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Frequenzteilerschaltung für Musikinstrumente Es ist bereits bekannt,
in Frequenzteilerschaltungen für Musikinstrumente mit elektrischer Tonerzeugung
in dein einzelnen Frequenzteilerstufen Multivibratoren zu verwenden. Es mag naheliegend
erscheinen, an Stelle dieser Multivibratoren selbstsperrende Schwingungserzeuger,
d. h. sog. Sperrschwinger (blocking oszillator), zu setzen, jedoch hat die Erfahrung
gezeigt, @daß damit noch nicht ohne weiteres der aus der Tatsache, daß eine Sperrschwingerschaltung
nur eine einzige Röhre enthält, zu erwartende gedrängte Aufbau der ganzen Schaltanordnung
erzielbar ist.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß man durch besondere Bemessung
und Anordnung der Sperrschwinger jedoch zu einem sehr einfachen und wenig Raum beanspruchenden
Aufbau der Frequenzteilerschaltung kommen kann.
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Gemäß der Erfindung sollen zu diesem Zweck die Sperrschwinger innerhalb
einer Frequenzteilerkette verschieden ausgeführte Transformatoren erhalten, und
es sollen entweder bei räumlich nebenein:anderliegenden Stufen der in jeder Frequenzteilerkette
höchsten Frequenz (Stammstufen) und räumlich nebeneinanderliegernden Teilerstufen
gleicher Ordnungszahl in -diesen räumlich nebeneinanderliegenden Teilerstufen verschieden
ausgeführte Transformatoren enthalten sein, oder es sollen bei nicht nebeneinanderliegenden
Stammstufen und gleicher Ausführung jeder Frequenzteilerkette diese Stammstufen
und die Teilerstufen gleicher Ordnungszahl von jeder Frequenzteilerkette zur räumlich
unmittelbar benachbarten so gegeneinander versetzt angeordnet sein, daß die räumlich
unmittelbar benachbarten Stufen verschieden ausgeführte ,Transformatoren enthalten.
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Eine Ausführungsform für die Anordnung und Bemessung der ganzen Frequenzteilerschaltung
für ein einen Bereich von fünf Oktaven umfassendes
Musikinstrument
ist in Fig. i und 2 schematisch dargestellt. In dieser sind mit I bis XII elektrische
Generatoren, beispielsweise Sinusgeneratoren, oder auch beliebige Kippschwingungserzeuger,
z. B.. wiederum Sperrschwinger, bezeichnet, die elektrisch voneinander unabhängig
sind und aus solchen Einzelteilen bestehen sollen, daß sie genügend stabile Frequenzen
erzeugen. Diese Generatoren sind den einzelnen Tönen innerhalb der höchsten Oktave
des betreffenden Musikinstrumentes zugeordnet. Jeder dieser Generatoren, die im
folgenden Stammstufen genannt werden, ist gleichzeitig .die oberste rStufe einer
Frequenzteilerkette, die aus vier weiteren Stufen Il, I2 usw. bzw. IIi, 112 usw.
besteht, welche in Fig. i unterhalb des betreffenden Stammgenerators gezeichnet
sind und welche die entsprechenden Töne der unteren vier Oktaven erzeugen. Diese
synchronisierten Frequenzteilerstufen sind Sperrschwinger. Wenn man die Rückkopplungstransformatoren
dieser Sperrschwinger bei einem Übersetzungsverhältnis ii : i mit den in dem Schema
in Fig.2 eingetragenen Windungszahlen versieht, wobei die Eisenkerne aller Transformatoren
gleich ausgeführt werden können oder wobei die Windungs.zahlangaben nach Fig. 2
sich auch auf Lufttransformatoren beziehen können, so ist erfahrungsgemäß durch
Anbringung einer einzigen Blechwand zwischen je zwei nebeneinanderliegenden Frequenzteilerketten
schon eine genügende elektrostatische Abschirmung der Frequenzteilerstufen in horizontaler
Richtung gegeneinander zu erzielen. Es wird weiter unten besprochen werden, wie
diese in Fig. 2! mit io und i i bezeichneten Abschirmwände mit dem Chassis der einzelnen
Frequenzteilerstufen vereinigt werden können. Die aus Fig. 2 ersichtliche Tatsache,
d aß man in abwechselnd aufeinanderfolgenden Frequerizteilerketten wieder dieselbe
Windungszahl verwenden kann, ermöglicht eine große Vereinfachung und Verbilligung
für die Herstellung.
