DE2314098A1 - Metronom - Google Patents

Description

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Kabushiki Kaisha Baini Seikosha Tokyo, Japan

Metronom

Die Erfindung betrifft ein Metronom mit einen Schwinger zur Erzeugung eines Signals einer vorgegebenen frequenz. '

Fur die Taktgabe eines Tonstückes ist das von Mälzl konstruierte Metronom gebräuchlich, welches aus einem mechanischen Schwinger in Form eines Pendels besteht, auf dem ein Gewicht zur Einstellung des gewünschten Tempos des Tonstückes verschiebbar ist. Der mechanische Aufbau des bekannten Metronome ist verhältnismäßig aufwendig und störanfällig, die Einstellung des gewünschten Tempos nicht ganz einfach, und es können nur akustische Signale ausgegeben werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Metronom mit elektronischen Mitteln aufzubauen, das nicht mit den angegebenen Nachteilen der bekannten mechanischen Metronome behaftet ist. Das gewünschte Tempo soll sowohl akustisch als auch optisch angezeigt werden können.

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Dae erfindungsgemäße Ketronom ist gekennzeichnet durch einen mit einem elektrischen Schwinger verbundenen veränderbaren Teiler, durch den die Frequenz des Schwingers mit veränderbarem Yerhältnis in eine niedrige .Frequenz teilbar ist, eine Tenipowählvorrichtung zum Wählen der Frequenz des Ausgangssignals des veränderbaren Teilers, in der Weise, daß sie dem gewünschten Tempo des Tonstückes entspricht, einen an den Teiler angeschlossenen Tempo-Tonsignal-Generator zur Erzeugung einer das Tempo angebenden Tonsignalfolge und eine Einrichtung für die akustische und/oder optische Anzeige der durch den Tempo-Tonsignal-Generator erhaltenen Tempo-Tonsignale.

Bas erfindungsgemäße Ketronom ist vorzugsweise mit einem genauen Stimagabelschwinger, Quarzschwinger oder dergleichen ausgerüstet, die eine exakte Tempoangabe gewährleisten. Das Aus gangs signal des Schwingers wird durch den veränderbaren Teiler in Temposignale umgewandelt, welche abhängig von dem gewünschten Tempo periodisch erzeugt werden.

Mit den erfindungsgemafien Metronom läßt sich das Tempo in Form eines Lichtflusees derart darstellen, daß lichtaussendende Elemente nacheinander betätigt und synchron zu den TempoSignalen abgetastet werden. Außerdem bietet das erfindungsgemäße Metronom die Möglichkeit, durch Unterteilung der Temposignale im gewünschten Verhältnis Mittels eines Teilers aus Flip-Flop-Schaltungen und einer Schalteinrichtung nicht nur die Signale der Taktteile,

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sondern auch Taktsignale einer relativ langen Periode zur Anzeige zu bringen. Las erfindungsgemäße Metronom ermöglicht es ferner, Taktsignale zusammen mit ihrer optischen Sarstellung durch Teilung des Tempoeignais unabhängig oder gleichzeitig mit dem normalen Temposignal, d.h. mit dem Signal der Taktteile, zur Anzeige zu bringen. Schließlich kann bei dem erfindungsgemäßen Metronom vorgesehen werden, durch Teilung des Temposignale unabhängig oder gleichzeitig mit dem normalen Temposignal und dem Taktsignal sowie deren optischer Anzeige ein mittleres Taktsignal, d.h. ein Signal in der Mitte eines Taktes, akustisch oder optisch anzuzeigen.

Die Erfindung wird durch fünf Ausführungsbeispiele anhand von 14 figuren näher erläutert. Es zeigen

Pig. 1 ein grundsätzliches Blockdiagramm einer Schaltung eines erfindungsgemäßen Metronoms

fig. 2 eine Darstellung der Wellenformen zur Erläuterung der Funktion dieses Metronoms

Fig. 3 eine Schaltung, die eine Ausführungsform der Hauptteile des erfindungsgemäßen Metronoms darstellt

Fig. 4- ein Blockdiagramm einer Schaltung zur prinzipiellen Erläuterung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Metronoms

Fig. 5 eine Schaltung zur Erläuterung der wesentlichsten Teile der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform

Fig. 6 ein systematisches Schaltungediagramm zur Darlegung eines komplizierten Abtastvorgangs

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Fig. 7 ein Blockdiagramm einer Schaltung, das im Prinzip eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Metronoms darstellt

Fig. 8 ein Schaltungsdiagramm, das die wesentlichen ÜJeile der Ausführungsform nach Fig. 7 darstellt

