DE2362050B2

DE2362050B2 - Elektronisches Musikinstrument

Info

Publication number: DE2362050B2
Application number: DE2362050A
Authority: DE
Inventors: Ralph Sherman Oaks Calif. Deutsch (V.St.A.)
Original assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1972-12-13
Filing date: 1973-12-13
Publication date: 1980-04-24
Also published as: JPS5236694B2; US3809789A; DE2362050C3; JPS4993010A; DE2362050A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Musikinstrument gemäß Oberbegriff von Anspruch I.

"in Derartige elektronische Musikinstrumente sind bereits in den älteren Patentanmeldungen P 23 50 143.1-51 und P 23 02 214.2-51 vorgeschlagen worden (vgl. DE-AS 50 143 und 23 02 214). Da dabei sämtliche Berechnungen für die Erzeugung eines bestimmten Tones zeitlich

Vi nacheinander durchgeführt werden müssen, nimmt diese Berechnung eine erhebliche Zeit in Anspruch. Dadurch ist entweder die Zeitspanne für die Erzeugung eines vollständigen Tones sehr lang oder es kann nur eine bestimmte Anzahl von Obertonberechnungen

M) durchgeführt werden, wodurch jedoch die Tonqualität unbefriedigend ist.

Aus der US-PS 35 15 792 ist ein elektronisches Musikinstrument bekannt, wobei die Wellenform einer Orgelpfeife in einem Speicher gespeichert ist. Ein

ΜΙ Frequenzsynthesizer, der durch eine Taste betätigt wird, erzeugt eine Taktfrequenz, mit der die digitalisierte Wellenform wiederholt ausgelesen wird. Dabei müssen sämtliche zu erzeugenden Töne eingespeichert sein.

Diese Speicherung ist sehr aufwendig und beschränkt in der Praxis die Spielmöglichkeiten auf wenige Klangformen.

Die Aufgabe der Erfindung liegt daher darin, ein elektronisches Musikinstrument der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so auszubilden, daß durch Unterdrückung der nicht sum Klangeindruck beitragenden Harmonischen eine Reduzierung der Rechentaktfrequenz ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.

Bei einem elektronischen Musikinstrument nach der Erfindung werden die Amplituden an aufeinanderfolgenden Abtastpunkten einer Musiktonwellenform errechnet und in Töne umgewandelt. Diese Berechnungen werden im Realzeitbetrieb durchgeführt. Bei jeder Amplitudenberechnung werden H/individuell errechnete Fourierkomponenten addiert. Bd einem elektronischen Musikinstrument nach der Erfindung ist eine Anordnung zur Unterdrückung von Harmonischen vorgesehen, um die bei jeder Amplitudenberejhnung zu berücksichtigenden Fourier-Komponenten in Abhängigkeit von der Grundfrequenz auf solche zu begrenzen, die Frequenzen unterhalb eines bestimmten Wfi'es, vorzugsweise innerhalb des normalen menschlichen Hörbereiches aufweisen. Auf diese Weise werden die Anforderungen an die Rechengeschwindigkeit verringert.

Nachstehend wird das Prinzip der Wellenformsynthese erläutert. Dieses besteht darin, daß die Abtastpunktamplituden einer komplexen Wellenform mit regelmäßigen Zeitintervallen errechnet und diese Amplituden in Musiktöne umgewandelt werden, wenn die Berechnungen in Realzeitbetrieb durchgeführt werden. Ein diskreter Fourier-Algorithmus wird eingeführt, um die individuellen harmonischen Teilschwingungen an jedem Abtastpunkt zu berechnen, wobei eine gespeicherte Gruppe von Fourierkoeffizienten verwendet wird, die die resultierende Wellenform kennzeichnen. Die Berechnungen werden mit einer konstanten Taktzeit ohne Berücksichtigung der Grundfrequenz des Tons durchgeführt. Das Vermindern der Rechentaktfrequenz-Anforderungen in einer Computer-Orgel dieses Typs ist in der (nicht vorvcröffentliclUen) US-PS 33 09 788 erläutert. Bei diesem System werden verschiedene Untergruppen der Fourier-Kompon<inltn in getrennten parallelen Verarbeitungskanälen berechnet. Beispielsweise kann in einer Computer-Orgel, in der sechzehn Fourier-Komponenten zur Erzielung jeder Abtastpunktamplitude ausgewertet werden, die Rechentaktfrequenz durch gleichzeitiges Berechnen von acht Komponenten in einem Verarbeitungskanal und der anderen acht harmonischen Oberschwingungen in einem zwei'en parallelen Kanal halbiert werden.

Die Anforderungen an die Rechengeschwindigkeit bzw, Rechentaktfrequenz werden durch die von dem System erzeugte höchste Frequenz bestimmt. Da der menschliche Hörbereich begrenzt ist, besteht keine Notwendigkeit zur Erzeugung von Tcilschwingungen oberhalb eines gewissen oberen Wertes innerhalb dieses Bereichs. Durch Begrenzen der errechneten I'ourier-Komponentcn auf einen solchen Bereich wird eine bedeutende Verminderung der Rechentaktfrequenz erreicht. Oberschwingungsbegreiming kann an sich oder in Verbindung mit der zuvor beschriebenen parallelen Verarbeitung angewendet werden, um eine noch größere Verminderung der Systemtaktfrequenz zu erhalten.

