DE2337041A1

DE2337041A1 - Klangwiedergabevorrichtung

Info

Publication number: DE2337041A1
Application number: DE19732337041
Authority: DE
Inventors: Takeshi Adachi
Original assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1972-07-20
Filing date: 1973-07-20
Publication date: 1974-01-31
Also published as: DE2337041C3; GB1435015A; US3866505A; DE2337041B2

Description

Dr. F. Zumstefn sen. - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenigsberger - Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumsteln Jun.

POSTSCHECKKONTO: MÜNCHEN 91139

BANKKONTO: BANKHAUS H. AUFHÄUSER

Case 48P258-03 3/By.

NIPPON GAKKI SEIZO K.K._t Hamamatsu-shi, Japan Klangwiedergabevorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Klangwiedergabevorrichtung, bei der ein Schieberegister mit Isolierschichtfeldeffekttransistoren, dessen'Ladung verschoben wird, verwandt wird, und insbesondere eine Vorrichtung, die eine Ensemblewirkung hervorruft und für elektrische Musikinstrumente geeignet ist.

Verschiedene elektrische Musikinstrumente wie elektronische Orgeln oder elektrische Gitarren sind im allgemeinen so ausgelegt, dass sie musikalische Töne mit Tonfärbungen, die gegenüber denen der gewünschten natürlichen Musikinstrumente so naturgetreu wie möglich sind oder zusätzlich mit verschiedenen Effekten wie Tremolo, Vibrato, Echo oder Dauerton erzeugen. Solche herkömmlichen elektrischen Musikinstrumente erzeugen jedoch nur monotone musikalische Klänge, sie sind selbst dann

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nicht in der Lage, einen solchen breiten Klangbereich zu liefern, wie er von einem Orchester oder einem Chor geboten wird, wenn die musikalischen Klänge von einer Vielzahl von Lautsprechern abgegeben werden.

Es ist daher das Ziel der Erfindung, eine Klangwiedergabevorrichtung zu liefern, die mit einem Schieberegister mit Isolierschichtfeldeffekttransistoren ausgerüstet ist, zur Verwendung bei elektrischen Musikinstrumenten geeignet ist, und die den einzigartigen Effekt der Verbreiterung des Bereiches der wiedergegebenen musikalischen Klänge hervorruft.

Die erfindungsgemässe Klangwiedergabevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einige als zeitlich veränderliche Signalverzögerungswege wirkende Schieberegister mit Isolierschichtfeldeffekttransistoren enthält, die musikalische Klänge erzeugen, die nahezu in gleichem Masse mit einer Zeitverzögerung phasenverschoben sind, die kontinuierlich von etwa 1 bis 3 ms gesteuert von einem niederfrequenten Signal mit einer Frequenz von etwa 0,5 bis 3 Hz und einem zweiten niederfrequenten Signal mit einer Frequenz, die etwa 5- bis 10mal so gross wie die des ersten Signals ist,und mit einem Spannungspegel, der etwa gleich einem Drittel bis einem Fünftel des Pegels des ersten Signals ist, variiert. Die Schieberegister werden mit Klangsignalen versorgt, die von einem elektrischen Musikinstrument wie einer elektronischen Orgel oder einer elektrischen Gitarre erhalten werden und die von den Schieberegistern abgegebenen musikalischen Klänge werden einem oder mehreren Lautsprechern zugeleitet, um sie hörbar zu machen.

Eine Klangwiedergabevorrichtung, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, hat den Vorteil, dass von den Lautsprechern monotone Klänge, die von einem elektrischen Musikinstrument erzeugt werden, so wiedergegeben werden, dass der Klangbereich beträchtlich verbreitert ist, um die Wirkung eines Orchesters

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oder eines Chores zu erzielen.

Eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemassen Klangwiedergabevorrichtung ermöglicht es, die von den Schieberegistern abgegebenen Klangsignale in einem geeigneten Verhältnis zu kombinieren und sie in engerer Beziehung zueinander von Lautsprechern wiederzugeben. Sie liefert nämlich eine orchestrale Wirkung, indem sie bewirkt, dass die musikalischen Klänge, die von den jeweiligen Lautsprechern wiedergegeben werden, eine ungestörte einheitliche Klangmasse bilden.

Eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemassen Klangwiedergabevorrichtung bildet das zweite niederfrequente Signal dadurch, dass ein weisses Rauschsignal von einer weissen Rauschquelle durch ein Tiefpassfilter geleitet wird, wodurch eine Wiedergabe der musikalischen Klänge von den Lautsprechern in einem Zustand ermöglicht wird, der willkürlich veränderbar ist.

Bei einer, vierten Ausführungsform der erfindungsgemassen Klangwiedergabevorrichtung werden die Zeitverzögerungen der Schieberegister durch ein drittes niederfrequentes Signal feiner gesteuert, das eine Frequenz, die etwa zweimal gross wie die des ersten niederfrequenten Signals ist, und. im wesentlichen den gleichen Spannungspegel wie das zweite niederfrequente Signal aufweist, wodurch die musikalischen Klänge vom Lautsprecher in einem sich feiner ändernden Zustand wiedergegeben werden.

Bei einer fünften Ausführungsform der erfindungsgemassen Klangwiedergabevorrichtung werden die Klangsignale von einem elektrischen Musikinstrument gleichzeitig einem Tiefpassfilter, einem Bandfilter und einem Hochpassfilter geliefert. Die Ausgangssignale wenigstens vom Bandfilter und vom Hochpassfilter werden entsprechenden Schieberegistern zugeleitet, was

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den Vorteil bietet, dass von den Lautsprechern eine mehr stereophone Wiedergabe mit musikalischen Klängen erzielt wird, die bezüglich des hohen, mittleren und tiefen Klangvolumens klarer unterschieden sind.

Bei einer sechsten Ausführungsform der erfindungsgemässen Klangwiedergabevorrichtung werden die Schieberegister getrennt mit Klangsignalen von verschiedenen elektrischen Musikinstrumenten oder von der oberen und unteren Handtastatur und/oder der Pedaltastatur einer einzigen elektronischen Orgel versorgt, wodurch eine deutlichere Orchester- oder Chorwirkung hervorgerufen wird.

Eine siebte Ausführungsform der erfindungsgemässen Klangwiedergabevorrichtung weist zwei Stufen der oben erwähnten Schieberegister auf, wodurch es möglich ist, dass die musikalischen Klänge von den Lautsprechern in einem sich komplizierter ändernden Zustand wiedergegeben werden.

Im folgenden werden beispielsweise bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der zugehörigen Zeichnung näher erläutert:

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemässen Klangwi edergabevorri chtung.

Fig. 2 zeigt die Wellenformen des mit dem zweiten niederfrequenten Signal kombinierten ersten niederfrequenten Signals,die den jeweiligen spannungsgesteuerten Generatoren eingeprägt werden, die in Fig. 1 dargestellt sind.

Fig. 3 und 4 zeigen praktische Anordnungen von verschiedenen elektrischen Musikinstrumenten, die die in Fig.1 dargestellte Klangquelle bilden.

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Fig. 5A und 5B zeigen gemeinsam den praktischen Aufbau und das Arbeitsprinzip jedes der in Fig.1 dargestellten Schieberegister.

Fig. 6 zeigt einen anderen praktischen Aufbau des Schieberegisters.

Fig. 7 zeigt den praktischen Aufbau eines Schaltungsteiles, der jeden der spannungsgesteuerten Generatoren enthält, die in Fig. 1 dargestellt sind.

Fig. 8 zeigt in einer schematischen Kurve die Zeitverzögerungskennlinie der musikalischen Klänge, die von jedem der in Fig. 1 dargestellten Lautsprecher ausgestrahlt werden.

Fig. 9 zeigt den praktischen Aufbau eines Schaltungsteiles, der den Niedergrequenzgenerator und die damit in Kaskade geschalteten Phasenschieber enthält, die in Fig. 1 dargestellt sind.

Fig. 10 zeigt in einer teilweise durchbrochenen Vorderansicht eine als in Fig. 1 dargestellte Klangquelle verwandte elektronische Orgel.

Fig. 11 bis 13 zeigen Blockschaltbilder verschiedener geänderter Ausführungsformen der erfindungsgemässen Klangwiedergabevorrichtung.

