DE3018363C1 - Elektronisches Tastenmusikinstrument - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Tastenmusikinstrument mit zwei Kanälen, deren Eingänge je mit dem Ausgang einer durch Zugriegel einstellbaren Tonsignal-Mischschaltung verbunden sind und von denen der zweite eine Perkussionsschaltung aufweist.

Bei bekannten Instrumenten dieser Art (Wersi »Helios«) werden die von einem Tongenerator erzeugten und von den Tasten geschalteten Tonsignale fußlagenweise zusammengefaßt und über Sinusfilter, die je Tastaturoktave und Fußlage einmal vorhanden sind, zwei Sätzen von je einer Fußlage zugeordneten Zugriegeln zugeleitet. Das am ersten Zugriegelsatz abgenommene Tonsignalgemisch wird über einen ersten Kanal direkt oder nach weiterer Bearbeitung, wie Hall, Phasenvibrato od. dgl., einem Verstärker zugeführt. Das am zweiten Zugriegelsatz abnehmbare Tonsignalgemisch wird über einen zweiten Kanal, der eine Perkussionsschsltung enthält, demselben Verstärker zugeführt Auch der zweite Kanal kann weitere Bearbeitungsschaltungen enthalten. Man kann daher wahlweise einen der Kanäle allein oder — was zur Erzielung spezieller Effekte erwünscht ist — beide Kanäle gemeinsam, aber mit unterschiedlicher Einstellung der beiden Zugriegelsätze und unterschiedlicher Bearbeitung (z. B. Phasenvibrato) betreiben.
Diese Schaltung erfordert den Aufwand zweier

ίο Zugriegelsätze mit den zugehörigen Eingangsschaltungen. Auch beim Betrieb der Orgel sind jeweils zwei Zugriegelsätze zu betätigen. Ungeübten Spielern fällt es schwer, beide Zugriegelsätze derart mit Bezug aufeinander einzustellen, daß in allen Fällen ein ausgewogenes

Klangbild aus Normalton und Perkussionston entsteht Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein

elektronisches Tastenmusikinstrument der eingangs beschriebenen Art, bei dem eine unterschiedliche

Tonbehandlung in den beiden Kanälen möglich ist

anzugeben, bei dem bezüglich der Zugriegel der

Aufwand verringert und die Bedienung erleichtert wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

daß die Eingänge beider Kanäle mit dem Ausgang derselben Mischschaltung verbunden sind und daß im zweiten Kanal der Perkussionsschaltung ein Eingangsfilter vorgeschaltet ist das die Amplituden der im Gemisch enthaltenen Tonsignale tieferer Frequenz vermindert

Das Filter stellt sicher, daß trotz Einspeisung

desselben Tonsignalgemischs in beide Kanäle der Perkussionsschaltung ein abgewandeltes Tonsignalgemisch zugeführt wird, so daß der Perkussionston sich deutlich vom Normalton abhebt und damit die gleichen Effekte erzielt werden, wie sie früher mit zwei Zugriegelsätzen erreicht wurden. Der Frequenzgang des Filters kann von vornherein so ausgelegt werden, daß sich bei der anschließenden Überlagerung von Perkussionston und Normalton ein ausgewogenes Klangbild ergibt Dadurch, daß die Tonsignale tieferer

*o Frequenz stärker vermindert werdi.;, sind die für den Perkussionseffekt interessanteren Obertöne stärker hervorgehoben.

Besonders gute Ergebnisse zeigen sich, wenn das Eingangsfilter im Bereich tieferer Frequenzen auf eine

Reduzierung von etwa 12 db/Oktave ausgelegt ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß im zweiten Kanal ein Verstärker angeordnet ist. dessen Verstärkungsfaktor mit steigender Tonhöhe abnimmt Hierdurch wird erreicht, daß die Perkussionslautstärke über die gesamte Tastatur, auch wenn diese mehrere Oktaven umfaßt, ausgeglichen ist. Denn durch das Eingangsfilter ergibt sich im oberen Bereich der Tastatur eine größere Perkussionslautstärke als im unteren Bereich. Dieser Effekt kann durch den gegensinnig wirkenden Verstärker kompensiert werden.

