DE2835527A1 - Elektronische orgel - Google Patents

Description

MODULORGEL AB
9ο2 52 Umea, Schweden

Elektronische Orgel

Die Erfindung betrifft eine elektronische Orgel nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einer herkömmlichen Orgel sind die Pfeifenreihen über verschiedene Klaviaturen (Manual- und Pedal-Klaviatur) des Spieltisches so verteilt, daß eine bestimmte Gruppe der Reihen zu jeder der Klaviaturen gehört und mittels Registern ein- oder ausgekoppelt werden kann. Die zu einer Klaviatur gehörenden Reihen können auch mittels Kopplungen an die anderen Klaviaturen gekoppelt werden.

Diese Möglichkeit der Kreuzkopplung ist jedoch in bestimmten wichtigen Punkten eingeschränkt. Es ist nicht möglich, alle Gruppen von Reihen mit allen Klaviaturen zu

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koppeln. Z. B. können die Pedal-Reihen gewöhnlich nicht mit den Manual-Reihen gekoppelt werden. Die Kreuzkopplung ist auch insoweit eingeschränkt, als lediglich ganze Gruppen von Reihen gleichzeitig kreuzkoppelbar sind. Es ist so nicht möglich, eine zu einer Klaviatur gehörende Gruppe von Reihen über mehrere andere Klaviaturen zu verteilen.

Ein anderer Nachteil liegt darin, daß eine Reihe nicht von ihrer normalen Klaviatur trennbar ist, um nur von einer anderen Klaviatur betätigt zu werden.

Somit sind die Möglichkeiten der Zusammenkopplung einer gewünschten Reihe mit einer gewünschten Klaviatur und das freie Mischen verschiedener Reihen begrenzt.

Die Ursache für diese Einschränkung liegt unter anderem darin, daß bisherige mechanische, pneumatische und elektrische Systeme zur übertragung der Impulse von den Tasten zu den Orgelpfeifen keine beliebige oder freie Kombination zwischen den Reihen und den verschiedenen Klaviaturen des Spieltisches ermöglichen, da der Aufbau sonst zu aufwendig wird.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine elektronische Orgel der eingangs genannten Art mit den Möglichkeiten einer derartigen Kombination anzugeben, so daß jede Reihe wahlweise mit jeder Spieltisch-Klaviatur koppelbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung sieht also eine elektronische übertragung von Impulsen von Klaviaturen und Registern vor, die parallel

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-κ-

in einen Umsetzer eingespeist werden, der die Parallel-Impulse in Reihenform umsetzt und diese in dieser Form über einen Sender und einen Empfänger zu einem Register-Decodierer und von dort zu Umsetzern speist, die die Impulse aus der Reihenin die Parallelform umsetzen, und in dieser Form werden die Impulse zu den beabsichtigten Pfeifen übertragen.

Die Erfindung ermöglicht gegenüber herkömmlichen Orgeln unter anderem eine wesentliche Vereinfachung, da die übertragung in Reihenform lediglich wenige Leitungen benötigt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Grundaufbau einer erfindungsgemäßen Orgel,

Fig. 2 ein Blockschaltbild für die übertragung Taste-Pfeife,

Fig. 3 das Blockschaltbild der Fig. 2 in Einzelheiten, und

Fig. H den zeitlichen Verlauf der Übertragungssignale.

Wie aus Fig. 1 folgt, hat die Orgel in herkömmlicher Weise einen Spieltisch mit Klaviaturen in der Form von einer oder von mehreren Manual-Klaviaturen 10 und einer Pedal-Klaviatur 11. Weiterhin sind Folgen von Registern 12 vorgesehen, um eine oder mehrere Reihen von Pfeifen einzukoppeln oder einzuschalten. Es sind vier Reihen 13, l4, 15 und 16 gezeigt, deren jede aus einer Anzahl von Pfeifen 17 besteht, die auf einer gemeinsamen oberen Tafel 18 für jede Pfeifen-

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reihe angebracht sind. Verdichtete Luft wird in die Pfeifen auf herkömmliche Weise von einem Gebläse 19 über eine Luftkammer 20 durch eine Windkondukte 21 eingespeist.

