DE820364C

DE820364C - Device for tuning musical instruments

Info

Publication number: DE820364C
Application number: DEW2462A
Authority: DE
Inventors: Richard Dr Gauger; Juergen Dr Sommer
Original assignee: Wandel and Golterman GmbH and Co
Current assignee: Wandel and Golterman GmbH and Co
Priority date: 1950-06-16
Filing date: 1950-06-16
Publication date: 1951-11-08

Description

Gerät zum Stimmen von Musikinstrumenten Bei Geräten, die zum Stimmen von Musikinstrumenten dienen und die mit Hilfe eines Röhrensenders Vergleichsschwingungen erzeugen, war bisher lediglich vorgesehen, daß nur ein Ton, meistens der Kammerton, erzeugt wird. Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß derartige mit frequenzstabilen Röhrensendern arbeitende Stimmgeräte große Vorteile gegenüber einer Stimmgabel bieten, wenn sie auf die Frequenzen verschiedener Töne einer Tonleiter umschaltbar sind. Dabei gewährleisten die neuen, brückenstabilisierten Röhrensender, für die Zwecke eines Stimmsenders abgewandelt, eine absolute und zeitliche Genauigkeit der Töne, die der Frequenzgenauigkeit einer Stimmgabel gleichkommt.Device for tuning musical instruments For devices that are used for tuning of musical instruments and the comparison vibrations with the help of a tube transmitter produce, it was previously only provided that only one tone, usually the concert tone, is produced. The invention is based on the consideration that such with frequency stable Tuners that work with tube transmitters offer great advantages over a tuning fork, if they can be switched to the frequencies of different tones of a scale. The new, bridge-stabilized tube transmitters ensure that for the purposes of a voice transmitter modified, an absolute and temporal accuracy of the tones, which equals the frequency accuracy of a tuning fork.

Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung vorgesehen, claß das frequenzbestimmende Glied des Sender; zwei Gruppen unterschiedlicher Schaltelemetitc enthält und daß die Elemente der einen Gruppe zum stufenweisen Andern der Frequenz um den Betrag eines Tonleiterintervalles im Stimmbereich von mindestens einer Oktave schaltbar sind.For this purpose it is provided according to the invention that the frequency-determining claß Member of the transmitter; contains two groups of different switching elements and that the elements of one group for gradually changing the frequency by the amount of a scale interval in the vocal range of at least one octave switchable are.

Das Tonleiterintervall kann z. B. so gewählt werden, daß beim stufenweisen Schalten die Frequenz sich jedesmal um einen Halbton ändert. Mit einem solchen Gerät kann im Gegensatz zu einem auf einen festen Ton abgestimmten Röhrensender oder einer Stimmgabel jeder Halbton einer Tonleiter, z. B. jede Saite eines Klaviers, für sich mit dem Normalton des Senders verglichen werden.The scale interval can e.g. B. be chosen so that the gradual Switch the frequency changes every time by a semitone. With such a device can in contrast to a tube transmitter or a Tuning fork every semitone of a scale, e.g. B. each string of a piano, for itself can be compared with the normal tone of the transmitter.

Bei der üblichen Stimmgabelstimmungvon Musikinstrumenten ist es besonders nachteilig, daß mit zwei Händen insgesamt drei Tätigkeiten ausgeübt werden müssen. Die linke Hand schlägt z. B. den Instrumententon an und die rechte muß nacheinander mehrmals im Wechsel die Stimmgabel anschlagen und den Stimmschlüssel handhaben. Üblicherweise geht der Stimmer dabei so vor, daß nach dem Abstimmen der Oktavtöne durch direkten Vergleich mit der Stimmgabel noch je elf Zwischentöne nach dem Gehör gestimmt werden. Dies ermüdet auch bei gut ausgeprägtem Gehör für Intervalle schnell.It is special in the usual tuning fork tuning of musical instruments disadvantageous that a total of three activities have to be performed with two hands. The left hand hits z. B. the instrument tone and the right must one after the other Alternately strike the tuning fork and handle the tuning key several times. Usually the tuner works in such a way that after voting of the octave tones by direct comparison with the tuning fork each eleven intermediate tones be tuned by ear. This tires even with good hearing for Intervals quickly.

Mit dem neuen Gerät können alle Halbtöne einzeln und vor allem beliebig lange gegeben werden, ohne daß man es besonders bedienen müßte. Auch die Lautstärke des Vergleichstones läßt sich in weitem Bereich verändern und den verschiedenen Instrumenten und Räumlichkeiten anpassen.With the new device, all semitones can be individually and, above all, arbitrarily can be given for a long time without having to be specially operated. Also the volume of the comparison tone can be changed in a wide range and the different Adjust instruments and space.