In einer solchen Computer-Orgel wird die Tonwellenform in Realzeitbetrieb erzeugt. Dies wird vorteilhaft (aber nicht notwendigerweise) dadurch erreicht, daß jede Abtastpunktamplitude in einem festgelegten Zeitintervall /, errechnet wird. Alle individuellen Fourier-Komponenten werden innerhalb dieses Intervalls errechnet. Zur genauen Wellenformsynthese muß die Abtastfrequenz größer als die Nyquist-Frequenz Λ. sein, die doppelt so groß wie die Frequenz ft, der von dem System ausgewerteten höchsten Fourier-Komponente ist. Beispielsweise ist die höchste 8-Fuß-Tonhöhe auf einem Normalorgelmanual O mit einer Grundfrequenz f,i = 2,093 kHz. Falls sechzehn Fourier-Komponenten zum Zusammensetzen dieses Tones berechnet werden, entspricht die von der Orgel ausgewertete höchste Frequenz /"/,der sechzehnten Harmonischen von C₇. Das he'.ßt:

— !6./V= iö (2,093 kiizj = 33.4'''SkHz

Infolgedessen ist die Nyquist-Frequcnz /_v :
2-, ./.'.. > 2/„ = 66.976 kll/ Oi

Dies bestimmt die obere Grenze für das Berechnungsintervall /,zu:

/v

Jedoch müssen alle Berechnungen der einzelnen Harmonischen innerhalb dieses Intervalls r, erfolgen, r. Somit muß jede Berechnung, wenn sechzehn Fourier-Komponenten in einem einzigen Kana! ausgewertet

werden, in einer Taktzeit /,,, = ~ durchgeführt werden.

Infolgedessen wird die Rechentaktfrequenz f, des in Systems für ein monophones Instrument gegeben durch:

/■

16

> I (V/v

= 16 (66.976 k II/) = 1.072 MlI/

Für eine polyphone Orgel, mit der K Töne auf einmal gespielt werden können, müssen die harmonischen Teilschwingungen aller Töne für jeden Abtastpunkt innerhalb des Zeitintervalls /, ausgewertet werden. Som'. wird für ein polyphones Einkanal-Instrument die Rechentaktfrequenz fj gegeben durch:

In einem System, in dem K -~- 12 ist und das gleichzeitiges Spielen von zehn Tastcntönen und zwei Pedaltönen ermöglicht, ist die Rechcntaktfreqiien? Γ;

/," - 12/, :-:(l2l 11.072 Ml !/)

ϋ.^ΜΙΙ/

Diese verhältnismäßig höh- Rechentaktfreqiien/ kann bei Verwendung des Oberschwingungsbegren-/ungssystems nach der Erfindung bedeutend verkleinert werden. Das System ist dadurch vorteilhaft. di.it fur Töne in der lünften und sechsten Oktave \ >■■■,<_ der

höheren Harmonischen oberhalb des Hörbereiches des durchschnittlichen Zuhörers liegen. Beispielsweise (vgl. nachfolg. Tabelle I) hat die sechzehnte I larmonische des Tones Ct, (die Taste von C" in der sechsten Oktave) Ib.744 kHz und liegt somit oberhalb des Hörbereiches des durchschnittlichen Erwachsenen. Bei Cr liegt die sechzehnte Harmonische mit 33,488 kHz weit außerhalb des normalen Hörbereiches. Fiinc genaue Wellenformsynthese ohne merklichen Verlust an Realität oder Wiedergabetreue kann erreicht werden, wenn nur diejenigen Harmonischen verwendet werden, deren I requenzen unter einer gewissen Grenze innerhalb des Hörbereichs des typischen Zuhörers liegen. Durch Ausschluß harmonischer Teilschwingungen oberhalb dieser Grenze von den Wellcnformamplitudenberechnungen wird die Nyquist-Frcquenz bei gleichzeitiger Herabsetzung der Rechentaktfrequenz des Systems vermindert.

Zur Veranschaulichung können die Wellcnformamplituden berechnet werden, wenn nur solche Harmonischen verwendet werden, die eine Frequenz unterhalb 12.9 kHz haben. Wie aus Tabelle I ersichtlich ist, werden alle sechzehn Fourier-Komponenten in die Amplitudenberechnungen für jeden Ton bis einschließlich G\ einbezogen. Für diese Töne hat die sechzehnte Harmonische eine Frequenz unterhalb 12,9 kHz. Für G-s sind nur fünfzehn Fourier-Komponenten in der Amplitudenberechnung enthalten, da die sechzehnte Harmonische eine ! requenz oberhalb 12.9 kHz hat. In gleicher Weise werden die Amplitudenberechnungen für andere Töne zwischen G~s und G auf die in Tabelle I

Tabelle I

angegebenen I larmonr-' hen begrenzt. Bei O werden nur sechs Komponenten zum Zusammensetzen der Wellenform verwendet, chi die sechste Harmonische eine Frequenz von 12.558 kl Iz hat und die siebente Harmonische oberhalb 12.9 kHz liegt.

Die vorstehende Nyquist-Krilcricn können zur Bestimmung der Taktfrequenz. Anforderungen des Systems auf dieses Beispiel angewandt werden. Da die von dem System ausgewertete llochstfrcqucnzkomponente (die dreizehnte I larmonische von H,) eine Frequenz A - 12.841 klI/ hat, betragt die Rcchcnlaktfrequenz f, für ein monophones Instrument:

/, > \(,j\ ^|Ι6)(2)(Ι2.Κ4ΙΗΙζ) 4 K).') kl Iz (7)

und die Rechentaktfrequenz /i
Zwölf-Ton-System (K = 12) ist:

/, .;. \2i = 4.93OMIIz

für cm polyphones

Somit wird für eine Computer-Orgel, bei der die harmonischen Teilschwingungen auf solche unterhalb 12.9 kll/ begrenzt sind, die Rechentaktfrequenz um einen Faktor von etwa 2.77 verglichen mit einem System reduziert, bei dem alie sechzehn Harmonischen für jeden lon bis zu C berechnet werden. Dies stellt dcutlic- eine sehr ausgeprägte Verminderung der Rechentaktfrequenz in dem System dar und ermöglicht, daß die Computer-Orgel unter Verwendung von zur Zeit verfügbaren mikroelcktronischen integrierten Schaltungen leichter hergestellt werden kann.