Eine besonders einfache Ausführungsform ergibt sich, wenn der Verstärker als spannungsgesteuerter Verstärker ausgebildet und von einem Spannungsgeber ansteuerbar ist, der eine von der Lage der angeschlagenen Taste abhängige Steuerspannung abgibt. Auf diese Weise wird der Verstärker in Abhängigkeit von der angeschlagenen Taste gesteuert, was eine eindeutige Zuordnung des Verstärkungsfaktors zur Tonhöhe ergibt.

Günstig ist es ferner, wenn dem Spannungsgeber eine Auswahlschaltung zugeordnet ist, die jeweils nur die Steuerspannung der höchsten angeschlagenen Taste zur

Steuerung des Verstärkers freigibt. Auf diese Weise wird bei den» gleichzeitigen Anschlagen mehrerer Tasten die oberste Taste zur Steuerung herangezogen, weil der von ihr ausgelöste Ton die Perkussionslautstärke am meisten beeinflussen würde,

Vorteilhaft ist es auch, wenn dem Spannungsgeber eine Halteschaltung zugeordnet ist, die die Steuerspannung bis zum nächsten Tastenanschlag konstant hält Damit ist sichergestellt daß sich beim Obergang von einem Tastenarwchlag zum nächsten keine undefinier- ι ο ten Verstärkungen im zweiten Kanal ergeben.

Eine weitere Vereinfachung ergibt sich dadurch, daß die Tonsignal-Mischschaltung Sinusfilter aufweist die gleichen Tonsignalen aus mehr als einer Fußlage gemeinsam sind. Eine solche Mischschaltung hat den Vorteil, daß sie mit einer erheblich verminderten Zahl von Sinusfiltern auskommt in de? Regel mit je einem Sinusfilter für eine Oktave der vom Tongenerator abgegebenen Tonsignale. Mit den Zugriegeln kann direkt auf Rechteck-Tonsignale verarbeitende Regelstufen eingewirkt werden. Da diese Sinusfilter nur noch einen einzigen Ausgang haben, können die Fußlagen nicht mehr gesondert verarbeitet werden. Trotzdem können ausgeprägte Perkussionstöne zusätzlich zu den Normaltönen abgegeben werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter, bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform,

F i g. 2 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform,

F i g. 3 die Filtercharakteristik über der Frequenz und F i g, 4 die Steuerspannung U_s über derTastatur.

In F i g. 1 werden von einem Tongenerator 10 über 96 Leitungen 11 verschiedene Tonsignale in Rechteckform einer elektronischen Tastschaltung 13 zugeführt, welche eine Vielzahl von elektronischen Schaltern aufweist Diese werden durch Tastspannungen angesteuert, welche beim Drücken einer Taste einer Tastatur 14, die *o hier vier Oktaven hat, ausgelöst und über eine 49-Kanal-Leitung 15 zugeführt werden. Von der Tastschaltung gehen einerseits neun Leitungen 16a ab, die je einer Fußlage zugeordnet sind und zu Rechteckausgängen 17 für Festregister führen. Ferner sind an die Tastschaltung 13 Sinusfilter 18 angeschlossen, und zwar für jede Fußlage pro Oktave je ein Filter, so daß bei neun Fußlagen und vier Oktaven insgesamt 36 Sinusfilter vorhanden sind. An deren Ausgang befinden sich neun Leitungen 19, die je einer Fußlage zugeordnet sind und sinusförmige Tonsignale führen. Diese werden einem Zugriegelsatz 20 zugeführt, welcher die Ausgangsstufe einer Tonsignal-Mischschaltung 21 bildet

An deren Ausgang 22 steht ein durch Addition entstandenes Tonsignalgemisch Tg an, das über zwei Kanäle 23 und 24 einem gemeinsamen Verstärker 25 mit nachgeschaltetem Lautsprecher oder sonstiger Widergabevorrichtung zuführbar ist. Der erste Kanal 23 stellt eine direkte Verbindung zum Verstärker 25 her oder er enthält eine Bearbeitungseinheit 27, z. B. ein Phasenvibrato od. dgl. Am Ausgang dieses Kanals tritt daher ein Normalton Tn auf.

