Elektronowy instrument muzyczny systemu klawiszowego wymaga stosowania duzej licz¬ by elementów stykowych, aby podczas uru¬ chamiania klawisza móc wlaczyc posrednio lub bezposrednio przynalezne do niego na¬ piecia czestotliwosci dzwiekowej. Minimalna ilosc wymaganych styków jest iloczynem z licz¬ by klawiszy klawiatury oraz liczby przyna¬ leznych do niej rejestrów.Zaleznie od rodzaju, elementom stykowym stawia sie szczególniejsze wymagania doty¬ czace pewnosci dzialania i bezszmerowego wla¬ czania, ponadto jest pozadane oddzialywanie za pomoca elementu kontaktowego na ampli¬ tudy wlaczonych napiec w celu umozliwienia *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze twórca wynalazku jest Gunter Potzl. odtwarzania tak zwanych przebiegów nieusta¬ lonych.Elektronowy instrument muzyczny o dwóch 60-cio klawiszowych klawiaturach, z których kazda obejmuje 6 rejestrów, pracuje w ukla¬ dzie stykowym o lacznej liczbie 720 styków.Z tego przykladu wynika, ze od sposobu wy¬ konania elementów stykowych w systemie kla¬ wiszowym w powaznym stopniu zalezy suma kosztów, zwiazanych z wykonaniem elektro¬ nowego instrumentu muzycznego .Z tego po¬ wodu elektronowe instrumenty muzyczne pra¬ cuja prawie bez wyjatku w ukladzie klawiszo¬ wym o metalowych stykach wlaczajacych, dzia¬ lajacych jako styki spoczynkowe lub tez czyn¬ ne. Metalowe styki w klawiszowym ukladzie elektronowego instrumentu muzycznego maja jednak powazne wady, a zwlaszcza takie, jaklatwosc uszkodzenia ich powierzchni na skutek korozji, która podczas wlaczania napiecia akus¬ tycznego powoduje powstanie impulsowego na¬ piecia zaklócajacego, okreslanego jako „klik" klawiszowy, wywolywany przez wlaczenie kla¬ wisza i objawiajacy sie szumami zaklócajacy¬ mi. Jesli na przyklad w organach elektrono¬ wych, w których poszczególnym rejestrom sa przydzielone niezaleznie od siebie oddzielne barwy tonu, jednoczesnie uruchomi sie 10 kla¬ wiszy, a przy tym jest wlaczonych 6 rejestrów, to wówczas otwiera sie lub zamyka jednoczes¬ nie. 60 metalowych styków, przy czym kazdy styk wytwarza impuls zaklócajacy, a ponie¬ waz jest fizyczna niemozliwoscia, aby wszyst¬ kie styki zamykaly sie lub otwieraly doklad¬ nie w tym samym momencie, wiec 60 impul¬ sów zaklócajacych tworzy szereg impulsów za¬ klócajacych, które podczas wlaczania przeja¬ wiaja sie jako szum zaklócajacy, który szcze¬ gólnie silnie wystepuje w rejestrach wytwa¬ rzajacych czestotliwosci ponadharmoniczne.Wprawdzie ten szum zaklócajacy mozna stlu¬ mic za pomoca tak' zwanych filtrów „kliko¬ wych", nastepuje to jednak przez jednoczesne obciecie wielkich czestotliwosci wlaczonego napiecia dzwiekowego, poniewaz szum zaklóca¬ jacy w przewazajacej czesci wlasnie z nich sie sklada, oznacza to jednak swiadoma rezygna¬ cje z wyzszych harmonicznych wlaczonego na¬ piecia dzwiekowego, a tym samym i ze swiet¬ nosci blasku brzmienia wytwarzanej barwy dzwieku. Poza tym nie jest mozliwe bezpo¬ srednie oddzialywanie za pomoca metalowego styku wlaczajacego na amplitude oraz na prze¬ bieg czestotliwosci wlaczonego za pomoca na¬ piecia czestotliwosci tonu, a tym samym nie¬ mozliwe jest odtwarzanie przebiegów nieusta¬ lonych. Wydane dzwieki sa twarde i obciazone -wyzej wymienionymi „klikami" klawiszowymi.Metalowe