DE2219800A1

DE2219800A1 - Schaltungsanordnung zur beeinflussung der lautstaerke des jeweils angeschlagenen tones eines elektronischen tasteninstrumentes in abhaengigkeit von der tastenanschlagsgeschwindigkeit

Info

Publication number: DE2219800A1
Application number: DE2219800A
Authority: DE
Inventors: Guenter Peltz
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1972-04-22
Filing date: 1972-04-22
Publication date: 1973-10-31
Also published as: IT983926B; JPS4922924A; NL7305624A; US3816636A

Description

Deutsche ITT Industries GmbH G. Peltz 6

78 Freiburg, Hans-Bunte-Str. 19 Mo/kn

21. April 1972

Schaltungsanordnung zur Beeinflussung der Lautstärke des jeweils angeschlagenen Tones eines elektronischen Tasteninstrumentes in Abhängigkeit von der Tastenanschlagsgeschwindigkeit

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 044 462 ist die in Fig. 1 der Zeichnung gezeigte Schaltungsanordnung bekannt, die bewirkt, daß die Lautstärke des gerade angeschlagenen Tones von der Tastenanschlagsgeschwindigkeit abhängig ist, so daß mit. einem solchen elektronischen Tasteninstrument ein klavierähnliches Spiel möglich ist. ■ ' ■

Diese Schaltungsanordnung besteht nach Fig. .1 der Zeichnung aus dem Umschalter S, der pro Taste einmal vorzusehen ist, dem Parallel-RC-Glied Rl, Cl und der Diode Dl. Das Parallel-RC-Glied ist einerseits mit dem Kontaktarm K des Umschalters S und andererseits über die Kathoden-Anoden-Strecke der Diode Dl mit dem Schaltungsnullpunkt verbunden. Der Ruhekontakt des Umschalters S liegt an dem ersten Gleichspannungspotential U,, während der Arbeitskontakt mit einem zweiten Gleichspannungspotential U-, im Falle der genannten Offenlegungsschrift mit dem Schaltungsnullpunkt, verbunden ist. Die die Lautstärke des angeschlagenen Tones bestimmende Spannung u wird

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an der Kathode der Diode Dl abgenommen.

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In Fig. 2 der Zeichnung ist der zeitliche Verlauf der die Lautstärke bestimmenden Spannung u der Anordnung nach Fig. 1 gezeigt,

wobei vorausgesetzt ist, daß das erste Gleichspannungspotential U, negativ und das zweite Gleichspannungspotential U„ mit dem Potential des Schaltungsnullpunkts identisch ist. Wird der Umschalter S durch Niederdrücken einer Taste betätigt, so ist bekanntlich die Umschaltzeit ti Vom Abheben am Ruhekontakt bis zum Anliegen am Arbeitskontakt von der Geschwindigkeit des Tastenanschlags abhängig. Hierfür wurden an einem Umschalterexemplar Werte der Um-^ schaltzeit ti zwischen 2 und 20 ms gemessen.

Solange der Kontaktarm K den Ruhekontakt berührt, ist der Kondensator Cl über die Diode Dl auf die Spannung U, aufgeladen. Wird der Umschalter durch Tastendruck betätigt, so entlädt sich während der Umschaltzeit ti der Kondensator Cl über den Widerstand Rl um einen von dieser Zeit abhängigen Betrag. Bei Kontaktgabe am Arbeitskontakt liegt somit an der Kathode der Diode Dl ein positiver Impuls, dessen Amplitude A von der Umschaltzeit ti abhängig ist und der nach einer e-Funktion abklingt.

In Fig. 2 ist dieses Verhalten durch die dreieckförmige Kurve dargestellt, wobei zur zeichnerisch einfacheren Darstellung die jeweils nach e-Funktionen verlaufenden An- und Abstiegsflanken als Geraden gezeichnet sind. Die Steilheit der Anstiegsflanke, die während der Anstiegszeit t2 durchlaufen wird, ist von der Kapazität des Kondensators Cl und dessen Verlustwinkel abhängig und daher praktisch unendlich.

Die Steigung des abfallenden Teils des in Fig. 2 gezeigten Impulses ist von der Zeitkonstante des Parallel-RC-Gliedes Rl, Cl abhängig»Der abfallende Teil des Impulses benötigt die Zeit t3, die als Abfallzeit bezeichnet wird.