Fig. 14 zeigt das Schaltbild einer Klangwiedergabevorrichtung, bei der die in Fig. 3 dargestellte elektronische Orgel als die in Fig. 1 gezeigte Klangquelle verwandt ist.

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Fig. 15 bis 17 zeigen Blockschaltbilder verschiedener

Ausführungsformen der erfindungsgemässen Klangwiedergabevorrichtung.

Fig. 18 bis 19 zeigen Schaltbilder von Änderungen der in Fig. 17 dargestellten Ausführungsform.

Fig. 20 bis 23 zeigen Blockschaltbilder weiterer unterschiedlicher Ausführungsformen der erfindungsgemässen Klangwiedergabevorrichtung.

Fig. 24 zeigt ein Schaltbild einer Änderung der in Fig.23 dargestellten Ausführungsform.

Fig. 25 und 26 zeigen Blockschaltbilder von noch weiteren Ausführungsformen der erfindungsgemässen Klangwiedergab evorri chtung.

Fig. 27 und 28 zeigen verschiedene schematische Anordnungen, von denen jede als die in Fig. 26 dargestellte erste bis dritte Klangquelle verwandt wird.

Figur 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Klangwiedergabevorrichtung. Mit ist eine Klangquelle bezeichnet, die durch ein später beschriebenes elektrisches Musikinstrument wie eine elektronische Orgel oder eine elektrische Gitarre gebildet wird. Klangsignale von der Klangquelle 11 werden gleichzeitig einer Anzahl, beispielsweise 3 Signalverzögerungswegen geliefert, die jeweils durch die Schieberegister 12A, 123 und 12C (in den Figuren alc BBD abgekürzt) mit dem später beschriebenen Aufbau gebildet werden. Ein erster Niederfrequenzsignaigenerator 13 zum Erzeugen eines ersten niederfrequenten Signals mit einer Frequenz von 0,5 bis 1 Hz (in dieser Ausführungsform 0,7 Kz) und ein

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zweiter Niederfrequenzsignalgenerator 14 zum Erzeugen eines zweiten niederfrequenten Signals mit einer Frequenz, die etwa 10mal (in dieser Ausführungsform 7 Hz) so gross wie die des Ausgangssignals des ersten Generators 13 ist, bilden je drei Signalkomponenten, die zueinander nahezu im gleichen Ausmass beispielsweise um 60° durch die Phasenschieber 151, 152 und 161, 162 jeweils phasenverschoben sind. Die Signalkomponenten der zwei Gruppen von 3 Signalkomponenten, die dieselbe Phase aufweisen, werden gemischt, um drei Arten von niederfrequenten Signalen mit unterschiedlichen Phasen zu liefern. Diese drei Arten der kombinierten niederfrequenten Signale von 0,7 Hz und 7 Hz werden den entsprechenden Taktimpulsgeneratoren oder Schiebeimpulsgeneratoren geliefert, die durch die spannungsgesteuerten Generatoren (in Fig. 1 abgekürzt als VCO) 17A, 17B und 17C gebildet werden, um ihre Schwingungsfrequenzen zu steuern, die im Ultraschallbereich liegen. Die von der Klangquelle 11 gelieferten Klangsignale werden um einen bestimmten Zeitabschnitt verzögert, der durch die Taktimpulsfrequenzen von den spannungsgesteüerten Generatoren 17A bis 17C bestimmt ist, und den Lautsprechern 19A, 19B und 19C über die entsprechenden Verstärker 18A, 18B und 18C zugeleitet. Damit arbeiten die oben genannten drei Schieberegister 12A bis 12C als zeitlich veränderliehe Signalverzögerungswege.

Drei Gemische el, e2 und e3 von niederfrequenten Signalen von 0,7 Hz und 7 Hz, die den drei spannungsgesteuerten Generatoren 17A bis 17C zugeleitet werden, sind um 60° zueinander phasenverschoben, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Der erste Niederfrequenzgenerator 13 erzeugt eine Signalkomponente e11 mit 0,7 Hz und durch die Phasenschieber 151 und 152 die anderen zwei Signalkomponenten e12 und e13 mit der gleichen Frequenz und mit Phasenverschiebungen von jeweils 60° und 120°. Diese Signalkomponenten eil bis e13 mit 0,7 Hz weisen Spannungspegel auf, die etwa dreimal bis fünfmal (bei dieser Ausführunssform dreimal) so gross wie die der drei Signalkomponenten

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e21, e22 und e23 mit 7 Hz sind,die vom zweiten Niederfrequenzsignalgenerator 14 erhalten werden, und von denen die letzten zwei mit Phasenverschiebungen von jeweils 60° und 120 durch die Phasenschieber 161 und 162 erzeugt werden.

Dazu werden die oben genannten Signalkomponenten e11 bis e13 durch die jeweiligen Widerstände R1, R2 und R3 geleitet, von denen jeder einen Widerstandswert von 10 kXl aufweist, während die Signalkomponenten e21 bis e23 durch die entsprechenden Widerstände R11, R12 und R13 geleitet werden, von denen jeder einen Widerstandswert von 30 kXI aufweist. Danach werden die Signalkomponenten mit der gleichen Phase kombiniert, d.h. e11 mit e21, e12 mit e22 und e13 mit e23-

Fig.3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer elektronischen Orgel 111, die die in Fig. 1 dargestellte Klangquelle 11 bildet. Die elektronische Orgel 111 wird durch wahlweises Niederdrücken einer der Tasten 22., 22p bis 22 betätigt, die Seite an Seite auf einer Tastatur 21 in der Reihenfolge der musikalischen Noten angeordnet sind. Das Niederdrücken einer gewählten Taste erzeugt ein Tonsignal mit einer₍Höhe, die der niedergedrückten Taste von den Tongeneratoren 24 durch die Tastgeräte 23 entspricht. Das so erzeugte Tonsignal wird durch Klangfarbenfilter 25 geleitet, um es in einen musikalischen Klang mit der gewünschten Klangfarbe umzuwandeln, wird weiter durch eine Ausdruckssteuerung 27 geleitet, die durch ein Druckpedal 26 betätigt wird, um ein geeignetes Volumen zu erhalten und gemeinsam den Schieberegistern 12A bis 12C zugeleitet.

Fig. 4 erläutert schematisch eine elektrische Gitarre 112_y die die in Figur 1 dargestellte Klangquelle 11 bildet. Die elektrische Gitarre 112 v/eist einen Klangkörper 33 auf, der über ein langgestrecktes Halsteil 32 mit einem Ende eines Kopfes 31 verbunden ist. Auf die obere Fläche eines Fingerbrettes 34, das am Halsteil 32 angebracht ist, ist eine Anzahl im Abstand ange-

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ordneter vorragender Bunde 35 aufgesetzt. Mehrere Saiten 38 sind über die Bunde gespannt, indem sie an einem Ende durch Drehzapfen 36 gehalten werden, die an beiden Seiten des Kopfes 31 vorspringend vorgesehen sind und an dem gegenüberliegenden Ende an einem Stimmstock 37 befestigt sind, der auf dem oberen vorderen Teil des Klangkörpers 33 angebracht ist. Musikalische Klangsignale, die durch ein wahlweises Berühren der Saiten 38 erzeugt werden, v/erden gemeinsam den Schieberegistern 12A bis 12C über ein Abnehmereiement 39 geliefert, das an der Gitarre 112 angebracht ist.