Der Verwendungsbereich des beschriebenen Gerätes läßt sich noch dadurch wesentlich erweitern, daß die Schaltelemente der zweiten Gruppe zur Verschiebung des gesamten Stimmbereiches (Frequenzbandes) um einen Bruchteil des mit der ersten Gruppe schaltbaren Frequenzintervalles schaltbar sind. Sämtliche einstellbaren Frequenzen werden dabei um denselben Prozentsatz geändert, so daß sich das Verhältnis zweier benachbarter Frequenzen nicht ändert.The area of use of the device described can still be determined by this substantially expand that the switching elements of the second group for displacement of the entire vocal range (frequency band) by a fraction of that with the first Group of switchable frequency intervals are switchable. All adjustable frequencies are changed by the same percentage, so that the ratio of two neighboring frequencies does not change.

Durch diese Verschiebbarkeit des gesamten Frequenzbandes um den Bruchteil eines Tonintervalles, z. B. um 1/s eines Halbtones, ist man in der Lage, Stimmungen auf den verschiedensten Kammertönen aufzubauen.This shiftability of the entire frequency band by a fraction a tone interval, e.g. B. at 1 / s of a semitone, you are able to tune to build on the most varied of chamber tones.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung an Hand einer Schaltskizze erläutert, und zwar handelt es sich bei diesem Beispiel um einen brückenstabilisierten Röhrensender, wie er im Prinzip oft zur Erzeugung einer festen, hochkonstanten Frequenz benutzt wird, hier abgewandelt für die Zwecke eines Stimmsenders.In the drawing is an embodiment of the subject matter of Invention explained on the basis of a circuit diagram, namely with this one Example of a bridge-stabilized tube transmitter, as it is often used in principle Generation of a fixed, highly constant frequency is used, here modified for the purposes of a voice sender.

Fig. i zeigt den gesamten Schaltplan des Stimmsenders und Fig.2 (größer herausgezeichnet) das frequenzbestimmende Glied.Fig. I shows the entire circuit diagram of the voice transmitter and Fig. 2 (larger drawn out) the frequency-determining element.

In Fig. i ist das frequenzbestimmende Glied einer Brückenschaltung durch starke Linien hervorgehoben. Es besteht aus einem geschlossenen Stromkreis, in dem die veränderliche Induktivität L, die veränderliche Kapazität C, der Festwiderstand R1, der Kaltleiter RE und der Festwiderstand R, in Reihe liegen. Die vier Anschlußpunkte der Brücke sind mit A und B bzw. E und D bezeichnet. Die Anschlußpunkte A und B der Brücke liegen zwischen der Induktivität L und dem Fest-,widerstand R3 bzw. zwischen den Widerständen R1 und R2 und die Anschlußpunkte E und D zwischen der Kapazität C und dem Festwiderstand R1 bzw. den Widerständen R2 und R.. An die Punkte E und D ist das Gitter der ersten Verstärkerröhre Röl eines zweistufigen Verstärkers angeschlossen. Im Anodenkreis der Ausgangsstufe liegt die Primärwicklung eines Übertragers Va mit übersetzungsverhältnis iia in Reihe mit dem Lautstärkeregler Lr. Die Kapazität Ca ist parallel zur Primärwicklung des Übertragers ü. angeschlossen. Das Ende der Primärwicklung ist mit dem Pluspol F des Netzteils Nt verbunden, dessen Minuspol G oder Masse mit Anschlußpunkt B verbunden ist. Die Verstärker sind in bekannter Weise an das Netzteil angeschlossen. Die Sekundärwicklung des Übertragers ü" ist mit Anschlußpunkt A und Minuspol G des Netzteiles verbunden. Der Lautsprecher Ls ist mittels eines Übertragers an den Lautstärkeregler Lr angekoppelt.In Fig. I the frequency-determining element of a bridge circuit is highlighted by strong lines. It consists of a closed circuit in which the variable inductance L, the variable capacitance C, the fixed resistor R1, the PTC resistor RE and the fixed resistor R are in series. The four connection points of the bridge are labeled A and B and E and D , respectively. The connection points A and B of the bridge are between the inductance L and the fixed resistor R3 or between the resistors R1 and R2 and the connection points E and D between the capacitance C and the fixed resistor R1 or the resistors R2 and R .. The grid of the first amplifier tube Röl of a two-stage amplifier is connected to points E and D. In the anode circuit of the output stage, the primary winding of a transformer Va with a transmission ratio iia is in series with the volume control Lr. The capacitance Ca is parallel to the primary winding of the transformer u. connected. The end of the primary winding is connected to the positive pole F of the power supply unit Nt, the negative pole G or ground of which is connected to connection point B. The amplifiers are connected to the power supply in a known manner. The secondary winding of the transformer ″ is connected to connection point A and negative pole G of the power supply unit. The loudspeaker Ls is coupled to the volume control Lr by means of a transformer.

