DE2127006C

DE2127006C -

Info

Publication number: DE2127006C
Application number: DE19712127006
Authority: DE
Filing date: 1971-06-01
Publication date: 1973-04-12

Description

Die Erfindung betrilTt ein Verfahren zum elektronischen Ableiten der zwölf wohltemperierten Halbtöne der höchsten Oktave eines Musikinstrumentes von der konstanten Frequenz eines Impulsgenerator mittels je eines Frequenzteilers pro Halbton.The invention relates to a method for the electronic derivation of the twelve well-tempered semitones the highest octave of a musical instrument from the constant frequency of a pulse generator by means of a frequency divider per semitone.

Aus der Zeitschrift »Elektor«, Juli/August 1970. S. 136 bis 140, ist ein digitales Stimmgerät zum exakten Stimmen elektronischer Musikinstrumente bekannt, bei dem mittels eines zwischen zwei ganzzahligen Teilerfaktoren umschaltbaren digitalen Frequenzteilers aus der i-'requenz eines durchstimmbaren Oszillators die Frequenzen zweier benachbarter Halbtöne abgeleitet werden können. Hierbei wird von der bekannten Tatsache Gebrauch gemacht, daß die Frequenzen der Halbtöne der auch als gleichteilig temperiert bezeichneten wohltemperierten Tonleiter sich um den konstanten Faktor ^/2 voneinander unterscheiden, wobei diese irrationale Zahl durch eine rationale Zahl mit hinreichender Genauigkeit angenähert wird. Für diese Annäherung ist aus der genannten Zeitschrift das Zahlenverhältnis 196:185 bekannt. Der genannte umschaltbare digitale Frequenzteiler ist somit zwischen den Teilerfaktoren 196 und 185 umschaltbar. Wird daher die Oszillatorfrequenz einmal durch 196 geteilt und anschließend dieselbe Oszillatorfrequenz durch 185, so sind damit zwei benachbarte Halbtöne erzeugt. Der hierbei gegenüber dem irrationalen Teilerfaktor ¹^l entstehende Fehler beträgt 5 · 10 ~^b und wird vom menschlichen Gehör nicht mehr wahrgenommen. From the journal "Elektor", July / August 1970. pp. 136 to 140, a digital tuner for the exact tuning of electronic musical instruments is known, in which by means of a digital frequency divider that can be switched between two whole-number divider factors from the frequency of a tunable oscillator Frequencies of two adjacent semitones can be derived. Use is made here of the well-known fact that the frequencies of the semitones of the well-tempered scale, also referred to as equally tempered, differ from each other by the constant factor ^ / 2, this irrational number being approximated with sufficient accuracy by a rational number. For this approximation, the numerical ratio 196: 185 is known from the magazine mentioned. The aforementioned switchable digital frequency divider can thus be switched between the division factors 196 and 185. Therefore, if the oscillator frequency is divided once by 196 and then the same oscillator frequency by 185, then two adjacent semitones are generated. The resulting error compared to the irrational division factor ¹ ^ l is 5 · 10 ~ ^b and is no longer perceived by the human ear.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 213 210 ist dieses Stimmprinzip ebenfalls bekannt. Dort ist jedoch ferner noch angegeben, daß mittels dieses Prinzips auch ein- oder mehrstimmige Instrumente gebaut werden können. Bei der einstimmigen Version muß dabei ein umschaltbarer Frequenzteiler vorhanden sein, an dem zwölf verschiedene Teilerfaktorcn eingestellt werden können, während in der mehrstimmigenThis is from the German Auslegeschrift 1 213 210 Vocal principle also known. However, it is also stated there that by means of this principle instruments with one or more voices can also be built. The unanimous version must a switchable frequency divider to which twelve different divider factors can be set can be while in the polyphonic

Version maximal zwölf Teiler vorgesehen sind, die sich je Teiler auf verschiedene, minimal einen Teilerfaktor einstellen lassen.Version a maximum of twelve divisors are provided, which each divider on different, minimally one divider factor have it adjusted.

Schließlich ist für die zuletzt genannte mehrstimmige Version eines elektronischen Musikinstrumentes aus der Zeitschrift »Elektor·. Mai 1971, S.540 und 541, ebenfalls bekannt, jedem Halbton einen eigenen Frequenzteiler mit einem einzigen Teilerfaktor zuzuordnen, wobei jeder Teiler vom Oszillator angesteuert wird und alle Teiler hintereinandergeschahet sind.Finally, for the last-mentioned polyphonic Version of an electronic musical instrument from the magazine »Elektor ·. May 1971, p.540 and 541, also known to assign a separate frequency divider with a single division factor to each semitone, whereby each divider is controlled by the oscillator and all dividers are done one after the other.

