DE2165654C3 - Einrichtung zur Erzeugung eines Arpeggio-Effektes bei einem elektrischen Tastenmusikinstrument - Google Patents

Description

in einer Vielzahl von Möglichkeiten ermöglicht werden, weshalb auch der Umfang der Arpeggio-Akkorde umfangreicher sein soll.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß erfindungsgemäß die Tasteinrichtung eine elektronische Abtasteinrichtung ist, auf die die Ausgänge der Tonsignalgatter gelegt sind, wobei die Abtasteinrichtung über eine Steuerleitung mit einem Detektor verbunden ist, der bei Betätigung eines der Tastenschalter das Signal der Spannungsquelle als Steucrspann'ing auf die Abtasteinrichtung aufgibt, deren Ausgangsimpulse entsprechend einer voreingestellten Richtung sequentiell die Ausgänge der Tonsignalgatter elektronisch in Richtung steigender oder abfallender Frequenzen abtastet zur Weiterschaltung der anstehenden H Tonsignale auf den Verstärker und daß zur Ansteuerung der Oktavtöne eines Tones die diesem und den zugehörigen Oktavtönen zugeordneten Tastenschalter jeweils auf eine gemeinsame Sammel-Leitung geführt sind, die abschnittsweise gemäß Oktaven durch Dioden in Reihenschaltung in jeder Sammelleitung unterteilt sind, wobei alle Abschnitte jeder Sammelleitung über Kurzschlußdioden mit einei weiteren Sammelleitung verbunden sind, die abschnittsweise über je einen Schalter pro Oktavabschnitt mit Masse verbunden ist.

Erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet, die hiermit in die Beschreibung einbezogen werden.

Die erfindungsgemäße Einrichtung besitzt gegenüber den bekannten Elektronenorgeln den hervorstechenden Vorteil, daß mit der Orgeltastatur beliebige und eine Vielzahl von Arpeggio-Effekten erzeugt werden können, die dazu alle vollelektronisch erzeugt und gespielt werden. Des weiteren ist der Umfang der Arpeggio-Akkorde um ein Vielfaches größer, da schon allein für die Grundtöne dem Spieler beide Hände zum Drücken des Akkordes auf der Orgel-Tastatur zur Verfügung stehen.

Daneben besitzt die erfindungsgemäße Einrichtung gegenüber beispielsweise der Elektronenorgel gemäß US-PS 33 58 070 den Vorteil, daß die Erzeugung der Arpeggio-Effekte automatisch und vollelektronisch erfolgt, die manuelle Betätigung einer Arpeggio-Klaviatur beim Stand der Technik wird ersetzt durch eine elektronische Abtastung. Des weiteren wird in vorteilhafter Weise der Start oder der Stop, die Untererechung oder das Wiedereinsetzen eines Arpeggio-Effektes genau in die Spielhände der Orgel-Klaviatur verlegt, so daß der Spieler wie normalerweise weiterspielt, nur eben die gedrückten Akkorde arpeggioartig oder auch in einem Strumm-Modus erklingen. Der Spielfluß wird somit nicht unterbrochen.

Ein Beispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und anschließend beschrieben. Dabei zeigt

F i g. 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Einrichtung,

Fig. 2 ein detaillierteres, schematisches Schaltbild dieser Einrichtung,

F i g. 3 das Schaltbild eines typischen Gattersteuersystems der Einrichtung gemäß F i g. 2 einschließlich eines Tonsignalgatters, eines Impusgatters und der direkten Steuerungen für dieselben,

Fig.4 das Schaltbild des Sägezahngenerators der Einrichtung der F i g, 2, der ein Teil der sequentiellen Abtasteinrichtung bildet,

F i g. 5 das Blockdiagramm einer Sägezahnsteuerung und eines Sägezahndetektors der sequentiellen Abtasteinrichtung gemäß der F i g. 2,

Fig.6 den Spannungsverlauf einer Sägezahnspannung und die daraus ableitbaren Steuerimpulse und

Fig.7 das Schaltbild der Abtasteinrichtung für die Steuerimpulse der F i g. 6.

Gemäß dem in Fig. 1 gezeigten Blockschaltbild enthält die Einrichtung Tasten und Tastenschalter 10 eines Manuals der Orgel, üblicherweise des Begleitungsmanuals. Die Tastenschalter schalten je Note ein Gatter 11 ein, das sogenannte Tonsignalgatter. Beim Einschalten eines Gatters für eine Note können auch die Galter der entsprechenden Töne in anderen Oktaven eingeschaltet werden, so daß also, wenn beispielsweise das Gatter C2 eingeschaltet wird, alle höheren C ebenfalls betätigt werden. Dies kann auf Wunsch durch eine Anzahl von Oktavensteuerungen 12 verhindert werden, die bei ihrer Betätigung sicherstellen, daß nur die Gatteroktave aktiviert wird, innerhalb der eine Taste gedrückt wird. Wird also beispielsweise die Taste C 2 betätigt, so wird nur das C2-Gatter leitend.