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Die eben geschilderte bekannte Schaltungsanordnung kann in elektronischen Tasteninstrumenten ausschließlich für das Register "Perkussion" zur Anwendung gelangen, mit dem im allgemeinen das Verhalten einer angeschlagenen oder gezupften Saite imitiert werden soll. Dabei ist für die Lautstärkeabhängigkeit von der Ansehlagsgeschwindigkeit und für das nach dem Anliegen des Kontaktarms am Arbeitskontakt erfolgende Abklingen des Ausgangssignals dieselbe Zeitkonstante, nämlich die des Parallel-RC-Glieds Rl, Cl, maßgebend. Soll daher durch den Anschlag eine Lautstärkevariation um den Faktor 10 möglich sein, so ist für die Lautstärkeabhängigkeit ein Parallel-RC-Glied mit kleiner Zeitkonstante erforderlich, für den abfallenden Teil der Ausgangsspannung u jedoch ein sol-

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ches mit einer längeren Zeitkonstante erwünscht. Es ist offensichtlich, daß dies mit der bekannten Schaltung nicht realisiert werden kann.

Die Erfindung betrifft somit eine Schaltungsanordnung zur Beeinflussung der Lautstärke des jeweils angeschlagenen Tones eines elektronischen Tasteninstrumentes in Abhängigkeit von der Tastenanschlagsgeschwindigkeit, welche Schaltungsanordnung aus einem jeder Taste zugeordneten Umschalter besteht, dessen Kontaktarm über ein Parallel-RC-Glied und die dazu in Reihe geschaltete Kathoden-Anoden-Strecke einer Diode am Schaltungsnullpunkt angeschlossen ist und dessen Ruhekontakt an einem ersten und dessen Arbeitskontakt an einem zweiten Gleichspannungspotential liegt, und bei welcher Schaltungsanordnung die die Lautstärke des angeschlagenen Tones bestimmende Spannung an der Kathode der Diode, abgenommen wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den geschilderten Nachteil der bekannten Schaltungsanordnung zu beheben, so daß die für die Abhängigkeit der Lautstärke maßgebliche Zeitkonstante und die für das Abklingen des angeschlagenen Tones maßgebende

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Zeitkonstante weitgehend unabhängig voneinander wählbar sind. Ferner soll die Erfindung eine Schaltungsanordnung ermöglichen, die nicht nur für das Register "Perkussion" verwendbar ist, sondern auch bei normalem Orgelspiel, d.h. bei Spiel mit Abgabe eines Dauertons während gedrücktem Umschalter, und bei Spiel mit dem Register "Sustain" eine von der Tastenanschlagsgeschwindikeit abhängige Lautstärke ermöglicht. Außerdem soll normales Orgelspiel mit vom Tastenanschlag unabhängiger Lautstärke, aber einstellbarer Anklingzeit und einstellbarer Abklingzeit möglich sein.

Diese Aufgabe wird von der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung dadurch gelöst, daß dem Parallel-RC-Glied eine zweite Diode parallelgeschaltet ist, deren Kathode an der Kathode der ersten Diode liegt, daß die die Lautstärke des angeschlagenen Tones bestimmende Spannung von der Kathode der ersten Diode über die Anoden-Kathoden-Strecke einer dritten Diode abgenommen wird und daß die Kathode der dritten Diode einerseits über einen zweiten Kondensator am Schaltungsnullpunkt angeschlossen ist und andererseits über einen zweiten Widerstand mit einer einstellbaren Steuerspannung beaufschlagt ist.

Die Erfindung wird nun anhand der weiteren Figuren 3 bis 8 eier Zeichnung näher erläutert, wobei vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung in den Unteransprüchen gekennzeichnet sind.

Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung,

Fig. 4 zeigt den Verlauf der die Lautstärke des angeschlossenen Tones bestimmende Spannung,

Fig. 5 zeigt eine Weiterbildung »der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nach Fig. 3,

Fig. 8 zeigt eine vorteilhafte Weiterbildung der Schaltungsanordnung nach Fig. 3,

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Fig. 6 zeigt eine Erweiterung der Schaltungsanordnung nach Fig. 5 und

Fig. 7 zeigt den Verlauf der die Lautstärke des angeschlagenen Tones bestimmendettSpannung der Schaltungsanordnungen nach Fig. 5 und 6.