Im zweiten Kanal geht das Tonsignalgemisch Trüber eine spannungsgesteuerten Verstärker 28, einen Eingangsfilter 29 und sine Perkussionsschaltung 30. Am Eingang 31 der Perkussionsschaltung 30 können von einem Eingang 32 he,' Ausgangssignale aus den Festregistern, einer Wsh-Wab-Schaltung usw. zugeführt werden. Am Ausgang der Perkussionsschaltung 30 tritt daher «in Perkussionssignal Tp auf. Die Perkussionsschaltung 30 hat einen üblichen Aufbau und sorgt dafür, daß die Amplitude U des Signals nach dem Anschlag mit der Zeit t rasch abklingt Das Eingangsfilter 29 schneidet bei tieferen Frequenzen /"die Amplitude mehr oder weniger stark ab, wie es durch den Verstärkungsfaktor V angedeutet ist so daß sich der Perkussionston Tp in seiner Zusammensetzung von dem Normalton Tn unterscheidet Die Obertöne sind stärker ausgeprägt was den Perkussionscharakter unterstützt

Der Tastatur 14 ist ein Spannungsgeber 33 zugeordnet der über seine Ausgangsleitung 34 eine Steuerspannung U₅ abgibt Diese Steuerspannung hat den in F i g. 4 veranschaulichten Verlauf, wo jeder Taste eine bestimmte Steuerspannung zugeordnet ist Mit zunehmender Oktavzahl nimmt diese Steuerspannung ab. Im oberen Teil der Tastatur bleibt sie auf einem kleinen Wert konstant Eine Auswahl- und Halteschaltung 35 hat die Aufgabe, jeweils diejenige St,-:,erspannung U₁ auszuwählen, welche beim gleichzeitigen Anschlag mehrerer Tasten der obersten Taste zugeordnet ist Darüber hinaus wird die so ausgewählte Steuerspannung Us so lange festgehalten, bis der nächste Tastenanschlag erfolgt Von dieser Steuerspannung wird daher der spannungsgesteuerte Verstärker 28 beeinflußt Sein Verstärkungsfaktor ist um so kleiner je höher die oberste angeschlagene Taste liegt Auf diese Weise ist dafür gesorgt daß die Perkusrionslautstärke bei höheren Tönen trotz der Charakteristik des Eingangsfilters 29 nicht zunimmt

Bei der Ausführungsform nach Fig.2 werden für identische Teile dieselben Bezugszeichen wie in F i g. 1 und für entsprechende Teile um 100 erhöhte Bezugszeichen verwendet Der Kanal 124 unterscheidet sich im wesentlichen vor, demjenigen der F i g. 1 dadurch, daß der spannungsgesteuerte Verstärker 28 dem Eingangsfilter 29 nachgeschaltet ist

Der Tonsignalgenerator 10 gibt lediglich zwölf verschiedene Tonsignale der obersten Oktave über die Leitung 111 an einen Frequenzteiler 36 ab. Dieser steht mit den Eingängen der elektronischen Schalter der Tastschaltung 113 in Verbindung, die wiederum über die Leitung 15 Tastspannungen von der Tastatur 14 zugeführt erhält Außer den neun Leitungen 16, welche zu den Rechteck-Ausgängen 17 für Festregister führen, sind zwei Leitungen 37 vorgesehen, welche zu Ausgängen 38 für Sägezahn-Signalen führen. Ferner ist der elektronischen Tastschaltung 113 ein Satz Regelstufen 39 für Sinussignale zugeordnet. Diese Regelstufen werden durch Zugriegel 120 über neun Leitungen 40, welche je einer Fußlage zugeordnet sind, gleichspannungsmäßig angesteuert Diesen Regelstufen sind Siriusfilter 118 derart zugeordnet, daß jeder Filter die Töne einer Oktave des Frequenzteilers 36, unabhängig von der jeweiligen Fußlage, bearbeitet, so daß man insgesamt nur acht derartige Sinusfilter benötigt. In diesem Fall bilden die Sinusfilter 118 die Ausgangsstufe der Mischschaltun^ 121, deren Ausgang 122 das Tonsignalgenisch Tg führt Durch eine Verbindungsschaltung 4) ist angedeutet, daß die Teile 36,39,41 und 112 in integrierten Schaltungen 42 zusammengefaßt sein können, z.B. vom Typ UAA1012 und 1013 der Fa. Intermetall.

