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Elektronisches Musikinstrument Die Erfindung bezieht sich auf elektronische
Musikinstrumente und betrifft vor allem die Erzeugung von für derartige Instrumente
geeigneten ungedämpften Schwingungen von Tonfrequenz.
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Gemäß der Erfindung ist ein auf Tonfrequenz abgestimmtes Schwingungssystem
von Elektronenröhren vorgesehen, das aus zwei je eine Kathode, ein Gitter und eine
Anode umfassenden Dreipolröhren besteht, bei denen die Kathoden elektrisch miteinander
verbunden sind, das Gitter einer der Röhren geerdet ist, zwischen dem Gitter der
anderen Röhre und der Erde ein veränderlicher Widerstand vorgesehen und dieses Gitter
mit der Anode der ersteren Röhre über einen Kondensator verbunden ist.
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Die Anoden der beiden Röhren sind über je einen Widerstand an den
Pluspol der Stromquelle angeschlossen. Das Schwingungssystem ist ausgangs über einen
Asbestwiderstand mit einem Verstärker verbunden. Ein solcher Asbestwiderstand hat
den Vorteil, daß er, ohne ein vollkommener Isolator zu sein, dem Stromdurchgang
einen hohen Widerstand bietet, der von dem Grad der Zusammenpressung des Asbestes
abhängig ist.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und
zwar zeigt Abb. i ein Schaltbild und Abb. a und 3 eine bei dem Instrument zur Verwendung
gelangende Tastatur mit den nötigen Verbindungen.
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Gemäß der Erfindung werden eine Doppeldreipolröhre bekannter Art oder
zwei getrennte Dreipolröhren verwendet. Die beiden Kathoden C1 und C2 (Abb. i) dieser
Doppeldreipolröhre bzw. der getrennten Dreipolröhren sind in an sich bekannter
Weise
miteinander verbunden und über einen Vorspannwiderstand geerdet. Das Gitter G2 ist
ebenfalls entweder durch eine direkte Verbindung (Abb. i) oder durch einen Widerstand
(nicht gezeigt) geerdet. Zwischen dem Gitter G' und der Erde liegt ein veränderlicher
Abstimmwiderstand RGI. G' ist durch eine einstellbare Kapazität CV mit der Anode
A2 verbunden. Die Anode A' und die Anode A2 sind durch die Belastungswiderstände
RA' und RA 2 mit der Anodenstromquelle verbunden. Die Verbindung zwischen dem Schwingungssystem
und dein K iederfrequenzverstärker, der von irgendeiner bekannten Art sein kann
und zur Verstärkung der elektrischen Schwingungen und deren L'mwatidlung in akustische
Schwingungen dient, erfolgt Tiber einen Spezialwiderstand, der aus einem :1sl>estanker
und einem Metallanker besteht, die zwecks Kontaktgebung gegeneinanderbewegt werden
können. Diese Anker liegen zwischen der Anode .42 oder .4' und dem Eingangsgitter
des Verstärkers.
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Die oben beschriebenen Verbindungen erzeugen ungedämpfte Schwingungen
von Tonfrequenz. wie dies für elektronische Musikinstrumente erforder-lich ist.
An den Schaltungen, die nur Ausführungsbeispiele sind, können verschiedene Änderungen
vorgenommen werden. So können zu dem die Kathoden erdenden Widerstand Kapazitäten
parallel geschaltet werden oder es kann zwischen dem Gitter G' und der Erde ein
veränderlicher Widerstand vorgesehen werden. An Stelle einer Doppeldreipol-#röhre
können auch zwei Einfachdreipolröhren, zwei Fünfpolröhren oder ähnliche Mehrfachröhren
verwendet werden. In allen Fällen ist das Hauptmerkmal des Schwingungssystems die
elektrische Verbindung zwischen den beiden Kathoden C' und C2. Diese \"erbindung
kann eine direkte oder eine solche mit Widerstand oder Induktionsspule sein. B-ei
dein Schaltbild Abb. i ist die übliche Induktionsspule, welche bei den jetzigen
Schwingungssystemen allgemein bekannt ist, weggelassen. Außerdem ist die Gitterelektrode
G2 direkt geerdet. Es können jedoch an verschiedenen Stellen zusätzliche Induktionsspulen,
Kapazitäten oder @-,\'iderstände zugefügt werden, ohne den Schwingungskreis der
Abb. i wesentlich zu ändern. Bei der praktischen Ausführung von elektronischen Musikinstrumenten
unter Verwendung der Schaltung Abb. i lassen sich durch die Verbindung der Kathoden
des Schwingungssystems folgende Ergebnisse erzielen: a) Eine vollkommene Konstanz
der Frequenz; b) ein an Harmonischen äußerst reicher Grundton mit der Möglichkeit,
durch nachfolgendes Filtern eine Vielheit von Tönen zu erhalten; c) für einen gegebenen
Wert von CV (Abb. t) ist es möglich, durch bloße Änderung von RG' und ohne gleichzeitige
Änderungen von CVeine fortlaufende Änderung der Frequenz zu erzielen, angefangen
von niedrigen Werten, bei welchen die Schwebungen getrennt hörbar sind, bis zur
oberen Grenze der menschlich hörbaren Töne und selbst darüber hinaus; umgekehrt
kann bei einem gegebenen Wert von RG' der gleiche Frequenzbereich durch eine
einfache Änderung von CI' erreicht werden; d) schließlich behalten alle Töne bestimmter
Frequenzen, die durch eine bestimmte Verstellung des veränderlichen Widerstandes
RG' erhalten werden, die gleichen Tntervalle voneinander, wenn die ganze Tonlage
durch eine Änderung des Wertes von CV gehoben oder gesenkt wird. Das gleiche tritt
ein, wenn weitere Kondensatoren CV', CG"= usw. im Nebenschluß zii CV gelegt werden,
während die Tonlage als Ganzes durch RG' verändert wird.
