DE2706635C2

DE2706635C2 - Schaltung zur Umformung eines Signals aus einem elektronischen Musikinstrument

Info

Publication number: DE2706635C2
Application number: DE2706635A
Authority: DE
Inventors: Keiji Takatsuki Osaka Akamatu
Original assignee: ROLAND CORP OSAKA JP
Current assignee: ROLAND CORP OSAKA JP
Priority date: 1976-02-16
Filing date: 1977-02-16
Publication date: 1983-12-15
Also published as: GB1575445A; NL7701605A; DE2706635A1; JPS5737074B2; US4117757A; NL180148B; NL180148C; JPS5299808A

Description

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Komparatoren Operationsverstärker (41, 71) vorgesehen sind, daß die Ausgänge (45 bzw. 75) des ersten bzw. zweiten Operationsverstärkers (41 bzw. 71) an die erste bzw. zweite Lade- und Entladeschaltung (2 bzw. 4) geführt sind, daß die Ausgänge (11 bzw. 16) der ersten bzw. zweiten Lade- und Entladeschaltung (2 bzw. 4) an den zweiten Eingang (42/V^des ersten Operationsverstärkers (41) *o bzw. an den zweiten Eingang {J2N) des zweiten Operationsverstärkers (71) geführt sind.

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Die Erfindung betrifft eine Schaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Schaltung dient dazu, aus einem von einem elektronischen Musikinstrument abgegebenen Analogsignal, das aus einer Mischung verschiedener Signale mit unterschiedlichen Frequenzen und Amplituden besteht, ein Rechtecksignal zu erzeugen, das die gleiche Grundperiode aufweist wie das vom Musikinstrument abgegebene Analogsignal. Ein derartiges Rechtecksignal kann seinerseits zur Steuerung eines Synthesizers verwendet werden, um besondere erwünschte Geräuscheffekte zu erzielen, oder um beispielsweise eine Solomelodie mit abweichender Tonhöhe zu erzeugen.

Beim Aufbau einer derartigen Schaltung ergibt sich das Problem, daß das vom Musikinstrument abgegebene Analogsignal einerseits neben der Grundwelle höhere Harmonische (Obertöne), entsprechend dem Charakter des Musikinstrumentes, enthält, daß sich ferner die Periode und die Amplitude der Grundwelle des Analogsignals beim Spielen des Instrumentes ständig ändern können und daß dabei sich auch die Amplituden und Frequenzen der höheren Harmonischen ändern. Ein derartiges Analogsignal kann also neben den Nulldurchgängen der Grundwelle weitere benachbarte NuDdurchgänge aufgrund der überlagerten Harmonischen enthalten, und es sind auch die Spitzenamplituden der Grundwelle durch die überlagerten Harmonischen verformt und daher nicht ohne weiteres zur Erzeugung des Rechtecksignals auswertbar.

In der DE-OS 24 30 321 ist bereits eine Schaltung der eingangs genannten Gattung beschrieben. In dieser bekannten Schaltung wird ein Tonsignal unter Verwendung einer herkömmlichen Schaltung mit einem Tiefpaßfilter und einem Signalformer in ein Rechtecksigrc! umgewandelt. Wenn die Grundwelle des Tonsignals sich über einen weiten Frequenzbereich ändert, dann kann mit einer derartigen Schaltung das Rechtecksignal nicht mit der Periode der Grundwelle des Tonsignals erzielt werden, wenn nicht die Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters entsprechend der Frequenz der Grundweüe des Tonsignals gesteuert wird. Das Tiefpaßfilter muß daher sehr aufwendig gestaltet sein.

Ferner ist aus der US-PS 36 02 824 eine Schaltungsanordnung bekannt, die zur Veränderung (Teilung) der Frequenz des von einem elektronischen Musikinstrument abgegebenen Signals dient Zur Herbeiführung dieser Frequenzteilung werden eine Reihe von Verfahren und Schaltungen beschrieben, denen gemeinsam ist daß das Analogsignal zuerst mittels einer Gleichspannung derart verschoben wird, daß seine (positiven oder negativen) Amplitudenspitzen gerade auf Null Volt gebracht werden. Ferner wird nun ein Spiegelbild dieses dermaßen verschobenen Signals erzeugt, und man stellt mittels eines Nulldurchgangsdetektors die Berührungspunkte der beiden Signale mit der Nullinie fest. Diese Nulldurchgänge werden zum alternativen Setzen und Rücksetzen eines Flip-Flops verwendet das alternativ eines der beiden Signale an deft Ausgang der Schaltungsanordnung weitergibt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Schaltung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung zu schaffen, die schaltungstechnisch einfach aufgebaut ist und die Umformung des Signals in ein Rechtecksignal mit gleicher Grundperiode auch bei Vorliegen von höheren Harmonischen sicher ermöglicht.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst

Von besonderem Vorteil ist es bei der erfindungsgemäßen Schaltung, daß sich die Grundperiode des von dem Musikinstrument abgegebenen Signals in einem sehr weiten Bereich ändern kann.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung ist im Anspruch 2 angegeben.

