DE2508657A1

DE2508657A1 - Automatisches rhythmusgeraet

Info

Publication number: DE2508657A1
Application number: DE19752508657
Authority: DE
Inventors: Masahiko Koike
Original assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Priority date: 1974-03-02
Filing date: 1975-02-28
Publication date: 1975-09-04
Also published as: DE2508657B2; JPS50119620A; GB1491965A; DE2508657C3; JPS5435765B2

Description

DR.-ING. VON IiKiHISLER DR.-ING. SCHÖNWALD DR.-ING. TH. MEYCR DR. FUES D JPL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLt=R -DRr»tN6;-iCMUP5CH- DIPL.-ING. SELTING

Dr. inp;. K.Ii. Eishold

KÖLNI.DEICHMANNHAUS

Köln, den 27- Februar 1975 Sg/he

Nippon Gakki Seizo Kabuchiki Kaisha 10-1, Nakazawa-cho, Hamamatsu-shi, Shizuoka-ken, Japan

Automatisches Rhythmusgerät

Die Erfindung betrifft ein automatisches Rhythmusgerät, insbesondere zur Erzeugung von Rhythmusgeräuschen bei Musikdarbietungen, mit einer Taktimpulsquelle, einem aus den Taktsignalen Rhythmusmus tei^signale erzeugenden Rhythmusgenerator, einer Rhythrnusausuahlschalturg zur Auswahl und Abgabe eines bestimmten Rhythmusmustersignals aus der Gesamtheit der RhythmusmusterSignaIe und mit einer Tonerzeugerschaltung, Vielehe - gesteuert durch die Ausgangssignale der Rhythmusauswahlschaltung - den Klang eines Schlaginstruments erzeugt,

Derartige Rhythmus geräte werdon vorwiegend in Verbindung, mit elektronischen Musikinstrumenten verwendet. Bei einem bekannten Rhythmusgerät werden Grundtaktimpulse erzeugt, um das Tempo für unterschiedliche Rvhthmen vorzugeben. Dabei v/erden die Taktimpulse in ihrer Frequenz unterteilt, um Impulse zu erzeugen, deren Perioden den Zeitperioden der verschiedenen Rhythmusgeräusche entsprechen. Diese Impulse v/erden ausgewählt und miteinander kombiniert, um die den verschiedenen Rhythmen entsprechenden Rhythmusgeräusche zu erzeugen.

Bei dem bekannten Rhythmusgerät ist die Periode des Grundtaktimpulses konstant, und daher ist auch

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das Grundtempo eines Rhythmusgeräusches konstant. Es hat sich herausgestellt, daß dieser Gerätetyp nicht im Stande ist, feine Veränderungen im Tempo wirklichkeitsgetreu wiederzugeben, wie sie mit einem natürlichen Schlaginstrument häufig praktiziert v/erden. Insbesondere ist es mit dem bekannten Rhythmusgerät nicht möglich, den Eindruck des "Swing" zu vermitteln, der für Jazz-Darbietungen eigentümlich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein automatisches Rhytlr.nus gerät tu schaffen, bei dem das abzustrahlende Rhythmusgeräusch mit feinen Veränderungen im Grundtempo erzeugt werden kann, so daß ein Rhythmusgeräusch entsteht, das eine starke Ähnlichkeit mit dem Geräusch eines natürlichen Schlagzeuges hat, insbesondere im Hinblick atif den "Swing-Effekt. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Taktlrnpulsquelle derart ausgebildet ist, daß sie imstande ist, Taktimpulse mit ungleichförmigen Impulsperioden zu erzeugen.

