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Verfahren zur Erzeugung von klangreichen musikalischen Tönen durch
Interferenz hochfrequenter elektrischer Schwingungen Es sind bereits Mittel angegeben
worden, nach dem Prinzips der Interferenz zweier elektrischer Hochfrequenz-Schwingungen
musikalische Töne zu erzeugen.
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Bei der Abstimmung zweier in überlagerung befindlicher Hochfrequenz-Schwingungen
auf einen bestimmten Ton ist dessen Frequenz gleich der Differenz der Frequenzen
beider interferierenden Schwingungen. So erstrebenswert die Entstehung solcher oberschwingungsfreien
Töne beispielsweise für eine Gehörprüfung ist, so wirken gänzlich oberschwingungsfreie
Töne jedoch langweilig, wenn es sich um die Darstellung musikalischer Tonfolgen
handelt.
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Es ist nun Gegenstand der Erfindung, zu diesem Zwecke obertonreiche
musikalische Töne zu erzeugen. In Abb. i ist zunächst die Schaltung zur Erzeugung
reiner, oberschwingungsfreier Töne durch Interferenz zweier Hochfrequenz-Schwingungen,
entstehend in den Schwingungskreisen S, und S2, gegeben.
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Wie diese Schaltung zeigt, erfolgt die Koppelung beider Hochfrequenz-Schwingungskreise
über getrennt angeordnete Entladungsgefäße r1 und r2, wodurch mit Sicherheit Schwingungsp@endelungen
zwischen den Senderschaltungen vermieden werden. Die Änderungen in der Tonhöhe erfolgen
dabei durch den parallel zur Kapazität Cl geschalteten Drehkondensator T"", wobei
die Kapazitäten für die zunehmenden Frequenzen gemäß Kurve a in Abb. 3 wachsen.
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Werden die so erhaltenen Töne nach ihren Frequenzen x und ihrer
Empfindlichkeit y
(reziproker Wert der Lautstärke) in Koordinaten aufgetragen,
so erhält man eine parabelähnliche Kurve, die sogenannte Hörkurve lt in Abb. a.
Soll nun ein klangreicher musikalischer Ton c, cl, e2 .erzeugt werden, so dür--'fen
innerhalb des gesamten Frequenzbereiches von der unteren bis zur oberen Hörgrenze
nur die Töne c, cl, c2 hörbar werden. Bei einer Umdrehung des Drehkondensators TFl
in Parallelschaltung zu Cl im Schwingungskreise S1 der Abb. i kommt allerdings ein
ganzes Frequenzband der Hörkurve zur Tonerzeugung. Wird aber dafür gesorgt, daß
nur die Töne c, cl und c;; .entstehen, indem nur die ihnen; entsprechenden Kapazitäten
bei einer Umdrehung des Drehkondensators zur Wirkung kommen, so entsteht der musikalische
Ton c, cl und c2. Anders ausgedrückt bedeutet dies die Ausblendung sämtlicher außerhalb
der Kapazitätswerte für die Töne c, cl und e2 liegenden Kapazitäten.
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In Abb.3 ist in schematischer Weise eine Ausblendung der Kapazitätswerte
der Tonskala mit Ausnahme derjenigen der Töne c, cl und c.,, dargestellt, wobei
die Ordinaten dieser zugehörigen Kapazitäten l(, K1 und, K2 heifieii. - Die Breiten
t, il. und 1,2 der zu den
Tönen c, cl und c2 gehörenden Kapazitätsflächen
bedeuten dabei die Zeitabschnitte, während welcher diese Kapazitäten wirksam sein
sollen. Je nach der Wahl einer längeren oder kürzeren Zeitdauer der Kapazitätswirksamkeit
eines Teiltones wird demselben eine mehr ioder weniger große Lautstärke bei Entstehung
des klangreichen Tones zukommen.
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In Abb. q. ist die Ausführung des Drehkondensators TI,l in der Schaltung
der Abb. i für den Zweck der Erfindung dargestellt. Bei jedem Umlauf des drehbaren
Teiles dieses Kondensators - Tonplatte T" genannt -werden dann nur die Töne c, cl
und c2 der Hörkurve erzeugt. Die Kapazitätsgrüßen zwecks Entstehung dieser Einzeltöne
sind sowohl bestimmt durch die Größe der rotierenden Tonplatte T" mit der Fläche
p und dem Zentriwinkel 13 als auch durch die entsprechenden Größen der zu den einzelnen
Tönen c, cl und c2 gehörigen 'Flächen/, f1 und f2 der feststehenden Tonschnittplatte
T$. Zur Vermeidung von Glissandotönen sind die zwischen den Flächen f, f1 und f2
liegenden Winkelbereiche-y, y1 und y2 größer als Winkel (3 der rotierenden Tonplatte
T, gewählt worden.
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Ein Vergleich der Abb. 3 und q. gibt Aufscll.uß über die übrigen Größenverhältnisse.
