DE840946C

DE840946C - Musical instrument with an electron beam tube

Info

Publication number: DE840946C
Application number: DEP9158D
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr Phil Katz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1953-02-05

Description

Musikinstrument mit einer Elektronenstrahlröhre Zur Erzeugung einer Mehrzahl von Spannungen unterschiedlicher Frequenz kann man mit Vorteil eine Elektronenstrahlröhre anwenden, bei welcher der Elektronenstrahl gleichzeitig oder im raschen Wechsel eine Mehrzahl von nebeneinanderliegenden, voneinander isoliert angeordneten, beispielsweise als Metallbelegungen nebeneinander auf einer nichtleitenden Platte aufgebrachten Elektroden überstreicht.Musical instrument with a cathode ray tube For generating a A cathode ray tube can advantageously be used for a plurality of voltages of different frequencies apply in which the electron beam simultaneously or in rapid alternation a plurality of juxtaposed, isolated from one another, for example applied as metal coverings next to each other on a non-conductive plate Electrodes painted over.

Der Elektronenstrahl wird in bekannter Weise auf der Elektrodenebcne strichförmig abgebildet. Das gleiche kann auch erreicht werden, wenn der Elektronenstrahl nach einem früheren Vorschlag in einer gegenüber der Ablenkung vorzugsweise um 9o° verschobenen Richtung in raschem Wechsel, z. B. mit einer Frequenz von ioo kHz pendelt.The electron beam is in a known manner on the electrode plane shown as a line. The same can also be achieved when using the electron beam according to an earlier suggestion in a direction opposite the deflection preferably by 90 ° shifted direction in rapid change, z. B. oscillates at a frequency of 100 kHz.

Die einzelnen Elektroden sind so ausgebildet, daß der Elektronenfluß in seiner Intensität verschieden beeinflußt wird und so die die verschiedenen Elektroden durchfließenden Ströme voneinander verschiedene Frequenzen aufweisen.The individual electrodes are designed so that the flow of electrons is influenced differently in its intensity and so the different electrodes currents flowing through have mutually different frequencies.

Bildet man beispielsweise zehn Metallbelegungen so aus, daß sich die Frequenzen der durch sie fließenden Ströme wie i : 2 : 3 ... 1o verhalten, so erhält man an einem gemeinsamen Außenwiderstand eine Spannung, die, auf einen Lautsprecher gegeben, einen hörbaren Ton erzeugt, der außer der Grundwelle noch neun Obertöne enthält. Durch Zu- oder Abschaltung von einzelnen Belegungen kann die Klangfarbe des Grundtones variiert werden. Eine stetig veränderbare Klangfarbe erfordert noch zu jeder Belegung einen stetig veränderbaren Widerstand.If, for example, ten metal layers are formed in such a way that the frequencies of the currents flowing through them behave as i: 2: 3 ... 1o, a voltage is obtained at a common external resistance which, when applied to a loudspeaker, generates an audible tone which contains nine overtones in addition to the fundamental. The timbre of the basic tone can be varied by connecting or disconnecting individual assignments. A continuously changeable timbre requires a continuously changeable resistance for each assignment.

Durch Änderung der Frequenz der Ablenkspannung können verschiedene Töne erzeugt werden. Bei sinusförmiger Ablenkung des Elektronenstrahles benötigt man für die Erzeugung der Grundwelle eine '_XIetallbelegung, die als obere Begrenzungskurve eine Gerade mit einer durch die jeweils gegebenen Konstanten vorbestimmten Steigung hat. Die Begrenzung der Belegung für die erste Oberwelle ergibt eine Parabel, während man für die zweite Oberwelle eine Kurve dritten Grades erhält. Die im einzelnen benötigten Belegungen lassen sich für alle Oberwellen leicht berechnen.By changing the frequency of the deflection voltage, various Sounds are generated. Required for sinusoidal deflection of the electron beam man for the generation of the fundamental wave a '_XIetallbelichtung, which acts as the upper limit curve a straight line with a slope predetermined by the given constants Has. The limitation of the occupancy for the first harmonic results in a parabola while a curve of the third degree is obtained for the second harmonic. The in detail The required assignments can easily be calculated for all harmonics.

