DE2657039A1 - Schaltungsanordnung zum nachahmen der klangcharakteristik von zungen-orgelpfeifen - Google Patents

Description

C-1262 14. Dezember 1976

üS-Ser.No. 641,716 9977-76 Dr.ν.Β/Ε

Filed: Dezember 17, 1975

Richard H. PETERSON Palos Park, Illinois/USA

Schaltungsanordnung zinn Nachahmen der Klangcharakteristik von Zungen-Orgelpfeifen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Im Laufe der letzten Jahrhunderte sind windbetätigte Orgelpfeifen zur Erzeugung der verschiedensten musikalischen Klänge entwickelt worden. Es ist bei Pfeifenorgeln üblich, für jedes Register der Orgel eine eigene Pfeifenreihe oder einen eigenen Chor von Pfeifen vorzusehen. Es kann also beispielsweise eine Reihe \ron einundsechsig Prinzipal-Pfeifen (eine für jede Note) vorgesehen sein, ferner ein Flötenregister mit einundsechzig Pfeifen, ein Trompetenregister mit einundsechzig Pfeifen usw. Man kann die verschiedenen Pfeifenreihen oder Register auch dadurch unterscheiden, ob sie aus Labialpfeifen oder Lingualpfeifen (Lippen- oder Zungenpfeifen) bestehen. In jeder Gruppe gibt es praktisch zahllose Variationen, die Labialpfeifen sind jedoch alle im wesentlichen Pfeifen im eigentlichen Sinne, und die Unterschiede in der

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Klangfarbe zwischen den einzelnen Lingualregistern hängt im wesentlichen davon ab, welche relativen Dimensionen die Pfeifen für die verschiedenen Noten haben, aus welchem Material die Pfeifen bestehen, ob die Pfeifen offen oder gedackt sind usw.

Bei den Lingual- oder Zungenpfeifen erfolgt die Klangerzeugung auf eine grundsätzlich andere Weise als bei den Labialpfeifen, da bei ihnen ein schwingendes, gewöhnlich aus Messing oder Bronze bestehendes Metallblättchen, die "Zunge" die primäre Klangquelle darstellt, welche zusammen mit einem Resonator, dem Körper oder Becher, die Klangcharakteristik des Tones bestimmt.

In der langen Entwicklungsgeschichte der Kirchen- und Konzertorgeln ist es gelungen, mit Zungenpfeifen viele Orchesterstimmen sehr weitgehend nachzuahmen. Da jedoch die natürliche Klangcharakteristik einer Zungen wegen ihrer mechanischen Konstruktion und Arbeitsweise nicht mit der der Orchesterinstrumente übereinstimmt, die nachgemacht werden sollen, war es nicht möglich, Orchesterstimmen mit Zungenstimmen exakt nachzuahmen. Die Zungenstimmen einer Orgel haben trotzdem jedoch eine gewisse Eigenart und einen gewissen Reiz, der wiederum nicht durch Orchesterinstrumente nachgeahmt werden kann, und es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Schaltungsanordnung bzw. eine elektronische Orgel anzugeben, mit der die unverwechselbaren Klangeigenschaften von Zungenpfeifen einer Orgel nachgeahmt werden können.

Die Zungenpfeife einer Orgel besteht im wesentlichen aus einem Röhrchen, der "Kehle", in deren eine Seite eine öffnung, die "Rinne", eingeschnitten ist, gegen die eine lamellenartige Metallzunge durch einen fehlenden Stimmdraht,

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die Stimmkrücke, gedrückt wird. Die Zunge mit der Kehle und Rinne sind in einer Vorkammer, dem Stiefel, angeordnet, welche unten eine öffnung hat, die mit einer Windlade in Verbindung steht, aus der Wind in die Pfeife gelangt, wenn das entsprechende Tastenventil geöffnet wird. Mit dem Stiefel ist ein Resonator, der Becher, gekoppelt. Der Becher kann in Abhängigkeit von der jeweiligen Orgelstimme die verschiedensten Formen annehmen, z.B, kann ein sich erweiternder Becher mit offenem Ende für eine Choralzungenstimme,wie die Orgeltrompete, vorgesehen sein, ein Becher in Form eines teilweise geschlossenen, sich erweiternden Rohres für eine Oboenstimme, ein schwach konisches Rohr mit einem Schlitz in dem dem Stiefel abgewandten Ende zur Nachahmung einer Orchesteroboe, oder gedeckte Becher verschiedenster Formen und Größen zum Erzeugen anderer Klangeffekte. Die Becher sind gewöhnlich so bemessen, daß sie etwa einer halben Wellenlänge des Tones der zu erzeugenden Note entsprechen, viele interessante Klangqualitäten werden jedoch durch Pfeifen mit kurzen Bechern erzeugt, wie es beispielsweise bei der Kinura-Stimme (kleine Zungenpfeifen mit näselndem oder harfenartigem Klang) und der Vox Humana der Fall ist.

Bei der Klangerzeugung schwingt die Zunge gegen die öffnung oder Rinne der Kehle, wobei die Zunge derart an der Kehle angeordnet ist, daß sie im wesentlichen auf der öffnung abrollt und diese dadurch allmählich öffnet und schließt. Die Abmessung und Form der Zunge und ihrer Krümmung bezüglich der Größe und Form der Rinne bestimmen die Form der Luftimpulse, die den Resonator anregen, was wiederum die Klangqualität beeinflußt. Die Klangqualität wird außerdem durch das Verhältnis zwischen Zunge und Resonator bestimmt. Wenn der Resonator scharf oder weniger Scharf bzw. flach auf die Zunge abgestimmt ist, ergibt sich entweder ein dumpferer oder klarerer Klang.