In der nachfolgenden Beschreibung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Schemazeichnung eines Ausführungsbeispiels einer Schaltung zur Wiedergabe eines Signals in Rechteckwellenform,

Fig.2 ein Wellenform-Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 die Schaltung eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig.4 ein Wellenform-Diagramm zur Veranschaulichung der Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels der F i g. 3.

Gemäß F i g. I wird ein monofones Signal SO an eine

Eingangsleitung 1 gelegt. Das monofone Signal SO wird durch Spielen eines monofonen elektronischen Musikinstruments aus diesem erhalten und hat eine periodisch wiederkehrende Wellenform. Ein Beispiel der Wellenform eines solchen monofonen Signals SO ist in F i g. 2A mit WO bezeichnet Die Wellenform JVD steigt, während sie einen Bezugspegel (einen O-Pegel) zur Zeit fo überschreitet, bis zu einem positiven Extremweit + V₁ im Zeitpunkt ft an, kehrt hier in die negative Richtung um, um einen positiven Extremwert + Vi zum Zeitpunkt f2 anzunehmen, kehrt hier seine Richtung wieder zur positiven Seite um, um einen positiven Extremwert + V3 größer als den Wert Vi zur Zeit h anzunehmen, kehrt hier wieder in die negative Richtung um, um einen positiven Extremwert + V₄ zur Zeit u, anzunehmen, kehrt von hier wieder in die positive Richtung um, um einen positiven absoluten Größtwert + Vs zur Zeit is anzunehmen, kehrt von hier wieder in die negative Richtung um, um den Bezugspegel zur Zeit /6 zu unterschreiten, und weiter, um einen negativen Extremwert — Vi zur Zeit ti anzunehmen, kehrt von h^;^r wieder in die positive Richtung um, um den Bezugspegel erneut zur Zeit ie zu überschreiten und einen positiven Extremwert + Vg kleiner als den absoluten Höchstwert + Vs zur Zeit te anzunehmen, kehrt von hier in die negative Richtung um, um den Bezugspegel zur Zeit fio zu unterschreiten, und weiter, um einen negativen Extremwert — Vn zur Zeit in anzunehmen, kehrt von hier wieder in die positive Richtung um, um einen negativen Extremwert — Vi 2 zur Zeit /12 anzunehmen, kehrt von hier wieder in die negative Richtung um, um einen negativen absoluten Höchstwert — Vn zur Zeit iu anzunehmen, kehrt von hier wieder in die positive Richtung um. um einen negativen Extremwert — Vh zur Zeit tu anzunehmen, kehrt von hier wieder in die negative Richtung um, um einen negativen Extremwert — V|5 zur Zeit /15 anzunehmen, kehrt von hier wieder in die positive Richtung um, um einen negativen Extremwert -- Vn zur Zeit fie anzunehmen, kehrt von hier wieder in die negative Richtung um, um einen negativen Extremwert — Vu zur Zeit tu anzunehmen, und kehrt von hier in die positive Richtung um, um den Bezugspegel zur Zeit t\g (fa) wieder zu überschreiten. Wie in Fig.2A gezeigt, läuft die Wellenform WO wiederholt diese Veränderungen. Dab monofone Signal SO, wie es durch die Wellenform WO in Fig.2A angedeutet ist, hat eine Wellenform mit solcher Periodizität, daß die Zeit 7Ό zwischen den Zeitpunkten fo und fie eine Periode ausmacht. In Fig.2 sind aufeinanderfolgende Perioden (Ti), 7^/+ ly, 7?/+2) -■· angedeutet, von denen jede der Zeit zwischen den Augenblicken /0 und /|8 des monofonen Signals SO entspricht, das die Wellenform WO hat. Der Einfachheit halber ist die Wellenform WO des monofonen Signals SO in Fig. 2 so dargestellt, daß aufeinanderfolgende Punkte der Extremwerte miteinander durch Geradenstücke verbunden sind.