Es zeigt sich nun der beachtliche Nachteil, daß die Amplitude der Ablenkspannung konstant gehalten werden muß, da sich anderenfalls ungewollte Änderungt n der Klangfarbe ergeben können. Die reine Erzeugung der höheren Harmonischen ist nämlich an eine vorgegebene Amplitude der Ablenkspannung gebunden, ändert sich die Amplitude der Ablenkspannung, so entstehen neben der gewollten Harmonischen noch Anteile niederer Harmonischen. Die Erfindung nutzt die Tatsache, daß die Ablenkamplitude die Anteile der niederen Harmonischen bei den einzelnen Belegungen beeinflußt, zur Klangfarbenreglung aus. Es lassen sich hierdurch wesentliche Vereinfachungen in bezug auf den Aufbau der Röhre und auf den die Einstellung der Klangfarbe ermöglichenden Mechanismus erreichen.It now shows the considerable disadvantage that the amplitude of the Deflection voltage must be kept constant, otherwise unwanted changes n the timbre. The pure creation of the higher harmonics is namely bound to a predetermined amplitude of the deflection voltage, the changes The amplitude of the deflection voltage, in addition to the desired harmonics, also arise Lower harmonic components. The invention takes advantage of the fact that the deflection amplitude influences the proportions of the lower harmonics in the individual assignments, for Tone control off. This allows essential simplifications in with regard to the structure of the tube and the setting of the timbre that enables it Reach mechanism.

Die nachfolgende Rechnung beweist, daß die Klangfarbe durch Änderung der Ablenkamplitude in weitem Maße geändert werden kann. Unter Zugrundelegung der Ablenkamplitude L' sei beispielsweise die Belegung für die ii. Harmonische berechnet. Es entsteht dann eine Spannung folgender Form: eu=Eil+fll sin 110)t.The following calculation proves that the timbre by change the deflection amplitude can be changed widely. Based on the Deflection amplitude L 'is, for example, the assignment for the ii. Harmonics calculated. A voltage of the following form then arises: eu = Eil + fll sin 110) t.

Bei Änderung der Ablenkamplitude auf den Wert L" erhält man am Außenwiderstand eine Spannung folgender Form In dieser Spannung sind außer der ii. Harmonischen sämtliche niederen Harmonischen einschließlich der Grundwelle enthalten, soweit sie ungeradzahlig sind. Die Amplituden der einzelnen Harmonischen haben folgende Werte (wenn f11 = i gesetzt wird) Es ist zti ersehen, daß die Amplitude der ii. und auch der 9. Harmonischen um so kleiner wird, je kleiner das Verhältnis wird.When the deflection amplitude changes to the value L ", a voltage of the following form is obtained at the external resistance In addition to the ii. Harmonics contain all lower harmonics, including the fundamental, insofar as they are odd. The amplitudes of the individual harmonics have the following values (if f11 = i is set) It can be seen that the amplitude of the ii. and also the 9th harmonic becomes smaller, the smaller the ratio will.

In der folgenden Tabelle sind für die Werte U' : f> o,r, o,5, o,6 und o,7 die errechneten Werte d.=r einzelnen Amplituden eingetragen H,1 Ha H 5 H 7 H, Hi, o,1 0,94 0,05 0 0 0 0 0,5 (),7 0,5 0,7 0,2 0,02 0,0005 o,6 o, r o,65 o,56 0,44 0,07 0004 0,7 0,5 0,3 0.24 0.73 0.23 0.02 1,() 0 0 0 0 0 1 Es ist zu ersehen, daß durch geeignete Wahl des Verhältnisses eine der gewünschten möglichst ähnliche Klangfarbe unschwer erreicht werden kann. Für alle ungeraden Harmonischen ist lediglich die Belegung, die der höchsten Harmonischen entspricht, :inztibring(,n.In the following table, the calculated values d. = R individual amplitudes are entered for the values U ': f> o, r, o, 5, o, 6 and o, 7 H, 1 ha H 5 H 7 H , Hi, o.1 0.94 0.05 0 0 0 0 0.5 ( ), 7 0.5 0.7 0.2 0.02 0.0005 o, 6 o, ro, 65 o, 56 0.44 0.07 0004 0.7 0.5 0.3 0.24 0.73 0.23 0.02 1, ( ) 0 0 0 0 0 1 It can be seen that by a suitable choice of the ratio a timbre that is as similar as possible to the desired one can easily be achieved. For all odd harmonics, only the assignment that corresponds to the highest harmonic is: inztibring (, n.