In F i g. 3 ist die Ku;nlinie des Eingangsfilters 29 für ein Beispiel veranschaulicht; im doppellogarithmischen Maßstab ist die Spannungsverstärkung V über der

Frequenz /dargestellt. Die Eckfrequenz liegt bei etwa 1000 Hz. Darüber ist der Verstärkungsfaktor 1, darunter fällt er bis auf etwa 100 Hz mit etwa I2db/Oktave, so daB am unteren Punkt -40 db vorherrschen.

Bei der in F i g. 4 veranschaulichten Steuerspannung U, hat es sich als günstig herausgestellt, wenn pro Oktave eine Spannungsverminderung von ca. 1,0 bis 1,5 V auftritt.

Von den veranschaulichten Beispielen kann in vielfacher Hinsicht abgewichen werden, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann die Bearbeitungseinheit 27 auch für beide Kanäle gemeinsam vorgesehen werden. Es ist auch möglich, die Kanäle über getrennte Verstärker und Wiedergabevorrichtungen zu leiten. Statt einer elektro nischen Bearbeitung kann auch eine mechanische Tonbehandlung erfolgen, z. B. mittels eines Rotationslautsprechers. Die Steuerungselemente für die Sinus-Überlagerung sind als Zugriegel dargestellt, weil dies die häufigste Form der Verwirklichung ist. Es kommen

ίο aber auch äquivalente Stellelemente in Betracht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche;

1. Elektronisches Tastenmnsikmstrument nut zwei Kanälen, deren Eingänge je mit dem Ausgang einer durch Zugriegel einstellbaren Tonsignal-Mischsehaltung verbunden sind und von denen der zweite eine Perkussionsschaltung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge beider Kanäle (23, 24; 124) mit dem Ausgang (22; 122) derselben Mischschaltung (21; 121) verbunden sind und daß im zweiten Kanal der Perkussionsschaltung (30) ein Eingangsfilter (29) vorgeschaltet ist, das die Amplituden der im Gemisch (Tg) enthaltenen Tonsignale tieferer Frequenz vermindert.

2. Tastenmusikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangsfilter (29) im Bereich tieferer Frequenzen auf eine Reduzierung von etwa 12 db/Oktave ausgelegt ist

3. Tastenmusikinstrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Kanal (24; 124) ein Verstärker (28) angeordnet ist, dessen Verstärkungsfaktor mit steigender Tonhöhe abnimmt

4. Tastenmusikinstrument nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (28) als spannungsgesteuerter Verstärker ausgebildet und von einem Spannungsgeber (33) ansteuerbar ist der eine von der Lage der angeschlagenen Taste abhängige Steuerspannung (Us) abgibt

5. Tastenmusikinstrument nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Spannungsgeber (33) eine Auswahlschaltung (2S) zugeordnet ist die jeweils nur die Steuerspannung (Us) der höchsten angeschlagenen Taste zur Ste'^rung des Verstärkers (28) freigibt

6. Tastenmusikinstrument nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Spannungsgeber (33) eine Halteschaltung (35) zugeordnet ist die die Steuerspannung (Us) bis zum nächsten Tastenanschlag konstant hält

7. Tastenmusikinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß die Tonsignal-Mischschaltung (121) Sinusfilter (118) aufweist, die gleichen Tonsignalen aus mehr als einer Fußlage gemeinsam sind.