Fig. 9 ein Blockdiagramm einer Schaltung, dae eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Metronoms im Prinzip erläutert

Fig. 10 den konstruktiven Aufbau eines Schalters zum Auswählen der bei dem erfindungsgem?ßen Metronom vorgesehenen Tempi

Fig. 11 ein Blockdiagramm einer Schaltung, das eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Metronoms im Prinzip darstellt

Fig. 12 das Blockdiagramm einer Schaltung von einer fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Metronoms

Fig. 13 eine Schaltung, die die Arbeitsweise der Steuerschaltung für die Lichtelemente darstellt und

Fig. 14 ein Schaltungsdiagramm zur Erläuterung einer Ausführungsform eines Generators für ein mittleres Taktsignal»

Das in Fig. 1 als Blockdiagramm dargestellte elektronische Metronom enthält einen mit konstanter Frequenz schwingenden Oszillator 1. Der Oszillator kann als Stimmgabelschwinger oder Quarzoszillator oder dergleichen ausgebildet sein. Er erzeugt ein Signal mit einer Frequenz von einigen hundert bis einigen tausend Hertz

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einer Hechteckwellenform, wie sie in Pig. 2(a) dargestellt ist. Dieses Signal wird einem veränderbaren Teiler 2 zugeführt, um die in fig. 2(b) dargestellten Temposignale der gewünschten frequenz zu erzeugen. Bas Teilerverhältnis ist, wie später erläutert wird, mittels eines Schalters 3 veränderbar. Durch die Temposignale wird ein Resonanzkreis eines Tempo-Tonsignal-Generators 4 getriggert, um die in Fig. 2(c) dargestellten Tempo-Tonsignale zu erzeugen. Biese werden wiederum einem Verstärker 5 »ugeführt, in diesem verstärkt und dann an einen Lautsprecher 6 gegeben, um das gewünschte Tempo-Tonsignal mit der in Fig. 2(d) dargestellten Wellenform zu erzeugen.

Vie in Fig. 3 angegeben, erzeugt der zum Beispiel eine Stimmgabel enthaltende Oszillator 1 exakt die Frequenz 166,79 Hz. Bas Ausgangssignal mit rechteckiger Wellenform wird dem Triggereingang CL einer Flip-Flop-Schaltung F,. zugeführt. Der negierte Ausgang Q₁ der Flip-Flop-Schaltung F.. ist mit dem Trigger eingang Cp der nächsten Flip-Flop-Schaltung F^ verbunden. Die Flip-Flop-Schaltungen F^ bis Fg sind in dieser Weise in Kaskade geschaltet und bilden einen 6-Bit-Zähler. Ber Ausgang Q₆ der Flip-Flop-Schaltung Fg ist mit dem TSingang einer monostabilen Kippstufe M*., ferner dem Triggereingang G_n einer Flip-Flop-Schaltung Fo und einem Kontakt Sa eines Schalters verbunden. Ber Ausgang Qo der Flip-Flop-Schaltung Fn ist mit dem Triggereingang Cq einer Flip-Flop-Schaltung Fg verbunden und ferner zur Kontaktstelle Sb

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des Schalters geführt. Der Ausgang Q₈ der Flip-Flop-Schaltung Fg ist mit dem Kontakt ßc des Schalters verbunden. Der bewegliche Kontaktarm SA des Schalters ist an eine Ausgangsklemme T geführt· Außerdem ist der Ausgang Qq der monostabilen Kippstufe ML über einen Mehrfachschalter SH mit Druckknöpfen, der z.B. eine Gruppe von Schaltkontakten S_-* ,., S^ p***^i6 i» ^wel^clie selektiv betätigbar sind, enthält, zu Bückstelleingängen R* bis E,- der Flip-Flop-Schaltungen P^ bis f,- geführt. Wird z.B. der der Frequenzteilung 33 entsprechende Schalter ausgewählt, dann werden die Kontakte der ersten Heihe S^ ^, 6,. gi ⁶^ x» S* 4» ^ß-4 5 geschlossen, wie dies in fig. 3 dargestellt ist, die übrigen Kontakte jedoch offen gehalten. Wird die frequenzteilung 35 gewählt, dann werden die Kontakte der zweiten Seihe S_{2 2}» ^? V ^2 4- erschlossen, die übrigen Kontakte bleiben offen. In gleicher Weise werden die Kontakte irgendeiner anderen Reihe entsprechend der gewählten frequenzteilung geschlossen, während die übrigen Kontakte offen gehalten werden.