Für die geradzalilige Harmonische ist noch eine weitere Belegung anzuordnen, die der höchsten gewünschten geradzahligrn Harmonischen entspricht. Beide Belegungen zusammen führen zu einem gemeinsamen Außenwiderstand bzw. zum Eingang des Tonfrequcnzverstärkers. Die Klangfarbe wird dadurch geregelt, daß die Amplitude der Ablenkspannung z. B. durch Tastendruck geändert wird. Gleichzeitig oder unabliä ngig davon kann auch die Strahlspannung der Musikröhre veränderbar sein, wodurch ebenfalls eine Klangfarbenreglung erreicht wird.Another assignment is to be arranged for the straight harmonic, which corresponds to the highest desired even harmonic. Both assignments together lead to a common external resistance or to the input of the audio frequency amplifier. The timbre is controlled in that the amplitude of the deflection voltage z. B. is changed by pressing a button. Simultaneously or continuously of it can also the beam voltage of the music tube can be changed, which also provides a tone color control is achieved.

In der Figur ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. An das Ablenkplattenpaar _1 P der Elektronenstrahlröhre wird eine ;intisförmige Spannung der Frequenz f angelegt. An einem Potentiometer können wahlweise verschiedene Amplituden der Ablenkspannung abgegriffen werden. Besonders zweckmäßig sind die einzelnen gewünschten Abgriffe durch Tastenschaltung einstellbar. Die Anode weist nur zwei Belegungen auf, die durch z. B. strichförmig abgebildete Elektronenstrahlen gleichzeitig abgetastet werden. Die Belegung B, entspricht dabei der höchsten gewünschten geradzahligenHarmonischen, z. B. der io., während die Belegung B, der höchsten gewünschten ungeradzahligen Harmonischen, z. B. der ii. Harmonischen, entspricht. Am gemeinsamen Außenwiderstand IV kann dann eine Spannung abgegriffen werden, deren Anteile an Grundwelle und Oberwellen der jeweiligen Einstellung der Ablenkamplitude entsprechen. Die Frequenz der Ablenkspannung kann veränderbar sein um verschiedene Töne erzeugen zu können. Um gleichzeitig mehrere Töne in der Elektronenstrahlröhre zu erzeugen, können nach einem früheren Vorschlag mehrere verschiedenen Tönen zugeordnete Ablenkspannungsquellen vorgesehen sein, die in raschem Wechsel, z. B. unter Anwendung eines tlektronenstrahlschalters an das Ablenkplattenpaar AP der Elektronenstrahlröhre, geschaltet werden. Man erhält so ein sehr einfaches Musikgerät, das eine Vielzahl von Klangfarben zu erzeugen imstande ist und bei dem jede beliebige Zahl von Tönen gleichzeitig gespielt werden kann.In the figure, an embodiment of the invention is schematically shown. An intis-shaped Voltage of frequency f applied. You can choose between different Amplitudes of the deflection voltage are tapped. They are particularly useful individually desired taps can be set by means of a button switch. The anode has only two assignments, which by z. B. electron beams shown as a line be scanned at the same time. Occupancy B corresponds to the highest desired even harmonics, e.g. B. the io., While occupancy B, the highest desired odd harmonics, e.g. B. the ii. Harmonics, corresponds. On common External resistance IV can then be tapped off a voltage, its proportions Fundamental wave and harmonics correspond to the respective setting of the deflection amplitude. The frequency of the deflection voltage can be changed to produce different tones to be able to. In order to produce several tones in the cathode ray tube at the same time, may, according to a previous proposal, have several deflection voltage sources associated with different tones be provided that in rapid change, z. B. using a electron beam switch to the pair of deflection plates AP of the cathode ray tube. You get such a very simple music device that can produce a wide variety of timbres capable of playing any number of tones simultaneously can.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electric music device with a cathode ray tube, in which the electron beam scans one or more electrodes shaped in such a way that the electron flow is influenced differently in its intensity and voltages are obtained which, in addition to the fundamental wave, also contain one or more harmonics of a selectable amplitude, with a sinusoidal or similar type Deflection of the electron beam, characterized in that the amplitude of the deflection voltage for tone color regulation can be changed in a predetermined manner.

2. Electrical music device according to claim i, characterized in that the highest odd harmonic desired and assignments corresponding to the highest desired even-numbered harmonic are provided and the desired proportions of the individual harmonics by appropriate Adjustment of the deflection amplitude are obtained.

3. Electric music device after one of the preceding claims, characterized in that the beam voltage is variable is.