Ausgehend von der bekannten Schaltungsanordnung nach Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung nach Fig. 3 derart weitergebildet, daß dem Parallel-RC-Glied Rl, Cl eine zweite Diode D2 parallelgeschaltet ist,°wobei deren Kathode mit der Kathode der ersten Diode Dl verbunden ist. Ferner ist der Kathode der Diode Dl die Anoden-Kathoden-Strecke einer dritten Diode D3 nachgeschaltet, an deren Kathode die die Lautstärke bestimmende Spannung u abge-

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nommen wird. Schließlich ist die Kathode der dritten Diode D3 über den zweiten Kondensator C2 mit dem Schaltungsnullpunkt verbunden, während ihr über den zweiten Widerstand R2 die einstellbare Steuerspannung U₃ zugeführt ist. ,

In Fig. 3 ist die .Einstellbarkeit der Steuerspannung ü_ dadurch gewährleistet, daß die Spannung U₃' dem einen Ende des Potentiometers Pl zugeführt ist, dessen anderes Ende am Schaltungsnullpunkt liegt, während dessen Abgriff mit dem zweiten-Widerstand R2 in Verbindung steht. Als Spannung U ' kann eine Gleichspannung verwendet werden. Es ist jedoch auch möglich, eine in ihrem Tastverhältnis einstellbare Rechteckspannung.direkt/ also ohne das- . Potentiometer. Pl, als Steuerspannung U, vorzusehen, wie dies bereits von der eigenen älteren Anmeldung P 21 46 ,489.1 vorgeschlagen wurde. In diesem Falle muß zum zweiten Widerstand R2 eine Trenndiode.in Serie geschaltet werden. Durch die Wahl einer Gleichspannung bzw. einer im Tastverhältnis einstellbaren Rechteckspannung für die Steuerspannung U_ wird erreicht, daß die Abfallzeit t3 nach Fig. 2 einstellbar gemacht wird, so daß sich'

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der in den Fig. 2 und 4 gestrichelt gezeichnete Verlauf t3' während der Abfallzeit ergibt.

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 wird die nach dem Umschalten des Kontaktarms K am Kondensator Cl noch vorhandene Ladung über die dritte Diode D3 zum Teil auf den zweiten Kondensator C2 übertragen, wobei sich die Ladung im Verhältnis der Kapazitätswerte dieser beiden Kondensatoren aufteilt. Die Entladung des zweiten Kondensators C2 wird jedoch nicht vom RC-Glied-Widerstand Rl bestimmt, da die Entladung über diesen Widerstand durch die dritte Diode D3 verhindert wird. Vielmehr entlädt sich der zweite Kondensator C2 über den zweiten Widerstand R2, wobei dies auch noch von der angelegten Steuerspannung U_ beeinflußt wird.

Liegt beispielsweise der zweite Widerstand R2 über das Potentiometer Pl am Schaltungsnullpunkt, so ist die Entladezeit des zweiten Kondensators C2 entsprechend verlängert und entspricht ' einer e-Funktion, wie dies durch die gestrichelte Kurve in den Fig. 2 und 4 -angedeutet ist. Liegt der zweite Widerstand R2 dagegen, über das Potentiometer Pl an einer negativen Steuerspannung CL·, so nähert sich die Entladekurve einer Geraden, da die Entladung des zweiten Kondensators C2 zu dieser, negativen Spannung hin erfolgt, bei Nulldurchgang der Entladekurve jedoch durch die Dioden Dl und D3 abrupt abgebrochen wird.

Wird die Schaltung nach Fig. 3 bezüglich der beiden Gleichspannungspotentiale U, und U„ so wie die bekannte Schaltungsanordnung betrieben, d.h. ist das Gleichspannungspotential U, negativ und das zweite Gleichspannungspotential ü_ mit dem des Schaltungsnullpunkts identisch, so ist ein klavierähnliches Spiel oder ein Orgelspiel mit dem Register "Perkussion" möglich, bei dem die Lautstärke des gespielten Tones von der Tastenanschlagsgeschwindigkeit abhängig ist und bei dem die Nachklangzeit des gespielten