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Bei der in Fig.3 schematisch dargestellten Anordnung sind die Stammstufen
I, III usw. in der obersten Reihe, die Stammstufen II, IV usw. in der untersten
Reihe angeordnet, und die Fortschreitungsrichtung von der jeweiligen Stammstufe
zu den von ihr abhängigen Frequenzteilerstufen verläuft also in den nebeneinanderliegenden
Teilerketten abwechselnd von oben nach unten und umgekehrt. Diese Anordnung hat
den Vorteil, daß man, abgesehen von der mittleren waagerechten Reihe in Fig. q.,
in welcher die Windungszahlen in ähnlicher Weise wie in Fig.2 abgestuft sind, in
jeder Frequenzteilerkette die .gleichen Windungszahlen für die Rückkopplungstransformatoren
verwenden kann und doch für jeweils zwei in horizontaler Richtung benachbarte Stufen
wieder verschiedene Windungszahlen erhält. Man 'kann also nach dem Obengesagten,
bei Verwendung einer einfachen elektrostatischen Abschirmung zwischen diesen Stufen,
eine störende gegenseitige Beeinflussung mit .genügender Sicherheit vermeiden.
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Auch die Fig. 5 und / zeigen Ausführungsformen, bei denen man innerhalb
jeder Frequenzteilerkette die Windungszahlen gleich abstufen kann, ohne für eine
Horizontalreihe eineAusnahme von dieser Regel machen zu müssen.
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In Fig. 5 ist die Stammstufe II gegenüber der Stammstufe I um einen
Schritt nach abwärts versetzt, und eine entsprechende Versetzung besteht für die
-drei ersten Teilerstufen IIi, 112, 11, dieser Kette, während sich die letzte Stufe
114 rechts "neben der Stammstufe I befindet. Auch die Ketten III und IV sind gegenüber
der jeweils links daneben befindlichen um einen Schritt nach abwärts versetzt, d.
h. -die Stammstufe III befindet sich in der dritten Horizontalreihe von oben, die
Stammstufe IV in der vierten usw.
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Die Fig.6 zeigt in der gleichen Darstellungsweise wie Fig. q. und
2, daß die Transformatorwindungszahlen nun in allen Ketten gleich abgestuft werden
können.
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Die Fig. 7 zeigt eine Versetzung der Stammstufe II um zwei Schritte
nach abwärts gegenüber der Stammstufe I und eine Versetzung gleicher Größe für die
Stammstufe III gegenüber II. Auch hier ist eine gleiche Windungszahlab-stufung in
jeder Kette möglich.
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Grundsätzlich kann die Kopplung der verschiedenen Frequenzteilerstufen
derart durchgeführt werden, daß bei der synchronisierenden Stufe die Steuerspannung
von einem Anodenwiderstand, von einem Kathodenwiderstand oder von einem Widerstand
im Schirmgitterkreis abgegriffen wird und der synchronisierten Stufe entweder an
einem stromlosen Hilfsgitter, also z. B. an einem Fanggitter einer Fentode oder
einem dritten Gitter einer Hexode zugeführt wird oder dem eigentlichen Sperrschwingergitter.
Die Forderung, daß eine synchronisierte Stufe nicht auf die vorhergehende synchronisierende
Stufe dieser Kette zurückwirken darf, führt dabei für die verschiedenen möglichen
Schaltungen " noch zu besonderen Schaltungsmaßnahmen.