Ton	CirunuTrequenz	Frequenz der lftten Ober^chuinguni:	Höchste H kleiner .ils	;irmonische 12.¹> kll/
	ill/l	(kll/l	I requcn/ (kll/)	Harmonische (U
C,;	554.4	S.87O
Ih	587.3	9.397
/),;	622.3	9.957
Iu	659.3	10.549
/·;	698.5	Ι1.Γ6
/..	740.0	11.840
(i.	784.0	12.544
*(·,,*	830.6	13,290	12.459	15
	880.0	14.080	12.320	14
	932.3	14.917	12.120	13
	987.8	15.805	12.841	13
c;	1046.5	16.744	12.558	12
	1108.7	17.740	12.196	11
D,	1174.7	18.795	11.747	10
	1244.5	19.912	12.445	10
E*	1318.5	21.096	11.867	9
f_n	1396.9	22.350	12.572	9
	1480.0	23.680	11.840	8
g;	1568.0	25.088	12.544	8
	1661.2	26.579	11.628	"7 /
	1760,0	28.160	12.320	7
	1864.7	29.835	11.188	6
Sr,	1975.5	31.608	11.853	6
C-	2093.0	33.488	12.558	6

Fine ausführliche Beschreibung eines Musikinsiruiucnls Milch der I'rfiniliing wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung iiegebcn. in der gleiche Uc/ugs/eiehen entsprechende !eile in den verschiedenen Figuren bezeichnen. In der Zeichnung zeig!

I·'i κ. I ein Blockschaltbild einer Computer-Orgel mit Obei ichwingungsbegren/ung,

I i g. 2 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der in der Computer-Orgel nach f i g. I verwendeten logischen Oberschwingungsunterdriickungsschiiltung.

Fig. 3 typische Musiktonwellenlormen. die mit einer Computer-Orgel unter Verwendung der logischen Oberschwingungsunterdrückungsschaltung nach I·" i g. 2 erzeugt werden.

I i g. 4 ein /eit.iblaufdiagramm. das die Unterdrükkung der Berechnungen von Courier-Komponenten wahrend der l-.r/eugiing der in I- ι g i gezeigten Musik ton wellen formen veranschaulicht.

F-" i g '"ι ein Blockschaltbild einer anderen Ausfiihrtingsform der in der Computer-Orgel der F-' i g. I verwendeten logischen Oberschwingungsunterdrükkungsschaltiing.

F i g. 6 typische Musiktonwellenformen, die unter Verwendung der logischen Oberschwingungsunterdrükkungsschaltung nach F i g. 5 erzeugt sind.

Fig. 7 ein Z.eitablaufdiagramm. das die Oberschwingungsbegrenzung in einer polyphonen Computer-Orgel veranschaulicht, und

f . g. 8 ein Blockschaltbild, das die Einfügung der Oberschwingungsbegrenzung in eine Computer-Orgel mit paralleler Verarbeitung zeigt.

Die folgende ausführliche Beschreibung umfaßt die zur Zeit als am besten erachteten Formen zur Verwirklichung der Erfindung.

Die Computer-Orgel 10 nach Fig. 1 arbeitet in der Weise, daß sie über ein Tonsystem Il einen von den Manualschaltern 12 gewählten Ton erzeugt. Dies wird dadurch erreicht, daß die diskreten Fourier-Komponenten berechnet werden, die Amplituden an aufeinanderfolgenden Stichproben- oder Abtastpunkten einer den gewählten Ton kennzeichnenden Wellenform zugeordnet sind. Die Komponenten werden in einem Akkumulator 13 algebraisch summiert, der am Ende jedes Berechnungszeitintcrvalls r, die Amplitude an dem laufenden Abtastpunkt enthält. Diese Amplitude wird über eine Torschaltung 14. die durch las c-Signal auf einer Leitung 15 betriebsbereit gemacht ist, an einen Digital-Analog-Umsetzer 16 geliefert, der an das Tonsystem 11 eine der gerade berechneten Wellenformamplitude entsprechende Spannung liefert. Die Berechnung der Amplitude an dem nächsten Abtastpunkt wird dann eingeleitet, so daß die von dem Umsetzer 16 abgegebene Analogspannung eine in Realzeitbetrieb erzeugte Musiktonu eilenform enthält.

Die Periode der errechneten Wellenform und somit die Grundfrequenz des erzeugten Tons wird durch eine von den Manualschaltern 12 gewählte Frequenzzahl R hergestellt. Eine Gruppe solcher den Tönen des Instruments entsprechenden Frequenzzähler! wird in einem Frequenzzahlspeicher 17 gespeichert. Die Wellenform selbst und somit die Tonqualität des erzeugten Musiktons wird durch eine Gruppe Oberschwingungskoeffizienten C_n hergestellt, die in einem Speicher 18 gespeichert sind und beim Berechnen der Fourier-Komponenten an jedem Abtastpunkt verwendet werden.