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Tones, die mit der Abfallzeit t3 bzw. t3' nach den Fig, 2 und 4 identisch ist, einstellbar ist. -

Wählt man die Polarität der beiden Gleichspannungspotentiale U., U„ jedoch in umgekehrter 'Weise, d.h. ist das Gleichspannungspotential U-, = null und das Gleichspannungspotential U„ ^- null, so ist ein Orgelspiel mit den Eigenschaften des Registers "Sustain" möglich, dessen Nachklangzeit wiederum mit dem Potentiometer Pl einstellbar ist, bei dem jedoch keine Abhängigkeit der Lautstärke von der TastenanschlagsgesGhwindigkeit gegeben ist. Fig. 4 zeigt den Verlauf der Spannung u für diesen Fall. Es ist ersichtlich,

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daß während der Tastendruckzeit T ein Dauerton abgegeben wird, dessen Lautstärke während der von der Potentibmeterstellung abhängigen Nachklangzeit t3 bzw. t3' abfällt.

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 kann ebenso wie bei den noch zu erläuternden Schaltungsanordnungen nach den Fig*. 5,; 6 und 8 der jeweils gestrichelt gezeichnete Widerstand R5 vorgesehen werden, der zwischen den Kontaktarm des Umschalters S und die Anode der zweiten Diode D2 geschaltet ist. Mit diesem Widerstand R5 kann die durch die Verluste des Kondensators Cl fest vorgegebene Anstiegssteilheit der Spannung u weiter beeinflußt werden. Um

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die Anstiegssteilheit bei für die kürzeste Anstiegszeit t2 vorgegebenem Widerstand R5 für alle Tasten (Umschalter) oder eine oder mehrere Tastengruppen zu verlängern, .wie es z.B. für sakrales . Spiel (Kirchenorgel) erwünscht ist, kann anstatt des Gleichspannung spotentials U„ ebenfalls eine im Tastverhältnis veränderbare Rechteckspannung verwendet werden, wie dies bereits oben für die Steuerspannung U_ unter Bezugnahme auf di& eigene ältere Anmeldung P 2 146 489.1 angegeben ist, wobei ebenfalls eine Trenndiode vorzusehen ist.

Die Fig. 5 zeigt eine Weiterbildung der Schaltungsanordnung nach Fig. 3. In dieser Schaltungsanordnung liegt das eine Ende

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des zweiten Widerstandes R2 nicht mehr direkt an der Kathode der dritten Diode D3, sondern es ist einerseits über die Kathoden-Anoden-Strecke einer vierten Diode D4 mit der Kathode der dritten Diode D3 verbunden und liegt andererseits über die Kathoden-Anoden-Strecke einer fünften Diode am Abgriff eines aus den Widerständen R3 und,R4 gebildeten Spannungsteilers, dessen einer Anschluß am Kontaktarm K des Umschalters S und dessen anderer An-_: Schluß an einem Hilfspotential U, angeschlossen ist. Der diodenabgewandte Anschluß des zweiten Widerstandes R2 liegt wiederum an der Steuerspannung U_, die eine am Potentiometer Pl einstellbare, und aus der Spannung U_' gewonnene Gleichspannung oder eine in ihrem Tastverhältnis veränderbare Rechteckspannung sein kann,in welchem Falle die obenerwähnte Trenndiode entfallen kann, da deren Funktion von der vierten und fünften Diode bereits gewährleistet ist.

Vorteilhafterweise ist der Spannungsteiler R3, R4 so zu dimensionieren, daß dessen Gesamtwiderstand groß gegen den Widerstand Rl und gegen den eventuell vorgesehenen Widerstand R5, jedoch klein gegen den Widerstand R3 ist. Um bei dieser Bemessung möglichst frei von Abhängigkeiten zwischen den einzelnen Widerstandswerten zu sein, ist es ferner vorteilhaft, wenn man wie in Fig. 7 gezeigt den Abgriff des Spannungsteilers R3, R4 über,eine Impedanzwandlerstufe an die fünfte Diode D5 anschließt. Ebenso kann die die Lautstärke bestimmende Spannung u über einen Impedanzwandler

geführt werden. In Fig. 7 sind hierfür die beiden Transistoren Tl und T2 vorgesehen, die jeweils in bekannter Emitterfolgerschaltung betrieben sind und vom npn-Typ sind.

