DE2850286A1

DE2850286A1 - Elektronische schlagwerksuhr

Info

Publication number: DE2850286A1
Application number: DE19782850286
Authority: DE
Inventors: Hans Flaig; Bernhard Scherzinger
Original assignee: Gebrueder Junghans GmbH
Current assignee: Gebrueder Junghans GmbH
Priority date: 1978-11-20
Filing date: 1978-11-20
Publication date: 1980-06-19
Also published as: CH638369GA3; GB2035624A; GB2035624B; JPS5585286A; DE2850286C2; CH638369B; FR2441875A1; US4271495A; FR2441875B1

Description

GEBRÜDER JUNGHAMS GMBH, 7230 Schramberg

Elektronische Schlagwerksuhr

Die Erfindung betrifft eine elektronische Schlagwerksuhr entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bekannt sind Schlagwerksuhren, bei denen der Antrieb der Zeitanzeige zwar auf elektronischem Wege, die Erzeugung einer akustischen Schlagfolge jedoch im wesentlichen auf mechanischem Wege erfolgt.

Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, eine elektronische Schlagwerksuhr zu schaffen, bei der auch die akustische Signalgabe vollkommen elektronisch gesteuert ist und außerdem Tonsignalfolgen erzeugbar sind, die weit über 3^ene der bekannten Schlagwerksuhren hinausgehen. Diese Aufgabe ist durch die Einrichtung gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen derselben sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die erfindungsgemäße Schlagwerksuhr zeichnet sich dadurch aus, daß sowohl viertelstündlich und stündlich bestimmte Schlagfolgen als auch stündlich bestimmte Schlagwerksmelodien elektronisch erzeugbar Rind. Dnbe.1 int sowohl die Signalauslösung als auch die Snlila/',worksmo I od1 on- und Tonfolge vollkommen elektronisch gesteuert. Die hierfür benötigte Elektronik läßt sich in einfachen Teilen komplettiert durch einige externe Einstell-, Wahl- und Funktionsauslöseschalter sowie einem elektro-akustischen Wandler in sehr gedrängter Bauweise in einem Uhrgehäuse einbauen. Hierdurch ist eine Schlagwerksuhr erhältlich, die wesentlich billiger als herkömmliche Schlagwerksuhren ist und

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außerdem aufgrund ihrer Variationsmöglichkeiten im Betrieb den heutigen Anforderungen an eine solche Uhr in vollem Umfange gerecht wird.

Nachstehend ist die erfindungsgemäße Schlagwerksuhr anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben.
Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Aufbau der erfindungsgemäßen Schlagwerksuhr

Fig. 2 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schlagwerksuhr

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer zentralen Steuereinheit der erfindungsgemäßen Schlagwerksuhr

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer zentralen Zeitsteuereinheit der erfindungsgemäßen Schlagwerksuhr.

In den Figuren sind gleiche Bauteile, Schaltungsteile, -ein- und -ausgänge mit gleichem Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist schematisch der Aufbau der erfindungsgemäßen elektronischen Schlagwerksuhr gezeigt. Diese Schlagwerksuhr besitzt eine Schaltungsanordnung, deren Schaltungsteile in einer mit IC bezeichneten integrierten Schaltung zusammengefaßt sind. Dieser IC besitzt mit den Nummern 1, 2, 3 ... bis 24 bezeichnete Ein- bzw. Ausgänge. Mit 1 ist ein erster und mit 2 ein zweiter Motorausgang bezeichnet. An die beiden Motorausgänge ist ein in seinem Aufbau an sich bekannter Schrittmotor 25 angeschlossen, der ein Zeigerwerk mit Stunden-, Minuten- und Sekundenzeiger antreibt. Mit 3 ist ein

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Melodienausgang, mit 4 ein Eingang zur Spannungsgegenkopplung sowie mit 5 und 6 je ein Ausgang für ein Tiefpaßfilter bezeichnet. Letzteres besteht aus zwei Kondensatoren CI und C2, die zusammen mit einer ebenfalls außerhalb des ICs angeordneten Stromverstärkungsstufe 26 den externen Teil eines des weiteren im IC angeordneten Gegentakt-B-Verstärkers 27 (Fig. 2) bildet. Der Stromverstärkungsstufe 26 ist ein Lautsprecher 28 nachgeschaltet.

Mit 7 ist der Anschluß für das negative und mit 8 der Anschluß für das positive Spannungsversorgungspotential bezeichnet. Beide Anschlüsse 7 bzw. 8 sind über schematisch dargestellte Verbindungsleitungen mit einer Batterie 29 verbunden, die zur Spannungsversorgung auch mit weiteren nachstehend erläuterten Bauteilen der erfindungsgemäßen Schlagwerksuhr verbunden ist.

Die Ein- bzw. Ausgänge 9 bis 15 des ICs sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht belegt. Sie sind für den Fall reserviert, daß der erfindungsgemäßen Schlagwerksuhr noch weitere Funktionen zugewiesen werden sollen, beispielsweise Weckzeitauslöse- oder Terminuhrfunktionen. In diesen Fällen wären die besagten Ein- bzw. Ausgänge 9 bis 15 mit externen Weck- und/ oder Terminein- und -abstellmitteln sowie internen Speichern zur Weck- und/oder Terminzeitaufbereitung verbunden.

Mit den Eingängen'16 bis 19 des ICs ist jeweils ein externer, durch je eine Drucktaste betätigbarer Schalter T1, T2, T3 und T4 verbunden; letztere sind jeweils an das positive Potential der Batterie 29 angeschlossen. Die Funktion dieser Schalter ist weiterhin beschrieben.

Mit den Anschlüssen 20, 21 und 22 des ICs ist ebenfalls jeweils ein externer Schalter S1, S2.und S3 verbunden, wobei

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diese Schalter ebenfalls am positiven Spannungspotential der Batterie 29 angeschlossen sind und jede Schal tatrecke für sich jeweils über eineni· in drei Schaltpositionen verschiebbaren Schiebeschalter 30 schließbar ist. Anstelle durch einen Schiebeschalter könnte jedoch alternativ auch jeder Schalter Sl, S2 oder S3 mittels eines verrastbaren Tastschalters geschlossen bzw. wieder geöffnet werden. Die Funktion dieser drei Schalter ist ebenfalls weiter hinten beschrieben.

