DE2952113C2

DE2952113C2 - String-Chorus-Schaltung

Info

Publication number: DE2952113C2
Application number: DE2952113A
Authority: DE
Inventors: Werner 7218 Trossingen Sonnabend
Original assignee: MATTH HOHNER AG 7218 TROSSINGEN DE
Current assignee: MATTH HOHNER AG 7218 TROSSINGEN DE
Priority date: 1979-12-22
Filing date: 1979-12-22
Publication date: 1983-05-19
Also published as: US4354415A; JPS56102892A; DE2952113A1; EP0031019B1; EP0031019A1

Description

Ausgänge des elektronischen Musikinstruments und 5 den Wiedergabeteil des Instruments schaltbar ist

und die folgenden Komponenten aufweist: Die Erfindung betrifft eine sogenannte »String-Chc-

rus-Schaltung« für ein elektronisches Musikinstrument

a) eine Laufzeit-Verzögerungs-Einrichtung mit mit dem im Oberbegriff des Patentanspruchs I genannrnindestens zwei parallelen Obertragungskanä- 10 ten Merkmalen.

len, die Schieberegister für analoge Signale mit Eine solche Schaltung ist aus der DE-AS 23 09 321

paarweise kettenförmig abwechselnd angeord- bekannt; bei ihr wird die Taktfrequenz von MOS-Eimer-

neten und durch einen Taktschwinger umladba- kettenschaltungen in drei parallelen Kanälen durch

ren Ladungstransferelementen und ein nachge- tieffrequente Signale moduliert, die je Kanal je eine

schaltetes Tiefpaßfilter mit Durchlaßbereich für 15 tiefere und eine höhere Komponente — aber beide im

die Audiosignale umfaßt, Subaudiofrequenzbereich — enthalten, zwischen denen

b) und einen Subaudiogenerator, bestehend aus jeweils je Paar gleiche Phasenbeziehungen bestehen, einer Subaudio-Wechselspannungsquelle für die also die Phasenwinkel sowohl für die tiefere als auch für Erzeugung mindestens zweier, sinusförmiger, die höhere π · 120° betragen, wobei π = 0,1 oder 2 ist vorzugsweise nichtharmonischer Subaudio- 20 Ziel der bekannten Schaltung ist es, den sogenannten komponenten und einer Phasenverschiebeein- »chorischen Effekt« (oder »String chorus effect«), wie er richtuag, mittels der die Subaudiokomponenten insbesondere bei herkömmlichen Streicherklängen Phasendrehungen unterworfen werden und vorkommt, auch bei elektronisch erzeugten Musikkiänderen Ausgänge an Modulationseingängen der gen möglichst nahekommend nachzubilden. Das Ergeb-Taktschwinger liegen, 25 nis der Schaltung gemäß der DE-AS 23 09 321 ist noch

nicht ganz befriedigend, weil die dort vorliegende starre

dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Phasenbeziehung zwischen den einzelnen Komponen-

Phasenverschiebeeinrichtung vorgesehen ist, an ten des tieffreq'ueaten Modulationssignals einen mehr

deren Eingang die Summe der Subaudiokomponen- oder weniger starren Modulationseff ikt, statt des eher

ten liegt und die kaskadengeschaltete Verstärkerstu- 30 aleatorischen bei den herkömmlichen Streicherklängen,

fen (23, 27, 32) umfaßt, die frequenzabhängige verursacht Um weitere Abweichungen dieser starren

Phasendrehungen einführen und hinter denen Modulationsformen in Richtung solcher unregelmäßi-

jeweils die Ausgänge zu den Modulationseingängen _ger Art zu erzielen, ist schon vorgeschlagen worden, die

der Taktschwinger liegen. Laufzeiten der einzelnen Kanäle selbst durch unter-

2. String-Chorus-Srhaltung nach Anspruch 1, 35 schiedliche Taktfrequenzen unterschiedlich zu wählen, dadurch gekennzeichnet daß wischen den einzel- weil dann dabei auch unterschiedliche Modulationsefnen Verstärkerstufen (23,27,32) und dem zugeord- fekte zustande kommen.