styki lacznikowe mozna zastapic potencjometrami i uzaleznic amplitude, regu¬ lowanego w tym przypadku napiecia czesto¬ tliwosci tonu, od skoku klawiszy klawiatury; poza tym w ukladzie tym odpadlyby „kliki" stykowe. Jednak metoda ta jest bardziej kosz¬ towna "i biorac pod uwage jedynie trudnosci mechaniczne, jest praktycznie bardzo trudna w realizacji. Prócz tego moga powstawac sfcumy zaklócajace, wywolywane korozja po¬ wierzchni stykowych potencjometru, prowa¬ dzacych napiecie czestotliwosci tonu, poza tym powierzchnie te na skutek czestego uruchamia¬ nia ulegalyby niedopuszczalnie duzemu zuzyciu.Inne rozwiazanie konstrukcji elementów sty¬ kowych systemu klawiszowego w elektronowym instrumencie muzycznym polega na tym, ze zamiast metalowych styków lacznikowych sto¬ suje sie jako elementy stykowe, elementy pól¬ przewodnikowe, na przyklad diody germano¬ we. Dzialanie lacznikowe diod uzyskuje sie przez zmiane biegunowosci napiecia wstepnego przylozonego do diody, przy czym przez uza¬ lezniona od tego silna zmiane oporu wewnetrz¬ nego, napiecie akustyczne doprowadzone wy- sokoomowo do diod w stanie wylaczonym, zo¬ staje nastepnie obnizone do wymaganej wiel¬ kosci przez niski wewnetrzny opór diod. We¬ dlug tej zasady przelaczanie biegunowosci diod mozna dokonywac za pomoca czlonów stalej czasu, dzieki temu mozna w prosty sposób uzyskac odtwarzanie przebiegów nieustalonych.W celu osiagniecia stromosci regulacji galwa¬ nicznego oddzielania obwodu stykowego na^ piecia stalego od obwodu czestotliwosci tonu, jak równiez w celu wysokoomowego zwymia- rowania czlonu stalej czasu, potrzebnego dp odtwarzania przebiegów wyrównawczych, za¬ chodzi koniecznosc dokonania zmiany bieguno¬ wosci napiecia wstepnego diod, przeprowadzo¬ nej za pomoca lampy elektronowej, przy czym czlon stalej czasu jest umieszczony najlepiej na siatce sterujacej, a przez zmiane wstepnego napiecia siatkowego uzyskuje sie zmiane pradu anodowego. Przez odpowiednie zwymiarowanie urzadzen rozdzielczych zmiana biegunowosci napiecia wstepnego diod, umieszczonych w ob¬ wodzie" anodowym lampy elektronowej, naste¬ puje wedlug zaleznosci czasowej czlonu stalej czasu, umieszczonego w obwodzie siatkowym.Sposób ten ma te wade, ze wymaga duzego . nakladu na elektryczne elementy budowlane, . poniewaz na kazdy klawisz klawiatury trzeba jedna lampe elektronowa, a do wlaczania jej wstepnego napiecia siatkowego poprzez czlon stalej czasu, potrzeba jednego styku laczniko¬ wego. Ilosc potrzebnych diod odpowiada licz¬ bie uzywanych zwykle metalowych styków niklowych. Dalsza wada tego sposobu jest to, ze przebieg wyrównawczy raz nastawiony we¬ dlug funkcji czasu czlonu stalej czasu, przebie¬ ga sztywno. Przepada wówczas charakterystycz¬ ny element skladowy muzyki instrumentalnej, polegajacy na indywidualnym sterowaniu i od¬ dzialywaniu na przebiegi nieustalone podczas uruchamiania jednej lub wiecej, a przy tym niezaleznie od siebie, klawiszy.Celem wynalazku jest zupelne usuniecie wad dotychczas stosowanych systemów klawiszo- — 2 —wych elektronowych instrumentów muzycznych.Rozwiazanie powyzszego zadania jest naste¬ pujace.Jako elementy lacznikowe stosuje sie gazo¬ we naczynia wyladowcze, przy czym celem ich zastosowania jako elementu