Es wird nun die Arbeitsweise für den fall beschrieben, bei dem die Kontaktgruppe für die frequenzteilung 33 ausgewählt worden ist. Die Flip-flop-ßchaltungen f.. bis f,- werden über die Kontakte S₄, ^, S₄. ρ··"S* 5 durch das von der monostabilen Kippstufe H„. erzeugte Auegangssignal zurückgestellt. In diesem Zustand zeigt der Zähler in binärer Darstellung das Signal "1OOOOO" an, das in dezimaler Darstellung dem Wert "32^H entspricht. Da die Flip-Flop-

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Schaltungen in abwarte zählender Weise miteinander verbunden sind, wird das in ihnen enthaltene Signal bei jedem von dem Generator an den Zähler gelieferten Impuls um eine Einheit verringert, bis in dezimaler Darstellung "0" in "-1" übergeführt wird. Der Zustand ^M-1^M wird komplementär angezeigt, d.h. es erscheint in binärer Darstellung dae Zeichen "111111". In diesem Zeitpunkt wird die monostabile Kippstufe plötzlich getriggert, um den Zähler in die Lage "10 0 0 0 0" zu bringen und hierbei einen Zyklus des Zählers zu beenden. Der Zähler enthält die Zustände "32" bis "0" in dezimaler Darstellung und bildet somit einen Teiler durch 33. Allgemein muß der Ausgangswert des Zählers auf ^Mn-1ⁿ gestellt werden, um einen Teiler durch η zu erhalten. Durch Teilen der von dem Oszillator gelieferten Frequenz 166.79 Hz mit einer der Zahlen 33 bis 63 lassen sich am Ausgang Q^ der Flip-Flop-Schaltung iV Temposignale entsprechend einer frequenz von 208 bis 108 Schwingungen pro Hinute erzeugen. Venn der bewegbare Kontaktarm des Schalters mit dem Kontakt Sa verbunden ist, werden an der Auegangsklemme T Signale einer Frequenz von 20Θ bis 108 Schwingungen pro Minute erzeugt. Ist der Kontaktarm mit dem Kontakt Sb verbunden, dann wird die Frequenz der am Ausgang Qg erscheinenden Signale durch die Flip-Flop-Schaltung F₇ halbiert, so daß Signale einer Frequenz von 104 bis 5^ Schwingungen pro Hinute erhalten werden. Ist der Kontaktarm mit dem Kontakt Sc verbunden, dann wird die Frequenz durch die Flip-Flop-Schaltung F_Q nochmals halbiert, und es werden Temposignale einer Frequenz von 52 bis 27 pro Hinute ausgegeben. Üblicherweise werden jedoch nur Temposignale einer

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Frequenz bis 40 Schwingungen pro Minute benötigt. Durch Einstellen des Mehrfachschalters SM und des Kontaktarmes BjL auf einen der Kontakte Sa, Sb bzw. Sc können mit einem maximalen Frequenzfehler von 0,7 % Temposignale im Frequenzbereich von 208 bis 40 Schwingungen pro Minute erhalten werden, d.h. 59 verschiedene Tempi.

Das erfindungsgemäße elektronische Metronom weist die folgenden Vorteile auf. Mittels eines einzigen im Verhältnis billigen Oszillators" können 39 verschiedene Tempi eingestellt werden. Der Teiler kann miniaturisiert werden. Das Metronom weist bei großer Zeitkonstanz eine große Zuverlässigkeit auf und kann mit geringen Kosten in hoher Qualität hergestellt werden.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Metronoms. Dieses enthält neben dem Oszillator 1, dem Teiler 2 und dem Schalter 3 eine Abtastschaltung 7 zum Betrieb einer lichtemittierenden Anordnung 8. Die Schaltung 4 zur Erzeugung eines Tempo-Tonsignals,der Verstärker 5 und der Lautsprecher 6 entsprechen der ersten Ausführungsform. Die lichtemittierende Anordnung 8 ist an die Abtastschaltung 7 angeschlossen. Die Abtastschaltung 7 enthält Flip-Flop-Schaltungen 11, 12 und 13, die einen 3-Bit-Binärzähler bilden. Ferner ist ein Decodiersteuerteil 14 und es sind lichtemittierende Elemente 15 bis 22 vorgesehen. Die vom veränderbaren Teiler gelieferten Signalimpulse werden dem Eingang 23 der Zählschaltung zugeführt und durch den Zähler gezählt. Die gezählten Zahlen werden aus dem Decodier-

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steuerteil 14 entnommen, um nacheinander die lichtemittierenden Elemente einzuschalten, wobei die Zahl der Einschaltungen der obenerwähnten Zahl entspricht. Venn sich der Inhalt des Zählers ändert, werden die lichtemittierenden Elemente 15 bis 22 nacheinander eingeschaltet und gleichzeitig werden an der Ausgangsklemme 24 die Temposignale erzeugt.