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Durch geeignete Wahl von Form, Konfiguration und Größe des Resonators, der für eine spezielle Zunge verwendet wird, kann man die Klangqualität einer vorgegebenen Pfeife in einem weiten Bereich verändern und Zungenpfeifen bauen, mit denen bestimmte Orchesterstimmen sehr gut nachgeahmt werden können. Es sei hier jedoch nochmals darauf hingewiesen, daß das Ziel der Erfindung nicht darin besteht, Orchesterstimmen nachzuahmen, sondern vielmehr mittels einer elektronischen Schaltungsanordnung die spezifischen Eigenschaften von Zungenpfeifen und damit die Stimmen einer echten Pfeifenorgel nachzuahmen. Bei einer elektronischen Orgel, mit der eine Pfeifenorgel nachgeahmt und klassische Orgelliteratur einwandfrei interpretiert werden kann, müssen sowohl Labialpfeifen als auch Lingualpfeifen nachgeahmt werden können. Aus Wirtschaftlichkeitsgründen ist es oft wesentlich, daß beide Arten von Klängen mittels eines gemeinsamen Tonerzeugungssystems nach geahmt werden können. Die bekannten elektronischen Musikinstrumente, mit denen versucht wurde, dies zu erreichen, sind jedoch nicht völlig zufriedenstellend, da der gemeinsame Ursprung der Klänge zu offensichtlich ist. Ein weiteres wichtiges Ziel der Erfindung besteht daher darin, eine Schaltungsanordnung anzugeben, mit der sowohl Labial- als auch Lingualstimmen so nachgeahmt werden können, daß die Lingualstimmen eine Klangcharakteristik und Oberwellenstruktur haben, die so verschieden von denen der Labialstimmen ist, daß der gemeinsame Ursprung der verschiedenen Stimmen praktisch nicht wahrgenommen werden kann.

Es ist selbstverständlich bekannt, daß die Klangfarben der mittels einer elektronischen Orgel erzeugten Klänge gewöhnlich dadurch erreicht werden, daß man ein Tonfrequenzsignal einer bestimmten Schwingungsform erzeugt, das bei Wiedergabe durch einen Lautsprecher den gewünschten Klang ergibt.

So geht man z.B. bei dem bekannten Formantverfahren von einer Impulsschwingung aus, z.B. einem Rechteck- oder Sägezahnimpulszug, und verwendet verschiedene Filter zum Dämpfen oder Anheben gewünschter Oberwellen, um ein Tonfrequenzsignal der gewünschten Schwingungsform zu erzeugen. Aus der US-PS 3 316 ist es ferner bekannt, ein dynamisches Filter zu verwenden, und zwar ein abgestimmtes Resonanzfilter, das bestimmte Frequenzen im TonfrequenzSpektrum sowohl oberhalb als auch unterhalb der Eigenfrequenz des Filters anhebt und andere absenkt, um in die Klangcharakteristik eines elektrischen Musikinstruments dynamische Variationen unter Steuerung durch den Spieler einzuführen. Ein solches bekanntes Filter eignet sich zwar ausgezeichnet zur Erzielung der angestrebten Effekte, es eignet sich jedoch nicht zumKopieren oder Nachahmen der speziellen Klangeigenschaften der Zungenpfeifen einer Orgel.

Die Aufgabe, eine elektronische Schaltung anzugeben, die ein naturgetreues Nachahmen von Zungenstimmen einer Orgel, also des Rohr- oder Schnarrwerkes ermöglicht, wird gemäß der Erfindung durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung wird die Klangcharakteristik von Zungenpfeifen also dadurch nachgeahmt, daß man eine Folge elekcrischer Impulse, die die beim Schwingen der Zunge gegen die Kehle einer Orgelpfeife auftretenden Luftimpulse nachbilden und vorzugsweise schmal im Vergleich zur Wiederholungsfrequenz der Impulse sind, also ein kleines Tastverhältnis aufweisen, einem Tiefpaßfilter zugeführt werden, das einen sehr scharfen Kennlinienknick und einen sehr raschen Abfall, insbesondere in der Größenordnung von 24 dB oder mehr pro Oktave oberhalb der Grenzfrequenz aufweist, wobei angestrebt wird, daß mit zunehmender Frequenz der Oberwellen des Impulssignals die Amplitude des Ausgangssignals

des Filters bis zur Grenzfrequenz im wesentlichen konstant bleibt und praktisch sofort anschließend für Frequenzen oberhalb der Grenzfrequenz absinkt. Wenn die Impulse kurz im Vergleich zur Periodendauer des Impulszuges sind, enthalten sie große Mengen der Oberwellen bis zur dreißigsten oder fünfzigsten oder sogar bis zur hundertsten, je nachdem wie beit die Impulse sind, und die niedrigeren Oberwellen haben ungefähr die gleiche Amplitude wie die Grundwelle und fallen in der Amplitude mit zunehmender Ordnungszahl nur allmählich ab. Es wurde gefunden, daß bei Verwendung eines Filters mit diesen Eigenschaften, das eine Grenzfrequenz im Bereich von etwa 2000 bis 8000 Hz hat, das resultierende Ausgangssignal einen Klang erzeugt, der dem einer Zungenstimme überraschend ähnlich ist und zwar vielmehr als es mit allen anderen bisher in elektronischen Orgeln bekannten Schaltungen erreicht werden konnte.

Um die Tonhöhenänderung nachzubilden, die bei einer Zungenpfeife auftritt, wenn die Zunge teilweise offen ist und sich schließt, insbesondere wenn sie sich gerade öffnet, werden Maßnahmen getroffen, um die Grenzfrequenz des Filters automatisch zu verstellen und zwar von seiner niedrigsten Grenzfrequenz, die das Filter hat, wenn keine Taste der Orgel gespielt ist, bis zu einer höheren Grenzfrequenz, wenn eine Taste gespielt wird. Bei der höheren Grenzfrequenz läßt das Filter einige Oberwellen mehr durch und ihre Anzahl ist so gewählt, daß sich die Charakteristik einer bestimmten Zungenstimme ergibt.

Im folgenden werden die der Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien und Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, dabei werden auch noch weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung zur Sprache kommen.

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Es zeigen:

Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer typischen Zungen-Orgelpfeife;

Fig. la und Ib Vorderansichten der Kehle von Zungenpfeifen mit unterschiedlichen öffnungen oder Rinnen;

Fig. 2a bis 2f perspektivische Ansichten von sechs verschiedenen Orgelpfeifen, aus denen die Konstruktion der Resonatoren oder Becher ersichtlich ist, die für verschiedene Orgelstimmen verwendet werden;

Fig. 3 eine graphische Darstellung von Luftströmungsimpulsen, wie sie in einer Zungenorgelpfeife (Lingualpfeife) entstehen;

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer elektronischen Orgel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 ein genaueres Schaltbild der elektronischen Orgel gemäß Fig. 4;

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Filterkennlinien von scharf abschneidenden Tiefpaßfiltern, wie sie bei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Verwendung finden können und

Fig. 7 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispieles eines spannungsgesteuerten, scharf abschneidenden Filters zum Erzeugen von Signalen zur Nachbildung des Klanges von Lingualpfeifen einer Orgel.

