Patentanmeldung
[0001] In der deutschen ∀P 29 48 769.2 (VPA 79 P 1189) ist eine digitale Halbleiterschaltung
für eine elektronische Orgel mit einer der Anzahl der Spieltasten des Manuals der
Orgel entsprechenden Anzahl von über das Manual beaufschlagten Steuereingängen sowie
mit einer von einer Oszillatoranlage mit periodischen elektrischen Schwingungen beaufschlagten
Anzahl von Tonsignaleingängen beschrieben, bei der je ein Steuereingang je einer Spieltaste
des Manuals und je ein Tonsignaleingang je einer Tonfrequenz fest zugeordnet ist,
bei der ferner ein 'Tonsignalausgang für die Beaufschlagung eines elektro-akustischen
Wandlers vorgesehen ist und bei der schließlich die zur Beaufschlagung der Steuereingänge
dienenden Steuersignale den logischen Pegeln entsprechen.
[0002] Kennzeichnend für die in der beschriebene Schaltung ist, daß die einzelnen Steuereingänge
je einer Zelle eines taktgesteuerten und als Parallelserienwandler betriebenen Schieberegisters
zugeordnet sind, daß ferner der Signalausgang des Schieberegisters als auch die für
dessen Betrieb vorgesehenen Taktimpulse zur Steuerung einer Vermittlungsanlage dienen,
die andererseits mit der Gesamtheit der vorgesehenen.Tonsignaleingänge versehen ist,
daß außerdem die Anzahl der Tonsignalausgänge niedriger ist als die Anzahl der Steuereingänge
sowie jedem der Tonsignalausgänge je ein Amplitudenformer zugeordnet ist und daß schließlich
die Ausgänge der Amplitudenformer auf einen elektro-akustischen Wandler geschaltet
sind.
[0003] Die Vermittlungsanlage ist in der DE-Anmeldung mit VM bezeichnet. An je einem der
bei ihr vorgesehenen Tonausgänge AU
i ist je ein Amplitudenformer AF
i angeschaltet. Der Index "i" nimmt bei n Tonausgängen und Amplitudenformern je einen
je einer der ganzen Zahlen von 1 bis n entsprechenden Wert an. Sie sind zum Beispiel
in Fig. 1 der Hauptanmeldung angegeben.
[0004] Wie aus Fig. 6 der genannten DE-Anmeldung P 29 48 769.2 ersichtlich ist, liegen alle
die für die Beaufschlagung des Tonwiedergabegeräts LT vorgesehene Ausgänge an je einen
Elugang einer diesem Tonwiedergabegerät vorgeschalteten gemeinsamen Mischstufe Mi.
[0005] Über die Mischstufe Mi sind in der DE-Anmeldung keine näheren Angaben gemacht, da
es sich hierbei um eine bei elektronischen Orgeln und anderen elektronisch-akustischen
Geräten allgemein angewendete Struktur handelt. Im allgemeinen handelt es sich darum,
daß in der Mischstufe die von den einzelnen Amplitudenformern gelieferten NF-Signale
in einem Kirchhoff'schen Netzwerk addiert und als Sammelsignal über einen gemeinsamen
Ausgang an das Tonwiedergabegerät, also einen Lautsprecher, beziehungsweise einen
diesem vorgeschalteten Verstärker weitergegeben werden.
[0006] Im Interesse der Qualität der von der Orgel gelieferten Töne erscheint es zweckmäßig,
die in der DE- Anmeldung angege-bene Lösung hinsichtlich der Anschaltung der Ausgänge
der Amplitudenformer zu verbessern. Mit dieser Aufgabe befaßt sich die Erfindung.
