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Zweistimmiges elektrisches Musikinstrument Es sind einstimmige elektrische
Musikinstrumente bekannt, bei welchen die Tonhöhe als Funktion einer Spannung gebildet
wird, z. B. mit Hilfe einer Gastriode, die Kippschwingungen ausführt, deren Frequenz
durch Veränderung der Gitterspannung variiert wird. Die Spielvorrichtung wird dabei
in Anlehnung an die Saiteninstrumente so ausgebildet, daß z. B. ein Widerstandsdraht
saitenartig über einer als Kontaktschiene wirkenden Unterlage ausgespannt ist, so
daß durch Niederdrücken dieser Saite an einem bestimmten Punkt ein bestimmter Widerstandswert
eingeschaltet wird, an dem eine Spannung abfällt, welche die Tonhöhe bestimmt. Nach
dem Vorbild der Saiteninstrumente wird dabei die Anordnung weiterhin so getroffen,
daß nur der in Richtung nach den höheren Tönen liegende Teildes Widerstandsdrahtes
von der gedrückten Stelle aus gerechnet die Tonhöhe bestimmt, so daß man also in
Richtung der tieferen Töne weitere Stellen des Widerstandes mit der Schiene in Kontakt
bringen kann, ohne daß dadurch die Tonhöhe beeinflußt wird.
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Man könnte die Anordnung des Wider- .
Standes auch
so treffen, daß der in Richtung der tieferen Töne liegende Teil des Widerstandsdrahtes
die Tonhöhe bestimmt, so daß man in Richtung der höheren Töne weitere Stellen des
Widerstandsdrahtes mit der Schiene in Kontakt bringen kann, ohne daß dadurch die
Tonhöhe beeinflußt wird. Durch Kombination dieser beiden Schaltungsmöglichkeiten
sind auch schon zweistimmige elektrische Musikinstrumente dieser Art bekanntgeworden.
Es «-erden dabei zwei Widerstandsdrähte saitenartig dicht nebeneinander über einer
gemeinsamen Kontaktschiene ausgespannt, so daß man mit einem Finger diese beiden
Saiten niederdrücken kann. Drückt man auf diese Weise nur einen Punkt auf beiden
Saiten nieder, so kommt in beiden Stimmen der gleiche Ton zum Erklingen. Drückt
man nun zwei auseinanderliegende Punkte nieder, so bestimmt in der einen Stimme
der rechte, in der anderen der linke Punkt die Tonhöhe. Für die brauchbare Wirkungsweise
eines derartigen zweistimmigen Instruments ist es erforderlich, daß jeder auf beiden
Saiten gedrückte Punkt in beiden Stimmen die gleiche Tonhöhe zum Erklingen bringt.
Bei Verwendung von Gastrioden zur Schwingungserzeugung gelingt es, diese Forderung
zu erfüllen. Bei Gastrioden ist die musikalische Tonhöhe innerhalb genügend weiter
Grenzen und mit genügender Annäherung direkt proportional der Gitterspannung. Wenn
man also die Schaltungsanordnui"g so trifft, daß der Spannungsabfall an dem Widerstand
proportional der Länge ist, und zwar in beiden Stimmen, so entsprechen gleiche musikalische
Intervalle gleichen Saitenlängen, und zwar gerechnet vom linken wie vom rechten
Ende der Doppelsaite.
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Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, die gleiche Wirkungsweise
mit nur einer Saite zu erzielen. In Abb. i ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt. Es bezeichnet i eine Gastriode für die hohe und 2 eine solche für die
tiefe Stimme. Beide sind in bekannter Weise @du,rcjh Widerstand und Kapazität in
Blinkschaltung. Die Röhre i erhält ihre Gitterspannung aus dem Stromkreis, welcher
vom negativen Batteriepol über die Widerstände 5 und 6 durch die Saite 3 über den
gedri@ckten Punkt auf der Schiene .I nach Erde führt. Der Widerstand 5 und die Spannung
sind so hoch bemessen, daß durch das Drücken verschiedener Punkte der Saite 3 auf
die Schiene .4 die Stromstärke dieses Kreises praktisch nicht verändert wird, so
daß der Spannungsabfall zwischen dem gedrückten Punkt und dem rechten Ende der Saite
3 proportional dem Widerstandswert ist. Da der Widerstand gleichmäßig über die Länge
der .Saite 3 verteilt ist, ist daher auch der Spannungsabfall proportional der Saitenlänge.
