DE2202658C2 - Elektronisches Musikinstrument - Google Patents

Description

2(1

30

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Musikinstrument mit durch Tasten, die jeweils einer Note der Tonleiter entsprechen, betätigbaren Schaltern, die über eine Verbindungseinrichtung mit einer Anzahl von Tongeneratoren verbunden sind, die jeweils bei j> Ansteuerung durch ein von der Verbindungseinrichtung auf Grund einer Betätigung des der jeweiligen Note zugeordneten Schalters abgegebenes Steuersignal einen der Note entsprechenden Klang erzeugen.

Bei bekannten elektronischen Musikinstrumenten dieser Art besteht ein wesentliches Problem in dem Umfang der Verdrahtung, die zwischen den einzelnen Schaltern, die auf vielfältige Weise ausgebildet sein können, und den Tongeneratoren erforderlich ist. Beispielsweise kann ein elektronisches Musikinstrument in Form einer Elektronenorgel zwei handbetätigte Tastaturen, die üblicherweise als Manuale bezeichnet werden, sowie einen Satz von Pedalen aufweisen, die als Pedalwerk oder Division bezeichnet werden. Kompliziertere Orgeln können bis zu 5 Manuaie und zwei Pedalwerke aufweisen. Weiterhin ist dies nicht ungewöhnlich, daß jedes Manual Tasten für 4 oder mehr Oktaven aufweist, während jedes Pedalwerk von einer bis zu zwei oder mehr Oktaven umfassen kann. Obwohl zwei oder mehr Manuale so ausgelegt sein können, daß sie das Spielen der selben Note ermöglichen, weist die von jedem Manual erzeugte Note einen eigenen unterschiedlichen oder characteristischen Klang auf. Zusätzlich zur großen Anzahl von Tasten oder Pedalen, die während des Spielens der Orgel zur Auswahl stehen, to weist eine typische Elektronenorgel verschiedene, jeder Tastatur unter Einschluß der Manuale und der Pedalwerke zugeordnete Register oder Tabulatoren auf, um die Auswahl bestimmter Orgelstimmen zu ermöglichen. Entsprechend erfordern die selektiv t» betätigbaren Verbindungen zwischen jeder Taste bzw. dem zugeordneten Schalter, und dem Tongenerator eine umfangsreiche Verkabelung und elektrische Verbindungspunkte innerhalb der Elektronenorgel. Jede Leitung und insbesondere jede Anschlußverbindung stellt jedoch eine mögliche Fehlerquelle dar, und die große Anzahl von Leitungen und Verbindungen stellt insbesondere bei der Wartung und Reparatur ein großes Problem dar. Die Verkabelung der elektrischen Ve>-bindungspunkte ist um so komplizierter und schwieriger, je komplizierter und umfangreicher die Elektronenorgel ist. Der Verdrahtungsaufwand wird besonders groß, wenn für die abschließende Schallerzeugung eine Vielzahl von Tongeneratoren verwendet wird um die einzelnen Klänge und Stimmen der Elektronenorgel zu erzeugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein elektronisches Musikinstrument der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine wesentliche Verringerung der Anzahl der elektrischen Leitungen und Verbindungen zwischen den Tastaturen und der elektronischen Schaltung des Musikinstrumentes möglich ist.

Diese Autgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebene Erfindung gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei dem erfindungsgemäßen elektronischen Musikinstrument wird die in der elektronischen Technik an sich bekannte Multiplextechnik verwendet, um die Anzahl der zwischen den Ti Staturen und den Tongenerator erforderliche Leitungen zu verringern, wobei gleiches auch für die Vielzahl der gegebenenfalls vorhandenen Register oder Tabulatoren besteht, die beispielsweise in einer Elektronenorgel vorgesehen sein können. Das Ausgangssignal aller Tastaturen oder Pedalwerke des elektronischen Musikinstrumentes ist ein Multiplexsignal, in dem jeder Note in einer Oktave oder einem Oktavabschnitt sowie für jede Tastatur und jede Stimme ein vorgegebener Zeitabschnitt zugeordnet ist. Bei Betätigung einer Taste treten in dem dieser Taste zugeordneten Zeitabschnitt des Multiplexsignals wiederholt Impulse auf, so daß selbst Kontaktprobleme an den Schaltern der Taste keine negativen Auswirkungen auf den erzeugten Klang haben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Ausführungsform des elektronischen Musikinstrumentes;

F i g. 2 ein Schaltbild einer Ausführungsform einer Dekodiereinrichtung zur Verwendung in dem System nach Fig. 1;

F i g. 3 ein ausführliches Schaltbild einer Ausführungsform der Schaltermatrix und der Kodiereinrichtung zur Verwendung bei der Ausführungsform nach Fig. 1;

F i g. 3A ein Schaltbild eines von dem Codierer nach Fig.3 abweichenden Codierers zur Verwendung in dem System nach Fig. 1;

F i g. 4 ein Schaltbild der Eingangs-Ausgangs-Sammelschienen-Verbindungsvorrichtung an jedem Schnittpunkt der Schaltanordnung nach F i g 3;

F i g. 5 eine Darstellung der Multiplex-Wellenform die durch das System nach Fi g. 1 in Abhängigkeit von der Betätigung ausgewählter Tasten erzeugt wird,

F i g. 6 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Generator-Zuordnung und Tongenerator-Vorrichtung zur Weiterverarbeitung des Multiplexsignals, das durch das System nach Fig. 1 erzeugt wird, um die gewünschten Töne als Tonausgang der Orgel zu erzeugen;

F i g. 7A und 7E Teile eines Gesamtschaltbildes eines Ausführungsbeispiels der Tongenerator-Zuordnungslogik des Systems nach F i g. 6;

F i g. 8 ein Blockschaltbild eines Tongenerators, der zur Synthese der Frequenz jeder in der Orgel spielbaren Note geeignet ist und der mit der Zuordnungslogik nach den Fig. 7A und 7B in dem System nach Fig. 6 verwendbar ist:

F i g. 9 eine Darstellung einer komplizierten Wellenform von der durch eine Orgelpfeife erzeugten Art sowie der Abtastpunkte, an denen die Amplitudenwerte zur Simulation bei ausgewählten Notenfrequenzen abgenommen werden;

Fig. 10 ein Blockschaltbild einer Anschwell- und Abschwäch-(attack-and-decay)-Steuereinheit zur Verwendung in dem Instrument.

F i g. i 1 ein Blockschaltbild eines Perkussions-Steuerungs- oder Tastsystems zur Lieferung einer geeigneten Perkussions-Klangbegleitung bei dem Instrument;

F i g. 12 bis 18 Blockschaltbilder eines Gesamtregister-Schienen-Multiplexsystems und der Subsysteme dieses Systems.

Das in Fig. 1 dargestellte Tastatur-Multiplexsystem oder Notenauswahlsystem schließt einen Tastaturzähler 1 ein, der so ausgebildet ist, daß er eine festgelegte Zählung für jede Taste jeder Tastatur (unter Einschluß der Manuale und der Pedal-Abteilungen) der Orgel liefert. Wenn die Elektronenorgel, in der das Multiplexsystem verwendet wird, beispielsweise vier Tastaturen, wie z. B. drei Manuale und ein Pedalwerk aufweist, die jeweils bis zu acht Oktaven umfassen, so sollte der Tastaturzähler 1 dazu geeignet sein. 4 χ 8 χ 12 = 384 getrennte Zählungen (Digitalworte) zu erzeugen. Es ist wesentlich, daß der Zähler eine jede Taste jeder Tastatur der Orgel darstellende Zählung ausbilden kann: es kann jedoch anzustreben sein, einen Zähler vorzusehen, der eine größere Zählung erzeugen kann als die Anzahl der zur Verfügung stehenden Tasten, damit gewisse redundante Zählungen zur Verfugung stehen, die nicht irgendwelchen Tasten zugeordnet sind. Eine derartige Redundanz wird in einfacher Weise dadurch geschaffen daß einfach ein Zähler mit einer größeren Kapazität als der minimal erforderlichen Zählung verwendet wird.

In jedem Fall wird vorgezogen, daß der Tastaturzähler 1 in drei getrennte Abschnitte (oder getrennte Zähler) unterteilt ist, die mit 2,3 und 4 bezeichnet sind. Der erste (mit 2 bezeichnete ) Abschnitt ist so aufgebaut und angeordnet, daß er eine Modul-12-Zählung ausführt, um jede der zwölf Tasten zu bezeichnen, die den zwölf Noten in irgendeiner Oktave zugeordnet sind. Der zweite (mit 3 bezeichnete) Abschnitt kann eine Modul-8-Zählung ausführen, um jede der acht von jeder der ^vier Tastaturen umfaßten Oktaven festzulegen Der letzte (mit 4 bezeichnete) Abschnitt ist für eine Modul-4-Zählung ausgelegt um jede Tastatur der Orgel zu spezifizieren. Daher ist der gesamte Tastaturzähler so aufgebaut, daß er eine Modul-384-Zählung ausführt, so daß am Ende von jeweils 384 Zählungen der gesamte Satz von Tastaturen überdeckt (abgetastet) wurde und die Zählung sich wiederholt Zu diesem Zweck kann jeder Zählerabschnitt aus einem getrennten üblichen Ringzähler bestehen, wobei die drei Zähler in einer typischen Kaskadenanordnung miteinander verbunden sind (s. beispielsweise Ledly, Digital Computer and Control Engineering, McGraw ΗΠΙ,1960, Seiten 488 ff.), und zwar derart daß, wenn der Abschnitt 2 seine maximale Zählung erreicht er die Zählung des Zählerabschnittes 3 um Eins weiterschaltet und

automatisch eine Wiederholung seiner eigenen Zählung einleitet. In gleicher Weise ist das Erreichen der maximalen Zählung durch den Zählerabschnitt 3 durch ein Fortschalten der Zählung des Abschnittes 4 um Eins begleitet, worauf unmittelbar eine Wiederholung der Modul-8-Zählung folgt.

Das Weiterschalten des untersten Zählerabschnittes 2, (d. h. des Abschnittes mit der niedrigstwertigen Zählung) wird durch die Zuführung von Taktsteuerimpulsen von einer Haupt-Taktsteuerquelle 5 an diesen Abschnitt durchgeführt. Die Taktsteuerquelle 5 ist so ausgebildet, daß sie Taktsteuerimpulse mit einer ausreichend hohen Impulswiederholfrequenz liefert, um die Auflösung eines Drückens (Betätigens) und Freigebens irgendeiner Taste auf irgendeiner Tastatur sicherzustellen, d. h. einen Impuls zum Zeitpunkt irgendeiner dieser Vorgänge zu liefern. Die Abtastung aller Tastaturen der Orgel mit einer Wiederholfrequenz von 200 oder mehr Hz erscheint ausreichend, um diese anzustrebende Auflösung zu erzielen. Für die vorstehend beschriebene beispielhafte Tastaturanordnung und den Tastaturzähler entspricht dies minimal 200x384 = 76 000 Zählungen pro Sekunde. Entsprechend ist eine Taktsteuerimpulse mit einer Impulswiederholfrequenz von 100 kHz liefernde Haupt-Taktsteuerimpulsquelle vollständig geeignet.

Insgesamt vier Leitungen gehen von dem Zählerabschnitt 4 aus, wobei eine Leitung mit jeder Ringzählerstufe verbunden ist um die Feststellung der speziellen Tastatur, die zur Zeit abgetastet wird, zu ermöglichen. In gleicher Weise sind acht Leitungen jeweils mit den acht Ringzählerstufen des Oktavenzählerabschnittes 3 verbunden, um die zur Zeit abgetastete Oktave festzustellen. Somit erstrecken sich insgesamt zwölf Leitungen von den Abschnitten 3 und 4 des Tastaturzählers 1, und diese zwölf Leitungen können Signale führen, die 32 (8 χ 4) mögliche Zustände des Tastaturzählers anzeigen. Der spezielle Zustand der 32 Zustände, der eine spezielle Oktave auf einer speziellen Tastatur darstellt, die zu dieser Zeit abgetastet wird, wird durch die Verwendung einer Decodierschaltung 7 bestimmt. In der einfachsten Form kann der Decoder 7 aus 32 UND-Gattern mit jeweils zwei Eingangsanschlüssen und einem Ausgangsanschluß bestehen, die jeweils mit 8-1, 8-2, 8-3...8-32 (Fig.2) bezeichnet sind. Die 32 Gatter sind in vier Gruppen von jeweils acht Gattern angeordnet, wobei jedes Gatter einer bestimmten Gruppe mit einem seiner zwei Eingangsanschlüsse mit einer der vier Leitungen des Tastatur-Zählerabschnittes 4 verbunden ist Bestimmte und andere der acht Leitungen von dem Zählerabschnitt sind mit dem anderen Eingangsanschluß jeweils eines der acht UND-Gatter dieser Gruppe verbunden. Eine entsprechende Situation ist für jede Gruppe der UND-Gattter gegeben, wobei der einzige Unterschied darin besteht daß jede Gruppe einer anderen Ausgangsleitung des Zählerabschnittes 4 zugeordnet ist Unter Verwendung dieser Anordnung bezeichnet die Decoderlogik jeder Oktave der Tasten in der Orgel durch einen jeweiligen Treiberimpuls, wenn eine dieser Oktave entsprechende Zählung zu der Zeit in dem Zähler enthalten ist

Die von den UND-Gattern (oder Treibern) der Decodierschaltung 7 abgeleiteten Ausgangsimpulse werden an jeweils eine von 32 Sammelschienen (oder einfach Schienen) geführt, die allgemein durch die Bezugsziffer 10 bezeichnet sind, und werden dann einer Tastatur-Schaltanordnung 11 zugeführt Aus der vorstehenden Beschreibung ist es dann verständlich, daß die

Anordnung 11 eine Eingangsschiene 10 für jede Oktave von Tasten in der Orgel (unter Einschluß von jeder Oktave auf jeder Tastatur) aufweist, und daß an jeder Eingangsschiene ein Treiberimpuls ungefähr 200mal pro Sekunde auftritt, was der beispielhaften Abtastgeschwindigkeit der Tastaturen entspricht, wie es weiter oben erwähnt wurde, um eine ausreichende Auflösung der Betätigung der Tasten zu erzielen. Die Schaltanordnung 11 weist außerdem zwölf Ausgangsschienen auf, die allgemein durch die Bezugsziffer 12 bezeichnet sind, wobei jede dieser Ausgangsschienen jeweils einer der zwölf Noten (und damit der zwölf Tasten) in irgendeiner gegebenen Oktave zugeordnet ist.

Die Anordnung 11 ist grundsätzlich eine Dioden-Schaltmatrix, in der mit Abstand angeordnete Eingangsschienen 10 und mit Abstand angeordnete Ausgangsschienen !2 rechtwinklig derart angeordnet sind, daß ein Schnittpunkt oder eine Überkreuzung zwischen jeder Eingangsschiene und jeder Ausgangsschiene für insgesamt 384 Schnittpunkte auftritt (Fig. 3), und zwar jeweils ein Schnittpunkt für jede Zählung des Tastaturzählers 1. Wie es typisch für diese Art von Matrix ist, sind die gekreuzten Linien oder Schienen nicht direkt miteinander verbunden. Statt dessen ist eine »Sprung«- Diode, wie beispielsweise die durch die Bezugsziffer 13 in F i g. 4 bezeichnete, zwischen der Eingangsschiene 10 und der Ausgangsschiene 12 an jedem Schnittpunkt angeschaltet, wobei die Diode für Vorwärtsleitung (Anode-Kathode) in der Richtung von einer Eingangsschiene 10 zu einer Ausgangsschiene 12 vorgespannt ist. In einem Serienkreis oder in einer Serienverbindung mit jeder Diode 13 ist ein jeweiliger Schalter 14 verdrahtet (s. F i g. 4), der normalerweise offen ist und der jeweils einer bestimmten Taste der Tasten der Orgel derart zugeordnet ist, daß das Drücken der zugehörigen Taste ein Schließen (Kurzschließen) des Schalters 14 hervorruft, während ein Freigeben der zugehörigen Taste eine Rückkehr des Schalters in seinen offenen Zustand ergibt. Alternativ kann jeder der Schalter 14 selbst eine jeweilige Taste in den verschiedenen Tastaturen der Orgel darstellen.