Die Veränderlichkeit der Hilfsspannung U. ist bei der Anordnung nach Fig. 6 dadurch gewährleistet, daß die feste Hilfsspannung U,' an einem mit dem Schaltungsnullpunkt verbundenen Spannungsteiler aus dem Widerstand R6 und dem Potentiometer P2 liegt, an dessen Abgriff die veränderliche Hilfsspannung U. abgenommen werden kann.

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Somit ist der Widerstand R3 im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 mit dem Abgriff des Potentiometers P2 verbunden. Die feste Hilfsspannung U^' dient zugleich als Versorgungsspannung für die zusammengeschalteten Kollektoren der Transistoren Tl und T2.

Der Emitter des Transistors Tl ist mit der Anode der-fünften Diode D5 verbunden, während dessen Basis mit dem Abgriff des Spannungsteilers R3, R4 verbunden ist. Die Basis'des Transistors T2 liegt am gemeinsamen Verbindungspunkt .von Kathode der dritten Diode D3, Anode der vierten Diode D4 und Kondensator C2, während dessen Emitter, an dem die die Lautstärke bestimmende Spannung u abgenommen wird, über den Widerstand R7 mit dem Schaltungsnullpunkt verbunden ist.

Zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Schaltungen nach den Fig. 5 und 6 wird wiederum angenommen, daß das Gleichspannungspotential U, negativ und das Gleichspannungspotential Uk mit dem des Schaltungsnullpunktes identisch ist. Bei Betätigung des Umschalters S springt die Spannung am zweiten Kondensator C2 zunächst auf 3ie Amplitude A nach Fig. 7 und fällt dann während der Zeit at3 auf den Wert A¹ ab, der durch den Wert der veränderlichen Hilfsspannung U. in der Weise bestimmt ist, daü die Entladung des Kondensators C2 über den Widerstand R2 gegen ,di'e Steuerspannung U-. dann beendet ist, wenn die vierte Diode D4 gesperrt wird. Das Niveau A¹ ist somit mittels der veränderbaren Hilfsspannung U. beliebig einstellbar. Bei Loslassen des Umschalters S, d.h. wenn dessen Kontaktarm wieder am Ruhekontakt anliegt, erfolgt die Entladung des Kondensators C2 wiederum wie im Falle der Fig. 3 während der Zeit (l-a)t3. Die durch die Diode D4 unterbrochene Entladung wird somit nach Rückkehr des Umschalters S in seine Ausgangslage fortgesetzt. Die Steilheit des abfallenden Teils der Kurve ist dabei wieder durch die Steuerspannung U₃ wählbar, wie dies in Fig. 7 durch die gestrichelten Linien und die zugehörigen Zeiten at3· und (l-a)t3^! angedeutet ist.'

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Mit den Sehaltungsanordnungen nach den Fig. 5 und 6 sind folgende vier Betriebsweisen möglich:

1. U₁*=^ °/ ^U2 ⁼ °' ^U4 ^bzw· ⁰A¹^*^{0 und} veränderlich:

In diesem Fall ist ein normales Orgelspiel mit von der Tastenanschlagsgeschwindigkeit abhängiger Lautstärke möglich, wobei über das Potentiometer Pl die Nachklangzeit wählbar ist.

2. U₁-== 0, U₂ = O, U₄ bzw. U₄ ¹ = O:

In diesem Fall ist ein Spiel möglich, wie es oben in Fig. für U,<C0 und U₃ = O angegeben ist, d.h. ein klavierähnliches Spiel oder Orgelspiel mit Register "Perkussion" jeweils mit von der Tastenanschlagsgeschwindigkeit abhängiger Lautstärke und Einstellung der Nachklangzeit durch das Potentiometer Pl.

3. U₁ = O, 0₂">- O, U₄ bzw. U₄ ¹ = O:

Dieser Fall entspricht dem oben bei Fig. 3 für U, = O und U₂:> O geschilderten Fall, nämlich Orgelregister "Sustain" mit am Potentiometer Pl einstellbarer Nachklangzeit, aber ohne Abhängigkeit der Lautstärke von der Tastenanschlagsgeschwindigkeit.

