DE3810321A1

DE3810321A1 - Device for generating musical tones

Info

Publication number: DE3810321A1
Application number: DE19883810321
Authority: DE
Inventors: Bernhard Stopper
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-03-26
Filing date: 1988-03-26
Publication date: 1989-10-05

Abstract

The invention relates to a device for generating musical tones from the tonal range of musical instruments having 12 tonal degrees per octave. So that the musical scale of the audio frequencies is perceived as being correct in auditory terms, it is provided that the generated audio frequencies generate twelfths with the frequency ratio of fn/T3 and equally large tonal degree steps in conjunction with a uniform de-tuning of the partial tones.

Description

Vorrichtung zur Musiktonerzeugung von dem Tonumfang von Musikinstrumenten mit 12 Tonstufen pro Oktave entspre chenden Tonfrequenzen mittels wenigstens eines Fre quenzgenerators je Tonstufe.Device for generating musical sound from the range of Musical instruments with 12 notes per octave correspond sound frequencies using at least one fre quenzgenerator per pitch.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Ober begriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device according to the Ober Concept of claim 1.

Um auf Musikinstrumenten, welche nur über 12 Tonstufen pro Oktave verfügen, alle gängigen 24 Tonarten in glei cher Stimmqualität auf den 12 verschiedenen Tonstufen benutzen zu können, ist es erforderlich, jeder der 12 verschiedenen Tonstufen pro Oktave, für je zwei ver wandte Tonarten, eine gemeinsame Stufe zuzuweisen, welche ansonsten in der 24-stufigen Einteilung der Ok tave voneinander abweichen würden. Zur Lösung dieses Problems errechnete Andreas Werckmeister um 1700 die sogenannte gleichschwebende Temperatur. Alle Oktaven werden hierbei in 12 gleiche Halbtonschritte mit dem Faktor von eingeteilt. To on musical instruments that only have 12 tones per octave, all common 24 keys in the same vocal quality on the 12 different tone levels to use it, it is necessary to use each of the 12 different tones per octave, for two ver applied keys to assign a common level which are otherwise in the 24-step division of the Ok would differ from each other. To solve this Andreas Werckmeister calculated the problems around 1700 so-called constant temperature. All octaves are here in 12 equal semitones with the Factor of divided.

Aus diesem Grund sind die heute üblichen Musikinstru mente dadurch gekennzeichnet, daß die einer Tonfrequenz fn um x Halbtöne höher liegende Tonfrequenz fn + x um den Faktor höher ist als die Tonfrequenz fn, wobei T 2 die Frequenz des zweiten Teiltones von fn ist und x eine ganze Zahl ist. Da von Musikern jedoch häu fig bemängelt wird, daß Musikinstrumente mit 13 Tonstu fen pro Oktave gehörsmäßig im Diskant zu tief und im Bass zu hoch klingen, was seine Ursache darin hat, daß alle Quinten mit dem Faktor erzeugt werden, anstatt mit dem des natürlichen Frequenzverhältnisses entsprechenden Faktors T 3/T 2 und alle Oktaven mit dem natürlichen Frequenzverhältnis entsprechenden Faktor erzeugt werden. Zur Abhilfe wird bereits bei einigen Muksikinstrumenten mit erheblichem Aufwand an Korrekturschaltungen versucht, eine Tonleiter mit dem Tonstufenfaktor in eine gehörsmäßig richtige Tonleiter abzuändern.For this reason, the current musical instruments are characterized in that the tone frequency fn by x semitones higher tone frequency fn + x is higher by a factor than the tone frequency fn , where T 2 is the frequency of the second partial tone of fn and x a is an integer. However, since musicians often complain that musical instruments with 13 pitches per octave sound too low in the treble and too high in the bass, which is due to the fact that all fifths are generated with the factor instead of that of the natural frequency ratio corresponding factor T 3 / T 2 and all octaves with the natural frequency ratio corresponding factor are generated. To remedy this, attempts are already being made to correct a scale with the scale factor into a correct scale with some musical instruments with considerable effort in correction circuits.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Tonerzeu gungsvorrichtung von Musikinstrumenten mit 12 Tonstufen pro Oktave auf einfache Weise so zu konzipieren, daß sich eine gehörsmäßig richtige Tonleiter ergibt.The invention has for its object the Tonerzeu device for musical instruments with 12 tone levels easy to conceive per octave so that there is an auditory correct scale.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrich tung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This task is done in a generic Einrich tion by the characterizing features of claim 1 solved.