Die Figuren 5A und 5B zeigen gemeinsam den praktischen Aufbau und das Arbeitsprinzip jedes der Schieberegister 12A bis 12C von Fig. 1. Das Schieberegister 12 enthält zahlreiche (bei dieser Ausführungsform 185) Metallelektroden 43, die eine

ρ Grosse von beispielsweise 10 bis 50 ^um aufweisen und nahezu linear in einem Abstand von etwa 3 bis 5 /um auf eine Isolationsschicht 42 aus beispielsweise SiOp aufgedampft sind, die auf einem N- (oder P-) Siliziumsubstrat 41 angeordnet ist, und ebenfalls Elektrodensteuerleitungen 44, 45, die jeweils mit denjenigen der oben genannten Metallelektroden 43 verbunden sind, die dadurch ausgewählt sind, dass eine bestimmte Anzahl von zwischenliegenden Einheiten ausgelassen ist (bei dieser Ausführungsform sind die Steuerleitungen wechselweise mit den Metallelektroden verbunden). Wenn den Elektrodensteuerleitungen 44 und 45 eine negative Spannung mit dem gleichen Pegel eingeprägt wird, dann weisen die Sperrschichten, die an denjenigen Abschnitten des Siliziumhalbleitersubstrates 31 ausgebildet werden, die sich unmittelbar unter den Metallelektroden 43 befinden, die mit der Elektrodensteuerleitung 44 verbunden sind, eine von denjenigen Sperrschichten verschiedene Tiefe auf, die in denjenigen Abschnitten des Siliziumhalbleitersubstrates 41 ausgebildet werden, die sich unmittelbar unter den Metallelektroden 43 befinden, die mit der Elektrodensteuerleitung 45 verbunden sind (bei dieser Ausführungsform sind die Sperrschichten

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im letzten Fall tiefer ausgebildet). An denjenigen Abschnitten des Siliziumhalbleitersubstrates 41, die sich ausserhalb der beiden Endeinheiten der oben genannten Metallelektroden 43 befinden, sind P-Diffusionsbereiche 46 und 47 ausgebildet, die

einen P-N-Ubergang an der Grenze bilden, die dem N-HaIbleitersiliziumsubstrat 41 zugewandt ist. In diesem Fall wirkt der P-Diffusionsbereich 46 als Eingangsgate und der P-Diffusionsbereich 47 als Ausgangsgate.

Auf diejenigen Teile der SiOp-Isolationsschicht 42, die sich in der Nähe der P-Diffusionsbereiche 46 und 47 befinden, sind Metallelektroden 48 und 49 aufgedampft, die als Eingangs- und Ausgangsgateelektroden jeweils wirken.

Wenn das Schieberegister 12 mit dem oben beschriebenen Aufbau mit Klangsignalen versorgt wird, die von der Klangquelle 11 erzeugt werden und das Halbleitersubstrat 41 auf das Potential 0 oder das Erdpotential gesetzt ist, die Eingangsgateelektrode 48 und die Ausgangsgateelektrode 49 mit einer geeigneten positiven Spannung beaufschlagt sind und die Elektrodensteuerleitungen 44 und 45 wechselweise mit einem Steuersignal versorgt werden, das einen geeigneten Pegel negativer Spannung - Vs (bei dieser Ausführungsform etwa - 10 V) aufweist, dann bewirkt die Lieferung eines Steuersignais zur Elektrodensteuerleitung 44,dass die Minoritätsträgerlöcher, wie es in Fig. 5A dargestellt ist, dem Bild des Eingangsklangsignals entsprechend in denjenigen Teilen des Halbleitersubstrates 41 vorgeladen werden, die sich in der Nähe der Grenzfläche befinden, die denjenigen Teilen der SiOp-Isolationsschicht 42 zugewandt ist, die sich unmittelbar unter den Metallelektroden 43 befinden, die mit der Elektrodensteuerleitung 44 verbunden sind. Wenn andererseits die andere Elektrodensteuerleitung 45 mit einem Steuersignal versorgt wird (zu diesem Zeitpunkt wird die Elektrodensteuerleitung 44 mit keinem Steuersignal versorgt) , dann werden die vorgeladenen Löcher wie es in Figur 5B

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dargestellt ist, zu denjenigen Teilen des Halbleitersubstrates 41 verschoben, die sich in der Nähe der Grenzfläche befinden, die denjenigen Teilen der SiOp-Isolationsschicht 42 zugewandt sind,die sich unmittelbar unter den Metallelektroden 43 befinden, die mit der Elektrodensteuerleitung 45 verbunden sind. Danach bewirkt' die wechselweise Lieferung eines Steuersignals zu den Elektrodensteuerleitungen 44 und 45, dass ein Eingangssignal, das dem Schieberegister 12 zugeführt ist, davon mit einer Zeitverzögerung abgegeben wird, die durch die Anzahl der linear angeordneten Metallelektroden 43 und die Frequenz des Steuersignales bestimmt ist, das wechselweise den Elektrodensteuerleitungen 44 und 45 geliefert wird.

Fig. 6 zeigt einen anderen praktischen Aufbau jedes der Schieberegister 12A bis 12C in Figur 1.

Das Schieberegister 121 weist den gleichen Aufbau wie das in den Figuren 5A und 5B dargestellte auf, ausser dass eine Anzahl von P-Halbleitergebieten 50 komplementär zu dem N-Substrat 41 in diejenigen Bereiche des Substrates 41 eindiffundiert ist, die den jeweiligen Metallelektroden 43 gegenüberliegen.

Die Arbeitsweise eines so aufgebauten Schieberegisters 121 unterscheidet sich von der des Schieberegisters 12, das in den Figuren 5A und 53 dargestellt ist, nur darin, dass der Vorgang des Vorladens und Verschiebens durch die P-Halbleiterbereiche 50 dann erfolgt, wenn die oben genannten negativen Spannungen an die Metallelektrodenleitungen 44 und 45 angelegt sind.

Figur 7 zeigt einen praktischen Schaltungsaufbau eines der Signalverzögerungswege, von denen jeder ein Schieberegister und einen zugehörigen Taktimpulsgenerator enthält, der durch einen spannungsgesteuerten Generator 17 gebildet wird.

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Der spannungsgesteuerte Generator 17 enthält einen Sägezahngenerator 51, der aus einem Ladekondensator C41, einem Ladewiderstand R42, einer Schmitt-Schaltung 52 und einem Schalterstromkreis 53 aufgebaut ist, eine Generatorfrequenzsteuerschaltung 54, die die Generatorfrequenz des Sägezahngenerators 51 kontinuierlich in Abhängigkeit vom kombinierten Signal von 0,7 Hz und 7 Hz von den Niederfrequenzgeneratoren 13 und 14 oder den Phasenschiebern 151 und 161 oder 152 und 162 variiert, einen Verstärker 55, um das Ausgangssignal vom Sägezahngenerator 51 zu verstärken, einen Flip-Flop oder eine bistabile Schaltung 56, die durch ein Ausgangssignal vom Verstärker 55 getriggert wird, und eine Ausgangsschaltung 57, um zwei Ausgangssignale von der bistabilen Schaltung dem entsprechenden Schieberegister der Register 12A bis 12C als Schiebe- oder Taktimpulssignale zu liefern. Der Aufbau der einzelnen Schaltelemente wird im folgenden beschrieben.

Die Schmitt-Schaltung 52 im Sägezahngenerator 51 enthält einen NPN - Transistor Q1, dessen Emitter über einen Widerstand R41 mit der negativen Energiequellenleitung 58N von - 12 V und dessen Basis mit der negativen Energiequellenleitung 58N über den Kondensator C41 sowie mit der geerdeten positiven Energiequellenleitung 58P (im folgenden als Erde bezeichnet) über den Widerstand R42 verbunden ist, und einen NPN-Transistor Q2, dessen Emitter und Basis mit dem Emitter und dem Kollektor des Transistors Q1 verbunden sind, wobei die Kollektoren der Transistoren Q1 und Q2 über jeweilige Widerstände R43 und R44 mit der Erde verbunden sind.

Der Schaltungsstromkreis 53 i^m Sägezahngenerator 51 weist einen NPN-Transistor Q3 mit geerdetem Emitter auf, dessen Kollektor mit der Basis des Transistors Q1 über einen Widerstand R 45 und dessen Basis mit dem Kollektor des Transistors Q2 über einen Widerstand R46 und einen parallelen Rückkopplungskreis 59, der aus einem Widerstand R47 und einem Kondensator

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C42 besteht, sowie mit der negativen Energiequellenleitung 58N über den Widerstand R46 und einen Widerstand R48 verbunden ist.

Die Generatorfrequenzsteuerschaltung 54 enthält einen NPN-Transistor Q4, dessen Emitter mit der Basis des Transistors Q1 über einen Widerstand R49 und dessen Basis über eine Diode D1 der angezeigten Polarität mit der Erde sowie über einen Kopplungskondensator C43 mit dem Gleitkontakt des Regelwiderstandes VR1 verbunden ist, dessen eines Ende mit der Erde in Verbindung steht und dessen anderes Ende mit dem gemeinsamen Ausgang der Niederfrequenzgeneratoren 13 und 14 oder der Phasenschieber 151 und 161 oder 152 und 162 gekoppelt ist, wobei der Transistor Q4 als ein spannungsgesteuerter Regelwiderstand wirkt.