Die Wellenforrnamplitude XrfqR) an jedem Abtastpunkt wird in Übereinstimmung mit der folgenden diskreten I-'inirierDarstellung einer stichprobcnnrtig angetasteten periodischen komplexen Wellenform berechnet:

X₁AqR) -Vc_nS

η - I

für,/ - \.2.X.

wobei R die obenerwähnte frequenzzahl ist und η — \,

2, 3 / die auszuwertende Fourier-Komponente

bezeichnet. Der Wert η = I entspricht der Grund schwingung, η - 2 der zweiten Harmonischen, η = 3 der dritten Harmonischen usw. Der Oberschwingungskoeffizient Cr definiert die relative Amplitude der entsprechenden η-ten F'ourier-Komponcnte.

Der Wert VV bezeichnet die größte Anzahl Fourier-Komponenten. die in irgendeiner Amplitudenberechnung durch die Orgel 10 enthalten sind. Im allgemeinen ist die Verwendung von 16 Harmonischen (W- 16) zum Zusammensetzen von Orgelpfeifentönen ganz zufriedenstellend. Die Zahl /. gibt die Anzahl der in einer besonderen Amplitudenberechnung enthaltenen F'ourier-Komponenten an. Gemäß der Erfindung hängt die Zahl /. davon ab, welcher Ton erzeugt wird. Eine geeignete logische Oberschwingungsunterdrückungsschaltung 20. von der Alisführungsbeispiele in F i g. 2 und 5 gezeigt sind, begrenzt nur solche Komponenten, deren Frequenzen unter einem vorgewählten Wert beispielsweise innerhalb des menschlichen Hörbereiches liegen. Wie oben erörtert wurde, vermindert dies die Rechentaktfrequenz-Anforderungen des Instruments 10.

Die Computer-Orgel 10 nach Fig. 1 erfüllt die Gleichung 9 dadurch, daß sie den Amplitudenwert XofqR) für jeden Stichproben- oder Abtastpunkt während eines Zeitintervalls i, errechnet. Die Amplituden der einzelnen harmonischen Teilschwingungen

= C„ sin

qR

für jede der L harmonischen Teilschwingungen werden während aufeinanderfolgender Zeitintervalle r_lf> die durch einen Taktgeber 21 und einen Zähler 22 hergestellt werden, getrennt errechnet. Bei dem ersten

j-> Intervall f_lP, wird die Amplitude f> der ersten Harmonischen (n = 1) berechnet. Dieser Wert P') wird in dem Akkumulator 13 plaziert. Zu dem Intervall t_tp: wird die Amplitude P ²>der zweiten Fourier-Komponente errechnet und zu dem Inhalt des Akkumulators 13

mi hinzugefügt. Zur Zeit t_cpi wird die Amplitude /"' der dritten Harmonischen berechnet und im Akkumulator 13 addiert. Die Zahl W der Wiederholungen dieses Vorgangs wird von der logischen Oberschwingungsunterdrückungsschaltung 20 in Zusammenarbeit mit

Vi dem Zähler 22 gesteuert. Der Vorgang wird beendet, wenn alle der speziellen Amplitudenberechnung zugeordneten Fourier-Komponenten ausgewertet worden sind. Bei einer solchen Beendigung entsprich; die in dem Akkumulator 13 enthaltene algebraische Summe

fen der Amplitude

(10)

für den durch den Wert qR bezeichneten Stichprobenoder Abtastpunkt.

Wie früher bemerkt wurde, wird die Wellenformamplitude Xo(qR) in dem Akkumulator 13 an den

Digital-Analog-Umsetzer 16 am Ende des Ucreclinungsintervalls i, durchgetastet. Der Akkumulator 13 wird dann durch das Signal auf der Leitung 15 gelöscht, und nachher wird die Berechnung der Amplitude an dem nächsten Abtastpunkt eingeleitet. Der Wert qR wird vergrößert, und die Amplituden /-'"'der /. harmonischen Teilschwingijngen werden für den von dem neuen Wert von qR bezeichneten ^btastpunkt berechnet. Eventuell wird die gesamte Wellenform erzeugt, wobei das Tonsystem 11 den Ton wiedergibt, wenn die Amplitudenberechnungen durchgeführt sind.

In dem System nach I·'i g. 1 enthält ein Tonintervalladdierer 23 den Wert qR, der den Stichproben- oder Abtastpinikt identifiziert, an dem die Wellenformamplitude allgemein ausgewertet sind. Dieser Wert qR wird am Anfang jedes Berechnungsintervalls I_x dadurch vergrößert, daß die gewählte Frequenzzahl R zu dem früheren Inhalt des Addierers 23 addiert wird. Der gewahile Wert R wird an den Addierer Ii über eine Torschaltung 24 geliefert, die durch das I_x -Signal auf der Leitung 15 betriebsbereit gemacht wird. Im allgemeinen hat der Addierer 23 den Modul M. wobei Mdas Produkt der Zahl R für irgendeinen Ton mal der Anzahl Punkte für die Daut:r dieses Tones ist. Der Wert M ist eine Konstruktionskonstante des Systems, die teilweise zu der Rcchentaktfrequenz des Systems in Beziehung steht.

Zur Berechnung jeder harmonischen Teilschwingung werden die Werte nqR (für η = 1, 2, 3 ... L) in einem Obcrschwingungsintervallacldiercr 25 erhalten, der vor jeder Ampliuidenrechenperiode gelöscht wird. Beim Auftreten des ersten r,,.,-Taktimpulses einer neuen Periode wird der in dem Tonintervalladdierer 23 enthaltene laufende Wert qR in den Oberschwingungsiniervalladdierer 25 über eine Leitung 26 und eine Torschaltung 27 gegeben. Bei jedem nachfolgenden Taktimpuls /,,, wird der Wert qR zu dem früheren Inhalt des Addierers 25 addiert. Als Ergebnis enthält dann der Oberschwingungsintervalladdierer 25 den Wert nqR. wobei n= 1, 2 /. für die n-te harmonische Teilschwingung allgemein ausgewertet wird. Vorzugsweise hat auch der Oberschwir.gungsintervalladdierer 25 den Modul M.