An der Erfindung ist wesentlich, daß die übertragung von den Klaviaturen und den Registern über eine elektronische Einheit 30 erfolgt, von der das Blockschaltbild der Fig. 2 einen überblick gibt. Die Impulse von einem Registerwerk 31 und von einer Klaviatur 32 werden parallel in einen Umsetzer 33 eingespeist j in dem eine Umsetzung von Parallel-übertragung in Reihen-Übertragung erfolgt. Das Signal verläuft dann in einen Sender 34 und von dort über eine Übertragungsleitung 35 in einen Empfänger 36. Die Übertragungsleitung umfaßt im Prinzip einen Draht je Manual-Klaviatur, was eine bedeutende Vereinfachung im Vergleich mit einer herkömmlichen elektrischen Übertragung mit einem Draht je Taste ist. Vom Empfänger 36 verläuft der Impuls zu einem Register-Decodierer 37, der die Register auswählt, und dann zu einem Umsetzer 38, der die Reihen-Überträgung in Parallel-übertragung zurückführt und die Impulse in Magnetventile der Reihen einspeist.

Die übertragung entsprechend Fig. 2 ist näher in den Fig. 3 und 4 gezeigt, die genauere Schaltbilder für die verschiedenen Schaltungen im System und die Impulse zeigen, die den Betrieb steuern.

Die in Fig. 3 dargestellte Einheit arbeitet auf die folgende Weise:

Ein Schieberegister 32 hat einen Parallel-Eingang, der mit jeder Taste (oder jedem Pedal) in einer Klaviatur 39 eines Spieltisches 4l gekoppelt ist. (Tatsächlich liegt eine ähnliche Einheit für jede Klaviatur vor.) Für jede Klaviatur gibt es auch ein Schieberegister 31 für ein Registerwerk 46

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mit einer Anzahl von Eingängen, die im wesentlichen gleich ist der Anzahl von Reihen. Zur Vereinfachung sei angenommen, daß die Anzahl der Eingänge in das Schieberegister 32 den Wert η hat, und daß die Anzahl der Eingänge in das Schieberegister 31 den Wert m aufweist. Diese Schieberegister sind parallelgekoppelt, und das Schieberegister 32 kann tatsächlich aus mehreren in Reihe gekoppelten Schieberegistern bestehen.

Die Übertragung erfolgt in der Form von Zeitfeldern mit einer Periodizität von 200/s. Die Zeitfelder werden durch ein (nicht dargestelltes) Steuerglied gesteuert, das vier Arten von Steuersignalen L, D, T und 61 abgibt. Diese Steuersignale werden an einzelne Leitungen abgegeben. Die ιοί-Impulse sind gewöhnliche Taktimpulse, von denen eine ausreichende Anzahl in jedem Zeitfeld vorliegt, nämlich m + η je Zeitfeld. Jedes Zeitfeld beginnt mit einem Impuls auf einer Leitung L. Eine Leitung D gibt ein Signal ab, das während der ersten m Taktimpulse einen ersten Zustand und während des Restes des Zeitfeldes einen anderen Zustand aufweist.

Es kann angenommen werden, daß die Klaviatur 39 des Spieltisches 4l in Fig. 3 bestimmte Tasten aufweist, die in einem bestimmten Zeitpunkt gedrückt sind, und daß das Registerwerk (d. h., die Wahl der Reihen von Pfeifen) eine bestimmte Einstellung aufweist. Wenn das Zeitfeld durch den Impuls L beginnt, werden alle diese Einstellungen gleichzeitig in die parallelen Eingänge zu den Schieberegistern 32 und 31 gelesen. Durch Einspeisen der ersten m Impulse vom Eingang «61. in die Impulseingänge an den Schieberegistern 32 und 31 werden die Impulse nunmehr vom Ausgang des Schieberegisters 31 abgegeben, das zunächst den Zustand von seinem Parallel-Eingang m erzeugt, und zwar gleichzeitig wie innerhalb des Registers der Zustand,

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der zuvor in einer Stellung (m-1) war, in die Stellung m übertragen wird, usw., und die Stellungszahl 1 im Schieberegister 31 empfängt einen neuen Zustand von der letzten Stellung im Schieberegister 32. Auf diese Weise wird eine Folge von Impulsen aus Zuständen nacheinander vom Schieberegister 31 erhalten: m, (m-1), (m-2), ..*, L, wonach die entsprechenden Zustände aus dem Schieberegister 32, nämlich n, (n-1), ...., 1, vom Ausgang des Schieberegisters 31 abgegeben werden. Nach (m+n) Impulsen ist das Zeitfeld abgeschlossen, und es kann ein neues Zeitfeld begonnen werden.