neten Ausgang (16, 17, 18) zu dem Taktschwinger Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe

(58,59,60) ein Inverter (38,39,40) vorgesehen ist. zugrunde, ausgehend von der Schaltung mit den im

3. String-Chorus-Schaltung nach Anspruch 1 oder 40 Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkma-2, dadurch gekennzeichnet daß mindestens eine len den »String-Chorus«-Eifekt n&ch weiterzubilden Verstärkerstufe (27, 32) in ihrem Eingang ein bzw. noch mehr an das herkömmliche Ideal anzunähern, Hochpaßglied (29', 34) aufweist dessen Grenzfre- d. h. dahingehend zu verbessern, daß die periodischen quenz etwa gleich der höchstfrequenten Komponcn- Anteile noch mehr zurückgedrängt und durch eine te des Subaudioeingangs ist 45 Häufung von unregelmäßigen Kombinationen von

4. String-Chorus-Schaltung nach Anspruch 2, Modulationseffekten — naturgemäß und verständdadurch gekennzeichnet, daß jeder Inverter (38,39, licherweise ohne bzw. mindestens ohne wesentlichen 40) ein Gegenkopplungsnetzwerk (41, 42, 43) zusätzlichen technischen Aufwand — ersetzt ist
aufweist das als Tiefpaß mit einer Grenzfrequenz Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im etwa gleich der tiefstfrequenten Komponente des 50 kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Subaudioeingangs ist Merkmale gelöst

5. String-Chorus-Schaltung nach einem der Das nichtsinusförmige Subaudiosignal wird mittels Ansprüche 2—4, dadurch gekennzeichnet daß die des Umsetzers mit unterschiedlichen Phasenlagen den Verstärkerstufen (23,27,32) und die Inverter (38,39, ivlodulationseingängen der Taktschwinger zugeführt, 40) je einen Operations-Verstärker umfassen und 55 wobei die Phasendrehung vorzugsweise durch freder Ausgang (26, 31, 33) der Verstärkerstufen auf quenzselektive Netzwerke erfolgt und somit selbst den invertierenden Eingang (35, 36, 37) der frequenzabhängig ist, so daß die einzelnen Komponen-Inverterverstärker gekoppelt ist. ten des Subaudiosignals in unterschiedlicher und zeitlich

6. String-Chorus-Schaltung nach Anspruch 1, variabler Phasenlage die Taktschwinger modulieren,
dadurch gekennzeichnet daß die Subaudio-Wech- 50 Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß mit der so selspannungsquelle einen Wellenformspeicher für ausgebildeten Schaltung zwar die tiefsten Komponen-Amplitudenwerte einer niehtsinusförmigen Wellen- ten jeweils pro Stufe um je ca. 120° G phasenverschoben form sowie eine Leseeinrichtung zum sequentiellen werden, daß diese Beziehung aber für jede höhere Adressieren des Speichers umfaßt, mittels der das Komponente des Subaudio-Signals nicht mehr zutreffen Auslesen durch subaudiofrequente, unterschiedliche 65 kann; die Modulation mit diesen höherfrequenten Frequenz-oder Phasenlage aufweisende Signalspan- Komponenten erfolgt also nicht mit gleichmäßigem nungen erfolgt. Phasenumlauf der Summe, sondern es erfolgen in

7. String-Chorus-Schaltung nach Anspruch 3, unregelmäßiger Weise gebildete Abläufe von Kombina-

tionen, also es wechsein schnellere mit langsameren Abschnitten der Umläufe ab, wobei auch, dieser Wechsel wegen der nicht harmonischen Beziehungen keine erkennbare Periodizität aufweist In musikalischem Sinne heißt dies, daß der bisherige, gelegentlich oder häufig langweilige Eindruck der Phasenmodulation nun durch einen lebhafteren, charakteristisch musikalischen Effekt ohne strengere Regelmäßigkeit abgelöst ist

