DE3002095A1

DE3002095A1 - Tongeneratoranordnung fuer elektronische musikinstrumente

Info

Publication number: DE3002095A1
Application number: DE19803002095
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dipl.-Ing. 5401 Halsenbach Dittmar; Reinhard 5401 Emmelshausen Franz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-01-22
Filing date: 1980-01-22
Publication date: 1981-07-23
Also published as: DE3002095C2; GB2068624B; US4357850A; GB2068624A

Description

Tongeneratoranordnung für elektronische Musikinstrumente

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tongeneratoranordnung für elektronische Musikinstrumente, mit einem Hauptgenerator, der ein Hochfrequenzsignal erzeugt, mit einem hiermit gespeisten 12-Ton-Teiler, an dessen Ausgängen die Tonfrequenzen einer Oktave abnehmbar sind, und mit mindestens einem zweiten 12-Ton-Teiler, an dessen Ausgängen gegenüber den erwähnten Tonfrequenzen verstimmte Tonfrequenzen einer Oktave abnehmbar sind.

Bei einer bekannten Tongeneratoranordnung dieser Art werden zwei Hauptgeneratoren in der Form spannungsgesteuerter Oszillatoren verwendet, denen je ein 12-Ton-Teiler nachgeschaltet ist. Durch ganzzahlige Herabteilung des Hochfrequenzsignals, beispielsweise von 2 MHz, lassen sich an den Ausgängen der 12-Ton-Teiler Tonfrequenzen von beispielsweise im Mittel 6 kHz erzeugen. Der 12-Ton-Teiler hat daher, bezogen auf den obersten Ton der Oktave,

tafeln interners Teiler-verhältnis von 1: V2. Jedes Tonsystem folgt hierbei starr der Frequenz des zugehörigen Hauptgenerators.

Die beiden Hauptgeneratoren werden etwas gegeneinander verstimmt, so daß sich eine leichte Schwebung des Tones ergibt. Insbesondere ist dieser Effekt bei der Nachbildung des Pianos interessant, bei

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dem die Tonerzeugung auch jeweils durch zwei bis drei minimal gegegeneinander verstimmte Einzelsaiten erfolgt. Um diese leichten Schwebuhgseffekte zu erzielen, müssen die Steuerspannungen der beiden Hauptgeneratoren sich geringfügig voneinander unterscheiden. Aber selbst wenn spannungsgesteuerte Oszillatoren hoher Frequenzkonstanz benutzt werden, ändert sich die Differenz der eingestellten Frequenzen im Laufe der Zeit. Es müssen daher zusätzlich Einstellvorrichtung vorgesehen sein, um diesen Fehler wieder zu korrigieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tongeneratoranordnung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der auf einfache Wsäse dafür gesorgt ist, daß die Verstimmung der Frequenzen in beiden Tonsystemen konstant ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Ausblendgatter, über das das Hochfrequenzsignal des Hauptgenerators auch dem zweiten 12-Ton-Teiler zuführbar ist, und durch einen ebenfalls vom Hochfrequenzsignal gespeisten programmierbaren Teiler, der Ausblendimpulse an das Ausblendgatter abgibt.

Mit Hilfe des Ausblendgatters wird jeweils nach einer fest einstellbaren Zahl von Impulsen des Hochfrequenzsignals ein Einzelimpuls ausgeblendet, so daß der zweite 12-Ton-Teiler jeweils eine definiert geringere Frequenz als der erste 12-Ton-Teiler abgibt. Da die Ausblendung beim Hochfrequenzsignal erfolgt und die verbleibenden Impulse anschließend noch stark heruntergeteilt werden, ist nur die unterschiedliche Frequenz, nicht aber die geringfügige Verformung des Tonfrequenzsignals hörbar. Die b iden gegeneinander verstimmten Frequenzen sind daher starr miteinander gekoppelt. Es ist daher möglich, unter Beibehaltung der Verstimmung durch Änderung der Steuerspannung Effekte (Hawaii, GIalom, Vibrato u. dgl.) zu erzielen oder eine Transponierung in andere Tonlagen vorzunehmen. Dies war bei Verwendung zweier Hauptgeneratoren nicht möglich, da bei einer Veränderung der Steuerspannung der Verstimmungsgrad nicht aufrechterhalten wer-

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den konnte. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die Tongeneratoranordnung erheblich billiger ist, weil nur ein Hauptgenerator mit zugehöriger Steuerschaltung erforderlich ist.

