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Tonein- und -ausblendvorrichtung für elektrische Musikinstrumente
Die in der Technik der elektrischen Musikinstrumente verwendeten elektrischen Schwingungen
im hörbaren Frequenzgebiet unterscheiden sich von den mechanischen Schwingungen
der meisten anderen Musikinstrumente dadurch, daß sie bei dem Einschalten plötzlich
mit voller Stärke einsetzen, wenn es sich um Schwingungen von Röhrengeneratoren
oder von umlaufenden Maschinen handelt. Bei letzteren sind zumeist dauernde elektrische
Schwingungen vorhanden, die beim Tastendruck in Schallschwingungen umgewandelt werden.
Mechanisch schwingende Körper kommen aber nicht sofort nach ihrer Erregung auf den
eingeschwungenen Zustand, es geht diesem vielmehr immer ein Einschwingvorgang voraus.
Man muß daher die elektrischen Schwingungen, wenn man sie für elektrische Musikinstrumente
verwenden will, allmählich einblenden, und zwar muß die Einblend-Bauer ungefähr
der Einschwingdauer von mechanischen Schwingungen in den anderen Musikinstrumenten
entsprechen.
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Es ist bereits bekannt, bei elektrischen Musikinstrumenten die Lautstärke
in Abhängigkeit von dem Druck auf die Spielvorrichtung zu bringen, z. B. dadurch,
daß sich unter der Spielvorrichtung ein Regelorgan befindet, das die Lautstärke
in Abhängigkeit von dem Druck auf die Spielvorrichtung bringt. Solch druckabhängiges
Lautregelorgan regelt zugleich den Toneinsatz, indem es als Toneinblendvorrichtung
wirkt. Gemäß der Erfindung wird diese Ein- und Ausblendvorrichtung so ausgebildet,
daß ihre Regelkurve einem besonderen Verlauf entspricht. Es ist bereits durch die
Klangforschung bekannt, daß die Klangfarbe bzw. der Klangcharakter eines musikalischen
Tones nicht allein durch die Obertöne bzw. Formanten,
sondern auch
durch den Amplitudenverlauf besonders in den An- und Ausklingvorgängen bestimmt
ist. Bei dem Trompetenton z. B. liegt zum Beginn des Tones eine erhöhte Amplitude
vor, bedingt durch das explosionsartige Ausströmen der Luft aus dem unter hohem
Druck stehenden Mundraum. Der Streicherton und der Orgelton hingegen ist durch ein
allmähliches Aufbauen der Amplitude gekennzeichnet. Beim Klavierton ist die Anfangsamplitude
besonders stark usw. Die besondere Ausbildung der Ein-und Ausblendvorrichtung gibt
also gemäß der Erfindung ein Mittel an die Hand, auch bei elektrischen Musikinstrumenten
solche besonderen Amplitudenverläufe nachzubilden und neuartige für neue Klangeffekte
zu gestalten. Durch diese Art der Amplitudengestaltung werden also die bei den bisherigen
Instrumenten als gegeben betrachteten Klangcharaktere der bewußten künstlerischen
Gestaltung unterstellt.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Abbildungen näher erläutert.
In den Abb. i bis 8 ist jeweils als Abszisse der Druck auf die Spielvorrichtung
oder der Fall der Spielvorrichtung aufgetragen, der als gleichmäßig ablaufend angenommen
wird. Die Ordinaten bedeuten Lautstärken in physiologisch richtigem Maßstab. Die
strichpunktierten Geraden bedeuten Maximalwerte, und zwar die horizontalen die in
dem Instrument maximal mögliche Lautstärke, die vertikalen den höchsten normalerweise
vorkommenden Tastendruck bzw. Tastenfall.
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Die Abb. i veranschaulicht zunächst zur Erläuterung die Wirkungsweise
einer dem Stande der Technik entsprechenden Lautstärkeregeivorrichtung, die einen
besonderen Verlauf der Regelkurve, wie ihn die Erfindung verlangt, nicht aufweist.
Hier steigt die Lautstärke ungefähr linear mit dem Druck auf die Spielvorrichtung
bzw. mit der Falltiefe an. Die maximale Lautstärke wird erst in der Endlage oder
kurz zuvor erreicht.