Ist die lichtemittierende Anordnung 8 nicht eindimensional, sondern in etwas komplizierterer Anordnung aufgebaut, dann werden, wie in Fig. 6 dargestellt, ein Impulszähler 9 und ein Teiler 10 voneinander getrennt in einer solchen Veise angeordnet, daß die Länge des Zählzyklus des Zählers 9 ein ganzzahliges Vielfaches der Größe der Frequenzteilung N der Teilerschaltung 10 ist. Wenn die Frequenz des Oszillators 1 das N-faohe der am Ausgang des Teilers 10 erhaltenen Temposignale beträgt und mit den Signalen aus dem Oszillator 1 auch der Impulszähler 9 betätigt wird, wird durch den Decodiersteuerteil 9a die lichtemittierende Anordnung θ nacheinander und synchron zu den Tempo Signalen eingeschaltet.

Vie beschrieben, werden bei der zweiten Ausführungsform die Temposignale durch Teilen der Frequenz des Oszillators 1 mittels eines Teilers 10 erhalten und es werden gleichzeitig verschiedene Tempi optisch als fließende Lichtpunkte zur Anzeige gebracht, die jedesmal dann nacheinander eingeschaltet werden, wenn das Temposignal durch den Decoder ausgelesen wird. Dies hat den Vor-

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teil, daß der Ablauf der Taktschläge augenblicklich sichtbar gemacht werden kann. Hierdurch wird die Einstellung der Tempi erleichtert. Es wird der gleiche Effekt wie bei einem durch einen Dirigenten geschwungenen Taktstock erzielt.

In I"ig. 7 ist eine dritte Ausführungsform eines erfindungs gemäß en Metronoms dargestellt. Dieses Metronom enthält neben den bereite beschriebenen Elementen 1 bis 6 einen veränderbaren Teiler 2A, einen Wählschalter 3A für ein Taktsignal, d.h. ein Signal, das dem Abwärtsechlagen des Taktstockes oder auch dem ersten Temposignal eines Taktes entspricht, sowie einen Takt-Tonsignal-Generator 4A. Die durch den veränderbaren Teiler 2 erzeugten Temposignale werden durch den veränderbaren Teiler 2A nochmals geteilt und dann dem Takt-Tonsignal-Generator 4-A zugeführt. Der veränderbare Teiler 2A wird durch den Wählschalter für das Taktsignal gesteuert. Das am Ausgang des Generators 4A erhaltene Takt-Tonsignal wird zusammen mit den vom Tempo-Tonsignal-Generator 4· erzeugten Temposignalen dem Eingang des Verstärkers zugeführt. Neben den normalen Tempo-Tonsignalen strahlt der Lautsprecher 6 somit auch hervorgehobene Temposignale, die den Taktbeginn anzeigen, ab.

Es wird nun der veränderbare Teiler 2A anhand der Fig. 8 beschrieben. Der veränderbare Teiler 2A enthält Flip-Flop-Schaltungen, die zu einer vierstufigen Kaskade geschaltet sind. In Fig. 8 ist außerdem der Wählschalter für das Taktsignal dargestellt. Die Flip-Flop-Schaltungen F¹^₁ F'₂» F' , F ¹^ bilden einen Abwärt ε zähl er.

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Mit S'm.n (m « 2, 3, 4, 6, 8, 12, η - 1, 2) sind die Kontakte von Druckschaltem bezeichnet. Wenn ein Druckschalter für eine binäre Zeit betätigt wird, wird nur der Kontakt Sp.π geschlossen und die übrigen Kontakte werden offen gehalten. Wird der Druckschalter für eine ternäre Zeit betätigt, dann werden lediglich die Kontakte S¹, ^ und S¹, ρ geschlossen, während die übrigen geöffnet bleiben. Die übrigen Druckschalter sind in ähnlicher Weise aufgebaut. Es gilt allgemein, dass beim Drücken eines für die m-fache Zeit vorgesehenen Druckschalters lediglich der Kontakt S'm.n (n « 1, 2) geschlossen wird, die übrigen Kontakte aber geöffnet bleiben.