Wenn ein Tastenschalter betätigt wird, so wird über eine Start-Stop-Leitung SS ein Steuerimpuls einer sequentiellen Abtasteinrichtung 12 zugeführt, die sämtliche aktivierten Gatter der Reihe nach »abtastet«, d. h. ihre Ausgangssignale weiterschaltet, und zwar, in Grenzen, unabhängig von ihrer Anzahl. Es sind 21 Abtastungen erreichbar, diese jedoch für jede Kombination von 20 Gattern über die gesamte Tastatur. Die Abtasteinrichtung tastet die Tonsignale führenden Gatter ab, unabhängig davon, welche dies sind, wobei die Reihenfolge innerhalb der Tonfolge eingehalten wird, so daß sämtliche Töne in der Reihenfolge ansteigender Frequenzen aufwärts in der Reihenfolge abfallender Frequenzen abwärts abgetastet werden.

Die Gatter 11 sind mit Klangfarbenfütern 14, einem Versträker 15 und einem Lautsprecher 16 verbunden

Die sequentielle Abtasteinrichtung 13 kann im »Aufwärtsbetrieb« die gewählten Gatter abtasten, bis die gesamte Reihe gewählter Gatter abgetastet ist und dann schnell rückgesetzt und neu gestartet werden. Das Rücksetzen erfolgt beim Schließen eines Schalters 17, der neue Start erfolgt bei Betätigung einer beliebigen Taste.

Die sequentielle Abtasteinrichtung 13 kann durch Schließen eines Schalters 18 völlig abgeschaltet werden, worauf im sogenannten Klavierbetrieb gespielt wird, d. h., daß jeder gespielte Akkord als Akkord erklingt und nicht als Arpeggio. Beim Schließen eines Schalters 19 erklingt im »Auf- und Abwärtsbetrieb« ein ansteigender und darauf im gleichen Tempo ein abfallender Arpeggio. Wird die Oktavenzahl durch die Oktavensteuerung 12 auf eine Oktave eingestellt und verläuft der Arpeggio schnell und nur in einer Richtung, so ergibt sich der Effekt einer angeschlagenen Guitarre.

Weitere neue musikalische Effekte ergeben sich, wenn die Tasten im Verlauf eines Arpeggio losgelassen oder während eines Arpeggio neue Tasten betätigt werden.

Die verwendeten Gatter können Gatter variabler, durch den Musiker einstellbarer Dauer sein. Ist die Dauer ausreichend lang, so kann ein Arpeggio vollständig gespielt sein, bevor der erste seiner Töne vollständig verklungen ist. Ist die Dauer kurz, so ergibt sich ein staccato-artiger Arpeggio. Die Zeitdauer bis zur Beendigung eines Arpeggio ist willkürlich einstellbar.

In Fig.2 sind die Tastenschalter 10 jeweils mit der entsprechenden Note bezeichnet. Über einen Detektor 21, der feststellt, daß ein Ton gespielt wird, ist von einer Anschlußleitung 20 eine positive Spannung an sämtliche Tastenschalter geführt. Der Detektor 21 führt einer

Leitung 22 eine Steuerspannung zu, und zwar unabhängig davon, ob eine oder mehrere Tastenschalter 10 betätigt sind. Ist wenigstens ein Tastenschalter betätigt, so wird diese Spannung der sequentiellen Abtasteinrichtung 13 zugeführt, so daß diese zu arbeiten beginnt.

Jeder Taxte ist ein Tastaturgatter zugeordnet, beispielsweise das Tastaturgatter 23 für die Note C2 und 24 für Cis2. Jedes Tastaturgatter ist an eine Tonsignalquelle, beispielsweise 25 für C2, angeschlossen, die die entsprechende Frequenz führt und üblicherweise eine Rechteckspannung abgibt. Die Tastaturgatter 23, 24 usw. sind Kurzzeitgatter, so daß mit ihnen im Klavierbetrieb Staccato gespielt werden kann. Langton-Pianoeffekte werden durch Verbindung eines Langzeitgatters mii jedem Kurzzeitgatler in Kaskadenschaltung erreicht.