Ein Adressendecoder 28 entnimmt aus einer Sinustabellenschaltung 29 den Wert un^nqR, der dem über

eine Leitung 30 von dem Oberschwingungsintervalladdierer 25 erhaltenen Argument nqR entspricht. Die Sinustabellenschaltung 29 kann einen Festspeicher umfassen, der Werte von sin^0 für O<0 <2W bei Intervallen von D speichert, wobei D die Auflösungskonstante des Speichers bedeutet.

Der über eine Leitung 31 gelieferte Wert s'm^nqR

wird mit dem Koeffizienten C_n für die entsprechende n-te Harmonische durch eine Multipliziereinrichtung 32 multipliziert. Das Multiplikationsprodukt stellt die Amplitude Pⁿ⁾ der n-ten harmonischen Teilschwingung dar und wird über die Leitung 33 an den Akkumulator 13 geliefert. Der zugehörige Koeffizient C_n wird aus dem Oberschwingungskoeffizientenspeicher 18 durch eine Adressensteuereinheit 34 entnommen, die mit von dem Zähler 22 über eine Leitung 35 erhaltenen Zeitsteuersignalen fortgeschaltet wird- Die Ablesung des Oberschwingungskoeffizientenspeichers 18 wird durch die logische Oberschwingungsunterdrückungsschaltung 20 für solche Fourier-Komponenten höherer Ordnung gesperrt, die in /ner speziellen Amplitudenberechnung nicht enthalten sind. Dies wird über eine Betricb-Spcn signalleitung 36 erleichtert.

F i g. 2 zeigt als Beispiel eine Schaltungsanordnung 20/V die als logische Obcrwellenunterdrückungsschaltting 20 der Fig. I verwendet werden kann. Mit dieser Schaltungsanordnung wird jede Berechnung der WeI-lenformamplitude in einem festgesetzten Zeitintervall f, unabhängig davon durchgeführt, wie viele Fourier-Komponenten in dieser Berechnung enthalten sind. Das Intervall t, wird von dem Zähler 22 hergestellt, der /,,, Impulse mit der Systcmtaktfrequcnz f, von dem Taktgeber 21 über eine Leitung 37 erhält. Der Zähler 22 hat vorzugsweise den Modul 16 und erzeugt auf den Leitungen 35a—35</ ein 4-Bit-Binärsignal, das die entsprechenden Rechenzcitsteuerimpulse J₁,, ι bis f_i;, i„ bezeichnet. Wie in dem Zeilablaufdiagramm der Fig.-J angegeben ist, treten diese Zeitsteucrsignale aufeinanderfolgend in dem Zeitintervall r, auf. Das Signal I_x wird erhalten, wenn sich der Zähler 22 zurückstellt.

Wenn ein Ton zwischen Gr.-, und C) an den Manualschaltern 12 gewählt wird, erhält die logische Schaltung 20/\ einen Eingang auf der entsprechend bezeichneten Leitung. Eine Codiereinrichtung 40. die ODER-Schaltungen 41—46 und einen 1 aus 10-Binär-Codierer 47 enthält, gibt an die Leitungen 48;)—48</ein Signal, das in Binärcode die höchste I ouner-Komponente (L) angibt, die in der Berechnung der Wcllcnformamplitude für diesen Ton enthalten sein soll.

Am Anfang jeder Berechnungsperiode wird eine Flip-Flop-Schaltung 49 auf »I« durch das /,-Signal auf der Leitung 15 eingestellt. Der Ausgang »I« der Flip-Flop-Schaltung 49 wirkt wie ein Betricbsbereitschaftssignal auf der Leitung 36 an den Oberschwingungskoeffizientenspeicher 18. Auf diese Weise bleibt die Flip-Flop-Schaltung 49 während der anfänglichen Berechnungsperioden ι,,,ι, /,-,,>... auf »1« eingestellt, der Speicher 18 ist betriebsbereit und die Berechnung der Fourier-Koeffizienten wird nicht unterbunden.

Die Berechnungsimpulse ;,,,,. /,,,, aus dem Zähler

22 werden mit dem Bezeichnungssignal füi die größte Harmonische (L) auf den Leitungen 48a —48c/ durch eine Vergleichsschaltung 50 verglichen. Wenn Koinzidenz auftritt, wodurch angezeigt wird, daß die höchste Harmonische gerade ausgewertet wird und daß nachfolgende Harmonische unterdrückt werden müssen, wird ein Ausgangssignai auf der Leitung 51 von der Vergleichsschaltung 50 erzeug;. Nach einer kurzen Verzögerung (kürzer als ein Intervall r_iy)), die von einer Verzögerungsschaltung 52 hergestellt wird, stellt das Koinzidenzausgangssignal von der Vergleichsschaltung 50 die Flip-Flop-Schaltung 49 auf »0« zurück. Dadurch wird das Betriebsbereitschaftssignal auf der Leitung 36 beendet, und nachfolgende Ablesung aus dem Oberschwingungskoeffizientenspeicher 18 wird unterbunden. Infolgedessen wird bei nachfolgenden Berechnungszeiten, wenn höhere Harmonische normalerweise berechnet werden würden, der Ausgang des Oberschwingungskoeffizientenspeichers 18 Null. Der Ausgang F") der

Oberschwingungsamplituden-Multipliziereinrichtung 32 wird ebenfalls Null. Die höheren Harmonischen werden wirksam unterdrückt.