[0007] Die Erfindung betrifft eine digitale Halbleiterschaltung für eine elektronische Orgel
mit einer der Anzahl der Spieltasten des Manuals der Orgel entsprechenden Anzahl von
über das Manual beaufschlagten Steuereingängen sowie mit einer von einer Oszillatoranlage
mit periodischen elektrischen Schwingungen beaufschlagten Anzahl von Tonsignaleingängen,
bei denen je ein Steuereingang je einer Spieltaste des Manuals und je ein Tonsignaleingang
je einer Tonfrequenz fest zugeordnet ist, bei der ferner ein Tonsignalausgang für
die Beaufschlagung eines elektro-akustischen Wandlers vorgesehen ist und bei der die
zur Beaufschlagung der Steuereingänge dienenden Steuersignale den logischen Pegeln
"1" und "0" entsprechen, bei der außerdem die einzelnen Steuereingänge je einer Zelle
eines taktgesteuerten und als Parallelserienwandler betriebenen Schieberegisters zugeordnet
sind, bei der weiterhin der Signalausgang des Schieberegisters als auch die für dessen
Betrieb vorgesehenen Taktimpulse zur Steuerung einer Vermittlungsanlage dienen, die
andererseits mit der Gesamtheit der vorgesehenen Tonsignaleingänge versehen ist, bei
der außerdem die Anzahl der Tonsignalausgänge niedriger ist als die Anzahl der Steuereingänge
sowie jedem der Tonsignalausgänge je ein Amplitudenformer zugeordnet ist und die Ausgänge
der Amplitudenformer schließlich unter Vermittlung einer Mischstufe auf den elektro-akustischen
Wandler geschaltet sind, nach genannter DE-Anmeldung P 29 48 769.2.
[0008] Erfindungsgemäß wird dabei vorgeschlagen, daß jeder der im Manual vorgesehenen Oktaven
je eine auf die betreffende Oktave abgestimmte Mischstufe zugeordnet ist und daß der
Ausgang jedes der vorgesehenen Amplitudenformer nach Maßgabe der zu dem in dem betreffenden
Amplitudenformer jeweils vorliegenden Tonsignal gehörenden Oktave an die der betreffenden
Oktave festzugeteilte Mischstufe anschaltbar ist.
[0009] Eine Möglichkeit, um dies zu leisten, besteht darin, daß den einzelnen Amplitudenformern
je ein Sensor zugeordnet wird, der in der Lage ist, die Oktave des in dem betreffenden
Amplitudenformer jeweils anhängigen Signals auf Grund der Schwingungsfrequenz zu erkennen
und dann über eine Logik dafür sorgt, daß der Tonsignalausgang automatisch mit derjenigen
Mischstufe verbunden wird, die der jeweils erkannten Oktave zugeteilt ist.
[0010] Auf Grund der DE-Anmeldung angegebenen Möglichkeiten ist jedoch eine wesentlich einfachere
Lösung möglich, die eine weitere Ausgestaltung der Erfindung bildet und nun an Hand
der Fig. 1, 2 und 3 näher beschrieben wird. Dabei ist in Fig. 1 ein Blockschaltbild
einer Halbleiterschaltung entsprechend der DE-Anmeldung in Fig. 2 ein mit für die
vorliegende Ausgestaltung wesentlichen Einzelheiten versehener Ausschnitt dieses Blockschaltbilds
und in Fig. 3 eine an Hand der aus diesem Ausschnitt ersichtlichen Schaltungsteile
vorzunehmende Ausgestaltung gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt.
[0011] Eine gedrückte Spieltaste im Manual M der Orgel erzeugt eine "1" an dem ihr individuell
zugeordneten Steuereingang E der Halbleiterschaltung, während der einer nicht betätigten
Spieltaste zugeordnete Steuereingang E den Pegel "0" führt. Durch den Taktgeber TG
ist ein Schieberegister PSW (das Eingangsschieberegister) mit den zum Ausschieben
der zwischen den einzelnen Abfragezyklen im Schieberegister PSW gebildeten Information
erforderlichen Taktimpulsen versorgt. Die Information im Schieberegister PSW wird
von den Spieltasten des Manuals über den jeweils zugeordneten Steuereingang E_ je
einer der im Schieberegister PSW vorgesehenen Speicherzellen zugeführt. Die Reihenfolge
der Spieltasten im Manual M entspricht der Reihenfolge der den einzelnen Spieltasten
im Schieberegister PSW zugeordneten Speicherzellen.