4. U, schwach negativ, U„ schwach positiv, U. bzw. U₄'^=-0 und veränderlich:

Dieser Fall entspricht dem in Fig. 7 gezeigten Kurvenverlauf, wobei sich ein gitarrenähnliches Spiel mit Abhängigkeit der Lautstärke des Wertes A von der Tastenanschlagsgeschwindigkeit erzielen läßt.

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Die erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungen sind somit hinsichtlich des zu erreichenden Effekts mehrfach verwendbar, was durch einfaches Umpolen der beiden Gleichspanntingspotentiale U₁, U₂ . und des Hilfspotentials U. bzw. U ' erreicht werden kann. Somit können für die Register "Perkussion" und "Sustain" dieselben Bauelemente vorgesehen werden, so daß sich eine erhebliche Bauteileeinsparung ergibt. ·

In Fig. 8 ist eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 gezeigt. Parallel zur Anoden-Kathoden-Strecke der dritten Diode.D3 ist die Emitter-Kollektor-Strecke des npn-Transistors T 3 geschaltet. Die Basis des npn-Transistors T3 läuft entweder leer oder liegt am Schaltungsnullpunkt, wobei im ersteren Fall zugleich die Anode der ersten Diode Dl am Schaltungsnullpunkt liegt, während im letzteren Fall die Anode der ersten Diode Dl zugleich leerläuft. Dies ist in Fig. 8 durch den Umschalter S¹ veranschaulicht, dessen Kontaktarm K¹ am Schaltungsnullpunkt liegt und entweder die Anode der Diode Dl oder die Basis des npn-Transistors T3 berührt. Gegebenenfalls kann zwischen dem Transistor T3 und dem zweiten Kondensator C2 der Kollektorwiderstand R8 vorgesehen werden. Bezüglich der Wahl und der Zuführung der Steuerspannung U_ gilt das bei Erläuterung der Fig. 3 Gesagte.

Mit der Schaltungsanordnung nach Fig. 8 sind folgende Betriebsweisen möglich:

1. U, = O, U > 0, U_=s ο oder Rechteckspahnung, Basis des Transistors T3 leerlaufend, demzufolge Anode der Diode D3 am Schaltungsnullpunkt:

Der Amplitudenverlauf entspricht dem in Fig. 4 gezeigten, " d.h. es ist normales Orgelspiel möglich, dessen Lautstärke von der Geschwindigkeit des Tastenanschlags nicht abhängig ist. Die Amplitude A wird dabei von der Größe "des Gleich-

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Spannungspotentials U„, die Anstiegszeit t2 von den Werten des eventuell vorgesehenen Widerstandes R5 bzw. des Verlustwiderstandes des Kondensators C2 und von dessen Wert bestimmt, während die Abklingzeit t3 von den Werten des Kondensators C2 und des Widerstandes R2 abhängt.

Wird die Steuerspannung U-. negativ gemacht, so verkürzt sich die Abklingzeit. Durch Anwendung der im Tastverhältnis veränderbaren Rechteckspannung läßt sich die Abklingzeit verlängern, wobei der exponentielle Abfallverlauf erhalten bleibt, so daß damit ein Spiel mit Register "Sustain" möglich ist.

Wird das Gleichspannungspotential U„ durch ein solches Rechtecksignal ersetzt, so kann hierdurch die Anstiegszeit verlängert werden {sakrales Spiel, s.o.).

2. U,^= O, U~ = O, U-.=^ 0 oder Rechteckspannung, Basis von Transistor T3 leerlaufend, demzufolge Anode von Diode Dl am Schaltungsnullpunkt:

In diesem Fall ist ein klavierähnliches Spiel mit getretenem Pedal oder Orgelspiel mit Register "Perkussion" jeweils mit von der Tastenanschlagsgeschwindigkeit abhängiger Lautstärke möglich. Der Amplitudenverlauf entspricht dem von Fig. 2. Die Abklingzeit t3 verhält sich wie im vorangehenden Absatz unter 1. beschrieben. Der Abklingvorgang wird durch das Loslassen der Taste S nicht beeinflußt, so daß auch bei sehr kurzem Anschlag der Ton langsam ausklingt.

