DE2302214C3

DE2302214C3 - Digitaler Tonsynthetisierer

Info

Publication number: DE2302214C3
Application number: DE2302214A
Authority: DE
Inventors: Toshio Hamamatsu Shizuoka Takeda; Yasuji Hamakita Shizuoka Uchiyama
Original assignee: Nippon Gakki Seizo Hamamatsu Shizuoka KK; Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1972-01-17
Filing date: 1973-01-17
Publication date: 1981-03-19
Also published as: JPS4876520A; DE2302214B2; JPS5236406B2; US3823390A; DE2302214A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen digitalen Tonsynthetisierer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Tonsynthetisierer ist aus der DE-OS 19 35 306 bekannt

Bekanntlich läßt sich der Klang eines Musikinstrumentes in eine Grundschwingung und eine oder mehrere Oberschwingungen bzw. Harmonische aufteilen, unabhängig davon, wie kompliziert die Schwingungsform auch erscheinen mag. Umgekehrt kann man einen gewünschten Klang aus seiner Grundschwingung und einer oder mehreren Harmonischen unter Beachtung des Fourierkoeffizienten zusammensetzen. Aus »Proceedings of the Third International Congress on Acoustics, Stuttgart 1959« Herausgaber L. Cremer. Amsterdam (1961), Seiten 253 und 254, ist es bekannt, zur Erzeugung eines synthetischen Klanges die Grundschwingung und die Harmonischen verschiedener Klangfarben jeweils zu addieren.

Eine bestimmte Klangfarbe kann man mittels eines Speichers erhalten, in welchem eine entsprechende Wellenform gespeichert ist Allerdings bereitet eine Veränderung des einmal gespeicherten Inhalts — also der Klangfarbe — Schwierigkeiten. Will man verschiedene Klänge erzeugen, so benötigt man entsprechend dem bisherigen Stand der Technik viele Speicher, in denen jeweils eine Klangfarbe gespeichert ist (vgl. beispielsweise die DE-OS 19 35 306). Für eine größere Anzahl von Klangfarben wird somit auch eine entsprechend große Anzahl von Speichern benötigt Durch die US-PS 36 10 799 ist ein Tonsynthetisierer bekanntgeworden, bei dem die Abtastung des Wellenformspeichers, in welchem die Wellenform entsprechend einer einzigen Klangfarbe gespeichert ist, mit konstanter Abfragefrequenz und wechselnden Phasenschritten erfolgt Für eine größere Anzahl von Klangfarben wird auch hier eine entsprechend große Anzahl von Speichern benötigt

Zur Erzeugung verschiedener Klänge ist es auch denkbar, in verschiedenen Speichern die Grundschwinfungen und die Oberschwingungen bzw. Harmonischen getrennt zu speichern und zur Klangwiedergabe die einzelnen Wellenformen aus den entsprechenden Speichern auszulesen und mit den richtigen Fourierkoeffizienten zusammenzusetzen. Aber auch diese Alternative hat den Nachteil, daß eine sehr große Anzahl von Speichern erforderlich ist

Demzufolge ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen digitalen l&nysynthetisierer zu schaffen, welcher die Erzeugung jedes gewünschten Klanges unter Einsatz geringer Speicherkapazität erlaubt

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Im erfindungsgemäßen Tonsynthetisierer lassen sich während des Spielens aus verhältnismäßig wenigen in anderen Speichern festgehaltenen Daten eine große Mannigfaltigkeit verschiedener Wellenformen errechnen und in den Wellenformspeicher eingeben. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben

ι ο sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Tonsynthetisierers,

Fig.2a eine graphische Darstellung der Schwingungsform eines Eingangssignals für den Analog-Digital-Wandler, F i g. 2b tine graphische Darstellung der Fourierkoef fizienten jeder Klangfarbe,

F i g. 3 eine graphische Darstellung z~r Erläuterung des Auslesens des Speichers für Sinuswellen und

F i g. 4 ein Beispiel einer in dem Wellenformspeicher gespeicherten zusammengesetzten Schwingungsform.

In Fg. 1 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Tonsynthetisierers dargestellt Von einem Taktgenerator C\ werden Taktimpulse einem Abtastzähler TC zugeführt Dieser Abtastzähler TC besteht beispielsweise aus einer fünfstufigen

so Flipflopschaltung. Der Ausgang jedes Flipflops ist mit einem Dekoder D\ verbunden. Abhängig vom Inhalt des Abtastzählers TC, welcher ähnlich einem Ringzähler Ausgangssignale abgibt gibt der Dekoder D\ an seinen Ausgängen negative Impulse ab.

