipUlirh ΠϋηιηΙΊιηυ^ιΐΙίίνΙ^ι-η :irhpitiji in

:i> diesem Ausführtingsbeispiel gemeinsam auf eine Mischstufe.

Das tonhöhenbestimmende Signal kann auch dadurch zur Klangerzeugung herangezogen werden, daß es eine beliebige Anzahl von Nf-Generatorcn mit jeweils

Ti nachgcschaltctcn Dämpfungsglicdcrn ansteuert. Die NF-Generatoren einschließlich ihrer Dämpfungsgliedcr arbeiten hierbei parallel auf einen Mischer. Vorzugsweise ist hierbei das Frequenzspektrum der einzelnen Generatoren obcrwcllcnarm, wobei die Frequenzen

Jt) selbst vorzugsweise über einen steuerbaren Bereich in konstanten Verhältnissen zueinander stehen. Statt dessen können aber auch je nach gewünschter Klangfarbe die Generatoren über den steuerbaren Bereich nicht in konstanten Verhältnissen zueinander

Ji stehen. Eine weitere Klangbeeinflussung ist dadurch erzielbar, daß einzelnen oder allen Dämpfungsglicdcrn Filter parallel geschaltet sind.

Eine weitere Realisierung zur Klangerzeugung mit Hilfe des tonhöhenbestimmenden Signals ist dadurch gegeben, daß der Tonfrequenz.gencrator aus einem NF-Generator besteht, dem ein Frequenzvervielfacher nachgeschaltet ist. Die vom Frequenzvervielfacher abgegebenen Frequenzen werden durch parallelliegende Filter gefiliert, danach durch Dämpfungsgiieder bedämpft und schließlich einem Mischer zugeführt.

Ein besonders einfacher Aufbau der Generatoren wird dadurch ermöglicht, daß sie zur Abgabe einer Sägezahn- und/oder Rechteckspannung ausgelegt sind. Statt mehrerer Generatoren sind die Generatoren vorzugsweise so ausgelegt, daß sie über eine Steuerspannung oder einen veränderbaren Widerstand in ihrer Frequenz steuerbar sind, wobei tiie Steuerspannung oder der veränderbare Widerstand vorzugsweise durch Tasten betätigte Mittel stufenartig veränderbar sind.

Der durch das tonhöhenbestimmende Signal erzeugte Klang kann weiterhin dadurch den natürlichen Verhältnissen angepaßt werden, daß die Resonanzfrequenz wenigstens eines Filters durch tastenbetätigte Umschaltmittel stufenartig umschaltbar ist Der Klang ist weiterhin dadurch beeinflußbar, daß auch die Dämpfungsglieder mittels tastenbetätigter Mittel veränderbar sind. Die Filter sind hierbei vorzugsweise dadurch veränderbar, daß mindestens ein Riter wenigstens eine Induktivität aufweist, die kontinuierlich von Hand dadurch veränderbar ist, daß der Luftspalt des Kerns mittels einer mechanischen Anordnung verändert wird. Eine weitere einfache Ausführungsform für einen Tonfrequenz-Generator weist einen durch dac tonhö-

henbestimmende Signal dreh/ahlsteuerbnren Motor, cine lon und Klangscheibe auf der Achse des Motors sowie eine elektrische ladeeinrichtung auf, mit welcher die Information von der lon- und Klangscheibe ablesbar ist.

!■!ine weitere Vervollkommnung des Klanges ist dadurch erzielbar, daß beliebige Tonfrcqucnz-Gencratoren unterschiedlicher Tonlagen parallel angesteuert werden, vorzugsweise durch tastaturbetätigte Ansteuerungsmittel.

Ausführungsbcispieie der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

I·' i g. 1 eine schematische Darstellung eines tonhöhenbestimmenden Mellsystenr,;

F- i g. 2 ein weiteres Ausführiingsbeispiel für ein tonhöhenbestimmendes Meßsystem;

I' i g. J ein elektrisches Schaltschcma für ein Ausfülv

McBsystcins;

F i g. 4 ein Ausführungsbcispiel für eine mechanisch optische Aiisführungsform eines die Anblasintensität ermittelnden Meßsystems;

F-' i g. 5 ein weiteres Aiisführungsbeispiel einer mechanisch-optischen Aiisführungsform eines für die Anblas intensität ermittelnden Meßsystems;

(■" i g. 6 ein schematisches Blockdiagramm des elektronischen Steuersystems;

Fig. 7 bis IO schematische Bk-ckdiagramnie fur Ton- und Klangerzeugungseinheiten zur Verwendung im elektronischen Steuersystem gemäß F-' i g. b;

F i g. 11 ein weiteres Ausführiingsbeispiel eines Tonfrequenz-Generators und

Fi g. !2 eine schemalische Darstellung des MuruKtukkes einschließlich des Mundhohlraumes.

Ein Mensch kann dadurch einen bestimmten TOn erzeugen, daß er Luft aus dem Munde zwischen den besonders geformten Lippen durchblast. Der erzeugte Ton bzw. Klang hängt hierbei von der Größe und Ausformung des durch den Gaumen, die Wanger' die Zunge, die Zähne und Lippen geformten Mundhohiraumes ab. Beim Anblasen ein^s Blasinstrumentes, wirii das Mundstück Aiii (Fig. 12) mit den Zähnen erfaßt und von den Lippen umschlossen, so daß der Mundhohlraum einen Resonator bildet. Im Mundstück Wi/sind sowohl das die Anblasintensität ermittelnde Meßsystem /-5 als auch das tonhöhenbestimmende Meßsystem 75(Fi g. b) untergebracht. Das die Anblasintensität ermittelnde Meßsystem LS mißt die Geschwindigkeit oder den Druck der mit dem Mund durch das Mundstück geblasenen Luft und gibt in Abhängigkeit vom hierbei ermittelten Meßwert ein Intensitätssignal ab. Das tonhöhenbestimmende Meßsystem TS mißt den durch Gaumen, Wangen, Zunge, Zähne, Lippen und Mundstück gebildeten Hohlraum, ggf. den Abstand zwischen Mundstück und Zunge mit Hilfe abgestrahlter und aus dem Mundhohlraum wieder empfangener mechanischer oder elektromagnetischer Wellen. Das Meßsignal wird dann zu einem tonhöhenbestimmenden Signal 111 weiterverarbeitet.