Eine monöstabile Kippstufe Mp dient zur Wiederherstellung der Wellenform der Ausgangsgrösse des Zählers, zur Rückstellung des jeweiligen Zählers und zur Erzeugung der Taktsignale. Durch die Flip-Flop-Schaltung F¹^ wird die Frequenz der dem Eingang I zugeführten Temposignale halbiert. Im Falle der binären bzw. doppelten Zeit wird die Ausgangsgrösse der Flip-Flop-Schaltung F¹,. der monostabilen Kippstufe M^ zugeführt, so dass am Ausgang C das Taktsignal der zweifachen Zeit erhalten wird. Im Falle der vierfachen oder achtfachen Zeit dienen die Flip-Flop-Schaltungen F¹2» F¹, dazu, die Frequenz der Signale auf ein Viertel oder ein Achtel zu unterteilen, um Taktsignale der vier- oder achtfachen Zeit zu erhalten. Im Fall der ternären bzw. dreifachen Zeit wird ein Ternärzähler mit dem Zählmodus 2-1-0-2-1-0.... durch Einstellen des Ausgangswertes der Flip-Flop-Schaltungen

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F¹^, F'₂ auf den Wert ^K2^M gebildet, wobei die Taktsignale der dreifachen Zeit am Ausgang Q abgenommen werden können.

In ähnlicher Weise wird das Taktsignal der sechsfachen Zeit durch Einstellen des Anfangswertes des aus den Flip-Flop-Schaltungen i¹¹^, F'p» ^¹¹X bestehenden Abwärtszählers auf den Wert "5" erhalten und ein Taktsignal der zwölffachen Zeit durch Einstellen des Ausgangswertes des aus den Flip-Flop-Schaltungen F¹,. bis F' bestehenden Abwärtszählers auf den Wert "11". Das Ausgangssignal des veränderbaren Teilers wird mittels des Takt-Tonsignal-Generators 4A in ein hörbares Signal umgewandelt. Es soll bemerkt werden, daß das Taktsignal die Einschaltung des lichtemittierenden Elementes veranlaßt, um eine sichtbare Anzeige des Taktsignals zu bewirken.

Die beschriebene dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Metronoms zeichnet sich ebenfalls durch hohe Zuverlässigkeit und einen einfachen Aufbau aus, der nur Flip-Flop-Schaltungen und Schalter enthält. Es können zusätzlich zu den vorherbeschriebenen Ausführungsformen mit einfachen Mitteln verschiedene Takt-Tonsignale der sechfachen, der achtfachen oder der zwölffachen Zeit erhalten werden.

Fig. 9 stellt ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es ist durch Kombination der in Fig. 4- dargestellten zweiten Ausführungeform und der in Fig. 7 dargestellten dritten Ausführungs-

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form entstanden. Die entsprechenden Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, so daß auf die Beschreibung dieser Elemente zu den fig. A und 7 Bezug genommen werden kann. Die Schaltung nach fig. 9 erlaubt es, neben den normalen Temposignalen Taktsignale zu erzeugen und die Temposignale optisch darzustellen. Eine solche die Funktion des Metronoms wesentlich fördernde Möglichkeit besteht bei bekannten Metronomen nicht.

fig. 10 stellt den mechanischen Aufbau des Tempowählschalters 3 dar. Zwei Sätze von Druckknöpfen 3OA und 3OB sind in vertikaler bzw. horizontaler Richtung auf einem Schaltbrett angeordnet. Auf einer durch die Schaltergruppen gebildeten gekrümmten fläche befindet sich eine Platte 31» &uf der in form einer Matrix

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sehen sind, die die durch Betätigen von zwei Schaltern gewählte Kombination der Schaltungsanordnung angibt. Der Schalter ist zweidimensional ausgebildet.

Um bei dieser Anordnung z.B. den Schaltzustand a, ^ (siehe Hg. 10) zu erhalten, wird einmal der Druckschalter S¹, in der senkrechten Schaltergruppe 3OA und zum andern der Druckschalter S^ in der . waagrechten Schaltergruppe 3OB gedrückt. In ähnlicher Weise kann der Zustand a durch Drücken des vertikalen Schalterknopfes ß'm und durch Drücken des horizontalen Schalterknopfes Sn erhalten werden.

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Wie erwähnt, sind auf dem Schaltbrett zwei Sätze von Druckschaltern angeordnet und auf der Deckfläche befindet sich eine Platte mit matrixförmig angeordneten Abschnitten zur Anzeige der Kombination der durch die beiden gewünschten Druckschalter ausgewählten Schaltungsanordnung, so daß das Schalten sehr einfach gemacht ist. Selbst Damen oder Kinder, die keine Erfahrung im Umgang mit Maschinen haben, können die Anordnung mit Leichtigkeit bedienen.