[0012] Die periodisch aus dem Schieberegister PSW ausgeschobene Information gelangt in die
eigentliche Vermittlungsschaltung, deren Eingang durch den sogenannten Kanalwähler
KW gebildet ist. Vom Kanalwähler KW, der im Detail in der DE-Anmeldung beschrieben
ist, geht eine Anzahl einander gleicher Abzweigungen aus, die zu je einem der vorgesehenen
Amplitudenformer AF
i führen, wobei i die Nummer des Amplitudenformers angibt. Sein Ausgang ist mit AG
i bezeichnet. Dem einzelnen Amplitudenformer AF
i ist je ein Ausgangsteil V
i der Vermittlungsschaltung vorgeschaltet, der einerseits über den Kanalwähler KW,
anderseits vom Tonsignalerzeuger TOS und schließlich von einem Tonadressenzähler TAZ
mit den erforderlichen digitalen Informationen versorgt ist. Dieser Tonadressenzähler
TAZ übernimmt die zum Ausschieben der Information aus dem Eingangsschieberegister
PSW dienenden Schiebeakte in den einzelnen Abfragezyklen als Zählimpulse.
[0013] Der Tonadressenzähler TAZ besteht aus zwei Teilen, von denen der erste Teil aus vier
hintereinandergeschalteten binären Zählstufen besteht, die derart geschaltet sind,
daß der erste Teil des Zählers nur bis "12" zählt, um beim Eintreffen des dreizehnten
Zählimpulses wieder in den Ausgangszustand "Null" umgeschaltet zu sein. Der zweite
Teil des Tonadressenzählers TAZ besteht aus drei hintereinandergeschalteten Zählstufen,
die so geschaltet sind, daß der höchste Zählstand der Anzahl k der vorgesehenen Oktaven
entspricht. Der zweite Teil des Zählers TAZ erhält seine Zählimpulse jedesmal dann,
wenn der erste Teil des Zählers TAZ vom Zählstand "12" in den Zählstand "Null" übergeht.
[0014] Zu bemerken ist, daß jedesmal bei der Ausgabe einer "1" aus dem Schieberegister PSW
der jeweils zugehörige Zählstand beider Teile des Tonadressenzählers TAZ auskodiert
und in je einem der vorgesehenen Ausgangsteile V
i temporär gespeichert wird. Hierzu sind in jedem der vorgesehenen Ausgangsteile V
i, das heißt Ausgangskanäle, der Vermittlungsschaltung zwei Serienspeicher S beziehungsweise
S vorgesehen, die beim Austritt einer "1" aus dem Schieberegister PSW den in diesem
Augenblick gerade vorliegenden Zählstand der beiden Teile des Tonadressenzählers TAZ
abspeichern, unter der Voraussetzung, daß durch den Kanalwähler KW der betreffende
Ausgangskanal V
i für die Steuerung durch die vom Schieberegister PSW abgegebene "1" freigegeben ist.
Dann wird im Speicherteil S der Name des Tons der zu der das Schieberegister gerade
verlassenden "1" gehörenden Spieltaste und im Speicherteil S die Nummer der zugehörigen
Oktave - jeweils in Form des gerade vorliegenden Zählstandes der beiden Teile des
Tonadressenzählers TAZ - abgespeichert.
[0015] Die beiden Speicher S und S sind in Fig. 2 dargestellt, die noch weitere Einzelheiten
bezüglich des einzelnen Ausgangskanals V
i erkennen läßt.
[0016] Die beiden Serienspeicher S und S des einzelnen Ausgangskanals V
i der Vermittlungsschaltung dienen über je einen Dekoder D beziehungsweise D zur Beaufschlagung
weiterer Schaltungsteile, deren Gestaltung aus der Hauptanmeldung ersichtlich ist.
Sie sind jedoch, weil sie im Zusammenhang mit der Erfindung unerheblich sind, hier
in einem mit WS bezeichneten Block zusammengefaßt. Die im Block WS enthaltenen Schaltungsteile
stellen eine über die Dekoder D beziehungsweise D* gesteuerte Vermittlung zwischen
den durch die die erforderlichen Tonsignale in Form von entsprechenden Rechteckschwingungen
liefernde Oszillatoranlage durch die Tonschwingungen wenigstens einer Oktave versorgten
Tonsignaleingängen und den einzelnen Ausgangskanälen V
i und damit den einzelnen Amplitudenformern AF
i dar.