Das erfindungsgemäße elektronische Musikinstrument führt im wesentlichen zwei technische Hauptfunktionen durch. Jede dieser beiden technischen Hauptfunktionen kann von unterschiedlichen Bauelementen durchgeführt werden. Im folgenden werden zunächst die Bauelemente bzw. Baueinheiten erläutert, die zur Durchführung der einen technischen Hauptfunktion, nämlich der Messung des Mundhohlraumes, ggf. des

Abstiiiules zwischen Mundstück und Zunge sowie der Geschwindigkeit und des Druckes der angeblasenen Luft dienen.

Genial] 1·' i g. I besteht das den Mundhohlraum messende, lonhöhenhestininiende Meßsyst°m TS aus einem Schall oder Ultraschallsend'.-r 1 und einem Schall odei" Ultraschallcmpfänger 2. Hierbei sind det .Schallsender und der Schallempfänger im Mundstück Λ/ί'angeordnet. Der Ausgang des Schallenipfängers ist über einen Verstärker 3 an den Hingang des Ultraschallsenders rückgekoppelt. Ferner ist dem Verstärker \ ein I r.-quenz-Spannungs-Wandlcr 4 nachgeschaltet, tier ein der empfangenen Frequenz des rückgekoppelten System proportionales Spannungspolential abgibt. Insgesamt bilden der Empfänger I_- der Sender 2. der Verstärker 3 und der Mundhohlraum cn rückgekoppeltes akustisches System. Hierbei stellt sich ie nach Mundhohlraumgrolle eine bestimmte Resonanzfrequenz ein. !?;; die N!;;ndhr;h!r;;;;mgrößc selbst kontinuierlich veränderbar ist, gilt dies auch für die sich jeweils einstellende Resonanzfrequenz.

Kin weiteres Ausführungsbeispiel für ein tonhöhcnbestinimendes Meßsystem 7~5 ist in F i g. 2 dargestellt Dieses Ausführungsbeispiel kann mit relativ geringem Aufwand kostengünstig realisiert werden. Das in F i g. 2 dargestellte Meßsystem mißt den Abstand zwischen Zunge und Mundstück, genauer den Abstand zwischen einem Lichtsender 14. der Zunge und einem Lichtempfänger )5. Der l.ichtscnder und der Lichtempfänger sind nebeneinander im Mundstück angeordnet. Der Lichtsender 14 besteht hierbei aus einer lichtemittierenden Diode uikJ der Lichtempfänger 15 aus einem Phototransistor. Der Abstand zwischen Sender. Zunge und Knipfänger wird dadurch gemessen, daß die Intensität des von der Zunge reflektierten Lichtes in üblicher Weise, ggf. unter Verwendung eines Verstärkers, gemessen wird. Sender und Empfänger können sowohl für sichtbares als auch für unsichtbares Licht ausgelegt sein. Um den Sender und Hen Empfänger ortsfest zu haltern und gleichzeitig gegen Streulicht zu schützen, sitzen diese versenkt in einer Fassung 12 aus lichtundurchlässigem Material, wobei das Licht über parabolisch geformte Reflektoren 16 gebündel' gesendet und empfangen wird. Um innerhalb des Meßsystems gleichbleibende Parameter zu haben, sind der Lichtsender 14, der Lichtempfänger 15 und die Reflektoren 16 mittels einer planparallelen lichtdurchlässigen Scheibe 13 abgedeckt. Mit 11 ist das Ende des Mundstückes bezeichnet.

Das in Fig. 3 dargestellte Meßsystem LS zur Ermittlung der Anblasintensität besteht aus einer an sich bekannten Widerstandsbrückenschaltung mit den Widerständen 21, 22, 24 und 25, wobei der Meßwiderstand 24 außerhalb und der Meßwiderstand 25 innerhalb des Mundstückes MUangeordnet ist. Der Widerstandswert des Widerstandes 25 wird demnach durch die Geschwindigkeit der an ihm vorbeistreichenden Luft, d. h. durch den Kühleffekt, bestimmt. Um den Einfluß externer Temperaturschwankungen möglichst gering zu halten, sind dem Meßwiderstand 24 und dem Meßwiderstand 25 jeweils ein Heizwiderstand 26 und 27 zugeordnet Die beiden in Reihe liegenden Widerstände 21 und 24 sowie 22 und 25 sind über einen Verstärker 23 miteinander verbunden. Der Verstärker 23 gibt das Intensitätssignal 112 (F i g. 6) ab.