Mit den beiden Anschlüssen 23 und 24 des IC's ist ein Quarzoszillator 31 verbunden, der eine auf 4,194 MHz stabilisierte Ausgangsfrequenz erzeugt.

In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schlagwerksuhr dargestellt, das insbesondere die Einzelteile, die Verbindung^und Signalläufe des in Fig. i schematisch dargestellten IC's darlegt.

Der IC weist im internen Teil eine in Fig. 3 detailliert dargestellte Zentralsteuereinheit 32 und eine in Fig. 4 detailliert dargestellte zentrale Zeitsteuereinheit 33 auf. Mit 34 ist in Fig. 2 eine Oszillator- und Frequenzteilerschaltung bezeichnet, die einerseits den mit ihr verbundenen Quarzoszillator 31 steuert und andererseits dessen Ausgangsfrequenz von 4,194 MHz auf verschiedene, innerhalb der Schlagwerksuhr benötigte Ausgangsfrequenzen herunterteilt. Ferner sind mit 35 eine Motortreiberschaltung , mit 36 ein ROM-Speicher und mit 37 ein als Frequenzwandler dienender Zwölf-Ton-Generator bezeichnet.

Der ROM-Speicher 36 besitzt 256 χ 11 (2^Ö byte) Speicherplätze, in die im vorliegenden Fall vier Melodien, beispielsweise "Bim-Bam, Westminster, Ave Maria und Vittington", sowohl nach ihrer Tonlage und Tonfolge als auch nach ihrer zeitbezogenen Schlagwerksfolge eingespeichert sind.

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Darüber hinaus sind im IC drei Tonauswahlschaltungen 38, 39 und 40 sowie drei Klangspektrum-Erzeugerschaltungen 41, 42 und 43 und zwei Klangspektrum-Mischerschaltungen 44 bzw. 45 vorgesehen. Außerdem sind im IC zwei Hüllkurven-Generatoren 46 und 47 sowie eine Tonfolgen-Mischerschaltung 48 vorhanden.

Die Zentralsteuereinheit 32 besitzt nun neben den Eingängen bis ?2, die mit jenen so bezeichneten Anschlüssen des ICs identisch sind, folgende mit 49 bis 81 durchnumerierte Einbzw. Ausgänge. Die Eingänge 49 bis 55 der Zentralsteuereinheit 32 sind über entsprechende Verbindungen mit zugehörigen Ausgängen der Oszillator- und Frequenzteilerschaltung 34 verbunden.

Am Eingang 49 liegt ständig ein Signal mit einer Frequenz von beispielsweise 1/8 Hz an, das in eine Kontaktentprellungsscbaltung 82 (Fig. 3) eingespeist wird, die Teil der Zentralsteuereinheit 32 ist und dazu dient, Impuls^ die von den Schaltern T1 bis T4 und S1 bis S3 eingeleitet werden, nur dann zur Verarbeitung in der Zentralsteuereinheit 32 weiterzuleiten, wenn das von den vorgenannten Schaltern ausgelöste Signal zeitlich länger als das am Eingang 49 erscheinende Signal ist. Hierdurch wird eine ungewollte Falscheinstellung der Schlagwerksuhr vermieden.

Am Eingang 50 liegt ständig ein Taktsignal zur Steuerung einer Ablauf steuerschaltung 83 (Fig. 3) an,' die ebenfalls Teil der Zentralsteuereinheit 32 ist.

An den Eingängen 51 bis 53 liegen ständig Taktsignale an, die den Takt der zu bestimmten Zeiten auslösbaren Schlagswerksmelodien bestimmen und über entsprechende Verbindungen in einen 4-Bit-Melodienwahlspeicher 84 (Fig. 3) einspeisbar sind. Letzterer ist ebenfalls Teil der Zentralsteuereinheit 32.

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Am EinpMiift Vi Liegt. .'sfcHiul l/r ein 1-Hz-Signal an, das über den Aur,/:nn;·, 'i'i dec Zenttvi I ;il fticro i nheit in die Motortreiberschal- tunr, 35 zur zeithaltcnden Steuerung des Schrittmotors 25 und der von diesem angetriebenen Zeitanzeige eingespeist ist. Außerdem dient dieser; am Λυπgang 58 erscheinende 1-Hz-Signal auch zur sekundengenauen Synchronisierung der in der Zeitsteuereinheit 33 vorhandenen Zähler. Im einzelnen handelt es sich dabei um einen Minuten-Einer-Zähler 85 (Fig. 4), in den das 1-Hz-Signal eingespeist wird, ferner um einen jeweils nachgeschalteten Minuten-Zehner-Zähler 86, einen Stunden-Einer-Zähler 87 und einen Stunden-Zehner-Zähler 88.

Am Eingang 55 der Zentralsteuereinheit 32 liegt das ungeteilte Aus^anrssignal der Oszillatorschaltung 34, nämlich 4,194 MHz, an. Dieses Signal wird einerseits über den Ausgang 56 der Zentralsteuereinheit 32 in den Zwölf-Ton-Generator 37 eingespeist und dort in zwölf HrObtöne einer Oktave, beginnend mit der unteren Frequenz vou 7,84 KHz und endet mit der oberen Frequenz von 14,8 KHz bei einer maximalen Abweichung von 0,2% einer wohltemperierten Tonr.knla, heruntergeteilt. Diese Frequenzen der zwölf HaIbI öno γ. hohen am Ausgang 89 des Zwölf-Ton-Oeheral;orr> 37 an und wrrden über einen zwölf adrigen Verbindungr.lcana I 90 zur Wr I l.ocvnrarbeitung an die drei Tonauswahlschaltun.n;en 38, 39 und ^O weitergeleitet.