Der Kollektor des Transistors Q4 steht über den Widerstand R50 mit der Erde und ebenfalls mit der negativen Energiequellenleitung 58N über einen Regelwiderstand VR2 in Verbindung, dessen Gleitkontakt über einen Widerstand R51 mit der Basis des Transistors Q4 verbunden ist. Wenn die Basisspannung einem Wechselstromsignal entsprechend variiert wird, das durch den Kondensator C43 angelegt wird, ändert sich der durch den Transistor Q4 fliessende Strom, wodurch der Ladungsstrom für den Kondensator C41 variiert wird.

Der Verstärker 55 v/eist einen NPN-Transistor Q5 mit geerdetem Emitter auf, dessen Basis über einen Kopplungskondensator C44 mit dem Kollektor des Transistors Q2 sowie über einen widerstand R52 mit der negativen Energiequellenleitung 58N und dessen Kollektor über einen Widerstand R53 mit der Erde verbunden ist. ■ '

Die bistabile Schaltung 56 enthält zwei NPN-Transistoren Q6 und Q7 mit geerdetem Emitter, deren Basis über Kreuz mit dem Kollektor des anderen Transistors über eine Parallelschaltung, die aus einem Widerstand R54 oder R55 und einem Kondensator

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C45 oder C46 besteht, und deren Kollektor über einen Widerstand R56 oder R57 mit der Erde verbunden ist. Die Kollektoren der Transistoren Q6 und Q7 stehen ebenfalls über eigene Dioden D2 und D3 der angezeigten Polaritäten und einen gemeinsamen Kopplungskondensator C47 mit dem Kollektor des Transistors Q5 in Verbindung. Zwischen den Verbindungspunkt 60 der Dioden D2 und D3 und die Erde ist eine Diode D4 der angezeigten Polarität geschaltet.

Die Ausgangsschaltung 57 enthält zv/ei NPN-Emitterfolgertransistoren Q8 und Q9, deren Basen über getrennte Widerstände R58 und R59 mit den Kollektoren der Transistoren Q6 und Q7 und deren Kollektoren über getrennte Widerstände R60 und R61 mit der negativen Energiequellenleitung 58N sowie mit den Elektrodensteuerleitungen 44 und 45 der entsprechenden Schieberegister 12 oder 121 verbunden sind.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des spannungsgesteuerten Generators 17 beschrieben, der wie oben beschrieben aufgebaut ist.

Wenn zunächst die Ladespannung des Kondensators C41 einen bestimmten Wert erreicht, der durch die Ladezeitkonstante der Kapazität des Kondensators C41 und den Widerstandswert des Widerstandes R42 bestimmt ist, werden die Transistoren C1 und G2, die die Schmitt-Schaltung 52 bilden, gleichzeitig leitend.

Das Ausgangssignal des nun durchgeschalteten Transistors 02 wird über den Rückkopplungskreis 49 zur Basis des Transistors Q3 rückgekoppelt, der den Schaltungsstromkreis 53 aufbaut,, wodurch der Transistor Q3 in den eingeschalteten Zustand gebracht wird. Daher wird die Ladespannung des Kondensators C41 über den Widerstand R45 und den Kollektor-Eminiiter-Weg des nun leitenden Transistors Q3 entladen. Dementsprechend entwickelt der Sägezahngenerator 51 ein Sägezahnsignal, das eine Frequenz

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aufweist (bei diesem Beispiel weniger als 80 kHz), die durch die Lade-Entladezeitkonstante des Kondensators C41 und den Widerstand R42 bestimmt ist.

Zusätzlich wird die Schwingungsfrequenz des Sägezahngenerators 51 ebenfalls durch den Emitterstrom des Transistors Q4, der die Frequenzsteuerschaltung 54 bildet, beeinflusst und durch das kombinierte Signal von 0,7 Hz und 7 Hz erregt. Als Folge davon variiert die Schwingungsfrequenz des Sägezahngenerators 51 kontinuierlich zwischen etwa 80 kHz und 240 kHz. Dann wird das schwingende Signal vom Sägezahngenerator 51 nach einer Verstärkung durch den Verstärker 55 der bistabilen Schaltung 56 als Triggersignal geliefert.

Die bistabile Schaltung 56 arbeitet mit einer Frequenz (die bei diesem Beispiel zwischen etwa 40 kHz und 120 kHz variiert), die gleich der Hälfte der der Ausgangssignale des Sägezahngenerators ist, und erzeugt ein Paar von Ausgangsimpulsen, die sich in ihrer Phase um 180° unterscheiden. Die bistabile Schaltung arbeitet ebenfalls als Wellenformer für die Ausgangssignale vom Sägezahngenerator 51. Das so erhaltene Paar von Impulssignalen mit Frequenzen, die kontinuierlich zwischen 40 kHz und 120 kHz variieren, wird an die Elektrodensteuerleitungen 44 und 45 des Schieberegisters 12 als Takt- oder Schiebeimpulse durch die zwei Emitterfolgertransistoren C8 und G9 gelegt, die in der Ausgangsschaltung 57 enthalten sind.

Als Folge davon werden die Klangsignale von der Klangquelle 11, die dem Schieberegister 12 oder 121 geliefert werden, davon nach einer Verzögerunsszeit (die bei diesem Beispiel, wie es in Figur 8 dargestellt ist, zwischen etwa 2,3 ms und 0,8 ms variiert) abgegeben, die durch die Frequenzen der Taktimpulse, die an das Schieberegister 12 oder 121 angelegt werden, und die Anzahl der darin enthaltenen Metallelektroden 43 bestimmt ist.

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Die damit vom Schieberegister 12 oder 121 erhaltenen Klangsignale werden dann zu dem entsprechenden Verstärker der Verstärker 18A bis 18C durch eine Emitterfolgerschaltung 61 und drei in Kaskade geschaltete Tiefpassfilter 62, 63 und 64 geleitet, von denen jedes den gleichen Aufbau und eine Grenzfrequenz von etwa 15 kHz aufweist, wodurch die Taktimpulskomponente, die in den Klangsignalen enthalten ist, abgezweigt wird. Die Dioden D1 und DA zweigen die positiv verlaufenden Komponenten ab, deren Pegel einen bestimmten Pegel der ihnen gelieferten wechselnden Signale überschreitet.

Figur 9 zeigt einen praktischen Schaltungsaufbau des bei einer Ausführungsform der Erfindung verwandten RC-Phasenversehiebungsgenerator 70, der gleichzeitig als Niederfrequenzgenerator 13 (oder 14) und Phasenschieber 151 und 152 (oder 161 und 162) wirken kann, die mit dem in Figur 1 dargestellten Generator in Kaskade geschaltet sind.

Der Phasenverschiebungsgenerator 70 umfasst einen Inverter 71, der einen Transistor Q mit geerdetem Emitter enthält, dessen Kollektor über einen Widerstand R mit der nicht geerdeten Klemme einer Gleichstromquelle 72 verbunden ist, und einen positiven Rückkopplungskreis 73, der durch eine Anzahl (bei diesem Beispiel 3) von RC-Kettenschaltungen 74, 75 und 76 aufgebaut ist, die in Reihe zwischen den Kollektor des Transistors Q und dessen Basis geschaltet sind.

Der Phasenverschiebungsgenerator 70 arbeitet mit einer Frequenz, die durch die jeweiligen Werte der Widerstände und der Kondensatoren R71-C71, R72-C72 und R73-C73 bestimmt ist, die in -den Kettenschaltungen 74 bis 76 enthalten sind, und kann drei Signale von getrennten Klemmen 77, 78 und 79 abgeben, die in einem bestimmten Ausmass zueinander phasenverschoben sind.

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Wenn bei einer so aufgebauten Klangwiedergabevorrichtung die Lautsprecher 19A bis 19C nahezu im gleichen Abstand in einer HaIIe₁ einem Raum oder im Gehäuse einer elektronischen Orgel angeordnet sind, läuft jedes der davon ausgesandten Klangbilder wiederholt mit einer Periode um, die der 0,7 Hz-Komponente vom ersten Niederfrequenz generator 13 entspricht und kann dadurch genauer laufen, dass eine 7 Hz-Kompnente vom zweiten Niederfrequenzgenerator 14 zur 0,7 Hz-Komponente zuaddiert wird, wodurch eine einzigartige Orchester-, Ensemble- oder Chorwirkung erzielt wird. Bei einer elektronischen Orgel, die eine obere und eine untere manuelle Tastatur 81 und 82, eine Pedaltastatur 83 und ein Ausdruckspedal 84 aufweist, sind beispielsweise der obere und der untere Lautsprecher 19A und 19C, die in Figur 1 dargestellt sind, an den Innenwänden der rechten und linken Seitenplatte 85 und 86 angeordnet, die das Gehäuse der elektronischen Orgel bilden und ist der verbleibende mittlere Lautsprecher 19B an der Innenwand der Vorderplatte 87 angebracht.

