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Piano électrique.
Les instruments de musique électriques servant au remplacement d'instruments de musique à fonctionnement mécanique existants doivent produire un son qui, pour une même frappe de la . touche, corresponde rigoureusement au son produit par l'instrument à fonctionnement mécanique. C'est ainsi que, dans les pianos élec- triques, l'intensité de la frappe doit être perceptible non seulement dans l'intensité du son mais aussi dans le temps ou durée d'extinction du son ; deplus, les variations de l'intensité sono- re pendant l'extinction doivent être reproduites fidèlement pour chaque note, c'est-à-dire que la durée requise pour l'extinction et 1'.allure de cette extinction doivent être les mêmes que celles fournies par une corde frappée par un marteau.
La Demanderesse a constaté que des cordes accordées et excitées mécaniquement fournissent un son dont l'extinction en fonction de l'intensité de frappe, de l'épaisseur et de la composition de la corde suit une loi comportant plusieurs efonctions. Le son caractéristique d'un instrument de musique dépend non seulement de la présence d'harmoniques mais aussi de l'allure de l'extinction.
Comme on le sait, les variations de l'intensité sonore obtenues pendant l'extinction du son d'une corde peuvent être approchées à l'aide d'une tension électrique dont la grandeur dé- croît suivant une fonction exponentielle. Cette variations de ten- sion s'obtient par la décharge d'un condensateur sur une ou plu- sieurs résistances ohmiques, l'intensité et les variations du son étant déterminées par la tension aux bornes de ce condensateur.
Les montages connus dans ce domaine, utilisés dans les instruments de musique électriques et en particulier dans les pianos électriques, fournissent une tension déterminant l'allure de l'intensité sonore suivant une seule e-fonction. Ce résultat s'obtient à l'aide d'un montage dans lequel, suivant l'effort exercé sur la touche, la charge du condensateur peut s'écouler pendant un temps plus ou moins long, tandis que le reste de la charge est transmis à un circuit consistant en un condensateur shunté par une résistance ohmique. Ce condensateur se décharge alors sur cette résistance ohmique, de sorte que la tension aux bornes du condensateur diminue suivant une e-fonction.
Bien que le montage précité fournisse un son dont l'extinction se rapproche de celle du son produit par une corde excitée, on a constaté que, particulièrement aux basses fréquences, donc'à celles produites dans le piano par l'excitation des cordes @
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longues et des cordes épaisses, le son ainsi obtenu ne constitue pas une reproduction fidèle de celui de la corde excitée et ne présente pas la même extinction.
Conformément à l'invention, on utilise un,montage analogue à celui décrit mais le condensateur auquel on¯transmet la charge par la frappe d'une touche est shunté par des impédances telles que la tension aux bornes diminue suivant la somme d'au moins deux e-fonctions.
Le montage conforme à l'invention assure un temps d'extinction plus long, de sorte que l'on obtient une bonne approximation de l'instrument de musique mécanique, même dans la gamme des notes graves et des notes moyennes.
Dans l'une des formes d'exécution de l'invention, le condensateur auquel on transmet la charge par la frappe de la touche est branché en parallèle avec le montage en série d'une résistance ohmique et d'une capacité, entièrement déchargée au préalable et shuntée par une résistance ohmique.
Dans ce montage, la capacité déchargée fait, au début, office de court-circuit pour la résistance shuntant ce condensateur, de sorte que la décharge initiale du condensateur s'effectue sur une résistance plus faible que celle sur laquelle se produit la suite de la décharge, car le condensateur shunté par la résistance est alors chargé et fait donc office d'isolateur.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de l'invention.
La figure 1 représente le montage utilisé pour l'obtention des variations désirées de l'intensité sonore.
La figure 2 montre les variations de la tension aux bornes du condensateur, tension qui détermine l'intensité instantanée d'un son.
Sur la figure 1, S1 est un commutateur actionné par le marteau solidaire de la touche de l'instrument de musique. A chaque touche du clavier correspond donc un tel commutateur S1. Ce comnutateur comporte trois contacts, à savoir 10, 11 et 12 qui, lors de l'enfoncement de la touche, viennent consécutivement en contact avec le bras du commutateur. Dans la position de repos de la touche, le bras du commutateur se trouve sur le contact 10 et le condensateur C1 est alors branché, par l'intermédiaire de ce contact, sur une source de tension continue. Dans la position de repos de cette touche, le condensateur Ci est donc toujours chargé.
Lorsqu'on frappe l'une des touches, le bras du commutateur Si correspondant s'écarte du contact 10 et glisse, le long du contact 11, vers le contact 12. La durée de ce mouvement dépend de l'effort exercé sur la touche. Pendant ce temps, le bras passe le contact 11 et le condensateur Ci est partiellement déchargé sur la résistance R1. La grandeur de la charge restante dépend du temps pendant lequel le bras touche le contact 11 et donc de l'intensité de la frappe. Lorsque le commutateur parvient au contact 12, le condensateur C2 est branché en parallèle avec Cl, de sorte que la charge restante du condensateur Ci se répartit sur les condensateurs Ci et C2.