Gemäß F i g. 4 wird die Luftgeschwindigkeit dadurch gemessen, daß der in Abhängigkeit von der Luftgeschwindigkeit bzw. dem Luftdruck veränderliche Licht-

strom eines Lichtsenders 37 zu einem Lichlempfänger 36 gemessen wird. Der Lichtempfänger 36 und der Lichtsender 37 sind hierbei in einem Gehäuse 35 untergebracht. Ferner sind am Gehäuse ein Einblasrohr 31 und eine Stahldrahtfeder 32 befestigt. Das durch das ϊ Gehäuse 35 geführte Rohr 31 ist an seinem dem Lichtsender 37 und Lichtempfänger 36 zugewandten Ende mittels eines Verschlusses 33 abgedeckt. Der Verschluß selbst ist an der Stahldrahtfeder 32 starr befeftigt. Die Stahldrahtfeder ist über den Verschluß 33 tu hinaus verlängert und weist an dieser Stelle ein Lichtmesser 34 auf. Wird nun Luft mit ausreichendem Druck in das Rohr 31 eingeblasen, dann hebt sich der Verschluß 33 vom Rohrende ab und entfernt sich kontinuierlich von diesem. Wegen der starren Verbin- ti dung zwischen dem Verschluß 33 und dem Lichtmesser 34 wird dadurch die vom Lichtsender 37 dem Lichtempfänger 36 zugestrahlte Intensität proportional /um Lufianblasdruck bzw. zur Luftgeschwindigkeit verändert. :n

Das vom l.ichtemplanger Jb empfangene Signal wird wiederum /um Intensitätssignal 112 verarbeitet.

[las in F-" i g. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel für ein Meßsvsiem /..S zur Messung der Anblasintensität arbeitet nach dom Druckdifferenzprinzip. Es besteht aus :i einer Kammer 4!. deren eine Kammerwand als Membran 42 ausgebildet ist. In die Kammer führen ein luft.' !führendes Rohr 43 und ein luftabführendes Rohr 44. Der Durchmesser des liiftzuführendcn Rohres 43 ist hierbei größer als derjenige des luftabführenden Rohres in 44. Am kammergehäu>e ist eine Stahldrahtfeder und an dieser ein auf die Membrane 42 drückender Stempel 48 befestigt. Ferner ist die Stahldrahtfeder über die Koniaktsteile mit dem Stempel 48 hinaus verlängert und weist an ihrer Verlängerung ein Lichtmesser 46 auf. das r> — wie bei I i g. 4 — die Strahlung zwischen einem Lichtsender und -empfänger 47 analog zum auf den Stempel 48 ausgeübten Druck verändert. Mit stärker werdender Blasintensität steigt auch der Luftdruck in der Kammer 41 und damit der gegen den Stempel 48 4i> ausgeübte Druck. F3ies wiederum hat eine Bewegung des Lichtmessers 46 im Sinne einer Strahlenfrcigabc zur R)IgC.

Bei den Aiisführungsbeispielen gemäß F" i g. 4 und I^: ι g. 5 können die Stahlfedern 32 bzw. 45 zumindest 'i ';ilueise in ein schwingungsdärnpfendes Material 32' bzw. 45 eingebettet «.ein. Die schwingungsdämpfenden Materialien 32' und 45' sind durch strichpunktierte Linien angedeutet.

Die /weite technische Hauplfunktion wird von einer w elektronischen Steuereinheit /ur Ton- und Klangbildcr-/eugun^ einschließlich Lautstärkeregelung in Abhängigkeit vom Intensitätssignal 112 und tonhöhcnbestimmcnden Signal 111 durchgeführt.

Die elektronische Stcuci '.'inheil ist in I- i g. b schema- 'S5 tisch dargestellt. Die beiden Mcßsvstcme /.5 und 7~.S". also das die Anblasintensität messende System und das den Mundraum messende System sind beide ganz oder teilweise im Mundstuck Ml 'untergebracht und messen beide gleichzeitig funktionell Verhaltcnsparamcter des wi das elektronische Musikinstrument anblasenden Mundes. Die gemessenen Werte werden in ein Intcnsitä'lssignal 112 und ein tonhöhenbcstimmernk's Signal 111 umgewandelt und als Steuersignale der Stcuerelcktroiiik .Sf: zugeführt. Das Tonhöhensignal 111 wird ^h' zunächst in einem ersten Verstärker Vl aufbereitet und dann als Steuersignal 118 einem Tonfrequenz-Generator /ur (\r/cugunjr eines Tones bestimmter Frequenz zugeführt. Ggf. kann ein weiteres Steuersignal 123 einem dem Tonfrequenz-Generator G nachgeschalteten Filter Fzugeleitet werden. DerGeneralor Cundder Filter Fsind Bestandteile einer Ton-/Klangerzeugungseinheit TK. Das Intensitätssignal 112 wird nach Verstärkung mittels eines zweiten Verstärkers V2 als Steuersignal 119 einem als Modulatoreinheit verwendeten Vorverstärker V 3 zugeführt. Das Steuersignal 119 steuert die Amplituden der dem Vorverstärker V3 zugeführten Frequenzen. Das Intensitätssignal 112 kann auch nach Verstärkung durch den Verstärker V2 als Steuersignal 117 einem Schaltverstärker SV zugeführt werden, der seinerseits den Tonfrequenz-Generator C mittels des von ihm abgegebenen Signals 120 ein- oder ausschaltet. Die Lautstärke ist kontinuierlich durch Steuerung des Verstärkungsfaktors des Vorverstärkers V3 steuerbar. Statt dessen kann auch ein (nicht dargestelltes) Dämpfungsglied, das dem Vorverstärker V3 vorgeschaltet ist, gesteuert werden, wobei in diesem Fall die Verstärkung des Vorverstärkers V3 konstant ist. Die Verstärker Vl. V 2 und V3 sind Bestandteile der Steuerelektronik SE.