Zusätzlich zu dem oben beschriebenen Aufbau, wie er in Figur 1 dargestellt ist, sind, falls erforderlich, Widerstände R31, R32 und R33» von denen jeder einen angemessenen Widerstandswert auf v/eist, zwischen den Ausgang des Verstärkers 18B des mittleren Kanals.und den Ausgang des Verstärkers 18A des oberen Kanals, zwischen den zuerst genannten Ausgang und den Ausgang des Verstärkers 18C für den unteren Kanal und zwischen den an zweiter Stelle genannten Ausgang und den an dritter Stelle genannten Ausgang geschaltet. Dann v/erden Teile der Klangsignale, die einei der jeweiligen Kanäle repräsentieren, in einem bestimmten Verhältnis mit den Klangsignalen irgendeines anderen Kanales kombiniert, wodurch die musikalischen Klänge von den jeweiligen Lautsprechern 19A bis 19C in einer engeren Wechselbeziehung zueinander stehen.

Figur 11 zeigt das Schaltbild einer geänderten Ausführungsform der erfindungsgemässen Klangwiedergabevorrichtung.

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Bei dieser geänderten Ausführungsform sind die Kopplungsschaltungen 91, 92 und 93, von denen jede einen Widerstand, einen »Kondensator oder eine Induktionsspule oder Kombinationen daraus enthält, zwischen den Eingang des Verstärkers 18A für den oberen Kanal und den Eingang des Verstärkers 18B für den mittleren Kanal, zwischen den zuerst genannten Eingang und den Eingang des Verstärkers 18C für den unteren Kanal und zwischen den an dritter Stelle genannten Eingang und den zuerst genannten Eingang an Stelle der jeweiligen Widerstände R31 bis R33 in Figur 1 geschaltet, wodurch eine Klangwirkung erhalten wird, die der der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform ähnlich ist.

Figur 12 zeigt ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Klangwiedergabevorrichtung.

Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der bisher besprochenen Klangwiedergabevorrichtung darin, dass die Ausgänge der jeweiligen Schieberegister 12A bis 12C mit einem einzigen Lautsprecher oder Kopfhörer 19 über jeweilige Klangfarbenfilter F1, F2 und F3 und veränderliche Volumenregler VR11, 7R12 und VRI3, die falls erforderlich jeweils vorgesehen sind, und schliesslich über einen gemeinsamen Verstärker' 18 verbunden sind.

Es ist offensichtlich, dass die in Figur 12 dargestellte Klangwiedergabevorrichtung einen einfachen Aufbau aufweist, jedoch eine unbefriedigendere Klangwirkung hervorruft als die in den Figuren 1 und 11 dargestellten Ausführungsformen.

Figur 13 zeigt ein Schaltbild einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Bei dieser Ausführungsform v/erden anstelle eines einzigen 0,7 Hz-Generators 13 und der in Serie damit geschalteten zwei Phasenschieber 151 und 152, die in Figur 1 dargestellt sind, drei ge-

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trennte 0*7 Hz-Generatoren 131, 132 und 133 verwandt. Ähnlich sind der 7 Hz-Generator 14 und die zwei in Kaskade geschalteten Phasenschieber 161 und 162 von Figur 1 durch drei unabhängige 7 Hz-Generatoren 141, 142 und 143 ersetzt.

Diese geänderte Ausführungsform der erfindungsgemässen Klangwiedergabevorrichtung kann eine Klangwirkung hervorrufen, die der der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform ähnlich ist, da die 0,7 Hz-Generatoren 131 bis 133 sowie die 7 Hz-Generatoren 141 bis 143 gewöhnlich mit unterschiedlichen Phasen arbeiten.

Figur 14 zeigt ein Blockschaltbild einer Klangwiedergabevorrichtung, die dann verwandt werden kann, wenn die in Figur 3 dargestellte elektronische Orgel 111 als Klangquelle 11 verwandt wird.

Zunächst gibt die Klangwiedergabevorrichtung ein Signal mit einer" Frequenz (bei diesem Beispiel 8,4 Hz) ab, die der des Ausgangssignals vom oben genannten zweiten Niederfrequenzgenerator 14 entspricht, indem ein Ausgangssignal von einem der Tongeneratoren 24, die in Figur 3 dargestellt sind, durch einen Frequenzteiler 200 geleitet wird, der beispielsweise irgendeine Anzahl.in Kaskade geschalteter Flip-Flops oder bistabiler Schaltungen enthält. Das 8,4 Hz-Signal vom Frequenzteiler 200 wird dann durch eine frequenzteilende Zählerkette 201 in drei 0,7 Hz-Signale umgewandelt, deren Phasen um 120° verschoben sind, wobei diese drei 0,7 Hz-Signale den Ausgangssignalen vom ersten Niederfrequenz generator 13 und "von den zwei Phasenschiebern 161 und 162 entsprechen..Die frequenzteilende Zählerkette 201 wird durch eine Flip-Flop-Schaltung 202, einen 3:1-Untersetzer 203, der damit in Reihe geschaltet ist, und drei Flip-Flop-Schaltungen 204, 205 und 206 gebildet, die parallel mit den drei Ausgangsleitungen des 3:1-Untersetzers 203 geschaltet sind.

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Damit werden die drei 0,7 Hz-Signale durch die entsprechenden Tiefpassfilter 207, 208 und 209 mit dem 8,4 Hz-Signal kombiniert, das vom Frequenzteiler 200 durch ein Tiefpassfilter 210 erhalten wird.

Eine so aufgebaute Klangwiedergabevorrichtung kann eine Klangwirkung erzielen, die der der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform ähnlich ist.

Figur 15 zeigt das Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemässen Klangwiedergabevorrichtung.

Bei dieser Ausführungsform ist zusätzlich zum ersten und zweiten Niederfrequenzgenerator 13 und 14 eine dritter Niederfrequenzgenerator 211 vorgesehen, der ein drittes niederfrequentes Signal erzeugt, das eine Frequenz aufweist, die zweimal so gross (bei dieser Ausführungsform 1,4 Hz) wie die eines Ausgangssignals vom ersten Niederfrequenzgenerator 13 ist. Der erste Niederfrequenzgenerator 13 ist mit einem einzigen Phasenschieber 15 verbunden.

Damit wird eine Kombination des 0,7 Hz- und 7 Hz-Signals vom ersten.und zweiten Niederfrequenzgenerator 13 und 14 an den oberen spannunggesteuerten Generator 17A, ein Gemisch des 0,7 Hz- und 7 Hz-Signals von den Phasenschiebern 15 und 162 an den unteren spannungs -gesteuerten Generator 17C und eine Kombination des 1,4 Hz- und 7 Kz-Signals vom dritten Hiederfrequenzgenerator 211 und dem Phasenschieber 161 an den verbleibenden mittleren spannungsgesteuerten Generator 17B angelegt.

Dementsprechend unterliegt das mittlere Schieberegister 12B einer Zeitverzögerungsmodulation, die sich von der des oberen und unteren Schieberegisters 12A und 12C unterscheidet, wodurch die folgenden Ergebnisse erzielt werden.

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Das heisst, dass ein Klangbild, das vom Lautsprecher 19B des mittleren Kanals ausgesandt wird, der mit dem mittleren Schieberegister 12B gekoppelt ist, wiederholt mit einer Periode umläuft, die etwa 2mal so gross wie die der Klangbilder von den Lautsprechern 19A und 19B für den oberen (linken) und unteren (rechten) Kanal ist, die mit den entsprechenden oberen und unteren Schieberegistern 12A und 12C gekoppelt sind. Folglich werden die Klangbilder von den jeweiligen Lautsprecherkanälen stärker getrennt als es bei den vorher beschriebenen Klangwiedergabevorrichtungen der Fall ist.

Figur 16 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Klangwiedergabevorrichtung.