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Die in den Abb. z bis q. dargestellten Verläufe von Ein- und Ausblendvorgängen
entsprechen einem etwa linearen Anstieg und Abfall der Töne. Die Anschwingvorgänge
der Musikinstrumente weisen aber eine große Mannigfaltigkeit auf. Der Flötenton
ist z. B. durch einen langsamen annähernd linearen Anstieg gekennzeichnet, während
der Trompetenton durch einen kurzen Anschwingvorgang eingeleitet wird, der höhere
Momentanwerte aufweist als der eingeschwungene Zustand. Man hat es gemäß der Erfindung
durch die Dimensionierung der Ein- und Ausblendv orrichtung in der Hand, ähnliche
Verschiedenheiten der Ein- und Ausschwingvorgänge hervorzurufen und kann bei einem
elektrischen Musikinstrument zahlreiche, wechselweise einschaltbare Vorrichtungen
vorsehen oder die Vorrichtung in sich veränderlich gestalten. Die Dauer des Anstiegs
bzw. Abfalls kann man dadurch verschieden gestalten, daß man den Regelvorgang auf
einen kürzeren oder längeren Teil des Druckverlaufes bzw. Falles verteilt. Für einen
kurzen Ansch-,vingvorgang kann man z. B. den Einblendvorgang auf 1/a des Weges beschränken,
für langsamen Anstieg kann man ihn bis auf % des Weges ausdehnen, ohne in das Gebiet
der statischen Lautstärkeregelung zu kommen. Größere Unterschiede kann der Spieler
durch die Geschwindigkeit des Niederdrückens und Loslassens gestalten.
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Abweichungen von dem linearen Verlauf des Anstiegs und Abfalls werden
durch entsprechende Ausgestaltung der Vorrichtung hervorgerufen, z. B. durch Verwendung
von Regelwiderständen mit nicht linearer Widerstandverteilung. In den Abb.5 bis
8 sind solche Verläufe dargestellt. Abb. 5 stellt den Fall eines möglichst schwach
beginnenden und allmählich sich steigernden Anstieges dar, der bis dicht an die
Grenze der Lautregelung durch den statischen Druck herangeht. Abb. 6 zeigt den Fall
eines plötzlichen Anstieges mit darauffolgendem Abfall und anschließendem Übergang
zur Dauerlautstärke. Es sind keine Fälle von Instrumentalklängen bekannt, bei denen
sich ein solcher Verlauf in umgekehrter Richtung beim Abklingen wiederholt. Man
muß daher für den Fall der Abb. 6 den Ein- und Ausblendvorgang unterschiedlich gestalten,
so daß ein Diagramm entsteht, wie in Abb.6 dargestellt. Für Anschwingvorgänge, die
höhere Momentanwerte erreichen als die Schwingung im eingeschwungenen Zustande,
gilt z. B. das Diagramm nach Abb.7. Hier ist die Vorrichtung so ausgebildet, daß
der Endwert der Lautstärke unterhalb des möglichen Maximalwertes liegt, der nur
vorübergehend im Anschwingvorgang erreicht wird. Auch in diesem Falle nimmt der
Abklingvorgang einen anderen Verlauf als der Anschwingvorgang.
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Vorrichtungen, welche die in den Abbildungen dargestellten Diagramme
ergeben, können in verschiedener Weise ausgebildet sein. Wenn das Regelorgan aus
einem Regelwiderstand besteht, der dem Verbraucher (Lautsprecher, Verstärker) vorgeschaltet
ist, so liegt der Unterschied zwischen der in Abb. i und der in Abb. z veranschaulichten
Dimensionierung darin, daß Abb. i einem größeren, Abb. :2 einem kleineren Regelwiderstand
entspricht. Nach Abb. z ist der Vorschaltwiderstand bereits bei einem Drittel der
Regelbewegung bzw. des Regeldruckes
aus- und der Verbraucher voll
eingeschaltet, während dies nach Abb. i erst am Ende der Regelbewegung bzw. des
Regeldruckes der Fall ist. In analoger Weise sind Regelkondensatoren und Regeltransformatoren
zu bemessen, wenn die Regelung auf kapazitivem oder induktivem Wege erfolgen soll.
Zur Verwirklichung der in den Abb. 3, 6 und 7 dargestellten Diagramme müssen die
Übertragungsvorrichtungen so ausgebildet sein, daß sie einen Regelvorgang auf dem
Hinweg über einen anderen Weg leiten als auf dem Rückweg. Bei einer Ausführungsform
für diesen Zweck werden zwei Regelwiderstände vorgesehen, von denen der eine die
Charakteristik des Hinlaufs und der andere die des Rücklaufs besitzt. Beide Regelwiderstände
nehmen ständig an der Bewegung der Spielvorrichtung teil. Mit der Spielvorrichtung
ist ein Umschalter verbunden, der auf die Bewegungsrichtung anspricht, derart, daß
bei der Hinbewegung der eine und bei der Rückbewegung der andere Regelwiderstand
in den Regelstromkreis eingeschaltet wird. Da bei musikalischen Tönen der Tonansatz
mannigfaltigere Formen aufweist als die Abklingvorgänge, wird die Erfindung so ausgebildet,
daß für das Ausblenden nur ein Regelorgan vorgesehen wird, während für das Einblenden
mehrere Regelorgane wahlweise verwendbar eingerichtet werden.