Es kann aus Kosten- oder Fertigungsgründen zweckmäßig sein, die Aufspaltung des Subaudio-Modu- ι ο lationssignals für die Schieberegister-Verzögerungsleitungen von vorne herein aus einem komplexen Signal abzuleiten, was durch Digital-Tonsynthese ohne weiteres ermöglicht wird. Die erfindungsgemäße Lösung der oben beschriebenen Aufgabe weicht dann von der >⁵ nachstehend ausführlicher abgehandelten dadurch ab, daß das nichtsinusförmige Subaudio-Signal als Summe von mindestens zwei verschiedenfrequenten Komponenten in Digital-Tonsynthese-Technologie in einem Wellenformspeicher mit tieffrequenter Zähleradressierung der Speicherstellen mit Amplitudenwerten gespeichert ist, dessen Leseeingänge mit phasenverschobenen und/oder frequenzverschiedenen Signalspaviiungcn von Subaudiofrequenz beaufschlagt werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert; es stellt dar

F i g. 1 ein Schaltbild des in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendeten Umsetzers und

Fig.2 ein Gesamt-Blockschaltbild für die Verwendung der Schaltungsanordnung in einem elektronischen Musikinstrument

In Fig. 1 sind die beiden Tiefton-Oszillatoren 1, 2 erkennbar, von denen der eine auf die tiefere und der andere auf die höhere der beiden Subaudiofrequenzen der Komponenten des Subaudio-Signals abgestimmt ist. Der Oszillator 1 umfaßt einen handelsüblichen Schaltkreis »LM 566« mit einer äußeren Beschallung durch Festwiderstand 3 und Einstellwiderstand 4, Kondensator 5, positivem und negativem Pol 6 bzw. 7 der Stromquelle sowie einen Spannungsteiler-Abgriff 8 davon. — Für den anderen Tieftonoszillator 2 gilt dasselbe entsprechend, lediglich mit anderer Dimensionierungdes Kondensators 9. Die Festkörperschaltkreise LM 566 sind an sich zum Aufbau ι·οη Oszillatoren bestimmt und geeignet, deren Frequenz durch Gleichspannungsänderungen beeinflußt bzw. geändert werden kann. Diese Funktion wird im vorliegenden Falle jedoch nicht ausgenützt, sondern tfient nur der Beschreibung des Oszillators 1,2.

Die Ausgänge 10,11 sind über Entkopplungs-Widerstände 12,13 mit einem gemeinsamen Belastungswiderstand 14 verbunden und der gemeinsame Spannungsknoten dient als Quelle für das komplexe, d. h. nichtsinusförmige Subaudiofrequenz-Signal, das am Eingang der Umsetzerbaugruppe liegt, die drei Ausgangsklemmen 16, 17, 18 für verschiedene abgeleitete Teilsignale aufweist.

An die Eingangsklemme 19 ist zunächst über einen funktionstechnisch Unwichtigen Blöckköndensätöf 20 und einen Entkopplungswiderstand 21 der invertierende Eingang 22 des Operationsverstärkers 23 angeschlossen, der in an sich bekannter Weise für Verstärkungseinstellung durch einen ohmschen Widerstand 24 sowie zur Stabilisierung gegen unerwünschte Selbsterregung durch den Kondensator 25 vom Ausgang 26 auf den invertierenden Eingang 22 rückgekoppelt ist, An den Ausgang 26 dieser Verstärkerstufe ist ein weiterer Operationsverstärker 27 in prinzipiell gleicher Beschallung angeschlossen, lediglich mit dem Unterschied, daß das Signal am Ausgang 26 sowohl über den Entkopplungswiderstand 28 auf den invertierenden Eingang 29 als auch über ein ÄC-Hochpaß-GHed mit einer Zeitkonstante etwa gleich dem Kehrwert der Frequenz der höherfrequenten der beiden Komponenten des Subaudiosignals auf den nichtinvertierenden Eingang gelegt ist; bezüglich des Gegenkopplungskrc^es 30 ist die Beschallung des Operationsverstärkers 27 gleich ausgeführt wie bei dem Operationsverstärker 23. An den Ausgang 31 des Operationsverstärkers 27 sind die beiden Eingänge des Operationsverstärkers 32 mit dem Ausgang 33 in praktisch identischer Weise beschaltet wie ersterer angeschlossen. Gewisse Unterschiede sind bei der Dimensionierung der ÄC-Hochpaß-GIieder 29 und 34 (im Falle des Operationsverstärkers 32) durch Wahl der Widerstände R_x vorgesehen.