Gemäß Fig. 1 sind entsprechend den gewünschten Klangfarben A —Z eine Anzahl von Klangfarbensteuerknöpfen Sa bis Sz vorgesehen. Die Lautstärke einer gewählten Klangfarbe läßt sich mit den entsprechenden Klangfarbensteuerknöpfen einstellen, welche mit den Schleifkontakten von veränderbaren Spannungsteilern VR,- VR₂ mechanisch verbunden sind. Die Schleifkontakte der Spannungsteiler sind mit je einem Transistor TR,— TR₂ verbunden. Die Sourceelektrod°n dieser Transistoren TR,—TR₁ sind über eine gemeinsame

Leitung mit dem Eingang eines Analog-Digitalwandlers AD verbunden, während die Steuereingänge dieser Transistoren TR,— TR, mit den Ausgangsanschlüssen

des Dekoders Di verbunden sind.

Wenn der Dekoder Dy nacheinander Ausgangssignaie

A, B...Z, A. B... abgibt, so leiten die Transistoren sukzessive und zyklisch in der Reihenfolge TR, TR_b... TR₂, TR,... Entsprechend der Einstellung der Klanfiaibensteuerknöpfe Sa — Sz werden somit Spannungen sukzessive auf dem Eingang des Analog-Digital- Wandlers AD zugeführt Diese zugeführten Spannungen bilden eine Schwingungsform gemäß F i g. 2a, wobei die Spannung a zum Klangfarbensteuerknopf Sa gehört, die Spannung b zum Klangfarbensteuerknopf S_B... und die Spannung ζ zum Klangfarbensteuerknopf Sz. Diese Spannungen werden in dem Analog-Digital-Wandler AD in digitale Signale umgeformt, welche aiw einer geeigneten Anzahl von Bits — z. B. 5 Bits — bestehen. Dieses digitale Signal wird dem einen Eingang einer Multiplikationsschaltung ML\ zugeführt

Der Ausgang der letzten Stufe des Abtastzählers TC wird einem Abtastzähler HC zugeführt Dieser Abtastzähler HC besteht beispielsweise aus einer fünfstufigen Flipflopschaltung, deren Ausgänge mit einem Dekoder

D₂ verbunden sind. In Obereinstimmung mit dem Inhalt des Abtastzählers HC erzeugt der Dekoder D₂ sukzessive Ausgangssignale, welche über Ausgänge mit je einer Spalte eines Speichers RM verbunden sind. Der Speicher AM speichert die Werte der Fourierkoeffizien- -. ten für die Klangfarben A, B, C...Z. Jede dieser als Soektrum bezeichneten Klangfarben A —Z besitzt eine Fourierverteilung gemäß Fig. 2b. In Fig. 2b bezeichnen die einzelnen kleinen Buchstaben a, b, c...z die Lautstärken der Klangfarben A, B, C... Z. Der Index I ι ο an den kleinen Buchstaben bedeutet die Grundschwingung, der Index 2 die zweite Harmonische ... und der Index 32 die 32. Harmonische. Beispielsweise bezeichnet ai den Fourierkoeffizienten der Grundschwingung der Klangfarbe A. Die Spektren <?i — an, b\ — b\₂...z\ — z\₂ r> sind jeweils im Speicher RM als digitale Information gespeichert. Die einzelnen Spektren ai — an. bi — bn--Zi-Zn sind dabei jeweils in einer Zeile gespeichert.

OprriTiifolofp cinH Hip Koeffizienten der OrtifidschWif!'

gungen a\, b\...zi'\n der ersten Spalte, die Koeffizienten jo der zweiten Harmonischen a₂, b₂... z₂ in der zweiten Spalte und die Koeffizienten der 32. Harmonischen an. bn ■■■ Z₃₂ in der 32. Spalte gespeichert.