Fig. 11 stellt eine weitere Ausführungsform dar, bei der das Ausgangs signal des Oszillators mittels Umschalter 32A und 32B einem Stimmteiler 33 und einem Impulsformer 34· zugeführt werden können, die dazu dienen, ein Signal zum Stimmen der Instrumente zu erzeugen. Es wird z.B. ein Stimmsignal mit einer Frequenz eines ganzzahligen Vielfachen von 440 Hz erzeugt, das wiederum in einen hörbaren Ton umgewandelt wird. Dieser wird durch den Lautsprecher 6 abgestrahlt und dient dazu, Musikinstrumente zu stimmen.

Um es mehreren Musikern zu ermöglichen, gleichzeitig beim ersten auftretenden Temposignal mit dem Konzert zu beginnen, kann durch Verbinden eines Start-Druckschalters 35 mit den Bückstellklemmen der Flip-Flop-Schaltungen in den Teilern 2 und 2A und in der Schaltung 7 für die optische Anzeige ein Rückstell- und Startvorgang ausgelöst werden.

In Fig. 12 ist ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform

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eines erfindungsgemäßen Metronoms dargestellt. Die Tempoeignale werden einem Eingang 40 zugeführt. Es sind ein veränderbarer Teiler bzw. Zähler 42 vorgesehen, der Flip-Flop-Schaltungen enthält, eine Schalteranordnung 4J sowie eine Ausgangsklemme 44 für die Signale von mittleren Taktteilen, ferner eine Ausgangsklemme 45 für die Taktsignale, ein Generator 46 für Tonsignale, die die mittleren Taktteile charakterisieren, eine Ausgangskiemme 47, an der die Tonsignale für die mittleren Taktteile ausgegeben werden, eine Steuerschaltung 48 für die lichtemittierenden Elemente und eine Ausgangsklemme 49 für die in der Schaltung 48 erzeugten Steuersignale.

Sas Teilungsverhältnis des Zählers 42 wird durch die Auswahl des der gewünschten Zeit entsprechenden Schalters in der Schalteranordnung 43 bestimmt. Sie mittleren Takteignale werden an der am Ausgang des Zählers 42 angeschlossenen Klemme 44 erhalten. Ser Generator 46 für das Tonsignal eines mittleren Schlages des Taktstockes dient dazu, die mittleren Schlagsignale in geeignete hörbare Tonsignale umzuwandeln, die am Ausgang 47 erscheinen. Sas Tonsignal des mittleren Schlages wird sodann einem Verstärker und daraufhin dem Lautsprecher zugeführt, um es hörbar zu machen. Sas Temposignal, das Taktsignal und das Signal für einen mittleren Taktteil, d.h. für einen mittleren Schlag des Taktstockes, werden der Steuerschaltung 48 für die lichtemittierenden Elemente zugeführt, um an der Klemme 49 entsprechende Steuersignale zu erzeugen.

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Durch die Lichtelemente werden als Folge hiervon unterschiedliche Arten von Schlagen in entsprechenden unterschiedlichen optischen Mustern dargestellt.

Pig. 13 zeigt das Schaltungsdiagramm des mit der Steuerschaltung 48 für die Lichtelemente verbundenen veränderbaren Teilers. In dieser Schaltung sind !"lip-I'lop-Schaltungen F₄₁. bis JF, als Zähler 42 verwendet. Der Zähler 42 wird durch die Taktsignale zurückgestellt, 'die durch Zählen der Temposignale erhalten werden. Die Frequenz der Taktsignale entspricht der gewünschten Zeit. Um das Signal des mittleren Schlages bzw. des mittleren Taktteiles zu erhalten, sind in der Schalteranordnung 43 Schalter SW- bis SW^ vorgesehen. Die Schalteranordnung arbeitet in der Weise, daß, falls beispielsweise der Druckschalter für die fünf ,--fache Zeit betätigt wird, nur dieser Kontakt geschlossen wird, die übrigen Kontakte aber offen gehalten werden. Eine monostabile Kippstufe M dient zur Wiederherstellung der Wellenform des Signals für den mittleren Schlag. Die Schaltung 48 enthält ferner ilip-Flop-Schaltungen IV und IV. Der Zähler 42 zum Zählen der Temposignale ist so ausgebildet, daß er durch die Taktsignale oder die Signale des mittleren Taktteils zurückgestellt wird.

Es wird nun die Arbeitsweise des zuletzt beschriebenen Metronoms erläutert.

Wenn der Eingangsklemme 1 in der gewünschten Zeitfolge, welche durch die Schalteranordnung 43 ausgewählt wird, Temposignalimpulse

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zugeführt werden, wird die Folgefrequenz dieser Impulse durch die Flip-Flop-Schaltungen F^ bis F, geteilt, um entsprechend der gewählten Taktart Taktsignale zu erzeugen. Das Signal des mittleren Taktteils wird aus der monostabilen Kippstufe M erhalten, wobei die Wellenform des Signals durch die Kippstufe wieder hergestellt wird, so daß das Signal gleichermaßen als Signal zur Erzeugung des Takttonsignals als auch als Signal zum Rückstellen der Steuerschaltung 48 für die Lichtelemente verwendet werden kann.

