Brevet FR2067375A1 — publié le 19710820

L'invention concerne tin instrument de musique électronique dans lequel tous les tons sont déduits d'un même générateur principal au moyen d'au moins un circuit diviseur, alors que les sorties des diviseurs de ce circuit diviseur ou de ces circuits diviseurs sont reliées 5 & une matrice. Il existe des instruments de musique de ce genre avec lesquels les tons d'une octave sont tous déduits d'un même générateur principal et les octaves inférieures sont déduites des douzes tons précités au moyen de diviseurs par deux. 10 Pour limitation de certains instruments de musique, par exemple le piano et le clavecin, ce rapport des fréquences des tons d'octave n'est pas entièrement correct. Selon la caractéristique de l'invention cet inconvénient est éliminé du fait que les fréquences des tons varient suivant une courbe 15 de Sailsback. De ce fait, oii obtient que la sonorité de tels instruments de musique a un caractère beaucoup plus naturel. Suivant une autre caractéristique d'une forme de réalisation de l'invention, on a pour chaque ton un circuit diviseur alors que la sortie de la matrice peut être reliée à une entrée d'au moins un 20 diviseur de sorte qu'à la sortie du circuit diviseur on obtient la fréquence désirée. Suivant une autaee ibrme de réalisatiàn de l'invention, on a prévu un seul circuit diviseur et la matrice est munie d'une sortie distincte pour chaque ton. 25 Avec cette forme de réalisation on obtient une économie en circuits diviseurs alors qu'en général après chaque sortie de la matrice se trouve un diviseur par 2n pour égaliser l'écart entre les impulsions. Suivant une autre forme de réalisation d'un instrument 1 30 de musique conforme à l'invention., avec lequel une seule fréquence peut être prélevée en même temps, la fréquence est ajustable par commutation de la matrice. Cela convient en particulier pour les instruments de mélodie ou des appareils d'accord. Il est évident que la commutation de la matrice peut se 35 faire aussi bien aux entrées qu'aux sorties de celle-ci ou aux deux. Lorsque dans ce qui précède on parle de "matrice", on comprend par cela un ensemble d'interrupteurs dont une ou plusieurs entrées sont reliées à une ou plusieurs sorties, ces interrupteurs pouvant être de n'importe quelle nature, par exemple mécaniques, électroniques, 40 etc. Avec une autre forme de réalisation d'un instrument de musique con- 70 41350 2 2067375 forme â l'invention, en particulier un appareil d'accord,on a prévu un filtre, de préférence un filtre de bande qui peut être inséré dans un circuit d'amplification et qui supprime au moins les tons supérieurs du ton à accorder de l'instrument de musique â accorder, tandis que le 5 signal de sortie du filtre ou du circuit d'amplification est appliqué à une première entrée d'un détecteur de différences de fréquences à une deuxième entrée duquel est transmis un signal ayant la fréquence de l'appareil d'accord, en vue de la comparaison de ces deux fréquences. Ceci est particulièrement utile étant donné qu'autrement l'apparition simul-10 tanée des harmoniques purs du ton de l'appareil d'accord et les tons supérieurs de l'instrument à accorder par exemple un piano, influencerait l'accord de façon néfaste. Pour éliminer également l'effet indésirable de produits de fréquence inférieure à celle des tons à accorder, il est avantageux de réaliser le filtre sous la forme ,de filtre de bande. 15 Le signal de sortie peut être directement prélevé sur le filtre ou si le filtre est placé dans la ligne de rétrocouplage d'un amplificateur, à la sortie de l'amplificateur. A la sortie du détecteur de différences de fréquences on peut lire alors directement l'écart par rapport à la fréquence correcte du ton à accorder. 20 Suivant une forme de réalisation avantageuse d'un instru ment de musique conforme à l'invention, la fréquence de coupure du filtre est commutée simultanément avec la fréquence de sortie de l'appareil d'accord. Le ce fait," les deux fonctions peuvent être commutées à l'aide d'un même bouton. 