Bei dieser Ausführungsform sind eine weisse Rauschquelle 221 und ein Tiefpassfilter 222, die wie im folgenden beschrieben aufgebaut sind, anstelle des zweiten Niederfrequenzgenerators 14 vorgesehen. Die weisse Rauschquelle 221 enthält einen NPN-Transistor Q11, dessen Emitter mit dem positiven Pol einer Gleichstromquelle 223 und dessen Basis mit deren negativem Pol über einen Widerstand R81 verbunden ist und der als rückwärts vorgespannte Diode wirkt,und einen Verstärker 124, der zwei NPN-Transistoren. Q12 und Q13 mit geerdetem Emitter enthält, die in Serie geschaltet sind,und dessen Eingang über einen Kopplungskondensator C81 mit der Basis des Transistors Q11 in Verbindung steht.

Das Tiefpassfilter 222 enthält einen Widerstand R82, dessen eines Ende mit dem Ausgang des Verstärkers 224 verbunden ist und einen Kondensator C82, dessen eine Platte mit dem anderen Ende des Widerstandes R82 in Verbindung steht und dessen andere Platte mit dem positiven Pol der Gleichstromquelle 223 verbunden ist. Das Tiefpassfilter 222 ist so ausgelegt, dass nur eine Frequenzkomponente des weissen Rauschsignals von der Rauschquelle 221 hindurchgeht, die unter etwa 10 Hz liegt.

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Damit ist jedes Schieberegister 12A bis 12C durch die entsprechenden spannungsgesteuerten Generatoren 17A, 17B oder 17C einer Zeitverzögerungsmodulation unterworfen, die durch das Gemisch der 0,7 Hz-Komponente vom ersten Niederfrequenzgenerator 13 oder vom Phasenschieber 151 oder 152 und der weissen Rauschkomponente bestimmt ist, die das Niederpassfilter 222 passiert.

Bei der in Figur 16 dargestellten Klangwiedergabevorrichtung ändert sich die Zeitverzögerung der Klangsignale, die von jedem der Schieberegister 12A bis 12C abgegeben werden, unregelmässiger als bei den im Vorhergehenden beschriebenen Klangwiedergabevorrichtungen, so daß ein willkürlicher Lauf der Klangbilder von den jeweiligen Lautsprechern bewirkt wird.

Figur 17 zeigt das Blockschaltbild noch einer anderen Ausführungsfqrm der erfindungsgemässen Klangwiedergabevorrichtung.

Diese Klangwiedergabevorrichtung unterscheidet sich von den vorhergehenden darin, dass sie zwischen der Klangquelle 11 und den jeweiligen Schieberegistern 12A bis 12C eine Frequenzfiltereinrichtung mit dem im folgenden beschriebenen Aufbau aufweist.

Die Frequenzfiltereinrichtung weist ein Differenzierhochpassfilter 231, das einen Kondensator C91 und einen Widerstand R91 enthält und so ausgelegt ist, dass es nur höhere Frequenzkomponenten, als beispielsweise etwa 1,7 kHz durchlässt, ein Integrationstiefpassfilter 232, das einen Widerstand R92 und einen Kondensator C92 enthält, und nur tiefere Frequenzkomponenten als beispielsweise etwa 170 Hz durchlassen kann, und ein paralleles Resonanzbandpassfilter 233 auf, das eine Induktionsspule L und einen Kondensator C93 enthält.

Die Eingänge aller dieser Filter 231 bis 233 sind gemeinsam mit der Klangquelle 11 verbunden. Bei dieser Ausführungsform ist der Ausgang des Hochpassfilters 231 mit den Eingängen des obe-

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ren und mittleren Schieberegisters 12A und 12B und der Ausgang dfcs Bandpassfilters 233 mit den Eingängen des unteren und mittleren Schieberegisters 12C und 12B verbunden.

Im Gegensatz dazu ist der Ausgang des Tiefpassfilters 232 (obwohl er mit dem Eingang des mittleren Schieberegisters 12B verbunden sein kann) direkt mit dem mittleren Verstärker 18B zusammen mit dem Ausgang des mittleren Schieberegisters verbunden, da die niederfrequente Klangsignalkomponente, die durch das Tiefpassfilter 232 erhalten wird, einer weniger wirksamen Zeitverzögerungsmodulation durch das Schieberegister unterworfen ist als die höherfrequenten KlangSignalkomponenten, die durch das Hoch- und Bandpassfilter 231 und 232 erhalten werden.

Eine so aufgebaute Klangwiedergabevorrichtung hat den Vorteil, dass eine mehr stereophone Wiedergabe von den jeweiligen Lautsprecherkanälen erzielt wird, wobei die musikalischen Klänge im Hinblick auf den hohen, mittleren und tieferen Bereich klarer unterschieden sind.

Figur 18 zeigt das Blockschaltbild einer Änderung der in Figur 17 dargestellten Ausführungsform der Erfindung.

Bei dieser Änderung sind vier Schieberegister 12A bis 12D und vier spannungsgesteuerte Generatoren 17A bis 17D vorgesehen. Andererseits ist der erste Niederfrequenzgenerator 13 mit einem Inverter 241 anstelle der zwei in Kaskade geschalteten Phasenschieber 151 und 152 gekoppelt. Ähnlich ist der zweite Miederfrequenzgenerator 14 mit einem Inverter 242 anstelle der zwei in Reihe geschalteten Phasenschieber 161 und 162 gekoppelt.

Der Ausgang des zweiten Niederfrequenzgenerators 14 ist mit dem oberen spannungsg esteuerten Generator 17A, der des Inverters mit dem unteren spannungs gesteuerten Generator 17C, der des

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ersten Niederfrequenzgenerators 13 mit dem mittleren spannungsgesteuerten Generator 17D und der des Inverters 241 mit einem zusätzlichen spannungsgesteuerten Generator 17D gekoppelt. Der Ausgang des Hochpassfilters 231 ist gleichzeitig mit den Eingängen des oberen und unteren Schieberegisters 12A und 12C, der des Bandpassfilters 232 gleichzeitig mit den Eingängen des mittleren und des zusätzlichen Schieberegisters 12B und 12D und der des Tiefpassfilters 233 (obwohl er beispielsweise mit dem Eingang des unteren Schieberegisters 12C verbunden sein kann) direkt mit allen Verstärkern ISA bis 18C verbunden.

Damit sind die Ausgänge des oberen und mittleren Schieberegisters 12A und 12B gemeinsam mit dem oberen Verstärker 18Λ, die des mittleren und unteren Schieberegisters 12B und 12C mit dem mittleren Verstärker 18B, die des unteren und zusätzlichen Schieberegisters 12C und 12D mit dem unteren Verstärker 18C und die des zusätzlichen und oberen Schieberegisters 12D und 12A mit dem mittleren Verstärker 18B verbunden. Eine derartige, gegenüber der in Fig. 17 dargestellten /usführungsform geänderte Klangwiedergabevorrichtung kann eine ähnliche Klangwirkung hervorrufen.

Figur 19 zeigt das Blockschaltbild einer weiteren Änderung der in Figur 17 dargestellten Ausführungsform, die vier Schieberegister 12A bis 12D und vier spannungsgesteuerte Generatoren 17A bis 17D enthält, die alle von der gleichen Art wie bei der in Figur 18 dargestellten Änderung sind.

Diese Änderung unterscheidet sich von der in Figur 18 dargestellten darin, dass ein dritter Niederfrequenzgenerator 250 vorgesehen ist, der mit dem Inverter .241 gekoppelt ist und ein drittes niederfrequentes Signal von etwa 3 Hz erzeugt, daß der erste Niederfrequenzgenerator 13 in Reihe mit drei Phasenschiebern 151, 152 und 153 geschaltet ist, von denen 0,7 Hz-Signale abgegeben v/erden, die um 90° oder 60° zueinander phasen-

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verschoben sind, dass die Ausgänge des ersten und zweiten Niederfrequenzgenerator 13 und 14 gemeinsam mit dem oberen spannungsgesteuerten Generator 17A, die Ausgänge des Inverters 242 und des Phasenschiebers 151 gemeinsam mit dem mittleren spannungsgesteuerten Generator 17B, die Ausgänge des dritten Niederfrequenzgenerators 250 und des Phasenschiebers 152 gemeinsam mit dem unteren spannungsgesteuerten Generator 17C und die Ausgänge des Inverters 241 und des Phasenschiebers 153 gemeinsam mit dem zusätzlichen spannungsgesteuerten Generator 17D gekoppelt sind, dass der Ausgang des oberen Schieberegisters 12A, dessen Eingang zusammen mit dem des mittleren Schieberegisters 12B mit dem Hochpassfilter 231 gekoppelt ist, mit dem oberen und mittleren Verstärker 18A und 18B zusammen mit dem Ausgang des unteren Schieberegisters 12C und der Ausgang des mittleren Schieberegisters 12B zusammen mit dem Ausgang des zusätzlichen Schieberegisters 12D, dessen Eingang mit dem Bandpassfilter 233 zusammen mit dem des unteren Schieberegisters 12C gekoppelt ist, mit dem mittleren und unteren Verstärker 18B und 18C verbunden ist, und dass der Ausgang des Tiefpassfilters 232 nur mit dem mittleren Verstärker 18B in Verbindung steht.