Das monofone Signal SO, das eine Wellenform WO gemäß F i g. 2A hat, wird an eine Eingangsleitung 3 eines Lade-Entlade-Schaltkreises 2 und die Eingangsleitung 5 eines weiteren Lade-Entlade-Schaltkreises 4 gelegt. Der Lade-Entlade-Schaltkreis dient zur Aufnahme und Wiedergabe der positiven Komponenten des monofonen Signals SO. Die Ladezeitkonstante des Lade-Entlade-Schaltkreises 2 wird genügend klein gewählt, so daß dann, wunn der Pegel des monofonen Signals SO den Ausgangspegel des Schaltkreises 2 in positiver Richtung übersteigt, letzterer zur Aufnahme der Ladung rasch zu folgen in der Lage ist Dagegen ist die Entladezeitkonstante des Lade-Entlade-Schaltkreises 2 genügend größer gewählt als die Ladezeitkonstante. Ein solcher Lade-Entlade-Schaltkreis 2 hat eine Anordnung, wie sie z. B. in F i g. 1 gezeigt ist, bei der die Eingangsleitung 3 an ein Ende eines Kondensators 8 über eine Diode 7 in deren Vorwärtsrichtung gelegt ist, wähernd das andere Ende des Kondensators 8 gegebenenfalls über einen Widerstand 9 geringen

to Widerstandswert mit einem das Bezugspotential aufweisenden Punkt verbunden ist, d. h. geerdet ist, wobei das Ende des Kondensators 8, das auf der Seite der Diode 7 liegt über einen Entladewiderstand 10 geerdet und an eine '.usgangsleitung 11 gelegt ist Als Beispiel sei angegeben, daß die Kapazität des Kondensators 8 0,047 μΡ, der Wert des Widerstandes 9 gleich 100 Ohm und der Wert des Widerstandes 10 gleich 220 kOhm beträgt Dementsprechend wird von der Ausgangsleitung 11 des Lade-Entlade-Schaltkreises 2 ein Ausgangssignal SA mit einer durch gestrichelte i ,inien in F i g. 2A angedeuteten Wellenform WA abgeleitet Die Wellenform WA zeigt einen positiven Wert der seinen größten positiven Extremwert + V5 zur Zeit fs in der Periode Tp+j) einnimmt (wenn/= 1,2,3 ...), von da an sich allmählich, je länger je mehr, in negativer Richtung weiter verändert, um in einem Augenblick f2' zwischen den Augenblicken f2 und f3 in einer Periode, z. B. Periode T(j+j+i), einen Wert + VV anzunehmen, von da sich entlang dem Abschnitt der Wellenform WO zwischen den Augenblicken /2' und t-₃ zu erstrecken und den Extremwert + V3 zur Zeit ti anzunehmen, von da allmählich, je langer je mehr, in negativer Richtung zu gehen und sich mit der Wellenform WO zur Zeit U zwischen den Augenblicken £, und fs zu treffen und den Wert + V₄ anzunehmen, von hier entlang dem Abschnitt der Wellenform WO zwischen den Augenblicken U und fs zu verlaufen und den absoluten Höchstwert + V5 anzunehmen, von hier allmählich, je langer je mehr, nach der negativen Richtung zu gehen, um die Wellenform WO im Augenblick f2* zwischen den Augenblicken t-> und fj in der Periode T₁I₊J₊₂) zu treffen und den Wert + V₂' irn Augenblick f₂' anzunehmen, worauf sie erneut die gleichen Änderungen >.7ie oben durchläuft

Der Lade-Entlade-Schaltkreis 4 nimmt die negativen Komponenten des monofonen Signals SO auf. Die Ladezeitkonstante dieses Schaltkreises 4 ist genügend klein gewählt, so daß dann, wenn der Pegel des monofonen Signals SO das Ausgangssignalniveau des Schaltkreises 4 in negativer Richtung übertrifft, der Schaltkreis 4 zur Ausführung der Ladung rascii nachfolgt. Andererseits ist die Entladezeitkonstante des Scnaltkreises 4 genügend größer als die Ladezeit gewählt. Der Lade-F.ntlade-Schaltkreis 4 hpt beispielsweise eine Bauweise wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, bei der eine Eingangsleitung 5 mit einem Ende eines Kondensators 13 über eine Diode 12 in ihrer Rückwärtsrichtung verbunden ist, wobei das andere Ende des Kondensators 13 gegebenenfalls über einen

so Widerstand 14 mit geringem Widerstandswert geerdet ist und das andere Ende des Kondensators 13 an der Seite der Diode 12 durch einen Entladewiderstand 15 geerdet und mit einer Ausgangsleitung 16 verbunden ist. in diesem Fall sind d.o Kapazität des Kondensators 13

6.' und die Widerstandswerte der Widerstände 14 und 15 jeweils gleich den Werten des Kondensators 8 und der Widerstände 9 und 10, wie oben erwähnt, gewählt. Dementsprechend wird auf der Ausgangsleitung 16 des