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Da es Ziel der Erfindung ist, die Klangcharakteristik der Lingualpfeifen einer Orgel elektronisch nachzubilden, dürf te es für das Verständnis der an eine dieses leistende elektronische Schaltungsanordnung zu stellenden Anforderungen nütz lich sein zu wissen, wie die Klänge verschiedener Klangeigenschaften bei einer Zungen- oder Lingualpfeife einer Orgel erzeugt werden.

In Fig. 1 ist eine typische Zungenorgelpfeife auseinandergezogen perspektivisch dargestellt. Sie besteht aus einem zylindrischen Kopf 10, in dessen unteres Ende eine Zungenröhre 12 oder Kehle eingepaßt ist, in deren eine Seite eine öffnung 12a (Rinne) eingeschnitten ist. An der Kehle 12 ist ein längliches Metallblättchen, die Zunge 14, mit ihrem oberen Ende durch einen Keil 16 befestigt. Die Zunge 14 wird durch eine federnde Stimmkrücke 18 an die Kehle gedrückt. Zur Abstimmung der Zunge wird die Stimmkrücke längs der Zunge nach oben oder unten verschoben, um die Länge des freien Endes der Zunge zu verstellen. Die Kehle mit der daran angebrachten Zunge ist in einem Stiefel 20 angeordnet, der unten eine öffnung 20a hat. Der Stiefel ist in eine nicht dargestellte Windlade der Orgel eingesetzt, von der aus Wind im wesentlichen gleichbleibenden Druckes in die Pfeife eintritt, wenn ein zugehöriges Ventil geöffnet w.rd. In das obere Ende des Kopfes ist ein Resonator oder Becher 22 eingesetzt, womit die Zungenpfeife fertig ist. Die öffnung in der Kehle kann die verschiedensten Formen und Größen haben, je nach der Stimme, die die betreffende Zungenpfeife erzeugen soll. Fig. la zeigt die Vorderseite einer "offenen" Kehle, bei der die öffnung im wesentlichen rechteckig ist und sich über die volle Länge des Röhrchens 12 erstreckt, während Fig. Ib die Vorderseite einer Form von "geschlossener" Kehle zeigt, bei der die öffnung 12a oberhalb der Basis beginnt und am Fuß der Kehle 12 eine Tasche bildet.

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Wenn im Betrieb Wind im wesentlichen konstanten Druckes durch die öffnung am unteren Ende des Stiefels einströmt, schwingt die Zunge 14 gegen die öffnung 12a der Kehle. Da die Zunge im allgemeinen gekrümmt ist, rollt sie im wesentlichen über die öffnung, während sie diese öffnet und schließt. Die Form der Luftimpulse, die durch das öffnen und Schließen dieses "Ventils" entstehen und den als Resonator dienenden Becher 22 anregen, wird durch die Größe und Form der Metallzunge 14, ihrer Krümmung sowie der Größe und Form der öffnung in der Kehle bestimmt. Die Form des Impulses beim öffnen und Schließen der Kehle in Abhängigkeit von der Zeit bestimmt die Klangqualität der Zunge. Die Klangqualität der Pfeife wird ferner durch das Verhältnis von Zunge zu Becher 22 bestimmt. Es gibt die verschiedensten Formen und/oder Größen von Bechern und in dem man den Resonator, der durch den Becher gebildet wird, scharf oder flach auf die Frequenz der Zunge abstimmt, läßt sich ein mehr gedämpfter oder klarer Ton erzeugen.

In den Figuren 2a bis 2f sind sechs verschiedene Arten von Resonatoren oder Bechern für verschiedene Orgelstimmen dargestellt. Der relativ lange und sich erweiternde Becher 24 in Fig. 2a ist am der Zunge abgewandten Ende offen und dient für ein Chorlabialregister, wie die Orgeltrompete. Der Resonator 26 in Fig. 2b hat einen längeren und sich nur geringfügig erweiternden Teil 26 und einen kürzeren, trichterartigen Teil 26b, dessen Ende durch eine Kappe 26c teilweise geschlossen ist. Ein Becher dieser Art wird für die Orgel-Oboenstimme verwendet. Der sich nur geringfügig erweiternde Becher 28, der in Fig. 2c dargestellt ist, hat in der Nähe seines offenen Endes einen Schlitz 28a in seiner Wand und dient zur Nachahmung der Orchester- Oboe. Fig. 2c zeigt eine Labialpfeife mit einem gedackten Resonator 30, der infolge seiner zylindrischen Form in erster Linie ungeradzahlige Oberwellen liefert und daher die Klangcharakteristik einer Klarinette nachzuah-

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men gestattet. Fig. 2e zeigt die generelle Form eines Regalbechers 32 (Kinura-Resonator), der viel kürzer ist als die vorher beschriebenen Becher und insbesondere näselnde sowie harfenartige Töne hervorzubringen gestattet. Fig. 2f zeigt schließlich einen Becher 34 für die "Vox Humana", der eine drehbare Kappe 34a hat, mit der die Größe eines Loches 34b in der Wand des Bechers verstellt werden kann, um den Charakter des entstehenden Klanges zu beeinflussen. Die Becher sind ungefähr so groß wie eine halbe Wellenlänge des Tones der zu erzeugenden Note, viele interessante Klangeigenschaften werden jedoch mit Pfeifen erzeugt, die verkürzte Resonatoren oder Becher haben, wie z.B, die Pfeifen gemäß Fig. 2e und 2f.

Während die Zunge gegen die Kehle schlägt, treten Luftströmungsimpulse in die Basis des Bechers ein, welche viele Oberwellen im wesentlichen gleicher Energie oder Amplitude enthalten können. Der Resonator oder Becher bewirkt eine Bevorzugung mancher Oberwellen und Dämpfung anderer Oberwellen, was von der Form, Größe und Art des Bechers abhängt, wobei ein Klang mit Eigenschaften entsteht, die für die spezielle Kombination von abgestimmter Zunge und Resonator spezifisch sind. Wenn die Breite der Impulse klein im Vergleich zu ihrem Abstand ist (was häufig der Fall ist), enthält der in den Resonator eintretende Impuls alle Oberwellen hinauf bis vielleicht zu einhundertsten. Je schmäler der Impuls ist, umso größer ist der Prozentsatz der Energie in den höheren Oberwellen und umso gleichmäßiger sind die Amplituden der unteren Teiltöne. Bei einem genügend schmalen Impuls haben die zweite, dritte und vierte Oberschwingung praktisch die gleiche Amplitude wie die Grundschwingung und die Amplituden der anderen OberSchwingungen sind beträchtlich und fallen bei den höheren Oberschwingungen nur langsam ab. Aus Gründen, die noch nicht in allen Einzelheiten geklärt sind, ist es für die Lingualpfeifen einer Orgel typisch, daß oberhalb eines kritischen

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Punktes die höheren Oberschwingungen scharf abgeschnitten zu sein scheinen, was anscheinend den für solche Pfeifen typischen schnarrenden oder Zungenklang ergibt.