Der Nachteil eines nach dem Prinzip des bekannten Stimmgerätes aufgebauten elektronischen Musikinstrumentes ist insbesondere darin zu sehen, daß die einzelnen Halbtöne der wohltemperierten Skala nur durch Umschalten eines Frequenzteilers gewonnen werden können. Für elektronische Musikinstrumente ist es jedoch erforderlich, daß die Frequenzen der einzelnen Halbtöne nicht erst durch Betätigung eines Schalters von außen gebildet weruen. sondern daß sie auch ohne Betätigung einer Klaviatur od. ä. innerhalb des Gerätes elektrisch dauernd zur Verfügung stehen. Dies ist insbesondere deshalb erforderlich, weil übliche elektronische Musikinstrumente so aufgebaut sind, daß aus den zwölf Halbtönen der obersten spielbaren Oktave durch auf dem Faktor 2 basierende ganzzahlige Frequenzteiler die zwölf Halbtöne der tieferen Oktaven erzeugt werden. Zwar kann diese Aufgabe durch die Anordnung aus der zuletzt genannten Literaturstelle als gelöst angesehen werden, jedoch hat diese Lösung den entscheidenden Nachteil, daß die einzelnen Frequenzteiler unterschiedlichen Teilerfaktor aufweisen, so daß zwölf schaltungstechnisch unterschiedlich ausgebildete Frequenzteiler vorgesehen werden müssen,The disadvantage of an electronic musical instrument based on the principle of the known tuner can be seen in particular in the fact that the individual semitones of the well-tempered scale are only can be obtained by switching a frequency divider. For electronic musical instruments However, it is necessary that the frequencies of the individual semitones not only be activated by pressing a Switch formed from the outside. but that they can also be used without operating a keyboard or the like within of the device are permanently available electrically. This is particularly necessary because Usual electronic musical instruments are constructed in such a way that from the twelve semitones the top one playable octave by means of integer frequency dividers based on the factor 2, the twelve semitones of the lower octaves. It is true that this task can be achieved by the arrangement from the last-mentioned Literature are regarded as solved, but this solution has the decisive disadvantage that the individual frequency dividers have different division factors, so that twelve in terms of circuitry differently designed frequency dividers must be provided,

Die Erfindung geht zur Lösung der genannten Aufgabe einen anderen Weg und beseitigt damit die Nachteile der bereits bekannten Lösung dadurch, daß die Frequenzteiler von jeweils vier Halbtönen zu einer Gruppe zusammengefaßt und hintereinandergeschaltet werden, wobei der Teilerfaktor der Frequenzteiler jeder Gruppe einer rationalen Zahl entspricht, die den Ausdruck ('4 2)³ hinreichend genau annähert, daß der erste Frequenzteiler der ersten Gruppe von dem Impulsgenerator direkt angesteuert wird, daß dem ersten Frequenzteiler der zweiten Gruppe ein Frequenzteiler, dessen rationaler Teilerfaktor den Ausdruck ^i: _i 2 hinreichend genau annähert, vorgeschaltet und daß dem ersten Frequenzteiler der dritten Gruppe ein Frequenzteiler, dessen rationaler Teilerfaktor den Ausdruck (¹^ 2)² hinreichend genau annähert, vorgeschaltet wird.The invention takes a different approach to solving the stated problem and thus eliminates the disadvantages of the already known solution in that the frequency dividers of four semitones are combined into a group and connected in series, the division factor of the frequency divider of each group corresponding to a rational number which approximates the expression ('4 2) ^{3 with} sufficient accuracy that the first frequency divider of the first group is controlled directly by the pulse generator, that the first frequency divider of the second group is preceded by a frequency divider whose rational division factor ^{approximates the expression i:} _i 2 with sufficient accuracy and that the first frequency divider of the third group is preceded by a frequency divider whose rational division factor approximates ^{the expression (1} ^ 2) ^{2 with sufficient accuracy.}

Nach einer Ausführungsform der F.rfindung kann der für alle zwölf Frequenzteiler gleiche irrationale Teilerfaktor Cn 2)' durch den rationalen Teilerfaktor 44:37, der irrationale Teilerfaktor C^ 2)² durch den rationalen Teilerfaktor 55:49 und der irrationale Teilerfaktor ¹^₁ 2 durch den rationalen Tcilerfaktor 196 : 185 angenähert werden.According to one embodiment of the invention, the irrational division factor Cn 2) ', which is the same for all twelve frequency dividers, by the rational division factor 44:37, the irrational division factor C ^ 2) ² by the rational division factor 55:49 and the irrational division factor ¹ ^ ₁ 2 can be approximated by the rational dividing factor 196: 185.