Die Signale auf den Ausgängen 26, 31 und 33 beaufschlagen die invertierenden Einginge 35, 36 und 37 der Operationsverstärker 38, 39 ur.J 40, deren Ausgänge die bereits erwähnten Ausgänge 16,17 und 18 des Umsetzers 15 sind. Die Operationsverstärker 38,39, 40 sind mit im wesentlichen gleichen Parallel-ÄC-GIiedern 41, <!2,43 von einer Zeitkonstante gegengekoppelt die mindestens annähernd gleich dem Kehrwert der Frequenz der tieferfrequenten Komponente des Subaudiofrequenz-Signals an der Eingangsklemme 19 ist Die nichtinvertierenden Eingänge, z. B. 44, 45, und die Fußpunkte der Widerstände der Hochpaß-ÄC-Glieder 29,34 sind über die Leitung 46 mit einer Betriebsspannungs-Siebschaltung 47 verbunden und über diese mit Betriebs-Gleichspannung versorgt

Sowohl die Hochpaß-ÄC-Glieder 29, 34 als auch die Parallel-ÄC-Gegenkopplungsglieder 41, 42, 43 mit Tiefpaßwirkung führen den Effekt herbei, daß die tieferfrequente Komponente des Subaudiofrequenz-Signals am Eingang 19 an den Ausgangsklemmen Ib, 17 und 180°, 120° bzw.240° phasenverschoben erscheinen, während die Phasenwinkel der höherfrequenten Komponente bzw. Komponenten von 0° aus zwischen 90° und 120°, genauer um wenig mehr als 90° bzw. zwischen 180° und 240° (plus ein ganzzahliges Vielfaches von 90°) betragen. Diese paarweise je Kanal nicht gleichen Phasenverschiebungen der Komponenten in den Signalen an den Ausgängen 16, 17 und 18 bewirken, daß wesentlich kompliziertere Modulations-Überschneidungen zustande kommen als bei einer Modulation mit zwei Komponenten, deren Phasenbeziehungen sich starr periodisch wiederholen.

In Fi g. 2 liegen an einem Ausgang des Tonfrequenz generators 51 über die drei Leitungen 52, 53, 54 die Laiffzei'.vtrzögerungs-Einrichtungen 55, 56, 57 gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, deren Schieberegister durch die Taktsignale der Taktschwinger 59,59,60 gemäß den Ausgangssignalen der spannungsabhängigen, d. h. durch eine Spannung frequenzmoduiierbaren Superaudio-Osziliaüoren 61,62,63 (z. B. 30 kHz, 55 kHz, 80 kHz) gesteuert werden; die Ausgangssignale der LaufzeitverzögerunjpEinrichtungen 55, 56, 57 sind über Mischer 64 mit Klangfärbungsmitteln, P^gtleinstellung usw. zusammen mit dem Ausgangssignal einer weiteren, über die direkte Leitung 65 an einen weiteren Ausgang 66 des Tonfrequenzgenerators 51 angeschlossenen ähnlichen Baueinheit 67 an die Eingänge 68, 69 einer weiteren Mischstufe 70 und von dieser auf den

Eingang 71 eines Leistungsverstärkers 72 gekoppelt, dessen Ausgangssignal die Tonwiedergabe-Einrichtung 73 beaufschlagt.

Die Superaudiofrequenz-Oszillatoren 61, 62, 63 werden frequenzmoduliert durch die auf den drei Ausgängen 16, 17, 18 auftretenden Signale der erfindungsgemäß vorgesehenen String-Chorus-Schaltung mit dem Umsetzer 15, an dessen Eingang der Ausgang 19 des Generators 1 + 2 für ein nichtsinusförmiges Subaudio-Signal mit mindestens zwei sinusförmigen, vorzugsweise nichtharmonischen Komponenten angeschlossen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

29 52 U3 t 2 Patentansprüche: dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfrequenz des Hochpaßgliedes veränderlich ist,

1. String Chorus-Schaltung for ein elektronisches

Musikinstrument, die zwischen Audio-Generator-