HU190062B

HU190062B - Circuit arrangemenet for random modulating sound signals independently from one another electronic organs

Info

Publication number: HU190062B
Application number: HU36183A
Authority: HU
Inventors: Peter Albert; Vidor Otoltics; Tamas Albert
Original assignee: Albert,Peter,Hu; Otoltics,Vidor,Hu; Albert,Tamas,Hu
Priority date: 1983-02-03
Filing date: 1983-02-03
Publication date: 1986-08-28
Also published as: HUT35108A

Abstract

A találmányi bejelentésben az egymástól ± 1 -5 % relatív értékben eltérő frekvenciájú hanggenerátorok (la, lb, ...) kimenetei rendre ellenállások (2a, 2b, ,.,) egyik kivezetéseihez kapcsolódnak, az ellenállások másik kivezetései rendre kondenzátorok (4a, 4b, . ..) egyik kivezetéseihez kapcsolódnak, a kondenzátorok másik kivezetései rendre a hanggenerátorok földelőkívezetéseihez kapcsolódnak, a földelőkivezetések egymással össze vannak kötve. Az ellenállások és a kondenzátorok egymással összekapcsolt kivezetései rendre az egymástól elszigetelt, és egymással összesodort vezetékekre (3a, 3 b,...) vannak kapcsolva. 190062 -1-In the present invention, the outputs of sound generators (la, lb, ...) of different frequencies differing from each other ± 1% to 5% are connected to one of the terminals of the resistors (2a, 2b,,,, etc.), the other terminals of the resistors are respectively capacitors (4a, 4b). ,. ..) are connected to one of the terminals of the capacitors, and the other terminals of the capacitors are connected to the ground outputs of the sound generators, the ground terminals are connected to each other. The connected terminals of the resistors and capacitors are isolated from each other and are connected to each other by wires (3a, 3b, ...). 190062 -1-

Description

Az elektronikus hangversenyorgonákban szükséges több névlegesen azonos, de valójában! 1-5%»-el eltérő frekvenciájú elektromos hangjel egymástól független véletlenmodulálását végző kapcsolási elrendezés, amely nem igényel külön csak erre a célra szolgáló alkatelemeket, hanem az egyéb funkciókra amúgy is szükséges kapcsolási elrendezésekben fellépő szórt kapacitások célszerű kihasználásával működik.There is a need for more nominally the same in electronic concertos, but in fact! A switching arrangement for randomly modulating an electrical audio signal with a frequency of 1 to 5% »with different frequencies, which does not require special components, but operates by utilizing the scattered capacities of switching arrangements that are required for other functions.

A legtöbb orgonasíp hangjában ± 2-10 %o nagyságú rövididejű véletlenszerű frekvenciaingadozások figyelhetők meg, vagyis a sípok hangjainak hosszúidejű spektrumképében a spektrumvonalak 4—20 relatív sávszélességben szétterülnek a sávközépén mérhető amplitúdó alatt — 40 dB-nél. A sípfrekvenciák 1 sec. időre mért átlagos értékeinek relatív arányai (vagyis a relatív hangközök) viszont ± 1 %e körüli hosszidejű stabilitást mutatnak, ami elengedhetetlen a relatív hangolás tartós megőrzése céljából.Most organ whistle tones exhibit short-term random frequency variations of ± 2 to 10% o, that is, in the long-term spectrum image of the whistle tones, the spectral lines are spread over 4 to 20 relative bands over the center amplitude at 40 dB. The whistle frequencies are 1 sec. however, the relative ratios of its mean values over time (i.e., relative spacing) show ± 1% long-term stability, which is essential for sustained relative tuning.

Az elektronikus hangversenyorgonák generátorai hasonló hosszúidejű stabilitás mellett nem mutatnak ± 0.5 %>nél nagyobb rövididejű ingadozásokat, s nem ismeretes olyan oszcillátorkapcsolás, amely külön modulátor alkalmazása nélkül nagyobb rövididejű ingadozásokat mutatna. Az irodalom azonban kimutatta, hogy az orgonahangok természetes hangzásának elengedhetetlen feltétele az említett véletlenszerű, rövididejű frekvenciaingadozás, lásd pl. W. Lottermoser Orgelakustik in Eizeldarstellungen 1967, 1982 Verlag das Musikinstrument Frankfurt am Main. Ezért az ilyen elektronikus orgonák hangzása gépies.Generators of electronic concertos with similar long-term stability show no short-term fluctuations of greater than ± 0.5%, and no oscillator coupling is known that would exhibit greater short-term fluctuations without the use of a separate modulator. However, the literature has shown that the random, short-term frequency fluctuation mentioned above is a prerequisite for the natural sound of organ tones. W. Lottermoser Orgelakustik in Eizeldarstellungen 1967, 1982 Verlag das Musikinstrument Frankfurt am Main. Therefore, the sound of such electronic organs is mechanical.