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Bei dem erfindungsgomaßen Rhythmusgerät wird im Gegensatz zum Stand der Technik kein Taktimpuls-Oszillator benutzt, der die Taktimpulse direkt herstellt, sondern ein Oszillator, der ein periodisches Sägesahnsignal erzeugt. Das Ausgangssignal des Sägezahngenerators wird'mehreren Komparatoren zugeführt, an deren Referenzeingängen unterschiedliche Referenzspannungen anliegen. Die Komparatoren erzeugen dann ein Ausgangssignal, wenn das Niveau des Säge Kahns igna.le s die jeweilige Referenzspannung erreicht hat. Zweckmäßigerweise werden die Ausgangssignale der Komparatoren differenziert, um Impulssignale zu erhalten. Das Intervall zwischen den ImpulsSignalen kann dadurch geändert werden, daß die Referenzspannungen der Komparatoren mittels einer variablen Spannungquelle, die allen Komparatoren gemeinsam ist, verändert werden.

Auf der anderen Seite kann man das Sägezahnsignal differentieren und erhält ein Impulssignal entsprechend der Impulsperiode des Sägezahnsignales. Dieses Impulssignal kann mit den von den Komparatcren erzeugten Signalen kombiniert werden, so daß man einen für das Tempo verwendbaren Impulstakt erhält. Ein Tempo-Taktimpuls mit ungleichförmiger Impulsperiode wird erzeugt, indem die Referenzspannungen der jeweiligen Komparatoren simultan verändert werden. Dadurch erhält man eine Änderung im Grundtempo eines Rhythmusschalls.

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Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme
auf die Figuren ah einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform des erf indungsgernäßen automatischen Rhythmusgerätes.

Figur 2 zeigt in einem Impulse] iagramm die zeitliche Impulsfolge an den verschiedenen Komponenten der
Schaltung nach Figur 1 im Normalzustand.

Figur 3> zeigt im Impulsdiagramm die Beziehungen
zwischen den Impulsen an den jeweiligen Komponenten der Figur 1, wenn ein Taktimpuls mit ungleichförmiger Impulsdauer erzeugt wird.

Gemäß Figur 1 erzeugt ein Oszillator 1 eine Sägezahnspannung S mit konstanter Impulsperiodendauer. Diese Sägezahnspannung S wird an die Eingänge der
Komparatoren CM·,, CMp und CM^, gelegt. Die Referenzspannungen der Komparatoren CM-,, CMp und CM_T vjerden an Spannungsteilerschaltungen 2a bis 2c erzeugt
und den jeweiligen Komparatoren zugeführt. Die
Spannungsteilerschaltungen 2a bis 2c teilen die von einer SpannungsqiElle 3 mit einstellbarer Ausgangsspannung gelieferte Spannung und erzeugen daraus
die Referenzspannungen V-,, Vp und V₇. Die Spannungsteilerverhältnisse der Spannungsteilerschaltungen
sind so ausgewählt, daß die folgenden Beziehungen
gelten:

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_ Γλ _

V_K 2

^vvk ^und

Dabei stellt V, die Maximal spannung des Sägezahnsignals S dar. Die Spannungen V-,, Vp und V~ werden den Komparatoren CM-,, CMp und CM-, zugeführt, wenn ein Taktimpuls in gleichförmigem-Intervall erzeugt werden soll, was im folgenden als "Referenzzustand" bezeichnet wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird außerdem eine Spannungsquelle + V verwendet, die ein positives Potential liefert. Die den Spannungsteilerschaltungen 2a bis 2c zugeführte Spannung bestimmt sich aus der Potentialdifferenz zwischen dem positiven Potential der Sparmungsquelle + V und dem veränderbaren negativen Potential der Spannungsquelle j5. Die Spannung der positiven Spannungsquelle + V ist konstant,so daß die Referenzspannungen auf der negativen Seite durch Veränderimg der Spannung der Spannungsquelle J5 verstellt werden können. Zur Eliminierung von Uhgleiehmäßigkeiten in der Impulsperiode des Grundtempo-Taktimpulses CP, der im Referenz zustand verwendet wird, wird die Maxima!spannung V_K des Sägezahnsignales S auf den Potentialwert der positiven Spannungsquelle + V eingestellt. Dementsprechend gilt die Bedingung

= V_K -

Es sei ferner angemerkt, daß eine Veränderung des variablen Potentials der Spannungsquelle J5 eine Änderung der Referenzspannungen V,, V₂ und V-* bewirkt, die den Komparatoren zugeführt werden.