Um die Schaltung in wirtschaftlichen Grenzen zu halten, wird erfindungsgemäß angenommen, daß von jeder Gruppe von drei nebe.ieinanderliegenden Tönen, beginnend bei C2, jeweils nur einer gleichzeitig gespielt wird. Daher sind sämtliche C-Schalter des Manuals an eine Sammelleitung 30, sämtliche Cis-Schalter an eine Sammelleitung 31 und sämtliche D-Schalter an eine Sammelleitung 32 angeschlossen, und zwar jeweils über einen Isolierwiderstand 34. Es sind daher für sämtliche Oktaven und sämtliche Noten jeder Oktave jeweils vier Gruppen von drei Sammelleitungen vorhanden, wobei jede Oktave in vier Gruppen aus jeweils drei nebeneinanderliegenden Noten unterteilt ist. Es ist nur eine Sammelleitungsgruppe dargestellt. An die C-Sanimelleitung sind also sämtliche C angeschlossen, an die Cis-Sammelleitung sämtliche Cis usw., die statt der Tastenschalter an die Tastaturgatter, wie C2, Cis2, D2, angeschlossen sind. Die Ausgänge der letzteren Grupe sind auf eine gemeinsame Ausgangsklemme 35 geführt. Die Ausgangsklemmen sind an gemeinsame Impulsgatter 35, 37, 38, 39 usw. angeschlossen, die als Langzeitoder Dauertongatier arbeiten. Diese vier Impulsgatter sind für die erste Oktave bestimmt wobei jeder Oktave eine Gruppe von vier Impulsgattern zugeordnet ist. In der Schaltung der Fi g. 2 sind zwölf Impulsgatter dargestellt, wobei für eine Orgeltastatur von 61 Tasten zwanzig Impulsgatter notwendig sind, von denen das Impulsgatter mit der höchsten Frequenz an die Ausgänge von vier statt drei Tastaturgattern angeschlossen ist Sämtliche Impulsgatter der Schaltung sind auf eine gemeinsame Sammelleitung 40 geführt, die wiederum an einen vom Pult gewählten Klangfarbenfilter 14 angeschlossen ist Die Filter sind über die Verstärker 15 an Lautsprecher 16 angeschlossen. Die IrnnijUgattpr werden durch die Abtasteinrichtung 13 im Arpeggiobetrieb oder im »Schlagbetrieb«, in dem eine geschlagene Guitarre simuliert wird, der Reihe nach eingeschaltet oder »ausgelesen«. Ist Klavierbetrieb gewünscht so wird die Abtasteinrichtung abgeschaltet und sämtliche Impulsgatter werden gleichzeitig mitteis einer in F i g. 2 nicht gezeigten Einrichtung erregt Es werden jedoch nur die einen Ton führenden Impulsgatter eingeschaltet oder abgetastet die anderen werden übersprungen.

Die Abtasteinrichtung 13 hat eine begrenzte Anzahl von Abtaststellungen, im vorliegenden Beispiel 20. wobei für jedes Impulsgatter 36, 37 usw. eine Abtaststellung vorgesehen ist Jede Abtaststellung wird entsprechend einer Steuerspannung auf den Leitungen 45, 46 usw. ein- oder ausgeschaltet die jeweils an eine Gruppe von drei Tastenschaltern, beispielsweise CZ Cis2, D angeschlossen sind. Wird eine Stellung eingeschaltet oder erregt, so wird sie sequentiell ausgegeben. Sie wird übersprungen, wenn sie nicht eingeschaltet ist, so daß jeder aufgerufene Ton in der ^r. richtigen Tonfolge gespielt wird, unabhängig davon, wie er zufällig in der Reihe sämtlicher möglichen Töne liegen kann. Die Ausgabegeschwindigkeit kann nach Wunsch eingestellt werden. Diese Abtasteinrichtung steuert und bewirkt den Arpeggioeffekt.

ι« Die Sammelleitungen 30, 31 und 32 sind durch Reihendioden 51 und Shuntdioden 53 in Oktavenabschnitte unterteilt. Beispielsweise beginnt die C-Sam melleitung mit dem C2-Schalter 10, führt über einen Widerstand 50 und in Durchlaßrichtung über eine Reihendiode 51 zum C3-Schalter, der wiederum in ähnlicher Weise an den ^-Schalter angeschlossen ist, usw. Die Anode der Diode 51 ist über eine Shuntdiode 53 an eine Sammelleitung 54 angeschlossen. Jeder Reihendiode ist eine an die gleiche Sammelleitung 54 angeschlossene Shuntdiode 53 zugeordnet. »Schwimmt« die Sammelleitung 54, d. h. führt sie keine bestimmte Spannung, so sind die Shuntdioden 53 wirkungslos und die Reihendioden 51 sind leitend, so daß sämtliche Töne der gleichen Bezeichnung auf der

2j Sammelleitung 30 anliegen, wenn ein Ton in der untersten oder zweiten Oktave gespielt wird. Wird jedoch ein Ton in der dritten Oktave gespielt, so isoliert die Diode 51 infolge ihrer Polarität die Gatter der zweiten Oktave. Daher werden sämtliche gleichbezeich-

jo neten, durch eine gespielte Taste aufgerufenen Töne für sämtliche Oktaven oberhalb dieser Taste gleichzeitig durch die Taste eingeschaltet, nicht jedoch die entsprechenden Töne in den darunterliegenden Oktaven.

v, Sind die Kathoden der Shuntdioden 53 über die Sammelleitung 54 und den Schalter 12 auf Masse geschaltet, so werden außer dem Ton der jeweiligen Oktave in den anderen Oktaven keine weiteren Töne gespielt, da eine Reihendiode die unteren Oktaven und eine Shuntdiode die höheren Oktaven isoliert oder abtrennt. Der Spieler kann jedoch einen zwei Oktaven umspannenden Akkord spielen, so daß je nach der Stellung der Schalter 17,18 und 19 (F i g. 1) entweder im Klavierbetrieb sämtliche Töne zusammen erklingen

4"> oder sequentielle in einer der verbleibenden Betriebsarten, nämlich nur aufwärts oder nur abwärts.