Die Codiereinrichtung 40 wird natürlich mit Bezug auf die höchste Harmonische (L) ausgewählt, die für jeden zu erzeugenden Ton gewünscht wird. Somit entsprechen für das Beispiel der Tabelle I die auf den Leitungen 48a —48c/vorgesehenen Signale der binären Darstellung des in dieser Tabelle angegebenen Wertes

/.. (3eispielsweise tritt ein Hingang an dem Codierer 47 auf der I. ci'iing 54 auf. wenn die Taste CY, gewählt wird. Der Codierer 47 erzeugt auf den Leitungen 48;; -48c/ ein Signal /. = I¹). Wenn der Zähler 22 das Zcit^:ntervall ι,,, r, erreicht, ist das Signal auf den Leitungen 35a —35c/ identisch mit dem Signal auf den Leitungen 48a-48c/. Als Ergebnis erzeugt die Vergleichsschaltung 50 einen Koinzidenzausgang. wodurch die Flip-Flop-Schaltung 49 zurückgestellt wird und die Ablesung aus dem Oberschwingungskoeffizicntenspeicher während der Zeit /,,,ι,,unterbunden wird (vgl. F i g. 4). Der sechzehnte Fourier-Koeffizient ist somit in der Aniplitudenberechnung nicht enthalten.

In glcicncr Weise liefert die ODER-Schaltung 46. wenn der Ton A-.t,, ft, oder C,- gewählt wird, einen Ausgang aus einer Leitung 55, wodurch der Codierer 47 veranlaßt wird, auf den Leitungen 48a —48c/die binäre Darstellung des Wertes /. = 6 zu geben. Die Vergleichsschaltung 50 bewirkt dann, daß die Flip-Flop-Schaltung 49 auf »0« ~>ach /,,.,„ zurückgestellt wird, ν odiireh die Berechnung der siebenten bis sechzehnten fourier-Komponente wirksam unterbunden wird.

Wenn irgendein Ton zwischen Ci und Ci-, gewählt wird, erhält die Codiereinrichtung 40 einen Hingang. Infolgedessen stellt das Signal (binär 0000) auf den Leitungen 48a-48c//. - 16 dar. I >ie Flip-Flop-Schah mg 41 bleibt während der gesagten Berechnungspenode auf »1« eingestellt, und alle sechzehn Harmonischen werden berechnet.

Der Oberschwingungskoeffizieiitcnspeicher 18 und die Speicheradressensteucreinheit 34 werden vorteilhaft so ausgebildet, daß sie einen kommerziell verfügbaren Festspeichcr (ROM) mit integrierter Schaltung verwenden. Diese Vorrichtung enthält eine Adressensteuerschaltung, die eine binarcodiertc Adresse, wie die auf den Leitungen 35 gelieferte Adresse, erhält und automatisch aus der entsprechenden Speicherzelle ein Wort bis zu acht Bits entnimmt. Dieselbe integrierte Schaltung enthält eine Speichcrausgang-Betrieb/Sperr-Schaltung, die von einem »Bauieil-Betriebsbereitschaftso-Eingang gesteuert wird, mit dem die Leitung 36 (F i g. 2) verbunden werden kann. Die in dem Speicher 18 gespeicherten Oberschwingungskoeffizienten-Istwerte beruhen natürlich auf einer Konstruktionswahl, die von der gewünschten Tonqualität des von der Orgel 10 erzeugten Klanges abhängt. Nur als Beispiel gibt die folgende Tabelle II typische Oberschwingungskoeffizientenwerte C_n. die einen Orgelklang des Diapason-Typs erzeugen.

Tabelle Il (Diapason)

Koeffizient Im Speicher 18 gespeicherter Wert

(Relative Amplitude) (I)ezihel-Aqui\.ilenti

0 db

-15
-14
-24
-24
-31

C₁	127
C₂	71
C,	90
C,	36
G₅	23
C,	25
C-	S
Q	8
Cn	4

Kneffizieiil Im Speicher IS gespeicherter Wen

(Kcl.iti\ν \mpliliiilel ι Dezihel-\i|im,ilcni ι

3 X 3 X 38 -42 -42 42

[Der 1 aus 10-Iiinär-Codierer 47 kann eine herkömmliche Diodenreihe mit zehn Eingangsleitiingen und vier binärcodierten Ausgangsleitungen aufweisen. Solche Vorrichtungen sind in dem Standardwerk »Computer Logic« von Ivan !-"lores. Prentice Hall, 1960, Kapitel I 1.8, gezeigt. Der Zähler 22 kann ein 4-Bit-Binärzähler sein, tier in einem einzigen integrierten Schaltungsbautei! enthalten ist. Die Vergleichsschaltung 50 k;-nn ein 4-Bit-Komparator mit integrierter Schaltung scm.

In einer abgeänderten Ausführungsform der logischen Schaltung 20/\ kann die Codiereinrichtung 40 weggelassen werden. Die Zahl /.. welche die für jeden Ton zu berechnende höchste Fourier-Komponente angibt, kann dann in dem Speicher 17 zusammen mit tier entsprechenden Frequenzzahl R gespeichert werden Wenn ein Ton mit ilen Schaltern 12 ausgewählt wird, wird die zugeordnete Zahl /. aus dem Speicher 17 entnommen und über die Leitungen 54a-54J direkt an die Vergleichsschaltung 50 geliefert. Die logische Schaltung 20/1 arbeitet in der gerade beschriebenen Weise im Sinne einer Begrenzung der Erzeugung von Harmonischen.

