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Anordnung zur Erzeugung von Kippschwingungen für die Zwecke der elektrischen
Musikerzeugung Es ist bekannt, eine elektrische Musikerzeugung mit Hilfe von Kippschwingungen
vorzunehmen, die einen oder mehrere abgestimmte elektrische Schwingungskreise entsprechender
Dämpfung, z. B. sogenannte Formantenkreise, anstoßen, in denen alsdann Frequenzgemische
auftreten, die durch eine elektroakustische Vorrichtung als Töne hörbar gemacht
werden können.
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Es ist auch bereits bekannt, Kippschwingungen für eine elektrische
Musikerzeugung mit Hilfe einer Dreielektroden-Hochvakuumröhre zu erzeugen, deren
Gitter- und Anodenkreis durch einen eisengeschlossenen Transformator gekoppelt.
sind. Diese Anordnung weist jedoch erhebliche Mängel auf.
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Abgesehen davon, daß die mit dieser Anordnung erzeugte Schwingungskurve
zur Erzeugung klangvoller Töne wenig geeignet ist, macht es große Schwierigkeiten,
die Frequenz dieser Schwingungen in dem Maße konstant zu halten, wie es für dieMusikerzeugung
notwendig ist. Vor allem ist es nicht möglich, den als Manual ausgebildeten Spannungsteiler
zur Regelung der Spannung am Röhrengitter und damit die Schwingungsfrequenz mit
gesetzmäßiger, z. B. arithmetischer Widerstandsteilung auszubilden, wenn man, wie
es zum bequemen Spielen des Musikinstrumentes nötig ist, bei stetigem Fortschreiten
auf dem Manual einen exponentiellen Verlauf der Schwingungsfrequenz erreichen will.
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Andererseits sind auch schon Kippschwingungsanordnungen zur Erzeugung
elektrischer Musik bekanntgeworden, bei denen die Ladung und die Entladung des Kondensators
durch. eine Glimmlampe erfolgt. Derartige Glimmlampen zeigen bei ihrer Verwendung
zur Musikerzeugung erhebliche Nachteile, da der Unterschied zwischen Zünd- und Löschspannung
verhältnismäßig gering ist. Damit ist aber auch die für dieMusikerzeugung ausnutzbare
Energie sehr gering. Es ist deshalb vorgeschlagen worden, in die Glimmröhre eine
Hilfselektrode einzuführen und an diese über einen Verbraucher eine genügend hohe
positive Spannung zu legen. Die dadurch erhaltene Steigerung der Energie ist jedoch
nur unbedeutend.
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Bei diesen bekannten Anordnungen ist es üblich, die Änderung der Kippfrequenz
durch Ändern der Größe des Kondensators bzw. des Widerstandes des Kippschwingungskreises
zu bewirken. Einet wirklich spielbare Anordnung zur Musikerzeugung ist jedoch .
auf diese Weise nicht -zu erhalten. Um die F requenzänderungen in zufriedenstellender
Weise zu
bekommen, hat man deshalb bei Verwendung von Glimmröhren
besondere Vorröhren mit
| negativ vorgespanntem Gitter benutzt. 7a. |
| in diesem Falle der Gitterkreis der Vorröe- |
| 7. o# ,b |
| nicht belastet ist, läßt sich die Gitterspan; |
| und damit die Frequenz der Anordnung leer |
| ändern,' ohne daß sich Schwierigkeiten er-@' |
geben. -Eine derartige bekannte Schaltung ist in Abb. r schematisch dargestellt.