[0017] Für die vorliegende Erfindung sind lediglich die beiden Speicherteile S und S von
Bedeutung. Wie aus der DE-Anmeldung ersichtlich, ist nun jedem der vorgesehenen Amplitudenformer
AF
i ein Paar von Serienspeichern S und S individuell zugeordnet, so daß der im Speicherteil
S gespeicherte Tonname und die im Speicherteil S gespeicherte Nummer der die jeweilige
Beaufschlagung der beiden Speicherteile S und S verursachenden Spieltaste im Manual
M enthaltenden Oktave bis zur Löschung der beiden Speicher S und S für die alleinige
Beaufschlagung des zugehörigen Amplitudenformers AF
i und damit dessen Signalausgang AG
i verbindlich bleibt.
[0018] Da es nun Aufgabe der Erfindung ist, den Ausgang AG
i des Amplitudenformers AF
i je nach der Nummer j der Oktave, durch die der Speicher S beaufschlagt ist, an eine
dieser Oktave Nummer j festzugeordneten und speziell auf diese Oktave eingestellte
Mischstufe Mi
j zu schalten, werden für die weitere Betrachtung nur die die Ausgangskanäle V
i und damit den jeweils angeschlossenen Amplitu- denformer AF
i steuernden Serienspeicher S und die Amplitudenformer AF
i beziehungsweise deren Ausgänge AG
i von Bedeutung. Der jeweils zur Speicherung der Nummer k der den betreffenden Amplitudenformer
AF
i jeweils steuernden Spieltaste im Manual M vorgesehene Speicher S soll in Anbetracht
seiner festen Zuordnung zum Amplitudenformer AF
i nunmehr ebenfalls den Index "i" führen.
[0019] Bei dem aus Fig. 3 ersichtlichen Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Anschaltung
der vorgesehenen Amplitudenformer-Ausgänge AG
i an die den einzelnen Oktaven jeweils festzugeordneten Mischstufen Mi
k sind zehn Amplitudenformer AF
i, also die Amplitudenformer AF
1 bis AF
10 und zehn Oktaven und damit zehn Mischstufen Mi
1 bis Mi
10 vorgesehen, die jedoch aus Platzgründen nur zum Teil dargestellt sind. Jeder dieser
zehn Amplitudenformer AF
i ist je einem die Oktave k speichernden Serienspeicher S
1 und umgekehrt jeder der vorgesehenen zehn Serienspeicher S
i je einem der zehn Amplitudenformer AF
i individuell zugeordnet.
[0020] Die einzelnen für die Aufnahme der Adresse der momentan für die Beaufschlagung des
betreffenden Amplitudenformers AF
i verbindlichen Oktave vorgesehenen Serienspeicher S
i sind mit ihren Informationsausgängen an je einen Adressierdekoder AS
i gelegt. Die einander gleichen Adressierdekoder AS
1 bis AS
10 weisen jeweils k Ausgänge auf, wobei k die Anzahl der vorgesehenen Oktaven ist. Im
Beispielsfalle hat man, wie bereits bemerkt, zehn Oktaven und demgemäß hat jeder der
Adreßdekoder zehn Ausgänge, die über entsprechend ausgestaltete logische Schaltungen
im Innern des Adreßdekoders AS
i derart an die von je einer der (drei) Speicherzellen des Speichers S
1* beaufschlagten Eingänge des AdreBdekoders geschaltet sind, daß bei Beaufschlagung
des Dekoders mit einem der k vorgesehenen Zustände des zugehörigen Speichers S
i* der dem vorliegenden Zustand des Speichers S
i jeweils festzugeordnete Ausgang unter den zehn Ausgängen des betreffenden AdreBdekoders
ein Ausgangssignal erhält, während alle übrigen Ausgänge kein Signal erhalten.
