[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen eines Orchestereffekts
und auf eine Schaltungsanordnung zum Durchführen des Verfahrens.
[0002] Hier und im folgenden soll unter "Orchestereffekt" verstanden werden, daß bei einem
elektronischen Musikinstrument -- beispielsweise einer elektronischen Orgel -durch
Niederdrücken einer einzigen Taste eines einzigen Manuals ein Tonfrequenzgemisch erzeugt
wird, das dem Hörer den Eindruck vermittelt, er höre eine Vielzahl von gleichzeitig
den (nahezu) gleichen Ton hervorbringenden gleichartigen Instrumenten; dieser Fall
gilt beispielsweise für einige Klaviertöne, bei denen mehrere Saiten derselben Frequenz
mittels einer einzigen Taste angeschlagen werden. Deshalb nennt man den hier als "Orchestereffekt"
bezeichneten Vorgang im angelsächsischen Sprachgebrauch auch "String Chorus Effekt".
Ähnliche
Klangeindrücke -- abgesehen vom Oberwellengehalt -ergeben sich aber auch bei einem
einstimmig singenden Chor, einer einstimmig blasenden Fanfarengruppe und so weiter.
[0003] Ein weitverbreitetes Verfahren zum Simulieren eines solchen Orchstereffekts besteht
darin, die jeweils zugrundeliegende Tonfrequenz gemeinsam mit von ihr abgeleiteten
und ihr gegenüber in möglichst aleatorischer Weise frequenzverschobenen weiteren Tonfrequenzen
zu Gehör zu bringen. Zu diesem Zweck verwendet die in der US-PS 4 354 415 beschriebene
Schaltung drei parallele Eimerkettenschaltungen, die von der Tonfrequenz durchlaufen
werden und unterschiedliche Verzögerungen einführen, je nach den an ihren Steuerklemmen
liegenden Steuersignalen. Diese wiederum werden von zwei in der Größenordnung weniger
Hz liegenden Subaudiosignalen abgeleitet.
[0004] Eine derartige Schaltungsanordnung ist schwierig zu realisieren und relativ aufwendig.
Besonders schwierig ist es aber, das zugrundeliegende Prinzip mittels Schaltungskomponenten
zu verwirklichen, wie sie in digital arbeitenden Elektronikorgeln vorhanden sind,
etwa bei einer Orgel gemäß der Europa-Anmeldung 81100872.1.
[0005] Ein digital arbeitendes Musikinstrument kann gemäß US-PS 3 978 755 durch zusätzliche
Schaltungskomponenten so ausgebaut werden, daß sich ein Chorus- oder Ensemble- oder
Orchestereffekt ergibt. Nach der bei elektronischen Orgeln üblichen Technik sind Amplitudenwerte
einer Wellenform abgespeichert und werden nach Maßgabe eines Adressengenerators ausgelesen,
dessen Steuersignal die wiederzugebende Frequenz bestimmt. Dieses Steuersignal liegt
in Form einer numerischen Größe vor. Um den Chorus-Effekt zu erreichen, wird jeweils
diese numerische Größe, um einen gewünschten Betrag geändert, einem weiteren Adressengenerator
zugeführt, dem mindestens ein weiterer Wellenformspeicher nachgeschaltet ist. Man
erkennt leicht, daß der erforderliche Schaltungsaufwand erheblich ist.
[0006] Ausgehend von den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Schritten liegt
der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und sowohl analog als auch digital
realisierbares Verfahren zum Erzeugen des eingangs definierten Orchestereffekts zu
schaffen.
[0007] Die Lösung dieser Aufgabe gemäß vorliegender Erfindung ist im kennzeichnenden Teil
des Patentanspruchs 1 definiert. Sie beruht auf der Tatsache, daß das menschliche
Hörvermögen nicht imstande ist, zwei Tonquellen auseinanderzuhalten, von denen die
eine einen Ton ohne Modulation spielt und die andere den (nominell) gleichen, aber
mit Vibrato erzeugten Ton. Die Frequenzversetzung der Mittenfrequenz ist eine realtiv
einfach durchführbare Maßnahme, die aber überraschenderweise zur Folge hat, daß der
dadurch hervorgerufene Chorus- oder Orchestereffekt besser ist als mit den bisher
bekannten Schaltungen erzielbar. Es spielt dabei keine Rolle, ob die Versetzung zur
tieferen oder höheren Seite der Tonleiter hin erfolgt.