Die Ausgangsleitungen des Dekoders Di sind ebenfalls mit dem Speicher RM verbunden, indem jeder r> Ausgang des Dekoders D\ mit einer bestimmten Zeile des Speichers RM verbunden ist. Wenn beispielsweise am Ausgang A des Dekoders Di ein Signal abgegeben wird, ist die Zeile der Spektren au a₂... an durch dieses Signal bezeichnet, während bei Erzeugung eines Signals am Ausgang 1 durch den Dekoder Di die erste Spalte durch dieses Signal 1 bezeichnet ist. Es wird somit der Fourierkoeffizent fli ausgelesen. Während der Dekoder Di Signale für die Ausgänge A, B...Z, A ... sukzessive und wiederholt erzeugt, wird das die Spalte bezeichnen- j-, de Signal vom Dekoder Di bei jedem Arbeitszyklus des Dekoders L>i in die nächste Spalte geschoben. Infolgedessen werden die Fourierkoeffizienten sukzessive und wiederholt vom Speicher RM in der Reihenfolge abgelesen:

a\,b\—Z\\

]—zy, ...zn; a\,b\

Diese Fourierkoeffizienten, welche in Form digitaler Information herausgelesen werden und aus einer geeigneten Anzahl von Bits — z. B. 8 Bits — bestehen, werden den anderen Eingängen der Multiplikationsschaltung MLi zugeführt

Wenn somit der Dekoder Di am Ausgang A ein Signal erzeugt, gelangt ein Signal a über den Analog-Digital-Wandler AD zu einem der Eingänge der Multiplikationsschaltung MLi, während ein Signal ai vom Speicher RM auf einen Eingang an der anderen Seite der Multiplikationsschaltung MLi gegeben wird. Infolgedessen bewirkt die Multiplikationsschaltung MLi die Produktbildung a ■ au wobei das Ergebnis einer Additionsschaltung AC zugeführt wird. Wenn der Dekoder A am Ausgang B ein Signal erzeugt, bewirkt die Multiplikationsschaltung MLi hingegen die Produktbildung b ■ b\, wobei das Ergebnis ebenfalls der Additionsschaltung AQ zugeführt wird. Es werden somit die Produktbildungen c ■ C\, d ■ d\... ζ ■ Z\ auf die Additionsschaltung AQ gegeben. Die Additionsschaltung AQ addiert kumulativ die sukzessive zugeführten Ausgangssignale der Multiplikationsschaltung MLi. Bei jedem Arbeitszyklus des Dekoders D_x erfolgt vom Ausgang der letzten Stufe des Abtastzählers TC eine Zurückstellung. Die Additionsschaltung AQ bewirkt somit die folgende Rechnung und wird dann zurückgestellt:

W, = (a ■ a,) + (b ■ bi) + ... + (z ■ Z₁).

Wenn der Dekoder Di einen Arbeitszyklus beendet und den nächsten Zyklus beginnt, erzeugt der Dekoder D₂ am Ausgang 2 ein Signal. Die Multiplikationsschaltung MLi bewirkt nach dem gleichen Arbeitsprinzip die Produktbildungen a ■ ai, b ■ bi, c ■ α...ζ ■ zi. Die Additionsschaltung AQ führt dann folgende Rechnung aus und wird danach zurückgestellt:

H₂ = (a ■ a₂) + (b ■ bi) + ... + (z ■ zi).

Die Addition^ochaltung ACi führt dann hintercinanderfolgende Rechnung aus:

H₁₂ = (a ■ an) + (b ■ bn) + ■ ■■ + (z ■ Zn).

Die Signale Hi-Hn werden sukzessive auf einem Zwischenspeicher HM zugeführt, in welchem sie vorübergehend gespeichert und danach sukzessive den Eingängen auf einer Seite einer Multiplikationsschaltung ML₃ gegeben werden. Diese Signale Hi-H₃₂ werden erfrechend der Einstellung der Klangfarbensteuerknöpfe und den Fourierkoeffizienten erzeugt. Das Signal Hi repräsentiert dabei den Fourierkoeffizienten der Grundschwingung eines Klangs. Das Signal H₂ repräsentiert hingegen den Fourierkoeffizienten der zweiten Harmonischen des Klangs. Entsprechend repräsentieren die Signale H₃... Hnden Fourierkoeffizienten der dritten und der folgenden Harmonischen des Klangs.