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Das Potential der variablen Spannungsouelle 3 wird durch Verstellen eines variablen Widerstandes VR verändert. Der Abgriff des variablen Widerstandes VR ist mit einem »Stellhebel gekoppelt, der vorzugsweise an einer Stelle angeordnet ist,(z.B. an einem Manual oder Schaltpult) an der er für den Spieler des Instruments leicht erreichbar ist.

Die Komparatoren CII-,, CMp und CM- erzeugen jeweils ein Aiisgangssignal, wenn das Spannungsniveau des Sägezahnsignals S die jeweilige Referenzspannung übersteigt. Die Ausgangssignale der Komparatoren CM-, , CM^ und CM-, werden jeweils entsprechenden Differenzierschaltungen 4a, 4b und 4c zugeführt. Die Differenzierschaltungen 4a, 4b bzw. 4c erzeugen Impulse P„, P-, und P₂,, wenn sie die Ausgangesignale des jeweiliegen !Comparators empfangen. VJenn daher das Spannungsniveau des Sägezahnsignales S die Referenzspannungen der Komparatoren CM, bis CM^ überstreicht, werden nacheinander Impulssignale Pp bis Pj, von den Differenzierschaltungen 4a bis 4c erzeugt. Anders ausgedrückt: Die Impulssignale Pp bis Ph weröen entsprechend der Änderung der Spannungsamplitude des Sägezahnsignales S aufeinanderfolgend erzeugt.

Das Sägezahnsignal S des Oszillators 1 wird außerdem einer weiteren Differenzierschaltung 4d zugeführt. Die Differenzierschaltung 4d enthält gleichermaßen wie die Differenzierschaltungen 4a bis 4c einen Kondensator und eine Diode. Jedesmal, wenn die Spannungsamplitude des Sägezahnsignals S auf O fällt (d.h. entsprechend-dem niedrigsten Ausgangsniveau), erzeugt die Differenzierschaltung 4d einen Impuls P₁ wie in Figur 2 (b) und Figur 3 (b) dargestellt ist.

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Die Impulsperiode des Impulssignales P-, ist daher konstant und gleich der Impulsperiode des Sägezahnsignaleü S.

Die Ausgarigsanschlüsse der Differenzierschaltungen 4a bis 4d sind untereinander verbunden, so daß die künstlich erzeugten Impulssignale P, bis Pw den Takt CP für da.s Grundtempo bilden. Die Dioden der Differenzierschaltungen dienen der Entkopplung und ermöglichen die Zusammenschaltung der Ausgänge mehrerer Differenzierschaltungen. Die Differenzierschaltungen selbst bilden mathematisch die Ableitung des Eingangsspannun^sverlaufs nach der Zeit, d.h. das Ausgangssignal entspricht der zeitlichen Änderung des Eingangssignals.

Die Taktimpulse CP werden einer an sich bekannten Frequenzteilerstufe 5a zugeführt und In dieser und den nachfolgenden Prequenzteilerstufen 5b, 5c und 5d sukzessive geteilt. Die Frequenzausgänge dieser Frequenzteilerschaltungen 5a bis 5d sind mit einer Schaltung 6 zur Rhyiftnusbildung verbunden, in der in bekannter Weise Sätze aus Rhythmusmuster-Signalen erzeugt werden. Diese Rhythmusmuster-Signale werden eins r Rhythmusauswahlschaltung 7 zugeführt. Durch Betätigung eines (nicht dargestellten) Rhythmusauswahlschalters, der an geeigneter Stelle, z.B. an dem Schaltpult, angebracht ist, können zahlreiche Rhythmusmuster in Form entsprechender Impulsfolgen ausgewählt werden, die einer Schaltung 8 zur Nachahmung des Geräusches eines Schlaginstrumentes zugeführt werden. Auf diese Weise erzeugt man in der Schaltung 8 ein Rhythmussignal mit dem gewünschten Klang, das nach Verstärkung durch einen verstärker in Schall umgesetzt wird. Die Konstruktion und Funktioreweise der Schaltungen 5* 6, 7 und 8 Ist jeweils bekannt,