lacznikowego, jest osiagniecie mozliwosci wykorzystania nastepu¬ jacych zjawisk gazowo-fizycznych: w stanie niezjonizowanym droga gazowego wyladowa¬ nia gazowego naczynia rozladowczego jest nie- przewodzaca i dlatego jej opór wewnetrzny jest nieskonczenie duzy. Jesli droga gazowego wyladowania gazowego naczynia wyladowczego znajduje sie w polu napiecia zmiennego, które tym samym przez nie przenika, wówczas na¬ stepuje jej trwale zjonizowanie, gdy wysokosc napiecia pola napiecia zmiennego starczy do zjonizowania, a czestotliwosc pól napiec zmien¬ nych jest tak wielka, ze czas pól-fali jednego okresu jest krótszy, anizeli czas odjonizowania sie srodowiska. Droga rozladowania gazu wyla¬ dowczego naczynia gazowego staje sie wów¬ czas przewodzaca. Opór wewnetrzny drogi wy¬ ladowania sie gazu wyladowczego naczynia gazowego zalezy przy tym w przewazajacej mierze od wielkosci pola napiecia zmiennego przenikajacego jonizowane srodowisko oraz od rodzaju tego srodowiska. Napiecie do wla¬ czania jest przy tym doprowadzane do elektrod naczynia wyladowczego.Wedlug wynalazku napiecie doprowadzane i dolaczane do elektrod gazowego naczynia wy¬ ladowczego, musi byc mniejsze od napiecia zaplonu srodowiska jonizowanego, na przyklad o 5 V. Jest to konieczne, chodzi bowiem o to, by napiecie wlaczane nie utrzymywalo stanu jonizacji gazowego naczynia wyladowczego, gdy jonizowane srodowisko tego naczynia, a przez to jonizujace napiecie zmienne juz nie istnieje.Dzieki temu zapewnia sie to, iz opór wewnetrz¬ ny gazowego naczynia wyladowczego jest jedy¬ nie zalezny od wysokosci pola napiecia zmien¬ nego, w którym znajduje sie gazowe naczynie wyladowcze i przez które napiecie to przecho¬ dzi. Reasumujac, gazowe naczynie wyladowcze przewodzi tylko tak dlugo, jak dlugo jonizu¬ jace sie srodowisko jest jonizowane przez przenikajace ja pole, wytworzone przez na¬ piecie zmienne. Dzieki sterowaniu wielkoscia pola wytworzonego przez napiecie zmienne, przenikajacego jonizujace sie srodowisko na¬ czynia wyladowczego i dzialajacego tym sa¬ mym jonizujaco oraz przewodzaco, mozna re¬ gulowac opór wewnetrzny gazowego naczynia wyladowczego dla napiecia przylozonego na jego elektrody i powodujacego laczenie, a jes¬ li gazowe naczynie wyladowcze dziala przy tym technicznie jak lacznik, stanowiacy regulowa¬ ny opór w dzielniku napiecia, wówczas w punk¬ cie dzielenia napiecia odbierac mozna wlaczone napiecie, którego wielkosc zalezy od oporu wewnetrznego gazowego naczynia wyladow¬ czego.W elektronicznych instrumentach muzycz¬ nych wlacza sie czesto napiecia czestotliwosci dzwiekowych za pomoca styków roboczych, które uruchamia sie klawiszami recznymi.W mysl zasady wedlug wynalazku, gazowym naczyniem wyladowczym jest w najprostszym przypadku lampa jarzeniowa, która w stanie niezjonizowanym dziala równiez przy napieciu czestotliwosci dzwiekowej, znajdujacej sie na elektrodach jak otwarty styk roboczy. Gdy lampa jarzeniowa zostaje zjonizowana przez przechodzace przez nia pole pradu zmiennego, to staje sie ona przewodzaca i zamyka obwód czestotliwosci dzwiekowej. Odpowiada to sta¬ nowi nacisnietego klawisza recznego i zwarte¬ go styku roboczego. Poniewaz jednak opór wewnetrzny lampy jarzeniowej zalezny jest od wysokosci napiecia