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Es bedeutet L eine Glimmlampe bekannter Art mit einstellbarem Parallelkondensator
C. Der Kondensator C wird über eine Hochvakuum-Glühkathodenröhre R mit Steuerelektrode
G durch die Spannungsquelle E bis zur Zündspannung der Glimmlampe L geladen. Der
Kondensator entlädt sich, sobald die Glimmlampe L gezündet hat, über die Lampe,
bis seine Spannung auf einen gewissen Mindestwert herabgesunken ist, bei der alsdann
die Glimmentladung abreißt, so daß der Kondensator von neuem geladen wird und sich
der obige Vorgang von neuem wiederholt. Es ist dies der bekannte Kippschwingungsvorgang,
der zur -Folge hat, daß in einen mit der Kippvorrichtung verbundenen Verbrauchskreis,
z. B. den Spulen S1 undS2,periodischeStromstößeauftreten. Diese Stromstöße - lassen
sich zur elektrischen Musikerzeugung z. B. in der Weise ausnutzen, daß elektrischer
SchwingungskreiseFl und F2 an die Spulen S1 und S2 angekoppelt werden. Bei geeigneter
elektrischer Dimensionierung dieser Schwingungskreise werden durch die periodischen
Stromstöße alsdann Schwingungen erregt, die ein den gewünschten musikalischen Tönen
entsprechendes Frequenzgemisch enthalten. Diese Schwingungen können durch eine geeignete
elektroakustische Vorrichtung, z. B. durch eine Verstärkeranordnung V und einen
daran angeschlossenen Lautsprecher D, hörbar gemacht werden.
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Für die praktische Verwendbarkeit einer solchen Anordnung als elektrisches
Musikinstrument ist es erforderlich, die Frequenz der Kippschwingungen entsprechend
derTonhöhe der gewünschten musikalischen Töne zu verändern. Dies kann in dem beschriebenen
Beispiel durch Änderung -der dem Gitter G zugeführten Spannung der Röhre R geschehen,
indem z. B. mittels eines Manuales M der als Spannungsteiler dienende Widerstandsdraht
W mehr oder weniger eingeschaltet wird. Hierdurch wird der innere Widerstand der
Röhre R und damit der Ladestrom des Kondensators C und infolgedessen auch die Ladezeit
des Kondensators und damit die Periode des Kippvorganges geändert. Um eine gleichmäßige
Teilung des Manuales zu erhalten, wie es für die bequeme Spielweise des Instrumentes
wünschenswert ist, muß die durch lineare Änderung des Widerstandes W hervorgerufene
Änderung -4-er Frequenz der Kippschwingungen einen `logarithmischen Verlauf zeigen.
Dies läßt lieh durch geeignete Wahl der Charakte--ristik und entsprechend gewählte
Vorspannung der Steuerröhre R mit genügender Genauigkeit erreichen.
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Die beschriebene Anordnung zeigt jedoch gewisse Nachteile; zunächst
ist die mittels der aus Elektronenröhre R, Glimmröhre L und Kondensator C bestehende
Kippvorrichtung erzielbare Stoffenergie, die für den Wirkungsgrad der Anordnung
maßgebend ist, beschränkt. Denn die Kippspannung ist im wesentlichen durch die Differenz
von Zündspannung zur Löschspannung der Glimmröhre L gegeben. Diese Differenz beträgt
aber nur einen Bruchteil der zur Zündung der Glimmlampe notwendigen Spannung, die
bei den üblicben Glimmlampen etwa bei 8o bis zoo Volt liegt. Es läßt sich also die
für den Betrieb der Glimmröhre erforderliche verhältnismäßig hohe Spannung nur zu
einen sehr geringen Teil ausnutzen. Ferner läßt sich die Frequenz der Kippschwingungen
infolge Inkonstanz von Zünd- und Löschspannung der Glimmröhre nur schwer konstant
halten. Zudem besitzen die üblichen Glimmlampen bei ihrer Verwendung als Kippvorrichtung
nur eine sehr begrenzte Lebensdauer.
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Erfindungsgemäß lassen sich diese Nachteile vermeiden und weitere
für die elektrische Musikerzeugung -wesentliche Vorteile erzielen, indem als Kippvorrichtung
zur Erzeugung musikalischer Töne eine gasgefüllte Glühkathodenröhre mit Steuergitter
benutzt wird und die Änderung der Frequenz der Kippschwingungen durch eine dem Gitter
der Gasentladungsröhre zugeführte veränderbare Spannung erfolgt. Es ist hierdurch
zunächst eine wesentlich einfachere Schaltung und Aufbau der Kippvorrichtung möglich,
da keine besondere Steuerröhre erforderlich ist, vielmehr die gasgefüllte Glühkathodenröhre
mit Steuergitter gleichzeitig als Entladeröhre für den Kondensator und zur Steuerung
der Frequenz ° der Kippsch-vingimgen mittels eines Manuales benutzt werden kann.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Abb. 2 schematisch dargestellt,
in der die Bezugszeichen die gleiche. Bedeutung wie in Abb. z haben.