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so daß an dieser Stelle auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird.-

Im folgenden wird die Funktionsweise des erfindungsgemäßen automatischen Rhythmusinstrumentes beschrieben.

Zunächst sei der Fall behandelt, daß die variable Spannungsquelle',3 auf den Referenzzustand eingestellt ist. Aus der vorhergehenden Beschreibung ergibt sich, daß die Worte der Referenzspannungen V₁, Vp und V, der Komparaturen CM₁, CM₂ und Cl-I-,. im Referenzzustand jeweils gleich den Werten an den jeweiligen Teilerpunkten sind, an denen die Maxi mal spannung V^. des periodischen Sägezahnsignales S in gleiche-. Zeitintervalle unterteilt wird. Diese Beziehung zwischen den Referenzspannungen V, bis V^ und dem Sägezahnsignal S ist in Figur 2- (a) dargestellt. Die Impulssignale Pp bis P₁, an den Ausgängen der Differenzierschaltungen 4a bis 4c haben daher die in Figuren 2 (c), (d), (e) dargestellte Zeitfolge. Diese Impulssignale Pp bis Ph werden mit dem am Ausgang der Differenzierschaltung 4d erzeugten Impulssignal P₁ kombiniert, wodurch man gemäß Figur 2 (f) den Taktimpuls CP für das Grundtempo erhält. Das Impuls int ervall dieses Taktirnpulses CP ist im Referenzzustand konstant, wodurch auch das Grundtempo eines im Referenzzustand abgestrahlten Rhythmusschalies konstant ist. ·

Wenn man eine Taktimpulsfolge mit ungleichmäßigen impulsabständen erhalten möchte, ist dies möglich, indem man die von der variablen Spannungsquelle 3¹ gelieferte Spannung und damit auch die Perlodendauer zwischen den Impulssignalen P₂* F-* und P₂^ verändert.

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Wenn das Potential der Spannungsquelle 3 durch Verstellung des regelbaren Widerstandes VR erhöht wird, steigen auch die Referenzspannungen V,, Vp und V^,und der Spannungsunterschied zwischen ihnen verringert sich entsprechend Figur 3 (&). Die Impulssignale Pp bis P. erhalten nunmehr die in Figuren 3 (c), (d) und (e) dargestellte Zeitfolge. Die Taktimpulsfolge CP, die sich aus einer Kombination der Impulssignale P₂ bis Ph und des Impulssignales P, zusammensetzt, wird in einem ungleichmäßigen Intervall erzeugt, wie Figur 3 (f) zeigt. Aus der Zeichnung err gibt sich, daß das Intervall zwischen den Impuls-Signalen P-, und Pp konstant und das Intervall zwischen den Impulssignalen Pp, P^₇ und P₂, ebenfalls konstant ist. Die Taktimpulsfolge CP wird jedoch in ihrer Gesamtheit mit ungleichförmiger Periodendauer erzeugt. Hierdurch wird das Grundtempo des abzustrahlenden Rhythmusschalls leicht verändert, und der Hörer erhält das für den Jazz eigentümliche "Swing-Empfinden. Die ungleichförmige Periodendauer des Taktimpulses CP kann durch eine Verstellung des Potentials der variablen Spannungsquelle 3 in der gewünschten Weise verändert werden. Auf diese Weise kann der Grad des "Swing"-Effektes im Rhythmus gesteuert werden.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Sägezahnsignal S durch 3 Komparatoren unterteilt. Diese Anordnung wurde lediglich als Beispiel beschrieben. Selbstverständlich kann das Sägesahnsignal in jede beliebige Anzahl von Abstufungen unterteilt werden, indem man eine entsprechende Zahl von Komparatoren einsetzt. Ferner können die Differenzierschaltungen 4a bis 4d durch andere Arten von Schaltungen ersetzt werden, die unabhängig von ihrer sehaltungstechnischen Konstruktion einen Ausgangs-