Natürlich könnten auch für jede getrennte Gruppe von drei Shuntdioden 53 getrennte Steuereinrichtungen, und für jedes Tastaturgatter eine Abtasteinrichtung

ϊ(ΐ vorgesehen sein, statt für jede Dreiergruppe. Die gewählte Schaltung stellt einen Kompromiß zwischen Kosten oder Kompliziertheit und Vollkommenheit dar, der durch die musikalischen und wirtschaftlichen Gegebenheiten gerechtfertigt ist.

« In der Schaltung der Fig.3 ist ein beliebiger Tastenschalter 10 (Fig.2) einerseits an eine 1§-Yolt führende Sammelleitung 61 und andererseits über einen Strombegrenzungswiderstand 62 an die Anode einer Diode 63 angeschlossen. Die Kathode der Diode 63 ist

w mit einem Kurzzeitkondensator Cl verbunden. Die Spannung am Kondensator Ci ist über einen Widerstand 65 an die Anode einer Steuerdiode 66 geführt deren Kathode von einem Rechteckspannungsoszillator 67 ein Tonsignal zugeführt wird. Der

-. Oszillator 67 gibt eine im positiven Bereich liegende Spannung 68 ab, so daß die Diode 66 normalerweise nicht leitend ist Liegt vom Kondensator Cl eine positive Spannung an, so shunted und sperrt die Diode

66 entsprechend dem Tonsignal abwechselnd den durch den Widerstand 65 zu einer Signalleitung 70 fließenden Strom. C2 ist ein Glättungskondensator und die Zeitkonstante ist so gewählt, daß sich der Kondensator C2 langsam über den Widerstand 65 auflädt, wenn die Diode 66 durch eine positive Spannungshöhe des Signals 68 gesperrt ist und sich schnell über die Diode 66 entlädt, wenn das Signal 68 auf die Spannung Null geht. Das Ergebnis ist eine Sägezahnspannung 71 auf der Signalleitung 70. Wenn der Tastenschalter 10 geschlossen ist, so glättet die Zeitkonstante des Widerstandes 62 und des Kondensators Cl den zyklisch mit den Schwingungen des Tonsignals auftretenden Spannungsaufbau, und zwar unterstützt durch die Entladung über den Widerstand 65 und die Diode 66. Wenn der Schalter 10 geöffnet ist, so entlädt sich der Kondensator Ci allmählich, so daß sich eine kurze Haltezeit ergibt.

Die Signalleitung 70 sammelt, gesteuert durch die drei Dioden-Tastengatter für nebeneinanderliegende Töne (F i g. 2). die Töne bzw. Signale von drei Tonoszillatoren. Es sei angenommen, daß bei normalem Spiel nur eine Taste 10 der Dreiergruppe gleichzeitig betätigt ist.

Das Signal von der Klemme 35 der Signalleitung 70 wird dem Eingang eines linearen Dioden-Langzeitgatters (oben als Impulsgatter bezeichnet) zugeführt. Dieses Gatter besteht im wesentlichen aus zwei Reihendioden 73 und 74, deren Anode über einen Kondensator 75 miteinander verbunden sind. Die Steuerspannung ist über Widerstände (IM) 76 und 77 getrennt an die Anoden der Dioden 73 und 74 geführt. Die Kathode der Diode 73 ist direkt an die Klemme 35 angeschlossen, die das sägezahnförmige Tonsignal der Signalleitung 70 führt. Die Kathode der Diode 74 ist direkt an die Ausgangs-Tonsignal-Sammelleitung 40 angeschlossen, die zu den Klangfarbenfiltern (Fig.2) führt. Für drei Tastaturgatter ist jeweils ein Impulsgatter vorgesehen, wobei sämtliche Impulsgatter mit der Sammelleitung 40 verbunden sind.

Ein Langzeitkondensator C3 ist über einen Widerstand 80 (470k) an die beiden Widerstände 76 und 77 angeschlossen. Dieser Kondensator ist über eine Diode 81 und einen Zeitgeber-Widerstand 82 an eine eine Haltespannung führende Sammelleitung 83 geführt, der eine einstellbare Haltespannung zugeführt weden kann. Diese dient zum Abschalten der Diode 81T wenn die Spannung am Kondensator CZ während eines Steueroder Gatterzyklus auf die Vorspannung fällt Nach dieser Zeit kann sich der Kondensator Ci nur über das Gatter 36 entladen. Vor dieser Zeit kann sich der Kondensator C3 über zwei Wege entladen. Das Gatter hat daher zwei Entladegeschwindigkeiten, nämlich eine hohe, bis zu einer bestimmten Spannungshöhe, und darauf eine geringe.

Wenn ein Ton gespielt werden soll, so wird der Kondensator C 3 von einer 16-Volt-Sammelleitung 85 ν über einen Strombegrenzungswiderstand 86 und einen normalerweise ausgeschalteten pnp-Transistor 87 aufgeladen. Der Transistor 87 wird eingeschaltet, wenn zwei weitere Transistoren 88 und 89 ebenfalls eingeschaltet sind. Diese sind in Reihe zu einem UND-Gatter miteinander verbunden, wobei eine Diode 90 die positive Spannung vom Kollektor des Transistors 89 zum Emitter des Transistors 88 sperrt Der Transistor 89 wird beim Schließen eines Tastenschalters eingeschaltet da zu dieser Zeit von der Sammelleitung 61 einer Leitung 91 eine Spannung zugeführt wird. Der Transistor 88 wird durch das positive Impulssi ^] eingeschaltet das von einem Schaltungspunkt A

einer Leitung 92 anliegt.