Gemäß F i g. 1 ist zusätzlich ein eine Sinuswellenfunktion speichernder Speicher SM vorgesehen. Die Sinusform einer Periode wird unter Verwendung einer geeigneten Zahl von Abtastpunkten — z. B. 64 — abgetastet Die Amplitudenwerte A₀, ΑΊ ... X_a an den entsprechenden Abtastpunkten werden im Speicher SM in Form digitaler Information mit einer geeigneten Anzahl von Bits — z. B. 8 Bits — gespeichert Jede Schwingungsamplitude wird vom Speicher SM mittels einer Leseeinrichtung abgelesen, welche einen Abtastzähler SQ eine Multiplikationsschaltung MLi und einen Dekoder D₃ umfaßt Der Abtastzähler SC besteht beispielsweise aus einer .sechsstufigen Flipflopschaltung. Der Ausgang des Abtastzählers HC ist mit der ersten Stufe des Abtastzählers SCverbunden. Die Bit-Ausg.»·;-ge des Zählers SC — im folgenden auch als »Grundschwingungsphasenadresse Qk bezeichnet — werden den Eingängen auf der einen Seite der Multiplikationsschaltung MLi zugeführt Jeder Bit-Ausgang des Zählers HC — im folgenden auch als »Oberschwingungsadresse Ac bezeichnet, wird den Eingängen auf der anderen Seite der Multiplikationsschaltung MLi zugeführt Die Multiplikationsschaltung MLi multipliziert die Adresse P mit der Adresse Q und erzeugt eine Ableseadresse R = P-Q mod 64 durch Entnahme von sechs aufeinanderfolgenden Dualstellen einschließlich der niedriggen Stelle unter Wegfall von gegenüber diesen sechs Stellen höherwertigen Stellen. Der Stand der Adressen P, Q, P- QR usw. ist in der folgenden Tabelle i dargestellt, wobei die Adressen P, Q, P ■ (?und «lediglich als Dezimalzahlen dargestellt sind.

23 02 7	214 8	mod 64) s	ff	man beispielsweise
Ober- Grund- P Q Abtast-	Sinuswellen- Ober- Abtastwert der	AO W, ■	K₀ ^:i
schwingungs- schwingungs adresse	funktion schwingungs- zusammenge- _:	V₁₁ H₂
Adresse Phasen-	Pegel setzten Schwin- ';	A₀ H₁
rdresse	gungsform J
*(P) (O) (R~ t*	'·<? (Xp-U (Up) (Yo) T	A_n H_n
mod	54)	*X₂ H₂*
1 0 0 0		Xi W,
2 0 0		V LJ Λ32 Γ732
3 0 0		V LJ Λ.2 i\*
4 0 0		Xa H₂
i2 0 0		Xb Wj
I 111 2 2 2		*X_n Hn*	K₁
3 3 3		Xi W,
32 32 32
I 2 2 2		X* Wj
2 4 4		A"j2 W32	Ybi -:
3 6 6		At₁J W)
32 64 0		Xb₂ H₂	Kür Uezimalzahlen I, 2, 3 ... 63 als Adresse Qsind in <T;
1 3 3 3		XbI Hl	*der Tabelle die Werte P ■ Q* und R dargestellt. Die fö**
2 6 6		*Xo Hn*	*Multiplikationsschaltung MLi* und die Additionsschal- g**
3 9 9			*tung AC₂* bewirken die Berechnung nach dem bereits**
32 96 32		beschriebenen Arbeitsprinzip. Der Ausgang der Addi
1 63 63 63		*tionsschaltung ACi* läßt sich allgemein durch die %**
2 126 62		folgende Gleichung darstellen: 5
3 189 61		33 ■*
32 2016 0		Y — V H Y
Wenn die Adresse Q eine üezimaizani υ ist, wanrend		¹Q Zu P '' y mod.V · S
die Adresse fvon 1 bis 32 wechselt, so sind die Produkte		P- I %
P ■ Q sämtlich gleich 0, so daß auch die Ausgänge R der	45	Yq repräsentiert den <?-ten Abtastwert der zu
*Multiplikationsschaltung ML₁* gleich 0 sind. Der Deko**		erzeugenden zusammengesetzten Klangschwingung.
der D) erzeugt infolgedessen lediglich den Ausgang 0		Insbesondere lassen sich die zusammengesetzten
und bezeichnet damit die Adresse 0 des Speichers SM.		Schwingungsamplituden der Grundschwingung und die
Der Speicher SM erzeugt das Signal Ao, welches einem		zweiten Harmonischen bis zur 32. Harmonischen im
der Eingänge auf der anderen Seite der Multiplikations	50	wesentlichen vom Speicher SM ablesen, wobei die oben
*schaltung MLi* zugeführt wird. Während die Adresse P**		beschriebene Ableseadresse R verwendet wird, so daß
von 1 bis 32 durchschaltet, werden die Signale H\, H₂,		die die Abtastamplituden der zusammengesetzten
/Z₃... H₃₂ sukzessive auf Eingängen an einer Seite der		Klangschwingung repräsentierenden Signale sukzessive
*Multiplikationsschaltung ML₃* synchron mit der sich**		*von der Additionsschaltung AC₂* erzeugt werden. In Fig.3 zeigt die Darstellung a die Grundschwin**
ändernden Adresse P zugeführt. Somit führt die	55	gung, die Darstellung b die zweite Harmonische, die
*Multiplikationsschaltung ML)* die Berechnungen**		Darstellung c die dritte Hannonische und die Darstel
H\ · Xo, H₂-Xo ... Hy₂ · Xo durch und liefert die		lung d die vierte Harmonische.. Die Harmonischen
Ergebnisse sukzessive einer Additionsschaltung AC₂.		höherer als vierter Ordnung erhält
*Die Additionsschaltung AC₂* gibt das Ergebnis der**
Addition in Form eines Signals mit einer geeigneten	60
Anzahl von Bits — beispielsweise 12 Bits — auf einen
Zwischenspeicher CM:
Yo = (H X₀) + (H₂ ■ X₀) + ... + (H₃₂ ■ Xo).
*Wenn die Additionsschaltung AC₂* die Berechnung**	65
von Yo abgeschlossen hat, wird sie durch einen
Oberlaufausgang des Abtastzählers HC für die nächste
Rechnung vorbereitet