Die unter dem steuernden Einfluß des tonhöhenbestimmenden Signals 111 bzw. der verstärkten Steuersignale 118, 123 in der Ton- und Klangerzeugungseinheit TK erzeugten Töne werden im Vorverstärker V3 aufgrund des Intensitatssignals 112 bzw. des verstärkten Sieuersignals 119 moduliert und nach Ansteuerung des Leistungsverstärker LV über die Steuerleitung 125 einem ciektroakustischen Wandler L über eine weitere Steucrleitung 126 zugeführt. Eine Univcrsalverslärkungscinhcit UV umfaßt den Leistungsverstärker LV den Net/anschlußteil Nund ggf. eine Bcglcitelcktronikeinheit BE. Die Beglcitelektronikeinheit BEist über die Steuerlcitung 130 und der Net/anschlußteil N über die Steucrleitung 128 mit dem Leistungsverstärker LV verbunden. Der Netzanschlußteil /V selbst wird über die Leitung 132 ans Netz M gelegt Die Bcgleitelektronikeinheit BE ist über eine Handtastatur 7Vt 4 und die Verbindungsleitung 129 oder über einen Fußschalter FS und die Verbindungsleitung 133 ansteuerbar. Mit elektrischer Energie wird die Bcgleitelektronikcinhcil BE über die Leitung 131 versorgt. Das in F-" i g. b dargestellte elektronische Musikinstrument ist in zwei Teile zerlegbar, nämlich eine tragbare Einheit TE und die Universaleinhcit UV mit Leistungsverstärker IA und Lautsprecher L. ggf. noch Beglcitelektronikeinheit BE. Die tragbare Einheit HTumfaBt das Mundstück MU. die Steuerelektronik .S'/:'. die Ton- und Klangcrz.cugunj;scinhcit TK. mehrere Schalttastcn TA I. TA 2 und TA Ji sowie mehrere Potentiometer PV W-" und PL. Die tragbare Einheit TE kann über entsprechende Anschlüsse an die Univcrsalverstärkercinheil UV angeschlossen werden. Beide Hände des Spielers bleiben beim Spieler des elektronischen Musikinstrumentes frei. Sie können deswegen dazu benutzt werden, besondere Sehaltopcrationcn durchzuführen, beispielsweise ein Hin- und I!erschallen zwischen unterschiedlichen Instrumenten klangfarben. ein Auswählen unterschiedlicher Modiila· tionsgradc. eine Tonbereichsvcrschicbiing oder bc stimmte Vibratorfrequcnzcn anzusteuern.

Die Steuerclcktronik .SV:' kann gemeinsam mit unterschiedlichen Ton- und Klangerzeugungseinheiter TK verwendet werden. Die in F i g. b dargestellte Steucrelcktronik .SV:" weist die beiden Verstärker V I und V2. den Schaltverstärker ,VV. den Vorverstärker V3 und den Vibrato-Generator V₁, auf. Das tonhöhcn bestimmende Signal 111. das vom tonhöhenbestimmen-

den MeQsysiem TS abgeleitet ist, wird einem ersten Eingang des ersten Verstärkers VI zugeführt. Der erste Eingang entspricht dem normalen Signaleingang eines gewöhnlichen Verstärkers. Ein zweiter, am ersten Verstärker vorgesehener Eingang nimmt das Ausgangssignal des Vibrato-Generators Vc über die Leitung 115 auf. Der zweite Eingang hl ein Modulationseingang. Das auf der Leitung 115 liegende sich ändernde Modulationssignal führt zu einer korrespondierenden Modulation des Ausgangssignals des ersten Verstärkers Vl. Weiter führt es zu einer Modulation des Ausgangssignals des Tonfrequenz-Generators G. Der erste Verstärker Vi ist ferner über ein Ausgangssignal 116 des dem Intensitälssignal 112 zugeordneten Verstärkers V2 ansteuerbar. Die Ansteuerung mittels des verstärkten Intensitätssignals 116 dient einer Tonbereichsverschiebung und/oder — nach entsprechender Einstellung des Potentiometers PF — einer Tonbereichsveränderung. Da«; vom ersten Verstärker Vi abgegebene Gleichspannungssignal 118 dient zur kontinuierlichen Steuerung der Ausgangsfrequenz Hc; Tonfrequenz-Generators Gin Abhängigkeit von den im Mundhohlraum ermittelten Meßwerten. Die Steuerung ist derartig ausgelegt, daß mit kleiner werdendem Hohlraum oder kleiner werdendem Abstand zwischen Sender, Zunge und Empfänger bzw. Zunge und Zähnen die Ausgangsfrequenz des Tonfrequenz-Generators monoton anwächst. Ein weiteres Ausgangssignal 123 des Verstärkers V1 kann ferner zur Ansteuerung des in der Ton- und Klangerzeugungseinheit TK angeordneten Filters F verwendet werden. Vorzugsweise spricht der Verstärker Vi auf das Tonhöhensignal 111 und das verstärkte Intensitätssignal 116 in der Weise an. daß bei konstantem Tonhöhensignal 111 und anwachsendem Intensitätssignal 116 das Ausgangssignal des Verstärkers Vl unterproportional anwächst. Dieses Merkmal des Verstärkers Vl dient der Anpassung an die natürlichen Verhältnisse beim Pfeifen.

Das vom die Anblasintensität ermittelnden Meßsystem LS kommende Intensitätssignal 112 wird dem ersten Eingang des /weiten Verstärkers V2 und ein vom Vibrato-Generator Vc, kommendes weiteres Signal 114 wird dem zweiten Eingang des zweiten Verstärkers V2 zugeführt. Die Frequenz des Vibrato-Generalors Vc, wird durch Einstellen des diesem zugeordneten Potentiometers PV festgelegt. Die Amplitudcns'.eucrung des Vibrato-Gencrator-Ausgangssignals ist durch die Taste TA I über die Leitung 113 veränderbar. Diese Auslegung der Steucrelektronik führt dazu, daß das dem zweiten Verstärker V2 zugeführte Intensitälssignal 112 in Abhängigkeit von der Taste TA 1 über die Leitung 113, den Vibrato-Generator V_r, und die weitere Leitung 114 amplitudenmoduliert werden kann. Hierbei ist es möglich, sogar den Vibratoklang einer Mandoline nachzuahmen. Der eine Ausgang des zweiten Verstärkers V2 ist über die Leitung 119 mit dem steuerbaren Vorverstärker V3 verbunden. Auf diese Weise wird das Intensitätssignal 112 über die genannten Bauelemente und die Leitung 125 sowie den Leistungsverstärker I. V zur Amplitudenmodulation des Lautsprechers I. ver mi wendel.