Für die Abtasteinrichtung (Fig.2) können verschiedene Ausführungsformen gewählt werden. Eine bevorzugte Ausführungsform der Abtasteinrichtung enthält einen Sägezahngenerator und Geber, die beim Erreichen bestimmter Spannungshöhen der Sägezahnspannung ansprechen.

Bei dem in Fig.4 gezeigten Sägezahngenerator ist eine auf einer Leitung 100 anliegende Spannung von + 28 Volt über einen pnp-Transistor 101 und einen einstellbaren Widerstand 103 (ein Schalter 102 sei offen), an die Verbindung zweier Dioden 104 und 104' geführt. Von hier verläuft eine Verbindung über die Diode 104 zum Emitter eines pnp-Transistors 105, wobei die Diode 104' in Sperrichtung geschaltet ist. Die Basis des Transistors 105 ist über einen kleinen Widerstand 106 (1,21c) an die Leitung 100 angeschlossen, so daß an ihr etwa 26 Volt anliegen. Der Kollektor des Transistors 105 ist an einen Zeitgeber-Kondensator CA angeschlossen. Der Transistor 101 dient als Schalter, der variable Widerstand 103 und der Transistor 105 bilden eine einstellbare Konstantspannungsquelle für den Kondensator CA, so daß dieser sich linear auflädt. Eine Konstantspannungsquelle ergibt sich über den Transistor 105, weil dieser mit konstantem Basisstrom arbeitet, so daß er an seinem Kollektor dem Kondensator C4 einen konstanten Strom zuführt. Unabhängig davon, ob der Schalter 102 geschlossen ist oder nicht, lädt sich der Kondensator CA über den variablen Widerstand 103 auf, der so die Neigung der am Kondensator C4 erzeugten Sägezahnspannung bestimmt.

Ist nun der Transistor 101 nicht leitend und der Transistor 107 leitend, so entlädt sich der Kondensator CA über einen Transistor 108, die Diode 104', den Widerstand 103 und den Transistor 107 nach Masse. Die vordere und hintere Flanke sind dann identisch, es sei denn, daß der Schalter 102 geschlossen und der Widerstand 103 über eine Diode 110 kurzgeschlossen ist. Dann ist die hintere Flanke der Sägezahnspannung sehr kurz. Somit ergibt sich je nach der Stellung des Schalters 102 eine einseitige oder zweiseitige Sägezahnspannung.

Die Transistoren 101 und 107 werden nach Art eines Flip-Flops abwechselnd leitend. Der Kollektor eines Transistors 109 ist direkt an die Eiasis des Transistors

101 angeschlossen, seine Basis ar den Kollektor des Transistors 101. Die Basis des Trarsistors 107 ist direkt mit dem Kollektor des Transistors 109 verbunden. Wird der Basis des Transistors 109 ein positiver Impuls zugeführt, so wird er leitend, die Basisspannung des Transistors 101 wird abgesenkt und dieser eingeschaltet, so daß die Basis des Transistors 107 auf Masse gelegt wird. Damit wird dieser nicht leitend. Nunmehr wird am Kondensator CA die positive Seite einer Sägezahnspannung erzeugt Wird der Basis des Transistors 109 eine negative Spannung zugeführt so wird dieser nicht leitend, die Basis des Transistors 107 wird positiv, so daß dieser durchgeschaltet wird. Zur gleichen Zeit wird die Basis des Transistors 101 positiv, so daß dieser ausgeschaltet wird. Der Kondensator CA entlädt sich nunmehr, und zwar entweder langsam, wenn der Schalter 102 offen ist, oder schnell, wenn der Schalter

102 geschlossen ist Die negativen Impulse, die die Sägezahnspannung absinken lassen, werden von einem Sägezahnspannungsdetektor (F i g. 5) erzeugt

In Fig.5 ist die Höhe der Sägezahnspannung stets genau so hoch, wie es für die Erzeugung des Arpeggioeffekts bei allen Noten, die der Spieler

wünscht, erforderlich ist, da die Gesamtzahl der aktiven Dioden 134,135,136 usw. gleich ist der Anzahl der Töne, wobei die restlichen Dioden durch die Schaltung kurzgeschlossen sind. Der Sägezahnspannungsdetektor TDstellt einen Transistorschalter dar, der durchschaltet, wenn die Sägezahnspannung, eine Spannung von 0,5 Volt mal der Anzahl der aktiven Dioden 134, 135, 136 usw. überschreitet. Werden beispielsweise drei Töne gespielt, beispielsweise C2, E2, G2, und arbeitet das System im Arpeggiobetrieb, so sind 15 (5 · 3) Dioden aktiv, so daß sich eine Sägezahnspannung von 7,5 Volt ergibt. Wird dieser Wert überschritten, d. h. wenn die durch sämtliche nicht kurzgeschlossenen Dioden 134, 135,136 benötigte Spannung überschritten wird, so wird durch den Detektor TDder Basis des Transistors 109 ein negativer Impuls zugeführt, so daß die Richtung der Sägezahnspannung umgekehrt wird. Sollte nur die Note C2 gespielt werden, so sind fünf Dioden aktiv, so daß eine Sägezahnspannung von 2,5 Volt notwendig ist. Werden die 2,5 Volt überschritten, so kehrt sich die Sägezahnspannung um.