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Diese Vorteile werden zusammen oder einzeln in der nachstehend beschriebenen
Vorrichtung erzielt, jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Vorrichtung beschränkt.
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Als eine erste Ausführungsform ist in Abb. 2 eine Klaviertastatur
von drei oder vier Oktaven gezeigt. Praktisch wird in diesem Fall RG' von einem
mit verschiebbaren Ringen versehenen langen Graphitwiderstand gebildet. Jeder Ring
ist mit einem von einer Taste zii betätigenden Kontaktstück verbunden. Wenn eine
Taste niedergedrückt wird, wird durch Schließen des Kontaktes derjenige Punkt des
M'iderstandes. an denn sich der Ring befindet, geerdet. Jeder Ring entspricht einem
halben Ton der Tonleiter und (las Altstimmen jede hallten Tones erfolgt dadurch,
claß der Ring in der einen oder anderen Richtung längs dem Widerstand verschoben
wird. Die allgemeine Abstimmung, durch die das ganze Instrument einen Viertelton,
einen halben Ton oder einen Drittelton höher gestellt wird, erfolgt durch Regelung
des Kondensator CV. Zusätzliche Kondensatoren CV', CV- usw. ermöglichen eine sofortige
Transposition um ein, zwei. drei oder mehr Oktaven. Praktisch kann also das Instrument
mit einer Tastatur von drei Oktaven sieben und acht Oktaven umfassen. Das Vibrato
wird durch Einwirkung auf Cl' oller auf R.4' oder auf R:41 erzielt.
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Bei einer zweiten Ausführungsform, bei der eine kleine Akkordeontastatur
vorgesehen ist, bewirkt jede Taste die parallele Einschaltung und Abschaltung von
kleinen einstellbaren Kondensatoren C l'', C['2 usw., die durch Ilalbtöne
gestimmt sind. Die Tastatur ist auf einer beweglichen Platte angebracht, die sich
uni eine Achse drehen kann und eine Verschiebung der Tastatur nach links oder rechts
gestattet. Durch diese seitliche Verschiebung wird der veränderliche Widerstand
RG' beeinflußt. Infolgedessen sind während des Spielens Gleitbewegungen ähnlich
-,vie bei einer Geige möglich. Das gleiche gilt für die Erzeugung eines Vibratos.
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Die dritte Ausführung gemäß Abb.3 zeigt die Anwendung der Erfindung
bei einem Clavichord, welches aus einer Vereinigung von Saiten mit einer Tastatur
besteht. Einer Tastatur der in Abb.2 gezeigten Art ist eine Metallsaite
AB zugeordnet, die über einen aus einer Spule od. dgl. bestehenden Widerstand
RG' gespannt und geerdet ist. Es kann nun entweder mit den Tasten oder dadurch gespielt
werden, daß der Widerstand RG' geerdet wird, indem man mit dem Finger auf einen
Punkt der Saite drückt und auf diese Meise einen entsprechenden
Punkt
des Widerstandes RG' Tiber die Saite erdet. Durch Gleitenlassen des Fingers über
die Saite erhält matt ein Glissando ähnlich wie bei dem Spielen einer teige. Der
Widerstand RG' wirkt gleichzeitig für die Tastatur und für die Saite. Das Stimmen
des Instrumentes erfolgt durch Einstelltin- veränderlicher Kondensatoren.