Der in (■' i g. b dargestellte Tonfrequenz-Generator (1 isl ein NF-Gcncrator mit einer Sägezahn- oder rechtcckwcllcnfoi migen Ausgangsspannung. Sein Ausgangssignal wird dem l-'ilicr oder der l'ilterknmbmation h ■ /'zugeführt. Wenn mehrere filter /vorgesehen sind, sind diese (iber ein Dämpfungsglied oder cmc DiimnfuriL'seliederkombirialion /' be<l;nnpfb;u Die Frequenz des Tonfrequenz-Generators G kann stufenweise gemäß den Resonanzfrequenzen der Filter Füber den Tastenschalter TA 2 und die Verbindungsleitung 121 umgeschaltet werden.

Das oder die Filter F sowie das oder die Dämpfungsglieder D können im Hinblick auf Klangveränderungen über die Taste TA 3 angesteuert werden.

In F i g. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Ton- und Klangerzeugungseinheit TK dargestellt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden HF-Generatoren Gi und G 2 verwendet und das Frequenzdifferenzverfahren angewandt Die beiden steuerbaren HF-Generatoren G1 und G 2 geben Ausgangssignale in Sägezahn- oder Rechteckwellenform ab. Die Ausgangsspannungen haben unterschiedliche Frequenzen und werden jeweils untereinander gleichen Filtern Fl und F2 zugeführt. Hierdurch werden parallele Signalleitungswege für das verstärkte tonhöhenbestiumende Signal 118 geschaffen. Die beiden Generatoren G 1 und G 2 sind über die Leitung 121 und die Taste 734 2 frequenzsteuerbar. Die HF-Generatoren Gi und G 2 sind mittels des Schaltverstärkers SV über die Leitung 120 ein- und ausschaltbar. Die beiden Filter Fl und F2 werden gleichzeitig mittels der Taste TA 3 über die Verbindungsleitung 122 angesteuert. Beide Filter arbeiten auf einen Mischer M. Die vom Mischer M abgegebene Ausgangsfrequenz stellt sich als Differenz der beiden hochfrequenten Ausgangssignale der Filter G 1 und G 2 dar. Das Ausgangssignal des Mischers wird einem Amplitudendemodulator DM mit nachfolgendem Tiefpaß TFzugeführt und dann über die Leitung 124 in die Modulatoreinheit eingespeist. Die Frequenz der HF-Generatoren G 1 und G2 kann stufenweise mitteis der Taste TA 2 umgeschaltet werden. Die Filter FI und F2 sind durch die Taste 734 3 zur Kiangbildveränderung umschaltbar.

In F i g. 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Ton- und Klangerzeugungseinheit TK dargestellt. Hierbei wird das Additiv-Verfahren für Frequenzen angewendet. Ein über die Taste TA 2 bzw. die Leitung 121, den Schaltverstärker SV bzw. die Leitung 120 und den ersten Verstärker Vl bzw. die Leitung 118 steuerbarer HF-Generator G3 arbeitet auf einen Frequenzteiler T. Der Frequenzteiler T gibt η

Ausgangssignale /i, /2 f„ im NF-Bereich an eine

Filtereinheit F3 ab. Der Filtereinheit F3 ist ein Dämpfungsglied Dj und diesem wiederum ein Mischer M] nachgeschaltct. Die Filtereinheit F3 und das Dämpfungsglied D₁ sind über die Leitung 122 mittels der Taste TA 3 derart ansteuerbar, daß sich aie Klangfarbe in der bereits beschriebenen Weise ändert. Vom Misch-r Mj wird ein Ausgangssignal 124 der Modulatoreinheit zugeführt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Ton- und Klangerzeugungseinheit TK ist in Fig. 9 dargestellt. Auch hierbei wird das Additiv-Verfahren für Frequenzen verwendet. In der Ton- und Klangerzeugungseinheil TK gemäß F i g. 9 sind mehrere NF-Generatoren Oi\, Gt2. Gin vorgesehen. Der HF-Generator G41 erzeugt die Griindfrequcnz /1, die übrigen HF-Generalorcn Cw bis Ch_n die Oberwellen 6 bis U Die von den 11 !'-Generatoren erzeugten Frequenzen sind oberwellenarm. Die Gcncratorfrcquenzcn f>\ bis /J_n werden parallel durch die Dämpfiingsglicdcr /Λι bis /A_n bedampft, ggf. durch die Filter l-\\ bis Ai_n gefiltert und im Mischer M₄ zn einem Frcqiienz.spcktnim gemischt. Die Generatoren G41 bis Gi,, sind durch das verslärkle tonhöhcnbcslimmcnde Sinnal 118. das vom Schaltver·

stärker SV ausgehende Signal 120 und die Taste TA 2 ansteuerbar. Die Dämpfungsglieder einschließlich der ggf. vorhandenen Filter sind über die Taste TA 3 ansteuerbar, wobei das Filter F_4n zusätzlich durch die Taste TA 2 steuerbar ist.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Ton- und Klangerzeugungseinheit TK ist in Fig. 10 dargestellt. Der über die Leitungen 118, 120 und 121 ansteuerbare NF-Generator Gs gibt sein Ausgangssignal auf einen Frequenzvervielfacher FK Dessen Ausgangssignale, nämlich die Frequenzen f\, h bis f„ werden durch parallelliegende Filter Fs gefiltert, durch nachgeschaltete Dämpfungsglieder Lh gedämpft, im Mischer Mi gemischt und dann widerum über die Leitung 124 der Modulatoreinheit zugeführt. Die Filtereinheit F₅ und die

Dämpfungseinheit D₅ sind beide über die Leitung 122 in der bereits geschilderten Weise ansteuerbar. Die Filtereinheit F₅ ist weiterhin über die Leitung 121 ansteuerbar.