En partant d'une tension continue déterminée sur le contact 10,
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la charge finale du condensateur C2 après l'enfoncement de la tou- che dépend donc uniquement de la vitesse de déplacement du bras du commutateur Si et donc de l'effort exercé sur la touche. Lorsque la touche est enfoncée à fond, le bras du commutateur Si est écarté du contact 12, de sorte que la charge subsistante du condensateur Ci ne peut plus être transmise au circuit y branché après ce conden- sateur et seule, la charge du condensateur C2 est déterminante pour la variation de la tension dans ce circuit. Lorsque la touche est lâchée, le bras du commutateur Si ne touche plus les contacts 11 et 12 et ne revient au contact 10 que lorsque la touche est com- plètement lâchée.
Le condensateur C1 est alors de nouveau chargé, de sorte que l'on peut de nouveau frapper la touche.
Sur le même axe que le commutateur Si se trouve un inter- rupteur S2 dont le mouvement dépend donc aussi du déplacement de la touche. Cependant, l'interrupteur S2 est construit de manière que le contact 16 ne se ferme que pendant la course de descente de la touche et uniquement tant que le bras du commutateur Si n'a pas encore atteint le contact 12. Lorsque le mouvement de la touche se poursuit, le contact 16 est de nouveau ouvert. Pendant le mouvement de retour de Si et de S2, le contact 16 n'est plus fermé. L'inter- rupteur S2 assure donc, pendant l'enfoncement de la touche mais avant la production proprement dite de la note, un court-circuit du condensateur C3, de sorte que celui-ci est toujours déchargé entièrement au début de chaque note.
Lorsque l'intervalle de temps compris entre deux frappes consécutives de la même note est suffi- samment long, ce condensateur est évidemment déchargé entièrement sur la résistance R3, mais dans le cas de frappes se succédant rapidement, comme des trémolos, il se pourrait qu'en l'absence de l'interrupteur S2, le condensateur C2 ne soit pas entièrement dé- chargé au début de chaque note. De ce fait, les variations de la tension dans le circuit pourraient différer de celles que requiert une extinction fidèle du son.
Le montage représenté sur la figure 1 est constitué comme suit : en parallèle avec le condensateur C2 se trouve le montage en série d'une résistance R2 et d'un condensateur C3 shunté par une résistance R3. Avant le début d'un son, le condensateur C3 est toujours entierement déchargé par l'intermédiaire de l'interrupteur S2. De plus, en parallèle avec ce condensateur C2 se trouvent encore deux montages en série d'une résistance et d'un condensateur, à savoir R6 et C4, et R7 et C5. L'ensemble est encore shunté par une grande résistance R8 à prises multiples dont on peut dériver des tensions de diverses grandeurs à appliquer au gé- nérateur de son.
Ce montage fonctionne comme suit:, la charge transmise au condensateur C2 par le commutateur Si s'écoule de ce condensa- teur dans les divers éléments montés en parallèle avec ce conden- sateur. Le condensateur C3 est complètement déchargé et, au début, il fait donc office de court-circuit pour la résistance R3. Les va- riations de la tension aux bornes du condensateur C2 sont donc uni- quement déterminées, pendant le premier temps de la décharge, par le courant de décharge dont l'intensité est déterminée par la résistance R2. Ce courant de décharge charge le condensateur C3 et, à la fin de cette période de décharge, le condensateur C3 fait office d'isolateur. L'intensité du courant de décharge du condensa- teur C2 est alors déterminée par les résistances R2 et R3 montées en série.
La décharge sera donc plus lente que pendant la première période de décharge lorsque seule la résistance R2 était détermi- - nante pour l'intensité du courant de décharge.
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La figure 2 montre les variations de la tension aux bor- nes de la résistance R8. Cette courbe de tension est eelle d'un mon- tage tel que celui représenté sur la figure 1. Pendant'le temps de charge tl du condensateur C , la tension croit'rapidement suivant la courbe 13 et atteint une valeur maximum. Cet accroissement est immédiatement suivi d'une rapide décharge qui, comme exposé ci- dessus, n'est déterminée que par la résistance R2. La tension 14 décroit alors suivant une fonction exponentielle pendant le temps t2, Au bout du temps t2, le condensateur C3 est chargé, de sorte que pendant un temps t3 la décharge s'effectue alors plus lentement suivant la courbe 15. Cette tension suit aussi une variation ex- ponentielle, à exposant plus petit, car l'intensité du courant de décharge est plus petite que pendant le temps t2.
Théoriquement, le temps t3 serait infiniment long, de sorte que la courbe 15 serait asymptotique à l'axe des abscisses. Pratiquement, la tension tombe au-dessous du seuil des amplificateurs et des dispositifs de reproduction utilisés de sorte que le son s'éteint au bout d'un cer- tain temps.
Les résistances R6 et R7 combinées aux condensateurs c4 et c5 constituent un filtre. Ce filtre empêche les pointes de tension pouvant résulter dans le circuit du déplacement du bras du commu- tateur Si sur le contact 12 d'atteindre la résistance R8. Ces poin- tes de tension ne seront donc pas perceptibles dans la reproduction du son.