durch geeignetes Abtasten der im Speicher SM gespeicherten Grundschwingung. Die horizontale Achse als Zeitbasis für die zweite Harmonische gemäß F i g. 3b ist für die gleiche Periodendauer in der Länge gleich dem Doppelten der Grundschwingung. Ebenso ist die horizontale Achse gemäß F i g. 3c dreimal und diejenige von F i g. 3d viermal so lang wie diejenige der Grundschwingi'r.g für die gleiche Periode bzw. Zeitdauer. Wenn die Adresse Q gleich 0 ist, wird der Wert Xo sowohl für die Grundschwingung als auch für jede Harmonische aus dem Speicher SMgelesen. Die Signale Hu H₂... Hn werden nacheinander mit X₀ multipliziert, und die Produkte werden addiert, so daß man die Summe Ko erhält. Aus dem Vorhergehenden folgt, daß Vo ein zusammengesetztes Signal der Grundschwingung und jeder Harmonischen bei der Adresse 0 ist, wobei jede Komponente ihren vorherbestimmten Wert aufweist. Wenn die Adresse Q gleich 1 ist, werden die Werte ΛΊ, X₂, Xi, Xt... Xn sukzessive für die Crundschwingung, die zweite, die dritte, die vierte bzw. die 32. Harmonische vom Speicher SM ausgelesen. Diese Werte werden mit den Signalen Hi-H₃₂ multipliziert und danach addiert, so daß man das Summensignal Vi erhält. Dieses Signal Vi ist ein zusammengesetztes Signal der Grundschwingung und jeder Harmonischen bei der Adresse 1, wobei jede Komponente ihren vorher ermittelten Wert aufweist. Wenn hingegen die Adresse Q gleich 2 ist, werden die Funktionen X₂, X_u Xt, Xg... X₀ aus dem Speicher SM gelesen, woraus man das Summensignal Y₂ erhält. Ebenso erhält man die zusammengesetzten Signale V₃, Ya ... Yt₃, wenn die Adresse Q gleich 3, 4 ...63 wird. Aus dem Vorhergehenden folgt, daß die Signale Yo- VJ3 die jeweiligen Summen der Abtastwerte der Grundschwingung und jeder Harmonischen darstellen.

Der Zwischenspeicher CM ist beispielsweise ein RAM-Speicher mit wahlfreiem Zugang, welcher die oben beschriebenen Signale VO- Yt₃ speichert, die bei ihrer vorgegebenen Adresse von der Additionsschaltung AC₂ geliefert werden. Wenn von der Additions-

schaltung AC₂ djs Signal Y₀ geliefert wird, gelangt gleichzeitig die Adresse Q zum Dekoder D₄. Darauf wird ein Ausgangssignal zur Bezeichnung der Adresse 0 vom Dekoder D₄ zum Speicher CMzur Speicherung des Signals Vo an die Adresse 0 gegeben. Ebenso werden die Signale V₁, Y₂... V₆₃ an den Adressen 1, 2, 3...63 gespeichert. Auf diese Weise wird die zusammengesetzte Klangschwingung einer Periode — beispielsweise gemäß F i g. 4 in Form von Abtastwerten Vo- Ve₃ — im Zwischenspeicher CAf in Form digitaler Signale gespeichert.