Andererseits wird das ohcn^nnennte 4,194 MHz-Signal über den Ausgang 57 der Zentralsteuereinheit 32 auch an die beiden Hüllkurven-Generatoren 46 und 47 weitergeleitet. Das in diesen ankommende 4,194 MHz-Signal wird dort dahingehend verarbeitet, daß ein Abklingen eines über die Verbindungsleitungen 91 bzw. 92 von den beiden Klangspektrum-Mischerschaltungen und 45 eingespeisten Klanges nach einer e-Funktion erzfelbar ist. Das 4,194 MHz-Signal wird dabei derart heruntergeteilt,

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daß die Abklingfunktion des jeweils eingespeisten Klanges in wenigstens 16 Schritte pro Sekunde unterteilt und beispielsweise bei vollem Aus IcI Ingo η nach drei Sekunden beendet ist, jedoch das Klangspektrum unbeeinflußt bleibt.

Die Eingänge 59 his 67 der Zentralsteuereinheit 32 sind jeweils mit zugehörigen Ausgängen 93 bis 101 der Zeitsteuereinheit 33 verbunden.

An den Ausgang 93 der Zeitsteuereinheit 33 ist der Ausgang eines ODER-Gatters 103 (Fig. 4) und der Ausgang 104 eines 4-Bit-Speichers 105 gelegt. Das ,ODER-Gatter 103 besitzt vier Eingänge I06, 107, 108 und IO9. Der erste Eingang ist sowohl mit einem Dekoder IiO für «i nc 4/4-Stunden-Signalaus-Ib"sung als auch mit einem Dekoder 11.1 für eine zeitsynchrone 24 rOOh-Umschaltung verbunden. Der zweite Eingang 107 des ODER-Gatters 103 ist mit einem Dekoder 112 für eine 3/4-Stunden-Signalauslösung, der dritte Eingang 108 mit einem Dekoder II3 für ei no l/2-Stumlrtn~Si gnnlauslusüng und der vierte Eingang IO<> mit eliioin iNiluxlor 114 für eine i/4-Stunden-Signalauslösung verbunden. Der Inhalt dieser als Vergleicher und Speicherschaltungen aufgebauten Dekoder 110 bis 114, 120, 133 und 134 wird elHndig mit dem Inhalt der Zähler bis 88 verglichen, deren ZHhI erstünde über die entsprechenden Informationsübertragungskanäle 115 bis 118 an die besagten Dekoder übermittelt werden. Bei Koinzidenz der Zählerstände der Zähler 85 und 86 mit dem entsprechenden Informationsinhalt des zugeordneten Dekoders 110, 112, 113 und 114 erscheint zu jeder 1/4, 1/2, 3/4 und vollen Stunde über die besagte Verknüpfung des ODER-Gatters 103 an dessen Ausgang 102 ein Synchronisationssignal, das die Zeitsteuereinhelt 33 über den Ausgang 93 verläßt und über den Eingang 59 in die Zentralsteuereinheit 32 und dort in eine Signalauslöseschaltung (Fig. 3) als Startsignal zur Schlagwerksauslösung eingespeist wird.

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Gleichzeitig wird mit diesem Synchronisationssignal über einen der vier Ausgänge 94, 95, 96 oder 97, von denen .jeder mit einem der Dekoder 110 bis 114 verbunden ist, ein der jeweiligen momentanen Viertelstunde entsprechendes Viertelstunden- Kennungssignal in den jeweils zugehörigen Eingang 60, 61, 62 oder 63 in die Zentralsteuereinheit 32 und dort ebenfalls in die Signalauslöseschaltung 119 eingereist.

Außerdem erscheint bei jeder vollen Stunde neben dem Synchronisationssignal und dem 4/4-Stunden-Kennungssighal an den Ausgängen 98 bis 101 der Zeitsteuereinheit 33 ein binär kodiertes Signal für die jeweilige volle Stunde. Dieses Stundenschlag-Kennungssignal wird in einem Dekoder 120 erzeugt, der dem Dekoder 111 zugeordnet ist, die Stunden 1 bis 12 zu kodieren vermag und inhaltsmäßig über die Informationsübertragungskanäle 117 und 118 mit dem Zählerstand der Stundenzähler 87 und 88 verglichen wird. Das kodierte Stundenschlag-Kennungssignal wird bei Koinzidenz über entsprechende Bitleitungen und die zugeordneten Eingänge 64, 65, 66 und 67 in die Zentralsteuereinheit 32 und dort in einen 4-Bit-Zähler mit Vergleichsschaltung 121 eingespeist.

Die Ausgänge 68 bis 71 der Zentralsteuereinheit 32 sind mit einer Zeiteinstellsteuereinheit 122 und über diese sowie über die Eingänge 16 bis 19 mit den externen Schaltern T1 bis T4 verbunden. Die Ausgänge 68 bis 71 sind des weiteren über die Eingänge 123 bis 126 der ZeitSteuereinheit 33 jeweils mit einem der vier Zähler 85 bis 88 verbunden. Es läßt sich daher jeweils eine Schaltstrecke vom Schalter T1 zum Stunden-Zehner-Zähler 88, vom Schalter T2 zum Stunden-Einer-Zähler 87, vom Schalter T3 zum Minuten-Zehner-Zähler 86, und vom Schalter T4 zum Minuten-Einer-Zähler 85 schließen. An die Zeiteinstell-Steuereinheit 122 ist über den Eingang 22 auch noch der Schalter S1 angeschlossen.

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Die Einschreibung der Tageszeit in die Zähler 83 bis 88 geschieht nun wie folgt.