[0021] Die vorgesehenen Amplitudenformer AF
i, also im Beispielsfall die Amplitudenformer AF
1 bis AF
10, sind mit ihrem Ausgang AG
i (also AG
1 bis AG
10), über je einen Widerstand R an den einen stromführenden Anschluß von jeweils k Transistoren
T
ij gelegt. Da insgesamt n Amplitudenformer AF
i vorgesehen sind, hat man demzufolge n . k solcher Transistoren-Figuren in der Schaltung.
Diese n . k Transistoren sind bevorzugt durch einander gleiche MOS-Feldeffekttransistoren
vom Anreicherungstyp gegeben, deren Sourceanschlüsse an den jeweils zugeordneten Ausgang
AG
i der vorgesehenen n Amplitudenformer AF
i in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise angelegt sind. Da im Beispielsfall zehn Oktaven
vorgesehen sind und somit k = 10 ist und außerdem die Anzahl n der Amplitudenformer
AF
i und damit der Adreßdekoder AS
i ebenfalls durch n = 10 gegeben ist, hat man in der Schaltung im Beispielsfall hundert
solcher Transistoren T
ij. Die den Index "i" darstellende Zahl gibt den Index desjenigen Amplitudenformers
AF
i beziehungsweise Ausgangs AG
i an, der mit dem Sourceanschluß des betreffenden Transistors T
ij verbunden ist.
[0022] Der erste Index "i" in der Bezeichnung T
ij für den einzelnen Transistor gibt außerdem die Nummer "i" desjenigen Adreßdekoders
AD
i und damit desjenigen Speichers Si an, durch den die Steuerelektrode, also das Gate
des betreffenden Transistors T
ij gesteuert ist.
[0023] Im allgemeinen Fall sind k Mischstufen Mi
j vorgesehen, wobei j die Nummer der einzelnen Oktave ist, der die betreffende Mischstufe
jeweils fest zugeordnet ist. Jede dieser k Mischstufen ist an jeden der vorgesehenen
n Amplitudenformer AF
i über je einen der vorgesehenen Transistoren T
ij anschaltbar, mit dessen zweiten stromführenden Anschluß, also dessen Drain, der Eingang
der betreffenden Mischstufe Mi
j verbunden ist. Die Anzahl dieser Transistoren T
ij ist ersichtlich gleich n . k, also bei zehn Amplitudenformern AF
i und zehn Mischstufen Mi
j gleich hundert.
[0024] Da der zweite Index "j" die Nummer der den betreffenden Amplitudenformer AF
i und damit den Speicher S
i sowie den diesem nachgeschalteten Dekoder AS
i zu einem gegebenen Zeitpunkt beaufschlagenden Oktave bedeutet, stellt der Transistor
T
ij jeweils die Verbindung zwischen dem Ausgang AG
i des i-ten Amplitudenformers AF
i und der j-ten Mischstufe Mi
j dar. Hierzu ist erforderlich, daß das Gate des Transistors T
ij durch den der Oktave mit der Nummer j zugeteilten Steuerausgang des Dekoders mit
der Nummer i gesteuert ist.
[0025] Damit erhält man die in Fig. 3 gezeigte Anschaltung der Amplitudenformer AF
i an die Mischstufen Mi
j. Aus Platzgründen sind nur einige der hierzu benötigten Schaltungsteile, wie Speicher
S
i, Adreßdekodierer AS
i, Transistoren T
ij und Mischstufen Mi
j, dargestellt.
[0026] Der Ausgang A
j der einzelnen Mischstufe Mi
j wird zweckmäßig nicht unmittelbar, sondern über je ein auf die betreffende Amplitude
abgestimmtes Sinusfilter an den zu steuernden elektro-akustischen Wandler, also einen
Lautsprecher, gelegt. Dabei können mehrere, gegebenenfalls in unterschiedlicher Weise
durch die vorgesehenen Mischstufen Mi
j angesteuerte Lautsprecher vorgesehen sein.
[0027] Gegebenenfalls kann es sogar wünschenswert sein für jede Oktave einen auf diese abgestimmten
Lautsprecher zu verwenden.
