DE3202785C2

DE3202785C2 - Electronic organ

Info

Publication number: DE3202785C2
Application number: DE19823202785
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 4950 Minden Waltking
Original assignee: Dr Rainer Boehm & Co Kg 4950 Minden De GmbH
Current assignee: Dr Rainer Boehm & Co Kg 4950 Minden De GmbH
Priority date: 1982-01-28
Filing date: 1982-01-28
Publication date: 1984-03-15
Also published as: DE3202785A1

Abstract

Bei einer elektronischen Orgel mit einem aus einem Hauptoszillator (1) und geeigneten Frequenzteilern (2) bestehenden Tongenerator, bei dem eine Frequenzverschiebung aller Töne der Orgel durch Verstimmung des Hauptoszillators (1) möglich ist, und mit oktavweise an die Tonausgänge (4) für die verschiedenen Fußlagen angeschlossenen Filtern, insbesondere Sinusfiltern, ist eine unbeeinträchtigte Benutzung der Filter (5, 6, 7, 8) auch bei Verstimmung des Hauptoszillators (1) möglich, wenn die Filter (5, 6, 7, 8) als steuerbare Filter ausgebildet sind und die Steuereingänge (11) der Filter (5, 6, 7, 8) gemeinsam mit einem Signal des Generators gespeist werden.In an electronic organ with a tone generator consisting of a main oscillator (1) and suitable frequency dividers (2), in which a frequency shift of all tones of the organ is possible by detuning the main oscillator (1), and with octaves to the tone outputs (4) for the Filters (5, 6, 7, 8) connected to different bases, in particular sinusoidal filters, can be used without impairment even if the main oscillator (1) is detuned if the filters (5, 6, 7, 8) are designed as controllable filters and the control inputs (11) of the filters (5, 6, 7, 8) are fed together with a signal from the generator.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Orgel mit einem aus einem Hauptoszillator und geeigneten Frequenzteilern bestehenden "iongenerator, bei dem eine Frequenzverschiebung aller Töne der Orgel durch Verstimmung des Hauptoszillator¹-. möglich ist, und mit oktavweise an die Tonausgänge für die verschiedenen Fußlagen angeschlossenen Filtern, insbesondere Sinusfiltern. The invention relates to an electronic organ with an "ion generator" consisting of a main oscillator and suitable frequency dividers, in which a frequency shift of all tones of the organ is possible by detuning the main oscillator ¹ - Sine filters.

Es ist seit längerer Zeit bekannt, den Tongenerator einer Orgel mit einem Hauptoszillator aufzubauen, dessen Ausgangsfrequenz mit einem speziellen Frequenzteiler so geteilt wird, daß die Ausgangsfrequenzen im Verhältnis der Töne einer Oktave zueinanderIt has been known for a long time to build the tone generator of an organ with a main oscillator, its output frequency with a special frequency divider is divided so that the output frequencies in the ratio of the tones of an octave to each other

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stehen. An diese Ausgangsfrequenzen werden Teilerketten angeschlossen, an denen dann die Töne für die verschiedenen Oktaven abnehmbar sind. Die zu einer Fußlage gehörenden Oktaven werden zusammengefaßt und fußlagenweise weiter verarbeitet.stand. Divider chains are connected to these output frequencies, to which the tones for the different octaves are removable. The octaves belonging to a foot position are combined and further processed by foot layers.

Üblicherweise sind die Frequenzen des Tongenerators durch Rechtecksignale gebildet. Zur Erzeugung von üblichen Orgeltönen werden die Signale mit Hilfe von Filtern geformt, und der Oberwellengehalt variiert.The frequencies of the tone generator are usually formed by square-wave signals. To generate Normal organ tones, the signals are shaped with the help of filters and the harmonic content is varied.

Von besonderer Bedeutung sind die oberwellenfreien Sinuswellen, die aus Rechteckwellen durch sehr steile Tiefpaßfilter gebildet werden, so daß alle Oberwellen so stark gedämpft werden, daß sie keine wesentliche Bedeutung mehr haben. Da die Oberwellen für einen Ton bereits im Bereich des gleichen Tones der nächsten Oktave beginnen, kann ein Sinusfilter im allgemeinen nur für die Töne einer Oktave vorgesehen werden.Of particular importance are the harmonic-free sine waves, which are made up of square waves through very steep ones Low-pass filters are formed so that all harmonics are attenuated so much that they are not essential Have more meaning. Because the harmonics for one tone are already in the range of the same tone for the next Starting from an octave, a sine filter can generally only be used for the tones of an octave.