Obwohl der Schalter 14 schematisch so dargestellt ist, als ob er ein mechanischer einpoliger Einschalter ist, ist es verständlich, daß irgendeine Form von elektronischen, elektromechanischen, elektromagnetischen usw. Schalter verwendet werden kann, wobei die genaue Art des Schalters im wesentlichen von der Art der Erregung abhängt, die bei einer Betätigung der zugehörigen Taste erzeugt wird. Der Schalter 14 kann dann auf die spezielle Form der Erregung oder Betätigung ansprechen, die bei einer Betätigung einer Taste in irgendeiner Tastatur erzeugt wird (oder er kann, wie es weiter oben ausgeführt wurde, diesen Schalter selbst darstellen), um die die zugehörige Diode 13 zwischen einer jeweiligen Eingangsschiene 10 und einer jeweiligen Ausgangsschiene 12 am Schnittpunkt dieser Schienen verbinden den Schaltung zu vervollständigen, wenn die Taste gedrückt wird, und um die die Diode zwischen den jeweiligen Eingangs- und Ausgangsschienen an diesem Schnittpunkt verbindende Schaltung zu öffnen, wenn die Taste freigegeben wird. Positive Impulse, die mit einer Impulswiederholfrequenz von beispielsweise ungefähr 200 Hz entsprechend der durch die Haupt-Taktsteuerung 5 ausgebildeten Zeitsteuerung auftreten, werden über die jeweilige Diode 13 und den geschlossenen Schalter 14 von der Eingangsschiene 10 zur Ausgangsschiene 12 übertragen, wenn die zugehörige Taste gedrückt ist Obwohl ein Schalter allein (d. h.

ohne die in Reihe geschaltete Diode) diese grundlegende Aufgabe der Übertragung eines Signals zwischen den Eingangs- und Ausgangsleitungen der Anordnung 11 erfüllen würde, ergibt die Diode einen größeren j Trennungsgrad zwischen den Quellen einer möglichen Störung (Rauschen) und bewirkt eine Verhinderung einer Rückkopplung von den Ausgangsleitungen an die Eingangsleitungen.

In F i g. 3 sind die Ausgangsschienen 12 von der

κι Schaltanordnung 11 mit einer Codierschaltung 15 verbunden, mit der außerdem die zwölf Ausgangsleitungen von dem Tastaturzählerabschnitt 2 verbunden sind, die allgemein mit der Bezugsziffer 16 bezeichnet sind. Um eine regelmäßige Anordnung zu erzeugen, bei der

ι i jede Taste der Orgel einem bestimmten und unterschiedlichen Zeitabschnitt (time slot) in einer Zeitmultiplex-Wellenform zugeordnet ist, sind die den jeweiligen Tasten zugeordneten Schalter 14 in üblicher Weise in einer speziellen Aufeinanderfolge in der Schaltanord-

2(i nung 11 angeordnet. Es sei beispielsweise angenommen, daß eine spezielle Ausgangsschiene 17 der Schaltanordnung der Note A irgendeiner Oktave zugeordnet sein soll, daß eine zweite Ausgangsschiene 18 der Note B irgendeiner Oktave zugeordnet sein soll usw. Die Schalter 14 in der der Ausgangsschiene 17 entsprechenden Reihe in der Anordnung oder Matrix 11 sind dann den der Note A in jeder Oktave von Tasten in der Orgel entsprechenden Tasten zugeordnet. Die Spaltenposition jedes Schalters in der Matrix 11 entspricht einer speziellen Oktave von Tasten in der Orgel und damit einer speziellen Oktave, die durch eine spezielle Tastatur der Orgel umfaßt wird.

Jede der Ausgangsschienen 12, unter Einschluß der Schienen 17, 18 usw. ist mit einem der Eingangsan-Schlüsse eines jeweiligen UND-Gatters der zwölf UND-Gatter 20-1, 20-2, 20-3 ... 20-12 der Codierschaltung 15 verbunden. Eine Ausgangsleitung 16 des Zählerabschnittes 2, die der Ringzählerstufe zugeordnet ist, die die Zählung für eine bestimmte Note (Taste) in einer gegebenen Oktave bezeichnet, ist mit dem verbleibenden Anschluß eines UND-Gatters der Codierschaltung verbunden, wobei der andere Eingang dieses UND-Gatters ein Impuls an der Ausgangsschiene 12 ist, die der gleichen Note zugeordnet ist. Eine gleiche Anordnung ist für jede der verbleibenden elf Ausgangsleitungen 16 des Zählerabschnittes 2 in bezug auf die UND-Gatter 20 und die Ausgangsschiene 12 vorgesehen. Wenn daher z. B. die (der Reihe von Schaltern 14 in der Matrix 11 für die Note A zugeordnete) Ausgangsso schiene 17 mit einem Eingangsanschluß des UND-Gatters 20-1 verbunden ist, so ist die Ausgangsleitung 22 von der Stufe des Zählers 2, die die der Note A zugeordnete Zählung bezeichnet mit dem verbleibenden Eingangsanschluß des Gatters 20-1 verbunden. Der Ausgangsanschluß jedes der UND-Gatter 20 ist mit einem jeweiligen Eingangsanschluß des ODER-Gatters 23 verbunden, wobei der Ausgang des ODER-Gatters das Ausgangssignal der Codierschaltung darstellt Aufgrund dieses Aufbaus bewirkt die Codierschaltung 15 eine Umwandlung des Parallelausganges der Anordnung 11 in ein Serienausgangssignal entsprechend der Abtastung der Ausgangsschienen 12, wie er durch die fortschreitende und sich wiederholende Zählung geliefert wird, die in der Form von Impulsen (mit einer Impulswiederholfrequenz von ungefähr 200 Hz) festgestellt wird, die an den Ausgangsleitungen 16 erscheinen. Das Endergebnis dieser Schaltung besteht in der Erzeugung eines Zeitmultiplexsignals

(time-division multiplex, TDM)-Signale an einer einzigen Leitung 25, die von dem Codierer 15 ausgeht.

Als Alternative zur speziellen logischen Konstruktion, die in F i g. 3 für den Codierer 15 gezeigt ist, kann der Codierer die Schaltungsform haben, wie sie in Fig.3A gezeigt ist. In dieser Figur schließt der Codierer ein Schieberegister 80 mit zwölf in Kaskade geschalteten und mit SR 1, SR2, SR3... SR 12 vezeichneten Stufen ein, die jeweils mit einer Ausgangsschiene 12 der Schaltmatrix 11 verbunden sind, um einen an diesen m Schienen jeweils auftretenden Ausgangsimpuls zu empfangen. Die Schieberegister werden parallel mit den aus der Schaltanordnung 11 an den Ausgangsschienen 12 ausgelesenen Daten in Abhängigkeit von jedem der Pulse geladen, (d. h. jedesmal, wenn ein Impuls auftritt), die auf einer der zwölf Ausgangsleitungen 16 eines Notenzählers auftreten. Der Ausgang des Notenzählers, der den Ladebefehl für alle zwölf Stufen des Schieberegisters 80 liefern soll, wird so ausgewählt, daß ein maximaler Wert der Einstellzeit zwischen jedem Fortschalten des Oktavenzählers 3 und des Tastaturzählers 4 und dem Laden des Schieberegisters liegt. Mit anderen Werten ist es äußerst erstrebenswert, daß die in das Schieberegister von der Schaltanordnung einzuführenden Daten im größtmöglichen Ausmaß stabilisiert sind, und dies wird dadurch erzielt, daß den Zählern, deren Abtastung diese Daten ergibt, ermöglicht wird, sich zumindest unmittelbar vor dem Laden einzustellen. Somit wird die erste Notenzählerstufe oder eine der ersten Stufen ausgewählt, um die »Lade«-Impulse an Jo das Schieberegister 80 zu liefern.

»Schiebew-Impulse werden dem Schieberegister von der außerdem dem Notenzähler 2 speisenden Haupttaktsteuerimpulsquelle 5 zugeführt, um den Inhalt jeder Schieberegisterstufe in die nächste aufeinanderfolgende Stufe weiterzuverschieben, und zwar mit Ausnahme während der Bit-Zeiten, in denen der Schiebeimpuls durch einen Ladeinipuls von dem Notenzähler vorbelegt ist Entsprechend wird das Schieberegister 80 parallel geladen, und die Dateninhalte des Registers werden dann in einem Serienformat aus dem Register an der Codierer-Ausgangsleitung 25 herausverschoben, bis eine Ein-Bit-Pause auftritt wenn ein anderer Satz von Daten parallel in das Schieberegister eingeladen wird, worauf wiederum ein serielles Auslesen an der Leitung 25 folgt Diese Serienimpulsfolge bildet das Zeitmultiplex-Ausgangssignal des Codierers 15, wie es in dem Ausführungsbeispiel nach Fig.3 der Fa!! war, jedoch mit der Ausnahme, daß bei der Anordnung nach F i g. 3A der Decoder 7 (und die an diesen Impulse liefernden Zähler 3 und 4) einer größeren Einstellzeit unterliegen.

Es ist zu erkennen, daß dieser Vorgang eine Parallel-Serien-Umwandlung der Information an den Ausgangsschienen 12 in eine Zeitmultiplex-Schwingungsform an der Ausgangsleitung 25 des Codierers 15 darstellt

In dem Zeitmultiplex-Signal weist jede Taste einen bestimmten Zeitabschnitt in den 384 Zeitabschnitten auf, die eine vollständige Abtastung jeder Tastatur der Orgel darstellen. In dem speziellen Beispiel der durch die Haupttaktsteuerimpulsquelle 5 gelieferten Zeitbasis wird die (beispielsweise in Fig.5 gezeigte) Zeitmultiplex-Schwingungsform ungefähr 200mal pro Sekunde eingeleitet Die Ausbildung dieser Schwingungsform stellt in sich ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung dar, da diese Schwingungsform die gesamte Notenauswahünfonnation in serieller digitaler Form auf einer einzigen Ausgangsleitung darstellt, wofür bisher die komplizierten Verdrahtungsanordnungen erforderlich waren, die weiter oben erläutert wurden. Diese Ausbildung der Schwingungsform wird anhand eines Betriebsbeispiels der bisher beschriebenen Schaltungsanordnung weiter verständlich. Es sollte jedoch zunächst beachtet werden, daß alle bisher beschriebenen Zählerschaltungen und logischen Schaltungen in einem sehr kleinen Raumvolumen mit Hilfe der Herstellung in integrierter Schaltkreisform untergebracht werden kann, und zwar unter Verwendung üblicher mikroelektronischer Herstellungstechniken.

Wenn der Hauptschalter für die Elektronenorgcl eingeschaltet wird, werden alle Bauteile in einen Betriebszustand gebracht, und die Haupttaktsteuerimpulsquelle liefert Impulse mit der oben erwähnten Frequenz an den Tastaturzähler 1. Bei Drücken einer Taste irgendeiner Tastatur der Orgel unter Einschluß der Manuale und der Pedalwerke wird ein jeweiliger in Reihenschaltung einer Diode 13 am Schnittpunkt zwischen der richtigen Eingangsschiene 10 und der Ausgangsschiene 12 der Schaltanordnung 11 zugeordneter Schalter 14 geschlossen, wodurch die beiden Schienen verbunden werden, um an einer gegebenen Schiene 10 vom Decoder 7 auftretende Impulse an die richtiger Weise angeschaltete Ausgangsschiene 12 zur Zuführung an den Codierer 15 zu liefern. Wenn beispielsweise die gedrückte Taste der Note C in der zweiten Oktave zugeordnet ist, erscheint C2 in dem richtigen Zeitabschnitt des Multiplexsignals, das von dem Codierer 15 ausgeht und erscheint bei jeder Abtastung der Tastaturen der Orgel erneut, so lange wie diese Taste gedrückt ist. Das heißt, ein Impuls erscheint auf der Ausgangsleitung 10 des Decoders 7, die der zweiten Oktave in dem gespielten Manual zugeordnet ist, und zwar entsprechend der Abtastung, die durch die Haupttaktsteuerimpulsquelle 5 hervorgerufen wird, da die dieser Oktave zugeordnete Zählerstufe im Tastaturzähler-Oktavenabschnitt 3 angesteuert ist und die diesem Manual zugeordnete Zählerstufe in dem Abschnitt 4 des Tastaturzählers erregt ist. Die Verbindung der richtigen Eingangsschiene 10 und der Ausgangsschiene 12 der Schaltanordnung 11 für die spezielle betrachtete Oktave und Tastatur wird durch das Drücken und die fortgesetzte Betätigung der Taste bewirkt, die dem Schalter 14 für diesen Schnittpunkt in der Anordnung zugeordnet ist. Da jeder Schalter, wie es weiter oben erwähnt wurde, einer speziellen Note (Taste) zugeordnet und in einer speziellen Reihe der Schaltanordnung angeordnet ist, wird hierdurch ein Signalpegel an die richtige Ausgangsschiene 12 der Schaltanordnung geliefert die zur Zuordnung mit dieser Note angeordnet ist Jedesmal wenn die bestimmte Note, hier die Note C, in der Folge der Zählung in dem Notenabschnitt 2 des Tastaturzählers abgetastet wird, wird ein zweiter Eingang an das UND-Gatter 20 geliefert das den Signalpegel an der Ausgangsschiene 12 empfängt und ein Impuls wird an das ODER-Gatter 23 geliefert Aufgrund dieses Vorganges erscheint der am Ausgang des ODER-Gatters 23 auftretende Impuls zu jeder Zeit in dem gleichen festgelegten Zeitabschnitt in dem Multiplexsignai für eine spezielle Note, die einer speziellen Taste auf einer speziellen Tastatur der Orgel zugeordnet ist

Wenn mehr als eine Taste gedrückt ist unabhängig davon, ob es sich um eine oder mehrere Tastaturen handelt erfolgt ein Vorgang, der dem oben für eine einzige gedruckte Taste beschriebenen entspricht für

Il

jede betätigte Taste. So sei z. B. angenommen, daß die der Note Ci zugehörige Taste auf einem Manual, die Note Äi auf einem zweiten Manual und die Noten D^ E-, und Gi auf einem dritten Manual gespielt werden, wobei die zugehörigen Tasten im wesentlichen gleichzeitig gedruckt werden, um die gewünschte gleichzeitige Wiedergabe aller Noten als Schallausgang der Orgel zu erzeugen. Unter diesen Bedingungen werden die zugehörigen Schalter 14 in der Schaltanordnung 11 geschlossen, um Verbindungen zwischen den jeweiligen Eingangsschienen 10 und Ausgangsschienen 12 für die speziellen verwendeten Oktaven und Manuale zu schaffen. Da den passenden UND-Gattern 20 im Codierer 15 Torsteuersignale von den aufeinanderfolgend angesteuerten Zählerstufen des Notenabschnittes 2 während des von diesem Tastatur-Zählerabschnittes gelieferten Abtastbetrieben zugeführt werden, werden an den Ausgangsschienen 12, für die Schalter 14 geschlossen wurden, erscheinende Impulspegel für die speziellen verwendeten Noten in geeignete Zeitabschnitte des Multiplexsignals an der Ausgangsleitung 25 von dem ODER-Gatter 23 des Codierers 15 eingeführt.

Ein Beispiel der auf diese Weise erzeugten Multiplexsignal-Schwingungsform ist in F i g. 5 gezeigt. Obwohl die in den den speziellen oben erwähnten Noten zugeordneten Zeitabschnitten erscheinenden Impulse im Serienformat oder in einer aufeinanderfolgenden Reihe sind, erscheinen sie wiederholt während des Intervalls, während dem die jeweiligen Tasten betätigt werden. Somit besteht die Wirkung in der Erzeugung einer gleichzeitigen Wiedergabe der Noten als Schallausgang der Orgel, wie es ausführlicher in Verbindung mit der Beschreibung der Wirkungsweise des Tonerzeugungsabschnittes beschrieben wird.