Nach einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Impulse des Impulsgenerators sowohl dem ersten Frequenzteiler der ersten Gruppe als auch den den beiden restlichen Gruppen vorgeschalteten Frequenzteilern zugeführt, die Ausgangsimpulsc der Unterdrückungsschaltung des jeweiligen Frequenzteilers dem Eingang des nächstfolgenden Frequenzteilers zugeführt und aus der Frequenz der beim Zurückspringen in dessen Nullstellung auftretenden Impulse des ersten Digitalzahlers der jeweils vier Frequenzteiler der drei Gruppen die zwölf Halbtöne erzeugt. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Frequenz der die zwölf Halbtöne erzeugenden Impulse je einem Frequenzteiler mit ganzzahligem Teilerfaktor zugeführt werden, wobei beispielsweise dieser ganzzahlige Faktor die Werte 4 oder 8 haben kann.According to a particular embodiment of the invention Procedure, the pulses of the pulse generator are both the first frequency divider the first group as well as the other two Groups of upstream frequency dividers supplied, the output pulses of the suppression circuit of the respective frequency divider fed to the input of the next following frequency divider and from the Frequency of jumping back to its zero position occurring pulses of the first digital counter of the four frequency dividers of the three groups produced twelve semitones. Here it is particularly advantageous if the frequency of the pulses generating the twelve semitones is each a frequency divider with an integer Divider factor are supplied, with this integer factor, for example, the values 4 or 8 can have.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich ein Verfahren zur Frequenzteilung durch einen rationalen Teilerfaktor besonders vorteilhaft verwenden, das darin besteht, daß ein erster Digitalzähler, der auf die Differenz zwischen Zähler und Nenner des rationalen Teilerfaktors zählt und dann wieder in seine Nullstellung springt, und ein zweiter Digitalzähler, der J5 wahlweise auf diejenigen beiden ganzen Zahlen zählt, zwischen denen der Quotient aus dem Zähler und der Differenz von Zähler und Nenner des rationalen Teilerfaktor liegt, und der anschließend wieder in seine Nullstellung springt, über eine Steuerstufe und eine Unterdrückungsschaltung so miteinander verbunden werden, daß der zweite Digitalzähler beim Übergang in seine Nullstellung an den ersten Digitabähler einen Zählimpuls abgibt, daß die Steuerstufe den zweiten Digitalzähler zwischen seinen beiden möglichen Zählkapazitäten in Abhängigkeit von der Stellung des ersten Digitalzählers umschaltet und daß die Unterdrückungsschaltung bei jedem übergang des zweiten Digitalzählers in seine Nullstellung aus den Eingangsimpulsen einen Impuls unterdrückt. Hierbei ist es w besonders zweckmäßig, wenn die zu unterdrückenden Impulse auf die Anzahl der dem Zähler des Teilerfaktors entsprechenden Anzahl Impulse gleichmäßig verteilt werden.In the method according to the invention, a method for frequency division by a rational one can be used Use the divider factor particularly advantageous, which consists in the fact that a first digital counter, which is based on the The difference between the numerator and denominator of the rational division factor counts and then returns to its zero position jumps, and a second digital counter that J5 optionally counts on those two whole numbers, between which the quotient from the numerator and the difference between numerator and denominator of the rational Divider factor, and which then jumps back to its zero position, via a control stage and a Suppression circuit are connected to one another so that the second digital counter at the transition in its zero position to the first digital counter emits a counting pulse that the control stage the second Digital counter between its two possible counting capacities depending on the position of the first digital counter and that the suppression circuit one pulse is suppressed from the input pulses at each transition of the second digital counter to its zero position. Here it is w particularly useful if the pulses to be suppressed on the number of the numerator of the division factor corresponding number of pulses are evenly distributed.

Die Erfindung wird nun an Hand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to the figures shown in the drawing.