Die durch diese Vorrichtung erzeugten Tonfrequenzen er zeugen bei einer gleichmäßigen Teiltonverstimmung Duo dezimen mit dem Frequenzverhältnis von fn/T 3 und gleich große Tonstufenschritte. Als Teiltonverstimmung be zeichnet man die Abweichung der Frequenz eines n-ten Teiltones einer Grundfrequenz fn vom n-fachen von fn. Daß die Tonleiter dieser Tonfrequenzen als gehörsmäßig richtig empfunden wird, hat seine Ursache darin, daß die in der Teiltonreihe eines einzelnen Tones vorkom menden ersten drei Teiltöne mit ihren Teiltonverhält nissen fn/T 2 der Oktave, T 2/T 3 der Quinte und fn/T 3 der Duodezime, eine Oktav-Quintspannung bilden, welche vom Gehör bereits beim Erklingen eines einzelnen Tones re gistriert wird. Da die Duodezime eine Oktave und eine Quinte umschließt, bleibt beim Übertragen einer Duode zime mit dem Frequenzverhältnis fn/T 3 auf die Tonleiter die Oktav-Quintspannung erhalten, obwohl durch den Halbtonschrittfaktor auf der Tonleiter alle Quinten etwas enger und alle Oktaven etwas weiter in ihren Frequenzverhältnissen werden, als sie es bei den vorhandenen Teiltonverhältnissen eines einzelnen Tones sind.The tone frequencies generated by this device he testify with a uniform partial tone detuning duo decimal with the frequency ratio of fn / T 3 and equally large tone steps. Partial detuning refers to the deviation of the frequency of an nth partial of a fundamental frequency fn from n times fn . The reason that the scale of these tone frequencies is perceived as correct in terms of hearing is due to the fact that the first three partials occurring in the partial tone series of a single tone with their partial tone ratios fn / T 2 of the octave, T 2 / T 3 of the fifth and fn / T 3 of the duodezime, form an octave fifth voltage, which the ear registers when a single tone is heard. Since the duodezime encloses an octave and a fifth, when transferring a duode zime with the frequency ratio fn / T 3 to the scale, the octave fifth voltage is retained, although due to the semitone step factor on the scale, all fifths are somewhat narrower and all octaves a little further in theirs Frequency ratios become as they are with the existing partial tone ratios of a single tone.

Um die Vorrichtung möglichst einfach z. B. in elektroni schen Musikinstrumenten zu gestalten, ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mindestens ein Frequenzgenerator ein Frequenzwandler, welcher die ihm zugeführte Frequenz mit den Wandlerfaktoren oder beaufschlägt, wobei y eine ganze Zahl ist.To make the device as simple as possible. B. to design in electronic's musical instruments, according to a further embodiment of the invention, at least one frequency generator is a frequency converter which applies the frequency supplied to it with the converter factors or, where y is an integer.

Weiterhin ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Er findung zur Vereinfachung der Vorrichtung mindestens ein Tongenerator ein Frequenzwandler, welcher die ihm zugeführte Frequenz mit den Wandlerfaktoren (T 3/fn) ^z oder 1/(T 3/fn) ^z beaufschlägt, wobei z eine ganze Zahl ist.Furthermore, according to a further embodiment of the invention, to simplify the device, at least one tone generator is a frequency converter which applies the frequency supplied to it with the converter factors (T 3 / fn) ^z or 1 / (T 3 / fn) ^z , z being a whole Number is.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zur Berücksichtigung verschiedener Teiltonverstimmung der Tonfrequenz, in den Wandlerfaktoren für T 3 die Frequenz des dritten Teiltones der des Wandlers zugeführten Fre quenz und für fn die Grundfrequenz der des Wandlers zu geführten Frequenz eingesetzt.According to a further embodiment of the invention, the frequency of the third partial tone of the frequency supplied to the converter and for fn the fundamental frequency of the frequency fed to the converter are used to take into account various partial tone detuning of the tone frequency, in the converter factors for T 3 .

Weiterhin ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Er findung zur Vereinfachung der Vorrichtung T 3 das 3 fache von fn, was einen Tonstufenfaktor von ¹⁹√^x ergibt.Furthermore, according to a further embodiment of the invention, in order to simplify the device T 3, it is 3 times fn , which gives a tone factor of ¹⁹ √ ^x .

Weiterhin weicht nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zur Erzeugung von Schwebungen T 3 vom 3fachen von fn oder vom Frequenzwert des dritten Teiltones ge ringfügig ab.Furthermore, according to a further embodiment of the invention for generating beats T 3 , it deviates slightly from 3 times fn or from the frequency value of the third partial tone.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorrichtung Teil eines Musikinstrumentes.According to a further embodiment of the invention Device part of a musical instrument.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorrichtung Teil eines Stimmgerätes zur Referenztoner zeugung der zu messenden Töne.According to a further embodiment of the invention Device part of a tuner for reference toner generation of the tones to be measured.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen ins besondere darin, daß auf aufwendige Korrekturschaltun gen zur Erreichung einer gehörsmäßig richtigen Tonlei ter verzichtet werden kann.The advantages achieved by the invention are special in that on complex correction circuit to achieve a correct tonlei ter can be dispensed with.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich nung dargestellt und wird im folgenden beschrieben.An embodiment of the invention is in the drawing voltage and is described below.