Im Falle der 5j-fachen Zeit (zweifache plus dreifache Zeit) wird durch die einen Zähler durch 5 bildenden Flip-Flop-Schaltungen F^ bis F- immer dann ein Taktsignal erhalten, wenn der Eingangsklemme 1 fünf Temposignalimpulse zugeführt worden sind. Wird der Inhalt des Zählers 42 in dezimaler Schreibweise zu ^N2^N, dann wird das Ausgangssignal einer Torschaltung G^ zur Auswahl einer mittleren Zeit in binärer Schreibweise zu "1". Das Signal "1" wird über den Schalter SW₂ der monostabilen Kippstufe H zugeführt, so daß an der Ausgangsklemme das Signal des mittleren Taktteils mit wiederhergestellter Wellenform erhalten wird. Dieses dient dazu, den Inhalt der Flip-Flop-Schaltungen F. und F₁- zurückzustellen. Auf diese Weise wird an einer Ausgangsklemme $0 zum Steuern der Lichtelemente das Signal "1" (in binärer Schreibweise) erzeugt. Als Folge hiervon werden die an die Auegangeklemme angeschlossenen und in Fig. 13 nicht dargestellten Lioht-

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elemente betätigt, und es wird gleichzeitig über den Generator für das Tonsignal des mittleren Taktteils und den Verstärker durch den Lautsprecher das Tonsignal für den mittleren Taktteil ausgestrahlt .

In Pig. Ή ist das Schaltungsdiagramm eines Generators für das Tonsignal des mittleren Taktteils dargestellt. Der Generator enthält einen Haltekreis 56 des Phasentyps, der an einer Klemme 55 Signale für den Aufwärtsschlag oder den mittleren Schlag (des Taktstockes) erzeugt. Die Amplitude und die Verzögerungszeit dieser beiden Signale unterscheiden sich voneinander je nach den Schwingungsbedingungen der Schaltung.

Die Schwingungsbedingung der Schaltung 56 ist in dem fall, in dem nur das Signal des Aufwärtsschlages zugeführt wird, unterschiedlich zu dem Fall, in dem das Signal des Aufwärts- und eines mittleren Schlages oder des Aufwärts- und des Abwärtsschlages zugeführt wird, da die Zeitkonstante wegen der unterschiedlichen Kapazität der Kondensatoren in den Generatoren 57 und 58 mit exponentiell« Punktion verschieden ist. Als Polge hiervon werden an der Klemme 55 entweder das Tonsignal des AufwärtsSchlages oder das Tonsignal des mittleren Schlages mit unterschiedlicher Amplitude und Abfallzeit erhalten.

Das Tonsignal des AbwärtsSchlages, also das Takt-Tonsignal, wird dadurch erzeugt, daß einem spannungsabhängigen Widerstand 63b

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aus einem Generator 61 mit niedriger konstanter Frequenz ein Signal im Tonfrequenzbereich zugeführt und der spannungsabhängige Widerstand mittels eines Signals getriggert wird, das eine Triggerschaltung 62 für das Signal des AbwärtsSchlages und einen Generator 63a mit exponentieller Funktion durchlaufen hat.

Wenn durch einen ersten veränderbaren Widerstand 64 der Pegel dee Tonsignales für den Abwärtsschlag geeignet eingestellt worden ist, und durch einen zweiten veränderbaren Widerstand 65 die Pegel für das Tonsignal des Aufwärtsschlages und für das Tonsignal des mittleren Schlages geeignet justiert worden sind, so daß sie über einen Verstärker 66 dem Lautsprecher 67 zugeführt werden können, ist in dem Tongemisch jeder Ton getrennt hörbar.

Die Amplituden und Abfall zeiten der Signale für den Aufwärtsschlag, den mittleren Schlag und den Abwärtsschlag mögen an der Klemme des Lautsprechers 67 die Werte 10V · 10 ms, 11V · 20 ms bzw. 6V · 500 ms haben, wobei die Spannungsangaben von Spitze zu Spitze gemessen sind. Die Frequenz des Tonsignals für den Aufwärtsschlag und die Frequenz des Tonsignals für den mittleren Schlag beträgt 2880 Hz, während das Tonsignal für den Abwärtsschlag eine Frequenz von 3521 Hz hat. Das Tonsignal für den Aufwärtsschlag und das Tonsignal für den mittleren Schlag unterscheiden sich somit akustisch durch ihre verschiedene Abfallzeit, während sich das Tonsignal für den Abwärtsschlag von den übrigen Tonsignalen durch unterschiedliche Frequenz und Abfallzeit unterscheidet.