F 1 g. 1 zeigt das Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens:F 1 g. 1 shows the block diagram of a circuit arrangement for implementing the invention Procedure:

Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild eines beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Frequenzteilers. Fig. 2 shows the block diagram of one in the invention Method of usable frequency divider.

Das in Fig. 1 dargestellte Blockschaltbild einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Schaltungsanordnung weist einen Impulsgenerator G auf. dessen Frequenz f_g zur Festlegung der Tonhöhe in bestimmten Grenzen veränderlich sein kann, die jedoch beim Spielen des Musikinstrumentes konstant bleibt.The block diagram shown in FIG. 1 of a circuit arrangement suitable for carrying out the method according to the invention has a pulse generator G. the frequency f _{g of} which can be varied within certain limits to determine the pitch, but which remains constant when the musical instrument is played.

Ferner zeigt das Blockschaltbild der Fig. 1 drei Gruppen von jeweils vier hintereinandergeschalteten Stufen, die jeweils durch den rationalen Teilerfaktor 44:37 teilen. Somit unterscheiden sich die durch Teilung entstandenen Frequenzen zweier benachbarter Stufen einer Gruppe um drei Halblöne, d. h. also um eine kleine Terz, da der rationale Tcilerfaktor 44:37 dem irrationalen Teilerfaktor (H 2)' hinreichend genau, d. h. mit einer nicht mehr hörbaren Ungenauigkcit. entspricht.Furthermore, the block diagram of FIG. 1 shows three Groups of four stages connected in series, each determined by the rational divisor factor 44:37 share. Thus, the frequencies resulting from the division of two neighboring frequencies differ Steps of a group by three semitones, d. H. So by a minor third, as the rational dividing factor 44:37 the irrational division factor (H 2) 'is sufficient exactly, d. H. with a no longer audible inaccuracy. is equivalent to.

Die drei Gruppen werden nun in der Weise vom Impulsgenerator angesteuert, daß die mittlere Gruppe nach F i g. 1 direkt angesteuert wird, während die in F i g. 1 rechts eingezeichnete Gruppe über einen vorgeschalteten Frequenzteiler angesteuert wird, der die Impulsgeneratorfrequenz f_g durch den rationalen Tcilerfaktor 196:185 teilt. Somit unterscheiden sich die Eingangsfrequenzen der ersten Stufe der mittleren und rechten Gruppe nach F i g. 1 um einen Halbton, da der rationale Teilerfaktor 196 : 185 den irrationalenThe three groups are now controlled by the pulse generator in such a way that the middle group according to FIG. 1 is controlled directly, while the in F i g. 1 group drawn on the right is controlled via an upstream frequency divider, which divides the pulse generator frequency f _g by the rational divider factor 196: 185. The input frequencies of the first stage of the middle and right group according to FIG. 1 therefore differ. 1 by a semitone, since the rational division factor 196: 185 is the irrational

Teilerfaktor ^l-^2 mit hinreichender Genauigkeit annähert. Division factor ^l - ^ 2 approximates with sufficient accuracy.

Der in Fig. 1 links eingezeichneten Gruppe ist eine durch den rationalen Teilerfaktor 55 :49 teilende Stufe vorgeschaltet, so daß die Eingangsfrequenzen der ersten Stufe der mittleren und linken Gruppe nach F i g. 1 sich um einen Ganzion unterscheiden, da der rationale Teilerfaktor 55:49 den irrationalen Teilerfaktor ('-^)² hinreichend genau annähert. Somit werden die ersten Stufen der drei Gruppen mit Frequenzen angesteuert, die jeweils um einen Halbton gegeneinander versetzt sind. Die drei mal vier durch den Teilerfaktor 44:37 teilenden Stufen erzeugen somit die zwölf Halbtöne einer Oktave.The group shown on the left in FIG. 1 is preceded by a stage which divides by the rational division factor 55:49, so that the input frequencies of the first stage of the middle and left group according to FIG. 1 differ by a whole ion, since the rational division factor 55:49 approximates the irrational division factor ('- ^) ^{2 with} sufficient accuracy. Thus, the first stages of the three groups are controlled with frequencies that are offset from one another by a semitone. The three times four levels divided by the division factor 44:37 thus generate the twelve semitones of an octave.