Die Spannung am Kondensator C4 (F i g. 4) wird von einem Verstärker 111 abgegriffen, der vom Kondensator C4 stark isolierend ist, und dessen Ausgangsspannung an einem Widerstand 112 (10k) abgegriffen und zu einem Schaltungspunkt E geführt wird. Der Verstärker 111 entzieht dem Kondensator C 4 praktisch keinen Strom. Er kann als rein spannungsabhängig betrachtet werden.

Die Sägezahnspannung wird einer Sammelschiene 120 zugeführt, die in der vorliegenden Ausführungsform mit 21 Meß- oder Ausgabeleitungen 121 verbunden ist. Hierdurch können fünf Oktaven mit vier Noten je Oktave mittels der Abtasteinrichtung, verarbeitet werden. In einem typischen Fall führt eine Ausgabeleitung 121 zur Basis eines Transistorschalters 130 mit einer Ausgangsklemme 131 (D). Die Emitter von Transistoren 132 und 133, die den Transistorschalter 130 bilden, sind gemeinsam mit der Anode einer Diode 134 verbunden, die in diesem Fall mit ihrer Kathode auf Masse liegt. Die Diode 134 ist ein Glied einer Diodenkette aus den Dioden 134, 135, 136 usw. bis insgesamt 21 Dioden.

An den Dioden fällt jeweils eine Spannung von etwa 0,5 Volt ab. Die Dioden wirken daher als Widerstandskette. Nimmt man an, daß ein Transistor 147 ausgeschaltet sei, so liegt der Emitter des Transistors 132 infolge der Diode 134 um '/2 Volt über Massepotential, die Basis wegen der Basis-Emitterdiode des Transistors 132 um weitere V2 Volt Erreicht daher die Sägezahnspannung 1 Volt so schaltet der Transistorschalter 130 durch und bleibt durchgeschaltet, bis die Sägezahnspannung auf der hinteren Flanke einen etwa gleichen Wert erreicht hat Nimmt man als Beispiel die in Fig.6 gezeigte zweiseitige Sägezahnspannung 140, und werden die Noten C2, E2, G2 gespielt so wird für C2 ein positiver Spannungsimpuls 141 erzeugt, für E2 ein positiver Spannungsimpuls 142, und für G2 ein positiver Spannungsimpuls 143. Die Länge dieser Impulse steht, wie noch zu erläutern sein wird, nicht mit den gespielten Noten, sondern mit der Stellung der Noten in der Gruppe der mit Arpeggioeffekt zu spielenden Noten in Zusammenhang.

Jede der Dioden 134,135,136 usw. bis zu 21 Dioden, wird durch einen normalerweise eingeschalteten Transistorschalter geshunted, so daß die jeweils zugehörige Diode kurzgeschlossen ist Wenn eine gespielte Note durch die Sägezahnspannung erreicht wird, so entsteht ein positiver Impuls 141, der C2 in Fig. 6 entspricht. Dieser Impuls wird der Klemme D in Fig. 7 zugeführt. Der Spannungsanstieg des Impulses 141 wird über einen Kondensator 145 einer Klemme A (Fig. 7) zugeführt. Von der Klemme A gelangt der Impuls zur Basis des Transistors 88 (F i g. 3) und schaltet diesen transient ein. Zur gleichen Zeit ist durch das Schließen des Tastenschalters 10 eine positive Spannung zur Basis des Transistors 89 gelangt, so daß an der Klemme B so lange Massepotential anliegt, als der Tastenschalter 10 betätigt ist. An der Klemme B liegt zu dieser Zeit Massepotential an, so daß der Transistor 147 (Fig.5) nicht leitend wird. Dieser ist normalerweise leitend und schließt die Diode 134 kurz. Daher liegen nur diejenigen Dioden in der Schaltung, die einem geschlossenen Tastenschalter entsprechen. Sämtliche Dioden jedoch, die nicht einem geschlossenen Tastenschalter entsprechen, sind kurzgeschlossen oder aus der Schaltung herausgeschaltet. Es ergibt sich somit eine Reihenwiderslandskette variabler Länge mit je einem Widerstand (Diode) für jede Gruppe von drei Noten und die in der Oktave daran angeschlossenen Noten. Für die offenen Tastenschalter und die in der Oktave zugehörigen Schalter liegt kein Widerstand vor. Wenn die Sägezahnspannung langsam absinkt, so wird für den gleichen Spannungswert längs der Sägezahnspannung wie beim Anstieg für jede Note ein Spannungsabfall erzeugt und zwar infolge der Formen der Impulse 141,142,143. Der Spannungsabfall setzt sich fort über eine Diode 150 und einen Kondensator 151, so daß ein kurzer Impuls zur Basis des Transistors 152 geleitet wird, der diesen ausschaltet. Somit steigt die Spannung an seinem Kollektor an. Der Spannungsanstieg wird als kurzer Impuls über einen Kondensator 153 weitergeleitet.