A generátorhangok természetessé tételéhez szükséges véletlenmodulációnak több ismert módja van, ezeknek közös vonása, hogy az összes generátor modulálást egy közös modulátor végzi. Ez a megoldás kielégítő amikor egyszerre csak egy generátor hangja szól, azonban több generátor együttes megszólaltatásakor természetellenes hatást kelt, mert a sok síp megszólaltatásával ellentétben az egyes generátorokból származó részhangok modulációi szinkronban vannak egymással. Ez minden „Chor” generátor közös hibája.There are several known ways to modulate the generator sounds naturally, with the common feature that all generator modulation is done by a single modulator. This solution is satisfactory when the sound of only one generator is heard at a time, but it produces an unnatural effect when several generators are played together because, unlike many whistles, the modulations of the partial sounds from each generator are synchronized. This is a common mistake of all Chor generators.

Az egyes generátorok egymástól független véletlenmodulációjának csak a gyártási költségek szempontjából volt eddig akadálya. Egy magasabb kvalitású elektronikus hangversenyorgonában 60-300 db egymástól független generátor van, amelyek további több száz, velük szinkronozott generátort vezérelnek, s így ezek mindegyikének független véletlenmodulációja természetesen igen költséges.Until now, independent generator modulation of individual generators has been hampered only by manufacturing costs. A higher-quality electronic concertina organ has 60-300 independent oscillators, which control hundreds of oscillators, each of which is, of course, expensive to modulate independently.

A modulációt nyilvánvalóan nemcsak úgy lehet megvalósítani, hogy véletlengenerátor jelével szorozzuk meg a modulálandó jelet, hanem úgy is, hogy több. közelítően vele azonos frekvenciájú, független periodikus jelet adunk hozzá.Obviously, modulation can be accomplished not only by multiplying the signal to be modulated by the signal of the random generator, but also by multiplying it. an independent periodic signal of approximately the same frequency is added.

A találmány alapgondolata az. hogy a generátorok független véletlenmodulációját ez utóbbi módszerrel oldjuk meg úgy, hogy a modulálandó jelekhez hozzáadott jeleket is maguk a modulálandó jeleket előállító generátorok állítják elő. Az elektronikus orgonák felépítéséből következően a generátorok legtöbbjével közel azonos frekvencián is működnek generátorok. így pl. az alaphangsorra behangolt különböző generátorsorozatok megfelelő generátorai között 12 %o frekvenciaeltérés van, a kvint felhangok előállításához alkalmazott sorozatok megfelelő generátorai ezektől 2-5 %r-el térnek el, a tere felhangokat előállító generátorok pedig 6-10 %o eltérést mutatnak. Így a generátorsorozatok (szokásos kifejezéssel generátoraggregátok) számától függően egy elektronikus orgonában a legtöbb generátor frekvenciájának ± 5 %o -es környezetében további 4-24 generátor működik, amelyek alkalmasak arra, hogy jeleik additív hozzákeverésével megvalósítsák a szükséges véletlenmodulációt c A találmány szerinti berendezés felépítése az 1. ábra jelöléseinek használatával a következő: Az la, lb,The basic idea of the invention is. that the independent random modulation of the generators is solved by the latter method so that the signals added to the signals to be modulated are also generated by the generators generating the signals to be modulated. Due to the structure of the electronic organs, generators operate at frequencies almost the same as most generators. so e.g. there is a 12% o frequency difference between the respective generators of the different generator sequences tuned to the base tone, the corresponding generators of the series used to produce the quintones differ by 2-5% r, and the generators producing the space overtones show 6-10% o. Thus, depending on the number of generator sets (commonly referred to as generator sets), an additional 4-24 generators are operable in an electronic organ within ± 5% of the frequency of most generators, which are capable of providing the necessary random modulation by adding their signals c. Using the notations in Figure 1, the following:

... generátorok kimeneteire kapcsolódnak a 2a, 2b, . . ellenállások egyik kivezetései, a 2a, 2b, ... ellenállások másik kivezetései a 4a, 4b,... kondenzátorok... are connected to the outputs of generators 2a, 2b,. . one of the terminals of the resistors, the other terminals of the resistors 2a, 2b, ... the capacitors 4a, 4b, ...