Lade-Entladeschaltkreises 4 ein Ausgangssignal SB mit einer in Fig.2A in gestrichelten Linien dargestellten Wellenform WB abgeleitet. Die Wellenform WS hat einen solchen negativen Wert, der den absoluten negativen Hilfswert - Vn zur Zeit fu in der Periode Tf_n-J) annimmt, von hier sich allmählich in positiver Richtung, je langer je mehr, erniedrigt, um die Wellenform WO zur Zeit tn zwischen den Zeitpunkten fi2 "Jnd in in der Periode z. B. 7f/*.>+i) zu treffen und den Wert — V\i zum Zeitpunkt tu' anzunehmen, von hier sich entlang dem Abschnitt der Wellenform WO zwischen den Zeitpunkten ιί₂' und fu erstreckt, um wiederum den absoluten negativen Höchstwert - Vu zum Zeitpunkt Λ j anzunehmen, und von da allmählich, je langer je mehr, in positiver Richtung zu gehen und die obengenannten Veränderungen erneut zu durchlaufen.

Das monofone Signal SO mit der oben im Zusammenhang mit Fig. 2A beschriebenen Wellenform WO, das auf der Eingangsleitung I anliegt, und das Eingangssignal SA mit der in Fig.2A gezeigten Wellenform WA, das auf der Ausgangsleitung 11 des Lade-Entladeschaltkreises 2 gewonnen wird, werden das eine dem positiven Eingangsanschluß 22P und das andere dem negativen Eingangsanschluß 22Λ/ eines Vergleichers 21 zugeführt. Der Vergleicher 21 hat eine bekannte Bauweise, die mit einem Ausgangsanschluß 23 zusätzlich zu den positiven und negativen Eingangsanschlüssen 22Pund 22Λ/versehen ist und bei der für den Fall, daß der Wert der am Eingangsanschluß 22P anliegenden Spannung in positiver Richtung den Wert der am Eingangsanschluß 22Λ/ anliegenden Spannung übersteigt, eine Spannung die Folge ist. die einen positiven konstanten Pegel hat, wenn der Spannungswert am Eingangsanschluß 22P größer als der am Eingangsanschluß 22Λ/ ist. Dementsprechend werden am AüsgängsanschiuS 23 des Vcrg'cichcrs 2! Ausgangs impulse SCl und SC2 gewonnen, die Impuls-Wellenformen WCl bzw. WC2 haben, beispielsweise gemäß F i g. 2B, bei der diese Wellenform zwischen den Augenblicken /2' und /j sowie zwischen den Augenblik- *o ken u' und r? in jeder Periode T₀₊₁) des monofonen Signals SO positive Werte haben.

Das monofone Signal SO mit der in Zusammenhang mit F i g. 2A beschriebenen Wellenform WO, das am Eingangsanschluß 1 anliegt, und das Ausgangssignal SS mit der oben in Zusammenhang in Fig. 2A beschriebenen Wellenform WB, das auf dem Ausgangsanschluß 16 des Lade-Entlade-Schaltkreises 4 gewonnen wird, sind einem negativen bzw. einem positiven Eingangsanschluß 25/Vund 25/'eines Vergleichers 24 angelegt. Der Vergleicher hat eine Bauweise ähnlich der des Vergleichers 21, d. h. einen Ausgangsanschluß 26 zusätzlich zu den obengenannten negativen und positiven Eingangsanschlüssen 25Λ/ und 25P₁ und zwar derart daß im Falle, daß der an den Eingangsanschluß 25N angelegte Spannungswert in negativer Richtung den Wert der Spannung am Eingangsanschluß 25P übersteigt, eine Spannung erzeugt wird, die einen positiven konstanten Wen hat, während der Spannungswert am Eingangsanschluß 25/V größer als der am Eingangsanschluß 25P ist. Dementsprechend wird am Ausgangsanschluß 26 des Vergleichers 24 ein Ausgangssignal SD gewonnen, das eine impuls-Wellenform WD hat. wie sie beispielsweise in Fig.2C gezeigt ist, und einen positiven Wert zwischen den Augenblicken U2 und /13 in der Periode Tp₊# des monofonen Signals SO hat.