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impuls als Antwort auf ein bestimmtes Eingangssignal erzeugen. Es sei ferner darauf hingewiesen, daß das Tempo des Rhythmusschalls als Ganzes verändert werden kann, indem man die Oszillationsfrequenz des Sägezalmsignales S im Taktgenerator 1 verändert. .

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Claims

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Ans ρ-r ü c h c

) Automatisches Rhythmusgerät, insbesondere zur Erzeugung von Rhythmusgeräuschen bei Musikdarbietungen, mit einer Taktimpulsquelle, einem aus den Takt Signalen Rhythmusmustersigrale erzeugenden Rhythmusrnustergenerator, einer Rh3^rthmus auswahl schaltung zur A'asvjahl und Abgabe eines bestimmten Rhythmusmustersignals aus der Gesamtheit der Rhythnmsmustersignale und mit einer Tonerzeugerschaltung, vrelche - gesteuert durch die Ausgangssignale der Rhythmusauswahlscha3tung - den Klang eines Schlaginstruments erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktimpulsquelle derart ausgebildet ist, daß sie imstande ist, Taktimpulse mit ungleichförmigen Impulsperioden zu erzeugen.

2. Rhythmusgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktimpulsquelle einen Sägezahngenerator (1) und'mehrere Komparatoren (CM-, bis CM-) aufweist, an deren Referenzeingängen Referenzspannungen (V-, bit; V-,.) mit abgestuften Amplituden liegen, und die jeweils ein Ausgangssignal erzeugen, wenn das Sägezahnsignal die entsprechende Referenzspannung übersteigt, daß zur Erzeugung der Referenzspannungen je eine Spannungsteilerschaltung (2a bis 2c) vorgesehen ist und alle Spannungsteilerschaltungen mit einer verstellbaren Spannungsquelle (5) verbunden sind, und daß die Ausgangssignale der Komparatoren zur Erzeugung von Grundtakt-Impulsen für den zu spielenden Rhythmus über impulserzexigende Schaltungen (4a bis 4c) zusammengefaßt sind.

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J5. Rhythmusgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere impulserzeugende Schaltung (4d) vorgesehen und mit den anderen impulserzeugenden Schaltungen (4a bis 4c) zusammengefaßt ist, die ein Impulssignal erzeugt, wenn die Spannung des Sägezahnsignali'S auf 0 abfällt.

4. Rhythmus gerät nach einem der Ansprüche 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß die impulserzeugenden Schaltungen (4a bis 4d) Oifferenzierschaltungen enthalten.

5» Rhythmusgerät noch einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsteilerschaltungen (?a bis 2c) verstellbare Widerstände enthalten, deren Abgriffe mit den Eingängen der Komparatoren (CM-, bis CM-,) verbunden sind und daß jeweils ein Anschluß des verstellbaren Widerstandes mit dem Potential einer Spannungsquelle verbunden ist, das der Maximalamplitude des Sägezahnsignals entspricht, wahrend das andere Ende des Widerstandes mit einem Potential der verstellbaren Spannungsquelle (35) verbunden ist.

6. Rhythmusgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare Spannungsquelle (3) einen einstellbaren Widerstand (VR) aufweist, durch dessen Verstellung ihre Ausgangsspannung veränderbar ist, und daß der Abgriff des verstellbaren Widerstandes mit einem Stellhebel verbunden ist.

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