In F i g. 6 wird das von dem Codierer 15 ankommende Multiplexsignal dem Generator-Zuordnungslogik-Netzwerk 26 zugeführt das dazu dient einen Tongenerator 28 einer gedrückten Taste zuzuordnen (und damit eine spezielle Note zu erzeugen), wenn der zugehörige Impuls zuerst in seinem jeweiligen Zeitabschnitt in dem Multiplexsignal auftritt, das der Zuordnungslogik zugeführt wird. Wenn z. B. nur zwölf Tongeneratoren 28 in der speziellen betrachteten Orgel zur Verfügung stehen, werden die Zuordnungen aufeinanderfolgend (Reihenfolge der Verfügbarkeit) durchgeführt, und wenn bestimmte Impulse an alle der zur Verfügung stehenden Generatoren geleitet wurden (d. h. alle zur Verfugung stehenden Tongeneratoren wurden von jeweiligen Noten-Zuordnungen »eingefangen«), befindet sich die Orgel im Sättigungszustand. Danach können keine weiteren Zuordnungen erfolgen, bis eine oder mehrere der Tongeneratoren freigegeben werden. Die Verfügbarkeit von zwölf (oder mehr) Tongeneratoren macht es jedoch extrem unwahrscheinlich, daß die Orgel jemals den Sättigungszustand erreicht da es ziemlich unwahrscheinlich ist daß mehr als zwölf Tasten zu einem gegebenen Zeitpunkt während des Durchführens einer musikalischen Auswahl gedrückt werden. Die Ausgangsschwingungsformen von den eingefangenen Tongeneratoren mit den richtigen Frequenzen für die gespielten Noten werden als Ausgänge an geeignete Schwingungsformungs- und Verstärkungsnetzwerke und dann an die akustischen Ausgangslautsprecher der Orgel geführt Wenn die Tongeneratoren 28 eine digitale Darstellung der gewünschten Wellenform liefern, wie es in einem zu beschreibenden Ausführungsbeispiel der Fall ist, so wird das Digitalformat einem geeigneten DigitaWAnalog-Konverter zugeführt, der

seinerseits einen Ausgang an das Schwingungsformungs-Netzwerk liefert.

Zu jedem gegebenen Zeitpunkt kann jeder Tongenerator 28 in lediglich einem von drei möglichen Zuständen sein, obwohl die gleichzeitigen Zustände der Tongeneratoren von einem Generator zum nächsten unterschiedlich sein können. Diese drei Zustände sind folgende:

1. Eine spezielle durch einen speziellen Impuls in dem Multiplexsignal dargestellte Note hat den Tongenerator eingefangen (d. h. beansprucht).

2. Der Tongenerator ist z. Z. nicht eingefangen (d. h. nicht beansprucht bzw. er steht zur Verfügung), er wird jedoch von dem nächsten ankommenden Impuls in dem Multiplexsignal eingefangen, der einer Note zugeordnet ist, die z. Z. keinen Tongenerator eingefangen hat.

3. Der Tongenerator steht z. Z. zur Verfügung und wird nicht durch den nächsten ankommenden Impuls eingefangen.

Es ist aus diesf Aufführung von möglichen Zuständen ersichtlich, daß irgendeine Anzahl der vorgegebenen Tongeneratoren (in diesem Fall zwölf) in dem einen

r> oder anderen der mit 1 und 3 bezeichneten Zustände sein kann, daß jedoch lediglich einer der Tongeneratoren zu einem gegebenen Zeitpunkt sich in dem Zustand 2 befinden kann. Das heißt eine und lediglich ein Generator ist der nächste Generator, der beansprucht

j(i bzw. eingefangen wird. Wenn der spezielle Tongenerator in dem Zustand 2 von einem ankommenden Impuls beansprucht wird, muß der nächste ankommende Impuls, der zu der Zeit keinen Tongenerator beansprucht, dem Generator zugeordnet werden, der

i"> nunmehr den Zustand 2 angenommen hat. Wenn z. B. der dritte Tongenerator (Nr. 3) der zwölf Generatoren durch einen ankommenden Impuls (Notendarstellung) eingefangen ist und der vierte Generator (Nr. 4) durch eine vorhergehende Notenauswahl eingefangen wurde

4(i und noch eingefangen ist so steht der Tongenerator Nr. 4 nicht für den nächsten ankommenden Impuls zur Verfügung, und das Einfangprivileg muß an den nächsten Tongenerator übergehen, der zu der Zeit nicht im eingefangenen Zustand ist Wenn alle Tongenerato-

■>> ren eingefangen sind, d.h. wenn alle Tongeneratoren sich in dem oben beschriebenen Zustand 1 befinden, ist die Orgel gesättigt, und es können keine weiteren Noten gespielt werden, bis zumindest einer der Tongeneratoren freigegeben wird. Wie es weiter oben beschrieben

so wurde, ist jedoch die Sättigung einer Orgel mit zwölf (oder mehr) Tongeneratoren höchst unwahrscheinlich.

Das Generator-Zuordnungssystem 26 wird dazu verwendet das logische Durchführen der gewünschten Zuordnung von Tongeneratoren und damit der drei oben beschriebenen Betriebszustände zu erreichen. Ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel der Generator-Zuordnungslogik ist in den Fig.7A und 7B gezeigt In F i g. 7A wird ein Ringzähler 30 oder ein 12-Bit-Umlauf-Schieberegister, bei dem eine und lediglich eine Bit-Stellung eine logische »1« zu irgeneiner Zeit ist verwendet um eine Beanspruchungs-Auswahl einzuführen, d.h. das Efaifangen des nächsten zur Verfügung stehenden Tongenerators in dem Satz von Tongeneratoren 28, die in der Orgel vorgesehen sind, einzuleiten.

Ein an der Leitung 32 auftretendes Schiebesignal führt das »1«-Bit von einem Refister oder einer Zählerstufe zur nächsten, d.h. es verschiebt die »1« in die nächste Bit-Stellung. Jede Bit-Stellung ist einem soeziellen

Tongenerator zugeordnet und entspricht diesem, so daß das Vorhandensein der logischen »1« in einer bestimmten Bit-Stellung die Auswahl des Tongenerators anzeigt, der als nächster beansprucht wird, vorausgesetzt, daß vlieser nicht bereits beansprucht wurde.

Jedesmal wenn die logische »1« in einer Stufe des Schieberegisters 30 auftritt, tritt ein »Beanspruchungsauswahk-Signal an der jeweiligen Ausgangsleitung 34, die der Stufe zugeordnet ist, auf dieses »Beanspruchungsauswahl«-Signal wird parallel einem Eingang eines jeweiliger. UND-Gatters 35 an der Leitung 36 zugeführt und weiterhin an der Leitung 37 zu einer weiteren logischen Schaltung (die unter Bezugnahme auf die F i g. 7 B beschrieben wird). Die Ausgangsleitung jedes der UND-Gatter 35 ist mit einer getrennten und unterschiedlichen Eingangsleitung eines ODER-Gatters 40 verbunden, das seinerseits einen Eingang an ein UND-Gatter 42 liefert, dessen anderen Eingangssignale durch Impulse von der Haupttaktsteuerimpulsquelle 5 gebildet werden.

Beim Betrieb des in F i g. 7A gezeigten Teils der Generator-Zuordnungslogik sei angenommen, daß die Schieberegisterstufe Nr. 2 eine logische »1« enthält. Diese Stufe liefert daher ein »Beanspruchungsauswahl 2«-Signal an das jeweils zugeordnete UND-Gatter 35 und gleichzeitig an eine weitere logische Schaltung an der Leitung 37. Wenn diese weitere logische Schaltung feststellt, da? der zugehörige Notengenerator beansprucht werden kann, wird ein »Beansprucht«-Signal als zweiter Eingang an das jeweils zugeordnete UND-Gatter 35 geführt. Da beide Eingänge dieses UND-Gatters nun »i« sind, wird ein Ausgangsimpuls über das ODER-Gatter 40 an das Synchronisationsgatter 42 geliefert. Dieses letztere Gatter erzeugt einen »Schiebe«-!mpuls an der Leitung 32, und zwar bei gleichzeitigem Auftreten des Ausgangsimpulses von dem ODER-Gatter 40 und eines Taktsteuerimpuls von der Haupt-Taktsti'uerimpulsquelle 5. Entsprechend wird die logische »1« um eine Bit-Stellung von der Stufe Nr. 2 zur Stufe Nr. 3 des Schieberegisters 30 weitergeführt, um die Beanspruchung des nächsten. Tongenerators vorzubereiten.

Es sei jedoch angenommen, daß der der Stufe Nr. 3 entsprechende Tongenerator 28 bereits durch einen vorhergehenden Notenimpuls in dem Multiplexsignal beansprucht wurde. In diesem Fall erscheint ein »Beansprucht«-Signal als ein Eingang an dem zugehörigen UND-Gatter 35, und da das »Beanspruchungsauswahl«-Signal an dem anderen Eingang dieses Gatters aufgrund der Tatsache erscheint, daß die Stufe Nr.3 die einzige logische »1« enthält, wird ein weitsrer Schiebeimpuls unmittelbar an der Leitung 32 erzeugt, um die logische »1« an die Stufe Nr. 4 des Schieberegisters weiterzuführen. Ein gleiches Weiterschalten der Bit-Stellung der »1« wird forgesetzt, bis ein nicht beanspruchter Tongenerator ausgewählt ist. Wenn zu der Zeit, an der ein nicht beanspruchter Tongenerator ausgewählt wird, eine Note auf einer Tastatur der Orgel ausgewählt ist, verbleibt die »1« in der Schieberegisterstufe, die dem ausgewählten Tongenerator zugeordnet ist, bis ein »Beansprucht«-Signal gleichzeitig an das jeweilige UND-Gatter angelegt wird, d. h. bis der ausgewählte Tongenerator beansprucht wird, weil bis zu dieser Zeit keine weiteren Schiebesignale auftreten können.

In Fig. 7B ist jedem Tongenerator außerdem ein jeweiliger Teil der Generator-Zuordnungslogik zugeordnet, wie dies in dieser Figur gezeigt ist. Mit anderen V/orten ist die Schaltung nach Fig.7B mit geringeren Ausnahmen, die in der folgenden Beschreibung angeführt werden, dem /-ten Tongenerator ϊ zugeordnet (wobei /gleich 1,2,3,... 12 ist) und da jeder dieser Teile der Zuordnungslogik identisch ist, reicht eine einzige Beschreibung und Betrachtung für alle aus. Ein UND-Gatter 50 weist vier Eingänge auf, von denen einer das von dem Codierer 15 stammende Multiplex-

Hi signal ist (dies wird ebenso parallel an die UND-Gatter 50 der verbleibenden identischen Teile der Zuordnungslogik für die anderen Tongeneratoren geführt), von dem ein zweiter Eingang das »Beanspruchungsauswahlw-Signal ist, das an der Leitung 37 auftritt, die der /-ten Stufe

ιϊ des Schieberegisters 30 (Fig.7A) zugeordnet ist, von dem ein dritter Eingang ein Signal an der Leitung 52 ist, das anzeigt, daß der Impuls in dem Multiplexsignal bisher nicht irgendeinen Tongenerator eingefangen hat, und von dem ein vierter Eingang ein Signal ist, das anzeigt, daß der Notengenerator nicht beansprucht ist. Selbstverständlich sind diese Signale nicht vorhanden, bis die jeweiligen Gegebenheiten, von denen sie hervorgerufen werden, tatsächlich auftreter·, doch wenn alle vier Signale gleichzeitig als Eingänge dem

2> UND-Gatter 50 zugeführt werden, wird ein »Stell«-Signal an einen B^ anspruchungs-Flip-Flop 53 geführt, um diesen Flip-Flop in den »beanspruchten« Zustand zu schalten und gleichzeitig damit ein »Beanspruchtw-Signal an das UND-Gatter 35 zu führen, das der /-ten

so Stufe des Schieberegisters 30 und dem jeweils zugeordneten Tongenerator 28 zugeordnet ist.

Ein Modul-384-Zähler 55 wird verwendet, um es dem jeweiligen Teil der Generator-Zuordnungslogik zu ermöglicheil, das kontinuierliche Vorhandensein des Pulses (Zeitabschnittes) in dem Multiplexsignal zu erkennen, der das Einfangen des zugeordneten Tongenerators ergab. Zu diesem Zweck ist der Zähler 55 mit dem Tastaturzähler 1 (ebenfalls ein Modul-384-Zähler) durch gleichzeitiges Zuführen der Taktsteuerimpulse

■40 von der Haupttaktsteuerimpulsquelle 5 synchronisiert. Die Zählung jedes einem nicht eingefangenen Tongenerator zugeordneten Zählers 55 wird mit der Zählung des Tastaturzählers 1 durch Zuführen eines Rückstellsignals an das UND-Gatter 58 zu jeder Zeit, an dem der Tastaturzähler eine Nullzählung erreicht, synchron gehalten, d.h. jedesmal wenn sich die Zählung des Tastaturzählers wiederholt Dieses Rückstellsignal bewirkt jedoch nur dann eine Rückstellung des Zählers 55, wenn der zugehörige Tongenerator nicht eingefangen

so ist. Diese letztere Information wird durch den Zustand des Flip-Flops 53 geliefert, d. h. ein »Nichtbeansprucht«- Signal wird als zweiter Eingang dem UND-Gatter 58 zugeführt, wenn sich der Flip-Flop 53 in dem »unbeanspruchten« Zustand befindet

Wenn der Flip-Flop (und damit der zugehörige Tongenerator) jedoch beansprucht ist, ist es erwünscht, den Zeitabschnitt anzuzeigen, der durch den Impuls eingenommen wird, der das Einfangen bewirkte, und zu diesem Zweck wird ein »Rückstell«-Signal dem Zähler

to 55 zu jeder Zeit zugeführt, zu der ein Ausgangssignal von dem UND-Gatter 50 abgeleitet wird. Somit erfolgt die Nullzählung des Zählers 55 im eingefangenen Zustand mit jeder Wiederholung des »Einfang«-Impulses in der Zeitmultiplexschwingungsform. Eine derartige Information ist aus einer Vielzahl von Gründen wertvoll; beispielsweise dazu, um das Einfangen eines bereits eingefangenen Tongenerators zu verhindern, wenn die Nullzählung fortgesetzt gleichzeitig mit einem

Impuls in der Zeitmultiplexschwingungsform auftritt, und um eine »Tastenfreigabe«-Anzeige zu liefern, wenn die Nullzählung nicht mehr langer durch einen Impuls in der Zeitmultiplexschwingungsform begleitet wird. Das Verhindern des Einfangens wird dadurch bewirkt, daß ein die Nullzählung darstellendes Signal von dem Zähler 55 an den richtigen Eingangsanschluß eines ODER-Gatters 60 geführt wird, das allen Tongeneratoren und ihrer jeweiligen Generator-Zuordnungslogik zugeordnet ist. Die logische »1«, die dem ODER-Gatter 60 zugeführt wird, wird invertiert, so daß gleichzeitige identische logische Eingänge nicht dem UND-Gatter 50 zugeführt werden können. Andererseits stört die Nullzählung wenn sie lediglich mit der Nullzählung des Tastaturzählers synchronisiert ist und nicht das Ergebnis eines Einfangens des zugehörigen Tongenerators ist, ein darauffolgendes Einfangen dieses Tongenerators nicht, weil sie nicht gleichzeitig mit einem Impuls in dem Zeitmultiplex auftritt Eine »Tastenfreigabe«-Anzeige wird durch Zuführung des »Nullzählungs«-Signals an ein UND-Gatter 62 erzielt, dem außerdem irgendein Signal von einem Inverter 63 zugeführt wird, der so angeschaltet ist, daß er Eingänge von dem Zeitmultiplexsignal empfängt. Wenn die Nullzählung mit einem Impuls in dem Multiplexsignal übereinstimmt, verhindert die Invertierung dieses letzteren Impulses einen Ausgang von dem UND-Gatter 62, und dies ist richtig, weil das Zusammentreffen oder Übereinstimmen der Nullzählung und des Zeitmultipleximpulses ein kontinuierliches Drücken der Taste anzeigt, die den Tongenerator eingefangen hat. Ein Fehlen dieser Übereinstimmung zeigt an, daß die Taste freigegeben wurde, und ergibt ein »Tastenfreigabe«-Signal. Die Abtastung der Tastaturen ist ausreichend schnell, so daß irgendeine Verzögerung, die zwischen der tatsächlichen Tastenfreigabe und der Einleitung des »Tastenfreigabew-Signals vernachlässigbar und in jedem Fall durch die menschlichen Sinne nicht verstellbar ist. Weiterhin kann die Erzeugung eines falschen »Tastenfreigabe«-Signals bei derzeit nicht beanspruchtem Tongenerator als Ergebnis des Auftretens einer Nullzählung von dem Zähler 55, die mit der Nullzählung des Tastaturzählers synchronisiert ist, und des gleichzeitigen NichtVorhandenseins eines Impulses in dem Zeitmultiplexsignal keine Auswirkung auf den Schallausgang der Orgel habven, weil der zugehörige Tongenerator nicht eingefangen ist und daher keinen Ton erzeugt. In jedem Fall wird das »Tastenfreigabe«-Signal von dem UND-Gatter 62 der Anschwell-Abschwäch-Logik des Tongenerators zugeführt, um ein Abschwellen des erzeugten Tons zu bewirken.