Bei Verwendung der logischen Oberw ellenunterdrükkungsschaltiiiig 20 Λ der F i g. 2 berechne! die Computer-Orgel 10 der Fig. I jede Stichproben- oder Abtastpunktamplitude in einem fixierten Zeitirüei \ all ,', unabhängig davon, wieviele Fourier-Komponenten in dieser Berechnung enthalten sind. Dies spiegelt sich in den Wellenformcn der F i g. ! wieder, die i ;iisc-e Aniplitudenwertc angeben, die an den Digital-Analog-Umsetzer 16 während der Erzeugung der Töne C-. F- und C7-, geliefen werden. Obgleich .Ulfeinanderfolgende Abtastpunktamplituden /m festgelegten Zeilintervallen f_v berechnet werden, unterscheidet sich die pro Periode errechnete Punktanzahl für jeden Ton.

Die .Systemtaktfrequenz f, kann den kleinsten oben in Gleichung 7 (oder in Gleichung 8 für ein pol·, phones System) gegebenen Wen haben. In der Praxis wird jedoch die Taktfrequenz geringfügig höher als der kleinste Wert gewählt, um einen Sicherheitsfaktor 5 größer als 1000 für die N'\quist-Kriterien zu liefern. Um die Wahrscheinlichkeit der Erzeugung unerwünschter Schwebungstöne oder Geräusche auf einem Minimum zu halten, kann dieser Sicherheitsfaktor geringfügig größer als 2' ^i: gewählt werden, welches das Interval! zwischen zwei benachbarten Tönen in einer gleichmäßig temperierten Tonleiter ist. Beispielsweise kann der Sicherheitsfaktor 5=2' ^{!: ::}= 1082 gewählt werden. Bei Verwendung dieses Sicherheitsfaktors sind die Nyquist-Frequenz A* und die Taktfrequenz /|* für eir

= (1.0821(2X11841 kHz)

/* = SJ[. = \bSj\* = (1,082)(410,9 kHz)
= 444.59 kHz (12)

Der mit der logischen Schaltung 20,4 der Fig. 2 verwendete TaKtgeber 2! kann somit diese Frequenz fj* haben. Für eine solche Ausführungsform werden die Wellenformampütuden bei aufeinanderfolgenden fixierten Zeitintervallen i,= -~- berechnet, so daß die Zahl

Jn

der Stichproben- oder Abtastpunkte pro Periode des erzeugten Tones gegeben wird durch:

Punkte Periode

Tonperiode _ f*

Berechnunüsiritervall /(Ton)

^ (13)

Beispiele sind Tür den Ton C₇ (/_r_, = 2,093 kHz) f* 27.797 kHz

2.093 kHz

= J3.3 Funkle

pro Periode der erzeugten Wellenform vorhanden. Die unten gegeben Tabelle III enthält eine Liste der Punkte pro Periode für andere Töne zwischen Cs und C. Die Frequenzzahlen R, die bei einer solchen monophonen Finkanal-Ausführungsform verwendet werden, sind auch in der Tabelle III offenbart. Diese Werte werden aus der folgenden Beziehung erhalten:

R = —j~- (14)

Beispielsweise ist für C₇ die Frequenzzahl:

= 1.20474 (15)

(16) (2,093 kHz)
"'" 27,797 kHz

Tabelle III	frequenz	Zahl R	Punkte/Periode
Ton	2093,00	1.20474	13,3
C₇	1975,53	1,13712	14.1
B*	1864,65	1,07330	14,9
A_ab	1760.00	1.01306	15.8
	1661.22	.95621	16.7
6".·.·,.	1567.98	.90254	17.7
o„	1479.98	.85188	18.8
/·".:„	1396.91	.80407	19.9
/>,	1318.51	.75894	21.1
/■:„	1244.51	.71634	22.:.

Im allgemeinen sind die Frequenzzahlen R keine ganzen Zahlen. So wird der Tonintervalladdierer 23 (Fig. 1) nicht genau auf Null am Ende jeder Periode der erzeugten Wellenform »zurückgestellt«, sondern auf eine Zahl, die sich jede Periode ändert. Auf diese Weise haben aufeinanderfolgende Perioden desselben Tones geringfügig unterschiedliche Abtastpunktamplituden als die vorhergehende Periode. Dies2r Effekt ist in einem polyphonen System nützlich, da er eine »Entkopplung« herstellt, wenn zwei Töne gleichzeitig gespielt werden.

Frequenz

Zahl R

Punkte/Periode

1174,66
1108,73
1046,50
987,77
932.33
X S 0,00
830,61
783,99
739,99
698,46
659,25
622,25
587,33
554,36
523,25

,67614
,63819
,60237
,56856
,53665
,50653
,47810
,45127
,42594
,40203
,37947
,35817
,33807
,31909
,30119

23,7
25,1
26,6
28,1
29,8
31,6
33,5
35,5
37,6
39,8
42,2
44,7
47,3
50,1
53.1

F i g. 5 zeigt eine andere Ausführungsform 20 ß für die logische Oberschwingungsunterdrückungsschaltung 20 der F i g. 1. In dieser Ausführungsform liefert der Zähler 226 einen getrennten Ausgang auf einer der sechzehn Leitungen t_cp\ bL" t_cp\b für jede der entsprechenden Berechnungszeiten. Der Oberschwingungskoeffizientenspeicher 186 wird von einer Gruppe von sechzehn Registern 61a —61p gebildet, welche die entsprechenden Koeffizienten C, bis Ci₆ der Harmonischen speichern. Die Speicheradressensteuereinheit 346 wird von einer Gruppe Torschaltungen 62a-62p gebildet, die jeweils dem entsprechenden Register 61a—61p zugeordnet sind und von den entsprechenden von dem Zähler 22 erhaltenen Signalen f^i-/^ie betätigt werden. Auf diese Weise tastet die Torschaltung 62a, wenn das erste Berechnungszeitsteuersigna! t_tV, auftritt, den Koeffizienten G von dem Register 61a über eine Sammelschiene 63 an die Oberschwingungsamplituden-Multipliziereinrichtung 32 durch.