Bei Schließen des Schalters S1 wird über den Ausgang 73 der Zentralsteuereinheit 32 und den Eingang 127 der Zeitsteuereinheit 33 ein Reset-Signal an alle Zähler 85 bis 88 angelegt, wodurch deren Zählerstände jeweils auf "Null" zurückgestellt v/erden. Gleichzeitig wird bei Schließen des Schalters Sl innerhalb der Zentralsteuereinheit .32 ein Adresszähler (Fig. 3) für den ROM-Speicher 36 mittels eines Signales auf eine definierte Adresse gesetzt und außerdem mit dem gleichen Signal über die Leitung 129 ein Befehl für die Melodienabschaltung in die Ablaufsteuerschaltung 83 (Fig. 3) eingespeist. Solange der Schalter S1 geschlossen ist, bleiben die Zähler 85 bis 88 der ZeitSteuereinheit 33 auf ihren momentanen Zählerständen, außerdem ist die Impulszuführung zum Schrittmotor 23 unterbrochen.

Danach kann die gegebene Tageszeit bei geschlossenem Schalter S1 eingegeben werden. Jedes Schließen des Schalters T1 bewirkt dann eine Inhaltsvermehrung des Stunden-Zehner-Zählers 88 um eine Einheit. Entsprechend ist auch beim Einschreiben der weiteren Zeitdaten über die Schalter T2, T3 und Th vorzugehen. Um beispielsweise eine Zeit 18:39 in die Zähler 85 bis 88 einzuschreiben, ist der Schalter T1 einmal, der Schalter T2 achtmal, der Schalter T3 dreimal und der Schalter TA neunmal zu schließen.

Wird nun anschließend der Schalter S1 geöffnet, und der Schalter S3 geschlossen, so werden die Zähler 85 bis 88 der Zeitsteuereinheit 33 sekundengenau gestartet und außerdem eine Sekunde danach wieder Impulse an den Schrittmotor 25 weitergeleitet. Der Schalter S3 wird dabei mit einem Eingabespeicher 130 (Fig. 3) über den Eingang 20 verbunden.

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Mit dem Eingang 72 der Zentralsteuereinheit 32 ist ein Ausgang 131 (Fig. 4) der Zeitsteuereinheit 33 verbunden. An diesen Ausgang 131 ist ein RS-Flip-Flop 132 angeschlossen. Mit dem R-Eingang dieses Flip-Flops ist ein Dekoder 133 verbunden, in den beispielsweise eine Zeit von 8:15 h fest eingeschrieben ist. Mit dem S-Eingang des Flip-Flps 132 ist dagegen ein Dekoder 134 verbunden, mit dem beispielsweise eine Zeit von 20:15 h fest eingeschrieben ist. Beile Dekoder 133 und 134 sind Bestandteil einer "laut-Leise-Automatik", die es ermöglicht, daß eine ausgelösiB Tonsignalfolge in der Zeit von 8:15 h bis 20:15 h laut und in der Zeit von 20:15h bis 8:15 h nur leise erklingt. Der Inhalt der beiden Dekoder wird dabei über Steuerleitungen 135 und 136 ständig mit dem Zählerstand der Zähler 85 bis 88 verglichen, so daß, je nachodem welche Tageszeit vorherrscht, am Ausgang 131 ein "Low-" oder "High"-Signal erscheint. Dieses Signal wird in die Ablaufsteuerschaltung 83 der Zentralsteuereinheit 32 eingeschrieben und als entsprechender Befehl über deren Ausgang 74 an den Gegentakt-B-Verstärker 27 zur entsprechenden Lautstärkeeinstellung weitergeleitet.

Der Ausgang 75 der Zentralsteuereinheit 32 ist intern ebenfalls mit der Ablaufsteuerschaltung 83 verbunden. Extern sind an den Ausgang 75 die drei Tonauswahlschaltungen 38, 39 und angeschlossen (Fig. 2). Ein von der Ablaufsteuerung 83 kommendes Signal ermöglicht das Einschreiben ausgewählter Tonfrequenzen, die vom Zwölf-Ton-Generator 37 über den zwölfadrigen Verbindungskanal 90 geliefert werden, in die Tonauswahlschaltungen ^8 bis 40. Das Auswahlverfahren für diese Tonfrequenz wird dabei über einen mehradrigen Steuerkanal 137 vom ROM-Speicher 36 und der Zentralsteuereinheit 32 gesteuert.

Der Ausgang 76 der Zentralsteuereinheit 32 ist intern ebenfalls mit der AblaufSteuerschaltung 83 verbunden. Extern sind

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an den Ausgang 76 über eine geroeinsame Zuleitung die beiden Hüllkurven-Generatoren 46 und 47 angeschlossen. Sobald ein Signal von der Ablaufsteuerschaltung 83 am Ausgang 76 erseheint, das als Tonbeginn-Befehl an die Hüllkurven-Generatoren 46, 47 gelangt, werden letztere über die Zuleitungen 138 und 139, die mit Ausgängen 140 und 141 des HOM-Speichers 36 verbunden sind, in Abhängigkeit eines vom ROM-Speicher 36 gelieferten Bit-Musters aktiviert.

Die Eingänge 77, 78 und 79 der Zentralsteuereinheit 32 sind intern ebenfalls mit der Ablaufsteuerschaltung 83 und extern jeweils mit einem der Ausgänge 142, 143 bzw. 144 des ROM-Speichers 36 verbunden. An diesen drei Ausgängen erscheint in dem F_nIIe ein binär kodiertes Signal, wenn beispielsweise ein Doppelschlag in die Tonauswahl schaltungen 38 bis 40 eingeschrieben werden soll. Diese Tonauswahlschaltungen 38 bis 40 sind im übrigen über entsprechende Zuleitungen jeweils mit je einero der Ausgänge 145 bis 147 des ROM-Speichers 36 verbunden. Ein weiterer Ausgang 148 des letzteren ist über den Eingang 80 der Zentralsteuereinheit 32 mit deren Ablaufsteuerschaltung 83 verbunden. Ein vom ROM-Speicher 36 auf dieser Leitung in die Ablaufsteuerschaltung 83 eingespeistes Signal markiert das Ende einer abgespielten Schlagwerksmelodie. Die Information "Ende der Melodie" besteht dabei aus einem Stopp-byte, dessen Bits 0 bis 4 aktiviert sind. Der Adresszähler 128 bleibt dann so lange auf dieser Adresse stehen, bis eine Viertelstunde später eine neue Anfangsadresse eingeschrieben wird.