pola pradu zmiennego, w którym ona sie znajduje i przez które ono przeplywa, przeto dziala ona wówczas jako opór nastawny, gdy nastawnosc wysokosci tego napiecia pola zmiennego uzaleznia sie od po¬ suwu klawisza recznego. Gdy lampa jarzenio¬ wa jest polaczona seryjnie ze stalym oporem wówczas w punkcie polaczenia oporu i lampy jarzeniowej imozna latwo odbierac napiecie czestotliwosci dzwiekowej, której wysokosc za¬ lezna jest równiez od skoku klawisza recznego.Poza tym mozliwe jest jeszcze przez sterowa¬ nie oporem wewnetrznym lampy neonowej, wymienianie przebiegu czestotliwosci filtrów górno i dolno przepustowych, jesli ta lampa jest do nich wlaczona. Lampa neonowa moze wiec za pomoca sterowania i regulowania stopnia jej jonizacji dzialac na przylozone na jej elektrody i na wlaczane napiecie dzwieko¬ we, jako przyrzad wlaczajacy lub regulujacy lub tez moze wykonywac obie funkcje, przy czym regulacja moze dotyczyc zarówno ampli¬ tudy, jak i przebiegu ksztaltowania sie czesto¬ tliwosci wlaczonego napiecia dzwiekowego, a regulowanie stopnia jonizacji lamp jarzenio¬ wych mozna przy tym uzaleznic od skoku kla¬ wiszy klawiatury.Wedlug wynalazku naczynie do gazowych naczyn wyladowczych moze byc ponadto oczy¬ wiscie wykorzystane jako element stykowy — 3 —równiez dla napiec stalych, a poza tym mozliwe jest stosowanie go jako elementu skladowego, okreslajacego czestotliwosc w filtrach i obwo¬ dach generatorów do regulacji ich czestotli¬ wosci.Stosujac sposób wedlug wynalazku w sy¬ stemie stykowo-klawiszowym elektronowe in¬ strumenty muzyczne uzyskuja nizej opisane zalety.Poniewaz lampa jarzeniowa przejmuje funk¬ cje styku roboczego odpadaja w elektronicz¬ nym instrumencie muzycznym, wykonanym w mysl wynalazku, wszelkie zestyki metalowe potrzebne do wlaczania rozmaitych napiec cze¬ stotliwosci dzwiekowej i zwiazane z tym niedo¬ godnosci, jak halasy stykowe, silne uderzenia dzwiekowe i duza czestotliwosc zaklócen. Po¬ nadto indywidualne odtwarzanie postepowan wyrównawczych, wskutek uzaleznienia sily dzwieku i przebiegu czestotliwosci od suwów klawisza recznego, staje sie mozliwe przy mi¬ nimalnym nakladzie i bez zuzywania przyna¬ leznych czesci konstrukcyjnych.Miedzy stykami roboczymi systemu klawiszo¬ wego elektronicznego instrumentu muzycznego, a wyjsciami generatora dzwieków, konieczny jest dla kazdego styku przynajmniej jeden opór, umieszczony miedzy nimi dla ich odsprze- gania. Stosujac zas zasade w mysl wynalazku, równiez i te opory odpadaja, poniewaz przy odpowiednim zwymiarowaniu systemu klawi¬ szowego wedlug wynalazku, okreslonego jako klawiszowy system jonowy, który przy jonizo¬ waniu lamp jarzeniowych przejmuje funkcje nastawnych oporów wewnetrznych, a oprócz tego jeszcze koniecznych oporów odsprzegania.Liczba wymaganych i pracujacych w syste¬ mie klawiszowym wedlug wynalazku naczyn do wyladowywania gazów w najprostszym przypadku zwyklych lamp jarzeniowych, od¬ powiada liczbie zwykle wymaganych elemen¬ tów stykowych.W zakresie sterowania polem wytworzonym przez napiecie zmienne i przenikajacym przez podlegajace jonizacji srodowisko zawarte w naczyniu wyladowczym gazów, istnieje wiele róznorodnych mozliwosci wykonawczych. Jedna L nich jest podana ponizej jako przyklad.Urzadzenie