Die Verwendung des beschriebenen Tongenerators bietet den Vorteil, daß alle Töne der Orgel leicht in einer gewünschten Weise verstimmt werden können. Durch Veränderung der Frequenz des Hauptoszillators werden alle Töne der Orgel ebenfalls verändert, wobei das Verhältnis der Töne zueinander erhalten bleibt. So kann beispielsweise leicht eine Transponierung in eine andere Tonart vorgenommen werden, so daß ein nicht so geübter Spieler in einer ihm geläufigen Tonart ein Stück auf den Tasten greifen kann, dieses Stück aber in einer anderen Tonart wiedergegeben wird, die z. B. zum Spiel eines Mitspielers auf einem anderen Instrument paßt. An dem Hauptoszillator läßt sich auch Licht die Stimmung der Orgel korrigieren und eine Automatik realisieren, bei der sich die Frequenzen der Orgel auf die Frequenzen eines Steuersignals einstellen (DE-OS 28 30 581).The use of the tone generator described has the advantage that all the tones of the organ easily in one can be detuned as desired. By changing the frequency of the main oscillator all tones of the organ also changed, whereby the relationship of the tones to each other is retained. So can for example, a transposition into a different key can easily be made, so that a not so An experienced player can play a piece on the keys in a key he is familiar with, but this piece in one another key is played, e.g. B. fits to the game of a fellow player on another instrument. On the main oscillator, light can also be used to correct the tuning of the organ and an automatic function realize, in which the frequencies of the organ adjust to the frequencies of a control signal (DE-OS 28 30 581).

Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei einer größeren Verstimmung des Hauptoszillators, z. B. bei einer Transponierung, die Sinusfilter nicht mehr in der gewohnten Qualität arbeiteten bzw. sogar unbrauchbar waren. Der Grund hierfür liegt darin, daß bei einer größeren Verstimmung der Frequenzen der Orgel die steilen und kritisch ausgelegten Sinusfilter nicht mehr an die Tonfrequenzen der zugehörigen Oktave der jeweiligen Fußlage angepaßt sind. Es kann dabei vorkommen, daß für einige Töne der Oktave die ersten Oberwellen nicht unterdrückt werden oder daß für einige Töne der Oktave das Tiefpaßfilter bereits weitgehend sperrt, so daß diese Töne nicht mit der erforderlichen Amplitude auf den Lautsprecher gelangen. Dies hat dazu geführt, daß vom Spieler der Orgel von der Benutzung der Sinusfilter abgesehen wurde, wenn eine Transponierung durchgeführt wurde.However, it has been shown that with a larger detuning of the main oscillator, z. B. at a Transposition, the sine filters no longer worked in the usual quality or even unusable was. The reason for this is that if the frequencies of the organ are more detuned, the steep and critically designed sine filters no longer adapt to the tone frequencies of the associated octave are adapted to the respective foot position. It can happen that for some tones of the octave the first Harmonics are not suppressed or that the low-pass filter is already used for some tones of the octave largely blocks, so that these tones do not reach the loudspeaker with the required amplitude. As a result, the organ player refrained from using the sine filter, when a transpose has been performed.