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In Fig. 8 ist eine Schaltung für zwei aufeinanderfolgende Stufen -
derselben Kette dargestellt, in welcher in der Stufe A die als Triode gezeichnete
Sperrschwingerröhre mit 112 bezeichnet ist, ihr Rückkopplungstransformator des Übersetzungsverhältnisses
i : i mit i3, der Sperrschwingerkondensator mit 1q. und bei welcher der die Zeitkonstante
der Sperrschwingerschaltung bestimmende Widerstand im wesentlichen durch den Widerstand
15 gebildet wird.
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In der Kathodenzuleitung befindet sich ein Widerstand 16, an dem die
Steuerspannung für die synchronisierte Stufe B über einen Kopplungskondensator 17
abgegriffen wird. Das untere Ende des Widerstandes 15, an dem über- die Leitung
18
die Steuerspannung von der vorhergehenden Teilerstufe eingeführt wird,
ist über einen weiteren Widerstand i9 an die Vorspannung für das Sperrschwingergitter
angeschlossen. Die Stufe B ist in der gleichen Weise geschaltet wie die StufeA,
und eine Rückwirkung der am Sperrschwingergitter der Röhre 12' auftretenden ,Spannung
auf die StufeA wird dadurch vermieden, daß der Widerstand i°5'
in
einem bestnmmfien Falle 2 MD beträgt, während die Widerstände 16 und i9'
in Parallelschaltung nur einen Widerstand von 2o k0 besitzen. Die Spannung am Sperrschwingergitter
von 12' tritt daher nur im Verhältnis noo :; i vermindert am Widerstand 16 auf.
Praktisch genügt häufig auch eine Verminderung im Verhältnis 50 :, i oder
2o, : i oder io : i oder eine .noch geringere Verminderung.
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Bei der in Fig.9 dargestellten Schaltung, bei welcher das Fanggitter
einer Pentode oder Stufe D an den Anodenkreis der vorhergehenden Stufe C angeschlossen
ist, ist wegen der Stromlosigkeit des Fanggitters die Stufe D von der Stufe C sogar
vollständig entkoppelt. Die negative Vorspannung für die Fanggitter kann dabei durch
Auschluß der Kathode aller Sperrschwingerröhren an einen gegenüber -Erde um etwa
15 Volt positiven Punkt sichergestellt werden. .
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Bei der Schaltung nach Fig. 9 kann man `die Sicherheit der Synchronisierung
noch dadurch erhöhen, daß man entweder, wie in Fig. io veranschaulicht, einen einfacher'
Tiefpaß, bestehend aus dem Widerstand 2o und dem Kondensator 2i, vor dem Fanggitter
anordnet, oder daß man in dem Anodenkreis der vorhergehenden Röhre ein LC-Glied
anbringt. Beide Schaltungsmaßnahmen führen dazu, daß statt der Steuerspannung für
die Sperrschwingerröhre nach Fig. i i, wie sie ohne einen solchen Tiefpaß oder ohne
ein. solches LC-Glied zur Verfügung steht, die Steuerspannung etwa so, wie in Fig.
1.2- dargestellt, verläuft, d. h also, daß die Synchronisierungssicherheit wegen
des erheblich -vergrößerten Abstandes der Linien x und y merklich verbessert ist.
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Die Fig. 131 zeigt in einer perspektivischen Dars.tellung, daß die
Chassis für die einzelnen Frequenzteilerketten aus Blechen mit U-förmigem Querschnitt
mit zwei ungleich langen parallelen Schenkeln des U aufgebaut werden können, wobei
die Röhrensockel 212, auf dem waagerechten Schenkel des U befestigt werden
können und der längere senkrechte Schenkel einerseits die Widerstände; Kondensatoren
und anderen Schaltelemente der Sperrschwingerschaltung aufnehmen kann und andererseits
die Abschirmwand i@o oder i i in Ffg. 2 zu der danebenliegenden Frequenzteilerkette
bildet.