Die vorliegende Erfindung beruht auf den oben dargelegten Erkenntnissen der Physik der Labialpfeifen und der Erkenntnis, daß elektrische Schaltungsanordnungen gebaut werden können, die Klangsignale mit Eigenschaften zu erzeugen gestatten, denen analog sind, welche von einer akustischen Zungenorgelpfeife erzeugt werden. Es wurde gefunden, daß wenn ein Zug von elektrisch erzeugten Impulsen, deren Breite vorzugsweise klein im Vergleich zu ihrer Periode ist, einem Tiefpaßfilter mit einem sehr scharfen Kennlinienabfall (oder Dämpfungsanstieg ), in der Größenordnung von mindestens 24 dB pro Oktave, zugeführt werden, am Ausgang des Filters ein Klangsignal zur Verfügung steht, das im Gleichgewichtszustand einen überraschend zungenpfexfenartigen Klang ergibt. Vermutlich entsteht dieser zungenpfeifenartige Klang deshalb, da alle in den zugeführten Impulsen enthaltenen Oberschwingungen bis zu den OberSchwingungen, die der Grenzfrequenz des Filters entsprechen, im Ausgangssignal des Filters vorhanden sind, während die Oberschwingungen oberhalb der Grenzfrequenz scharf und stark gedämpft sind. Indem man die Grenzfrequenz ändert und dadurch gestattet, daß mehr oder weniger der im Eingangsimpuls enthaltenen Oberschwingungen am Ausgang des Filters erscheinen, lassen sich Zungenstimmen verschiedener Klangqualitäten erhalten. Die Änderung der Tonhöhe, die bei einer Zungenpfeife auftritt, wenn die Zunge sich zu öffnen beginnt und die wesentlich zum einzigartigen Klang der Zungenpfeifen beiträgt, wird dadurch nachgebildet, daß die Grenzfrequenz des Filters in Abhängigkeit von der Zeit automatisch von der niedrigsten Grenzfrequenz auf eine höhere Grenzfrequenz geändert wird, die die gewünshte Zungenstimme ergibt.

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Fig. 4 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung in Form einer elektronischen Orgel, welche einen Signalgenerator 40 mit einer Ausgangsklemme 42, an der Impulssignale von verschiedenen Quellen in dem Augenblick auftreten, wo sie vom Spieler durch Tasten 44 gewählt werden, welche die Tasten einer Orgel oder eines Manuals einer mehrmanualigen Orgel repräsentieren, enthält. Die Ausgangssignale werden zwei Gruppen paralleler Signalkanäle zugeführt, nämlich einer "Labial"-Gruppe und einer "Zungen"-Gruppe. Die Labialgruppe kann aus einem oder mehreren Kanälen bestehen, von denen drei, nämlich ein Kanal mit einem Prinzipal-Filter 43, ein Kanal mit einem Streicher-Filter 45 und ein Kanal mit einem Flöten-Filter 46 beispielsweise dargestellt sind. Das Filter 43 ist ein konventionelles RC-Tiefpaßfilter, welches einen allmählichen Abfall, der bei höheren Frequenzen

dB pro Oktave erreicht, hat und von Natur aus einen sehr allmählichen, weichen Knick an der Grenzfrequenz aufweist. Die Signale vom Ausgang dieses Filters werden über einen Registerschalter 47 einem Verstärker 48 zugeführt, an dessen Ausgang ein Lautsprecher 49 angeschlossen ist. Das Streicher-"Filter" 45 besteht lediglich aus einem Widerstand, durch den die Impulse von der Klemme 42 über einen Registe_-schalter 50 dam Verstärker 48 zugeführt werden können. Das Filter 46 ist ein dreistufiges Tiefpaßfilter, dessen Kennlinie wie die des Diapason-Filters einen abgerundeten Knick hat. Die maximale Dämpfung dieses Filters bei höheren Frequenzen ist 18 dB pro Oktave. Die Flötenklänge darstellenden Signale werden über einen Flötenregister-Schalter 51 dem Verstärker 48 zjjeführt. Die oben erwähnten Filter sind alle konventionell und liefern recht ordentliche Nachbildungen der gewünschten Orgelpfeifenklänge.

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Die Zungen-Gruppe kann ebenfalls einen oder mehrere Kanäle enthalten, von denen zwei beispielsweise dargestellt sind, und zwar ein Kanal mit einem ersten spannungsgesteuerten und scharf abschneidenden Filter 52 und ein Kanal mit einem zweiten spannungsgesteuerten und scharf abschneidenden Filter 53. Wie noch genauer erläutert werden wird, erzeugt das Filter, wenn es eingestellt ist, Waldhorn-Klänge, während das zweite spannungsgesteuerte und scharf abschneidende Filter 53 so eingestellt ist, daß es Klänge entsprechend dem Fagottregister einer Orgel erzeugt. Zur Wahl des gewünschten Registers dienen Registerschalter 54 und 55, die das Filter 52 bzw. 53 mit dem Eingang des Verstärkers 48 verbinden.

In Fig. 5 sind einige Teile der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4 genauer dargestellt.Der Signalgenerator 40 enthält bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Reihe von Oszillatoren oder andersartigen Klangsignalgeneratoren 60, 62,64, 66, 68 usw., die nur für einige der erforderlichen Noten dargestellt sind, ferner eine Reihe von Tastenschaltern 44a bis 44e, die mittels der Tasten 40 (Fig. 4) zur Wahl der Noten bzw. Klanghöhe der Signale dienen, die den scharf abschneidenden Filtern 52 und 53 zugeführt sind. Wenn also der oberste Schalter 44a geschlossen ist, wird Eingangsklemmen 52a und 53a der Filter 52 bzw. 53 ein Impulszug mit einer Wiederholung sfrequenz entsprechend der Note C zugeführt. Wie bereits erwähnt, haben diese Filter eine Kennlinie mit sehr scharfem oder steilem Abfall und, ihre Grenzfrequenz ist gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung durch Steuerspannungen veränderbar, die Klemmen 52b bzw. 53b zugeführt werden. Wenn die Steuerspannung an der Steuerklemme so gewählt ist, daß sich für das betreffende Filter eine Grenzfrequenz von etwa 2,0 kHz ergibt, klingt das Ausgangssignal des Filters bei Wiedergabe durch den Lautsprecher 49 sehr ähnlich wie die Orgelstimme "Waldhorn", welche ein sehr weiches Zungenpfeifenregxster