25 Suivant une autre forme de réalisation d'un instrument de musique conforme à l'invention, le filtre est un filtre linéaire actif, dont au moins un des éléments déterminant la fréquence est réalisé suivant une même matrice et est commuté. Par "filtre linéaire", il faut entendre un filtre dont 30 la fréquence passante varie linéairement en fonction de la valeur d'au moins un des éléments déterminants la fréquence. De ce fait, on obtient un montage particulièrement simple et synoptique, tandis que les interrupteurs peuvent être identiques. La description qui va suivre en regard des dessins an-35 nexés fera bien comprendre comment l'invention p«ut(être réalisée. La fig. 1 représente l'écart moyen par rapport au tempérament égal, en fonction de la hauteur de ton. La fig. 2 est un schéma synoptique d'un piano. La fig. 5 représente un exemple d'un diviseur digital 40 du piano de la fig. 2. 70 41350 3 2067375 La fig. 4 représente un exemple d'une autre forme de réalisation d'un piano. La fig. 5 représente un appareil d'accord. La fig. 6 représente un exemple d'un filtre à double T. 5 La fig. 7 est un schéma d'un détecteur de différences de fréquences. La fig. 1 représente l'écart moyen par rapport au tempérament égal en fonction de la hauteur de ton (courbe dite de Railsback) d'un piano accorâé à l'ouïe par un accordeur. La cause principale de ces 10 écarts réside dans le fait que les fréquences des tons supérieurs d'une corde de piano ne sont pas «xactement identiques & des multiples entiers de la fréquence du ton fondamental mais sont situés un peu plus haut. Comme le montre la courbe de Railsback, l'écart moyen du ton le plus bas et du ton le plus élevé par rapport au registre moyen est d'environ 55 15 cent. Cet écart détermine le caractère du piano. L'écart de Railsback n'est pas constant mais varie légèrement pour chaque instrument et accordeur. La fig. 2 est un schéma synoptique d'un piano conforme à l'invention dans lequel.6 désigne l'oscillateur principal qui est relié à 20 l'entrée de circuits diviseurs , Dg ••••• Dn, alors que chaque circuit diviseur correspond & une touche déterminée du piano, n étant égal au nombre de touches. La sortie de chaque circuit diviseur est reliée à un circuit de percussion , Pg Pn, qui est commandé par la touche correspondante et qui assure pour un instrument â cordes la frappe carac-25 téristique et.l'évanouissement du ton. Les ton* transmis par les circuits de percussion sont amplifiés de façon usuelle non représentée et converti* en oscillations acoustiques. Les circuits diviseurs sont constitués de préférence p*r des diviseurs digitaux dont les sorties peuvent être reliées à une matrice de la laçon désirée pour le ton correspondant, comme le 30 montre la fig. 3* Dans ce cas, la matrice est constituée par un certain nombre de diodes qui forment ensemble une porte E, dont le signal de sortie est renvoyé éventuellement par l'intermédiaire d'un formateur d'impulsions 1 aux entrées de remise à zéro des diviseurs digitaux. Le nombre de diviseurs digitaux dépend de la fréquence désirée du ton le plus bas. 35 Dans l'exemple envisagé, un nombre de 13 diviseurs par deux, digitaux est suffisant. Par exemple pour le ton a"' avec une fréquence de 1768,2 Ha les sorties de Bg, B^, B^, B^q, et B.^ sont reliées aux entrées de la porte E. Il est évident que pour ce ton le circuit diviseur ne doit être constitué que de 13 diviseurs par deux. Chaque diviseur fournit dans ce 40 cas un ton déterminé. 