Es zeigen Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Stimmgerä tes mit einem Meßumfang vom f 1 bis zum h 4, welches mit einer Tongeneratorgruppe bestehend aus 19 Tongenerato ren (1) zur Erzeugung des 19-Ton-Umfanges f 1-h 4 mit dem Halbtonschrittfaktor ¹⁹√, arbeitet. Die Ausgänge der Tongeneratorgruppe sind mit 19 Frequenzteilern (4) verbunden, welche die Ausgangsfrequenzen der Tongenera torgruppe mit Faktor ¹/₃, ¹/₉, ¹/₂₇ und ¹/₈₁ teilen. Die Ausgänge der Frequenzteiler liefern die Referenz frequenzen der zu messenden Töne und sind mit der Ton wahlschaltung (5) verbunden, mit welcher der zu messen de Ton ausgewählt wird. Die Vergleichsschaltung (6) ist mit der Tonwahlschaltung (5) verbunden und bezieht von dort die Referenzfrequenz des zu messenden Tones. Die Frequenz des zu messenden Tones wird über ein Mikrofon (7) in die Vergleichsschaltung eingespeist, die die Ab weichung beider Frequenzen ermittelt, und an einem An zeigegerät (8), welches mit der Vergleichsschaltung verbunden ist, sichtbar gemacht.1 shows a block diagram of a Stimmgerä tes with a scope of measurement of the f 1 to h 4, which ren with a Tongeneratorgruppe consisting of 19 Tongenerato (1) to produce the 19-tone circumference f. 1 - h 4 with the Halbtonschrittfaktor ¹⁹ √, works. The outputs of the Tongeneratorgruppe are connected to 19 frequency dividers (4), which gate group the output frequencies of Tongenera with factor ^_1/3, ^_1/9, ^_1/27, and ^_1/81 parts. The outputs of the frequency divider supply the reference frequencies of the tones to be measured and are connected to the tone selection circuit ( 5 ) with which the tone to be measured is selected. The comparison circuit ( 6 ) is connected to the tone selection circuit ( 5 ) and draws from there the reference frequency of the tone to be measured. The frequency of the sound to be measured is fed into the comparison circuit via a microphone ( 7 ), which determines the deviation from both frequencies, and is made visible on a display device ( 8 ) which is connected to the comparison circuit.

Claims

1. Vorrichtung zur Musiktonerzeugung von dem Tonumfang von Musikinstrumenten mit 12 Tonstufen pro Oktave ent sprechenden Tonfrequenzen mittels wenigstens eines Fre quenzgenerators je Tonstufe, dadurch ge kennzeichnet, daß die einer Tonfrequenz fn um x Halbtöne höher liegende Tonfrequenz fn + x um den Faktor höher ist als die Tonfrequenz fn, wobei T 3 die Frequenz des dritten Teiltones von fn ist und x eine ganze Zahl ist.1. Device for generating musical sound from the tonal range of musical instruments with 12 tone levels per octave corresponding tone frequencies by means of at least one Fre frequency generator per tone level, characterized in that the tone frequency fn by x semitones higher tone frequency fn + x is higher than the factor the tone frequency fn , where T 3 is the frequency of the third partial tone of fn and x is an integer.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß mindestens ein Frequenzge nerator ein Frequenzwandler ist, welcher die ihm zuge führte Frequenz mit den Wandlerfaktoren oder beaufschlägt, wobei y eine ganze Zahl ist.2. Device according to claim 1, characterized in that at least one frequency generator is a frequency converter which applies the frequency supplied to it with the converter factors or, where y is an integer.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß mindestens ein Frequenzgenerator ein Frequenzwandler ist, welcher die ihm zugeführte Frequenz mit den Wandlerfaktoren (T 3/fn) ^z oder 1/(T 3/fn) ^z beaufschlägt, wobei z eine ganze Zahl ist.3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that at least one frequency generator is a frequency converter which applies the frequency supplied to it with the converter factors (T 3 / fn) ^z or 1 / (T 3 / fn) ^z , where z is an integer.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß in den Wandlerfaktoren für T 3 die Frequenz des dritten Teiltones der des Wandlers zugeführten Frequenz eingesetzt ist und für fn die Grundfrequenz der des Wandlers zugeführten Frequenz eingesetzt ist.4. The device according to claim 3, characterized in that in the converter factors for T 3, the frequency of the third partial tone of the frequency supplied to the converter is used and for fn the fundamental frequency of the frequency supplied to the converter is used.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß T 3 das dreifache von fn ist.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that T 3 is three times fn .

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß T 3 ge ringfügig vom dreifachen von fn oder vom dritten Teil ton von fn abweicht.6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that T 3 ge slightly deviates from three times fn or from the third part ton of fn .

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung Teil eines Musikinstrumentes ist.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the Device is part of a musical instrument.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß die Vor richtung Teil eines Stimmgerätes ist zur Erzeugung der Referenzfrequenzen der zu messenden Töne.8. Device according to one of claims 1 to 5, there characterized by that the pre direction is part of a tuner for generating the Reference frequencies of the tones to be measured.