Der Ausgang 81 der Zentralsteuereinheit 32 ist intern an deren Adresszähler 128 angeschlossen, von dem eine Anzahl Kanäle, die in einer Übertragungsleitung 149 zusammengefaßt sind, zum HOM-Speicher 36 führen. Über diese Kanäle werden die einzelnen

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Adressen für die erzeugbare Schlagv/erksmelodie in Form von Bitmustern, im ROM-Speicher 36 adressiert und abgerufen.

Nachstehend sind nun jene Funktionen beschrieben, die die Schalter T1 bis T4 im Zusammenwirken mit dem Schließen der Schalter S2 und S3 hervorrufen.

Nach dem Schließen des Schalters S2 kann mittels der Schalter T1 bis T4 über die Leitungen 150 bis 153 eine der vier im ROM-Speicher 36 abgespeicherten Melodien ausgewählt werden, ohne daß dabei der Funktionsablauf der Zeitsteuereinheit 33 und ,jener der Motortreiberschaltung 35 beeinflußt ist. Bei Schließen des SchäLters S2 wird dabei der 4-Bit-Melodienwahlspeicher 84 aktiviert. Durch Schließen eines der vier Schalter T1 bis Τ4 wird dann eine jeweils diesem Schalter zugeordnete Melodie ausgewählt. Diese Auswahl bleibt im 4-Bit-Melodienwahlspeicher 84 so lange erhalten, bis durch Schließen eines anderen Schalters T1 bis T4 eine andere Melodie ausgewählt wird. Gleichzeitig wird bei Schließen eines der Schalter T1 bis T4 ein Teil einer Anfangsadresse für die ausgewählte Melodie erzeugt, und über einen Kanal 154 zu einer Verknüpfungsstelle 155 weitergeleitet.

Durch Schließen des Schalters S3 wird zunächst der Eingabespeicher 130 aktiviert, worauf dann durch Schließen der Schalter T1 bis T4 folgende Funktionen ausgelöst werden können. Durch Schließen des Schalters T1 wird eine Testfunktion ausgelöst, bei der insbesondere für Vorführzwecke bei Verkaufsgesprächen dem Käufer die Schlagfolge, beispielsweise für 3:00 h und eine der vier im ROM-Speicher 36 abgespeichertenMelodien z. B. "Westminster", aufgezeigt werden kann; letzteres ohne Beeinflussung des Funktionsablaufes der Zeitsteuereinheit 33.

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Bei Auslösung der Testfunktion werden vom Schalter T1 über die Leitung 150, den Eingabespeicher 130, dessen Ausgangsleitung 156 eine Verbindungsleitung 157 zur Ablaufsteuerschaltung 83 und eine Steuerleitung 158 gleichzeitig die Verbindungen zwischen den Eingängen 59 bis 63 und 64 bis 67 der Zentralsteuereinheit 32 sowie der Signalauslöseschaltung bzw. der Vergleichsschaltung 121 durch Öffnen von logischen Testschaltern 159 bzw, I60 unterbrochen. Dadurch können dann keineAuslösesignale mehr von der Zeitsteuereinheit 33 in die Zentralsteuereinheit 32 eingespeist werden. Stattdessen werden gleichzeitig logische Testschalter Ιοί geschlossen und in der Vergleichsschaltung 121 die Testzeit 3:00 h binär kodiert, außerdem gleichzeitig auch logische Testschalter 162 geschlossen und der Signalauslöseschaltung 119 ein Binärsignal für einen 4/4-Stundenschlag programmiert. Ferner wird bei Auslösung der Testfunktion über die Leitung 156 ein Signal in den 4-Bit-Melodienwahlspeicher 84 eingeleitet, wodurch dessen Verbindung über die Leitung 163 zur Ablaufsteuerschaltung und von dieser über die Leitung 164 zum Adresszähler 128 zunächst unterbrochen ist. Außerdem wird gleichzeitig im 4-Bit-Melodienwahlspeicher 84 der Binär-Code für die Testmelodie "Westminster" ausgewählt. Dieser Binär-Code erzeugt einen Teil der Anfangsadresse für die gewählte Melodie, welche auf dem Kanal 154 zur Verknüpfungsstelle 155 weitergeleitet wird. In dieser Verknüpfungsstelle wird außerdem auch der Test-Binär-Code der Signalauslösesch'altung 119 über den Kanal eingeleitet» Beide Signale werden in der Verknüpfungssteile 155 miteinander verknüpft und als komplette Anfangsadresse über den Kanal 166 in den Adresszähler 128 eingespeist. Ein Synchronisationssignal wird anschließend über die Leitung 167 von der Signalauslöseschaltung 119 in die Ablaufsteuerschaltung 83 eingespeist, die wiederum ein hiervon abgeleitetes Startsignal über eine Leitung I68 an den Adresszähler 128 gibt und letzteren dadurch aktiviert.

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Es ertönen dann die einem 4/4-Stundenschlag zugeordnete Testmelodie sowie die für die Testzeit 3:00 h erforderlichen Stundenschläge. Nach dem letzten Stundenschlag wird ein nicht dargestelltes Speicher-Flip-Flop im Eingabespeicher I30 zurückgesetzt, so daß bei nochmaligem Schließen des Schalters Tl wiederum die gleiche Schlagwerksmelodie und -folge ertönt.

Wenn der Schalter S3 geschlossen ist und anschließend der Schalter T2 geschlossen wird, ergibt sich folgende Funktion.