70 41350 4 2067375 Fans la forme de réalisation représentée sur la fig. 4, 1'oscillateur principal 0 est relié à un seul circuit diviseur constitué par les diviseurs digitaux , Bg» B^ B^, alors que le nombre de diviseurs m est déterminé par la précision désirée de la fréquence et 5 la sortie de chaque diviseur par deux est reliée â. une entrée de matrice constituée dans ce cas également par n portes ET Hn; n repré sente dans ce cas également le nombre de touches, alors que la sortie d'une porte ET est reliée chaque fois & un diviseur par 2n , C^, ou C qui à son tour est relié à un circuit de percussion , Pg, P , commandé 10 également par la touche correspondante. Le montage de diviseurs par 2n n'est pas nécessaire dans ce cas du fait que les distances entre les impulsions aux sorties des portes ET n'est pas constante, cette irrégularité étant ramenée à ime valeur négligeable par ces diviseurs par 2n. Les exemples précédents fournissaient une solution pour une construction d'un 15 instrument de musique polyphonique. Il est évident que pour un instrument mélodique, il est suffisant de rendre la matrice commutable, de sorte que pour le générateur selon la fig. 2, un seul circuit diviseur est nécessaire et pour l'instrument selon la fig. 4, un diviseur par 2n, suffit. ïïn tel instrument mélodique peut par exemple être uti-20 Usé comme appareil d'accord pour l'accord d'un instrument à cordes par exemple pour un piano, un clavecin et. Avec un appareil d'accord de ce genre, il est désirable que les tons ayant une fréquence supérieure ou inférieure à celle de la corde â accorder soient filtrés étant donné que ceux-ci ne s'harmonisent pas avec les tons supérieurs de l'appareil d'ac-25 cord et rendraient plus dlfficle l'accord correct. La fig. 5 représente schématiquvment un appareil d'accord de ce genre. 0 désigne également 1'oscillàteur principal et on a représenté un circuit diviseur avec des diviseurs par deux B^ â avec une matrice commutable pour l'obtention des différents tons. Tous les in-30 terrupteurs sont constitués par des transistors T^ à dont la jonction émetteur-collecteur est connectée en série avec les diodes des portes D. Avec cet appareil d'accord, les tons à l'intérieur d'une même octave sont frappés par un clavier à une octave K et les tons â l'octave avec leur correction pour l'écart de Railsback sont enclenchés par un bouton de 53 commande BK. Avec l'appareil envisagé, on commute en même temps que les tons et les octaves également les relais R^ S H^g» dont les contacts de sortie commutent des condensateurs c qui font partie d'un filtre linéaire constitué ici par tin filtre à double T avec des résistances et des 40 condensateurs, qui est placé dans la voie de rétrocouplage d'un amplifica 70 41350 s 2067375 teur V.j à l'entrée duquel est appliqué le signal provenant de la corde à accorder, par exemple par l'intermédiaire d'un capteur magnétique P. Il est également possible d'utiliser n'importe quel filtre de bande, comme par exemple un filtre à double T avec des résistances et des selfinductions. 5 La sortie de l'amplificateur est reliée à une entrée d'un détecteur de différences de fréquences F à la deuxième entrée duquel est appliquée la fréquence de l'appareil d'accord qui provient de la sortie de la porte ET éventuellement par l'intermédiaire d'un deuxième amplificateur V^. A la sortie de ce détecteur de différences de fréquences apparait alors un 10 signal qui indique directement l'écart de fréquence par rapport â la hauteur de ton correcte. Le filtre en double T envisagé est représenté en détail sur la fig. 6 et il est évident qu'il est également possible de rendre les résistances commuta'bles au lieu des condensateurs. Au lieu d'une ma-15 trice à relais, il est également possible d'utiliser une même matrice électronique pour la commutation de la fréquence de l'appareil d'accord, ce qui permet d'obtenir un montage synoptique. Là où dans ce qui précède, on a parlé de détecteurs de différences de fréquences, il y a lieu d'entendre des circuits connus en 20 soi qui donnent à la fois le signe d'une différence de fréquence et la phase entre les deux signaux. La fig. 7 représente, à titre d'exemple, un détecteur de ce genre. A l'entrée a de ce circuits est appliqué le signal de 25 la corde à accorder et à l'entrée b le signal de l'appareil d'accord. Ces entrées sont reliées chacune à l'entrée d'un multivibrateur monostable FF.j ou PP2 aux sorties duquel apparaissent des impulsions de même largeur mais dont la différence de phase varie en fonction de la différence âe phase entre les deux signaux d'entrée a et b. 30 Les impulsions du multivibrateur monostable PF^ sont