3. U,-=^ O, U₂ = 0, ü,^fO oder Rechteckspannung, Basis von Transistor T3 am Schaltungsnullpunkt, demzufolge Anode von Diode Dl leerlaufend:

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In diesem Fall ist klavierähnliches Spiel ohne getretenes Pedal mit von der Tastenanschlagsgeschwindigkeit abhängiger Lautstärke möglich entsprechend der Kurve von Fig. 2, jedoch mit abruptem Abbruch des abklingenden Kurventeils. Der Transistor T3 wird nämlich leitend, sobald der Kontaktarm K nach Lösen,des Umschalters (Taste) S wieder mit dem Gleichspannungspotential U-. in Berührung kommt., so daß der Kondensator C2 schnell entladen wird. Die Zeitdauer dieser schnellen Entladung wird in erster Näherung durch R5, R8 und C2 bestimmt. Sind die Widerstände R5 und R8 nicht vorgesehen, gilt also R5 = R8 = O, so ist u.U. noch der Kollektor-Emitter-Sättigungswiderstand des Transistors T3 zu berücksichtigen.

4. U,-=r O, U„ = 0, U_r= 0 + Trenndiode, Basis von Transistor T3

am Schaltungsnullpunkt, demzufolge Anode von Diode Dl leerlaufend:

In diesem Fall ist Orgelspiel mit von der Tastenanschlagsge-. schwindigkeit abhängiger Lautstärke möglich. Dies entspricht dem Fall ~3." mit sehr langer Nachklangzeit ("Perkussion"). Nach Betätigung des Umschalters (Taste) S springt die Ausgangsspannung u auf den von der Tastenanschlagsgeschwindig-

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keit bestimmten Wert und nimmt nur langsam ab, da sich der. Kondensator C2 nur durch seinen Leckstrom und den Basisstrom des Transistors T2 entladen kann, so daß während mehrerer Sekunden praktisch keine Lautstärkeabnahme festzustellen ist. Wird die Taste losgelassen, entlädt sich der Kondensator C2 wie bei 3. angegeben sehr schnell.

5. U, schwach negativ, U₂ schwach positiv, U₃=^O oder Rechteckspannung, Basis von Transistor T3 leerlaufend, demzufolge Anode von Diode D2 am Schaltungsnullpunkt:

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Hiermit läßt sich eine Kombination der Register "Perkussion" und "Sustain" realisieren, wobei die Dauer des Nachklangs ("Sustain") von der Höhe von U^. bestimmt ist. Der Amplituden- : verlauf entspricht somit dem in Fig. 7 gezeigten, wobei der Wert A von U,, der Wert A¹ von U_, der Wert von t3 bzw. t3' von U., bestimmt wird. Wird die Basis von Transistor T3 dagegen mit dem Schaltungsnullpunkt verbunden und läuft die Anode von Diode Dl leer, so wird die Ausgangsspannung u

gleich null, sobald die Taste S losgelassen wird.

Die Schaltungsanordnungen der Fig. 5 und 8 sind also durch einfaches Umschalten bzw. Umpolen von Potentialen auf die entsprechende Spielart einstellbar, d.h. diese Umschaltung der Potentiale braucht für das gesamte elektronische Musikinstrument nur einmal vorgenommen zu werden, so daß der erforderliche Bauteileaufwand für die Umschaltung gering ist.

Wird die Steuerspannung U durch die erwähnte Rechteckspannung veränderlichen Tastverhältnisses ersetzt bzw. wird die Steuerspannung U-. positiv, wie unter 4. angegeben, so ist, wie bereits bei Erläuterung von Fig. 3 erwähnt, eine Trenndiode dem Widerstand R2 in Serie zu schalten (in Fig. 3 und 8 gestrichelt gezeichnet) .

Die angegebenen Polaritäten der Gleichspannungsp'otentiale U, , U₂, der Steuerspannung U. und des Hilfspotentials U. bzw. U.' sowie der in den Figuren gezeigte und in den Ansprüchen angegebene Richtungssinn der Dioden Dl bis D5 und der Leitfähigkeitstyp der Transistoren Tl und T2 (in Fig. 6 und 8 npn-Typ) können selbstverständlich auch durch das jeweilige andere Vorzeichen bzw. den anderen Richtungssinn oder den anderen Leitungstyp ersetzt werden, ohne daß die Erfindung verlassen wird.