Mit Vorteil hat der programmierbare Teiler eine Einstellmöglichkeit für ein Teilerverhältnis «r, bei dem η eine ganze Zahl über 128 ist. Wenn jeder 128ste Impuls ausgeblendet wird, ergibt sich eine Verstimmung der beiden Tonsysteme um 0,78 %. Bei einem grösseren Teilerverhältnis ist dieser Wert noch kleiner. Es lassen sich daher äußerst geringe Frequenzdifferenzen und daher sehr leichte Schwebungen exakt einstellen.

Umgekehrt besteht auch die Möglichkeit, dem programmierten Teiler eine Einstellmöglichkeit für ein Teilerverhältnis 1/n zu geben, bei dem η eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist. Man kann daher mit dem zweiten 12-Ton-Teiler ein Tonsystem erzeugen, das um eine Oktave, eine Quarte oder eine Quinte gegenüber dem anderen versetzt ist.

Insbesondere kann der programmierbare Teiler ein 8-bit-Teiler sein. Ein solcher Teiler macht beide der vorgenannten Effekte möglich. Wenn man mit diesem 8-bit-Teiler einen weiteren 1^-Teiler oder weitere Teilerstufen in Reihe schaltet, können noch höhere Teilerverhältnisse und daher noch feinere Schwebungen erzielt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild eines erfindunggemäßen Tongenerators.

Ein Hauptgenerator 1 ist als spannungsgesteuerter Oszillator ausgeführt, der über seine Zuleitung 2 eine Steuerspannung U . von einer Steuerschaltung 3 empfängt. Durch Aktivierung eines der Eingänge, zum Beispiel 4, 5, 6 oder 7, kann die Steuerspannung U^ verändert werden, um bestimmte Effekte oder Transponierungen

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zu erzielen, die eine Änderung der Stimmung des gesamten Tongenerators bewirken. Am Ausgang 8 des Hauptgenerators 1 tritt eine Hochfrequenz f auf» die beispielsweise in der Größenordnung von 2 MHz liegt. Diese Hochfrequenz wird einem ersten 12-Ton-Teiler 9 über einen elektronischen Umschalter 10 und einem zweiten 12-Ton-Teiler 11 über ein Ausblendgatter 12 zugeführt. An den Ausgängen C bis B bzw. C bis ß¹ treten Tonfrequenzen jeweils einer Oktave auf, beispielsweise im Mittel 6 kHz. Der Ausgang C des 12-Ton-Teilers 9 ist einerseits direkt mit einem Tonsignaleingang c1 des elektronischen Musikinstruments 13 und andererseits mit einer binären Teilerkette 14c verbunden, deren Ausgänge mit anderen Toneingängen des Instruments 13 verbunden sind, so daß an den. Toneingängen el bis c8 über acht Oktalen das C zur Verfügung steht. In '-Ähnlicher Weise werden die anderen Ausgänge des 12-Ton~ Teilers 9 niit dem Instrument 13 verbunden, wie es gestrichelt durch die binäre Teilerkette I4cis und die Tonsignaleingänge cis1 bis cis8 angedeutet ist.

In ähnlicher" Weise sind die Ausgänge des 12-Ton-Teilers 11 jeweil." einerseits direkt und andererseits über eine binäre Teilerkette mit dem Instrument -13 verbunden, wie es durch die Teilerkette 14c¹ und die Tonsignaleingänge c'1 bis c'8 angedeutet ist. Über den Lautsprecher 15 können daher Töne aus acht Oktaven beider durch die 12-Ton~Teiler 9 und 11 vorgegebenen Tonsysteme abgegeben werden.