In F i g. 1 ist ferner angedeutet, daß die zwölf durch den Faktor 44:37 teilenden Stufen zusätzlich zu dem die nächste Stufe ansteuernden Ausgang einen weiteren Ausgang aufweisen, dem eine durch die ganze Zahl 4 teilende Stufe nachgeschaltet ist. Am Ausgang dieser Stufe stehen dann die Töne der höchsten Oktave zur Verfugung. Eine ganzzahlige nachfolgende Teilung durch 8 ist ebenfalls möglich.In Fig. 1 is also indicated that the twelve through the factor 44:37 dividing stages in addition to the output controlling the next stage another Have output, which is followed by a stage dividing by the integer 4. At the exit the notes of the highest octave are then available for this level. An integer subsequent division through 8 is also possible.

Aus den so erzeugten Tönen der obersten Oktave kann dann in bekannter Weise mittels aufeinanderfolgender Teilung durch den Faktor 2 jeder Ton einer tieferen Oktave erzeugt werden.The tones of the top octave generated in this way can then be used in a known manner by means of successive Division by a factor of 2 each tone of a lower octave can be generated.

Der eben geschilderte Sachverhalt bezüglich der Teilerfaktoren und Frequenzabstände der einzelnen im Blockschaltbild nach F i g. 1 erzeugten Frequenzen ist in Fig. 1 für einige Stufen eingetragen. So ist etwa die Ausgangsfrequenz der ersten Stufe der mittleren Gruppe gleichThe facts just described with regard to the division factors and frequency spacings of the individual in the block diagram according to FIG. 1 generated frequencies is entered in Fig. 1 for some stages. So is roughly the same as the output frequency of the first stage of the middle group

44/37 '44/37 '

während die die durch 4 teilende Stufe ansteuernde Frequenz /_ff/44 entspricht, d. h., an diesem Ausgang der Frequcnzteilerslufc ist die Eingangsfrequenz durch den Zähler Z des rationalen Teilerfaktors geteilt.while the frequency controlling the stage dividing by 4 _{corresponds to / ff} / 44, ie at this output of the frequency divider the input frequency is divided by the counter Z of the rational division factor.

Unter der Annahme, daß die Frequenz f_g des Impulsgenerators G zu 1 473 472 Hz gewählt wird, stehen mit den angegebenen Zahlenverhältnissen an den Ausgängen der zwölf durch 4 teilenden Stufen die Töne der fünfgestrichenen Oktave zur Verfügung. Die Frequenzen sind mit /, bis f_n bezeichnet, wobei die Frequenz/, dem sechsgestrichenen c bzw. fünfgestrichenen his und die Frequenz f_i2 dem fünfgestrichenen des bzw. fünfgestrichenen eis entspricht. Unter Zugrundelegung eines Kammertones für das eingestrichene a von 440 Hz muß das fünfgestrichene a eine Frequenz von 7040Hz aufweisen. Ausgehend von der angegebenen Frequenz f_g = 1 473 472 Hz ergibt sich für das fünfgestrichene a eine Frequenz von 7040,0907Hz, was bezüglich der exakten Frequenz von 7040 Hz des fünfgestrichenen a einer relativen Abweichung von 1,3 · 10 ⁵ entspricht.Assuming that the frequency f _{g of} the pulse generator G is selected to be 1,473,472 Hz, the tones of the five-dashed octave are available at the outputs of the twelve levels divided by 4 with the specified numerical ratios. The frequencies are denoted by /, to f _n , the frequency /, corresponding to the six-crossed c or five-crossed his and the frequency f _i2 corresponding to the five-crossed or five-crossed e. Based on a concert pitch for the stroked a of 440 Hz, the five stroked a must have a frequency of 7040Hz. Based on the specified frequency f _g = 1 473 472 Hz, the five-dashed a results in a frequency of 7040.0907Hz, which corresponds to a relative deviation of 1.3 · 10 ⁵ with regard to the exact frequency of 7040 Hz of the five-dashed a.