Der »Stell-Beanspruchungsw-Signalausgang des UND-Gatters 50, der bei dem gleichzeitigen Auftreten der drei Eingangssignale an diesem Gatter auftritt, wird dazu verwendet, um eine »Taste gedrückt«-Anzeige an die Anschwell/Abschwellschaltung des Tongenerators (und wenn gewünscht, an Perkussionssteuerungen) zu liefern und ebenso, um die vorher genannten Funktionen der »Einstellung« des Flip-Flops 53 und der »Rückstellung« des Zählers 55 zu liefern.

Das Ausführungsbeispiel der Zuordnungslogik nach den Fi g. 7 A und 7B kann lediglich einer geringen Anzahl von Tongeneratoren (12 in dem vorher beschriebenen Beispiel) zugeordnet werden, wobei die genaue Anzahl im Hinblick auf Kostenbeschränkungen und im Hinblick auf die wahrscheinliche maximale Zahl von Tasten ausgewählt wird, die normalerweise gleichzeitig betätigt werden. In diesem Fall muß jeder Tongenerator jede gewünschte Frequenz, die jeder Note in jeder Oktave, die auf der Elektronenorgel gespielt werden kann, liefern. Zu diesem Zweck wird ein digitaler Tongenerator der beispielhaften Ausführung verwendet, wie sie in Blockschaltbildform in F i g. 8 gezeigt ist

Vor der Beschreibung der zusammenwirkenden aufbaumäßigen und funktioneilen Beziehungen zwischen den Elementen des Tongenerators nach F i g. 8 ist es zweckmäßig, einige der zur Verfügung stehenden Alternativen beim Aufbau und Betrieb von digitalen Tongeneratoren zur abschließenden Erzeugung einer gewünschten Tonfrequenz für eine einer betätigten Taste entsprechenden Note zu betrachten. Wenn eine Taste auf irgendeiner Tastatur der digitalen elektronisehen Orgel gedrückt wird, muß eine Schwingungsform mit einer Periodizität erzeugt werden, die der gewünschten Notenfrequenz in dem Hörbereich entspricht Die Schwingungsform wird in einem Digitalformat berechnet das aus einer Reihe von Ziffern (digitalen Wörtern) besteht, die die Größe der Schwingungsform an einer Reihe oder Folge von mit gleichem Abstand angeordneten Abtastpunkten darstellen. Die digitalen, auf diese Weise erzeugten Abtastpunkt-Werte werden darauf in analoger Form umgewandelt

Die Abtastpunkte sind vorzugsweise mit gleichem Abstand angeordnet weil ein derartiges Format die direkteste Analyse und damit die direkteste Synthese der gewünschen Schwingungsform ermöglicht. Wenn dies erwünscht ist kann der gleichmäßige Abstand der Abtastpunkte derart sein, daß sich eine ganzzahlige Zahl von Abtastpunkten pro Zyklus jeder zu erzeugenden Notenfrequenz ergibt. Eine derartige Technik erfordert eine Abtastgeschwindigkeit, die sich direkt mit der Frequenz ändert. Alternativ können die Abtastpunkte gleichmäßig mit zeitlichem Abstand angeordnet sein, wobei in diesem Fall der Phasenwinkel zwischen Abtastpunkten sich mit der Frequenz der zu erzeugenden Note ändert Obwohl die Synthese einer Vielzahl von Notenfrequenzen in jeder Technik gerätemäßig unter Verwendung einer einzigen Taktsteuerimpulsfrequenz ausgeführt werden kann, besteht die bevorzugte Frequenzsynthese-Technik darin, daß der Phasenwinkel zwischen den Abtastpunkten sich mit der Frequenz ändert, d. h. die Abtastwiederholfrequenz ist für alle zu erzeugenden Notenfrequenzen fest, und die verschiedenen erzeugten Notenfrequenzen werden als Ergebnis der unterschiedlichen Phasenwinkel erzeugt.

F i g. 8 zeigt in Blockschaltbildform einen speziellen beispielhaften Aufbau eines Tongenerators zur Erzeugung der erforderlichen Notenfrequenzen der Orgel aus einem Speicher, der Amplitudenabtastproben der gewünschten Wellenform enthält, die unter gleichmäßig zeitlich verteilten Abtastpunkten gewonnen sind. Die Abtastpunkte werden mit einer festen einzigen Takt-Steuerimpulsfrequenz für alle zu erzeugenden Notenfrequenzen erfaßt, und der Phasenwinkel zwischen den Abtastpunkten ändert sich dabei mit der Frequenz der zu erzeugenden Note. Der Tongenerator schließt als grundlegendes Bauteil einen Phasenwinkelrechner 100, ein Phasenwinkelregister 101, ein Abtastpunkt-Adressenregister 102, einen Auslese- oder Mikroprogrammspeicher 103, einen Adressendecoder 103a, einen Akkumulator 104, eine Abtast-Taktsteuerimpulsquelle 105 und einen Vergleicher 107 ein. Wie es im folgenden verständlich wird, können der Phasenwinkelrechner 100 und der Auslesespeicher 103 auf alle Tongeneratoren 28 aufgeteilt sein. Zusätzlich wird jeder Tongenerator einzeln und aufeinanderfolgend adressiert oder erfaßt,

und zwar einmal in jedem Zyklus der Adressierung aller Tongeneratoren. Zu diesem Zweck kann die Abtast-Taktsieuerimpulsquelle 105 eine Taktsteuerimpulsgeschwindigkeit aufweisen, die von einer Haupt-Abtast-Taktsteuerimpulsquelle geliefert wird, von der aufeinanderfolgende Taktsteuerimpulse der Reihe von Tongeneratoren zugeführt werden. Der an einen gegebenen Tongenerator adressierte Abtast-Taktsteuerimpuls weist somit eine Impulswiederholfrequenz auf, die die Impulswiederholfrequenz des Haupt-Abtast-Taktsteuerimpulses geteilt durch die Anzahl der Tongeneratoren ist, die in dem System vorgesehen sind. Weiterhin kann, weil der Auslesespeicher durch alle Tongeneratoren adressiert werden kann, der Akkumulator 104 ein zusammengesetzter Aufbau sein, der geeigneten Gatterschaltungen zugeordnet ist, die ihrerseits jedem Tongenerator zugeordnet sind, um die aus dem Speicher 103 ausgelesene Information als Antwort des Erfassens durch einen gegebenen Tongenerator zu akkumulieren.

Wenn ein Beanspruchungs-Flip-Flop der Tongenerator-Zuordnungslogik, wie z. B. der Flip- Flop 53 (F i g. 7 B) in den beanspruchten Zustand entsprechend dem Einfangen eines Impulses in der ankommenden Multiplex-Schwingungsform durch einen bestimmten Tongenerator 28 geschaltet wird, so wird der Phasenwinkelrechner 10 angewiesen, den richtigen Phasenwinkel für die Frequenz der zu reproduzierenden Note, wie sie durch den eingefangenen Impuls bestimmt ist, zu bestimmen. Eine Bestimmung des Wertes der Phasenwinkelkonstante und damit der speziellen Note, die der betätigten Taste entspricht, wird dadurch eingeleitet, daß sowohl die Zählung von dem Haupt-Tastaturzähler 1 und die Zählung des Modul-384-Zählers 55 (beispielsweise nach Fig. 7B) der dem eingefangenen Flip-Flop zugeordnet ist und der bei diesem Einfangen auf Null zurückgestellt ist, einem Zählungs-Vergleicher 107 zugeführt wird. Der Vergleicher 107 subtrahiert die Zählung des Zählers 55 von der Zählung des Tastaturzählers 1 und liefert eine die Differenz und damit die einer speziellen Note (d. h. der Note, die den Flip-Flop eingefangen hatte) entsprechende Zeitabschnittposition darstellende Zahl an den Phasenwinkelrechner 100. Die durch den Rechner 107 berechnete Differenz ist immer positiv oder Null, weil die Berechnung lediglich dann von dem Vergleicher ausgegeben wird, wenn der zugehörige Flip-Flop 53 eingefangen ist, und zu diesem Zeitpunkt wird der Zähler 55 auf Null zurückgestellt, während der Tastaturzähler wahrscheinlich eine größere Zählung aufweist oder die geringste Zählung aufweist, d. h. Null.

Auf der Basis der Differenzzählung, die von dem Vergleicher 107 geliefert wird, wird der Rechner oder Kalkulator 100 informiert, für welche Note die Phasenwinkelberechnung durchzuführen ist, d. h. die Note und damit die von dem Tongenerator zu erzeugende Frequenz. Der Rechner 100 kann den Phasenwinkel als Funktion der Frequenz der zu reproduzierenden Note und der Anzahl von Speicherabtastpunkten der Schwingungsform in dem Speicher und somit als ungefähr gleich dem Phasenwinkel der Grundwelle zwischen benachbarten Speicherabtastpunkten für die zu erzeugende Frequenz berechnen. Ein alternatives Ausführungsbeispiel des Phasenwinkelrechners 100 ist eine übliche Speichereinheit mit Nachschlagefähigkeiten (look-up capabilites) oder einfach ein Speicher, dem der richtige Phasenwinkel entnommen wird, wenn der Speicher in geeigneter Weise mit der Identifikation der Zählung des eingefangenen Impulses adressiert wird. Alternativ kann eine Kombination eines Speichers mit Nachschlagefähigkeiten und eines Rechners, der die Berechnung zur Bestimmung der Phasenwinkel ausführen kann, verwendet werden. Die Synthese der Notenfrequenzen entsprechend der digital gespeicherten Schwingungsform-Abtastpunkte kann wie gewünscht beliebig genau sein und ergibt in der Praxis eine klanggetrtue, gleichmäßig temperierte Skala der synthetisierten Notenfrequenzen, wobei sich die Noten innerhalb der

ίο Skala um die Potenz von 2'/2 unterscheiden. Der Genauigkeitsgrad in einem praktischen System muß jedoch innerhalb eines begrenzten maximalen Informationsinhaltes realisiert werden, und daher werden die gespeicherten Phasenwinkel quantisiert und abgerundet

Der auf diese Weise entwickelte Phasenwinkel wird dem Phasenwinkelregister 110 zugeführt und in diesem gespeichert Somit steuert eine Befehlssteuervorrichtung, wie z.B. die Flip-Flop-Schaltung 53, die den eingefangenen Zustand des Tongenerators feststellt, bei Einfangen eines gegebenen Tongenerators die Betriebsweise des Vergleichers 107 und andererseits die Phasenwinkel-Bestimmungsfunktion des Phasenwinkelrechners 100 für die vorgegebene zu erzeugende Notenfrequenz, um diesen Phasenwinkel an das Register 101 zu liefern. Da dieser Vorgang vor der Adressierfunktion erfolgen muß, kann eine Verzögerung vorgesehen werden (beispielsweise durch Verwendung eines Verzögerungsmultivibrators 106) um einen Schalter 108 für die Weiterleitung von Impulsen von der Abtast-Taktsteuerimpulsquelle 105 (die in geeigneter Weise torgesteuerte Impulse von einer Haupt-Abtast-Taktsteuerimpulsquelle sein können) an die Register 101 und 102 zu betätigen.

Wenn dies erwünscht ist, kann das Abtastpunkt-Adressenregister 102 gelöscht werden, wenn der Beanspruchungs-Flip-Flop 53 in einen nicht eingefangenen Zustand zurückkehrt, so daß es für die Einführung von Information von dem Phasenwinkelregister 101 nach

*o jeder Berechnung vorbereitet ist. Es ist jedoch wichtig, zu bemerken, daß während des Zugangs des Speichers die Geschwindigkeit, mit der der Wert des Registers 102 ansteigt, und nicht der Absolutwert hiervon für die Steuerung der Geschwindigkeit des Auslesens aus dem Speicher 103 und somit der zyklischen Frequenz des Auslesens aus dem Speicher und schließlich die Frequenz der durch den vorgegebenen Tongenerator wiedergegebenen Frequenz von Bedeutung ist.

Einmal während jeder durch die Abtast-Taktsteuerimpulsquelle 105 bestimmten Abtast-Taktsteuerimpulszeit wird der in dem Phasenwinkelregister 101 gespeicherte Phasenwinkelwert zu dem vorher gespeicherten Wert des Abtastpunkt-Adressenregisters 102 hinzuaddiert. Ein Adressendecoder 103a decodiert vorausgewählte Bit-Positionen der in dem Register 102 ausgebildeten Zählung, um einen Zugang oder eine Adressierung des Speichers 103 zu bewirken. Die Übertragung von dem Register 101 in das Register 102 ist eine löschungsfreie Übertragung, derart, daß der Phasenwinkelwert in dem Register 101 solange beibehalten wird, wie dieser Tongenerator durch einen vorgegebenen Impuls eingefangen ist.