Dieser Spannungsabfall wirkt zuzüglich einer festen Vorspansi:ung, "die an dein
Widerstand 6 abfällt, zwischen Gitter und Kathode der Röhre i. Alles was an der
Saite 3 links von dein niiedlerge@drückten Punkt vor sich geht, ist ohne Einfluß
auf das Gitterpotential von r und somit auf die von dieser Röhre erzeugte Tonhöhe.
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Das Gitterpotential an der Röhre 2 wird durch einen negativen und
einen positiven Stromkreis erzeugt. Der negative Stromkreis verläuft vom negativen
Pol der Spannungsquelle über den Widerstand ;7, den Widerstand 8, den Widerstand
3 von seine"' linken Ende bis zum niedergedrückten Punkt über die Schiene .I nach
Erde. Der positive Stromkreis verläuft vom positiven Pol der Quelle über den Widerstand
9 zum linken Ende der Saite 3 über den gedrückten Punkt zur geerdeten Schiene 4.
Alles was rechts von dein gedrückten Punkt auf 3 vorgebt, ist ohne Einfluß auf das
Gitterpotential der Röhre 2. Die Spannungsverhältnisse, welche beim Niederdrücken
verschiedener Punkte auf 3 entstehen, sind in Abb. 2 als Spannungsdiagrainin dargestellt.
Die Waagerechte i i ist die Aliszissenachse, welche die Widerstands- bzw. Spannungswerte
von 3 darstellt. Als Abszissen sind die Gitterpotentiale der Röhre i und 2 dargestellt.
Die Strecke 12 stellt den Spannungsverlauf am Gitter der Röhre i dar, Wenn die Saite
3 der Reihe nach an ihrer" Punkten mit der Schiene .I zum Kontakt gebracht wird.
Wird sie ganz links gedrückt. ist die Spannung am Gitter am meisten negativ, wird-
sie ganz rechts gedrückt, liegt nur noch der Spannungsabfall am Widerstand 6 am
Gitter der Röhre i. Denkt man sich zunächst den positiven Stromkreis der Röhre 2
unterbrochen, also den Widerstand 9 unendlich groß, so ergibt die Strecke 13 den
Spannungsverlauf am Gitter der Röhre 2, bzw. die Widerstände 7 und 8 sind so dimensioniert,
daß dieser Verlauf entsteht. Denkt inan sich nun den negativen Stromkreis unterbrochen,
also Widerstand 7 unendlich groß, und den positiven Stromkreis über 9 eingeschaltet,
so ergibt die Strecke 14 den Spannungsverlauf am Gitter der Röhre 2, bzw. der Widerstand
9 isst so, dimensioniert, daß dieser Spannungsverlauf entsteht. Er ist dadurch gekennzeichnet.
daß die Strecke 15 gleich der Strecke i0 wird. Wird nun die positive und die negative
Spannung gleichzeitig eingeschaltet, so entsteht, stets unter der Voraussetzung,
daß die Widerstände 7, 8 und 9 groß ge-en 3 si;nc1, ein Spannungsverlauf am Gitter
der Röhre 2. welcher gleich der Strecke 12, also gleich dein am Gitter der Röhre
i ist, nämlich die Summe von 13 und i.I. Wird nur ein Punkt auf 3 gedrückt,
so
erklingt in beiden Stimmen der gleiche Ton, da beide Röhren voraussetzungsgemäß
in ihrer Wirkungsweise gleich sind. Werden zwei Punkte auf 3 gedrückt, so bestimmt
der rechte den Tan in Röhre z, der linke in Röhre 2. Man erkennt leicht, daß diese
Wirkung auch dann erzielt wird, wenn die beiden Röhren zwar in ihrem Funktionsverlauf
gleich sind, sich aber um einen konstanten Betrag unterscheiden. Dieser kann durch
entsprechende Dimensionierung der Widerstände 5, 7 oder g el'i-m,i-nient werden.