In Fig. 2 ist der frequenzbestimtnende Teil vergrößert dargestellt. Die Induktivität L hat sechs Anzapfungen, die mittels eines Schalters abgegriffen werden können. Die Kapazität C besteht aus dreizehn parallel geschalteten Kapazitäten, von denen jeweils eine mittels eines Umschalters eingeschaltet wird.In Fig. 2, the frequency-determining part is shown enlarged. The inductance L has six taps, which are tapped by means of a switch can be. The capacitance C consists of thirteen capacitors connected in parallel, one of which is switched on by means of a toggle switch.

Die Wirkungsweise der Anlage ist wie folgt: Das frequenzbestimmende Glied ist ein Reihenschwingungskreis, bestehend aus L und C. Dieser Reihenschwingungskreis ist der eine Zweig einer Brücke. Die anderen Zweige sind ein Kaltleiter R2 und zwei Festwiderstände R3 und R1, von denen der eine, R1, aus Kupferdraht gewickelt ist, um den Temperaturgang des Spulenkupferwiderstandes auszugleichen. Die Kapazität ist stufenweise umschaltbar. Die Kondensatoren sind in ihrer Zusammensetzung so gewählt, daß ihr Temperaturgang gerade entgegengesetzt zu dem der Spule verläuft. Auf diese Weise ist eine weitestgehende Temperaturunabhängigkeit der sich erregenden Frequenz erzielt worden. Im vorliegenden Fall wurde die Induktivität mit einem HF-Massekern hergestellt.The mode of operation of the system is as follows: The frequency-determining The link is a series oscillation circuit, consisting of L and C. This series oscillation circuit is one branch of a bridge. The other branches are a PTC resistor R2 and two Fixed resistors R3 and R1, one of which, R1, is wound from copper wire, to compensate for the temperature variation of the coil copper resistance. The capacity can be switched in stages. The capacitors are so in their composition chosen so that its temperature curve is just opposite to that of the coil. In this way, the excitation is largely independent of temperature Frequency has been achieved. In the present case, the inductance was made with an RF ground core manufactured.

Wollte man die höchste Frequenzkonstanz bei Erzeugung nur einer Frequenz erzielen, so wäre der Übertrager Ü" (Fig. i) auf diese Frequenz genau abzustimmen. Bei dem Stimmsender handelt es sich aber gerade darum, die Frequenz verändern zu können, und zwar entsprechend dein gewünschten Oktavsprung max. um den Faktor 2, beispielsweise in zwölf Schritten von 5oo auf iooo Hz. Die durchgeführten Untersuchungen haben ergeben, daß es in diesem Fall zweckmäßig ist, den Ausgangsübertrager Ü" auf die Bandmitte der zu überstreichenden Oktave oder des zu überstreichenden Bereiches abzustimmen und ihn so zu dimensionieren, daß seine Güte Q= < 2o wird. Dann ist ein sicheres Erregen von Schwingungen im Abstand i :2 durch einfaches Umschalten der Kondensatoren im Schwingungskreis möglich. Es wird also das ohne Beachten dieser Vorschrift erforderliche Umschalten des Abstimmkondensators CA über Ü,4 überflüssig, was eine Vereinfachung im Aufbau des Gerätes bedeutet. Die erreichte Frequenzkonstanz ist trotzdem für musikalische Zwecke noch hoch genug: Die der Brücke zwischen A und B (Fig. i) über Ü" vom Ausgang der Endröhre zugeführte Spannung speist in der bekannten Weise die Brücke. Für die Resonanzfrequenz ist die Spahnung an den Punkten ED der Brücke mit der Spannung an den Speisepunkten A B in Phase. Spannung L7ED wird dem Gitter der ersten Verstärkerstufe zugeführt. Der zweistufige Verstärker muß so ausgelegt sein, daß er im Arbeitsbereich von 500 Hz bis iooo Hz die Phase der Spannung gerade um 36o0 dreht. Bei richtiger Polung des Ausgangsübertragers Ü" erregt sich die Frequenz to,. Steigt beim Anschwingen des Senders die Spannung UAB über der Brücke, dann heizt sich der Kaltleiter auf, und sein Widerstand R2 wird größer. Damit sinkt UED so lange, bis das Spannungs verhältnis UAB : UED gerade gleich der Röhrenverstärkung V dividiert durch das Übersetzungsverhältnis ü" ist.If you wanted to achieve the highest frequency constancy while generating only one frequency, the transformer U "(Fig. I) would have to be precisely tuned to this frequency. With the voice transmitter, however, it is precisely a matter of being able to change the frequency according to your desired Octave jump max. By a factor of 2, for example in twelve steps from 500 to 10000 Hz. The investigations carried out have shown that in this case it is advisable to adjust the output transformer Ü "to the middle of the octave or range to be swept and to dimension it so that its quality Q = <2o will. Then it is possible to safely excite oscillations at a distance i: 2 by simply switching over the capacitors in the oscillating circuit. The switching of the tuning capacitor CA via Ü, 4, which is necessary without observing this rule, is therefore superfluous, which means a simplification in the structure of the device. The achieved frequency constancy is still high enough for musical purposes: The voltage fed to the bridge between A and B (Fig. I) via Ü "from the output of the end tube feeds the bridge in the known manner. For the resonance frequency the spahnung at the points ED of the bridge is in phase with the voltage at the feed points AB. Voltage L7ED is fed to the grid of the first amplifier stage. The two-stage amplifier must be designed in such a way that it just turns the phase of the voltage by 36o0 in the operating range from 500 Hz to 10000 Hz. If the polarity of the output transformer U "is correct, the frequency to, is excited. If the voltage UAB across the bridge rises when the transmitter begins to oscillate, the PTC thermistor heats up and its resistance R2 increases UAB : UED is just equal to the tube gain V divided by the transmission ratio ü " .