Es wird über die Leitung I5I im Eingabespeicher I30 ein nicht dargestelltes Speicher-Flip-Flop gesetzt und das daraus resultierende Signal über eine Leitung I68 an die Ablaufsteuerschaltung 83 weitergeleitet, wodurch ein von der Signalauslö'seschaltung 119 über die Leitung I67 in die Ablauf steuerschaltung 83 eingespeistes Auslösesignal unwirksam wird. Die akustische Schlagwerksfunktion der erfindungsgemäßen Schlagwerksuhr ist in diesem Falle vollständig abgeschaltet. Bei nochmaligem Schließen des Schalters T2 wird das genannte Speicher-Flip-Flop wieder zurückgesetzt,.,, so daß dann die entsprechenden Verbindungen wieder durchgeschaltet sind und die Schlagwerksfunktion wieder aktiviert ist.

Wenn der Schalter S3 geschlossen ist und anschließend der Schalter T3 geschlossen wird, ergibt sich folgende Funktion.

Bei Schließen des Schalters S3 wird zunächst ein nicht dargestelltes Speicher-Flip-Flop im Eingabespeicher I30 zurückgesetzt, wodurch ein entsprechender Befehl "Laut" über eine Leitung 169 in die Ablaufsteuerschaltung 83 und von dieser über den Ausgang Ik an den Gegentakt-B-Verstärker 27 zur entsprechenden Lautstärkeeinstellung weitergeleitet wird. Wenn nun der Schalter T3 geschlossen wird, so wird das genannte Speicher-Flip-Flop über die Leitung 152 wieder gesetzt, mit der Folge, daß auf der vorgeschilderten Schaltstrecke nunmehr ein Befehl "Leise" an den Gegentakt-B-Verstärker 27 zur ent-

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sprechenden Reduzierung der Lautstärke weitergeleitet wird. Bei nochmaligen Schließungen des Schalters T3 wiederholt sich dieser Vorgang entsprechend·

Wenn der Schalter S3 geschlossen ist und anschließendder Schalter T4 geschlossen wird, ergibt sich folgende Funktion.

Bei Schließen des Schalters S3 wird zunächst auch ein hier nicht dargestelltes Speicher-Flip-Flop im Eingabespeicher 130 zurückgesetzt, wodurch die zuvor ausgewählte Melodie laut wiedergegeben wird. Durch' Schließen des Schalters TA wird über die Leitung 153 ein .Signal erzeugt, welches das besagte Speicher-Flip-Flop wieder zurücksetzt. Dadurch wird, ein entsprechender Befehl "Laut-Leise-Automatik" über eine Leitung 170 vom Eingabespeicher 130 zur Ablaufsteuerschaltung 83 geleitet und von dieser in nachfolgender Weise verarbeitet.

Über den Eingang 72 der Zentralsteuereinheit wird ein von der Zeit Steuereinheit 33 und den beiden Dekodern 133 bzw. 134 an*· geleitetes Signal in die Ablaufsteuerschaltung 83 eingeleitet. Je nach^dem welche Tageszeit vorherrscht, deren Bereich durch die Dekoder 133 und 134 festgelegt ist, wird von der Ablaufsteuerschaltung 83 über den Ausgang 74 der Zentralsteuereinheit ein Befehl "Laut" oder "Leise" an den Gegentakt-B-Verstärker 27 zur entsprechenden Lautstärkeeinstellung weitergeleitet. Daraus folgt, daß in der Zelt von 8:15 h bis 20:15 h die erzeugte Tonsignalfolge automatisch laut ertönt, während diese in der Zeit von 20:15 h bis 8:15 h automatisch nur leise ertönt. Ein zweites Schließen des Schalters T4 bewirkt eine . Unterdrückung dieses Automatismus, so daß eine ausgelöste Signalfolge wieder laut, ertönt.

Die drei Tonauswahlschaltungen 38, 39 und 40 bestehen jeweils aus einem 5-Bit-Speicher und werden mittels Zeitmultiplexbetrieb von der Zentralsteuereinheit 32 und insbesondere deren

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Adresszähler 128 über den ROF-T-Sp ei eher 36 melodien- und TeLtricktig aktivert. Es sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel deshalb drei Tonauswahlschaltungen verwendet, da wenigstens ein Mehrklangton erzeugt werden soll, und ein erster Klang noch andauert, wenn der bzw. die nachstehenden Klänge bereits eingesetzt haben.

Die Klangspektrum-Erzeugerschaltungen 41, 42 und 43 dienen dazu, die von den Tonauswahlschaltungen 38 bis 40 ankommende Tonfrequenz in ein vollständiges Klangspektrum umzuwandeln. Hierzu werden die vom Zwölf-Ton-Generator 37 in die Tonauswahlschaltungen 38 bis 40 eingespeisten und dort entsprechend der vorgegebenen Melodie ausgewählten Tonfrequenzen (7,84 KHz bis 14,8 KHz) in jede der drei Klangspektrum-Erzeugerschaltungen 41 bis 43 eingespeist und dort in vier verschiedene Ausgangsfrequenzen heruntergeteilt. Dabei wird die Eingangsfrequenz sowohl durch vier als auch durch sechs, durch 10 und durch 20 geteilt. Am Ausgang der Klangspektrum-Erzeuger schaltung 41 steht daher das vollständige Klangspektrum eines einzelnen Tones an, während an den Ausgängen der beiden anderen Klangspektrum-Erzeugerschaltungen 42 und 43 jeweils das Klangspektrum eines 2-Ton-Klanges ansteht. Die derart heruntergeteilten Frequenzen werden dann über je eine von vier Ausgangsleitungen einer jeden Klangspektrum-Erzeugerschaltung 41 Tis 43 den beiden Klangspektrum-Mischerschaltungen kk und 45 zugeführt. Letztere bilden jeweils eine Ausgangsspannung, in der die Amplituden der jeweils vier Ausgangsfrequenzen der Klangspektrum-Erzeugerschaltungen im Verhältnis 1:1:1:1 enthalten sind. Die beiden Ausgangsspannungen der beiden Klangspektrum-Mischerschaltungen 44 und 45 werden über die Verbindungsleitungen 91 und 92 jeweils in einen der beiden Hüllkurven-Generatoren 46 und 47, deren Funktion bereits weiter vorne beschrieben wurde, und von dort über Verbindungsleitungen 171 und 172 in die Tonfolgen-Mischerschaltung 48 eingespeist. Dort werden die beiden zugeführten Klänge im Verhältnis 1:1 gemischt. Das hieraus resultierende Tonsignal

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wird anschließend dem Gegentäkt-B-Verstärker 27 über eine Verbindungsleitung 173 zugeführt und von diesem an den Lautsprecher 28 zur akustischen Wiedergabe des erzeugten Tones bzw. Klanges weitergeleitet.

nachstehend ist die Funktion der erfindungsgemäßen Schlagwerksuhr nach erfolgter Zeiteinstellung, Melodienauswahl und Inbetriebsetzung durch Schließung des Schalters S3 beschrieben.