Somit wird einmal während jeder Taktsteuerimpulszeit der Phasenwinkelregisterwert, der ein digitales Bi-

b5 närwort umfaßt, dem Abtastpunkt-Adressenregisterwert hinzuaddiert und entsprechend wird für jede derartige Taktsteuerimpulszeit die Speicherstelle, die der dann in dem Register 102 vorhandenen Abtastpunkt-Adresse

entspricht erfaßt Aus praktischen Gründen kann lediglich ein relativ kleiner endlicher Satz von Amplituden in dem Speicher 103 gespeichert werden, und zwar aufgrund der praktischen Beschränkungen seiner Kapazität und somit steht lediglich eine endliche Anzahl von Adressen zur Verfügung. Weiterhin müssen -die Register wie z. B. 101 und 102 eine endliche praktische Länge aufweisen. Insbesondere wird die Länge des Phasenwinkelregisters 101 durch die Genauigkeit bestimmt, mit der die Frequenz der Note erzeugt wird. Die tatsächlich erzeugte Frequenz ist genau der Wert des Phasenwinkels im Register 101 multipliziert mit der Speicherabtastfrequenz. Das Abtastpunkt-Adressenregister 102 muß andererseits ausreichend lang sein, um Daten von dem Phasenwinkelregister 10t anzunehmen. Das Register 102 liest jedoch vorzugsweise zusätzliche Bit-Stellen ein, die nicht oder nicht zu allen Zeiten für die Erfassung oder den Zugriff (accessing) des Speichers verwendet werden. In dieser Hinsicht ist zu erkennen, daß eine Bit-Stelle oder Position in dem Register 102 maßstäblich einem Zyklus der Grundfrequenz der zu erzeugenden Nöte entspricht. Ein Satz von nächst aufeinanderfolgenden, niedrigerwertigen Bits kann daher die Abtastpunkt-Adresse entsprechend mit der Funktion des Decoders 103a angeben. Die höherwertigen Bits des Registers 102 können verwendet werden, um die Anzahl von Zyklen der Schwingungsform für verschiedene Steuerfunktionen zu zählen, die hier nicht von Bedeutung sind. Zusätzlich kann die Frequenz der zu reproduzierenden Note in einfacher Weise durch Auswählen passender Bit-Stellen mit Hilfe des Decoders 103a auf verschiedene Oktaven eingestellt werden. Das heißt, eine 1-Bit-Stellenverschiebung ergibt eine Teilung oder Multiplikation mit 2 in Abhängigkeit von der Verschieberichtung. Wenn beispielsweise das am höchsten bewertete Bit mit 1 beziffert ist und somit die Bit-Stellen 2 bis 6 die Abtastpunkt-Adressenbits umfassen, die normalerweise für eine 8-Fuß-Stimmt oder Orgelpfeife verwendet werden, so kann eine 16-Fuß-Stimme durch Verwendung der Bits 1 bis 5 als Abtastpunkt-Adressenquelle erzielt werden. Entsprechend kann eine 4-Fuß-Stimme unter Verwendung der Bits 3 bis 7 als Abtastpunkt-Adressenbits erzielt werden. Der Auslesespeicher 103 enthält digitale Amplitudenwerte eines einzigen Zyklus der komplexen periodischen Schwingungsform, die für alle Notenfrequenzen zu reproduzieren ist Das heißt, die gleiche komplexe periodische Schwingungsform ist für jede gespielte Note zu reproduzieren, der einzige Unterschied liegt in der Frequenz, mit der die komplexe Schwingungsform reproduziert wird.

In F i g. 9 ist eine typische komplexe Schwingungsform 110 von der Art gezeigt, wie sie durch eine Pfeifenorgel erzeugt werden kann. Diese Schwingung kann an einer Vielzahl von Punkten, die als vertikale Linien in der F i g. 9 gezeigt sind, abgetastet werden, um die Amplitudendaten für die Speicherung in dem Speicher 103 zu liefern. Wenn absolute Amplitudendaten in dem Speicher 103 gespeichert werden, so sind die erfaßten Daten die tatsächliche Amplitude der Ausgangsschwingungsform an den jeweiligen Abtastpunkten (d. h. mit Bezug auf einen »Null-Pegel« an der Zeitachse 111). In diesem Fall können die digitalen, aus dem Speicher aufeinanderfolgend ausgelesenen digitalen Amplitudendaten direkt einem geeigneten Digital-/Analog-Umwandlungssystem zugeführt werden. Wenn andererseits eine inkrementale Amplitudeninformation (d. h. lediglich die Amplitudendifferenz zwischen dem derzeitigen Abtastwert und dem unmittelbar vorhergehenden Abtastwert) in dem Speicher 103 gespeichert wird, müssen die erfaßten Daten einem Akkumulator (beispielsweise 104 in Fig.8) hinzuaddiert werden, um die absolute Amplitudenformatiün an jedem Abtastpunkt vor der Digital-ZAnalogumwandlung zu liefern. Jeder der Abtastpunkte des Speichers 103 kann ein digitales Wort von ungefähr 7 oder 8 Bits umfassen.

Die derart aus dem Speicher 109 ausgelesenen digitalen Worte werden dem Akkumulator 104 zugeführt, der eine digitale Darstellung der Schwingungsform an ausgewählten Abtastpunkten über einen Zyklus der Schwingungsform und bei einer Frequenz, die der zu reproduzierenden Note entspricht, liefert. Wie es weiter oben beschrieben wurde, kann auf diese digitale Schwingungsform-Darstellung selbst eingewirkt werden, um eine Schwingungsform-Steuerung, beispielsweise ein Anschwellen und Abschwellen zu erzielen, worauf die digitale Schwingungsform einen Digital-/Analog-Konverter zugeführt wird, um ein Analogsignal zu erzeugen, das zur Ansteuerung der akustischen Ausgangsvorrichtungen, wie z. B. Tonlautsprecher der Orgel geeignet ist

Der Speicher 103 kann eine Mikrominiatur-Diodenanordnung der in dem US-Patent 33 77 513 der gleichen Anmelderin beschriebenen Art sein. Diese Anordnung kann beispielsweise eine Amplitudendarstellung der gewünschten Schwingungsform in der Form eines 8-Bit-Binärwortes an jedem der 48 oder mehr Abtastpunkte enthalten. Eine derartige Kapazität ermöglicht die Speicherung von bis zu 128 Amplitudenpegeln zusätzlich zum Polaritäts-Bit (oder zum Bit des algebraischen Vorzeichens). In jedem Fall sollte die Kapazität des Speichers 103 ausreichend sein, um eine getreue Wiedergabe der Notenfrequenzen zu ermöglichen.

Wenn ganze Werte der Amplitudenpegel an den Abtastpunkten der Schwingungsform aus dem Speicher 103 in dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 8 ausgelesen werden, kann der gleiche Abtastpunkl mehrmals aufeinanderfolgend adressiert werden. Dies ist das Ergebnis der Forderung, daß der Speicher mit einer festen Frequenz für jede Notenfrequenz zugänglich ist, eine Forderung, die bedeutet, daß für sinkende Notenfrequenz ein wachsende Anzahl von Abtastpunkten während jedes Zyklus ausgelesen werde muß; und da die Anzahl der Abtastpunkte festgelegt ist und keine Abtastpunkte unabhängig von der Notenfrequenz übersprungen werden können, bedeutet dies einfach die Wiederholung des gleichen Abtastpunktes möglicherweise mehrmals aufeinanderfolgend. Dies beeinflußt jedoch nicht unerwünscht die endgültige erzeugte Schwingungsform, weil sich ein konsistentes mehrfaches Abtasten jedes Punktes der gespeicherten Schwingungsform ergibt.

Andererseits kann, wenn inkrementale Werte der Schwingungsform in dem Speicher 103 gespeichert wurden, jedes Inkrement lediglich einmal während jedes Zyklus der Schwingungsform ausgelesen werden. Dies ergibt sich daraus, daß eine Akkumulation der inkrementalen Werte erforderlich ist, und eine Wiederholung erzeugt einen beträchtlichen Fehler in der Akkumulation, und der endgültigen zu erzeugenden Schwingungsform, und zwar unabhängig von der Notenfrequenz. Weil der gleiche Abtastpunkt aus dem Speicher 103 mehrmals aufeinanderfolgend in Abhängigkeit von der zu erzeugenden Notenfrequenz

ausgelesen werden kann, wie es bei den ganzen Abtastpunktwerten in der oben beschriebenen Art der Fall war, muß der inkremental Wert jedes außer einem Auslesens für jeden Abtastpunkt gesperrt werden, um eine wiederholte Zuführung zum Akkumulator 104 zu verhindern. Zu diesem Zweck ist ein (in strichpunktierten Linien in Fig.8 gezeigtes) Gatter 103a in der Ausgangsleitur . des Speichers 103 vor dem Akkumulator 104 angeordnet, wenn inkrementale Werte verwendet werden. Das Gatter 1030 wird vorzugsweise so betätigt, daß es den aus dem Speicher ausgelesenen Abtastwert lediglich dann durchläßt, wenn das niedrigstwertige Bit in dem Adressenregister 102 sich ändert. Weil diese Änderung bei einem »Übertrag« (»carry«) in dieser Stelle erfolgt, was das Fortschreiten zur nächsten Speicheradresse anzeigt, kann ein Bii-Änderüngsfühler i02a dazu verwendet werden, die Änderung festzustellen und das Gatter 1036 bei jedem Fortschreiten zu einer neuen Adresse zu betätigen. Der gleiche Abtastpunkt kann weiterhin mehrmals aufeinanderfolgend erfaßt werden es wird jedoch lediglich ein derartiger Wert ausgelesen (d. h. er wird durch das Gatter weitergeleitet während dieses zu allen anderen Zeiten gesperrt ist).

Die Phasenwinkelberechnungen sollten derart sein, daß die höchste spielbare Note die Note ist, für die ein Abtastpunktwert bei jedem Adressieren des Speichers ausgelesen wird. Weil das Verhältnis zwischen benachbarten Noten auf der gleichmäßig temperierten Tonleiter eine irrationale Zahl ist, ist es vorzuziehen, daß die größte Zahl in dem Phasenwinkelregister geringfügig kleiner ist als das niedrigstwertige Bit in dem Adressenregister. Wenn die Phasenwinkelzahl größer wäre, so würde es erforderlich sein, gelegentlich einen Abtastpunkt zu überspringen, und dieses würde zu einer Inkonsistenz in der Notenfrequenz führen, während, wenn die Phasenwinkelzahl gleich dem niedrigstwertigen Bit in dem Adressenregister sein würde, die Notenfrequenz geringfügig höher (d. h. ungefähr 1/2 eines Halbtones höher) sein würde als die höchste Note, die gespielt werden kann. Durch die Forderung, daß die Phasenwinkelzahl geringfügig kleiner ist, werden die Fähigkeiten des Instrumentes in bezug auf die höchste Note nicht überschritten.

Der gleiche Auslesespeicher 103 kann auf alle Tonger.eratoren 28 aufgeteilt werden, wenn die Datenworte (Amplitudenwerte der Abtastpunkte), die aus diesen ausgelesen werden, synchron mit dem Adressieren des Speichers an jeweilige Schwingungsform-Formerschaltungen für die jeweiligen gespielten Notengeführt werden. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß ein gleichzeitiges Spielen von zwei oder mehr Noren erfordert, daß diese als getrennte Sätze von Abtastpunkten unterschieden werden, wenn ein einziger Speicher auf alle Tongeneratoren aufgeteilt wird

Im vorliegenden Beispiel wird jedoch angenommen, daß jeder Tongenerator seinen eigenen Speicher aufweist, wobei nebenbei bemerkt sei, daß aus Mikrominiatur-Diodenanordnungen der in dem US-Patent 33 77 513 beschriebenen Art bestehende Speicher in einfacher Weise mit mehr als 5000 Diodenelementen pro Quadratzoll hergestellt werden, dessen digitaler Ausgang einer jeweils zugeordneten Anschwell- und Abschwell-Steuereinheit zugeführt wird Die binär bewerteten Amplituden-Abtastproben werden der Anschwell- und Abschwell-Schaltung direkt zugeführt, wenn jede Abtastprobe ein ganzer Wert ist, oder sie können über einen Akkumulator 104 zugeführt werden, wenn jede Probe ein inkrementaler Wert ist. Alternativ kann die Akkumulation der inkrementalen Werte nach der Formung durchgeführt werden, wenn dies erwünscht ist.

ι In F i g. 10 ist ein Ausführungsbeispiel der jedem Tongenera:or zugeordneten Anschwell- und Abschwelleinheit dargestellt, die einen Multiplizierer 120 einschließt, dem die Abtastwerte von dem Speicher 103 zur Multiplikation mit einem geeigneten Maßstabsfak-

Ki tor zugeführt werden, um die vorderen und hinteren Teile der Schwingungsformkurve der Welle zu steuern. Wie es gut bekannt ist, erfordert die getreue Nachbildung des Klanges einer tatsächlichen Pfeifenorgel durch eine elektronische Orgel, daß diese die

i) Fähigkeit aufweist, jede Ton-Hüllkurve so zu formen, daß ein anderer als ein abrupter Anstieg und Abfall erzeugt wird. Ohne spezielle Anschwell- und Abschwellsteuerung steigt die durch eine Elektronenorgel erzeugte Noten-Schwingungsform normalerweise bei Drücken der entsprechenden Taste scharf auf die volle Intensität an und endet abrupt, wenn diese Taste freigegeben wird. Zeitweilig mag dies ein erstrebenswerter beizubehaltender Effekt beim Spielen eines Musikstückes sein. In diesen Fällen können die

2> Anschwell- und Abschwellsteuerungen vollständig umgangen werden oder der von dem Multiplizierer 120 gelieferte Maßstabsfaktor, mit dem die Amplituden-Abtastproben multipliziert werden, kann auf 1 eingestellt werden. Häufiger jedoch sind Anschwell- und/oder

)<> Abschwell-Steuerungen für oder in Verbindung mit speziellen Effekten wie z. B. Perkussion, Halten des Tones usw. erwünscht.

Der Multiplikations-Maßstabfaktor wird als Funktion der Zeit geändert, um entsprechend die Größe der

j 5 digitalen Abtastproben, mit der er multipliziert wird, auf einer fortschreitenden Basis zu ändern, um ein Anschwellen und/oder Abschwellen zu simulieren. In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 10 wird die gesamte Zeitdauer und die Zeitkonstante bzw. die Zeitkonstanten für das Anschwellen oder Abschwellen durch einen Zähler 122 gesteuert, dem wahlweise gleichmäßig zeitgesteuerte Impulse, die unabhängig von der spezieilen betrachteten Notenfrequenz sind, wie z. B. von dem Haupt-Taktsteuerimpuls abgeleitete oder gewonnene Impulse oder Impulse zugeführt werden können, die eine Impulswiederholfrequenz aufweisen, die die Notenfrequenz darstellt oder dieser entspricht In dieser Hinsicht kann der Zähler 122 so betrachtet werden, als ob er die Abszisse einer graphischen Darstellung der Hüllkurvenamplitude gegenüber der Zeit bestimmt, die das Anschwellen und Abschwellen darstellt. Die Ordinaten- oder Amplitudenskala der graphischen Darstellung ist durch eine Reihe von Maßstabsfaktoren dargestellt die in einem Auslesespeieher 125 gespeichert sind, um von dem Zähler selbst oder von einem Adressierdecoder 126 erfaßt werden zu können, der den Speicher zum Auslesen der Maßstabsfaktoren auf der Basis jeder Zählung (oder zeitgesteuerten getrennten Zählungen) des Zählers 122 adressiert Der Zähler kann ein umkehrbarer, Vorwärts-Rückwärts-Zähler sein, der auf ankommende Impulse anspricht um vorwärtszuzählen, wenn sein »Vorwärts«- (hier Anschwell-)Aiischluß aktiviert wird, und dei abwärts zählt wenn sein »Abwärts«-(hier Abschwell-)-Anschluß aktiviert wird Die Anschwell-Betriebsweise der Gesamt-Steuereinheit wird eingeleitet wenn der zugehörige Tongenerator durch einen bisher unbeanspruchten Notenimpuls in dem Multiplexsignal einge-

fangen wird. Das Einfangen eines Tongenerators wird durch ein Signal von der Zuordnungslogik begleitet, das anzeigt, daß eine Taste gedrückt wurde (Fig. 7B) und dieses Signal leitet die Anschwell-Zählung des Zählers 122 ein. Im einzelnen bewirkt das erste »Taste gedrückt«-Signal (und möglicherweise das einzige), das bei Einfangen eines Tongenerators 28 auftritt, die Erzeugung einer Zählung in der ersten Stufe des Ringzählers 128, wodurch ein Triggersignal von dieser Stufe an einen monostabilen Verzögerungsmultivibrator 130 geliefert wird, der so eingestellt ist, daß er eine EIN-Zeit (Verzögerungszeit) von ausreichender Dauer aufweist, um sicherzustellen, daß das Anschwellen unabhängig vom Freigeben der Taste vordem normalen Ende des Anschwellintervalls vervollständigt ist. Es hat sich herausgestellt, daß eine Verzögerungszeit, die gleich oder größer als die durch sieben Zyklen (d. h. sieben Perioden) der Note mit der niedrigsten Frequenz eingenommene Zeit ist, vollständig ausreichend für den Multivibrator 130 ist, um dieses zwangsweise Anschwel- 2« len sicherzustellen. Während dieses Intervalls wird die »Aufwärts«-Stellung des Zählers 122 durch den quasi-stabilen Zustand des Multivibrators 130 betätigt, und der Zähler setzt die Zählung ankommender Impulse fort, bis der Multivibrator spontan in seinen stabilen Zustand zurückkehrt, oder bis die Noten-Hüllkurve die volle gewünschte Intensität (Größe) erreicht, wenn dies früher erfolgt. Dieser Wert der vollen Intensität kann in der Anschwell-/Abschwell-Steuerlogik voreingestellt sein, oder er kann von der logischen Schaltung in Abhängigkeit von solchen Faktoren wie z. B. die Kraft, mit der die jeweilige Taste gedrückt wird (d. h. in Abhängigkeit von Ausgängen von geschwindigkeitsabhängigen oder berührungsempfindlichen Vorrichtungen) bestimmt werden. In dem in Fig. 10 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die erstere Anordnung verwendet, bei der eine maximale gewünschte Zählung in einem Festzähler 131 für einen kontinuierlichen Vergleich im Vergleicher 133 mit der gegenwärtigen Zählung des Aufwärts-/Abwärtszählers 122 eingestellt wird. Wenn die letztere Zählung die erstere Zählung übersteigt, wird ein »Abschalt«-Befehl dem Zähler zugeführt, um das Anschwellen zu beenden.