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ähnlich dem Orchester-Französischhorn ist. Wenn nun die Große der Steuerspannung so geändert wird, daß die Grenzfrequenz des Filters auf etwa 2,8 kHz ansteigt, werden mehr Oberwellen des angelegten Signales vom Filter übertragen und das resultierende Ausgangssignal erzeugt Klänge mit der Klangcharakteristik eines Fagotts. Wenn die Grenzfrequenz weiter erhöht wird, selbst nur um geringe Beträge, entstehen Klänge mit auffallend anderer Klangcharakteristik, da zusätzliche Oberwellen höherer Ordnung das Filter durchlaufen können. Die Oberwellen, die wegen der Erhöhung der Grenzfrequenz des Filters von diesem zusätzlich übertragen werden, ergeben eine vollständig andere Charakteristik des resultierenden Klanges, was seine Ursache in dem scharfen Abschneiden des Filters hat. Wenn das Filter auf eine Grenzfrequenz von etwa 5,0 kHz eingestellt ist, klingen die Klänge ähnlich wie die Posthorn-Stimme einer Orgel.

Die Filter 52 und 53 haben im Idealfall eine Kennlinie, wie sie in dem Diagramm gemäß Fig. β dargestellt ist, sie ist im wesentlichen eben bis zur Grenzfrequenz, hat dann einen scharfen Knick 72 bei der Grenzfrequenz und eine für Frequenzen oberhalb der Grenzfrequenz rasch zunehmende Dämpfung von z.B. 24 bis 30 oder dB pro Oktave. Wenn das Filter auf eine Grenzfrequenz von 2 kHz eingestellt ist, was der ausgezogen gezeichneten Kennlinie entspricht, wird vom Filter nur sehr wenig Oberwellenenergie des Signals mit Frequenzen über 2 kHz übertragen. Wenn jedoch die Grenzfrequenz so eingestellt ist, daß der Knick der Filterkennlinie sich bei 72', nämlich bei 2,8 kHz, befindet, überträgt das Filter wesentlich mehr Energie der Oberwellen, die in den ihm zugeführten Impulsen enthalten sind. Relativ geringfügige Änderungen der Grenzfrequenz ändern die Klangfarbe des resultierenden Klangsignals in einem merklichen Ausmaß, von sehr weichen Zungenpfeifenklängen bis zu sehr hellen klaren Zungenpfeifenklängen, beginnend mit dem

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Waldhorn bei einer Grenzfrequenz von etwa 2 kHz über die Tuba, das Fagott bei der Grenzfreguenz von 2,8 kHz, der Trompete bei einer Grenzfrequenz von etwa 3,5 kHz bis zum Posthorn bei einer Grenzfrequenz von etwa 5 kHz. Es hat sich herausgestellt, daß praktisch jede Zungenpfeife durch eine geeignete Einstellung der Grenzfrequenz nachgeahmt werden kann, wobei sich der Frequenzbereich von etwa 2 kHz bis ungefähr 8 kHz als geeigneter Einstellbereich für die Grenzfrequenzen ergeben hat.

Während die gewünschte Klangqualität des eingeschwungenen Signals durch Einstellung der Grenzfrequenz des scharf abschneidenden Filters erreicht wird, ist es zusätzlich noch wünschenswert, die Änderung der Klangcharakteristik während der Einschwingperiode nachzubilden, um die typische Klangfarbe einer Zungenpfeife noch besser zu imitieren. Die Schwingungsfrequenz der Zunge einer Zungen- Orgelpfeife ist sehr empfindlich gegen Änderungen des Druckes des den Pfeifen zugeführten Windes und aus diesem Grunde wird der Luftdruck in einer Pfeifenorgel sorgfältig konstant gehalten, um die Stimmung der Pfeifen nicht zu verändern. Zu Beginn und am Ende eines Luftimpulses, wenn das Ventil noch nicht ganz offen oder noch nicht ganz wieder geschlossen ist, vor allen wenn es sich gerade öffnet, steigt der Luftdruck in der Pfeife notwendigerweise von einem Wert aus an, der niedriger ist als der Wert des Luftdruckes bei vollständig geöffnetem Ventil, bzw. sinkt der Luftdruck entsprechend ab. Es ist einleuchtenderweise eine gewisse, von Null verschiedene Zeitspanne erforderlich, um das Ventil vom geschlossenen in den geöffneten Zustand umzuschalten (und umgekehrt), und während dieser Übergangsperiode ändert sich die Schwingungsfrequenz der Zunge, so daß sie ein bißchen verstimmt ist und diese Klanghöhenänderung stellt ihrerseits einen wesentlichen Teil der Charakteristik eines Zungenpfeifentones dar und enthält mehr der im Klang enthaltenen psychologischen Information, eben das was den Unter-

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schied zwischen einem Zungenpfeifenklang und einem Orchesterinstrumen tenklang ausmacht, als Stimmungs- und Klanghöhenänderungen bei den meisten anderen Musikinstrumenten. Es ist typisch für die Zungenpfeife, daß ihr Klang sehr weich beginnt und schnell hell wird, so daß die Anzahl der im Augenblick des Einsatzes vorhandenen Oberwellen bedeutend mehr begrenzt ist als die der nach der Entwicklung des Tones vorhandenen Oberwellen. Um diesen Effekt bei dem vorliegenden Musikinstrument zu erreichen, wird die Grenzfrequenz des scharf abschneidenden Filters solange keine Tasten des Tongenerators gedrückt sind, auf die niedrigste Grenzfrequenz eingestellt, die für die Erzeugung von zungenpfexfenartigen Klängen geeignet ist und gewöhnlich in der Größenordnung von 0,5 bis 2,0 kHz liegen wird, sie kann jedoch auch noch niedriger gewählt werden. Bei Betätigung einer Taste wird dem Filter eine Spannung zugeführt, die die Grenzfrequenz mit einem bestimmten zeitlichen Verlauf auf die Grenzfrequenz der gerade nachzuahmenden Zungenpfeifenstimme erhöht.

Bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 5 ist eine Klemme jedes Tastenschalters 44a, 44b... mit einer durch ein Batteriesymbol dargestellten Gleichspannungsquelle 74 verbunden und die andere Klemme der jeweiligen Schalter ist an den zugehörigen Generator für die Noten C, C#, D, D#, E usw. angeschlossen. Die mit den Tongeneratoren verbundenen Schalterkontakte sind ferner jeweils über eine entsprechende Diode 78a, 78b...78e mit einer gemeinsamen Leitung 76 verbunden, so daß die Spannung von der Gleichspannungsquelle 74 bei Betätigung einer beliebigen Taste zur Leitung 76 gelangt. Bei Betätigung einer der Tastenschalter wird also ein Signal der entsprechenden Note erzeugt, das den Eingangsklemmen der scharf abschneidenden Filter zugeführt wird, und ferner wird die Gleichspannung an die Leitung 76 gelegt. Die Leitung 76

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ist mit zwei Zeitkonstantenschaltungen 80 und 82 verbunden, von denen die erste Zeitkonstantenschaltung 80 aus einem Reihenwiderstand 80a, einem Parallelwiderstand 80b, einem Parallelkondensator 80c und einer dem Widerstand 80a parallelgeschalteten Diode 80d besteht, wobei der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 80a und dem Kondensator 80c mit der Steuerklemme 52b des Filters 52 verbunden ist. Wenn also einer der Tastenschalter 44 geschlossen wird, gelangt eine Steuerspannung zur Klemme 52d des Filters 52, welche sich entsprechend der Zeitkonstante der RC-Schaltung 80 aufbaut. Während die Grenzfrequenz von ihrem niedrigen Anfangswert auf den gewünschten höheren Endwert verschoben wird, entwickelt der Klang eine Charakteristik, die der einer Zungenpfeife überraschend ähnlich ist und den für eine Zungenpfeife typischen Einsatzklang aufweist. Dieser Effekt ist sehr auffallend und ein Klang entsprechend dem Ausgangssignal des Filters ohne dynamische Verschiebung der Grenzfrequenz des Filters ist vom entsprechenden Klang mit der Verschiebung völlig verschieden. Gewünschtenfalls kann der Widerstand 80a so einjustiert werden, daß er die höchste Grenzfrequenz bestimmt, die erreicht wird, wenn sich der Kondensator 80c voll aufgeladen hat, wobei die Kapazität des Kondensators 80c so gewählt wird, daß die Zeitkonstante der Frequenzänderung des Filters der zu erzeugenden Klangqualitätsänderung entspricht. Die zweite Zeitkonstantenschaltung 82 besteht in entsprechender Weise aus Widerständen 82a und 82b, einem Kondensator 82c sowie einer Diode 82d und ist zwischen die Leitung 76 und die Steuerklemme 53b des zweiten spannungsgesteuerten und scharf abschneidenden Filters 53 geschaltet. Wenn die Zeitkonstante dieser Schaltung anders als die der Zeitkonstanten 80 für das Filter 52 eingestellt ist, können die Einschwing- und Ausklingcharakteristika der beiden Zungenpfeifenregister ganz verschieden gemacht werden. Die Labialregister haben also eine andere Klangfarbe als die beiden Zungenregister und diese beiden sind wiederum voneinander verschieden.

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Es würde zwar gewisse Vorteile mit sich bringen, für jede Note ein eigenes scharf abschneidendes Filter vorzusehen, dies wäre jedoch offensichtlich sehr aufwendig und für Orgeln niedriger und mittlerer Preislage nicht tragbar. Ein wichtiges Merkmal und ein wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß ein einziges scharf abschneidendes Filter für alle Noten für die meisten Zwecke bemerkenswert zufriedenstellende Resultate liefert.

Die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 5 ist selbstverständlich stark vereinfacht und in der Praxis wurden die Tongeneratoren 60 bis 68 (sowie die übrigen, die nicht dargestellt sind) Hüllkurvenschaltungen, gewöhnlich RC-Schaltungen, enthalten oder steuern, die bewirken, daß die Lautstärke bzw. Amplitude der Impulse entsprechend einer gewissen Zeitfunktion ansteigt; wenn solche Schaltungen nicht vorgesehen sind, würden die Klänge mit einem recht unmusikalischen KLickgeräusch momentan einsetzen und enden. Der Fachmann weiß, daß Oszillatoren oder Torschaltungen, die durch eine Gleichspannung gesteuert werden, normalerweise Zeitkonstantenkreise enthält, die die Klänge genügend weich einsetzen und abklingen lassen. Wenn der Tongenerator schmale Ausgangsimpulse erzeugt, bedeutet dies natürlich, daß sich die Impulsamplitude während der Ankling- und Auskling-Periode ändert und erwartungsgemäß einen Einfluß auf das am Ausgang des scharf abschneidenden Filters erscheinenden Signales haben wird. Trotzdem die Amplitude geändert wird, ändert sich jedoch die Oberwellenstuktur der Impulse nicht und sie haben die gleiche Schwingungsform wie die Impulse, die am Ausgang des Tongenerators auftreten, nachdem der Ton seinen vollen, eingeschwungenen Wert hat. Wie oben erwähnt, bestimmt das scharf abschneidende Filter die Oberwel lens tinktur des vom Filter übertragenen Signals und die Gleichspannungssteuerung der

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einzelnen Tongeneratoren wird mit Vorteil für die Einstellung des Einschwing- oder Einsatzverhaltens des vom Filter abgegebenen Signals nutzbar gemacht.

Fig. 7 zeigt ein Schaltbild eines spannungsgesteuerten , scharf abschneidenden Tiefpaßfilters für die Verwendung in der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 5. Dieses Filter gewährleistet einen sehr steilen Abfall des Übertragungsmaßes für Frequenzen oberhalb der Grenzfreguenz und zwar in Abfall von etwa 24 dB pro Oktave. Das einer Eingangsklemme 48 zugeführte Klangsignal wird über einen Kondensator 90 einer konventionellen Emitterverstärkerschaltung zugeführt, welche einen Transistor 92 enthält, dessen Emitter über einen Widerstand 94 mit Masse, dessen Kollektor über einen Widerstand 96 mit einer Klemme 98, der eine Betriebsspannung von typischerweise +2OV liegt, und dessen Basis über Widerstände 100 und 102 mit Masse bzw. der Klemme 98 verbunden ist. Die Emitterverstärkerschaltung dient zur Anpassung der Impedanz der Signalquelle an die relativ niedrige Impedanz am Eingang des Filters. Das Filter selbst enthält Transistoren 104 und 106, die eine Darlington-Schaltung bilden, mit den Kollektorelektroden an eine Klemme 108 für eine positive Betriebsspannung, typischerweise +20V, angeschlossen sind und ebenfalls als Emitterverstärker arbeiten. Der Arbeitswiderstand des die Darlington-Schaltung enthaltenden EmitterVerstärkers besteht aus zwei in Reihe geschalteten Widerständen 110 und 112, wobei der Widerstandswert des Widerstandes 112 etwa neunmal größer ist als der des Widerstands 110. Zwischen den Emitter des Transistors 92 und die Basiselektrode des Transistors 104 sind zwei in Reihe geschaltete Widerstände 114 und 116 geschaltet, die zusammen mit zwei Querkondensatoren 118 und 120 die Grenzfrequenz des Filters bestimmen. Die Widerstände 114, 116 und die Kondensatoren 118, 120 bilden ein konventionelles, zweistufiges RC-Tiefpaßfilter mit der Ausnahme,