In der DE-OS 26 56 596 ist ein elektronisches Musikinstrument beschrieben, das einen Tongenerator aufweist, der die Töne jeweils entsprechend einer gedrückten Klaviaturtaste erzeugt. Hierzu wird die einem spannungsgesteuerten Oszillator je nach gedrückter Taste eine unterschiedliche Steuerspannung zugeführt Der Oszillator schwingt dann auf die gewünschte Frequenz ein, die über den Lautsprecher als Ton wiedergegeben werden kanp Aus dieser Anordnung ergibt sich, daß mit dem in der Entgegenhaltung beschriebenen elektronischen Musikinstrument niemals zwei Töne gleichzeitig gespielt werden können. Die in dieser Entgegenhaltung beschriebene elektronische Orgel erlaubt also kein Akkordspiel, weil ein Akkord durch das Zusammenklingen mehrerer Töne gebildet ist. Die die Tonhöhe bestimmende Steuerspannung wird nicht nur auf den spannungsgesteuerten Oszillator, sondern auch auf ein spannungsgesteuertes Filter geleitet. Da am Ausgang des Oszillators Frequenzen anstehen, die über drei oder mehrere Oktaven variieren, ist es nicht möglich, das für die Klangformung benötigte Filter für diesen breiten Frequenzbereich auszulegen. Deswegen ist es zwangsläufig erforderlich, bei einem Generator dieser Art das Filter zu steuern, und zwar etwa parallel zum spannungsgesteuerten Oszillator. Folgerichtig wird daher die Steuerspannung für den spannungsgesteuerten Oszillator gleichzeitig auf das spannungsgesteuerte Filter geleitet.In DE-OS 26 56 596 an electronic musical instrument is described which has a tone generator which generates the tones in accordance with a pressed keyboard key. For this purpose, the a voltage-controlled oscillator, depending on which key is pressed, a different control voltage The oscillator then swings to the desired frequency, which is transmitted via the loudspeaker as Sound can be reproduced from this arrangement that with the in the citation electronic musical instrument described can never be played two tones at the same time. In the The electronic organ described in this citation does not allow playing chords because it is a chord is formed by the sounding together of several tones. The control voltage determining the pitch becomes not only on the voltage-controlled oscillator, but also on a voltage-controlled filter directed. Since there are frequencies at the output of the oscillator that vary over three or more octaves, it is not possible to design the filter required for sound shaping for this broad frequency range. It is therefore inevitable to control the filter in a generator of this type roughly parallel to the voltage controlled oscillator. The control voltage for the voltage-controlled oscillator is fed to the voltage-controlled filter at the same time.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Orgel der eingangs erwähnten Art zu erstellen, bei der steile und kritisch ausgelegte Filter, insbesondere Sinusfilter, auch dann brauchbar sind, wenn die Frequenzen des Tongenerators durch Verstimmung des Hauptoszillators verschoben werden, insbesondere wenn eine Transponierung vorgenommen wird.The invention is based on the object of providing an electronic organ of the type mentioned at the beginning create where steep and critically designed filters, especially sinusoidal filters, can also be used, if the frequencies of the tone generator are shifted by detuning the main oscillator, especially when a transposition is made.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Filter als steuerbare Filter ausgebildet sind und auf die Steuereingänge ein von der Frequenz desThis object is achieved according to the invention in that the filters are designed as controllable filters and on the control inputs depending on the frequency of the

Generators abgeleitetes Taktsignal geleitet wird.Generator derived clock signal is passed.

Bei der erfindungsgemäßen Orgel werden die wesentlichen Filtereigenschaften (Durchlaßfrequenz, Grenzfrequenz) der betreffenden Filter automatisch an die Verstimmung der Orgeltöne angepaßt Hierzu wird ein von der Frequenz des Generators abgeleitetes Taktsignal auf die Steuereingänge der steuerbaren Filter geleitet Dieses Signa! kann vom Hauptoszillator, aber auch von den Ausgangssignalen des Teileroszillators bzw. der Teilerketten entnommen werden. Eine Veränderung der Frequenz des Generatorsignals führt direkt zu einer Veränderung der Filtereigenschaften, also beispielsweise der Grcnzfrequenz eines Sinusfilters. Demzufolge ist das Sinusfilter auch dann voU funktionsfähig, wenn eine starke Verstimmung der Töne des Generators erfolgt, also z. B. bei einer Transponierung.In the organ according to the invention, the essential filter properties (pass frequency, Cut-off frequency) of the filter concerned is automatically adapted to the detuning of the organ tones a clock signal derived from the frequency of the generator to the control inputs of the controllable Filter passed This Signa! can from the main oscillator, but can also be taken from the output signals of the divider oscillator or the divider chains. One Changing the frequency of the generator signal leads directly to a change in the filter properties, thus, for example, the limit frequency of a sinusoidal filter. As a result, the sine filter is fully functional even if the tones of the Generator takes place, so z. B. with a transposition.

Während bei der DE-OS 26 56 596 vorgesehen ist, die gleiche Steuerspannung auf Generator und Filter zu leiten, ist bei der erfindungsgemäßen Orgel das Steuersignal für die Filter aus der Frequenz des Generators selbst abgeleitet so daß der Oszillator direkt mit seinem Ausgangssignal die Verstimmung der Filter steuert Für die Übereinstimmung der Filtereigenschaften mit der Oszillatorfrequenz ist es daher nicht erforderlich, daß die Änderungscharakteristik der Filtereigenschaften und die der Oszillatorfrequenz in Abhängigkeit von der Steuerspannung aufeinander abgestimmt sind, wie dies bei der DE-OS 26 56 596 jedenfalls dann notwendig ist, wenn sehr scharfe und genau eingestellte Filter erforderlich sind, wie z. B. bei Sinusfiltern.While in DE-OS 26 56 596 it is provided that the same control voltage is applied to the generator and filter guide, is the control signal for the filter from the frequency of the organ according to the invention Generator itself derived so that the oscillator detuning the directly with its output signal Filter controls It is therefore not necessary for the filter properties to match the oscillator frequency required that the change characteristics of the filter properties and that of the oscillator frequency in Depending on the control voltage are coordinated, as is the case with DE-OS 26 56 596 in any case is necessary when very sharp and precisely adjusted filters are required, such as. B. at Sine filters.