Die Ausgangsimpulse SCl und SC2, die auf dem Ausgangsanschluß 23 des Vergleichers 21 gewonnen werden, sowie das Ausgangssignal SD, das auf dem Ausgangsanschluß 26 des Vergleichers 24 gewonnen wird, werden an den Setzeingang 31S und an den Rücksetzeingang 31/? eines bistabilen Kippelements 32 gelegt. Dementsprechend wird das bistabile Kippelement durch die voranlaufende Kante des Ausgangsimpulses SC1 gesetzt, der in einer Periode T(^₁) früher als der Ausgangsimpuls SC2 auftritt, und dann durch die vorauslaufende Kante des Ausgangssignals SD zurückgesetzt. Als Ergebnis hiervon wird am Ausgangsanschluß 33 des bistabilen Kippelements 32 ein Signal ST gewonnen, das eine rechteckige Wellenform VVTwie in Fig. 2D gezeigt hat, die, binär ausgedrückt, »I« zwischen den Augenblicken Γ2' und /12' in der Periode T(i+j) des monofonen Signals SO ist, und die, binär ausgedrückt, »0« zwischen dem Augenblick Ui in der Periouc T/, _¥j) und dcüi Augenblick !/ in dir nächsten Periode T,,_tj+\) ist. Das so erhaltene Ausgangssignal ST wird an eine Ausgangsleitung 34 gelegt, die vom Ausgangsanschluß 33 wegführt.

Es ist ersichtlich, daß das rechteckwellenförmige Signal ST, das auf diese Weise auf der Ausgangsleitung 34 erhalten wird, eine Wellenform mit einer Periodizität hat, so daß die Zeit zwischen dem Augenblick ti (oder /12') in der Periode Tfi+jj und dem Augenblick ti (oder /12') in der L*thsten Periode 7},-+,-₊i)eine Periode ist und daß diese Periode gleich den Zeitabschnitt T₀ des monofonen Signals SO ist. Dementsprechend könnte man sagen, daß dai auf der Ausgangsleitung 34 erhaltene rechteckwellenförmige Signal ST ein Signal ist, das durch Wiedergabe aus einem monofonen Signal SO entstanden ist und dessen Grundperiode hat.

Oben wurde angenommen, daß die Wellenform WO des monofonen Signals SO so ist, wie sie in F i g. 2A gezeigt ist, jedoch treten auch, wenn die Wellenform WO von der in Fig. 2A gezeigten Form abweicht, ein oder mehrere Ausgangsimpulse mit der gleichen Wellenform wie die obengenannten Ausgangsimpulse SC1 und SC 2 auf, die auf dem Ausgangsanschluß 23 des Vergleichers 21 erhalten wurden. Ebenso treten ein oder mehrere Ausgangssignale mit der gleichen Wellenform wie das obengenannte Ausgangssignal SD auf, das auf dem Ausgangsanschluß 26 des Vergleichers 24 erhalten wurden, wobei jedoch über diese abweichende Folge von Ausgangsimpulsen keine ins einzelne gehende Beschreibung mehr gegeben wird. Indessen wird das bistabile Kippelement 32 stets durch das Ausgangssignal auf dem Ausgangsanschluß 23 des Vergleichers 21, oder einem ersten von mehreren Ausgangsimpuken darauf, gesetzt und durch den Ausgangsimpuls auf dem Ausgangsanschluß 26 des Vergleichers 24, oder einem ersten von solchen Ausgangsimpulsen, zurückgesetzt, so daß solange, wie die Periode der Wellenform WO des monofonen Signals SO unverändert bleibt, das Signal ST mit einer Wellenform der gleichen Periode wie die Wellenform HT der Fig.2D erhalten wird, und zwar auch dann, wenn das rechteckwellenförmige Signal ST auf dem Ausgangsanschluß 33 des bistabilen Kippelements 32 und dementsprechend auf der Ausgangsleitung 34 sich in den Momenten des Umwechseins von »0« nach »1« von der Wellenform WT gemäß Fig.2D unterscheidet.

In der vorhergehenden Beschreibung wurde' angenommen, daß das rechteckwellenförmige Signal ST mit der Periode T₀ auf der Grundlage der Darstellung der F i g. 2A, in der die Wellenform in der Periode T₀ keine Änderung zeigt, als Wellenform WO des monofonen

Signals SO gegeben ist. Jedoch ändert sich die Periode Γη der Wellenform WO des monofonen Signals SO während des Spiels eines monofonen elektronischen Musikinstruments. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung, wie sie im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel gewählt ist, wird selbst dann, wenn die Periode 7Ό des nu,'-ofonen Signals SOsich ändert, das rechteckwellenförmige Signal 57 mit der Periode T₀ mit Änderungen, die der obengenannten Änderungen folgen, am Ausgangsanschluß 33 des bistabilen Kippeiements 32 und dementsprechend auf der Ausgangsleitung 34 erhalten, worüber im einzelnen keine weitere Beschreibung mehr gegeben werden muß.

Wie oben erwähnt, weist das Ausführungsbeispiel gemäß vorliegender Erfindung, wie es oben beschrieben wurde, die äußerst wichtige Eigenschaft auf, daß das rechteckwellenförmige Signal ST, das die Grundperiode des Hionofoncn Signals SO hat und nicht durch unerwünschte Impulse: beschnitten ist, aus dem Signal SO mit einer ganz einfachen Anordnung gewonnen werden kann, die aus :üwei Lade-Entladeschaltkreisen 2 und 4, zwei Vergleichern 21 und 24 und dem bistabilen Kippelement 32 besteht.