Ein Ausführungsbeispiel für einen Tonfrequenzgenerator ist in F i g. 11 dargestellt. Der Tonfrequenzgenerator besteht aus einem Motor 51, dessen Geschwindigkeit mittels des vom ersten Verstärker Vl kommenden verstärkten tonhöhenbestimmenden Signals steuerbar ist. Eine Ton- und Klangscheibe 52 ist an der Motorachse befestigt und dreht sich mit dieser. DieTon- und Klangscheibe 52 ist mit einer Ton- und Klanginformation versehen, die von der Leseeinrichtung 52 ablesbar ist

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Elektronisches Musikinstrument mit einem Mundstück, das vom Spieler während des Spjelens angeblasen wird, mit einem die Anblasintensität ermittelnden MeBsystem, das die Geschwindigkeit oder den Druck der mit dem Mund durch das Mundstück geblasenen Luft mißt und in Abhängigkeit von dem zu der Anblasintensität ermittelten Meßwert ein Intensitätssignal abgibt, mit einem weiteren Meßsystem, das parallel zum die Anblasintensität ermittelnden Meßsystem arbeitet und einen von der Mundstellung abhängigen Meßwert abgibt, und mit einem Tonfrequenz-Generator mit steuerbarer Ausgangsfrequenz, dessen Frequenzsteuereingang von einem tonhöhenbestimmenden Eingangssignal beaufschlagt ist und dessen Ausgang über eine Modulatoreinheit, die einen ersten Eingang für das zu modulierende Signal und einen zweiten Eingang für das Modulationssignal aufweist, an einen elektroakusiischen Wandler angeschlossen ist, wobei das Äusgangssignai des Tonfrequenz-Generators dem ersten Eingang und das Intensitätssignal dem zweiten Eingang der Modulatoreinheit zugeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Meßsystem, das tonhöhenbestimmende Meßsystem (TS), so ausgebildet ist, daß es den Abstand zwischen Mundstück (MU) und Zunge des Spielers oder den im Bereich des menschlichen Mundes befindlichen Hohlraum mit Hilfe von durch das Mundstück in die Mundhöhle abgestrahlten und daraus wieder empfangenen mechanischen (Schall, Ultraschall) oder elektromagnetischen (Licht) Wellen mißt und aufgrund des von ihm ermitteilen tonhöhenbestimmenden MoBwer'es ein tonhöhenbestimmendes Signal (111; HS; abgibt, das als Eingangssignal dem Frequenzsteuereingang des Tonfrequenz-Generators (G; Gi, Cr, Gy, GtI-G_4n; Gs; 51 —53) in der Weise zugeführt wird, daß dessen Ausgangsfrequenz bei kleiner werdendem Abstand bzw. Hohlraum monoton anwächst.

2. Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem die Anblasintensität ermittelnden Meßsystem (LS) ein Verstärker (V2) mit drei Signalausgängen (116, 117, 118) und dem tonhöhenbestimmenden Meßsystem (TS) e\n weiterer Verstärker ^V 1) mit zwei Signalausgängcn (118, 123) nachgeschaltet ist.

3. Musikinstrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Modulatoreinheit ein in seiner Verstärkung steuerbarer Vorverstärker (V3) vorgesehen ist, dessen zweiter Eingang mit einem Signalausgang (119) des dem die Anblasintensität ermittelnden Meßsystem (LS) nachgeschalteten Vorverstärkers (V2) in der Weise verbunden ist, daß die Verstärkung des Vorverstärkers (V3) mit größer werdendem Intensitätssignal (112; 119) monoton anwächst.

4. Musikinstrument nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorverstaiker (V 3) so ausgelegt ist, daß er durch das verstärkte Intensitätssignal (119) freischaltbar ist.

5. Musikinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Intensitätssignal (112; 117) dem Schalteingang eines Schaltver· stärkers (SV) zugeleitet wird, der den Tonfrequenz-Generator fGJeinschaltet.

6. Musikinstrument nach Anspruch 1 oder folgende, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulatoreinheit (Vi) aus einem Vorverstärker mit konstantem Verstärkungsfaktor besteht, dem ein durch das Intcnsitätssignal (119) steuerbares Dämpfungsglied vorgeschaltet ist.

7. Musikinstrument nach einem der Ansprüche 2 oder folgende, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Tonfrequenz-Generator (G; G,, Gi; G_s; G41 — G*„; Gy, 51—53) und die Modulato'-einheit (VZ) wenigstens ein steuerbares Filter (F; Fi, Fr, Fy, F_4n; F₅) zur Klangbilderzeugung geschaltet sind.

8. Musikinstrument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter (F) vom verstärkten tonhöhenbestimmenden Signal (123) gesteuert sind.

9. Musikinstrument nach einem der Ansprüche 2 oder folgende, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (VX) für das tonhöhenbestimmende Signal (111) steuerbar ist und mit seinem Steuereingang am Signalausgang (116) des Verstärkers (V2) für das Intensitätssignal (112) liegt.