Mit dem Lautstärkeregler wird die Lautstärke des über einen Übertrager angekoppelten Lautsprechers geregelt. Der Lautsprecher ertönt mit der sich erregenden Frequenz.The volume control is used to control the volume of the via a transformer coupled loudspeaker regulated. The loudspeaker sounds with the excitement Frequency.

Bei einer praktischen Ausführung besitzt der Tonwahlschalter dreizehn Stufen. Mit ihm lassen sich die zwölf Halbtöne einer Oktave der gleichschwebend temperierten Stimmung einschließlich des Oktavtones einstellen. Man kann also folgende Töne auf der Basis des Kammertones von 44o Hz einstellen: C@ = 5233 Hz g " = 784,0 Hz Cis" = 524,4 Hz gis" = 83o,6 Hz d" = 587,3 Hz a" = 88o,o Hz dis" = 622,2 Hz b" = 932,2 Hz e" = 659,2 Hz h" = 987,7 Hz f" = 698,5 Hz c"' = i o46,5 Hz Die Frequenzen zweier nebeneinanderliegender Halbtöne verhalten sich wie Sie unterscheiden sich also um etwa 5,9% in ihrer Frequenz. Mit dem zweiten sechsstufigen Schalter kann der Kammerton und mit ihm die gesamte Oktave nach höheren und tieferen Frequenzen hin verschoben werden. Beim Weiterschalten dieses auf die Abgriffe der Induktivität des Schwingkreises wirkenden Schalters um einen Schritt ändern sich sämtliche Halbtöne um '/s Halbton, also um etwa 1,2%. Beim Weiterschalten um die gesamten zur Verfügung stehenden fünf Schritte wird die ganze Oktave also gerade um einen Halbton der wohltemperierten Tonleiter verschoben. Es kann damit die Tonleiter auf der Basis der Kammertöne von 425, 430, 435, 440, 445 und 45o Hz aufgebaut werden.In a practical version, the tone selector switch has thirteen levels. It can be used to set the twelve semitones of an octave of the equally tempered tuning including the octave tone. So you can set the following tones on the basis of the standard tone of 44o Hz: C @ = 5233 Hz g "= 784.0 Hz C sharp "= 524.4 Hz g sharp" = 83o, 6 Hz d "= 587.3 Hz a" = 88o, o Hz dis "= 622.2 Hz b" = 932.2 Hz e "= 659.2 Hz h" = 987.7 Hz f "= 698.5 Hz c"'= i o46.5 Hz The frequencies of two adjacent semitones behave like So they differ by about 5.9% in their frequency. With the second six-position switch, the concert pitch and with it the entire octave can be shifted towards higher and lower frequencies. When this switch, which acts on the inductance of the resonant circuit, is switched on by one step, all semitones change by ½ semitone, i.e. by around 1.2%. When switching through the entire available five steps, the whole octave is shifted by a semitone of the well-tempered scale. The scale can be built up on the basis of the standard tones of 425, 430, 435, 440, 445 and 45o Hz.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for generating electroacoustic vibrations, in particular for tuning musical instruments, with the aid of comparison vibrations generated by a frequency-stable tube transmitter, characterized in that the frequency-determining element of the transmitter contains two groups of different switching elements and that the elements of one group for changing the frequency in stages the amount of a scale interval in the vocal range of at least one octave can be switched.

2. Apparatus according to claim i, characterized in that the elements the second group can be changed to shift the entire vocal range (frequency band) are.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the second group of Switching elements is gradually or continuously switchable or changeable.

4. Device according to claim i or one of the subsequent claims, characterized in that the Fixed resistor (R1) made of copper wire between bridge points (E) and (B) is wrapped.