1. Digitale Halbleiterschaltung für eine elektronische Orgel mit einer der Anzahl
der Spieltasten des Manuals der Orgel entsprechenden Anzahl von über das Manual beaufschlagten
Steuereingängen sowie mit einer von einer Oszillatoranlage mit periodischen elektrischen
Schwingungen beaufschlagten Anzahl von Tonsignaleingängen, bei denen je ein Steuereingang
je einer Spieltaste des Manuals und je ein Tonsignaleingang je einer Tonfrequenz fest
zugeordnet ist, bei der ferner ein Tonsignalausgang für die Beaufschlagung eines elektro-akustischen
Wandlers vorgesehen ist und bei der die zur Beaufschlagung der Steuereingänge dienenden
Steuersignale den logischen Pegeln "1" und "O" entsprechen, bei der außerdem die einzelnen
Steuereingänge je einer Zelle eines taktgesteuerten und als Parallelserienwandler
betriebenen Schieberegisters zugeordnet sind, bei der weiterhin der Sighalausgang
des Schieberegisters als auch die für dessen Betrieb vorgesehenen Taktimpulse zur
Steuerung einer Vermittlungsanlage dienen, die andererseits mit der Gesamtheit der
vorgesehenen Tonsignaleingänge versehen ist, bei der außerdem die Anzahl der Tonsignalausgänge
niedriger ist als die Anzahl der Steuereingänge sowie jedem der Tonsignalausgänge
je ein Amplitudenformer zugeordnet ist und die Ausgänge der Amplitudenformer schließlich
unter Vermittlung einer Mischstufe auf den elektro-akustischen Wandler geschaltet
sind, nach Patentanmeldung P 29 48 769.2 (VPA 79 P 1189), dadurch gekennzeichnet,
daß jeder der im Manual (M) vorgesehenen Oktaven je eine auf die betreffende Oktave
(Or) abgestimmte Mischstufe (Mir) zugeordnet ist und daß der Ausgang (AGs) jedes der vorgesehenen Amplitudenformer (AFs) nach Maßgabe der zu dem in dem betreffenden Amplitudenformer (AFs) jeweils vor- liegenden Tonsignal gehörenden Oktave an die der betreffenden Oktave
festzugeteilte Mischstufe anschaltbar ist.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den einzelnen Amplitudenformern
(AFi) der Schaltung je ein Schreib-Lese-Speicher (Si) und ein diesem nachgeschalteter
Adreßdekoder (ASi) zugeordnet ist, daß dabei jeder der dieser Schreib-Lese-Speicher (Si*) derart geschaltet ist, daß die in ihm jeweils gespeicherte Information ausschließlich
durch die Nummer (j) der dem den zugeordneten Amplitudenformer (AFi) jeweils beaufschlagenden Tonsignal jeweils zugeordneten Oktave gegeben ist, und
daß auBerdem durch die Adreßdekoder (ASi) die Verbindung zwischen den einzelnen Amplitudenformern (AFi) und den einzelnen Mischstufen (Mj) nach Maßgabe der in den einzelnen Schreib-Lese-Speichern (Si) jeweils gespeicherten Information erfolgt.
3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (AGi) der n insgesamt vorgesehenen Amplitudenformer (AFi) mit dem Eingang jeder der insgesamt
vorgesehenen k Mischstufen (Mij) durch je einen Transistor (Tij) gegeben ist, dessen eine stromführende Hauptelektrode am Ausgang des betreffenden
Amplitudenformers (AFi) und dessen Steuerelektrode an einem Steuerausgang (j) des dem betreffenden Amplitudenformer
(AF,) individuell zugeordneten. Adreßdekoders liegt, während die zweite stromführende
Hauptelektrode des betreffenden Transistors (Tij) am Eingang je einer der vorgesehenen k Mischstufen (Mij) liegt, der zugleich diejenige der vorgesehenen k Oktaven zugeordnet ist, die allein
imstande ist, über den die Steuerelektrode des Transistors (Tij) beaufschlagenden Adreßdekoder (ASi) den Transistor (Tij) zum Ansprechen zu bringen.
4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren (Tij) als MOS-Feldeffekttransistoren vom Anreicherungstyp ausgebildet sind.
5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge
(Aj) der einzelnen Mischstufen (Mij) über je ein Sinus-Filter an wenigstens einen elektro-akustischen Wandler geschaltet
sind.