Die in Figur 19 dargestellte Klangwiedergabevorrichtung ermöglicht es, dass die von den jeweiligen Lautsprechern 19A bis 19C ausgesandten Klangbilder über kompliziertere Bahnen laufen als im Falle der i■ ■. Figur 18 dargestellten Ausführungsform.

Zusätzlich sind in Figur 19 Kopplungsschaltungen 251, 252 und 253 mit dem gleichen Aufbau wie die Kopplungsschaltungen 91 bis 93 in Figur 11 zwischen den Ausgang des oberen'Verstärkers 18A und den Eingang des mittleren Verstärkers 18B, zwischen den Ausgang des mittleren Verstärkers 18B und den Eingang des unteren Verstärkers 18C und zwischen den Ausgang des unteren Verstärkers 18C und den Eingang des oberen Verstärkers 18A geschaltet.

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Figur 20 zeigt ein Blockschaltbild einer weiteren Änderung der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung.

Diese Änderung unterscheidet sich von der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform darin, dass der mittlere Verstärker 18B und der mittlere Lautsprecher 19B fortgelassen sind und der Ausgang des mittleren Schieberegisters 12B dem oberen und unteren Verstärker 18A und 18C geliefert wird.

Figur 21 zeigt ein Blockschaltbild noch einer weiteren Änderung der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform.

Diese Änderung unterscheidet sich von der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform darin, dass ein Satz von Schieberegistern und spannungsgesteuerten Einrichtungen fortgelassen ist, der erste Niederfrequenzgenerator 13 mit dem Inverter 241 anstelle 'der zwei Phasenschieber 151 und 152 gekoppelt ist, der zweite Niederfrequenzgenerator 14 mit dem Inverter 242 anstelle der zv/ei Phasenschieber 161 und 162 gekoppelt ist, der obere spannungsgesteuerte Generator 17A mit den Ausgängen der Inverter 241 und 242 gekoppelt ist, der untere spannungsgesceuerte Generator 17B mit den Ausgängen des ersten und zweiten Iliederfrequcnzgenerators 13 und 14 gekoppelt ist und die Klangsignale von der Klangquelle 11 direkt den beiden Verstärkern 18A und 183 zusätzlich zu den beiden Schieberegistern 12A und 12B geliefert v/erden.

Die in den Figuren 20 und 21 dargestellten geänderten Ausführungsformen der Klangwiedergabevorrichtung bewirken, dass die musikalischen Klänge von beiden Lautsprechern sich auf eine kompliziertere Weise ändern als es bei der in Figur 1 dargestellten iusführungsfonn der Fall ist.

Figur 22 zeigt das Blockschaltbild noch einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemässen Klangwiedergabevorrichtung.

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Bei dieser Ausführungsform werden die Klangsignale von der Klangquelle 11 einer zweistufigen Zeitverzögerungsmodulation durch eine erste oder vordere Stufe eines einzigen Schieberegisters 12F und eine zweite oder hintere Stufe von drei parallel angeordneten Schieberegistern 12RA, 12RB und 12RC unterworfen.

Das vordere Schieberegister 12F ist einer Zeitverzögerungsmodulation durch einen vorderen spannungsgesteuerten Generator 17F unterworfen, der mit dem ersten Niederfrequenzgenerator 13 gekoppelt ist, während das hintere obere Schieberegister 12RA einer Zeitverzögerungsmodulation durch einen hinteren oberen spannungsgesteuerten Generator 17RA, der mit dem zweiten Niederfrequenzgenerator 14 gekoppelt ist, das hintere mittlere Schieberegister 12RB einer Zeitverzögerungsmodulation durch einen hinteren mittleren spannungsgesteuerten Generator 17RB, der mit dem Phasenschieber 161 gekoppelt ist, und das hintere untere Schieberegister 12RC einer Zeitverzögerungsmodulation durch einen hinteren unteren spannungsgesteuerten Generator 17RC unterworfen ist, der mit dem Phasenschieber 162 gekoppelt ist.

Die in Figur 22 dargestellte Klangwiedergabevorrichtung kann ebenfalls eine Klangwirkung hervorrufen,die der' der in Fig.1 dargestellten ' usführungsfo'rm ähnlich ist.

Figur 23 zeigt ein Blockschaltbild einer Änderung der in Figur 22 dargestellten Ausführungsform.

Diese Änderung unterscheidet sich von der in Figur 22 dargestellten Aus führung sforni darin, dass sie zwei vordere Schieberegister 12FA und 12FC, deren Eingänge gemeinsam mit der Klangquelle 11 verbunden sind, und ein einziges hinteres Schieberegister 12R3 aufweist, dessen Eingang mit den Ausgängen von beiden vorderen Schieberegistern gekoppelt ist.

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Das vordere obere Schieberegister 12FA ist einer Zeitverzögerungsmodulation durch einen vorderen oberen spannungsgesteuerten Generator 17FA, der mit dem ersten und dem zweiten Niederfrequenzgenerator 13 und 14 gekoppelt ist, das vordere untere Schieberegister 12FC ist einer Zeitverzögerungsmodulation durch einen vorderen unteren spannungsgesteuerten Generator 17FC, der mit den Phasenschiebern 152 und 162 gekoppelt ist, und das hintere Schieberegister 12RB ist einer Zeitverzögerungsmodulation durch einen hinteren spannungsgesteuerten Generator 17RB unterworfen, der mit den Phasenschiebern 151 und 161 gekoppelt ist.

Figur 24 zeigt ein Schaltbild einer weiteren Änderung der in Figur 22 dargestellten Ausführungsform.

Diese Änderung unterscheidet sich von der in Figur 23 dargestellten Änderung darin, dass der mittlere Verstärker 18B und der Lautsprecher 19B fortgelassen sind und der Ausgang des hinteren Schieberegisters 12RB mit den verbleibenden oberen und"unteren Verstärkern 18A und 18B gekoppelt ist.

Figur 25 zeigt ein Blockschaltbild nach einer anderen Änderung der in Figur 22 dargestellten Äusführungsform.

Diese Änderung weist einen Aufbau auf, der einer Kombination der in den Figuren 17 und 22 dargestellten Ausführungsformen äquivalent ist, ausser dass die vordere Stufe der Schieberegister zv/ei Schieberegister 12FA und 12F3 aufweist, die Zeitverzögerungsmodulationen durch die entsprechenden spannungsgesteuerten Generaxore"n 17FA und 17FB' unterworfen sind, von denen einer mit einem dritten Niederfrequenzgenerator 261, der ein drittes niederfrequentes Signal von etwa 4 Hz erzeugt, und einem vierten Niederfrequenzgenerator 262 gekoppelt ist, der ein viertes niederfrequentes Signal von etwa 14 Hz erzeugt, und von denen der andere mit zv/ei Invertern 263 und 264 gekoppelt ist, von

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denen jeder mit dem entsprechenden dritten und vierten Niederfrequenzgenerator 261 und 262 verbunden ist.

Figur 26 zeigt das Blockschaltbild nach einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Klangwiedergabevorrichtung.

Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in Figur 1 dargestellten darin, dass zwei parallele Anordnungen vorgesehen sind, von denen jede im wesentlichen den gleichen AufbaujWie er in Figur 1 dargestellt ist,aufweist und Schieberegister 12FA bis 12FC oder 12RA bis 12RC und spannungsgesteuerte Generatoren 17FA bis 17FC oder 17RA bis 17RC enthält und dass drei getrennte Klangquellen 11A, 11B und 11C vorgesehen sind, wie es im folgenden beschrieben wird.