Gemäß Fig. 1 werden von einem Taktimpulsgenerator C₂ Impulse mit MHz auf einen Abtastzähler RCmit η Stufen, z. B. 6 Stufen, gegeben. Dabei ist N = 2" und f die Frequenz der Grundschwingung der zu erzeugenden Grundschwingungsform. Jedes Bit-Ausgangssignal des Abtastzählers RC wird einem Dekoder Ds zugeführt, der wiederum entsprechend dem Inhalt des Abtastzähiers RC eine Ausieseadresse auf den Zwischenspeicher CAi gibt. Während die Taktimpulse auf den Abtastzähler RC gegeben werden, werden die Adressen 0... 63, 0... sukzessive und wiederholt vom Dekoder Ds auf den Zwischenspeicher CAi gegeben, wodurch Signale V₀, Vi... Yth Vo..., bestehend aus einer geeigneten Anzahl von Bits, beispielsweise 12 Bits, sukzessive aus dem Zwischenspeicher CM gegeben, wodurch Signale V₀, V₁ einem Digital-Analog-Wandler DA zugeführt werden. Dieser Wandler DA formt die digitalen Signale V₀- V₆₃ in analoge Signale um. Man erhält somit an der Ausgangsklemme 7ö ein Tonsignal, dessen Schwingungsform ein Gemisch aus verschiedenen Klangfarben ist, deren jeweilige Lautstärke an den Klangfarbensteuerknöpfen Sa—Szeingestellt ist.

Die bei der Beschreibung des Ausführungsbeispiels genannten Zahlenwerte für die Festlegung der Klangfarbe und für die Abtastzahl jedes Speichers können von Fall zu Fall variiert werden. Außerdem kann der Speicher RM ein RAM-Speicher mit wahlfreiem Zugang sein, so daß die Spektruminformation variabel geschrieben werden kann.

.i Diiiu ζ. αϊ; η nun i

Claims

Patentansprüche:

1. Digitaler Tonsynthetisierer zur Erzeugung von aus verschiedenen Klangfarben zusammengesetzten Klängen in einem elektronischen Musikinstrument der einen WeUenformspeicher aufweist in dem eine Folge von JVäquidistanten Abtastpunkten zugeordneten Amplitudenwerten aus einer Periode der gewünschten Klangschwingung gespeichert wird, der ferner eine Ausleseeinheit aufweist die mit einer Taktfrequenz N- /die Speicherplätze des Wellenformspeichers nacheinander ausliest sowie einen Digital-Analogwandler, der die Auslesesignale in ein den gewünschten Klang darstellendes Analogsignal der Periode 1//umwandelt dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Amplitudenwerte folgende Baugruppen mit folgenden Funktionen vorgesehen sind:

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a) ein erster Speicher (RM), in welchem die Werte der Fourierkoeffizienten (a\, a₂...a_m\ b\, bi... bm,...z\,zj...z_m) der Klangfarben (A;B; ... ZJeinzeln gespeichert sind

b) ein zweiter Speicher (SM), in welchem die Werte Xo, X\...Xn ι cer Amplitude einer einzigen Periode einer Sinusschwingung an N äquidistanten Abtastpunkten einzeln gespeichert sind und aus dem

bi) durch Auslesen der Werte X₀, X\...Xn-ι μ mit winer festen Taktfrequenz die gespeicherte Sinusschwingung in der Zeit τ einmal auslesbar ist

bi) durch Auslesen der We te Xo, Xt, Xa ... mit derselben Taktfrequenz die gespeicherte Sinusschwingung in der Zeit τ zweimal ausgelesen wird, also die zweite Harmonische der vorgenannten Sinusschwingung der Periode r auslesbar ist

bj) allgemein, durch Auslesen der Werte XpQmoöN mit derselben Taktfrequenz alle gewünschten Harmonischen bis zur m-ten Ordnung auslesbar sind, wobei gilt:

PQmoaN

(Abtastadresse); (2-0,1.2...(/V-I)