Dieses Impuls-Zeitfeld wird nunmehr über Leitungen 44 zum Empfänger im Orgelgehäuse übertragen. Darin ist zunächst ein erster Register-Decodierer 37 vorgesehen, der bestimmt, zu welchen Reihen die Impulse n, (n-1) usw. gekoppelt werden sollen. Dies erfolgt durch ein Schieberegister 42, das die ersten m Impulse aufnimmt, während es durch das Signal D gesteuert ist. Während der entsprechenden Periode wird ein Gatter Gl durch das Signal D geschlossen gehalten. Wenn diese Register-(Reihen-) Signale im Zeitfeld übertragen sind, wird die Einspeisung von TaktSignalen in das Schieberegister 42 unterbrochen (über ein Gatter G2), und das Schieberegister 42 ist dann für das übrige Zeitfeld in Ruhe. Die Parallel-Ausgänge vom Schieberegister bestimmen nun, welches von Gattern G3 bis G6 offen sein müssen, d. h., welche Reihen Signale vom Spieltisch aufzunehmen haben. Alle Signale n, (n-1) usw. sind mit den zweiten Eingängen an den Gattern G3 bis Gö gekoppelt, und die Ausgänge von diesen Gattern sind mit einzelnen Leitungen in einer Sammelschiene 50 verbunden/Diese Leitungen sind dann mit den einzelnen Reihen gekoppelt. Auf diese Weise führen die Leitungen 51_S 52, 53 und 54 zur ersten bzw. zweiten bzw. dritten bzw. vierten Reihe von Pfeifen.

Eine so eingekoppelte Reihe (z. B. die erste Reihe entsprechend Fig. 3) nimmt nun die Impulse n, (n-1) usw. auf,

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die mit den Taktimpulsen όΐ eingetaktet sind. Am Ende des Zeitfeldes wird ein Impuls T vom Steuerglied abgegeben, wodurch die entsprechenden Zustände n, (n-1) usw. zu einem Verriegelungsglied 45 übertragen werden, um zu Ventilen 48 in der Reihe zu führen.

Mit diesem Aufbau kann jede Klaviatur mit einer oder mit mehreren Pfeifenreihen gekoppelt werden. Ebenso folgt sofort, daß eine einzelne Reihe mit mehr als einer Klaviatur gekoppelt werden kann. Damit ermöglicht dieser Aufbau eine vollkommen freie Kopplung zwischen Klaviaturen und Pfeifenreihen.

Die erläuterte Kopplung hat folgende Erweiterungsmöglichkeiten:

(1) Die Anzahl von Bits in den Schieberegistern bei den Klaviaturen und Reihen ist auf die Anzahl von Tasten in der Manual-Klaviatur eingestellt (z. B. auf 64). (Das Verriegelungsglied 45 muß die gleiche Anzahl von Bits aufweisen.)

(2) Die Anzahl von Bits in den Schieberegistern 31 und

42 und die Anzahl von Gattern zum Auswählen von Reihen (G3 bis Go beim Ausführungsbeispiel) werden entsprechend dem Bedarf ausgewählt, z. B. mit einer Anzahl 8.

(3) Die Anzahl der Manual-Klaviaturen kann dem Bedarf angepaßt werden. ,Es sollte jedoch beachtet werden, daß Datenwerte auf getrennten Leitungen für jede Klaviatur übertragen werden. Auf diese Weise nimmt die Anzahl von Drähten zwischen dem Spieltisch und den Reihen zu, wenn die Anzahl von Manual-Klaviaturen anwächst. Theoretisch ist es möglich, die gesamte Information zwischen Spieltisch und Pfeifen auf einer einzigen Leitung zu übertragen, was jedoch eine hohe

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Übertragungsfrequenz und einen gesteigerten Aufwand erfordert .