Auch eine- gewis.seNichtlinearität der Strecken 12, 13, 14 ist praktisch
nicht störend.
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Bei der praktischen Ausbilddng eines zweistimmigen elektrischen Musikinstruments
durch Anwendung dieser Schaltung entstehen gewisse Schwierigkeiten, deren Erkenntnis
und Beseitigung weiter Gegenstand der Erfindung sind. Bei derartigen elektrischen
Musikinstrumenten ist es üblich, über der Saite schmale, dünne elastische Tasten
anzuordnen, durch welche das Spielen erleichtert wird. Diese Tasten sind über den
wichtigsten Intervallen z. B. Oktaven und Quinten einer bestimmten -Tonart angordnet.
Zwischen den Tasten liegende Intervalle werden auf der Saite gegriffen. Die durch
Tasten festgelegten Stufen kann man sowohl mittels der Tasten als auch direkt auf
der Saite spielen. Zu diesem Zweck sind die Tasten dünn und so hoch über der Saite
angeordnet, daß man unbehindert unter ihnen spielen kann. Die Tasten sind elastisch,
damit sie zwar in ihrer Normallage das Intervall richtig treffen, daß sie aber auch
um einen geringen Betrag nach der Seite ausgeschwenkt werden können, um kleine Tonhöhenabweichungen,
insbesondere zum Zweck des Vi@bratospiels, zu ermöglichen. Das, Viibratospiel geschieht
@dwrch einte wälzende Bewegung der Tasten, die zu diesem Zweck auf ihrer Unterseite
konvex sind. Durch diese bisher übliche Ausbildung der Tasten ist die von ihnen
auf der Saite im Kontakt mit der Schiene überbrückte Strecke kleiner als wenn man
mit dem Finger einen Ton drückt. Entscheidend für den höheren Ton ist der rechte
Rand, für den tieferen der linke Rand dieser Strecke. Wenn nun diese Strecke beim
Tastenspiel und beim Fingerspiel verschieden ist, wird das Unisono ungleichmäßig.
Es entstehen in einem Fall Schwebungen, im anderen keine bzw. andere Schweb.ungen.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung werden zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten
die Tasten so ausgebildet, daß sie der Fingerkuppe ähnlich wirken, also auf ihrer
Unterseite mit einem weichen, schwammigen Material belegt sind, so daß sich beim
Spieen die Breite einer Fingerkuppe ergibt. Diese Maßnahme genügt aber noch nicht
allen praktischen Bedürfnissen. Es ist auch noch zu berücksichtigen, daß die verschiedenen
Finger verschieden breit sind. Durch sorgfältiges Spielen, z. B. indem man den Mittelfinger
stets nur schräg, den kleinen Finger satt aufsetzt, kann man diese Unterschiede
ausgleichen, immerhin wird das Spiel erschwert. Hinzu kommt, daß die nunmehr breiteren
Tasten den Spielraum zwischen ihnen verengen und dadurch Hemmungen schaffen. Für
das Unisono wird diese Schwierigkeit durch die Erfindung dadurch gelöst, daß man
einen schwachen Synchronisationszwang von dem einen auf den anderen Generator *ausüben
läßt, also z. B. von Röhre i auf Röhre 2. Der Synchronisationszwang wird so dimensioniert,
daß er nur innerhalb der durch Fingerbreite und Tasten bedingten Verschiedenheiten
zur Wirkung kommt, also etwa im Bereich eines viertel Tones. Daß diese Maßnahme
auch bei harmonischen Intervallen der beiden Stimmen, also bei Oktaven und Duodezimen
usw., zur Synchronisation führt, ist nicht immer erwünscht. Störend macht sich die
Synchronisation an den Grenzen ihrer Wirkung bemerkbar, also bei Intervallen, die
etwas mehr als einen viertel Ton von den harmonischen entfernt liegen. An solchen
Stellen bewirkt die Synchronisation bekanntlich Flattererscheinungen, die musikalisch
unschön sind. Es liegt somit auch bei dieser Maßnahme eine Spielerschwerung vor,
da man die Bereiche der Flattererscheinungen vermeiden muß. Die Synchronisation
behält im Rahmen der Erfindung ihre Bedeutung im wesentlichen für den Fall eines
längeren Unisonospiels.