Daher tritt an der Klemme A bei jedem Anstieg und jedem Abfall der Spannung 141 ein positiver Impuls auf. Die positiven Impulse auf der Klemme A schalten den Transistor 88 ein. Durch jede Einschaltung wird über den Transistor 87 dem Speicherkondensator C3 ein Steuerimpuls zugeführt dessen Spannung die Leitfähigkeit des linearen Impulsgatters 36 steuert Ist der Schalter 51 und damit die Anode der Diode 150 auf Masse geschaltet, so wird bei den hinteren Flanken der Impulse 141 usw. kein Impuls erzeugt Diese Stellung eignet sich für den Betrieb mit einer einseitigen Sägezahnspannung. Ist jedoch die Sägezahnspannung tatsächlich zweiseitig, so werden beim Abfall bei auf Masse geschaltetem Schalter 51 keine Töne erzeugt. Ein neuer Anstieg kann aus jeder beliebigen Stellung des tonlosen Abfalls gestartet werden, indem ein Tastenschalter wieder geschlossen wird. Ist der Schalter 51 auf + Vso läuft die Sägezahnspannung aufwärts und

wobei die Diode ISO in DurchilaSnchtung vorgespannt ist und somit den Impulsen 141 folgen kann. Dadurch wird der Basis des Transistors 152 ein negativer Impuls zugeführt, der öffnet so daß die Spannung an seinem Kollektor ansteigt und ein Impuls auf die Klemme A geschaltet wird.

Liegt der Schalter S 2 auf Masse, so werden von der Klemme B keine Signale übertragen. Diese Klemme stellt das Schließen eines Tastenschalters dar, so daß, wenn mehrere Tastenschalter geschlossen sind, beispielsweise C2, E2, G2, ihre entsprechenden Transistoren 89 geschlossen sind. Dies stellt den Klavierbetrieb dar, der abgeschaltet wird, wenn der Schalter SI auf Masse geschaltet wird. Liegt jedoch der Schalter SI auf + V; so bedeutet es jeweils einen negativen Impuls, wenn die Klemme B auf Masse geschaltet wird, und

zwar einen negativen Impuls, der über eine Diode 155 als kurzes transientes Signal durch den Kondensator 154 gebildet wird. Hierdurch wird auf der Klemme A ein Steuersignal erzeugt.

Der Diodenkette wird von einem Transistor CC ein hoher konstanter Strom zugeführt. Der Kollektor und