In Fig.3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Dabei sind Teile, die gleich denen der F i g. 1 sind, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, wobei keine ins einzelne gehende Beschreibung dieser Teile gegeben wird. Die Eingangsleitung 1, auf der das monofone Signal SO mit der Wellenform WO z.B. gemäß Fig.4A anliegt, die ähnlich der in Zusammenhang mit Fig.2A beschrieben ist. ist durch einen Widerstand 40 geerdet und der Widerstand 40 an der Erde gegenüberliegenden Seite mit einem positiven Eingangsanschluß 42P eines bekannten Operationsverstärkers 41 verbunden, der als Vergleicher arbeitet. Zwei Versorgungsanschlüsse 43 und 44 des Operationsverstärkers 41 sind an Anschlüsse 46 und 47 einer Versorgungsquelle gelegt, von der positive und negative Spannungen + Vc bzw. — Vc erhalten werden. Ein Ausgangsanschluß 45 des Operationsverstärkers 41 ist an eine Eingangsleitung 3 des Lade-Entlade-Schaltkreises 2 gelegt, dessen Ausgangsleitung 11 wiederum über einen Widerstand 49 zu einem negativen Eingangsanschluß 42/V des Operationsverstärkers 41 führt. Die positiven Komponenten des monofonen Signals SO, die « am positiven Eingangsanschluß 42Pdes Operationsverstärkers 41 anliegen, werden in den Kondensator 8 des Lade-Entlade-Schaltkreises 2 über den Operationsverstärker 41 geladen. Als Ergebnis hiervon wird auf der Ausgangsleitung 11 des Lade-Entlade-Schaltkreises 2 das Ausgangssignal SA mit der gleichen Wellenform, wie sie bereits mit Bezug auf Fig.2A beschrieben wurde, angedeutet durch die gestrichelte Linie der Wellenform WA in Fig.4A, erhalten. Dann, wenn die Höhe des Ausgangs-Spannungssignals am Ausgangsan-Schluß 45 des Operationsverstärkers 41 den Spannungspegel des Ausgangssignals SA in der positiven Richtung übertrifft, ist der Ausgangsanschluß 45 des Operationsverstärkers 41 an den negativen Eingangsanschluß 42N des Operationsverstärkers 41 über die Diode 7 des Lade-Entladeschaltkreises 2 und einen Widerstand 49 gelegt

Wird jedoch die Höhe des Ausgangssignals auf dem Ausgangsanschluß 45 kleiner als die Spannungshöhe des Ausgangssignals SA in negativer Richtung, wird der Ausgangsanschluß 45 des Operationsverstärkers 41 durch die Diode 7 vom Eingangsanschluß 42N des Operationsverstärkers 41 getrennt Dementsprechend wird am Ausgangsanschluß 45 des Operationsverstärkers 41 ein Ausgangssignal SE gewonnen, das eine Wellenform WE gemäß Fig. 4B aufweist und zwischen den Augenblicken ti und fj sowie zwischen den Augenblicken u' und f, eine Höhe hat, die entsprechend dem Abschnitt der Wellenform WO des monofonen Signals 50 zwischen den Augenblicken ti und tj sowie zwischen U und fs verläuft, jedoch in den anderen Zeitabschnitten die Höhe des Pegels der negativen Versorgungsspannung — Vc hat. der am Ausgangsanschluß 47, der mit dem Versorgungsanschluß 44 verbunden ist, vorliegt. Dementsprechend steigt die Wellenform WEgemäß F i g. 4B in den Augenblicken ti und W von ^er Höhe der Spannung - V_c zur Höhe + V₁' und + Va' und fällt dann von der Höhe + Vn und + V₅ zur Höhe der Spannung - Vc in den Augenblicken /3 bzw. ti.