Den Flächen für die Kapazitäten I(, I(1 und K2 in Abb.3 entsprechen die Sektorenflächen
f, f l und f 2 in Abb. q.. Den Ordinaten l(, K1 und I(2 in Abb. 3 entsprechen die
Radien r, r1 und r2 der Sektorenflächen f, f1 und f2 in Abb. q.. Den Tonzeiten
t" t" und 1,2 in Abb. 3 entsprechen die Sektorenwinkel a, a1 und a2 in Abb. q..
Der Radius der .rotierenden Tonplatte T, in Abb. q. wird zweckmäßig gleich dem größten
Radius einer der Sektorenflächen der Tonschnittplatte TS gewählt. Wird die Umlaufzahl
der Tonplatte T, sehr groß gewählt, so verschmelzen die Gei der Rotation der Tonplatte
erzeugten Einzeltöne physiologisch zu einem klangreichen Ton, nämlich demjenigen
mit dem Grundton c und den Obertönen cl und c2.
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Bei gleicher Größe der Zentriwinkel a, u1 und a2 der Sektorenflächen
f, f1 und f2 il Abb. q. hat jeder erzeugte Einzelton eine Lautstärke entsprechend
der Hörkurve lt in Abb. a. Wird dagegen der Zentriwinkel einer der Sektorenflächen
f, f1 oder f2 in Abb. q. größer gewählt als die übrigen, so findet eine Bevorzugung
der Lautstärke des diesem Sektor entsprechenden Tones statt.
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Werden mehrere solcher nach Abb. q. be. schriebenen Drehkondensatoren
parallel zu dem Kondensator Cl des Schwingungskreises S1 geschaltet und durch eine
Klaviatur einschalt-. bar angeordnet, wie in Abb.5 dargestellt, so ist rin Prinzip
das Verfahren zur Erzeugung einer Tonfolge klangreicher Töne gegeben. Hierbei ist
nur eine Tonplatte T, für die gewählten klangreichen Töne c, d, e, f,
g,
a, 1t, c,. verwandt worden, was möglich ist, sofern genügend Raum für die Anordnung
iluer Tonschnittplatten T, in einer Kreisebene vorhanden ist. In Abb. 5 sind beispielsweise
als Teiltöne der einzelnen klangreichen Töne der Grundton und seine beiden nächsten
Obertöne gewählt worden, nämlich c, cl und c2; d, dl und d2; e, e1 und e2;
f, fl und f2; ä@ ä1 und ä2 usw.
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Statt der Kreissektoren können aber auch Rechtecke als Kondensatorflächen
für die einzelnen Teiltöne der klangreichen Töne zugrunde gelegt werden, wodurch
infolge der günstigeren Flächenausnutzung auf einem Kreiszylindermantel nötigenfalls
eitle größere Anzahl Tonschnittplatten zur Erzeugung klangreicher Töne untergebracht
werden kann. Bei dieser Ausführung hat die Tonplatte T, ebenfalls Rechteckform und
beschreibt bei ihrer Rotation ebenfalls eine Kreiszylindermantelfläche.
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Die bildliche Darstellung eines nach diesen Grundformen der Kondensatoren
betätigten elektrischen Musikinstrumentes geben Abb. 6 und in der Seitenansicht
Abb. 7. Wie in Abb. q. bezeichnet T, die rotierende Tonplatte, während T" bis T"1
die den einzelnen klangreichen Tönen zugeordneten Tonschnittplatten bedeuten.
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Diese sind in Abb. 7 als gestufte Kondensatorplatten zwecks Hervorbringung
oberschwingungsreicher Töne in ihrer. Formgebung als Rechtecke erkennbar. Dabei
ist es möglich, das Tonstärkenverhältnis der zu einem klangreichen Ton gehörenden
Einzeltöne durch entsprechende Breitenbenmessung i ihrer Tonschnittplatten beliebig
zu wählen. Die Zuleitungen der Überlagerungsschwingungen sind mit u und v bezeichnet.
Cl hat dabei dieselbe Bedeutung des in seiner Größe unveränderlichen Parallelkondensators
zu den i veränderlichen Kondensatoren TplT"; Tp,'Tsd; T,/T" usw. wie zu Tlzl in
Abb. i.
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Durch Einschaltung einer beliebigen Taste der Klaviatur
c, d, e, f, g, a, lt, cl, z. B. der Taste c in Abb. 7, wird der dieser
Tasto i entsprechende klangreiche Ton bei Rotation von T" erzeugt. Die Umlaufstahl
der Tonplatte T" muß dabei so groß gewählt werden, daß jederzeitige Tonbereitschaft
beim Einschalten einer Taste der Klaviatur gewähr- i leistet ist, auch bei der in
der Klaviertechnik üblichen Schnelligkeit von Tonfolgen.
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Andererseits ist die größte Umlaufstahl der Tonplatte T, durch die
kleinste vorkommende Periodenzahl der dem höchsten Ton i entsprechenden Hochfrequenzschwingung
gegeben. Bei Anordnung von so viel Tonplatten
T", wie zu erzeugende
Töne vorhanden sind (in Abb. 6 gestrichelt eingezeichnet), Endet eine der Tonplattenanzahl
entsprechende Verinüiderung der Umlaufszahl der zu den Tonplatten gehörigen Drehachsed
statt.