[0008] Der Fachmann erkennt sofort, daß sich dieses Verfahren ausgezeichnet für die Realisierung
mittels einer Schaltungsanordnung eignet, wie sie in der genannten Europa-Anmeldung
offenbart ist; dies ist aber andererseits keineswegs die einzige Möglichkeit, das
Verfahren zu realisieren.
[0009] Die beigefügten Zeichnungen dienen der Erläuterung der Erfindung im einzelnen; sie
stellen in Fig. 1 in Diagrammform die der Erfindung zugrundeliegende Lösung und in
Fig. 2 eine Schaltungsanordnung für deren Realisierung dar.
[0010] Man erkennt in Fig. 1 den Verlauf der Frequenz (in Ordinatenrichtung aufgetragen)
in Abhängigkeit von der Zeit (Abszissenrichtung). Dem Tonfrequenzsignal "A" mit der
Tonfrequenz f
o ist ein zweites Signal "B" überlagert, das erstens mit einer Subaudiofrequenz f
mod moduliert ist und zweitens gegenüber dem Signal "A" um eine Festfrequenz df versetzt
ist, die kleiner ist als die Subaudiofrequenz f
mod. Soweit hier der Begriff "versetzt" gebraucht wird, versteht es sich, daß er sich
auf die Mittenfrequenz des Signals "B" bezieht. Es ist ferner darauf hinzuweisen,
daß hier zwar ein im wesentlichen sinusförmiger Verlauf von
fmod dargestellt ist, daß es sich aber ebensogut auch um z. B. ein Dreieckssignal handeln
könnte: Im Ergebnis vermag der Hörer nicht zu unterscheiden zwischen zwei unterschiedlichen
Signalen "A" und "B", sondern "hört" den eingangs definierten Orchestereffekt.
[0011] Fig. 2 zeigt eine einfache Schaltung zur Realisierung der unter Bezugnahme auf Fig.
1 erläuterten Effekte. Zur Erleichterung des Verständnisses wird als Beispiel eine
analog arbeitende Schaltung beschrieben, doch ist das Verfahren auch mit digitalen
Schaltungsmitteln durchführbar.
[0012] Ein erster spannungssteuerbarer Oszillator (VCO) 10 ist an seinem Steuereingang mit
einer Steuerspannung U
fo belegt, die beispielsweise durch Anschlagen einer Taste eines Orgelmanuals gewählt
wird und eine Größe besitzt derart, daß der VCO 10 eine entsprechende Tonfrequenz
f
o erzeugt.
[0013] Dasselbe Steuersignal U
o liegt auch an einem der Eingänge eines analog arbeitenden Summiergliedes 12. An einen
zweiten von dessen Eingängen ist eine fluktuierende Steuerspannung U
fmod angelegt, erzeugt von einem Subaudiofrequenz-Generator 14 mit einer Amplitude derart,
daß sich bei der Addition beider Steuerspannungen am Ausgang des nachgeschalteten
zweiten spannungssteuerbaren Oszillators VCO 16 der gewünschte Frequenzmodulationshub
ergibt. An einen dritten Eingang des Summiergliedes 12 ist schließlich eine konstante
Spannung U
const angelegt, die höchstens gleich der halben Fluktuationsamplitude von U
fmod ist und den gewünschten Frequenzversatz zwischen den Ausgangsfrequenzen beider VCO's
bewirkt. Die Ausgänge werden in einem nachgeschalteten Summierglied 18 gemischt und
einem elektroakustischen Wandler 20 zugeführt.
1) Verfahren zum Erzeugen eines Orchestereffekts, ausgehend von einer einzigen Tonfrequenz
unter Verwendung einer Subaudio-Modulationsfrequenz, dadurch gekennzeichnet, daß der
Tonfrequenz (fo) eine mit einer Subaudiofrequenz (fmod) modulierte, um eine Festfrequenz (df) gegenüber der Tonfrequenz positiv oder negativ
versetzte Hilfsfrequenz überlagert wird, wobei die Festfrequenz kleiner ist als die
Subaudiofrequenz.
2) Schaltungsanordnung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch zwei ein Summierglied (18) speisende spannungssteuerbare Oszillatoren (10, 16),
von denen einer mit einer fluktuierenden, bezüglich ihres Mittelwertes gegenüber der
Steuerspannung des anderen Oszillators um einen Betrag höchstens gleich der halben
Fluktuationsamplitude verschobenen Steuerspannung angesteuert ist.