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Die Kippvorrichtung besteht aus der gasgefüllten, z. B. mit Argon
gefüllten Glühkathodenröhre Th, die mit Steuergitter G und zweckmäßigerweise indirekt
geheizter Kathode K ausgerüstet ist. Die Kippvorrichtung liegt in- Reihe mit einer
Parallelschaltung
von Ladekondensator C und Entladewiderstand Wc
an der Gleichstromquelle E. Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Der Kondensator
C wird über die Röhre Th durch die Spannungsquelle E aufgeladen bis zu einer Spannung,
bei der die an der Röhre Th liegende Teilspannung nicht mehr zur Aufrechterhaltung
des Entladevorganges in der Röhre ausreicht, so daß die Röhre Th erlischt. Alsdann
entlädt sich der Kondensator C über den Widerstand Wc, bis die an der Röhre liegende
Teilspannung so hoch gestiegen ist, daß die Röhre entgegen der durch das an einer
passenden, vorzugsweise negativen Vorspannung liegende Gitter ausgeübten Sperrwirkung
wieder zündet und sich der obige Vorgang wiederholt.
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Durch diese periodische Ladung und Entladung des Kondensators entstehen
in der Spule S1 und S2 Stromstöße, die in der vorher angegebenen Weise zur Erzeugung
musikalischer Töne ausgenutzt werden können.
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Die Änderung der Frequenz der Kippschwingungen läßt sich bei der erfindungsgemäßen
Anordnung nun in einfacher Weise durch Änderung der Vorspannung des Gitters G
z. B. mittels des vorher beschriebenen Manuales 11i1 erreichen. Während bei
der vorher beschriebenen, aus Glirumröhre und Steuerröhre bestehenden Kippvorrichtung
durch Änderung der Gitterspannung der Steuerröhre der Ladestrom des Kondensators
geändert wurde, wird bei der erfindungsgemäßen Anordnung durch Änderung der Vorspannung
des Gitters G der Entladungsröhre TIz die Zündspannung der Röhre Tla geändert. Wird
die am Gitter G liegende Spannung verkleinert, d. h. stärker negativ gemacht, so
erhöht sich die Zündspannung der Röhre, d. h. die Röhre zündet infolge der erhöhten
Sperrwirkung des Gitters erst bei höherer Anodenspannung. Infolgedessen kann sich
der Kondensator C auf eine kleinere Spannung entladen, ehe die Röhre wieder zündet.
Dadurch wird die Zeitdauer der Entladung des Kondensators vergrößert und damit die
Frequenz des Kippvorganges verkleinert. Wird dagegen die am Gitter G liegende Spannung
vergrößert, d. h. positiver gemacht, so tritt das Entgegengesetzte ein, und es resultiert
eine Erhöhung der Frequenz der Kippschwingungen.
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Wie ersichtlich, ist also die am Kondensator auftretende Spannungsdifferenz
und demzufolge die ausnutzbare Kippspannung und damit der Kippstrom bei niedrigen
Kippfrequenzen größer als bei höheren, im Gegensatz zu- der vorher beschriebenen,
aus Glimmröhre und Steuerröhre bestehenden Kippvorrichtung, bei der die Kippspannung
von der Frequenz im wesentlichen unabhängig ist. Die Zunahme der Kippspannung bei
niedrigen Frequenzen ist ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung,
da gerade bei der elektrischen Musikerzeugung, bei der die akustische Wiedergabe
der Töne durch Lautsprecher erfolgt, die im allgemeinen die tiefen Frequenzen vernachlässigen,
auf diese Weise ein Ausgleich. geschaffen wird.