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-ae-

daß die untere Klemme des Kondensators 120 nicht an Masse sondern die Verbindung der Widerstände 110 und 112 angeschlossen ist. Bei niedrigen Frequenzen, bei denen die Kondensatoren 118 und 120 eine sehr hohe Impedanz im Vergleich zu der der Widerstände 114 und 116 haben, wird die am Emitter des Transistors 92 auftretende Spannung am Emitter des Transistors 106 genau reproduziert und infolge der Spannungsteilerwirkung der Widerstände 110 und 112 wird etwa ein Zehntel dieser Spannung auf die untere Klemme des Kondensators 120 rückgekoppelt. Infolge dieser Rückkopplung wird die effektive Kapazität des Kondensators 120 auf etwa ein Zehntel seines tatsächlichen Kapazitatswertes herabgesetzt. Bei Frequenzen, bei denen die Impedanz der Kondensatoren 118 und jedoch einen genügend kleinen Wert im Vergleich zur Impedanz der Widerstände 114 und 116 annimmt, haben die Signale an der Basis des Transistors 104 eine andere Phase und Amplitude als die Signale an der oberen Klemme des Kondensators 120. Die Spannung am Emitter des Transistors 106 folgt der Ba^isspannung und dementsprechend nimmt auch die Spannung ab oder wird in der Phase verschoben, die auf die untere Klemme des Kondensators 120 rückgekoppelt wird, so daß dessen effektive Kapazität mehr mit dem tatsächlichen Kapazitätswert übereinstimmt. Auf diese Weise wird der Wirkungsgrad des Filters, insbesondere die Steilheit des Dämpfungsanstieges bei der Grenzfrequenz verbessert.

Der Emitter des Transistors 106 ist mit einem weiteren Filterabschnitt verbunden, der mit dem eben beschriebenen übereinstimmt und Widerstände 122 und 124 enthält, welche in Reihe zwischen den Emitter des Transistors 106 und die Basis eines Transistors 126 geschaltet ist, der zusammen mit einem

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Transistor 128 eine als Emitterverstärker geschaltete Darlington-Schaltung bildet. Zwei in Reihe zwischen den Emitter des Transistors 128 und Masse geschaltete Widerstände 130 und bilden den Arbeitswiderstand des Emitterverstärkers. Die Verbindung der Widerstände 130 und 132 ist mit der unteren Klemme eines Kondensators 134 verbunden, dessen obere Klemme an die Verbindung der Widerstände 122 und 124 angeschlossen ist. Die Basiselektrode des Transistors 126 ist über einen Kondensator 136 mit Masse verbunden. Das tonfrequente Ausgangssignal des Filters wird vom Emitter des Transistors 128 abgenommen und die beiden in Reihe geschalteten Filterabschnitte ergeben den gewünschten Abfall um 24 dB pro Oktave.

Die Grenzfrequenz des Filters läßt sich innerhalb vorgegebener Grenzen durch Veränderung des effektiven Widerstands wertes der Widerstände 114, 116, 122 und 124 verändern. Dies geschieht hier dadurch, daß den Widerständen 114, 116, 122 und 124 lichtempfindliche Widerstände 138, 140, 142 bzw. 144 parallelgeschaltet sind und diese lichtempfindlichen Widerstände mit Licht veränderbarer Intensität beleuchtbar sind. Hierfür dient eine Lampe 146, deren Lichtintensität sich entsprechend der Steuergleichspannung ändert, welche in der anhand von Fig. 5 erläuterten Weise erzeugt und den Klemmen 52b der Lampe 146 zugeführt wird. Die Lampe und die vier lichtempfindlichen Widerstände sind in ein lichtdichtes Gehäuse 148 eingeschlossen. Die Lampe 146 ist als Glühfadenlampe dargestellt, selbstverständlich kann man stattdessen auch eine Lumineszenzdiode oder irgend eine andere Art von Lichtquelle oder Lampe verwenden.

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-Vi-

Selbstverständlich kann man auch andere Tiefpaßfilter verwenden, z.B. solche, die Feldeffekttransistoren als spannungsgesteuerte Widerstandselemente zur Bestimmung und Verstellung der Grenzfrequenz des Filters enthalten, oder Filter, die Bauelemente veränderbarer Steilheit enthalten. Es gibt eine ganze Reihe von Tiefpaßfiltern, die so verstellt werden können, daß sich ihr Ausgangssignal bei oder in der Nähe der Grenzfrequenz ändert. Solche quasi-resonanten Tiefpaßfilter sind selbstverständlich für den vorliegenden Zweck einem geraden Tiefpaßfilter äquivalent. Der gestrichelte Höcker 73 in Fig. 6 zeigt den für solche Filter typischen Frequenzgang.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele lassen sich in der verschiedensten Weise abwandeln, z.B. brauchen die Ausgangssignale beider Filtergruppen nicht einem gemeinsamen Lautsprecher zugeführt zu werden, sondern es können z.B. die AusgangsSignale der Labialregisterfilter einem Schallwandler und die Ausgangssignale von den steuerbaren Filterschaltungen einem anderen Sehallwandler zugeführt werden, so daß dann die Vereinigung der Signale akustisch erfolgt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Ausgangssignale von jeder Filterschaltung einem eigenen Schallwandler zuzuführen. Selbstverständlich brauchen die Signale auch nicht direkt in akustisch hörbarer Form wiedergegeben zu werden, sondern sie können auch in irgend einer Weise aufgezeichnet oder weiter verarbeitet werden.