appliquées à une première entrée d'un circuit de coïncidence C et les impulsions du multivibrateur monostable FF2 à une deuxième entrée de celui-ci. A la sortie du circuit de coïncidence C qui peut être constitué par une porte ET, apparaissent des impulsions dont la largeur varie dans le 35 temps pendant lesquels des impulsions simultanées des multivibrateurs monostables FF.j et FF g se produisent. A la fin de l'intervalle de coïncidence, un oscillateur de dents de scie Z est mis en fonctionnement. Les deux signaux a et b sont appliqués à deux entrées d un détecteur de phase F^. La ligne allant au détecteur de phase â partir de l'entrée a peut 40 être interrompue par l'interrupteur qui est ouvert lorsque la tension 70 41350 6 2067375 en dents de scie atteint une valeur déterminée pendant une demi-période de la fréquence de différence des deux signaux d'entrée de sorte qu'à la sortie du détecteur de phases apparait tin signal dont le sign« correspond au signe de la différence de fréquence des signaux d'entrée. Un instrument 5 d'indication ¥ connecté â la sortie du détecteur de phases, instrument dont le réglage sur 0 se trouve au milieu de l'échelle, s'écarte au rythme de la fréquence de différence vers le côté qui correspond au signe de la différence de fréquence. Lorsque l'interrupteur est fermé , la fréquence de 10 différence des deux signaux d'entrée apparaît à la sortie du détecteur de phase F^, de sorte que l'aiguille de l'instrument W connecté à celui-ci se déplace à la fréquence de différence de part et d'autre du point 0. Il est également possible d'intégrer chacun des signaux de sortie du multivibrateur monostable PF^ et FF2» par exemple par 1'in-15 termédiaire d'un filtre passe-bas et d'appliquer les signaux résultants aux entrées d'un amplificateur de différences à la sortie duquel apparaît une tension qui est une mesure pour la différence de fréquences et le signe de celle-ci. 70 41350 7 2067375 REVENDICATIONS 1. Instrument de musique électronique dans lequel tous les tons sont déduits d'un même générateur principal au moyen d'au moins un circuit diviseur, alors que les sorties des diviseurs de ce circuit divi-5 seur ou de ces circuits diviseurs sont reliées à une matrice, cet instrument étant caractérisé en ce que les fréquences des tons varient selon une courbe de Railsback. 2. Instrument de musique électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on a pour chaque ton un circuit diviseur 10 alors que la sortie d« la matrice peut être reliée à une entrée d'au moins un diviseur de sorte qu'à la sortie du circuit diviseur on obtient la fréquence désirée. 3. Instrument de musique électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un seul circuit diviseur est prévu et la ma- 15 trice est munie d'une sortie distincte pour chaque ton. 4. Instrument de musique électronique selon une des revendications 1 à 3# avec lequel une seule fréquence peut être prélevée en même temps, caractérisé en ce que la fréquence est ajustable par la commutation de la matrice. 20 5. Instrument de musique électronique, en particulier un appareil d'accord selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on a prévu un filtre, de préférence un filtre de bande placé dans un circuit amplificateur et supprime au moins les tons supérieurs du ton à accorder de l'instrument de musique à accorder; le signal de sortie du filtre ou 25 du circuit amplificateur est appliqué â une première entrée d'un détecteur de différence de fréquences à une deuxième entrée duquel est appliqué un signal ayant la fréquence de l'appareil d'accord en vue de la comparaison de ces deux fréquences. 6. Instrument de musique électronique selon la revendica-30 tion 5, caractérisé en ce fréquence de coupure du filtre est commutée simultanément avec la fréquence de sortie de l'appareil d'accord. 7. Instrument de musique électronique selon la revendication 6, caractérisé en ce que le filtre est un filtre linéaire actif dont au moins un des éléments déterminant la fréquence est réalisé suivant 35 une même matrice et est commuté.