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Wenn mit der Tonhöhenbildung und dem Ein- und Ausblenden des Tones
noch eine dynamische Ausdrucksform kombiniert werden soll, so kann dies nach dem
Dargelegten nur in der Weise erfolgen, daß die Lautstärke in Abhängigkeit von der
Wucht des Anschlages gebracht wird. Eine hierzu geeignete Vorrichtung ist in Abb.9
schematisch dargestellt. Es bedeutet dabei i die Spielvorrichtung, z. B. eine Taste,
auf welche in der Pfeilrichtung gedrückt wird. Die Taste dreht sich um die Achse
2 und hat bei 3 einen Stößel, mit welchem sie auf dem Hebel q. eines Regelwiderstandes
lose aufliegt. Der Hebel d. dreht sich um die Achse 5 und schleift auf dem Widerstand
6. 7 ist eine auf dem Hebel q. befestigte schwere Masse. Diese setzt die Wucht des
Tastenanschlags in eine ihr entsprechende Drehung des Hebels q. um, der infolge
der Reibung auf dem Widerstand 6 in seiner Endlage verharrt. Wäre die schwere Masse
7 nicht vorhanden, so würde trotz statischer Wirkungsweise der Anordnung doch ein
ähnlicher Erfolg erzielt, indem der Hebel q. während der ganzen Dauer des Tastendruckes
in der Maximalstellung verharrt, in welche er einmal gebracht worden ist. Der Widerstand
wird bei Beendigung des Tastendrucks in seine Ausgangsstellung zurückgeführt, z.
B. durch den Elektromagneten 8, welcher über den Kontakt 9 aus der Batterie io Strom
bekommt, solange die Taste nicht gedrückt ist.
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Während bei der soeben beschriebenen Ausführungsform die Lautstärke
während der ganzen Tondauer in Abhängigkeit von der Wucht oder von einem kurzzeitigen
Höchstwert des Anschlags bleibt, entspricht das Diagramm Abb, 8 dem musikalisch
vielfach erwünschten Fall, daß einem Ton eine kurzzeitige Lautstärkeerhöhung erteilt
werden soll (Akzent, Sforzato, Perkussion). Dies wird nach dem Diagramm (Abb. 8)
dadurch erreicht, daß durch den normalen Spieldruck die volle Lautstärke nicht erreicht
wird. Der Einblendvorgang bis zu dem normalen Spieldruck kann jede gewünschte Form,
z. B. nach einer der Abb. a bis 7 haben, ebenso der Ausblendvorgang. 'Die volle
Lautstärke wird durch eine das normale Maß weit überschreitende Erhöhung des Spieldruckes
erreicht. Einen so hohen Spieldruck kann der Spieler statisch nicht halten. Er wird
aber kurzzeitig durch die Wucht des Anschlages oder auch im Verlaufe eines Tones
durch eine ,kurzzeitige Druckerhöhung erreicht. Durch diese Dimensionierung wird
bei statischer Wirkungsweise der Vorrichtung eine musikalisch wertvolle dynamische
Wirkung erzielt. Die dem Diagramm (Abb.8) entsprechende Vorrichtung kann aus einem
durch Druck regelbaren Widerstand bestehen, z. B. einem mit Glyzerin befeuchteten
Baumwollfleckchen zwischen zwei Metallplatten, auf welchen die Spielvorrichtung
drückt. Das Eigengewicht der Spielvorrichtung sowie der normale Spieldruck ist durch
eine Feder aufgefangen, so daß bei Spieldrucken unter etwa 300 g keine Lautregelung
stattfindet. Diese Vorrichtung kann mit jeder Ein- und Ausblendvorrichtung kombiniert
werden, sofern diese so bemessen ist, daß in ihrer Endstellung, d. h. bei normalem
Spieldruck, ein Lautstärkeniveau erreicht wird, das noch nicht das Maximum der mit
dem Instrument erzielbaren Lautstärke darstellt, so daß eine Reserve bleibt, um
die Lautstärke durch übernormalen Spieldruck noch zu steigern.