Die F i g. 2 zeigt das Blockschaltbild einer Frequenzteilerstufe, wie sie beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden kann. Zur Erreichung eines rationalen Teilerfaktors, der als Bruch in der Form Zähler Z dividiert durch Nenner N_n also beispielsweise 44:37 angeschrieben werden kann, sind die beiden Digitalzähler DZl und DZ 2, die Steuerstufe Si und die Unterdrückungsschaltung A vorgesehen. Die Zählkapazität der beiden Digitalzähler DZl und DZ 2, d.h. also diejenige Anzahl von Impulsen, die der Digitalzähler zählt und wonach er wieder in seine Nullstellung springt, ist verschieden voneinander. So zählt der Digitalzähler DZ1 auf die Differenz Z-N, also im obigen Beispiel auf 7, während der zweite Digitalzähler DZ 2 wahlweise auf diejenigen beiden ganzen Zahlen zählt, zwischen denen der QuoticnlThe F i g. 2 shows the block diagram of a frequency divider stage as it can be used in the method according to the invention. To achieve a rational division factor, which can be written as a fraction in the form of numerator Z divided by denominator N _n , for example 44:37, the two digital counters DZ1 and DZ 2, the control stage Si and the suppression circuit A are provided. The counting capacity of the two digital counters DZ1 and DZ 2, ie that number of pulses that the digital counter counts and after which it jumps back to its zero position, is different from one another. Thus, the digital counter DZ 1 counts on the difference ZN, i.e. in the above example on 7, while the second digital counter DZ 2 optionally counts on those two whole numbers between which the Quoticnl

Yzrjj ''^ε§^ι> ^a'^so '^m obigen Beispiel auf 6 oder 7. Yzrjj '' ^{^ε} § ^ι> ^a ^'su' ^m above example to 6 or 7th

Dabei wird der zweite Digitalzähler DZ 2 von den Impulsen der Generatorfrequenz f_g angesteuert. Nach jedem Zählumlauf des zweiten Digitalzählers wird einThe second digital counter DZ 2 is controlled by the pulses of the generator frequency f _g. After each counting cycle of the second digital counter, a

ίο Impuls an den ersten Digitalzähler abgegeben, der diese Impulse zählt. Ferner wird dieser auch als Rücksetzimpuls des zweiten Digitalzählers DZ2 anzusehende Impuls der Unterdrückungsschaltung zugeleitet, die andererseits ebenfalls von den Impulsen mit der Generatorfrequenz f_g gespeist wird. Die Unterdrückungsschaltung A läßt die Impulse der Frequenz/,, unverändert passieren, außer wenn der Rückstellimpuls des zweiten Digitalzählers DZ 2 eintrifft, in welchem Fall ein Impuls aus der Impulsreihe der Frequenz f_g unterdrückt wird. Im obigen Beispiel wird also jeder sechste bzw. siebente Impuls der Frequenz f_g unterdrückt.ίο Impulse sent to the first digital counter that counts these impulses. Furthermore, this pulse, which is also to be regarded as a reset pulse of the second digital counter DZ2, is fed to the suppression circuit which, on the other hand, is also fed by the pulses with the generator frequency f _g. The suppression circuit A lets the pulses of the frequency / ,, pass unchanged, except when the reset pulse of the second digital counter DZ 2 arrives, in which case a pulse from the pulse series of the frequency f _{g is} suppressed. In the above example, every sixth or seventh pulse with the frequency f _{g is} suppressed.

Die Steuerstufe St steuert dabei in Abhängigkeil von der Stellung des ersten Digitalzählers DZl die Zählkapazität des Digitalzählers DZ 2 so, daß die der Differenz Z-N entsprechende Anzahl der aus Z zu unterdrückenden Impulse auf die Z Impulse möglichst gleichmäßig verteilt sind. Im genannten Beispiel wird die Zählkapazität des zweiten Digitalzählers DZ2 zwischen 6 und 7 so gesteuert, daß von jeweils 44 Eingangsimpulsen der 7., 13., 19., 26., 32., 38. und 44. Impuls unterdrückt wird.The control stage St controls depending on the position of the first digital counter DZ1 the counting capacity of the digital counter DZ 2 so that the number of pulses to be suppressed from Z corresponding to the difference ZN are distributed as evenly as possible to the Z pulses. In the example mentioned, the counting capacity of the second digital counter DZ 2 is controlled between 6 and 7 so that the 7th, 13th, 19th, 26th, 32nd, 38th and 44th pulse of 44 input pulses is suppressed.