Von dem Zähler 122 zu zählende Impulse können mit einer Impulswiederholfrequenz gewonnen werden, die eine Funktion der Notenfrequenz ist, wie z. B. durch Zuführen des Ausgangs des Phasenwinkelrechners 100 an einen Phasen-Frequenzwandler 135, oder mit einer Impulswiederholfrequenz, die auf der Haupt-Taktsteuerimpuls-Wiederholfrequenz beruht je nachdem was erwünscht ist. Die Auswahl einer dieser Impulswiederholfrequenzen wird durch geeignetes Einstellen eines Schalters 136 durchgeführt der mit einem zugehörigen Schalter oder einer Taste auf oder in der Nähe einer der Tastaturen gekoppelt ist

Im Betrieb der Anschwell-/Abschwell-Steuereinheit nach F i g. 10 erscheinen die zu zählenden Impulse nach dem Einstellen des Schalters 136 in die gewünschte Stellung am Eingang des Zählers 122, es wird jedoch keine Zählung eingeleitet bis eine Taste gedrückt wird und der zugehörige Impuls in dem Zeitmultiplexsignal von der Tastatur ein Einfangen eines Tongenerators 28 ergibt Das »Taste gedrücktw-Signal von der Generator-Zuordnungslogik leitet eine Zähhing in dem Ringzähler 128 ein, der bei der Vollendung des Abschwellens während der unmittelbar vorhergehenden Zeit zu der die Anschwell-AAbschwell-Steuerungsemheit verwendet wurde, zurückgestellt wurde. Voeise wird dieses letztere Rückstellsignal bei Umschalten des Beanspruchungs-Flip-Flops 53 in der Zuordnungslogik 26 in den »Nicht beansprucht«-Zustand gewonnen. Die Aufwärtszählung des Zählers 122 wird dadurch freigegeben und wird bis zur Vervollständigung des Anschwellen fortgesetzt, und zwar unabhängig davon, ob die Taste gedrückt bleibt oder nicht. Wenn die Zählimpulse eine Funktion der Notenfrequenz sind, beruht die Dauer des Anschwellens außerdem auf der Notenfrequenz; anderenfalls ist das zwangsweise Anschweli-Intervall unabhängig von der Notenfrequenz festgelegt.

Mit jeder Zählung des Zählers 122 (oder weniger häufig, durch Verwendung von in geeigneter Weise zeitgesteuerten »Freigabe«-Befehlen) entwickelt der Adressendecoder 126 einen zugehörigen Adressencode zur Erfassung eines digitalen Maßstabsfaktors, der in der richtigen Adresse der Auslese-Speichereinheit 125 gespeichert ist, und der in dem Multiplizierer 120 als Produkt mit den Amplitudenabtastproben kombiniert werden soll, die von dem Tongenerator 28 nach F i g. 8 ausgelesen werden. Durch eine derartige Voreinstellung des Speichers 125, daß die in diesem gespeicherten Maßstabsfaktoren logarithmisch ansteigend sind (bis zu 1), und mit entsprechend der fortschreitend anwachsenden Zählung in dem Zähler 122 decodierten Adressen (bis zu einer maximalen gewünschten Zählung, die die volle Notenintensität darstellt) wird ein logarithmisches Anschwellen in der gespielten Note geschaffen. Weiterhin wird, weil das anfängliche Anschwellen zwangsweise erfolgt, d. h. sich bis zur Vervollständigung fortsetzt unabhängig von dem gegenwärtigen Zustand der Taste, die zur Erzeugung des Anschwellens gedrückt wurde, das logarithmische Ansteigen an der Vorderkante der Noten-Schwingungsform kontinuierlich und glatt bis zur vollen Intensität der Note fortgesetzt.

Wenn die Taste freigegeben wird, wird ein »Taste freigegeben«-Signal von dem UND-Gatter 62 der Zuordnungslogik 26 (Fig.7B) an einen Flip-Flop 138 geführt, um die Abschwell-Betriebsweise der Anschwell-/Abschwell-Steuereinheit einzuleiten, indem die »Abschwell«-(Abwärts-)Zählung des Zählers 122 freigegeben wird. Entsprechend werden den Zähler erreichende Impulse ausgehend von der die volle Intensität darstellende Zählung abwärtsgezählt bis eine Nullzählung erreicht wird, wenn das Abschwellen nicht früher beendet wird. Wie im Fall der Anschwell-Betriebsweise wird die Zählung im Zähler 122 periodisch decodiert (d. h. einmal pro Zählung), und zwar mit Hilfe der Einheit 126 zur Adressierung des Speichers 125, wodurch logarithmisch abfallende Maßstabsfaktoren von 1 bis 0 zur Multiplikation mit den Amplituden-Abtastproben von dem Tongenerator im Multiplizierer 120 geliefert werden. Dies erzeugt das gewünschte Abfallen der Notenintensität an dem hinteren Teil der Noten-Schwingungsform. Alternativ zur Bezugnahme auf die Nullzählung kann die Maßstabs-Steuerlogik so ausgeführt werden, daß eine Signalvervollständigung der Abschwell-Betriebsweise erfolgt Wenn während des Abschwellens der gleiche Notenimpuls erneut in dem Tastatur-Multiplexsignal erscheinen würde, was das Drücken der zugehörigen Taste im wesentlichen unmittelbar nach dem Freigeben anzeigt so wird ein zweites »Taste gedrückt«-Signal dem Ringzähler 128 zugeführt, wodurch die Zählung in diesem Zähler auf die zweite Stufe erhöht wird und der Flip-Flop 138 von dem Abschwellzustand in seinen anderen Zustand geschaltet wird, der die Anschwell-Betriebsweise wieder einführt

Da das Abschwellen in diesem speziellen Zeitpunkt unvollständig ist, wird die Zählung des Zählers 122 nunmehr nach oben ausgehend von der minimalen Zählung, die erreicht wurde, wenn das Abschwellen unterbrochen wurde, nach oben hin fortgesetzt. Wenn "> die Taste jedoch wieder freigegeben wird, bevor das Anschwellen vollendet wurde, so ist das zwangsweise Anschwellen nicht langer wirksam, und der Flip-Flop 138 kehrt unmittelbar aufgrund der Zuführung des »Taste freigegebenw-Signals in seinen Abschwellzu- m stand zurück.

Um zu verhindern, daß sich der Flip-Flop 138 in dem »Abschwelk-Zustand befindet, wenn die anfängliche Anschwellbedingung in dem Zähler 122 festgestellt wird (durch den quasi-stabilen Zustand des Verzögerungs- r> Multivibrators 130), kann der Flip-Flop 138 bei vollständiger Vollendung des Abschwellens durch das »Nicht beansprucht«-Signal des Flip-Flops 53 in der Zuordnungslogikeinheit die das Einfangen des zugehörigen Tongenerators erzeugte, in seinen »Anschwell«- Zustand geschaltet werden. Die gleichzeitige Betriebsweise des Flip-Flops 138 in dem »Anschwell«-Zustand und des Multivibrators 130 in dem quasi-stabilen Zustand beeinflußt die oben beschriebene Betriebsweise der Anschwell-ZAbschwell-Steuereinheit nicht.

Nach Vollenden des Abschwellens einer Note, deren repräsentativer Impuls in dem Tastatur-Multiplexsignal ein Einfangen eines Tongenerators ergab, wird ein »Abschwellen beendet«-SignaI an den Beanspruchungs-Flip-Flop 53 (F i g. 7B) der jeweiligen Zuordnungslogik- jo einheit geführt, um zu bewirken, daß dieser Flip-Flop in seinen »Nicht beansprucht«-Zustand zurückkehrt und um damit den Tongenerator für die Beanspruchung durch eine andere Note freizugeben. Das »Abschwellen vollendet«-Signal kann durch die Nullzählung des jj Zählers 122 oder durch irgendeinen üblichen Detektor zur Feststellung des NichtVorhandenseins eines weiteren Ausgangs von dem Multiplizierer 120 geliefert werden.

In F i g. 11 ist ein Tastsystem zur Verwendung mit in Perkussions-Tongeneratoren (beispielsweise Geräuschgeneratoren) zur selektiven Erzeugung von Klängen gezeigt die die Klänge von Perkussionsinstrumenten nachbilden. In der Vergangenheit wurden verschiedene Arten von Pfeifenorgeln, wie z. B. Theaterorgeln mit Miniaturwiedergaben von unterschiedlichen Perkussionsinstrumenten ausgerüstet wie z. B. Trommeln, Zimbeln, Holzblöcken, Tempelblöcken, Bürsten usw., die von dem Organisten entsprechend der gewünschten Rhythmusbegleitung für die Orgel betätigt werden so konnten. Die natürlichen Klänge der Miniaturinstrumente wurden verstärkt um einen Perkussionspegel zu erzeugen, der mit der Intensität der von der Orgel selbst erzeugten Töne übereinstimmte. Aufgrund ihrer miniaturisierten Form wurden diese Perkussionsinstrumente häufig als »Spielzeuge« bezeichnet, und die Takt- oder Rhythmus-Betätigungsvorrichtungen, mit denen der Organist diese Instrumente »spielte«, wurden in vielen Fällen »Spielzeugschalter« genannt In gewissem Ausmaß ist dieser letztere Name trotz der stärker vorherrschenden heutigen Verwendung von Elektronenorgeln erhalten geblieben, bei denen spezielle Tongeneratoren, die durch elektronische Signale getastet werden, verwendet werden, um die gewünschten Perkussionsklänge für die Rhythmusbegleitung der Orgel zu erzeugen.

Die Spielzeugschalterlogik oder Perkussionssteuerungslogik nach F i g. 11 ist sowohl zur Betätigung der Miniatur-Perkussionsinstrumente oder der Perkussionsklang-Tongeneratoren in Abhängigkeit davon, welche dieser Formen vorgesehen ist, in Verbindung mit einer Zeitmultiplex-Digitaltastatur-Elektronenorgel der bisher beschriebenen Art geeignet. Insbesondere können Tastsignale in dem Tastalur-Multiplexsystem zur Verwendung bei der Erzeugung der gewünschten speziellen Perkussionswirkungen entwickelt werden. Zwei Arten von Tastsignalen, Übergangss'gnale und eingeschwungene Signale sind unabhängig für jede Tastatur in dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 11 vorgesehen.

Das Übergangssignal besteht aus einem Impuls, der bei Drücken einer Taste auf irgendeiner Tastatur der Orgel und lediglich bei Drücken einer Taste auftritt. Zu diesem Zweck wird das »Stell-Beanspruchungs«-Signal (oder »Taste gedrückt«-Signal), das als Ausgang des UND-Gatters 50 in der Tongenerator-Zuordnungslogik (Fig. 7B) bei Koinzidenz von Eingangssignalen an diesem Gatter auftritt, zur Anzeige des Drückens einer Taste auf eine der Orgeltastaturen verwendet. Selbstverständlich kann, da das »Stell-Beanspruchungsw-Signal nur dann erzeugt werden kann, wenn ein Tongenerator 28 zur Verfugung steht (und ein Einfangen dieses Tongenerators ergibt), kein derartiges Signal auftreten, wenn die Orgel gesättigt ist, d. h. wenn alle Tongeneratoren verwendet werden, und zwar unabhängig vom Drücken einer Taste. Mit Ausnahme des Sättigungsfalles, der unwahrscheinlich ist, wird jedesmal dann, wenn eine Taste gedrückt wird, ein Signal an ein ODER-Gatter 150 der Perkussionssteuerlogik geleitet. In dem bisher beschriebenen Ausführungsbeispiel einer Orgel sind zwölf Tongeneratoren vorgesehen, und damit können zwölf »Stell-Beanspruchungs«-Signale, die jeweils getrennten und unterschiedlichen Tongenerator-Zuordnungslogikeinheiten zugeordnet sind, erzeugt werden. Entsprechend weist das ODER-Gatter 150 einen Eingangsanschluß für jedes »Stell-Beanspruchungs«-Signal für insgesamt zwölf Eingangsanschlüsse auf. Jedesmal wenn ein ein Drücken einer Taste anzeigendes Signal als Eingang an dem ODER-Gatter erscheint, wird ein Ausgangssignal von dem ODER-Gatter parallel an vier UND-Gatter 152-1. 152-2,152-3 und 152-4 für das spezielle Beispiel an einer Orgel mit vier Tastaturen (drei Manuale und ein Pedalwerk) geliefert.

Aufeinanderfolgende Torsteuersignale werden den vier UND-Gattern 152 über die jeweiligen Intervalle zugeführt in denen die zugehörige Tastatur abgetastet wird, in dem der zweite Eingangsanschluß jedes UND-Gatters mit einer jeweiligen Ausgangsleitung des Tastatur-Zählerabschnittes 4 (Fig. 1) verbunden wird. Somit wird das Übergangs-Tastsignal, das bei Drücken einer Taste auftritt an eine Ausgangsieitung torgesteuert die der Tastatur zugeordnet ist in der sich die Taste befindet Dieses Signal in der Form eines Impulses kann zur Betätigung tatsächlicher Miniatur-Perkussionsinstrumente oder zur Betätigung von Perkussions-Klanggeneratoren verwendet werden. Die spezielle Art und Weise, in der die Tastsignale für diesen Zweck verwendet werden, kann der üblichen Praxis unter Verwendung üblicher Perkussionssysteme entsprechen. In diesem Zusammenhang wird auf die US-Patente 33 09 454, 33 58 069, 34 33 880 und 34 39 569 als Beispiele für bekannte Techniken zur Verwendung von Tastsignalen zur Erzeugung von Perkussionsklängen verwiesen. Im Fall des Ubergangstastsignals schließen der Nullzählungsdetektor 60 und zugehörige Bauteile

der Tongenerator-Zuordnungslogik aus, daß das »Taste gedrückt«-Signal bei jeder Wiederholung des jeweiligen Impulses in dem Multiplexsignal während des Intervalls, über das die Taste gedrückt bleibt, wiederkehrt, wie es weiter oben in Verbindung mit der Beschreibung der ·> F i g. 7A und 7B erläutert wurde.

Die andere Art von Tastsignal, nämlich das eingeschwungene oder konstante Signal, wird direkt von dem Multiplexsignal abgeleitet, das als Ausgang von dem Codierer 15 (Fig.1) auftritt. Das Multiplexsignal wird i" parallel an vier UND-Gatter 156-1, 156-2, 156-3 und 156-4 angelegt (wieder für den speziellen Fall, in dem vier Tastaturen zur Verfugung stehen), und die den Tasten auf jeder jeweiligen Tastatur zugeordneten Impulse werden lediglich während des Auftretens eines 1ι Torsteuersignals für diese Tastatur, das von dem Tastatur-Zählerabschnitt 4 geliefert wird, an den anderen Eingangsanschluß jedes der UND-Gatter 156 geleitet. Ein Ausgang von irgendeinem der UND-Gatter wird als Stellsignal an jeweils einen von vier Flip-Flops -» 158-1, 158-2, 158-3 und 158-4 geleitet. Somit wird jeder Flip-Flop 158 durch das Auftreten eines Impulses in dem Multiplexsignal während der für die entsprechende Tastatur vorgesehenen Zeitperiode eingestellt. Alle Flip-Flops 158 werden gleichzeitig bei Auftreten des r> Tastaturzähler-Rückstellsignals zurückgestellt.