Es ist zweckmäßig, als steuerbare Filter getaktete Filter zu verwenden, deren Filtereigenschaften von der Frequenz eines Taktsignals abhängen. Derartige als integrierte Bausteine ausgebildete Filter arbeiten mit geschalteten Kapazitäten und sind seit längerer Zeit bekannt. Zur Erzielung einer optimalen Taktfrequenz kann das Signal des Generators, mit dem die Filter angesteuert '•erden, über einen Teiler heruntergeteilt werden.It is advisable to use clocked filters as controllable filters, the filter properties of which differ from the Depend on the frequency of a clock signal. Such filters, designed as integrated modules, work with them switched capacities and have been known for a long time. To achieve an optimal clock frequency the signal of the generator, with which the filter is controlled, can • be divided down via a divider will.

Es ist aber auch möglich, spannungsgesteuerte Filter zu verwenden, wobei dann ein Digital-Analog-Wandler in die Verbindung des Generatorsignals mit dem Steuereingang der Filter geschaltet wird. Die Digital-Analog-Wandler arbeiten hier also eis Frequenz-Spannungs-Wandler. But it is also possible to use voltage-controlled filters, in which case a digital-to-analog converter the filter is switched into the connection of the generator signal with the control input. The digital-to-analog converter Frequency-to-voltage converters work here.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.The invention is to be described in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown in the drawing explained.

Die Zeichnung zeigt einen Hauptoszillator 1 eines Generatorr, dessen Ausgansssignal auf einen Frequenzteiler 2 gelangen, der das Eingangssignal jeweils um den FaktorThe drawing shows a main oscillator 1 of a generator, whose output signal is sent to a frequency divider 2 reach the input signal by the factor

'vT'vT

herunterteilt, so da3 am Ausgang dieses Frequenzteilers zwölf Ausgangsfrequenzen zur Verfügung stehen, die sich jeweils um den Faktordivided down so that twelve output frequencies are available at the output of this frequency divider each by the factor

12, 12,

vTvT

60 unterscheiden. An die Ausgänge des Frequenzteilers 2 (TOS-top octave synthesizer) sind übliche (nicht dargestellte) Teilerketten angeschlossen, an denen die Frequenzen für die Orgeltöne abnehmbar sind. 60 differentiate. Conventional divider chains (not shown) are connected to the outputs of the frequency divider 2 (TOS-top octave synthesizer), from which the frequencies for the organ tones can be removed.

Das Ausgangssigna] des Hauptoszillators 1 gelangt auf einen Frequenzteiler 3, dessen Funktion weiter unten näher erläutert wird.The output signal of the main oscillator 1 reaches a frequency divider 3, the function of which continues is explained in more detail below.

Mit 4 sind schematisch die Ausgänge der durch die Tastenkontakte ausgewählten Töne einer Fußlage (16') bezeichnet, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel vier Oktaven umfassen und oktavweise zusammengefaßt sind, so daß vier Ausgänge mit vier Eingängen von vier Tiefpaßfiltern 5, 6, 7, 8 verbunden sind. Die Tiefpaßfilter 5, 6, 7, 8 sind Sinusfilter und daher so dimensioniert, daß die Grenzfrequenz direkt oberhalb der Grundfrequenz des höchsten Tones der zugehörigen Oktave liegt Dadurch werden die Rechtecksignale an den Ausgängen 4 in Sinussignale umgeformtWith 4 the outputs of the tones selected by the button contacts of a foot position (16 ') are schematically denotes, which in the illustrated embodiment comprise four octaves and are summarized in octaves so that four outputs are connected to four inputs of four low-pass filters 5, 6, 7, 8. the Low-pass filters 5, 6, 7, 8 are sinusoidal filters and are therefore dimensioned so that the cut-off frequency is directly above The fundamental frequency of the highest tone of the associated octave lies. This causes the square-wave signals converted into sinusoidal signals at outputs 4

Die Ausgänge der Tiefpaßfilter 5, 6, 7, 8 sind zusammengefaßt auf den Eingang zisis Lautstärkepotentiometers 9 geleitet, der im allgeme'jien als z,ugriegel ausgebildet ist und zur Lautstärkeeinstellung pro Fußlage geeignet ist Ober einen Verstärker 10 gelangen die Tonsignale in üblicher Weise auf den Lautsprecher der Orgel.The outputs of the low-pass filters 5, 6, 7, 8 are combined to the input zisis volume potentiometer 9, which is generally designed as a z, ugriegel and is suitable for volume adjustment per foot position. The audio signals arrive in the usual way via an amplifier 10 the speaker of the organ.