do wlaczania i regulowania na¬ piec stalych i zmiennych, zwlaszcza w elektro¬ nowych instrumentach muzycznych, wedlug wynalazku jest przedstawione przykladowo i schematycznie na rysunkach, z których fig. 1 przedstawia schematycznie urzadzenie w wido¬ ku z boku, gdy klawisz jest nacisniety, fig. 2 — schematycznie urzadzenie w widoku z boku/ gdy klawisz nie jest nacisniety, a fig. 3 — urzadzenie w widoku z góry.Na rysunku klawisz reczny 1 jest przylaczo¬ ny poprzez przewidziane rejestry 16', 8' i 4' do lamp jarzeniowych 2, 3 i 4, których elektrody znajduja sie pod wplywem wysokich czestotli* wosci, polaczone poprzez kondensatory 5, 6 i 7 z potencjalem masy (potencjal ziemi, potencjal odniesienia dla wszystkich napiec, na przyklad potencjal ramy przyrzadu), a poza tym sa one polaczone z przynaleznymi do nich wyjsciami generatorów dzwiekowych F, f i f1. Elektrody wyjsciowe lamp jarzeniowych sa polaczone z poszczególnymi szynami zbiorczymi rejestrów 16' 8' i 4'. Szyny zbiorcze rejestrów 16', 8' i 4' leza równiez pod wzgledem wysokiej czestotli¬ wosci na masie poprzez kondensatory 8, 9 i 10, a poza tym sa polaczone dodatkowo z masa poprzez opory 11, 12 i 13. Lampy jarzeniowe 2, 3 i 4 tworza wiec w stanie zjonizowanym razem z tymi oporami dzielnik napiecia dla kazdego rejestru, przy czym punkty dzielnika napiec leza na szynach zbiorczych rejestrów 16', 8' l 4'. Napiecia akustyczne przylozone do elek¬ trod wejsciowych lamp jarzeniowych 2, 3 i 4 sa mniejsze, anizeli napiecia zaplonu, a takze anizeli napiecia palenia sie lamp jarzeniowych 2, 3 i 4 i wynosza przykladowo okolo 5V.Lampy jarzeniowe 2, 3 i 4 maja zwykle wyko¬ nanie z osiowym umieszczeniem elektrod, skut¬ kiem czego wyrózniaja sie one mala pojem¬ noscia. Na wysokosci wolnej przestrzeni gazo¬ wej miedzy elektrodami lamp jarzeniowych 2, 3 i 4 znajduja sie po obu stronach w pew¬ nej odleglosci od zewnetrznej szklanej scianki lampy jarzeniowej, wynoszacej ckolo 3 mm, dwa równolegle prowadzone proste druty 14, polaczone z szyna zbiorcza wysokiej czestotli¬ wosci, które w dalszym ciagu beda oznaczone jakD elektrody wielkiej czestotliwosci. Szyna zbiorcza 15 wielkiej czestotliwosci jest trwale zamocowana na wyjsciu jednego centralnego generatora wielkiej czestotliwosci dla calego systemu klawiszowego, który oddaje stale do szyny zbiorczej 15 wielkiej czestotliwosci na¬ piecie zmienne o wartosci 500 V i o czestotli¬ wosci okolo 100 kHz. Miedzy elektrodami lamp jarzeniowych 2, 3 i 4 a elektrodami 14 wielkiej czestotliwosci, istnieje wiec stale pole napiecia zmiennego, w którym znajduje sie równiez jonizujace sie srodowisko lampy jarzeniowej, przez które przenika to napiecie, przy czym wielkosc tego pola wystarcza do stalego jonizo¬ wania wolnej przestrzeni gazowej miedzy elek- ^4-trodami lamp jarzeniowych 2, 3 i 4. Dzieki te¬ mu napiecia dzwiekowe F, f i f, przylozone do elektrod wejsciowych lamp jarzeniowych 2, 3 i 4 sa polaczone poprzez opór wewnetrzny lamp jarzeniowych 2, 3 i 4, który w normal¬ nych warunkach pracy wynosi okolo 100 kOhm oraz poprzez ich elektrody wyj¬ sciowe z szynami zbiorczymi rejestrów 16', 8 i 4\ Ten stan odpowiada nacis¬ nietemu klawiszowi 1 klawiatury i rozlega sie dzwiek. Jesli teraz w wolna gazowa przestrzen