Der Ausgsngsanschluß 45 d?? Operationsverstärkers

41, auf dem das Ausgangssignal 5£mit der Wellenform WEder Fig.4B erhalten wird, ist an eine Eingangsleitung 61 eines Polaritätsinverters 60 gelegt. Der Polaritätsinverter 60 ist z. B. mit einem Transistor 65 versehen, dessen Kollektor mit dem Anschluß 46 einer Versorgungsspannung und einer Ausgangsleitung 63 durch einen Widerstand 62 verbunden ist, dessen Emitter an den Anschluß 47 der Versorgungsspannung und dessen Basis an die Eingangsleitung 61 und den Anschluß 47 der Versorgungsspannung über einen Widerstand 64 gelegt ist. Dementsprechend wird auf der Ausgangsleitung 63 des Polaritätsinverters 60 ein Ausgangssignal SF mit einer Wellenform WF erhalten, wie sie in Fig.4D dargestellt ist. Sie hat die Höhe der Spannung - V_c, die am Anschluß 47 der Versorgungsspannung vorliegt, und zwar während der Zeitabschnitte zwischen den Augenblicken ti und i₃ sowie u' und r₅. Sie hat dagegen die Höhe der Spannung + V₀ die am Anschluß 46 "der Versorgungsspannung vorliegt, in den übrigen Zeitabschnitten und fällt dementsprechend zu den Zeitpunkten ti und U von der Höhe + Vczur Höhe - Vc und steigt in den Augenblicken t₃ und /5 von der Höhe - Vczur Höhe -!- V_c wieder an.

Ein End? des obengenannten Widerstands 40 auf der Seite der Hingangsleitung 1 ist an einen positiven Eingangsanschluß 72P eines anderen Operationsverstärkers 71 gelegt, der als weiterer Vergleicher arbeitet, wie dies bereits beim obenerwähnten Operationsverstärker 41 erläutert wurde. Zwei Versorgungsanschlüsse 73 und 74 des Operationsverstärkers 71 sind an den positiven und den negativen Anschluß 46 bzw. 47 einer Versorgungsspannung gelegt. Ein Ausgangsanschluß 75 des Operationsverstärkers 71 ist mit der Eingangsleitung 5 des Lade-Entlade-Schaltkreises 4 verbunden, dessen Ausgangsleitung 16 mit dem negativen Eingangsanschluß 72N des Operationsverstärkers 71 über einen Widerstand 79 verbunden ist Die negativen Komponenten des monofonen Signals SO, das am positiven Eingangsanschluß 72Pdes Operationsverstärkers 71 anliegt, werden vom Kondensator 13 des Lade-Entlade-Schaltkreises 4 über den Operationsverstärker 71 aufgenommen. Als Ergebnis hiervon wird auf der Ausgangsleitung 16 des Lade-Entlade-Schaltkreises 4 das Ausgangssignal SB erhalten, das die gleiche Wellenform hat, wie sie oben im Zusammenhang mit Fig.2A beschrieben wurde und in Fig.4A durch die gestrichelte Linie als Wellenform WB angedeutet ist Wenn der Spannungspegel des Ausgangssignals am Ausgangsanschluß 75 des Operationsverstärkers 71 den Spannungspegel des Ausgangssignals SB in negativer

JI Richtung übertrifft, ist der Ausgangsanschluß 75 des

?|f Operationsverstärkers 71 an den negativen Eingangsan-

Hi Schluß 72Λ/ des Operationsverstärkers 71 über die

.;': Diode 12 des Lade-Entlade-Schaltkreises 4 und einen

w Widerstand 79 gelegt. Wenn jedoch der Spannungspe-

!- gel des Ausgargssignals am Ausgangsanschluß 75

·': kleiner als der Spannungspegel des Ausgangssignals SB

in positiver Richtung ist, ist der Ausgangsanschluß 75 ,- des Operationsverstärkers 71 durch die Diode 12 vom

!' negativen Eingangsanschluß 72/V des Operationsver-

<J stärkers 71 getrennt. Dementsprechend wird am

Ausgangsanschluß 75 des Operationsverstärkers 71 ein

Ausgangssignal SC mit einer Wellenform WC wie in F i g. 4C gewonnen, das zwischen den Augenblicken tu und ii3 eine Höhe hat, die der in den entsprechenden Abschnitt der Wellenform WO des monofonen Signals SO zwischen den Augenblicken /12' und tn entspricht, jedoch in anderen Zeitabschnitten den Pegel der Spannung + V_c annimmt, die am Anschluß 46 der Versorgungsspannung vorliegt, der mit dem Versorgungsanschluß 73 des Operationsverstärkers 71 verbunden ist. Dementsprechend geht die Wellenform WG vom Pegel + Vc zum Pegel — Vn' im Augenblick /12' herunter und steigt vom Pegel - Vi₃ zum Pegel + Vr wieder an.