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Die in den Fig. 2, 4 und 7 gezeigten Kurvenformen werden in der Literatur auch' als "Hüllkurven" bezeichnet, da diese Kurvenform dem Amplitudenverlauf des angeschlagenen Tones entspricht. Wie ersichtlich wurde, stellt die Hüllkurve nach Fig. 7 die Addition der Hüllkurven nach den Fig. 2 und 4 dar, wobei die Lage des Wertes A¹ durch das Hilfspotential U. bzw. U.¹ (Fig. 5 und 6) bzw. durch das Gleichspannungspotential U₀ (Fig. 8) bestimmt wird. Ist in den Fig. 5 und 6 dieses Potential gleich dem Potential U₀, so ist äexß Wert A' gleich null ("Perkussion").

7 Patentansprüche

4 Blatt Zeichnungen mit 8 Figuren

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Claims

Fl 714 G. Peltz 6 PATENTANSPRÜCHE

1./ Schaltungsanordnung zur Beeinflussung der Lautstärke des jeweils angeschlagenen Tones eines elektronischen Tasteninstrumentes in Abhängigkeit on der Tastenanschlagsgeschwindigkeit, welche Schaltungsanordnung aus einem jeder Taste zugeordneten Umschalter besteht, dessen Kontaktarm über ein Parallel-RC-Glied und die dazu in Reihe geschaltete Kathoden-Anoden-Strecke einer Diode am Schaltungsnullpunkt angeschlossen ist und dessen Ruhekontakt an einem ersten und dessen Arbeitskontakt an einem zweiten Gleichspannungspotential liegt, und bei weicher Schaltungsanordnung die die Lautstärke des angeschlagenen Tones bestimmende Spannung an der Kathode der Diode abgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Parallel-RC-Glied (Rl, Cl) eine zweite Diode (D2) parallelgeschaltet ist, deren Kathode an der Kathode der ersten Diode (Dl) liegt, daß die die Lautstärke des angeschlagenen Tones bestimmende

Spannung (u ) von' der Kathode der ersten Diode (Dl) über die a

Anoden-Kathoden-Strecke einer dritten Diode (D3) abgenommen wird und daß die Kathode der dritten Diode einerseits über einen zweiten Kondensator (C2) am Schaltungsnullpunkt angeschlossen ist und andererseits über einen zweiten Widerstand (R2) mit einer einstellbaren Steuerspannung (U,) ,beaufschlagt ist (Fig. 3). .

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den schaltungsnullpunktabgewandten Anschluß des zweiten Kondensators (C2) und den zweiten Widerstand (R2) die Anoden-Kathoden-Strecke einer vierten Diode (D4) geschaltet ist und daß die Kathode der vierten Diode über die Kathoden-Anoden-Strecke einer fünften Diode (D5) am Abgriff eines

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Spannungsteilers (R3, R4) angeschlossen ist, der zwischen dem Kontaktarm (K) des Umschalters (S) und einem Hilfspötential (U₄) liegt (Fig. 5).

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die fünfte Diode (D5) über einen Impedanzwandler, vorzugsweise über einen Emitterfolgertransistor (Tl), mit dem Abgriff des Spannungsteilers (R3, R4) verbunden ist (Fig. 5) „

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anoden-Kathoden-Strecke der dritten Diode (D3) die Emitter-Kollektor-Strecke eines npn-Transistors (T3):parallelgeschaltet ist und daß entweder die Basis des npn-Transistors (T3) leerläuft und zugleich die Anode der ersten Diode (Dl) mit dem Schaltungsnullpunkt verbunden ist oder die Basis· des npn-Transistors (T3) mit dem Schaltungsnullpunkt verbunden ist und zugleich die Anode der ersten Diode (Dl) leerläuft (Fig. 8). .

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kollektor des npn-Transistors (T3) und der Kathode der dritten Diode ^D3) ein Kollektorwiderstand (R8J angeordnet ist (Fig. 8). . · _;

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kontaktarm _t (K) des Umschalters (S) und dem Parallel-RC-Glied (Rl, Cl) ein Serienwiderstand (R5) angeordnet ist.

7. Schaltungsanordnung nach einem de'r Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der kathodenabgewandte Anschluß des zweiten Widerstandes (R2) an eine einstellbare Gleichspannung (U3) oder gegebenenfalls über eine Trenndiode an eine in ihrem Tastverhältnis einstellbare Rechteckspannung angeschlossen ist.

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