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Claims (15)

1. Patentansprüche

   (_1/. Schaltungsanordung für ein elektronisches Musikinstrument, insbesondere eine elektronische Orgel, zum Nachahmen der Klangcharakteristik von Zungen-Orgelpfeifen, gekennzeichnet durch eine Signalquelle (40) zum Erzeugen von oberwellenreichen Klangsignalen entsprechend den verschiedenen Noten der Tonleiter;

   mindestens einer scharf abschneidenden Tiefpaßfilterschaltung (52, 53) mit einer zwischen einem ersten Freguenzwert und einem zweiten höheren Frequenzwert verstellbaren Grenzfrequenz und einem steilen Abfall des Frequenzganges oberhalb der Grenzfrequenz, die mit der Signalquelle(40) gekoppelt und der von dieser Klangsignale, die von einem Spieler wählbar sind, zuführbar sind;

   eine SteuerSpannungsquelle (74);

   eine durch den Spieler betätigbare Vorrichtung (44), durch deren Betätigung ein Klangsignal entsprechend einer gewünschten Note auswählbar und der Filterschaltung (52, 53) von der Steuerspannungsquelle (74) eine Steuerspannung zuführbar ist, die die Grenzfrequenz der Filterschaltung vom ersten Freuquenzwert auf den zweiten höheren Frequenzwert verstellt, und

   eine mit dem Ausgang der Filterschaltung (52 oder 53) gekoppelte Vorrichtung (54, 55, 48, 49) zur Nutzbarmachung der Filterausgangssignale.

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   ORIGINAL INSPECTED

   -52*-
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfrequenz der steuerbaren Filterschaltung (52 oder 53) auf den ersten Wert eingestellt ist, wenn die Signalquelle (40) nicht in Tätigkeit gesetzt ist und daß eine Vorrichtung (44), die die vom Spieler betätigbare Anordnung (44a bis 44e, 78a bis 78e) enthält, vorgesehen ist, die eine Gleichspannung von einer Gleichspannungsquelle (74) als Steuerspannung an die steuerbare Filterschaltung (52 oder 53) zu legen gestattet, um deren Grenzfrequenz vom ersten Frequenzwert gesteuert auf den zweiten höheren Frequenzwert zu verstellen.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die letzterwähnte Anordnung außerdem eine Zeitkonstantenschaltung (80 oder 82) enthält, durch die der steuerbaren Filterschaltung (52 oder 53) die Gleichspannung mit einem vorgegebenen zeitlichen Verlauf zur entsprechenden Steuerung des zeitlichen Verlaufes der Änderung der Grenzfrequenz vom ersten auf den zweiten höheren Wert zuführbar ist.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstantenschaltung (80 oder 82) mindestens einen Kondensator (80c oder 82c) sowie einen Widerstand (80a bzw. 82a) enthält, der zwischen einem ersten und einem zweiten Widerstandswert verstellbar ist, welche bei voll aufgeladenem Kondensator einer unteren bzw. oberen Grenze eines Bereiches von Grenzfrequenzen zwischen der ersten und der zweiten Grenzfrequenz entspricht und daß der Kondensator (80c bzw. 82c) einen solchen Kapazitätswert hat, daß die Geschwindigkeit der Änderung der Grenzfrequenz auf den zweiten höheren Frequenzwert der Klangcharakteristik der nachzuahmenden Zungenorgelpfeifenstimme entspricht.

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   .3.
5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch

   gekennzeichnet, daß der Abfall des Übertragungsmaßes der steuerbaren Filterschaltung (52 oder 53) mindestens 24 dB pro Oktave beträgt.
6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbare Filterschaltung (Fig. 7) aus einem mehrstufigen, aktiven Filter, insbesondere RC-Filter, besteht und daß jede der hintereinandergeschalteten Filterstufen mindestens einen Widerstand (114, 116; 122, 124) sowie eine durch die Steuerspannung gesteuerte Anordnung (138, 140, 142, 144, 146) zur Änderung des effektiven Widerstandswertes dieser Widerstände und damit zur Verstellung der Grenzfrequenz der steuerbaren Filterschaltung von dem ersten auf den zweiten höheren Freguenzwert enthält.
7. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die letzterwähnte, durch die Steuerspannung gesteuerte Anordnung für jeden der erwähnten Widerstände'(114, 116, 122, 124) der Filterschaltung (52, Fig. 7) einen lichtempfindlichen Widerstand (138, 140, 142, 144) der dem betreffenden Widerstand parallelgeschaltet ist, und eine Lichtquelle (147) enthält, die durch die Steuer spannung (an den Klemmen 52b) gespeist ist und alle lichtempfindlichen Widerstände (140, 142) mit einer der Steuerspannung entsprechenden Beleuchtungsstärke gleichzeitig beleuchtet.
8. 8. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere scharf abschneidende Tiefpaßfilterschaltungen (52, 53) vorgesehen sind, welche unterschiedliche zweite, obere Grenzfrequenzen haben und durch zugehörige Registerschalter (54, 55) wahlweise einschaltbar sind.
9. 9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Signalquelle

   (40) und die Vorrichtung (48, 49) zur Nutzbarmachung der Ausgangssignale noch mindestens eine weitere Filterschaltung (43, 45, 46) koppelbar ist, deren Übertragungscharakteristik zur Nachahmung einer Labialstimme einer Orgel ausgelegt ist.
10. 10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Filterschaltung eine passive Filterschaltung ist.
11. 11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Signalquelle (40) und die Vorrichtung (48, 49) zur Nutzbarmachung der Filterausgangssignale mehrere weitere Filterschaltungen (43, 45, 46) koppelbar sind, die unterschiedliche Filterkennlinien haben und Ausgangssignale entsprechend unterschiedlichen Labialstimmen erzeugen, und daß die weiteren Filterschaltungen durch Registerschalter (47, 50, 51) wahlweise einschaltbar sind.
12. 12. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 11,dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Filterschaltungen gleichzeitig einschaltbar sind.

    -Vf-
13. 13. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis

    12, dadurch gekennzeichnet, daß die Registerschalter (47, 50, 51, 54, 55) dem jeweils zugehörigen Filter (43, 45, 46, 52, 53) in Reihe geschaltet sind.
14. 14. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis

    13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Nachahmung mehrstimmiger Orgelklänge mehrere Filter (43, 45, 46, 52, 53) gleichzeitig einschaltbar sind.
15. 15. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Nutzbarmachung der Filterausgangssignale mindestens einen Lautsprecher (49) enthält.

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