Wenn ein Flip-Flop 158 seinen Stell-Zustand einnimmt, so ergibt dies die Zuführung eines Signals an jeweils einen eines Satzes von UND-Gattern 160, und in gleicher Weise bewirkt die Rückstellung der Flip-Flops 158 die Erzeugung von diesen Zustand der Flip-Flops darstellenden Signalen, die anderen UND-Gattern 160 zugeführt werden. Jedes Paar von UND-Gattern 160, das einem speziellen Flip-Flop 158 zugeordnet ist, ist außerdem einem eines weiteren Satzes von Flip-Flops j; 161-1, 161-2, 161-3, 161-4 zugeordnet, so daß bei Auftreten des Tastaturzähler-Rückstellsignals die jeweiligen Zustände der Flip-Flops 158 auf entsprechende Zustände der Flip-Flops 161 übertragen werden. Die Wirkung ist die eines Abtast- und Haltesystems, um die gewünschten konstanten oder eingeschwungenen Perkussionstastsignale von jeder Tastatur zu liefern, wobei jedes derartige Tastsignal lediglich von dem »Stell«-Zustands-Ausgangsanschluß des jeweiligen Flip-Flops 161 abgenommen wird. ·»>

Wie im Fall der Übergangs-Tastsignale können die konstanten Tastsignale ebenso verwendet werden, um die gewünschten Perkussionsklänge mit Hilfe bekannter Techniken zu liefern.

Jeder Tastatur der Orgel ist üblicherweise ein Satz von 5« Registern oder Tabulaturen zugeordnet, die alternativ als Registertabulaturen, Registertasten oder Registerschalter bezeichnet werden. Im allgemeinen können die Register ebenso wie die lasten jeder Tastatur als Schalter bezeichnet werden. Die jeder Tastatur zugeordneten Register werden dazu verwendet, eine geeignete Stimmlänge (pitch length) oder Fußzahl (footage) und die gewünschte Orgelstimme unter Einschluß der Tonqualität oder der Klangfarbe und den harmonischen Anteil des von der Elektronenorgel wiederzugebenden Klanges auszuwählen. Register können in verschiedenen Kombinationen betätigt werden, wenn dies gewünscht ist, und sie können außerdem voreingestellt oder programmiert werden, um es dem Organisten zu ermöglichen, eine oder mehrere Registerkombinationen während der Aufführung eines bestimmten Musikstückes mit Hilfe einer sogenannten »Kombinationswirkung« erneut zu betätigen. Die Ausdrucksweise »Registerschiene« wird außerdem verwendet, um einen Satz von Register- oder Tabulaturschaltern zu bezeichnen, mit deren Hilfe der Organist spezielle Stimmen vor und/oder während des Spielens der Orgel auswählen kann. Ein System zur Umwandlung einer Information in Zeitmultiplexform, wobei diese Information die Auswahl bestimmter Tabulaturschalter in jeder Registerschiene darstellt, und zur Speicherung derartiger Stimmeninformation, die aufeinanderfolgend dem Organisten während des Aufführens eines Musikstückes zugänglich gemacht wird, ist anhand eines Beispiels in F i g. 12 dargestellt. In dieser Figur schließt das Registerschienen-Multiplexsystem einen Registerschienenzähler 200, einen Registerschienendecoder 201, eine Registerschienenschaltanordnung 202, einen Registerschienencodierer 203, einen Satz von Stimm-Speichern 204, einen Stimmspeicherwähler 205, einen Adressendecoder 206, einen Stimmgeber 207, einen Satz von Registrierspeichern 208 und einen Satz von Kopplern 209 ein.

Der Registerschienenzähler 200 umfaßt vier getrennte Abschnitte, wie ^s klarer in Fig. 13 gezeigt ist. Der am höchsten bewertete Abschnitt oder Teil des Registerschienenzählers wird als Registrierungsspeicherzähler 211 bezeichnet, und die übrigen Registerschienenzählerteile weisen eine abnehmende Wertigkeit auf, und zwar von dem Registrierungs-Adressenzähler 212 und dem Stimmgruppenzähler .'13 bis zu dem Stimmzähler 214, der den niedrigstbewe^rteten Teil des Registerschienenzählers 200 darstellt. Der Stimmzählerteil 214 ist ein Modul-4-Ringzähler, der durch von dem Haupt-Taktsteuerimpuls abgeleitete Impulse weitergeschaltet wird und der aufeinanderfolgend seine Ausgangsleitungen, die mit Vl, V2, V3, V4 entsprechend der fortschreitenden Zählung bezeichnet sind, aufeinanderfolgend ansteuert. Alle vier Ausgangsleitungen des Stimmzählers 214 sind mit dem Codierer 203 und dem Stimmspeicherwähler 205 verbunden, während lediglich die letzte Stufe V4 für einen noch zu beschreibenden Zweck mit dem Stimmgeber 207 verbunden ist.

Der nächsthöher bewertete Teil des Registerschienenzählers 200, nämlich der Stimmgruppenzähler 213, ist ein Modul- 10-Ringzäh!er mit zehn Stufen und zugehörigen Ausgangsleitungen, die mit GSF. GGF, CS \, GS2, GS3, GGi, GG2, GPX, GP2 und GP3 bezeichnet sind, und zwar ausgehend von der am niedrigsten bis zur am höchsten bewerteten Stufe dieses Zählerabschnittes. Aus Klarheitsgründen zeigt der erste Buchstabe jeder dieser Bezeichnungen »Gruppe« an, und die nächsten zwei Zeichen zeigen bestimmte Stimmgruppen wie z. B. Schwellflöte (SF), große Flöte (GF), Schweller (S), Groß (great) (G) und Pedal (P) an, obwohl es verständlich ist, daß nicht beabsichtigt ist, den Stimmabschnitt auf Stimmen dieser bestimmten Arten zu beschränken. Alle Ausgangsleitungen des Stimmgruppenzählers 213 sind mit dem Decoder 201 und mit dem Stimmspeicherwähler 205 verbunden, während die letzte Stufe, GP3 allein mit dem Stimmgeber 207 verbunden ist Der Stimmgruppenzähler durchläuft während jedes seiner Zyklen alle diese Gruppen und schaltet dann zur nächsten aufeinanderfolgenden Stufe (Gruppe) einmal für jeden Zyklus des Stimmzählers 214 weiter. Mit anderen Worten muß der Stimmzähler alle vier seiner Stufen durchlaufen, bevor die Zählung in dem Stimnigruppenzähler 213 um Eins weitergeschaltet wird.

Der nächsthöher bewertete Zählerabschnitt oder Teil des Registerschienenzählers 200 ist der Registrierungsspeicher-Adressenzähler 212, der in diesem SDeziellen

22 02 b-58

Ausführungsbeispie! ein Modul-64,6-Bit-Binärzähler ist, der zur Bezeichnung der Adressen der Registrierungsspeicher 208 verwendet wird, wobei der letztere den Arbeitsspeicher darstellt, aus dem digitale Schwingungsformen unter der Steuerung der Notengeneratoren zur Erzeugung des Tonausgangs ausgelesen werden. In dem vorliegenden Beispiel werden fünf "egistrierungsspeicher verwendet, wobei diese mit Schwellflöte, große Flöte, Schweller, Groß und Pedal bezeichnet sind. Im einzelnen müssen die Registrierungsspeicher mit Daten von den Stimmspeichern 2Wl geladen werden, die die festen, gespeicherten und einzelnen Stimmen darstellenden Daten enthalten, um somit eine Zusammensetzung der einzelnen Stimmen zu bilden, die gleichzeitig getastet werden um im gleichen Tonkanal zum Klingen gebracht zu werden. Der Registerschienenzähler 200, der Decoder 201, die Schaltanordnung 202 und der Codierer 203 liefern zusammen die Registerschienen-Tabulatorschalterinformation an den Stimmgeber 207 in Form eines Multiplexsignals. Das Multiplexsignal wird zur Auswahl der richtigen Stimmdaten von den Stimmspeichern 204 verwendet, um die zusammengesetzten Daten in den Registrierungsspeichern 208 zu liefern. Speziell ist es die Aufgabe des Stimmgebers 207, die Stimmdaten von den Stimmspeichern 204 zu akkumulieren, um die zusammengesetzten Daten zur Einführung in die Registrierungsspeicher 208 zu bilden. Es ist aus der vorhergehenden Beschreibung zu erkennen, daß der Inhalt der Registrierungsspeicher erneuert werden muß, wie es erforderlich ist, um die zusammengesetzten Stimmdaten in diese einzuführen, und zu diesem Zweck werden die Ausgänge des Registrierungsspeicher-AJressenzählers 212 und des Registrierungsspeicher-Zählers 211, eines Modul-5-Ringzählers, den Registrierungsspeichern 208 zugeführt.

Der Inhalt der Registrierungsspeichrr wird jeweil: einzeln zu einer Zeit in aufeinanderfolgender Reihenfol ge, wie sie durch den Registrierungsspeicher-Zähler 211 bestimmt ist, erneuert, wobei dessen Ausgänge RSf RGF, RS, RG und RP in der genannten Reihenfolge geordnet sind und um eine Stufe weitergeschalte! werden, und zwar am Ende jedes Zyklus der Zählung des Registrierungsspeicher-Adressenzählers 212. Es ist die Aufgabe des Registrierungsspeicher-Adressenzählers 212, die Adressen der Registrierungsspeicher derart festzulegen, daß der Inhalt jeder Speicherstelle aufeinanderfolgend in der Reihenfolge dieser Adresser erneuert wird. Der letztere Zähler wird einmal für jeder Zyklus der Zählung des Stimmgruppenzählers 213 weitergeschaltet. Die Ausgänge des Registrierungsspeicher-Zählers 211 werden den Registrierungsspeicherr 208 und dem Decoder 201 zugeführt, während alle Ausgänge des Registrierungsspeicher-Adressenzählen 212 den Registrierungsspeichern zur Festlegung derer Adressen zugeführt werden, und dieser Adressenzählei 212 liefert die Ausgänge von den ersten fünf seiner Stufen an den Adressendecoder 206 und den Ausgang der fünften Stufe allein an den Stimmgeber oder Stimmer 207. Das Ausführungsbeispiel des Registerschienen-Multiplexsystems kann mit 40 Stimmen versehen sein, die a. 5 Zweckmäßigkeitsgründen in zehn Gruppen von jeweils vier Stimmen angeordnet sind Jeder Gruppe von Stimmen ist lediglich einer der fünl Registrierungsspeicher zugeordnet, obwohl mehr als eine Gruppe einem bestimmten dieser Speichel zugeordnet sein kann. Mit der Ausnahme der vor Kopplern 209 gelieferten Kopplungsinformation wire eine Stmimgruppe lediglich in den Registrierungsspeicher geladen, dem sie zugeordnet ist. Die Beziehunger zwischen Stimmgruppen, Kopplern und Registrierungs speichern sind in der folgenden Tabelle erläutert:

Tabelle

Gruppe	GSF	Registrierungsspeicher	Schwell-an	Schwell-an	Groß-an
	GGF		Großkoppler	Pedalkoppler	Pedalkoppler
1.	GS\	RSF	RGF	RP
2.	GSl	RGF			RP
3.	GS3	RS	RG	RP
4.	GGl	RS	RG	RP
5.	GGl	RS	RG	RP
6.	GPX	RG			RP
7.	GPl	RG			RP
8.	GPi	RP
9.	RP
10.	RP

Die vier Stimmen in jeder Gruppe werden aufeinanderfolgend durch den Stimmzähler 214 bezeichnet.

Der Registerschienendecoder 201 ist so ausgeführt, daß er die Ausgänge der Gruppenzähler 213 und die Ausgänge der Registrierungsspeicher-Zähler 211 entsprechend der Koppler-Schalterinformation von den Kopplern 209 modifiziert, um die Registerschienenanordnung 202 anzusteuern. Vorzugsweise ist der Decoder 201 so ausgeführt, daß er die zehn logischen Ausgänge erzeugt, die durch die nachfolgend aufgeführter logischen Gleichungen bezeichnet sind:

DSF = GSF (RSF+ RGF SGC+ RP SPC) DGF = GGF (RGF+RP GPC) DS1 = GS1 (RS+ RG SGC+ RP SPC) DS2 = GS2 (RS+ RG SGC+ RPSPC) DS3 = GS3 (RS+ RG SGC+ RP SPC) DG \ = GGl (RG+RPGPC)

DC 2 = GC 2 (RC+ RPGPC) DPX = CPX (RP) DP2 = CP2 (RP) DP3 = GPi (RP)

Die Registerschienenanordnung 202 ist eine Matrix von Schaltern, die in analog.-r Weise zum Aufbau der Tastaturanordnung nach Fig. 1 aufgebaut ist. Im einzelnen ist die Registerschienenanordnung mit zehn Eingangsschienen, die jeweils durch die Decoderausgänge angesteuert werden, und mit vier Ausgangsschienen versehen, die mit VSl, VS2, VS3 und VS4 bezeichnet sind. An jedem Schnittpunkt einer Eingangsschiene und einer Ausgangsschiene der Registerschienenanordnung ist eine Serienverbindung eines normalerweise offenen Schalters und einer in Anoden-Kathodenrichtung in der Richtung von der Eingangsschiene zur Ausgangsschiene gepolten Diode vorgesehen, und zwar entsprechend der in Fig. 4 für die Tastaturschaltanordnung nach F i g. 1 gezeigten Anordnung. In der Registerschienenanordnung werden die Schalter jedoch durch die Stimm-Auswahlregistertabulatoren gesteuert.

Der Codierer 203 ist so ausgeführt, daß er die vier parallelen Ausgänge VSX bis VS 4 der Registerschienenanordnung 202 und die vier parallelen Ausgangsleitungen Vl bis V4 des Stimmzählers 214 empfängt, um daraus ein Mukiplexsignal zu erzeugen, das aus einer Information in Form von Impulsen besteht, die anzeigen, welches der Stimmauswahl-Registertabulatoren betätigt wurde, um die Auswahl der zusammengesetzten Stimmdaten einzuleiten. Zu diesem Zweck kann, wie es in F i g. 14 gezeigt ist, der Registerschienencodierer 203 vier UND-Gatter 220-1, 220-2, 220-3 und 220-4 einschließen, von denen jedes zwei Eingangsanschlüsse und einen Ausgangsanschluß aufweist, wobei der letztere parallel mit den Ausgängen der anderen UND-Gatter angeschaltet ist, um Eingänge an ein ODER-Gatter 222 zu liefern. Jedes UND-Gatter 220 empfängt als einen Eingang das an einer jeweiligen der vier Ausgangsschienen VSl, VS2, VS3, VS4 von der Anordnung 202 auftretende Signal, während der andere Eingang ein Signal ist, das an der Leitung von einer der jeweiligen vier Stufen des Stimmzählers 214 auftritt. Somit werden, wenn der Stimmzähler durch seine vier Stufen hindurchgeschaltet wird, die an den vier Ausgangsschienen der Anordnung 202 auftretenden Signale in der gleichen Folge an das ODER-Gatter 222 geführt, wodurch ein serielles Digitalformat als Multiplexsignal MS gebildet wird, das die Stimmauswahldaten zur Zuführung an den Stimmgeber oder Stimmer 207 enthält.