Kommt von der Zeitsteuereinheit 33 eine Schlagwerksmelodienanforderung (bei jeder 1/4, 1/2, 3/4 und vollen Stunde) an die Signalauslöseschaltung 119 (über die Eingänge 60 bis 63 der Zentralsteuereinheit 32), so wird diese Anforderung bei Vorliegen eines Synchronisationssignales (am Eingang 59 der Zentralsteuereinheit 32) von der Signalauslöseschaltung 119 über die Leitung 167 an die Ablaufsteuerschaltung 83 weitergeleitet. Es wird dann zunächst eine Melodienanfangsadresse gebildet, die sich aus einem vom 4-Bit-MelodienWahlspeicher entsprechend der vorgewählten Melodie über den Kanal 154 zur Verknüpfungsstelle 155 geleiteten Kennungssignal und einem von der Signalauslöseschaltung 119 über den Kanal 165 in die Verknüpfungsstelle 155 eingespeisten 1/4-Stunden-Kennungssignal zusammensetzt, und über den Kanal 166 als komplette Anfangsadresse in den Adresszähler 128 eingespeist wird. Durch diesen Vorgang wird die Kennung "Ende der Melodie" zwischen dem Ausgang 148 des ROM-Speichers 36 und dem Eingang 80 der Zentralsteuereinheit 32 in der Ablaufsteuerschaltung 83 aufgehoben, so daß dann der vom 4-Bit-Melodienwahlspeicher 84 über die Leitung 163 ankommende Melodientakt die AblaufSteuerschaltung 83 passieren und über die Leitung 65 in den Adresszähler 128 eingespeist werden kann. In der Ablaufsteuerschaltung 83 wird dann aufgrund dieser eingespeisten Taktsignale ein nicht dargestelltes Schieberegister aktiviert, was folgendes bewirkt. Als erstes wird über den Ausgang 75 der Zentralsteuereinheit 32 ein Signal an die Tonauswahlschaltungen

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38 bis 40 geleitet, wodurch in diese Tonfrequenzen eingeschrieben werden, die dem jeweiligen Bitmuster für den ersten Ton der im ROM-Speicher eingspeicherten Schlagwerkstnelodie entsprechen.

Als zweites werden Hiillkurven-Generatoren 46 und 47 über den Ausgang 76 der Zeitsteuereinheit 32 durch ein entsprechendes Toneinsatzsignal aktiviert.

Als drittes wird der Inhalt des Adresszählers 128 über seinen Takteingang (Leitung 164) um "1" erhöht, so daß dann an den Ausgängen des ROM-Speichers 36 das nächste byte ansteht, welches die gesamte Information für einen nachfolgend zu erzeugenden Ton beinhaltet.

Diese drei Vorgänge wiederholen sich bei jedem weiteren Ton der vom ROM-Speicher 36 abgerufenen Schlagwerksroelodie. Ist die Schlagwerksmelodie beendet, und eine 4/4-Stundenschlaganforderung steht in der Ablaufsteuerschaltung 83 an (über Eingang 63 der Zentralsteuereinheit 32 und Leitung 167), so werden der 4-Bit-Zähler mit Vergleichsschaltung 121 über eine Leitung 174 aktiviert und ein der jeweiligen Stunden entsprechend kodiertes Signal (eingespeist über die Eingänge 64 bis 67) erzeugt. Dieses Stundenkennungssignal löst eine akustische Schlagfolge aus, deren Töne ebenfalls im ROM-Speicher 36 abgespeichert sind und in die Tonauswahlschaltungen 38 bis 40 zur Weiterverarbeitung wie bei der Melodienauslösung eingeschrieben werden. Die Stundenschlag-Tonerzeugung läuft dann im wesentlichen gleich ab wie die Schlagwerksmelodienerzeugung. Das Ende der Stundenschlaganzahl wird der Ablaufsteuersehaltung über die Leitung 175 in Form eines Stop-Signales übermittelt. Abschließend bleibt noch darauf hinzuweisen, daß sich die Erfindung nicht ausschießlich auf das vorbeschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere sind Varianten der Schaltungsanordnung im Bereich der Ton- und Klangaufbereitung denkbar.

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Claims

Patentansprüche:

1. Elektronische Schlagwerksuhr zur Abgabe einer Tonsignalfolge, mit einem Frequenznormal, insbesondere einem Quarzoszillator, ferner mit einer Frequenzteilerschaltung.und einer Zeitanzeigeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Speicherschaltung (36) vorgesehen ist, in der die Kennwerte wenigstens einer Tonsignalfolge gespeichert sind, daß der Abruf der Kennwerte einer jeden Tonsignalfolge zeitsynchron durch elektronische Steuermittel erfolgt, daß die Tonfrequenzen jeder erzeugbaren Tonsignalfolge von einem mit einer hochfrequenten Eingangsfrequenz angesteuerten Frequenzwandler (37) ableitbar und zur polyphonen Klangerzeugung über mehrere Tonauswahlschaltungen (38, 39, 40) Klangspektrum-Erzeugerschaltungen (41, 42, 43) zuführbar sind, in denen durch geeignete Teilung der eingespeisten Frequenzen mehrere Ausgangsfrequenzen erzeugbar sind, die über nachgeschaltete Klangspektrum-Mischerschaltungen (44, 45),in denen ein vollständiges Klangspektrum erzeugbar ist, an Hüllkurven-Generatoren (46, 47) weiterleitbar sind, welch letztere ein Abklingen der einzelnen Klangfolgen ähnlich einer e-Funktion bewirken,

und daß die derart erzeugten Klänge über wenigstens eine Tonfolgen-Mischerschaltung (48) und eine Verstärkerschaltung (27) einem elektro-akustischen Wandler (28) zur Wiedergabe der erzeugten Tonsignalfolge zuführbar sind.