(Grundschwingungsadresse); P = 1.2.3...m

(Oberschwingungsadresse). ^w

c) eine Baugruppe, die digitale Signale (a,b,c...z) erzeugt die ein Maß für die wählbare Lautstärke der zum Klang beitragenden Klangfarben (A, B.C.. Zusind.

d) eine erste Multiplikationsschaltung (MLy), die die Fourierkoeffizienten (a_u at... a_m; by, bi... b_m; Zy, Zj... Zm) mit den zugeordneten digitalen Signalen (a,b,c...z) multipliziert,

e) eine erste Additionsschaltung (ACy), die die Größen

b_p) + ... + (z ■ z_P)

errechnet, für die Werte p» 1,2, J... m, f) ein erster Zwischenspeicher (HM), in dem diese Werte H_p einzeln abgespeichert werden,

g) eine Steuereinheit, bestehend aus einem ersten Abtastzähler (SQ, einer von dieser gesteuerten zweiten Multiplikationsschaltung (MLi), an die ein erster Dekoder (Eh) angeschlossen ist, einer dritten Multiplikationsschaltung (M.'*) und einer zweiten Additionsschaltung (AC2), welche derart geschaltet sind, daß sich folgende Funktionen ergeben: gi) Qwird gleich Null gesetzt, g2) die Werte XpQmodN werden sukzessive für P= I₁ 2, 3... m ausgelesen und mittels der dritten Multiplikationsschaltung (ML₃) mit den im Zwischenspeicher (HM) gespeicherten Werten H_p multipliziert, gj) die gemäß g2) errechneten Produkte werden durch die Additionsschaltung (AQ) aufsummiert, d. h. es werden die Werte

'Q ~

1 "r *P U ">od *

P- I

errechnet und in dem als ein zweiter Zwischenspeicher (CM) ausgebildeten WeI-lenformspeicher unter den Adressen Q nacheinander einzeln abgespeichert g») Q wird um den Wert 1 erhöht und die Schritte g₂)—g4) werden wiederholt

2. Tonsynthetisierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Baugruppe, die die digitalen Signale (a, b, c.z)als Maß für die Lautstärke der Klangfarben erzeugt Spannungsteiler (VR* VRb... VR_Z) enthält die durch ihnen zugeordnete Klangfarbensteuerknöpfe (Sa, Sb---Sz) betätigbar sind und daß den Spannungsteilern zugeordnete, sukzessive mit vorgegebener Frxxjuenz ansteuerbare Gatterschaltungen (TR* TRb-.. TR₁) vorgesehen sind die die der Lautstärke proportionalen, von den Spannungsteilern erzeugten, analogen Signale zur Erzeugung der digitalen Signale (a,b,c... z)an einen Analog-Digital-Wandler ^^durchschalten.

3. Tonsynthetisierer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß die einzelnen Gatterschaltungen (TR* TRb ■.. TRz) von einem durch Taktimpulse gesteuerten zweiten Abtastzähler (TC) über einen zweiten Dekoder (Dy) nacheinander ansteuerbar sind.

4. Tonsynthetisierer nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet daß der erste Speicher (RM) ein Auslesespeicher ist entlang dessen Zeilen die Fourierkoeffizienten jeweils einer Klangfarbe (z. B. by, b]...bm) und entlang dessen Spalten die Fourierkoeffizienten für die gleiche Harmonische der verschiedenen Klangfarben eingespeichert sind, und daß die Zeilen des ersten Speichers (RM) mit den einzelnen Ausgängen des zweiten Dekoders (D\) verbunden sind, und daß die Spalten des ersten Speichers (RM) über einen dritten Dekoder (D₂) mit einem mehrstufigen dritten Abtastzähler (HC) verbunden sind, welcher am Ausgang des zweiten Abtastzählers (TC) angeschlossen ist.

5. Tonsynthetisierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die zweite Multiplikationsschaltung (ML₂) zur Bildung des Produkts P ■ Q vorgesehen ist, deren Eingänge

(P) mit den verschiedenen Ausgangen des mehrstufigen dritten Abtastzäblers (HC) verbunden sind, während die Eingänge (Q) mit den einzelnen Ausgängen des ersten Abtastzählers (SC) verbunden sind, welcher mit der letzten Stufe des dritten Abtastzählers (HC) verbunden ist, und daß die Ausgänge der zweiton Multiplikationsschaltung (MLa) über den ersten Dekoder (Lh) mit den Steuereingängen des zweiten Speichers (SM) verbunden sind.