(4) Es ist möglich, mehrere Gruppen von Registern je Manual-Klaviatur mit zugeordneten Kombinationswählern zu haben, um eine erneute Registrierung zu erleichtern, oder eine elegantere Lösung besteht darin, einen Speicher zwischen den Registern und dem Schieberegister 31 vorzusehen und dort bestimmte alternative Registrierungsoptionen mit lediglich einer Gruppe von Registern (Schaltern) und Kombinationswählern einzulesen.

Die erfindungsgemäße Orgel ist also sehr flexibel, um das Leistungsvermögen in der Form zusätzlicher Manual-Register oder zusätzlicher Pfeifenreihen zu erhöhen. Außerdem kann der Spieltisch an einem beliebigen Ort bezüglich der Pfeifen vorgesehen werden, da die Verbindung aus einem elektrischen Kabel mit lediglich einigen Drähten besteht.

Im folgenden werden verschiedene Möglichkeiten zur Übertragung näher erläutert.

Die erläuterte Ausrüstung überträgt den Zustand von allen Tasten und Registern. Dies benötigt Zeit, erfordert einige Übertragungsleitungen, eine hohe übertragungsgeschwindigkeit, und eine Speicherung ist wegen der Signale in zwei Richtungen nicht möglich, wobei der Aufwand jedoch relativ klein und einfach ist,

Eine andere Möglichkeit ist eine Ausrüstung, die an eine genormte übertragungseinrichtung angeschlossen ist, die in üblichen Rechner-Endgeräten verwendet wird. Dies kann erfolgen, wenn die übertragung lediglich eine Änderung im Zustand am Spieltisch registriert, d. h., eine Taste wird eingedrückt

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oder freigegeben. Daraus ergeben sich sofort folgende Vorteile: Es ist weniger Information zu übertragen; es ist ein "online "-Betrieb über ein Fernmeldesystem möglich; eine Speicherung ist durchführbar; und vor allem ist unabhängig von der Kompliziertheit der Orgel lediglich ein Leitungspaar erforderlich.

Die übertragungsgeschwindigkeit ist noch eine Einschränkung, und ein merklicher Vorteil des ersten Aufbaues wird aufgegeben, insbesondere die Selbstkorrektur, die durch kontinuierliche Übertragung des Zustandes aller Tasten erhalten wird. Wenn eine äußere Störung bewirkt, daß falsche Ventile betätigt werden, ist es beim nächsten Abtasten oder Überstreifen korrigierbar. Der letztere Aufbau hat nicht diese eingebaute Sicherheit, jedoch ist die Gefahr einer Störung der Übertragung andererseits bei einem System mit Paritätsprüfung geringer.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wurde vorausgesetzt, daß die Übertragung zwischen Spieltisch und Pfeifenwerk über die Leitungen 44 erfolgt. Wenn andererseits der Register-Decodierer für alle Klaviaturen im Spieltisch vorgesehen ist, kann die Übertragung in gleicher Weise durch die Sammelschienen-Leitungen 51 bis 54 erfolgen. Wenn die Anzahl der Pfeifenreihen durch andere Faktoren eingeschränkt ist, liegt hierin kein Nachteil.

Die Erfindung sieht also eine mit Wind angesteuerte Orgel mit unbegrenzten Möglichkeiten zur Kopplung jeder gewünschten Pfeifenreihe mit jeder gewünschten Spieltisch-Klaviatur vor, die gegenüber herkömmlichen Orgeln mit übertragungssystemen für Impulse von Tasten zu Orgelpfeifen verbessert ist, die keine freie Kombination zwischen Reihen und Klaviaturen ermöglichen. Diese wahlweise Kopplung erfolgt durch Multiplex-über-

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tragung der Impulse von Klaviaturen und Registern, wobei die Impulse parallel in einen Umsetzer eingespeist werden, der die Parallel-Impulse in Reihen-Impulse umsetzt, diese in dieser Form über einen Sender und einen Empfänger zu einem Register-Decodierer speist und dann an Umsetzer abgibt, die die Reihen-Impulse in Parallel-Impulse umsetzen, um in dieser Form an die gewählten Pfeifen abgegeben zu werden. Ein Vorteil liegt darin, daß die Reihenübertragung lediglich einige Leitungen erfordert.