Diese drei getrennten Klangquellen 11A bis 11C können, wie es in Figur 27 dargestellt ist, durch eine obere manuelle Tastatur eine untere manuelle Tastatur 272 und eine Pedaltastatur 273 geliefert werden, die in einer einzigen elektronischen Orgel eingebaut sind, wie sie in Figur 10 dargestellt ist, und die Tonsignale von Tongeneratoren 274 erzeugen, die den wahlweise niedergedrückten Tasten auf den Tastaturen 271 und 273 entsprechen.

Die drei Klangquellen 11A bis 11C können, wie es in Figur 28 dargestellt ist, auch durch eine elektrische Gitarre 281,durch eine elektronische Orgel 282 und einen elektrischen Bass 283 geliefert werden.

Die wie oben beschrieben aufgebaute Klangwiedergabevorrichtung kann eine ausgezeichnete stereophone Klangwirkung hervorrufen.

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Claims

Patentansprüche

1/. Klandwiedergabevorrichtung zum 7/iedergeben von musikalischen Klängen von einem elektrischen Musikinstrument, gekennzeichnet durch wenigstens eine Klangquelle, die Klangsignale erzeugt, die während des Spielens wenigstens eines elektrischen Musikinstrumentes erhalten werden, durch eine Anzahl von Schieberegistern mit Feldeffekttransistoren, die mit der Klangquelle gekoppelt sind, um die davon erzeugten Klangsignale zu empfangen, von denen jedes Schieberegister als ein Signalverzögerungsv/eg für die Klangsignale wirkt, die von der Klangquelle zugeliefert werden, durch eine Anzahl von spannungsgesteuerten Taktimpulsgeneratoren, von denen jeder ein Taktimpulssignal erzeugt, das eine Ultraschallfrequenz aufweist und mit dem entsprechenden Schieberegister gekoppelt ist, um davon die vorher von der Klangquelle zugelieferten Klangsignale mit einer Zeitverzögerung abzugeben, die durch die Frequenz des Taktimpulssignales bestimmt ist, das durch den zugehörigen Taktimpulsgenerator erzeugt ist, durch wenigstens zwei Niederfrequenzgeneratoren, die mit den Taktimpulsgeneratoren gekoppelt sind, um kontinuierlich die Frequenz des davon erzeugten Taktimpulssignales in Abhängigkeit von den Frequenzen der Signale zu variieren, die von den Niederfrequenzgeneratore-n geliefert v/erden, wobei einer der Niederfrequenz;-;eneratore:i ein erstes niederfrequentes Signal mit etwa 0,5 bis 3 Hz und der andere eine zweites niederfrequentes Signal erzeugt, das eine Frequenz aufweist, die etwa 5- bis 10mal so gross wie die des ersten niederfrequenten Signales ist und das einen Spannungspegel aufweist, der etwa gleich einem Drittel bis einem Fünftel des des ersten niederfrequenten Signales ist, und durch Phasenschieber zum Umwandeln wenigstens eines der zwei niederfrequenten Signale von den Niederfrequenzgene-

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ratoren in eine Anzahl von Signalen mit unterschiedlichen • Phasen, wobei jedes Schieberegister die vorher· von der Klangquelle zugelieferten Klangsignale mit einer Zeitverzögerung abgibt, die sich kontinuierlich mit der Frequenz des Taktimpulssignales vom zugehörigen Taktimpulsgenerator ändert, der durch die Ausgangssignale von den Niederfrequenzgeneratoren gesteuert wird, und wobei die durch die Schieberegister erhaltenen Klangsignale von wenigstens einem Lautsprecher ausgestrahlt werden.
2. Klangwiedergabevorrichtung nach /nspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klangquelle so angeordnet ist, dass sie Klangsignale von einem einzigen elektrischen Musikinstrument erzeugt und die erzeugten Klangsignale gemeinsam zu den Schieberegistern liefert.
3. Klangwiedergabevorrichtung nach /nspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das einzige elektrische Musikinstrument, das die Klangquelle bildet, eine elektronische Orgel umfasst, die eine Anzahl verschiedener Klangsignale erzeugt, in denen ein erstes Signal, das vom Spielen der manuellen Tastatur der elektronischen Orgel abgeleitet wird, und ein zweites Signal enthalten ist, das durch eine Betätigung der Pedaltastatur erhalten wird, und dass die Klangsignale, die sich von den verschiedenen Spielarten ableiten, getrennt den Schieberegistern geliefert werden.
h. Klangwiedergabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klangquelle so angeordnet ist, dass sie Klangsignale von wenigstens zwei elektrischen Musikinstrumenten unterschiedlicher Art erzeugt und die Klangsignale getrennt den Schieberegistern liefert.
5. Klangwiedergabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klangquelle eine elektronische Orgel um-

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fasst, die eine Anzahl von Tongeneratoren enthält, von denen jeder ein Tonsignal bestimmter Frequenz erzeugt, und die Kombination der Niederfrequenzgeneratoren und der Phasenschieber einen Frequenzteiler zum Teilen der Frequenz eines Ausgangssignals von irgendeinem der Tongeneratoren herunter bis auf eine Frequenz, die im wesentlichen gleich der des . zweiten niederfrequenten Signales ist, und eine frequenzteilende Zählerkette enthält, um die Frequenz eines Ausgangssignals vom Frequenzteiler auf eine Frequenz herunterzusetzen, die nahezu gleich der des ersten niederfrequenten Signales ist.
6. Klangwiedergabevorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Klangmischeinrichtung zum Kombinieren eines Teils der Klangsignale von einem der Schieberegister mit Klangsignalen vom anderen Schieberegister, um dadurch kombinierte Klangsignale von den jeweiligen Schieberegistern herzustellen, die von einer Vielzahl von getrennten Lautsprechern hörbar sind.
7. Klangwiedergabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kombination der Niederfrequenzgeneratoren und der Phasenschieber einen Inverter und eine Anzahl von in 'Serie geschalteten RC-Kettenschaltungen enthält, die zwischen den Ausgang und den Eingang des Inverters als positi\>-er Rückkopplungsweg geschaltet sind.
8. Klangwiedergabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederfrequenzgeneratoren weiterhin ein drittes niederfrequentes Signal erzeugen, das eine Frequenz aufweist, die etwa doppelt so gross wie die des ersten niederfrequenten Signales ist und das einen Spannungspegel aufweist, der nahezu gleich dem des zweiten niederfrequenten Signales ist, und dass die Schieberegister bewirken, dass die von der Klangquelle zugelieferten Klangsignale durch die entsprechenden Taktimpulsgeneratoren komplizierter

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verzögert werden.
9. Klangwiedergabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Niederfrequenzgeneratoren eine weisse Rauschsignalquelle und ein Tiefpassfilter enthält, das mit der weissen Rauschsignalquelle gekoppelt ist.
10. Klangwiedergabevorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Frequenzfilter, durch das die Klangsignale von der Klangquelle getrennt den Schieberegistern geliefert werden.
11. Klangwiedergabevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Frequenzfilter ein Hochpassfilter, ein Bandpassfilter und ein Tiefpassfilter enthält und die durch wenigstens das Hochpassfilter und das Bandpassfilter erhaltenen Klangsignale durch die entsprechenden Schieberegister abgegeben werden.
Klangwiedergabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Gruppen von Schieberegistern vorgesehen sind und die jeweiligen Gruppen der Schieberegister durch entsprechende Signale mit unterschiedlichen niedrigen Frequenzen von den Niederfrequenzgeneratoren über die entsprechenden Taktimpulsgeneratoren gesteuert werden.
13. Klangwiedergabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Taktimpulsgeneratoren einen Sägezahngenerator, der ein Signal mit Ultraschallfrequenz erzeugt, eine Schwingungsfrequenzsteuerschaltung, die mit dem Eingang des Sägezahngenerators gekoppelt ist, um die Schwingungsfrequenz des Signales vom Sägezahngenerator in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen von den Niederfrequenzgeneratoren kontinuierlich zu verändern, und eine bistabile Schaltung

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aufweist, die mit dem Ausgang des Sägezahngenerators gekoppelt ist, um ein Paar von Ausgangssignalen, die 180 phasenverschoben sind, abzugeben, die als Taktimpulssignale dem entsprechenden Schieberegister geliefert werden.

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