Für den rationalen Teilerfaktor 55 :49 geschieht die Umschaltung der Zählkapazität des zweiten Digital-Zählers DZ 2 zwischen den Werten 9 und 10 in der Weise, daß von jeweils 55 Eingangsimpulsen der 9., 18., 27., 36., 45. und 55. Impuls unterdrückt wird, während für den Frequenzteiler mit dem rationalen Teilerfaktor 196:185 die Zählkapazität des zweiten Digitalzählers DZ 2 zwischen den Werten 17 und 18 so umgeschaltet wird, daß von jeweils 196 ImpulsenFor the rational division factor 55:49 this happens Switching the counting capacity of the second digital counter DZ 2 between the values 9 and 10 in the Way that of 55 input pulses the 9th, 18th, 27th, 36th, 45th and 55th pulse is suppressed, while for the frequency divider with the rational division factor 196: 185 the counting capacity of the second Digital counter DZ 2 is switched between the values 17 and 18 so that 196 pulses out of each

der 17., 35., 53.. 71., 89., 106., 124., 142., 160., 178. undthe 17th, 35th, 53rd .. 71st, 89th, 106th, 124th, 142nd, 160th, 178th and

196. Impuls unterdrückt wird.196. Impulse is suppressed.

Der Rückstellimpuls des ersten Digitalzählers DZI erfolgt nach den obigen Ausführungen immer nach der dem Zähler Z des rationalen Teilerfaktors entsprechenden Anzahl von Impulsen. Die Frequen7 dieser Rückstellimpulse entspricht daher der Frequenz/,Z. Diese Frequenz wird, wie oben bereits ausgeführt, zur Erzeugung der zwölf Halbtöne ausgenutzt. The reset pulse of the first digital counter DZ I always takes place according to the above explanations after the number of pulses corresponding to the counter Z of the rational division factor. The frequency of these reset pulses therefore corresponds to the frequency /, Z. As already stated above, this frequency is used to generate the twelve semitones.

Durch die Unterdrückung der Z-N Impulse aus jeweils Z Impulsen und die oben näher erläuterte Weiterleitung der so durch den rationalen Teilerfaktor Z N geteilten Frequenz/_e an die nächste Frequenzteilerstufe entsteht eine Phasenmodulation (im englischen Sprachgebrauch als »jitter« bezeichnet) die sich von Stufe zu Stufe vergrößert. Dies führt zu einem unter Umständen hörbaren FrequenzspektrumBy suppressing the ZN pulses from each Z pulse and forwarding the frequency ( _s) thus divided by the rational divider factor Z N to the next frequency divider stage, as explained in more detail above, a phase modulation (referred to as "jitter" in English usage) is created which differs from stage to Level enlarged. This leads to an audible frequency spectrum under certain circumstances

das in keinem »musikalischen« Verhältnis zum erzeugten Halbton steht und daher stört. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens der Aufteilung dei zwölf Frequenzteiler auf drei Gruppen zu je viel Frequenzteilern ist insbesondere darin zu sehen, da£ auf Grund der kleinen htntereinandergeschalteter Stufenzahl dieser Fehler sich nicht zu störenden Werien aufsummieren kann. Durch die erfindungsgemäß« Ansteuerung der ganzzahligen Frequenzteilerstuferwhich has no "musical" relation to the semitone produced and is therefore annoying. The advantage of the Method according to the invention of dividing the twelve frequency dividers into three groups of each much Frequency dividers can be seen in particular in that £ Due to the small number of consecutive steps, these errors do not become distracting can sum up. By controlling the integer frequency divider stages according to the invention

mittels der Rückstellimpulse des zweiten Digitalzählcrs des jeweiligen Frequenzteilers wird außerdem der weitere Vorteil erreicht, daß die in dieser Frequcnzteilerstufe entstehende Phasenmodulation zu dem mit dieser Stufe erzeugten Halbton nicht beiträgt, sondern erst in der nächsten Stufe wirksam wird. Diese Vorteile sind insbesondere gegenüber der aus der eingangs erwähnten Zeitschrift »lElektor«, Mai 1971, S. 540 und 541, bekannten Anordnung geltend zu machen, bei der zwölf Teilcrstufen in Serie geschallet sind und bei der sich demnach die aus der rationalen Annäherung einer irrationalen Zahl ergebende Phasenmodulation (jitter) in weit beträchtlicherem Maße aufsummiert als bei der Anordnung nach der Erfindung. Außerdem Hißt sich der Teilerfaktor (Ύ2)¹ durch einen Bruch annähern, dessen Zähler und Nenner erheblich kleinere Zahlen aufweisen als die Näherung für den Teilerfaktor ^l2, 2, was pro Frcquenztcilcrsiufe einen wesentlich geringeren Schaltimgsaufwand ergibt.by means of the reset pulses of the second digital counter of the respective frequency divider, the further advantage is achieved that the phase modulation occurring in this frequency divider stage does not contribute to the semitone produced with this stage, but only becomes effective in the next stage. These advantages can be asserted in particular in comparison to the arrangement known from the aforementioned journal "IElektor", May 1971, pp. 540 and 541, in which twelve sub-stages are sounded in series and in which the rational approximation of an irrational one Phase modulation (jitter) resulting in the number is added up to a far greater extent than in the case of the arrangement according to the invention. In addition, the division factor (Ύ2) ¹ Lift ye approximated by a fraction whose numerator and denominator are considerably smaller numbers have as the approximation for the division factor ^l2, 2, resulting in a much lower Schaltimgsaufwand per Frcquenztcilcrsiufe.