-θ egyik kivezetéseihez kapcsolódnak, a 4a, 4b,... kondenzátorok másik kivezetései az la, lb,... generátorok földelőkivezetéseihez kapcsolódnak, az la, lb,... generátorok fóldelőkivezetései egymással összekapcsolódnak. A 2a, 2b,.. . ellenállások és a 4a, 4b,. .. kon <e denzátorok egymással összekapcsolt kivezetéseire kapcsolódnak a 3a, 3b, ... vezetékek, amelyek egymástól el vannak szigetelve, s egymással össze vannak sodorva.-θ are connected to one of the terminals, the other terminals of capacitors 4a, 4b, ... are connected to the earthing terminals of generators la, lb, ..., and the earthing terminals of the generators la, lb, ... are interconnected. A 2a, 2b, ... resistors and 4a, 4b,. The wires 3a, 3b, ... are connected to the interconnected terminals of the capacitors, which are insulated and twisted together.

Ez a kapcsolási elrendezés rendszerint a véletlenmodulációtól függetlenül is szükséges, az la, lb, ... generátorok az orgona hanggenerátorai közül azok, amelyek közel azonos (± 5 %o szórású) frekvenciákon működnek. A 2a, 2b, ... ellenállásokból és 4a. 4b,This switching arrangement is usually required regardless of random modulation, and the generators la, lb, ... are those of the organ sound generators that operate at frequencies of approximately the same (± 5% o standard deviation). The resistors 2a, 2b, ... and 4a. 4b,

... kondenzátorokból álló RC feszültségosztók a generátorok jeleinek továbbiakban szükségtelen, s az orgona további áramköreiben kellemetlen áthallási jelenségeket okozó magas felharmonikusait vágják le. A 3a, 3b, ... vezetékek vezetik a generátorok jeleit a to30 vábbi áramkörökhöz... RC capacitors consisting of capacitors cut off the high harmonics of the generator signals which are unnecessary and cause further crosstalk in the other circuits of the organ. The wires 3a, 3b, ... lead the generator signals to the further circuits to30

A találmány szerinti berendezés működése a következő: A 3a, 3b,.. összesodort vezetékköteg vezetékei közötti szóét kapacitásokon keresztül additív jellegű áthallások jönnek létre a vezetékek között. Ezen áthallások réven minden egyes vezetéken a hozzákapcsolt generátor periódikus jelén kívül megjelennek a többi generátor ± 5 %o-el eltérő frekvenciájú jelei is, természetesen az áthallatszásnak megfelelő átviteli függvény szerint csökkentett amplitúdóval és jelalak40 bán. Az áthallatszások átviteli függvényeinek megfelelő kialakításával, vagyis a vezetékek közötti szórt kapacitások, a 2a, 2b, ... ellenállások, és a 4a, 4b,The operation of the device according to the invention is as follows: Additive crosstalk between the wires of the interlaced wiring harness wires is created between the wires through the interlaced wiring harness. In addition to the periodic signal of the connected oscillator, each of these wires also exhibits signals of different frequencies within ± 5% o, of course, with a reduced amplitude and waveform according to the transmission function corresponding to the crosstalk. By appropriately designing the transmission functions of the crosstalk, i.e. the capacities between the wires, the resistors 2a, 2b, ..., and the 4a, 4b,

.. kondenzátorok megfelelő értékeinek beállításával elérhető, hogy a 3a, 3b,.. .vezetékeken megjelenő je45 lek, a vezetékekre kapcsolt generátorok jeleinek spektrumvonalai környezetében, megfelelően szétterülő spektrumszerkezetetet mutassanak.By adjusting the appropriate values of capacitors, it is possible to obtain the signal structure of the signals appearing on the wires 3a, 3b, ..., in the vicinity of the spectral lines of the signals of the generators connected to the wires.