die Basis dieses Transistors liegen auf festen Spannungen, so daß ein bestimmter konstanter Strom fließt. Hierdurch wird sichergestellt, daß die Sägezahnspannung nicht durch den von den Schaltern 130 gezogenen Strom beeinflußt wird.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Erzeugung eines Arpeggio-Effekts bei einem elektrischen Tastenmusikinstrument mit mehreren Tasten, denen je ein Tastenschalter zugeordnet ist, an deren Ausgänge gemeinsam eine Spannungsquelle angelegt ist, mit einer Reihe von den Tastenschaltern zugeordneten Tongeneratoren, deren Frequenzen einer chromatischen Tonleiter entsprechen, und mit einer Reihe von jeweils einem der Tongeneratoren zugeordneten Gattern, den Tonsignalgattern, mit jeweils einem Steuereingang, einem Signaleingang und einem Signalausgang, deren Steuereingang jeweils mit dem Ausgang des zugehörigen Tastenschalters und deren Signaleingang jeweils mit dem zugehörigen Tongenerator verbunden ist und deren Signalausgänge sämtliche über einen Verstärker mit einem Lautsprecher verbunden sind und mit einer Tasteinrichtung, die ^o bei Betätigung die Tonsignalgatter der Reihe nach in Richtung steigender oder abfallender Tonfrequenzen abtastet und jeweils die den gedrückten Tasten entsprechenden Tonsignalgatter auf den Verstärker durchschaltet, so daß die den gedrückten Tasten entsprechenden Töne arpeggioartig erklingen, d a durch gekennzeichnet, daß die Tasteinrichtung eine elektronische Abtasteinrichtung (13) ist, auf die die Ausgänge der Tonsignalgatter (11,23,24) gelegt sind, wobei die Abtasteinrichtung über eine Steuerleitung (SS 22) mit einem Detektor (21) verbunden ist, der bei Betätigung eines der Tastenschalter (10) das Signal der Spannungsquelle (V) als Steuerspannung auf die Abtasteinrichtung aufgibt, deren Ausgangsimpulse entsprechend einer voreingestellten Richtung sequentiell die Ausgänge der Tonsignal-Gatter elektronisch in Richtung steigender oder abfallender Frequenzen abtastet zur Weiterschaltung der anstehenden Tonsignale auf den Verstärker (14) und daß zur Ansteuerung der Oktavtöne eines Tones die diesem und den zugehörigen Oktavtönen zugeordneten Tastenschalter jeweils auf eine gemeinsame Sammel-Leitung (30, 31, 32) geführt sind, die abschnittsweise gemäß Oktaven durch Dioden (51) in Reihenschaltung in jeder Sammel-Leitung unterteilt sind, wobei alle Abschnitte jeder Sammel-Leitung über Kurzschlußdioden (53) mit einer weiteren Sammel-Leitung (54) verbunden sind, die abschnittsweise über je einen Schalter (12) pro Oktavabschnitt mit Masse verbunden ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Abtasteinrichtung (13) erzeugten Impulse die Tonsignalgatter (23, 24) nur aufwärts oder nur abwärts oder aufwärts und abwärts oder wiederholt aufwärts abtasten.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge von benachbarten Tonsignalgattern (23, 24) gruppenweise in wenigstens Zweier-Gruppen zusammengefaßt sind und gruppenweise auf dem Eingang je eines Impulsgatters (36) gelegt sind, deren Steuereingänge an der Abtasteinrichtung (13) liegen und deren Ausgänge auf eine gemeinsame Sammel-Leitung (40) hin zum Verstärker (14) gelegt sind.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung eines Arpeggio-Effektes bei einem elektrischen Tastenmusikinstrument mit mehreren Tasten, denen je ein Tastenschalter zugeordnet ist, an deren Ausgänge gemeinsam eine Spannungsqueüe angelegt ist, mit einer Reihe von den Tastenschaltern zugeordneten Tongeneratoren, deren Frequenzen einer chromatischen Tonleiter entsprechen und mit einer Reihe von jeweils einem der Tongeneratoren zugeordneten Gattern, den Tonsignaigattern, mit jeweils einem Steuereingang, einem Signaleingang und einem Signalausgang, deren Steuereingang jeweils mit dem Ausgang des zugehörigen Tastenschalters und deren Signaleingang jeweils mit dem zugehörigen Tongenerator verbunden ist und deren Signalausgänge sämtlich über einen Verstärker mit einem Lautsprecher verbunden sind und mit einer Tasteinrichtung, die bei Betätigung die Tonsignalgatter der Reihe nach in Richtung steigender oder abfallender Tonfrequenzen abtastet und jeweils die den gedrückten Tasten entsprechenden Tonsignalgatter auf den Verstärker durchschaltet, so daß die den gedrückten Tasten entsprechenden Töne arpeggioartig erklingen.

Durch die Druckschrift »Electronic Organs«, Volume 2, von Norman Corwhust, erschienen bei Howard W. Sams imd Co., Inc. New York, 1969 ist eine elektronische Orgel bekanntgeworden, die zwei Tastaturen besitzt, nämlich eine Normaltastatur zum normalen Klavieroder OrgHspiel und eine zusätzliche Tastatur für ein Arpeggio-Spiel.

Zum Spielen eines Arpeggios drückt der Spieler mit einer Hand den gewünschten Arpeggio-Akkord auf der Normaltastatur, mit der anderen Hand oder mit dem Daumen der anderen Hand überstreicht er die zusätzliche Arpeggio-Tastatur. Dann erklingen arpeggioartig nur die auf der Haupttastatur gedrückten Töne.

Durch die US-PS 33 58 070 ist des weiteren eine Elektronenorgel bekanntgeworden, die ebenfalls zwei Tastaturen zum Normalspiel und für ein Arpeggio-Spiel aufweist.

Bei beiden Elektronenorgeln ist somit der Umfang eines Arpeggio-Akkordes fest vorgegeben. Zum einen können nur die Noten einer Hand einen Akkord bilden, also nur fünf. Entsprechend der Länge der Arpeggio-Tastatur können auch mehrere Oktaven überstrichen werden, wobei die Anzahl der Oktaven durch die Länge der Arpeggio-Tastatur vorgegeben und normalerweise nur aus zwei Oktaven besteht. Um deshalb den Umfang der Arpeggio-Akkorde zu vergrößern, ist es aus der ersten Druckschrift bekannt, eine zusätzliche weitere Arpeggio-Tastatur seitlich oder rückwärts vorzusehen.

Des weiteren ist durch die US-PS 32 47 309 ein halbautomatischer Rhythmusbegleiter, beispielsweise zur Erzeugung von Effekten wie Trommeln, Triangeln, Zymbals od. dgl. bekanntgeworden. Dieser Rhythmusbegleiter erzeugt halbautomatische Rhythmus-Muster, die aus elektronischsimulierten Orchester-Schlagtönen bestehen.

Dabei können die Abklingzeiten der einzelnen Töne über Impulsformer gemäß ihrer Länge eingestellt werden und gemäß ihrer Frequenz gesiebt und getrennt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Erzeugung eines Arpeggio-Effektes bei einem elektrischen Tastenmusikinstrument der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der der Arpeggio-Effekt selbsttätig erzeugt und dazu nur die Orgel-Klaviatur benötigt werden soll. Dadurch soll die Erzeugung von klangmäßig gleichen Arpeggio-Effekten