Das erlindungsgemäße Verfahren läßt sich mittels monolithisch integrierter Schaltungen sehr einfach und platzsparend realisieren. Es sind .sowohl Lösungen mit bipolaren integrierten Schaltungen als auch solche mit isolierten Feldeffekttransistoren möglich, wobei eine Gesamtintegricrung der Schaltung mit der zuletzt genannten Technik am günstigsten ist.The inventive method can be by means of Realize monolithically integrated circuits very easily and in a space-saving manner. They are both solutions possible with bipolar integrated circuits as well as those with isolated field effect transistors, whereby an overall integration of the circuit with the last-mentioned technology is the most favorable.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

30753075

Claims

Patent claims:

1. A method for the electronic derivation of the twelve well-tempered semitones of the highest octave of a musical instrument from the constant frequency of a pulse generator by means of a frequency divider per semitone, characterized in that the frequency dividers of four semitones are combined into a group and connected in series, the division factor being the Frequency divider of each group corresponds to a rational number which approximates the expression (pf2f with sufficient accuracy that the first frequency divider of the first group is controlled directly by the pulse generator, that the first frequency divider of the second group has a frequency divider whose rational division factor is the expression ^ fT approximates with sufficient accuracy, and that the first frequency divider of the third group is preceded by a frequency divider whose rational division factor approximates ^{the expression (Ύ2) 2 with sufficient accuracy.}

2. The method according to claim 1, characterized in that the irrational division factor ('-η / 2) ³ by the rational division factor 44/37, that the irrational division factor (' - / 2) ² by the rational division factor 55/49 and that the irrational division factor ^ / T is approximated by the rational division factor 196/185.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the pulses of the pulse generator both the first frequency divider of the first group and the other two Groups upstream frequency dividers are fed that the output pulses of the suppression circuit of the respective frequency divider are fed to the input of the next following frequency divider and that from the frequency of the when jumping back into its zero position occurring pulses of the first digital counter Four frequency dividers each of the three groups that generate twelve semitones.

4. The method according to claim 3, characterized in that the pulses at the frequency of the Reset pulses of the first digital counter of the four frequency dividers of each group, one frequency divider each are supplied with an integer division factor.

5. The method according to claim 4, characterized in that the integer frequency divider is optional divides by the factors 4 or 8.

6. A method for frequency division by a rational division factor for use in the method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a first digital counter (DZl) based on the difference (Z- N) between numerator (Z) and denominator (N ) counts the rational division factor and then jumps back to its zero position, and a second digital counter (DZ 2), which optionally counts to those two whole numbers between which the quotient [Z / {Z - / V)] from the counter (Z ) and the difference (Z - N) of numerator (Z) and denominator (N) of the rational calculator, and which then jumps back into its mulled position, via a control stage (Si) and a suppression circuit (A) see above that the second digital counter emits a counting pulse at the transition to its zero position at the first digital counter because the control stage mixes the second digital counter (DZ2) its two possible counting capacities depending on the position of the first he digital counter (DZl) switches and that the suppression circuit suppresses a pulse from the input pulses with each transition of the second digital counter in its zero position

7. The method according to claims 2 and 6 for frequency division by the rational factor 44/37, characterized in that of 44 input pulses each of the 7th, 13th, 19th, 26th, 32nd, 38th and 44. Impulse is suppressed.

8. The method according to claims 2 and 6 for frequency division by the rational factor 55/49, characterized in that of each 55 input pulses the 9th, 18th, 27th, 36th, 45th and 55. Impulse is suppressed.

9. The method according to claims 2 and 6 for frequency division by the rational factor 196/185 characterized in that of each 196 pulses of the 17th, 35th, 53rd, 71st, 89th, 106th, 124th, 142nd, 160th, 178th and 196th pulse are suppressed.