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Claims (3)

1. Ansprüche

   Elektronische Orgel, insbesondere Wind-Orgel,

   mit Orgelpfeifen, die in mehreren Reihen verteilt und an eine Windquelle durch einzelne elektrisch betätigbäre Ventile (Luftklappen) anschließbar sind,

   mit Klaviaturen aus jeweils einer Folge von Tasten oder Pedalen, die mit einzelnen Schaltern versehen sind, die durch Drücken der jeweiligen Taste oder des jeweiligen Pedales betätigbar sind,

   mit einem Sender-Schieberegister mit zahlreichen Parallel-Eingängen und einem Reihen-Ausgang,

   wobei die Schalter mit den einzelnen Parallel-Eingängen gekoppelt sind,

   mit einem Steuerglied zum Abtasten des Schieberegisters und zum Abgeben einer Impulsfolge, bei der ein Zeitabstand jeder Taste entspricht,

   mit einem Empfänger-Schieberegister zum Abgeben von Signalen von dessen Parallel-Ausgängen zu jeweils einem der elektrisch betätigbaren Ventile, und

   mit einer Folge von Registern zum Koppeln einer oder mehrerer Reihen der Pfeifen mit der Klaviatur,

   gekennzeichnet durch

   80-(7709l72-6)-KoE

   ORiGJNAL INSPECTED

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   eine Anzahl von Registern (Schaltern) (12) für jede Klaviatur (1O)₃ wobei die Register (Schalter) (12) den verschiedenen Reihen (13-16) von Pfeifen (17) entsprechen,

   ein Sender-Schieberegister (3I₅ 32) für jede Klaviatur (10) mit einem Parallel-Eingang für jede Taste und einem Parallel-Eingang für jedes Register (Schalter) (12),

   wobei das Sender-Schieberegister (31, 32) ein Zeitfeld-Signal für seine zugeordnete Klaviatur (10) abgibt, und

   einen Register-Decodierer (37) für jede Klaviatur (10) mit einem Schieberegister (42), das mittels der einen ersten Teil des Zeitfeldsignales bildenden Signale vom Sender-Schieberegister (31, 32) und entsprechend der Einstellung der Register (Schalter) (12) weitere Sehalter (G3-G6) entsprechend den jeweiligen Reihen einschaltet, um in Übereinstimmung mit der Einstellung der Klaviatur-Register (12) einen zweiten Teil des Zeitfeldsignales entsprechend der Einstellung der Tasten der Klaviatur (10) zu wählbaren Sammelschienen-Leitungen (51-5¹O zu übertragen, wobei eine Sammelschienen-Leitung (51-5¹O für jede Reihe (13-16) vorliegt,

   so daß jede Klaviatur (10) frei mit einer oder mehreren Reihen (I3-I6) und jede Reihe (I3-I6) frei mit einer oder mehreren Klaviaturen (10) koppelbar ist.
2. 2. Orgel nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß jede Klaviatur (10) Register (12) entsprechend allen Reihen (I3-I6) aufweist, die so frei mit einer oder mehreren Klaviaturen (10) koppelbar sind.
3. 3. Orgel nach Anspruch 1 od.er 2, dadurch gekennzeichnet,

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   daß eine der Klaviaturen (10) ein Satz von fußbetätigbaren Pedal-Tasten ist.

   Orgel nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet,

   daß die Klaviaturen (10) mit der zugeordneten Folge von Registern (12) und Sender-Schieberegistern (31, 32) in einem Spieltisch (kl) untergebracht sind, und

   daß die Orgelpfeifen (17), der Register-Decodierer (37) mit den zugeordneten Empfänger-Schieberegistern und den elektrisch betätigbaren Ventilen in dem vom Spieltisch (41) entfernten Pfeifenwerk untergebracht sind,

   wobei die Zeitfeldsignale vom Spieltisch (41) zum Pfeifenwerk über eine Signalleitung für jede Manual-Klaviatur übertragbar sind.

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