Die Tiefpaßfilter 5, 6, 7, 8 sind als variable Filter ausgebildet und besitzen daher einen Steuereingang 11. Mit den Steuereingängen 11 der Tiefpaßfilter 5,6,7,8 ist der Ausgang des Frequenzteilers 3 verbunden. Der Frequenzteiler 3 ist so eingestellt, daß bei richtiger Stimmung des Hauptoszillators 1 und bei normalem Betrieb, d. h. ohne Transponierung, die Grenzfrequenz der Tiefpaßfilter 5, 6, 7, 8 an der richtigen Stelle liegt. Wenn die Frequenz des Hauptoszillators 1, z. B. für eine Transponierung, verändert wird, ändert sich entsprechend das Ausgangssignal des Frequenzteilers 3, so daß die Grenzfrequenz der Tiefpaßfilter 5, 6, 7, 8 in der entsprechenden Weise verschoben wird, so dt8 die Tiefpaßfilter 5,6, 7,8 für die verschobenen Oktaven an den Ausgängen 4 voll funktionsfähig bleiben.The low-pass filters 5, 6, 7, 8 are designed as variable filters and therefore have a control input 11. The output of the frequency divider 3 is connected to the control inputs 11 of the low-pass filters 5, 6, 7, 8. The frequency divider 3 is set so that with the correct tuning of the main oscillator 1 and with normal operation, ie without transposition, the cutoff frequency of the low-pass filters 5, 6, 7, 8 is in the correct position. When the frequency of the main oscillator 1, e.g. B. for a transposition is changed, the output signal of the frequency divider 3 changes accordingly, so that the cutoff frequency of the low-pass filters 5, 6, 7, 8 is shifted in the corresponding manner, so the low-pass filters 5, 6, 7, 8 for dt8 the shifted octaves at outputs 4 remain fully functional.

Selbstverständlich ist es möglich, das auf die Steuereingänge 11 geleitete Steuersignal auch am Ausgang des Frequenzteilers 2 bzw. an einem beliebigen Ausgang der dem Frequenzteiler 2 aachgeschalteten Teilerkette zu entnehmen. Auf diese Weise kann der eigene Frequenzteiler 3 unter Umständen eingespart werden.Of course, it is also possible to send the control signal to the control inputs 11 to the Output of the frequency divider 2 or at any output of the downstream of the frequency divider 2 To remove divider chain. In this way, the own frequency divider 3 can be saved under certain circumstances will.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel ist für solche Tiefpaßfilter geeignet, deren Grenzfrequenz durch die Frequenz eines Steuersignals veränderbar ist. Es ist aber auch möglich, spannun.gsgesteuerte Tiefpaßfilter zu verwenden, wobei dann anstelle des Frequenzteilers 3 eir· Clgital-Analog-Wandler eingesetzt wird, dessen Ausgangsspannung proportional zur Frequenz an seinem Eingang ist(i⁷requenz-Spannungs-Wsiidler).The illustrated embodiment is suitable for such low-pass filters whose cut-off frequency can be changed by the frequency of a control signal. However, it is also possible to use voltage-controlled low-pass filters, in which case a digital-to-analog converter is used instead of the frequency divider 3, the output voltage of which is proportional to the frequency at its input (i ⁷ frequency voltage converter).

Als getaktetes, variables Filter kann beispielsweise das Filter mit geschalteten Kapazitäten MFlO der Firma National Semiconductor verwendet werden. Als spannungsgesteuerte Filter kommen die Filter vom Typ LM13600 derselben Firma in BetrachtThe filter with switched capacities MF10 from the company, for example, can be used as a clocked, variable filter National Semiconductor can be used. As the voltage controlled filters, the filters come of the type LM13600 from the same company into consideration

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Electronic organ with a tone generator consisting of a main oscillator (1) and suitable frequency dividers (2), in which a frequency shift of all tones of the organ is possible by detuning the main oscillator (1), and with octaves to the tone outputs (4) for the Filters (5, 6, 7, 8) connected to different base positions, in particular sine filters, characterized in that the filters (5, 6, 7, 8) are designed as controllable filters and are connected to the control inputs (11) of the filters (5, 6 , 7,8) a clock signal derived from the frequency of the generator is passed.

2. Electronic organ according to claim 1, characterized in that the controllable filter (5,6,7,8) are designed as clocked filters, whose fishing properties depend directly on the frequency of the clock signal.

3. Electronic organ according to claim 1, characterized in that the controllable filter as voltage-controlled filters are formed and that the clock signal via a digital-to-analog converter reaches the control inputs (11)