10. Musikinstrument nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung derart ausgelegt ist, daß die Amplitude des tonhöhenbestimmenden Signals (118; 123) bei steigendem Intensitätssignal (112) und konstantem tonhöhenbestimmenden Signal (111) unterproportional steigt.

11. Musikinstrument nach einem d^r Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonfrequenz-Generator (G) mit einer Tastatur (TA 2) für stufenartige Oktav- oder Einzcltonumschaltung bestückt ist.

12. Musikinstrument nach Anspruch I oder folgende, dadurch gekennzeichnet, daß nur die zur Messung direkt notwendigen F.lementc des die Anblasintensität ermittelten Meßsystems (LS) und des tonhöhenbestimmenden Mcßsystenis (TS) im Mundstück ^ML^untergebracht sind.

13. Musikinstrument nach Anspruch I oder folgende, dadurch gekennzeichnet, daß das tonhöhenbestimmende Meßsystem (TS) uur, einem Schalloder Ultraschallempfänger (1), -Sender (2) und Verstärker (3) mit nachgeschaltetem Frequenz-Spannungs-Wandler (4) zur Bildung des tonhöhenbestimmenden Signals (111) besteht und der Empfänger (1) mit dem Eingang und der Sender (2) mit dem Ausgang des Verstärkers (3) verschaltet ist. so daß eine akustische Rückkopplung im Mundhohlraum entsteht und sich eine durch die Mundhohlraumgröße bestimmte Frequenz einstellt, der die vom Frequcnzspannungswandler (4) abgegebene Spannung entspricht (F i g. I).

14. Musikinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das tonhöhenbestimmende Meßsystem (TS) aus einem Schalloder Ultraschall-Sender und -Empfänger sowie dem Empfänger nachgeschalteten Verstärker und Diodengleichrichter besteht, ein Schall- oder Ultraschallsignal fester Frequenz sendet und aus dem empfangenen Signal durch Gleichrichtung das lonhöhenbestimmende Signal (111) erzeugt.

15. Musikinstrument nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das empfangene Schallsignal mittels eines Frequenz-Spannungs-Wandlers in das tonhöhenbestimmende Signal gewandelt wird.

16. Musikinstrument nach einem der Ansprüche I bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Mundstück (MU) parallelliegend ein Lichtsender (14) und ein Lichtempfänger (15) so angeordnet sind, daß

sichtbares oder unsichtbares Licht in den Mundhohlraum abgestrahlt und nach Reflexion von der Zunge empfangen wird, und ein nachgeschalteter Verstärker eine Gleichspannung abgibt, die eine Funktion des Sender-Zungen-Abstandes ist (F i g. 2).

17. Musikinstrument nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtsender (14) eine oder mehrere lichtemittierende Dioden und als Lichtempfänger (15) ein oder mehrere Phototransistoren vorgesehen s.:nd.

18. Musikinstrument nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsender (14) und der Lichtempfänger (15) in einer Fassung (12) aus lichtundurchlässigem Material sitzen.

19. Musikinstrument nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsender (14) und der Lichtempfänger (15) in der Fassung (12) versenkt sitzen und mittels Reflektoren (16) das Licht gebündelt senden und empfangen.

20. Musikinstrument nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoren (16) parabolisch geformt sind.

21. Musikinstrument nach Anspruch 16 oder folgende, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsender (14) und der Lichtempfänger (15) und gegebenenfalls die Reflektoren (16) mittels einer planparallelen lichtdurchlässigen Scheibe (13) abgedeckt sind.

22. Musikinstrument nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsender (14) und der Lichtempfänger (15) jo einzeln mit lichtdurchlässigem Material abgedeckt sind.

23. Musikinstrument nach einem der Ansprüche ί bis 22, dadurch gekennzeichne!, daß das die Anblasintensität ermittelnde Meßsystem (LS) aus einer Widerstandsbriiekenschalking (21, 22, 24, 25) besteht, wobei von den zwei benachbarten Meßwiderständen (24, 25) der eine innerhalb und der andere außerhalb des Luftstromes im Mundstück (ML^angeordnet ist (F ig. 3).

24. Musikinstrument nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsbrückenschaltung zwei Heizwiderstände (26, 27) aufweist, wobei jeder Heizwiderstand (26, 27) einen Meßwiderstand (24,25) beheizt.

25. Musikinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das die Anblasintensität ermittelnde Meßsysteni (LS) ein durch die Luftgeschwindigkeit oder den Luftdruck beim Luftausblasen aus dem Mund bewegbares Bauteil aufweist, das iin Lichtweg zwischen einem Lichtsender und einem Lichtempfänger angeordnet ist oder uurch dessen Lage Hallsonden, magnetische Widerstände oder magnetische Halbleiter über Magnete beeinflußbar sind.

26. Musikinstrument nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Bauteil eine Abdeckung (33) eines von der aus dem Mund ausgeblasenen Luft durchströmten Rohres (31) bildet, die durch eine Stahldrahtfedcr (32) gehalten und bei Überdruck im Rohr (31) von diesem weggedrückt wird, wobei eine an der Stahldrahtfcder (32) angebrachte Verlängerung ein Lichtmesser (34) bildet, das den Lichtfluß zwischen Lichtsender (36) und Lichtempfänger (37) schneidet (Fi g. 4).

27. Musikinstrument nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kammer (41) mit einem luftzuführenden Rohr |43) zur Aufnahme der aus dem Mund ausgeblasenen Luft vorgesehen, das luftzuführende Rohr (43) größer im Durchmesser als ein luftabführendes Rohr (44), eint Wand der Kammer (41) als Membrane (42), das bewegliche Bauelement als Stempel (48), der aufgrund der Kraftwirkung einer Stahldrahtfeder (45) auf der Membrane (42) aufliegt, und eine an der Stahldrahtfeder (5) angebrachte Verlängerung als Lichtmesser (46) ausgebildet ist, daß den Lichtfluß zwischen Lichtsender und Lichtempfänger (47) schneidet (F ig. 5).