okolo 3 mm miedzy zewnetrzna scianke szkla¬ na lamp jarzeniowych 2, 3 i 4 a elektroda 14 wielkiej czestotliwosci wsunie sie polaczony z masa pasek blachy, wówczas lampy jarze¬ niowe 2, 3 i 4 zostaja zekranowane wzgledem elektrod wielkiej czestotliwosci. Dzieki temu pole wytworzone przez zmienne napiecie nie moze juz przenikac przez lampy jarzeniowe 2, 3 i 4, a tym samym przez ich jonizujace sie srodowisko, na skutek czego nastepuje calko¬ wity zanik jonizacji lamp jarzeniowych 2, 3 i 4, poniewaz napiecie akustyczne o wartosci oko¬ lo 5 V, przylozone do nich nie jest w stanie jej podtrzymac. W tym przypadku opór we¬ wnetrzny lamp jarzeniowych 2, 3 i 4 jest zno¬ wu nieskonczenie duzy, a napiecia dzwiekowe F f f przylozone do elektrod wejsciowych nie lacza sie poprzez lampy z szynami zbiorczymi rejestrów 16', 8' i 4'. Ten stan odpowiada nie- nacisnietemu klawiszowi 1 i dzwiek zanika.Pasek blachy 16, okreslany jako suwak klawi¬ szowy, jest mechanicznie polaczony ze sprezyna plytkowa 17, sluzaca do wykonywania ruchu powrotnego przez klawisz 1, za posrednictwem popychacza klawiszowego 18 oraz suwaka kla¬ wiszowego 16. Latwo teraz zauwazyc, ze wiel¬ kosc oporów 11, 12 i 13 okresla napiecie dzwie¬ kowe, przylozone do szyn zbiorczych rejestrów 16', 8' i 4', w zaleznosci od skoku klawisza 1.Wielkosc kondensatorów 8, 9 i 10 okresla dalej przebieg ksztaltowania sie czestotliwosci napiec dzwiekowych F, f i f, równiez w zaleznosci od skoku klawisza 1, poniewaz kondensatory te tworza dla kazdego rejestru 16\ 8' i 4', w po¬ laczeniu z oporem wewnetrznym lamp jarze¬ niowych, filtr dolnoprzepustowy, którego cze¬ stotliwosc podstawowa moze byc zwiekszana w zaleznosci od zwiekszajacego sie skoku kla¬ wisza 1, jak i na skutek zmniejszajacego sie skoku dzieki temu oporowi wewnetrznemu lamp jarzeniowych 2, 3 i 4. Poza tym dzieki promieniowemu ruchowi suwaka klawiszowe¬ go 16, na skutek jednostronnego umocowania sprezyny plytkowej 17, zapewniona zostaje odpowiednia naturalna kolejnosc wlaczanych rejestrów, przy czym najwyzszy wlaczony re¬ jestr rozbrzmiewa zawsze pierwszy, a czas opóznienia odezwania sie kazdorazowo nizszego rejestru zalezy przy tym jedynie od szybkosci uderzenia na klawisz.Wskutek calkowitego nacisniecia klawisza 1 przynalezny do niego ton rozbrzmiewa przy stale podnoszacej sie amplitudzie, zaleznej od skoku klawisza klawiatury. Ponadto podnosi sie przy tym stale jego zawartosc harmonicznych, oczywiscie z tym zalozeniem, ze sa one wytwa¬ rzane przez generator i ze w koncu zaczynaja jednoczesnie dzialac kazdorazowo nastawione rejestry, odpowiednio do ich naturalnej kolej¬ nosci. Przebiegi te nastepuja przy tym zupelnie lekko i moga byc dzieki temu indywidualnie opanowane poprzez dobór odpowiedniego cha¬ rakteru uderzenia i odpowiedniej szybkosci uderzenia.Poza tym istnieje mozliwosc oddzialywania na przylozone do lamp jarzeniowych 2, 3 i 4 napiecia dzwiekowe, poprzez modulacje pola napiecia zmiennego, przenikajacego gazowe na¬ czynie wyladowcze. Na przyklad przez odpo¬ wiednia modulacje amplitudy centralnego ge¬ neratora malej czestotliwosci, mozna wytwo¬ rzyc dzwiek tremolo, przy czym 'jego sila za¬ lezy od stopnia modulacji i moze byc zmie¬ niane zaleznie ód jej glebokosci. PL