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Wenn bei zweistimmiger lIusik nur eine Tonhöhe vorkommt, so ist im
allgemeinen gemeint, daß diese nur in einer Stimme erklingen soll, während die andere
schweigt. Das Unisono der zwei Stimmen ist der seltenere Fall. Die Erfindung wird
demgemäß dahingehend weitergebildet, daß eine Stimme selbsttätig abgeschaltet wird,
wenn nur eine Stelle auf der Saite gedrückt wird. Diese Aufgabe wird durch eine
Relaisanordnung gelöst, welche an die Gitter der Röhren i und 2 angeschlossen wird.
Wenn nur eine Stelle auf der Saite gedrückt wird, haben die Gitter von i und 2 die
gleiche Spannung bzw. sie unterscheiden sich durch einen bestimmten Spannungswert,
der unabhängig von der Lage des gedrückten Punktes ist. .Werden dagegen zwei Punkte
auf der Saite gedrückt, so erhalten die Gitterspannungen der beiden Röhren i und
2 verschiedene Werte. Um eine galvanische Verbindung der Gitter von i und 2, die
störend wirken würde, zu vermeiden, besteht die genannte Relaisanordnung
zunächst
aus einer Gegentaktröhrenanordnung 17. In der Anode befindet sich das Differentialrelais
18. Befinden sich die beiden Gitter von 17 auf der gleichen Spannung, so
steht die Relaiszunge von i8 in der Mittellage. Sobald eine Spannungsdifferenz zwischen
den Gittern von 17 auftritt, schlägt die Relaiszunge aus. Die Empfindlichkeit der
Relaisanordnung wird so geregelt, daß der Relaisausschlag eintritt, sobald die beiden
auf der Saite gedrückten Stellen weiter als einen viertel Ton auseinanderliegen.
Es ist für den Fachmann naheliegend, noch andere Lösungen der Aufgabe zu finden,
eine Stimme selbsttätig auszuschalten, wenn nur eine Stelle auf der Saite gedrückt
wird. In der Abb. z ist nicht eingezeichnet, wie die Relaiszunge von 18 die eine
Stimme ein- und ausschaltet, da dies für den Fachmann naheliegend ist.
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Die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung werden zweckmäßigerweise
miteinander kombiniert z. B. in der Weise, daß die Umschaltung durch Relaisanordnung
und die Synchronisation wahlweise einschaltbar gemacht werden. Die Relaisanordnung
wird im allgemeinen am Platze sein, sie verhindert störende Sc weburigen, wenn nur
eine Stelle gedrückt wird, -dadurch, daß eine Stimme ausgeschaltet wird. Die Synchronisation
wird dann einzuschalten sein, wenn längere Unisonostellen zweistimmig zu spielen
sind. Schließlich wird noch ein Schalter am Platze sein, durch welchen die zweite
Stimme abgeschaltet werden kann, wenn nämlich eine längere einstimmige Partie zu
spielen ist.
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Die Erfindung gestattet im Bereich fachmännischen Ermessens Weiterbildungen
und Varianten. Die Schaltung gemäß Abb. i kann z. B. in der Weise abgeändert werden
daß die Gitter von i und .2 geerdet und die iathodenpotentiale sinngemäß verschoben
werden.