2. Elektronische Schlagwerksuhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Jede elektronisch erzeugbare Tonsignalfolge aus einer Schlagwerksmelodie und/oder eier Stundenkennungs-Schlagfolge besteht.

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3. Elektronische Schlagvrerksuhr nach Anspruch 1"WeIeT*2*, dadurch gekennzeichnet, daß als elektronische Speicherschaltung (36)ein Halbleiter-Speicher, wie ROM, RAM, PROM, EPROM, Blasen-Domänen oder dergleichen Speicher, vorgesehen ist, in dem die Kennwerte von wenigstens 4 Schlagwerksmelodien bzw. Schlagwerksfolgen gespeichert und bei Bedarf elektronisch gesteuert abrufbar sind.

4. Elektronische Schlagwerksuhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur zeitsynchronen Abrufung der Kennwerte einer jeden elektronisch erzeugbaren Tonsignalfolge eine zentrale Zeitsteuereinheit (33) vorgesehen ist, die mehrere Zähler (85, 86, 87, 88) aufweist, in die die Tageszeit durch Betätigung externer Bedienungselemente (Sl, Tl, T2, T3, T4) einspeisbar ist, und die außerdem mehrere logisch miteinander verknüpfte Speicher- bzw. Komparatorschaltungeh (105, HO, 111, 112, 113, 114, 120) aufweist, deren Inhalt fortlaufend mit den Zählerständen der Zähler (85, 86, 87, 88) vergleichbar ist und bei jeweiliger Koinzidenz zu jeder Viertel- und vollen Stunde entsprechende Kennungssignale zur Auslösung einer zugeordneten Tonsignalfolge abgeben.

5. Elektronische Schlagwerksuhr nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Zentralsteuereinheit (32) vorgesehen ist, die Steuer-, Speicher-und Auslö'sewahlschaltungen (82, 83, 84, 119, 121, 122, 130, 159, i60, l6l, 162) zur exakten Auslösung und Steuerung einer von der zentralen Zeitsteuereinheit (33) angeforderten Tönsignalfolge ausweist.

6. Elektronische Schlagwerksuhr nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzwandler (37) als Zwölf-Ton-Generator ausgebildet ist, in den eine Eingangsfrequenz von 4,194 MHz einspeisbar ist, die intern in zwölf verschiedene Tonfrequenzen einer Oktave mit einer unteren Frequenz von 7,84 KHz und einer

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oberen Frequenz von 14,8 KHz herunterteilbar ist, daß diese zwölf Frequenzen für eine Tonsignalfolge-Erzeugung drei Tonauswahlschaltungen (38, 39» ^O) zuführbar und dort die für eine jeweilige Tonsignalfolge benötigten Frequenzen . - gesteuert durch über den ROM-Speicher (36) eingespeiste Befehle der Zentralsteuereinheit (32) - auswählbar sind, daß diese ausgewählten Tonfrequenzen anschließend an drei Klangspektrum-Erzeugerschaltungen (41, 42, 43) weiterleitbar und in diesen jeweils nochmals sowohl durch 4, durch 6, durch 10 und durch 20 teilbar sind,,

daß diese vier heruntergeteilten Tonfrequenzen jeweils über einen Ausgang jeder der drei Klangspektrum-Erzeugerschaltungen in zwei Klangspektrum-Mischerschaltungen (44, 45) einspeisbar sind, die jeweils eine Ausgangsspannung erzeugen, in der die Amplituden der vier jeweils eingespeisten Frequenzen im Verhältnis 1:1:1:1 enthalten sind,

daß ferner diese derart erzeugten Klangspektren an zwei .Hüllkurven-Generatoren (46, 47) weiterleitbar sind, wo deren Abklingen nach einer e-Funktion in wenigstens 16 Schritten pro Sekunde bei voller Ausklingdauer von etwa 3 Sekunden und ohne Beeinflussung des jeweiligen Klangspektrums erzielbar iöt, und daß schließlich diese beiden derart erhaltenen Klangspektren an eiie Tonfolgen-Mischerschaltung (48) weiterleitbar sind, in der die eingespeisten Klänge im Verhältnis 1:1 mischbar und über deren Ausgang der Verstärkerschaltung (26, 27) und über diese dem elektro-akustischen Wandler (28) zuführbar sind.

7. Elektronische Schlagwerksuhr nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lautstärkeregelung eine Laut-Leise-Automatik vorgesehen ist, die während einer bestimmten Tageszeit ein relativ leises Ertönen der jeweils erzeugten Tonsignalfolge und während

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einer anderen Tageszeit ein rolntiv lautes Ertönen derselben ermöglicht, daß hierfür in der zentralen Zeitsteuereinheit (33) Speicher - bzw. Komparatorschaltungen (133, 13M vorgesehen sind, deren Speicherinhalt jeweils auf eine feste Tageszeit fixiert ist und deren Speicherinhalte fortlaufend mit den Zählers Landen dor 7./Ui I or (85, 86, 87, 88) vergleichbar und bei Kojir/.i.denz rMif.wdrr pin Laut- oder Leise-Steuerbefehl über die Zentralsteuereinheit (32) an die Verstärkerschaltung (26, 27) zur entsprechenden Lautstärkeregelung weiterleitbar ist.

8. Elektronische Schlagwerksuhr nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkerschaltung (27) aus einem Gegentakt-B-Verstärker mit Tiefpaßfilter, das aus dem erzeugten Klang unerwünschte hochfrequente Klanganteile herausfiltert, und einer Stromverstärkungsstufe (26) besteht.

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