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In ähnlicher Weise wird im Falle der sechsfachen Zeit ein 6-Bit-Zähler gebildet. Wenn der Inhalt des Zählers in dezimaler Darstellung zu ⁿ3" wird, wird am Ausgang der monostabilen Kippstufe das Signal des mittleren Schlages in wiederhergestellter Wellenform erhalten. Die Signale werden auch zum Steuern der Lichtelemente und zur akustischen Wiedergabe des Schlages benutzt.

Das erfindungsgemäße Metronom zeichnet sich durch die folgenden Vorteile aus: Bei Verwendung eines Schwingers mit konstanter Frequenz wie eines Stimmgabelschwingers oder eines Quarzoszillators lassen sich verschiedene Tempi mit großer Genauigkeit und Zeitkonstanz realisieren. Die Temperatur, die Feuchtigkeit, äußere mechanische Schwingungen und die Lage haben praktisch keinen Einfluß auf das erfindungsgemäße Metronom, welches wegen seines einfachen Aufbaus mit geringen Kosten hergestellt werden kann und für eine Massenfertigung geeignet ist. Da der Takt mittels aufeinanderfolgender Anzeige durch lichtemittierende Elemente sichtbar gemacht werden kann, wird der Gebrauchswert des Metronoms wesentlich erhöht. Neben dem üblichen Temposignal kann ein Tonsignal für den Abwärtsschlag und den mittleren Schlag sowie für den Aufwärtsschlag des Taktstockes realisiert werden. Es kann eine aus zwei Zeitabschnitten zusammengesetzte Zeit hörbar und sichtbar gemacht werden, indem die Tonsignale für den mittleren Schlag akustisch und optisch angezeigt werden. Die Lichtanzeige des Taktes erfolgt synchron zum Tonsignal des Taktes,

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Claims (6)

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   Patentansprüche

   M ./Metronom mit einem Schwinger zur Erzeugung eines Signals einer vorgegebenen Frequenz, gekennzeichnet durch einen mit einem elektrischen Schwinger verbundenen veränderbaren Teiler, durch den die Frequenz des Schwingers mit veränderbarem Verhältnis in eine niedrige Frequenz teilbar ist, eine Tempοwählvorrichtung zum Wählen der Frequenz des Auegangssignals des veränderbaren Teilers in der Weise, daß sie dem gewünschten Tempo des Tonstückes entspricht, einen an den Teiler angeschlossenen Tempo-Tonsignal-Generator zur Erzeugung einer das Tempo angebenden Tonsignalfolge und eine Einrichtung für die akustische und/oder optische Anzeige der durch den Tempo-Tonsignal-Generator erhaltenen Tempo-Tonsignale»
2. 2. Metronom nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß als Oszillator ein Stimmgabelschwinger dient.
3. 3« Metronom nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet , daß der veränderbare Teiler eine Vielzahl von in Kaskade geschaltete und abwärts zählende Flip-Flop-Schaltungen enthält.
4. 4. Metronom nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß eine Stimmeinrichtung zum Erzeugen eines Stimmsignals einer vorgegebenen Frequenz vorgesehen ist·

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5. 5. Metronom nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass mit dem veränderbaren Teiler ein zweiter veränderbarer Teiler verbunden ist, durch den die Frequenz des Ausgangssignals des ersten Teilers weiter geteilt wird und dass ein Wähler für das Taktsignal vorgesehen ist, durch den die Frequenz des Ausgangssignals des zweiten veränderbaren Teilers so wählbar ist, dass sie der gewünschten Frequenz des Taktsignals gleich ist, dass ferner an den zweiten Teiler ein Generator für ein von dem Taktsignal abgeleitetes Takt-Tonsignal angeschlossen ist.
6. 6. Metronom nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennz e i ohne t, dass mit dem Schwinger ein weiterer veränderbarer Teiler verbunden ist, durch den die Frequenz des Signals mit veränderbarem Verhältnis in eine niedrige Frequenz teilbar ist, dass eine Wählvorrichtung für einen mittleren Taktteil vorgesehen ist, durch die die Frequenz des Ausgangssignals des weiteren veränderbaren Teilers so wählbar ist, dass sie der gewünschten Frequenz des mittleren Taktteils gleich ist, dass ferner an den weiteren Teiler ein Generator für ein von dem Signal für den mittleren Taktteil abgeleitetes Tonsignal angeschlossen ist.

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