DE2835527C2 - - Google Patents

Description

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

Eine solche Wind-Orgel ist aus der US-39 26 087 bekannt.

Bei einer herkömmlichen Wind-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 koppeln. Zum Beispiel 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 elektri­ sche 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.

Aus der DE-OS 25 39 182 ist ein Tastenüberträger für ein elek­ tronisches Musikinstrument bekannt, der einen Tastenzustands­ speicher zur Speicherung der jeweiligen Zustände der Tasten­ schalter darstellenden Signale verwendet. Dagegen wird kein Zeitmultiplexverfahren zur Übertragung der Tastenzustände angewendet. Deshalb ist durch die Wahl der Verarbeitungs­ breite festgelegt, wieviel gleichzeitig gedrückte Tasten, beispielsweise acht, verarbeitet und gespielt werden können.

Die aus der zum Oberbegriff genannten US-39 26 087 bekannte Wind-Orgel verwendet zur Übertragung von Manual-, Register- und Pedaltastensignalen ein herkömmliches Mikroprozessor­ system, bei dem die Signale über eine Eingabeschnittstellen­ einrichtung auf einen Datenbus gelegt, von dort durch eine Zentralprozessoreinheit verarbeitet und von letzterer wie­ derum auf den Datenbus gelegt werden. Daraufhin werden diese Signale über eine Ausgabeschnittstelleneinrichtung zu Stell­ gliedern für die Orgelpfeifen sowie den Winderzeuger ausge­ geben. Die Ausgabe von der Ausgabeschnittstelleneinrichtung erfolgt parallel, wodurch das Problem großer Leitungsviel­ falt zwischen dem Ort des Spieltisches und dem Ort des Pfeifenwerks auftritt. Ferner können durch die Bearbeitung in der Zentralprozessoreinheit Zeitprobleme bei der Umset­ zung der empfangenen Signale in die auszugebenden Signale entstehen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Wind-Orgel der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß bei verringer­ ter Leitungsvielfalt zwischen Spieltisch und Pfeifenwerk jede Reihe wahlweise mit jeder Spieltisch-Klaviatur koppel­ bar ist.

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

Die Erfindung sieht also eine Wind-Orgel mit vielfältigen Möglichkeiten zur Kopplung jeder gewünschten Pfeifenreihe mit jeder gewünschten Spieltisch-Klaviatur vor, die gegen­ über herkömmlichen Orgeln mit Übertragungssystemen für Im­ pulse von Tasten zu Orgelpfeifen verbessert ist, die keine freie Kombination zwischen Reihen und Klaviaturen ermögli­ chen. Ein wesentlicher Vorteil liegt darin, daß die Reihen­ übertragung lediglich einige Leitungen erfordert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den Grundaufbau einer vorgeschlagenen Wind- Orgel,

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

Fig. 3 das Blockschaltbild der Fig. 2 in Einzelhei­ ten, und

Fig. 4 den zeitlichen Verlauf der Übertragungs­ signale.

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 ein­ zuschalten. Es sind vier Reihen 13, 14, 15 und 16 gezeigt, deren jede aus einer Anzahl von Pfeifen 17 besteht, die auf einer gemeinsamen oberen Tafel 18 für jede Pfeifen­ reihe angebracht sind. Verdichtete Luft wird in die Pfeifen auf herkömmliche Weise von einem Gebläse 19 über eine Luft­ kammer 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, in dem eine parallel/Serien-Umsetzung erfolgt. Das Signal verläuft dann in ein Sendeglied 34 und von dort über eine Übertragungsleitung 35 in ein Empfangsglied 36. Die Übertragungsleitung umfaßt im Prinzip einen Draht je Manual-Klaviatur, was eine bedeutende Vereinfa­ chung im Vergleich mit einer herkömmlichen elektrischen Über­ tragung 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 serielle Über­ tragung in ein Parallel-Signal 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 ver­ schiedenen Schaltungen im System und die Impulse zeigen, die den Betrieb steuern.

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

Ein Schieberegister 32 hat einen Parallel-Eingang, der mit jeder Taste (oder jedem Pedal) in einer Klaviatur 39 ei­ nes Spieltisches 41 gekoppelt ist. (Tatsächlich liegt eine ähnliche Einheit für jede Klaviatur vor.) Für jede Klaviatur gibt es auch ein Schieberegister 31 für ein Registerwerk 46 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 n hat, und daß die Anzahl der Eingänge in das Schiebe­ register 31 den Wert m aufweist. Diese Schieberegister sind parallel gekoppelt, und das Schieberegister 32 kann tatsäch­ lich aus mehreren in Reihe gekoppelten Schieberegistern be­ stehen.