In einem Ausführungsbeispiel können die Stimmspeicher 204 einen Satz von 40 festen Speichern umfassen, die jeweils mit einer Auswahlleitung VS/ und einer 4-Bit-Adresse VA 1 bis VA 4 versehen sind. Jeder der 40 Stimmspeicher besteht aus 16 7-Bit-Worten, die einen halben Zyklus der zum Klingen zu bringenden Schwingungsform definieren. Die Anordnung der Stimmspeicher ist in beispielhafter Form in F i g. 15 gezeigt, wobei die 40 festen Speicher jeweils einzeln entsprechend der Auswahl ausgelesen werden, die durch die Stimmspeicher-Wähleinheit 205 durchgeführt wird, die Auswahlausgänge VSl bis VS 40 an diese liefert. Wenn ein Stimmspeicher ausgelesen wird, wird ein 7-Bit-Wort adressiert, und die 7 Bits werden parallel ausgelesen. Obwohl lediglich 16 Worte in jedem Stimmspeicher vorhanden sind, sind 64 Registrierungs-

Speicheradressen vorgesehen, und der Adressendecoder 206 ist so ausgeführt, daß, wenn der Registrierungsspeicher-Adressenzähler 212 von 0 bis 63 weitergeschaltet wird, die Stimmspeicheradresse von 0 bis 15, von 15 auf 0, von 0 auf 15 und wieder von 15 auf 0 weitergeschaltet wird. Da jeder Satz der 16 7-Bit-Worte einen halben Zyklus der gewünschten Schwingungsform definiert, bewirkt diese Adressierung des Stimmspeichers die Lieferung von vollständigen Zyklen dieser Schwingungsform.

Ein Ausführungsbeispiel des Stimmspeicherwählers 205 ist in F i g. 16 gezeigt Vorzugsweise besteht dieser Wähler aus einem Satz von 40 UND-Gattern, die in Gruppen von 10 derart angeordnet sind, daß jede Gruppe von UND-Gattern jeweilige Eingänge von den zehn Ausgangsleitungen des Stimmgruppenzählers 213 empfängt und jedem aufeinanderfolgenden Satz von vier dieser UND-Gatter wird als anderer Eingang jeweils eine der Ausgangsleitungen des Stimmzählers 214 derart zugeführt, daß eine Stimmspeicher-Auswahl durch das Zusammentreffen von aktiven Ausgängen des Gruppenzählers und des Stimmzählers durchgeführt wird. Die 40 Stimmauswahlausgänge VSl bis VS 40 werden in der aktivierten Folge an die Stimmspeicher 204 geliefert.

Ein Ausführungsbeispiel eines Adressendecoders 206 ist in Fig. 17 gezeigt. Vorzugsweise umfaßt dieser Decoder einen Satz von vier exklusiven ODER-Gattern, die jeweils als einen Eingang einen Ausgang von jeweils einem der ersten vier Stufen des Registrierungsspeicher-Adressenzählers 212 empfangen und die alle als anderen Eingang den Ausgang der fünften Stufe des Registrierungsspeicher-Adressenzählers empfangen. Somit werden vier Adressen VA 1 bis VA 4 aufeinan-

Jj derfolgend als Stimmspeicheradressen geliefert, wenn einer, jedoch nicht beide der Eingänge des jeweiligen exklusiven ODER-Gatters aktiviert wird, und die Anordnung ist derart, daß das Weiterschalten der Stimmspeicheradressen in der Vorwärts- und Rückwärtsfolge erfolgt, die weiter oben beschrieben wurde, um vollständige Zyklen der Schwingungsform zu erzeugen.

Die aus dem 7-Bit-Parallelausgang VDl bis VD 7 bestehenden und von den ausgewählten Speichern gelieferten Stimmdaten werden als Ausgang der Stimm-Speicher 204 dem Stimmer 207 zugeführt. Der Stimmer akkumuliert diese Stimmdaten entsprechend der Steuerung, die durch das Multiplexsignal MS vom Codierer 203 ausgeübt wird. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Stimmers ist in Fig. 18 dargestellt. Aus den Stimmspeichern bei deren aufeinanderfolgender Adressierung ausgelesene Stimmdaten werden in den Stimmer 207 entweder (1.) direkt in einen Paralleladdierer 232 eingelesen, wenn kein Signal RA 5 an das Einer-Komplement-Gatter 230 angelegt wird und ein Impuls in dem Multiplexsignal MS auftritt, um das Gatter 231 zu betätigen, oder es wird (2.) als Ergebnis der Zuführung des Signals RA 5 von dem Registrierungsspeicher-Adressenzähler 212 komplementiert, um 230 zu steuern, und wird dann in den Paralleladdierer 232 in Abhängigkeit von einem geeigneten gleichzeitigen Impuls in dem Multiplexsignal am Gatter 231 eingelesen, oder es wird (3.) vollständig durch das NichtVorhandensein eines Impulses in dem Multiplexsignal gesperrt, das dem Gatter 231 zugeführt wird, so daß eine binäre Null in den Paralleladdierer eingelesen wird. Somit werden, wenn das Bit Nr. 5 des Registrierungsspeicher-Adressenzählers 212 »EINS«

ist, die Daten von dem Stimmspeicher komplementiert Wenn das Multiplexsignal »EINS« ist, was anzeigt daß die jeweilige Stimme durch die Registerschalter und die Koppler ausgewählt wurde, so werden die Stimmdaten oder ihr Zweier-Komplement in den Addierer 232 eingelesen. Anderenfalls wird eine Null in den Addierer eingelesen.

In der speziellen, in F i g. 18 gezeigten Logik für den Stimmer 207 kann das Einer-Komplement-Gatter 230 aus 7 Exklusiv-ODER-Gattern (nicht gezeigt) bestehen, die jeweils zwei Eingänge aufweisen, von denen einer ein Stimmdatenbit und der andere das Bit Nr. 5 des Registrierungsspeicher-Adressenzählers 212 ist Der Ausgang des Gatters 230 wird entweder durch die Stimmdaten oder ihr Bit-für-Bit-Komplement gebildet. Das Steuer- oder Betätigungsgatter 231 kann aus acht (nicht gezeigten) UND-Gattern bestehen, von denen sieben zwei Eingänge aufweisen, deren einer ein Ausgang von jeweils einem der sieben exklusiven ODER-Gatter in dem Komplementgatter 230 ist und der andere das Multiplexsignal MS darstellt. Dem achten UND-Gatter wird das Multiplexsignal als ein Eingang und außerdem Bit Nr. 5 (RA S) des Registrierungsspeicher-Adressenzählers zugeführt. Der Ausgang des achten UND-Gatters in der Steuerschaltung 231 wird in den Übertrageingang des niedrigstbeweneten Bits in den Paralleladdierer 232 eingeführt, um die Zweier-Komplemente der Daten zu bilden. Der Paralleladdierer 232 empfängt sowohl die Ausgänge des Steuergatters 231 als auch eines Kopier- oder Umspeicher-Registers 234. Das Umspeicherregister 234 empfängt seinerseits den Inhalt des Paralleladdierers

232, um die Summe der ausgewählten Stimmen zu halten, wenn diese akkumuliert werden. Das Umspeicherregister wird während der Auswahl der 40. Stimme durch ein Rückstellsignal zurückgestellt, das bei gleichzeitigem Auftreten des V4-Ausgangs des Stimmzählers 214 und dem GP3-Ausgang des Stimmgruppenzählers 213 als Eingänge an einem UND-Gatter 235 auftritt Die in dem Paralleladdierer 232 auftretende akkumulierte Summe wird in den richtigen Registrierungsspeicher entsprechend einem Steuersignal eingeschrieben, das durch die Koinzidenz oder das gleichzeitige Auftreten des Rückstellsignals und einem Haupt-Taktsteuerimpuls erzeugt wird, und entsprechend mit der Auswahl, die durch den Registrierungsspeicher-Zähler 211 und die Adresse geliefert wird, die durch den Registrierungsspeicher-Adressenzähler 212 zugeführt wird.

Somit erscheint, wenn ein bestimmter Registerschalter betätigt wird, ein Impuls in dem entsprechenden, vorher zugeordneten Zeitabschnitt des Multiplexsignal-Ausganges des Codierers 203, und zwar als Ergebnis einer vervollständigten Schaltungsverbindung zwischen einer Eingangsschiene und einer Ausgangsschiene der Schaltanordnung 202, wodurch ein Signal von dem Abtastzähler über diese Verbindung laufen kann. Dieser Impuls erzeugt den weiter oben beschriebenen Betrieb in dem Stimmer 207, um die Registrierungsspeicher mit der richtigen Stimminformation entsprechend mit einer Adresseniniormation zu laden, die von dem Registrierungsspsicher-Zähler 211 und dem Registrierungsspeicher-Adressenzähler 212 geliefert wird.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Elektronisches Musikinstrument mit durch Tasten, die jeweils einer Note der Tonleiter entsprechen, betätigbaren Schaltern, die über eine Verbindungseinrichtung mit einer Anzahl von Tongeneratoren verbunden sind, die jeweils bei Ansteuerung durch ein von der Verbindungseinrichtung auf Grund einer Betätigung des der jeweiligen Note zugeordneten Schalters abgegebenes Steuersignal einen der Note entsprechenden Klang erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung (1—5, 7, 15, 26, 80) eine Abtastschaltung (1—5, 7) aufweist, die aufeinanderfolgend und periodisch wiederholt alle den Tasten zugeordneten Schalter (14) abtastet und ein Ausgangssignal jeweils dann liefert, wenn der abgetastete Schalter (14) betätigt ist, daß die von der Abtastschaltung (1 —5,7) jeweils in Abhängigkeit von der Betätigung eines Schalters (14) erzeugten Ausgangssignale den Eingängen einer Parallel-Serien-Kodierschaltung (15; 80) zugeführt werden, deren Ausgangssignal ein Zeitmultiplexsignal ist, das in einer Abtastperiode eine Anzahl von Zeitabschnitten aufweist, die jeweils einer vorgegebenen Taste und der entsprechenden Note zugeordnet sind, und daß das Zeitmultiplexsignal dem Eingang einer Tongenerator-Zuordnungslogik (26) zugeführt wird, die einen oder mehrere Tongeneratoren (28) in Abhängigkeit von in den Zeitabschnitten jo auftretenden Impulsen ansteuert.

2. Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Tasten zugeordneten Schalter (14) in einer Schaltmatrix (11) angeordnet sind, die Oktavabschnitten des Musikinstrumentes J5 entsprechende Spaltenleiter und den Tasten in einem derartigen Oktavabschnitt entsprechende Zeilenleiter aufweist, wobei die Schalter (14) an den Kreuzungspunkten der Spaltenleiter (10) und der Zeilenleiter (12) angeordnet sind, und daß die Spaltenleiter (10) mit Ausgängen der Abtastschaltung (1—5, 7) verbunden sind, während die Zeilenleiter (12) die Ausgänge der Schaltmatrix bilden und mit den Eingängen der Parallel-Serien-Kodierschaltung (15; 80) verbunden sind.

3. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Abtastung der den Tasten zugeordneten Schalter (14) die Abtastschaltung (1—5, 7) einen Zähler, den Tastaturzähler (1) sowie eine dem Tastaturzähler (1) nachgeschaltete Dekodierschaltung (7) aufweist, wobei der Tastaturzähler (1) durch eine Taktimpulsquelle (5) angesteuert ist.

4. Musikinstrument nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastaturzähler einen ersten Zählerabschnitt (2), der den Tasten in einem Oktavabschnitt zugeordnet ist, einen zweiten Zählerabschnitt, der den Oktavabschnitten des Musikinstrumentes zugeordnet ist, und einen dritten Zählerabschnitt (4) einschließt, der den Tastaturen bo des Musikinstrumentes zugeordnet ist.

5. Musikinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Tongenerator (28) Einrichtungen (103) zur Speicherung einer Vielzahl von Abtastproben von zumindestens einer es Periode einer komplexen Schwingungsform, die den Schwingungsformen von Klängen entspricht, und auf die Impulse des Zeitmultiplexsignals ansprechende Einrichtungen (26, 100—108) zur Wiedergewinnung von Abtastproben der Schwingungsform aus den Speichereinrichtungen (103) mit einer Wiederholfrequenz einschließt, die mit der Frequenz des Klanges übereinstimmt, der durch die jeweiligen Impulssignale bestimmt ist.

6. Musikinstrument nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitudenabtastproben digitale Amplitudenabtastproben sind.

7. Musikinstrument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitudenabtastproben zeitlich gleichmäßig verteilt sind.

8. Musikinstrument nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (26, 100—108) zur Wiedergewinnung der Abtastproben Einrichtungen (105) zur Entnahme von Amplitudenabtastproben aus den Speichereinrichtungen (103) mit einer festen Wiederholfrequenz unabhängig von der Frequenz der zu erzeugenden Note und Einrichtungen (100—103a^zur Freigabe der Entnahmeeinrichtungen (105) derart einschließen, daß eine andere der Amplitudenabtastproben von den vorher wiedergewonnenen in Abhängigkeit von der Frequenz der zu erzeugenden Note abgerufen wird.

9. Musikinstrument nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabeeinrichtungen (100— 103a^ Einrichtungen (100) zur Berechnung des Phasenwinkels zwischen den Amplitudenabtastproben der Frequenz der zu erzeugenden Note einschließen.

10. Musikinstrument nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede der gespeicherten digitalen Amplitudenabtastproben eine inkremental Änderung gegenüber der unmittelbar vorher gespeicherten Abtastprobe in der Folge von Abtastproben für eine Periode der Schwingungsform darstellt und daß mit den Freigabeeinrichtungen zusammenwirkende Einrichtungen (102a, iO3b) zur Sperrung der Wiedergewinnung von Wiederholungen der gleichen Abtastproben im Verlauf der Entnahme der Abtastproben für eine vollständige Periode der Schwingungsform vorgesehen sind.

11. Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Betätigung einer Taste auf einer beliebigen Tastatur des Musikinstrumentes ansprechende Einrichtungen (150,152,156,158,160, 161) zur Erzeugung eines Perkussionsklanges im Rhythmus mit der durch die Betätigung aufgerufenen Note vorgesehen sind.

12. Musikinstrument nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die den Perkussionsklang erzeugenden Einrichtungen (150,152, 156, 158, 160, 161) lediglich in Abhängigkeit von der anfänglichen Betätigung einer Taste aktiviert werden.

13. Musikinstrument nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die den Perkussionsklang erzeugenden Einrichtungen in Abhängigkeit von der fortgesetzten Betätigung einer Taste über die anfängliche Betätigung der Taste hinaus aktiviert werden.

14. Musikinstrument nach Anspruch 1, bei dem die Klänge die möglichen Stimmen ausgewählter Noten darstellen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltanordnung (202) mit Registern zur Auswahl der Stimmen, Abtasteinrichtungen (200, 201) zur zyklischen und wiederholten Abtastung der möglichen Stimmen in Gruppen der Stimmen und zur Bildung von Zeitabschnitten in einem seriellen Digitalformat,

wobei jeder Zeitabschnitt jeweils einer vorgegebenen der Stimmen zugeordnet ist, und Dekodiereinrichtungen (203) vorgesehen sind, die auf die Betätigung einer oder mehrerer der Registerschalteinrichtungen ansprechen und ein Digitalsignal in dem Zeitabschnitt hervorrufen, das der durch diese Registerschalteinrichtung ausgewählten Stimme zugeordnet ist, so daß die gewünschte Note mit der ausgewählten Stimme von dem Tongenerator erzeugt wird.

15. Musikinstrument nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Tongenerator Stimmspeichereinrichtungen (204) zur Speicherung von Digitaldaten, die einzelne Stimmen darstellen, Einrichtungen (208) zur Aufnahme einer Akkumulation von digitalen Daten, die zusammengesetzte Daten für die einzelnen Stimmen für Noten darstellen, die als Tonausgang von dem Instrument erzeugt werden, und Einrichtungen (207) einschließt, die auf Signale in dem seriellen digitalen Format ansprechen und die digitalen Daten aus den Stimmspeichereinrichtungen (204) entsprechend der ausgewählten Stimmen akkumulieren, die durch diese Signale festgelegt sind, sowie die akkumulierten Daten an die Aufnahmeeinrichtungen (208) liefern.

l'l