Das Hochfrequenzsignal f wird außerdem einem programmierbaren Teiler 16 zugeführt, der jeweils nach η Impulsen des Hochfrequenzsignals f einen Ausblendimpuls i auf der Ausgangsleitung 17 abgibt. Dieser führt im Ausblendgatter 12 dazu, daß der gleichzeitig an.diesem Gatter anstehende Impuls nicht zum 12-Ton-Teiler 11 durchgelassen wird. Infolgedessen ist die Arbeitsfrequenz de." 12-Ton-Teilers 11 gegenüber derjenigen des 12-Ton~Teilers 9 ure eine vorgegebene Impulszahl/Zeiteinheit vermindert. Mit Hilfe eines Satzes 18 von Programmierschaltern läßt sich jeder der Eingänge 2° bis 2 aktivieren. Die Binärsumme der Werte der ak-

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tivierten Eingänge ergibt die Zahl η minus 1. Sind sämtliche Schalter des Satzes 18 geschlossen, wird daher jeweils nach 255 Impulsen ein Impuls ausgeblendet, was eine Verstimmung des vom 12-Ton-Teilers 11 erzeugten Tonsystems gegenüber demjenigen des 12-Ton-Teilers 9 um 0,39 % bedeutet."Wird nur der Eingang 2°aktiviert, wird jeder zweite Impuls ausgeblendet, so daß sich eine Versetzung der Tonsysteme um eine Oktave ergibt. Wird nur der Eingang 2 aktiviert, wird jeder dritte Impuls ausgeblendet, so daß sich eine Versetzung um eine Quarte ergibt. Werden die beiden Eingänge 2° und 2 aktiviert, wird jeder vierte Impuls ausgeblendet, so daß sich eine Versetzung um eine Quinte ergibt. Selbstverständlich lassen sich auch alle Zwischenwerte einstellen, um besondere Schwebungseffekte zu erzielen.

Mit Hilfe des elektronischen Umschalters 10, der durch einen Steuerschalter 19 aktivierbar ist, läßt sich das Hochfrequenzsignal f über einen 1:2-Teiler 20 an den Eingang des 12-Ton-Teilers 9 legen. Auf diese Weise ist das von diesem Teiler erzeugte Tonsystem um eine Oktave niedriger als dasjenige des 12-Ton-Teilers 11.

In allen Fällen sind beide Tonsysteme starr mit der Hochfrequenz f des Hauptgenerators 1 verbunden. Wird diese frequenz durch die Steuerspannung U^ geändert, folgen beide Tonsysteme unter Aufrechterhaltung der vorgegebenen Verstimmung.

Es ist auch möglich, weitere 12-Ton-Teiler vom Hochfrequenzsignal f unter Zwischenschaltung eines Ausblendgatters zu steuern, beispielsweise wenn bei einem elektronischen Piano drei leicht gegeneinander verstimmte Saiten nachgeahmt werden sollen.

Bei einer Ausführungsform bestanden die veranschaulichten Teiler der Tongeneratoranordnung aus folgenden handelsüblichen Integrierten Schaltungen:

12-Ton-Teiler 9 und 10 MO 82 programmierbarer Teiler 16 binäre Teilerkette 14c CD 4024 B _r. ₂_

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Claims

Patentansprüche

1. Tongeneratoranordnung für elektronische Musikinstrumente, mit einem Hauptgenerator, der ein Hochfrequenzsignal erzeugt, mit. einem hiermit gespeisten 12-Ton-Teiler, an dessen Ausgängen die Tonfrequenzen einer Oktave abnehmbar sind, und mit mindestens einem zweiten 12-Ton-Teiler, an dessen Ausgängen gegenüber den erwähnten Tonfrequenzen verstimmte Tonfrequenzen einer Oktave abnehmbar sind, gekennzeichnet durch ein Ausblendgatter (12), über das das Hochfrequenzsignal (f ) des Hauptgenerators (1) auch dta zweiten 12-Ton-Teiler (11) zufUhrbar ist und durch einen ebenfalls vom Hochfrequenzsignal gespeisten programmierbaren Teiler (16), der Ausblendimpulse (i) an das Ausblendgatter abgibt.

2. Tongeneratoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der programmierbare Teiler (16) eine Einstellmöglichkeit für ein Teilerverhältnis 1/n hat, bei dem η eine ganze Zahl über 128 ist.

3. Tongeneratoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der programmierbare Teiler (16) eine Einstellmöglichkeit für ein Teilerverhältnis 1/n hat, bei dem η eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist.

4. Tongeneratoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der programmierbare Teiler (16) ein 8-bit-Teiler ist.

5. Tongeneratoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daB dem ersten 12-Ton-Teiler mittels Umschalter (TO) ein 1:2-Teiler (20) vorschaltbar ist.

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