Az orgonasípok hangzásának szintetizálásához szükséges spektrumszétterülést valósítja meg a követ50 kező kiviteli alak, amely a sávközépi szint alatt -40 dB-el 4-20 %c relatív sávszélességet eredményez. Az la, lb, ... generátorok alacsony kimeneti impedanciájú CMOS áramkörök, a 2a, 2b,... ellenállások 4.7 kohm-osak, a 4a, 4b, ... kondenzátorok 32 Hz gene55 rátorfrekvenciánál 47 nF-osak, s a frekvencia növekedésével fordított arányban csökkennek 1 kHz-ig, aholThe following spectrum embodiment provides the spectrum spread needed to synthesize the sound of the organ beeps, resulting in a relative bandwidth of 4-20% c below -40 dB. The generators Ia, lb, ... have low output impedance CMOS circuits, the resistors 2a, 2b, ... are 4.7 ohms, the capacitors 4a, 4b, ... are 47 nF at 32 Hz gene55, with increasing frequency are inversely reduced to 1 kHz, where

1.5 nF-osak, a frekvencia további növekedésétől függetlenül értékük innen tovább már nem csökken, a 3a, 3b, ... vezetékek átlagosan 1.8 m hosszúak, s méte60 renként 50 fordulattal vannak összesodorva. Szerencsés körülmény, hogy a sípos orgonákon végzett mérések szerint a magas hangoknál nagyobb relatív sávszélességre, tehát intenzívebb áthallásra van szükség, mint a mély hangoknál, vagyis a magas frekvenciájú generátoroknál kisebb kapacitású kondenzátorokat kell alkalmazni, mint a mélyeknél. Ez jól összeegyeztethető a 4a, 4b,... kondenzátorok másik funkciójával vagyis a generátorok jeleinek sávkorlátozásával.1.5 nF, regardless of further increase in frequency, their value no longer decreases, wires 3a, 3b, ... are on average 1.8 m long and are wound at 50 turns per meter. It is a fortunate fact that measurements on whistle organs indicate that the higher bandwidths require a higher relative bandwidth, i.e. more intense crosstalk, than the capacitors with lower capacities than the high frequency generators. This is well compatible with the other function of the capacitors 4a, 4b, ..., i.e. the bandwidth limitation of the generator signals.

A találmány előnye, hogy gyakorlatilag külön alkatrész-szükséglet nélkül, pusztán a más célokra egyébként is szükséges alkatrészek es áramköri egységek elhelyezésének és méretezésének alkalmas megválasztásával megoldja egy-egy orgonában akár több ezer különböző frekvenciájú jel ± 5 %ofrekvenciasávon belüli egymástól független véletlenmodulálását, s ezzel megoldja a természetes hangzású yphang elektronikus előállításának egyik legnagyobb problémáját.The advantage of the present invention is that, by practically selecting the placement and dimensioning of components and circuits that are otherwise needed for other purposes, without the need for separate components, it solves the independent random modulation of up to thousands of signals at different frequencies in an organ, solves one of the biggest problems of producing natural sounding yphang electronically.

Claims

A circuit arrangement for independent random modulation of audio signals of electronic organs, which comprises sound generators and the outputs of the sound generators are respectively resistors (2a,

2b, ...), characterized in that the other terminals of the resistors (2a, 2b, ...) are respectively connected to one of the terminals of capacitors (4a, 4b, ...), the capacitors (4a, 4b) , ....) of the other terminals are respectively connected to the earth terminals of the sound generators (la, lb, ...), the earth terminals of the sound generators (la, lb ... ...) are connected to each other, the resistors (2a, 2b, ...). ..) and the interconnected terminals of the capacitors (4a, 4b, ..) are respectively connected to isolated and twisted wires (3a, 3b,.)

A circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the sound generators (1a, lb ...) have a voltage generator output, the resistors (2a, 2b, ...) having a value of 4.7 ohm; capacitors (4a, 4b, ...) have capacities of 47 nF for 32 Hz sound generators, lower inverse of frequency for higher frequency generators, capacitors of constant capacitance over 1 kHz, wires (3a, 3b, ... .) has an average length of 1.8 m and is twisted at 50 turns per meter.