Die Ausgangsleitung 63 des Polaritätsinverters 60, auf der das Ausgangssignal SF mit der Wellenform WF zur Verfügung steht, wie es oben in bezug auf Fig.4D beschrieben wurde, sowie der Ausgangsanschluß 75 des Operationsverstärkers 71, an dem das Ausgangssignal -io SG mit der Wellenform WG zur Verfügung steht, wie es oben in bezug auf die F i g. 4C beschrieben wurde, sind an den Setzeingang 315 bzw. an den Rücksetzeingang 31R des bistabilen Kippelements 32 über Dioden 81 und 82 in deren Vorwärtsrichtung gelegt. Der Setzeingang 3i5und der Rücksetzeingang 3ΪΚ sind über Widerstände 83 und 84 geerdet. Dementsprechend wird das bistabile Kippelement 32 durch das Ausgangssignal SF im früher auftretenden von seinen Anstiegszeitpunkten f3 und fs gesetzt, d. h. im beschriebenen Beispiel im -»o Augenblick {3, und durch das Ausgangssignal SG im Anstiegszeitpunkt /13 rückgesetzt. Als Ergebnis hiervon liefert das bistabile Kippelement 32 an seinem Ausgangsanschluß 34 ein Signal 57' mit einer Wellenform WT', wie sie in Fig.4E gezeigt ist und, binär ausgedrückt, den Wert »1« zwischen den Augenblicken (3 und /13 in der Periode Tp+# des monofonen Signals SO und den Wert »0« zwischen dem Augenblick in in der Periode 7J₁₊^ und dem Augenblick /3 in der nächsten Periode 7},·+;+1) annimmt. Das Signal 57' wird an eine Ausgangsleitung vom Ausgangsanschluß 34 gelegt.

Es ist ersichtlich, daß das so erhaltene rechteckwellenförmige Signal ST' auf der Ausgangsleitung vom Ausgangsanschluß 34 eine Periodizität hat, daß die Zeitspanne zwischen den Augenblicken /3 (oder tn) in der Periode Tf₁₊J) und h (oder fis) in der nächsten Periode 7};₊_/+ΐ) eine Periode ist und daß die obengenannte Periode gleich der Periode To des monofonen Signals SO ist. Dementsprechend ist das rechteckwellenförmige Signal 57' auf der Ausgangsleitung vom Ausgangsanschluß 34 als Signal zu bezeichnen, das von einem monofonen Signal SO wiedergegeben wird und dessen Grundperiode hat, wie dies auch in den Fällen der Fi g. 1 und 2 zutraf. Obwohl dies im einzelnen nicht beschrieben ist, ist die Eingangsleitung 1 über die Dioden 91 und 92, die parallel zueinander in ihrer Rückwärtsrichtung verbunden sind, geerdet, um unnötig hohe Rauschspilzen vom monofonen Signal SO fernzuhalten. Außerdem wird selbst dann, wenn die Wellenform des monofonen Signals SO sich ändert, so daß sie von der in Fig.4A gezeigten Wellenform abweicht, daß rechteckwellenförmige Signal 57' so erzeugt, daß es die Rechteckwellenform der gleichen Periode wie die Wellenform WT' der F i g. 4E hat, wie dies auch in den Fällen der F i g. 1 und 2 zutraf. Darüber hinaus kann das rechteckwellenförmige Signal mit einer Periode erhalten werden, die einer Veränderung dieser Periode 7o des monofonen Signals SO folgt, wie dies ebenfalls gemäß den F i g. 1 und 2 zutraf.

Wie im vorhergehenden beschrieben, hat auch dieses in den F i g. 3 und 4 erläuterte Ausführungsbeispiel die gleiche Eigenschaft, daß ein rechteckwellenförmiges Signal 57' mit der Grundperiode des monofonen Signals SO von letzterem mit einer gan*. einfach aufgebauten Schaltung aus zwei Operationsverstärkern 41 und 71, die als Vergleicher dienen, einem Polariiätsinverter 60 und dem bistabilen Kippelement 32 erhalten werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltung zur Umformung eines Signals aus einem elektronischen Musikinstrument in ein Rechtecksignal mit gleicher Grundperiode, dadurch gekennzeichnet,

a) daß das Signal (SO) einerseits auf die positiven Komponenten ansprechenden ersten Lade- und Entladeschaltung (2) und andererseits einer auf die negativen Komponenten ansprechenden zweiten Lade- und Entladeschaltung (4) zugeführt ist

b) daß die Ladezeitkonstanten der beiden Lade- und Entladeschaltungen (2, 4) gegenüber ihren Entladezeitkonstanten jeweils klein sind,

c) daß der Ausgang (11) der ersten Lade- und Entladeschaltung (2) mit einem ersten Eingang [22N) eines ersten Komparators (21) und der Ausgang (16) der zweiten Lade- und Entladeschaltung (4) mit einem ersten Eingang (25P) eines zweiten Komparators (24) verbunden ist,

d) daß den zweiten Eingängen (22P, 25N) der Komparatoren (21, 24) jeweils das Signal (SO) zugeführt ist, und

e) daß die Ausgänge (23, 26) der Komparatoren (21, 24) mit dem Setz- bzw. Rücksetzeingang (315, 31 R) einer bistabilen Kippstufe (32) gekoppelt skd.