Die Übertragung erfolgt in der Form von Zeitrahmen mit einer Periodizität von 200/s. Die Zeitrahmen werden durch ein (nicht dargestelltes) Steuerglied gesteuert, das vier Arten von Steuersignalen L, D, T und Φ 1 abgibt. Diese Steuersignale werden an einzelne Leitungen abgegeben. Die Φ 1-Impulse sind gewöhnliche Taktimpulse, von denen eine aus­ reichende Anzahl in jedem Zeitrahmen vorliegt, nämlich m + n je Zeitrahmen. Jedes Zeitfeld beginnt mit einem Impuls auf ei­ ner Leitung L. Eine Leitung D gibt ein Signal ab, das während der ersten m Taktimpulse einen ersten Zustand und während des Restes des Zeitrahmens einen anderen Zustand aufweist.

Es kann angenommen werden, daß die Klaviatur 39 des Spiel­ tisches 41 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 Ein­ stellung aufweist. Wenn der Zeitrahmen durch das Steuersignal L be­ ginnt, werden alle diese Einstellungen gleichzeitig in die parallelen Eingänge zu den Schieberegistern 32 und 31 gelesen. Durch Einspeisen der ersten m Impulse vom Eingang Φ 1 in die Impulseingänge an den Schieberegistern 32 und 31 werden die Impulse nunmehr vom Ausgang des Schieberegisters 31 abgegeben, und zwar zunächst der Zustand von seinem Parallel-Eingang m, gleichzeitig mit der Übertragung des Zustandes innerhalb des Registers, der zuvor in der Stelle (m-1) war, in die Stelle m, usw. die Stelle 1 im Schieberegister 31 empfängt einen neuen Zustand von der letzten Stelle im Schieberegister 32. Auf diese Weise wird eine Folge von den Zuständen entsprechenden Impul­ sen nacheinander vom Schieberegister 31 ausgegeben m, (m-1), (m-2), . . . , L, wonach die entsprechenden Zustän­ de aus dem Schieberegister 32, nämlich n, (n-1), . . . , 1, vom Ausgang des Schieberegisters 31 abgegeben werden. Nach (m + n) Impulsen ist der Zeitrahmen abgeschlossen, und es kann ein neuer Zeitrahmen begonnen werden.

Dieser Impuls-Zeitrahmen 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 Im­ pulse aufnimmt, während es durch das Signal D gesteuert ist. Während der entsprechenden Periode wird ein Gatter G 1 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 G 2), und das Schieberegister 42 ist dann für den übrigen Zeitrahmen in Ruhe. Die Parallel-Ausgänge vom Schieberegister 42 bestimmen nun, welches von Gattern G 3 bis G 6 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 G 3 bis G 6 gekoppelt, und die Ausgänge von diesen Gattern sind mit einzelnen Leitungen in einer Sammelschiene 50 verbunden. Diese Leitungen sind dann mit den einzelnen Rei­ hen gekoppelt. Auf diese Weise führen die Leitungen 51, 52, 53 und 54 zur ersten bzw. zweiten bzw. dritten bzw. vierten Reihe von Pfeifen.

Eine so eingekoppelte Reihe (z. B. die erste Reihe ent­ sprechend Fig. 3) nimmt nun die Impulse n, (n-1) usw. auf, die mit den Taktimpulsen Φ 1 eingetaktet sind. Am Ende des Zeitrahmens wird ein Impuls T vom Steuerglied abgegeben, wo­ durch die entsprechenden Zustände n, (n-1) usw. zu einem Ver­ riegelungsglied 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 Erweiterungsmöglich­ keiten:

• 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 Verriegelungs­ glied 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 (G 3 bis G 6 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 Da­ tenwerte auf getrennten Leitungen für jede Klaviatur über­ tragen werden. Auf diese Weise nimmt die Anzahl von Drähten zwischen dem Spieltisch und den Reihen zu, wenn die Anzahl von Manuel-Klaviaturen anwächst. Theoretisch ist es möglich, die gesamte Information zwischen Spieltisch und Pfeifen auf einer einzigen Leitung zu übertragen, was jedoch eine hohe Übertragungsfrequenz und einen gesteigerten Aufwand erfor­ dert.
• 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 zwi­ schen den Registern und dem Schieberegister 31 vorzusehen und dort bestimmte alternative Registrierungsoptionen mit lediglich einer Gruppe von Registern (Schaltern) und Kombi­ nationswählern einzulesen.

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

Im folgenden werden verschiedene Möglichkeiten zur Über­ tragung näher erläutert.