28. Musikinstrument nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahldrahtfeder (32; 45) und/oder das Lichtmesser (34; 46) durch ein schwingungsdämpfendes Material bedämpft sind.

29. Musikinstrument nach Anspruch 2 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß an dem weiteren Verstärker (Vl) für das tonhöhenbestimmende Signal (111) ein Potentiometer (PF) vorgesehen ist. derart, daß der Tonumfang in der Lage verschiebbar ist (F i g. 6).

30. Musikinstrument nach Anspiu'H 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonfrequenz-Generator (G)aus zwei HF-Generatoren (Gt, Ci) mit jeweils in Reihe nachgeschalteten Filtern (F \, ^besteht, die parallel auf einen Mischverstärker (M) und folgenden Amplitudendemodulator (DM)mn Tiefpaßfilter (TF)arbeiten (F i g. 7).

31. Musikinstrument nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Generator (G 1) eine konstante Frequenz hat und der zweite Generator (G 2) in der Frequenz durch das tonhöhenbestimmendc Signal (118) veränderbar ist.

32. Musikinstrument nach Anspruch 30. dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzen beider Generatoren (Gi, G2) durch das tonhöhenbestimmende Signal (118) unterschiedlich veränderbar sind.

33. Musikinstrument nach einem der Ansprüche I bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß djr Tonfrequenz-Generator (G) aus einem HK-Gcncrator (G\) mit nachgeschaltetem Frequenzteiler (T) zur Abgabe von im NF-Bereich liegenden Ausgangssignalen (f\ — fn) besteht, denen Filter (Fj) und/oder Dämpfungsglieder (Di) sowie ein Mischer (M>.) nachgeschaltet sind (Fi g. 8).

34. Musikinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonfrequenz-Generator (G) aus einer beliebigen Anzahl von NF-Generatoren (G]... G_n) mit jeweils nachgeschalteten Dämpfungsgliedern (D₄I-D_4n) besteht, die parallel auf einem Mischer (M_t) arbeiten, und daß das Frequenzspektrum (Ti... f„) der einzelnen Generatoren oberwellenarm ist (F i g. 9).

?5. Musikinstrument nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzen (f\ ... f„) der Generatoren (Gi... Gt_n) über den sieuerbaren Bereich in konstanten Verhältnissen zueinander stehen.

36. Musikinstrument nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzen (f\ ... f„) der Generatoren (G*\ ... Gt_1n) über den steuerbarem Bereich nicht in konstanten Verhältnissen zueinander stehen.

37. Musikinstrument nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß zu den einzelnen oder allen Dämpfungsgliederti (D₄,-D₄,,) Filter (F_4n) parallel geschaltet sind.

38. Musikinstrument nach einem der Ansprüche 1

his 24. dadurch gekennzeichnet, chili der Tnnlre qiien/-Generator ((l)-,\\i\ einem NF-Generator '(/-,) besteht, dem eine I requenzvervielfacherschallung (TV) mehrere parallelgeschaltele Filter (/·'-,) sowie Dampfungsglieder (lh) und ein Mischer (M,) nachgeschaltet sind (I i g. 10).

i⁽). Musikinstrument mich einem der Ansprüche I bis 28 oder 34 bis 38. dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Generatoren (Ci) eine Sägezahn- und/oder Rechteckspannung erzeugen.

40. Musikinstrumenl nach einem der Ansprüche I bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Generatoren (Ci) durch eine Steuerspannung otter einen veränderbaren Widerstand in der Frequenz steuerbar sind.

41. Musikinstrumenl nach Anspruch 40. dadurch gekennzeichnet, dall die Steuerspannung oder der veränderbare Widerstand durch tastenbetätigte Mittel stufenartig veränderbar sind.

42. Musikinstrument nach einem der Ansprüche 28 bis 33. 37. dadurch gekennzeichnet, daß durch tastenbelätigte Umschaltmiitel (TA 2) an einem oder mehreren Filtern (F) die Resonanzfrequenzen siufenariig umschaltbar sind.

4 3. Musikinstrument nach einem der Ansprüche 3 3 oder 38. dadurch gekennzeichnet, daß mittels weiterer tastenbetätigter Mittel (TA 3) die Dämpfungsglieder (D) veränderbar sind.

44. Musikinstrument nach einem der Ansprüche 7. 30 ms 33. 37 bis 38. 42. dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Filter (T) mindestens eine Induktivität aufweist, die kontinuierlich von Hand veränderbar ist. indem der Luftspalt des Kerns mittels einer mechanischen Anordnung veränderbar ist.

4·"). Musikinstrument nach einem der Ansprüche 7. in hu, 44. dadurch gekennzeichnet, daß eine beliebige Anzahl Tonfrequenz-Generatoren ((i)m\\ unterschiedliLhen Tonlagen, durch tastaturbetätigte ■^steuerungsmittel (TA 3) zusammenslellbar. parallel angesteuert werden.

-¹H Musikinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 2M dadurch gekennzeichnet, daß der Tonfrequenz-Generator (Ci) ,ms einem durch das tonhöhenbestimmende Signal (118) drehzahlsteuerbaren Motor (51) einer Ton- und Kiangscheibe (52) auf der Achse des Motors (51) ind einer elektrischen l.eseeinrichtung (53) besteh·, mit eier die Information \on der Ton- und klemmscheibe (52) gelesen wird (Fig. 11).