Die erläuterte Ausrüstung überträgt den Zustand von allen Tasten und Registern. Dies benötigt Zeit, erfordert einige Über­ tragungsleitungen, 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 üb­ lichen Rechner-Endgeräten verwendet wird. Dies kann erfolgen, wenn die Übertragung lediglich eine Änderung im Zustand am Spieltisch registriert, d. h., eine Taste wird eingedrückt oder freigegeben. Daraus ergeben sich sofort folgende Vortei­ le: Es ist weniger Information zu übertragen; es ist ein "on- line"-Betrieb über ein Fernmeldesystem möglich; eine Speiche­ rung ist durchführbar; und vor allem ist unabhängig von der Kompliziertheit der Orgel lediglich ein Leitungspaar erforder­ lich.

Die Übertragungsgeschwindigkeit ist jedoch beschränkt und ein merklicher Vorteil des ersten Aufbaues wird auf­ gegeben, insbesondere die Selbstkorrektur, die durch kontinu­ ierliche Übertragung des Zustandes aller Tasten erhalten wird. Wenn eine äußere Störung bewirkt, daß falsche Ventile betätigt werden, ist es beim nächsten Abtasten oder Überstreifen korri­ gierbar. Der letztere Aufbau hat nicht diese eingebaute Sicher­ heit, jedoch ist die Gefahr einer Störung der Übertragung ande­ rerseits bei einem System mit Paritätsprüfung geringer.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wurde vorausgesetzt, daß die Übertragung zwischen Spieltisch und Pfeifen­ werk über die Leitungen 44 erfolgt. Wenn andererseits der Register-Decodierer für alle Klaviaturen im Spieltisch vorge­ sehen 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.

Claims (5)

1. Wind-Orgel mit
mehreren Reihen von Orgelpfeifen, die über einzelne elek­ trisch betätigbare Luftventile mit einem Winderzeuger ver­ bindbar sind,
mehreren Klaviaturen, die jeweils aus einem Satz von Tasten oder Pedalen bestehen, die durch Drücken der jeweiligen Taste oder des jeweiligen Pedals aktivierbare Schalter auf­ weisen,
einem Satz Registerschalter, die für jede Klaviatur diejeni­ gen Pfeifenreihen anwählen, deren Luftventile aktiviert werden sollen,
sowie einer Einrichtung zur zeitmultiplexen Übertragung von Steuersignalen an die Orgelpfeifenreihen,
dadurch gekennzeichnet,
daß für jede Klaviatur ein Parallel/Seriellschieberegister (31, 32) vorgesehen ist, das Parallel-Eingänge jeweils für die Tastenschalter und die Registerschalter der jeweiligen Klaviatur und einen seriellen Ausgang (Data 1) aufweist, um zeitseriell eine erste Impulsfolge, die der Schalterstellung der Registerschalter entspricht, und eine zweite Impulsfol­ ge, die der Schalterstellung der Tasten bzw. Pedalschalter entspricht, nacheinander herauszuschieben,
ein Schalterdecodierer-Schieberegister (42) vorgesehen ist, das an einem seriellen Eingang die erste Impulsfolge empfängt und diese an Parallel-Ausgängen ausgibt, um wahlweise die Impulse der zweiten Impulsfolge zu Orgelpfeifenempfängern (46) durchzuschalten,
wobei
für jede Orgelpfeifenreihe ein Orgelpfeifenempfänger (46) vorgesehen ist und jeder Orgelpfeifenempfänger (46) ein Seriell/Parallel-Empfangsschieberegister aufweist, das an seinem seriellen Eingang die übertragenen Impulse der zwei­ ten Impulsfolge empfängt und über Parallel-Ausgänge, die mit den einzelnen aktivierbaren Luftventilen (48) verbunden sind, ausgibt.

2. Wind-Orgel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Klaviatur (10) Register (12) entsprechend allen Pfeifenreihen (13-16) aufweist, die frei mit einer oder mehreren Klaviaturen (10) koppelbar sind, um eine oder meh­ rere Pfeifenreihen einzukoppeln.

3. Wind-Orgel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Klaviaturen (10) ein Satz von fußbetätigbaren Pedal-Tasten ist.

4. Wind-Orgel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klaviaturen (10) mit den zugeordneten Registern (12) und den Parallel/Seriellschieberegistern (31, 32) in einem Spieltisch (41) untergebracht sind, und
daß die Orgelpfeifen (17) das Schalterdecodier-Schieberegi­ ster (42) mit den zugeordneten Orgelpfeifenempfängern (46) und den elektrisch betätigbaren Ventilen in dem vom Spiel­ tisch (41) entfernten Pfeifenwerk untergebracht sind, wobei die Impulsfolgen vom Spieltisch (41) zum Pfeifenwerk über eine Signalleitung für jede Manual-Klaviatur übertrag­ bar sind.

5. Wind-Orgel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsfolgen von den Parallel/Seriellschieberegi­ stern im Spieltisch zu den Orgelpfeifenempfängern (46) in Form von Zeitrahmen mit einer Periodizität von 5 ms übertra­ gen werden.