Die logische Oberschwingungsunterdrückungsschaltung 206 arbeitet in der Weise, daß sie den Zähler 22a zurückstellt, nachdem die höchste gewünschte Fourier-Komponente berechnet worden ist. Beispielsweise wird das Signal, falls die Taste G an den Manualschaltern 12 gewählt ist. auf der Leitung G über eine ODER-Schaltung 64 an eine UND-Schaltung 65 zur Erzielung deren Betriebsbereitschaft geliefert. Wenn der Zeitsteuerimpuls i.y.t! auftritt, der bei der Berechnung der sechsten Harmonischen entsteht, wird der Impuls i,-_p(, über die UND-Schaltung 65 an eine Sammelschiene 66 durchgetastet. Nach einer von einer Verzögerungsschaltung 67 hergestellten Verzögerung von weniger als dem Zeitintervall l_iV wird der Berechnungszeitintervallimpuls t,' erzeugt. Dieser stellt den Zähler 226 zurück und beendet die laufende Berechnung der Wellenformamplitude. Die siebente und höhere Fourier-Komponenten werden nicht ausgewertet, und die Berechnung der Wcllcnformamplitiidc an dem nächsten Abtastpunk; beginnt unverzüglich. Eventuell wird die in F i g. b gezeigte Wellenform G erzeugt.

Bei Verwendung der Schaltungsanordnung 20fl der Fig. 5 ist die zum Berechnen jedes Amplitudcnabiast punktes benotigte Dauer /,'keine Konstante für alle Töne, sondern hängt von der /ahl der für jeden Ton berechneten Fourier-Komponentcn ab. Somit macht

beispielsweise, wenn der Ton Ct_n gewählt wird, das über eine ODER-Schaltung 68 gelieferte Signal eine UND-Schaltung 69 betriebsbereit. Während der Berechnung der zehnten Harmonischen wird das Signal t_cp io über die UND-Schaltung 69 an die Sammelschiene 66 durchgetastet. Dies verursacht Beendigung der Amplitudenberechnungsperiode nach Auswertung der ersten zehn Fourier-Komponenten und leitet unmittelbar die Berechnung der nächsten Abtastpu: ktampütude ein. Als Ergebnis hat die erzeugte D^-Wellenform das in F i g. 6 gezeigte Aussehen. Es wird bemerkt, daß für LXt, jedes Abtastpunktintervall eine Dauer t,'(a*,) = Of₁₇, hat, während für die Wellenform C- die Dauer r,',r₇₎ = oi_L-_p ist. Die verschiedenen ODER-Schaltungen. 70-74 und UND-Schaltungen 75-81 arbeiten derart zusammen, daß zu der Sammelschiene 66 dasjenige Zeitsteuersignal hp7 — Lpii durchgetastet wird, das zum Begrenzen der Oberschwingungserzeugung für den gewählten Ton geeignet ist.

Für Töne zwischen Q und Gs werden alle sechzehn HänMünischen erzeugt. In diesem Fa!! wird das /^!„-Signal auf der Leitung 82 direkt an die Sammelschiene 66 geliefert, nm den Zähler 22b zurückzustellen und die Berechnungsperiode am Ende von sechzehn t_cp Intervallen zu beenden. Als Ergebnis (Fig.6) werden die Töne Gs und D--, und alle anderen Töne mit niedrigerer Grundfrequenz mit Abtastpunktintervallen von gleicher Länge f,' = 16f_ip erzeugt. Natürlich hat jeder dieser Töne G=, bis C eine unterschiedliche Anzahl von Abtastpunkten pro Periode.

Obgleich nur monophone Ausführungsformen in Fig. 1 —6 veranschaulicht sind, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Begrenzung der Harmonischen kann somit vorteilhaft auch in einem polyphonen System angewandt werden. In einem solchen polyphonen System ist die an den Digital-Analog-Umsetzer gelieferte Wellenformamplitude die Summe der für jeden Ton des gespielten Akkordes getrennt errechneten Amplituden. Eine solche Berechnung kann auf einer Zcitmultiplexbasis erreicht werden, wie schematisch in Fig. 7 für ein (K = 3) polyphones System veranschaulicht ist. in dem drei Töne gleichzeitig' gespielt werden können.

Gemäß Fig. 7 enthält jedes Berechnungsintervall r, drei aufeinanderfolgende Unterintervalle i.i, tu, r<, während denen die Amplituden für drei Töne getrennt errechnet werden. Jedes dieser Unterintervalle enthält sechzehn kürzere Intervalle tj/» während denen die den entsprechenden Tönen zugeordneten individuellen Fourier-Komponenten berechnet werden. Wenn beispielsweise der Akkord G. £*, Gt, gespielt wird, kann die Amplitude von G während des Intervalls t.\ und können die Amplituden von ß, und G„ während der Intervalle tu bzw. u berechnet werden.

Oberschwingungsbegrenzung des hier beschriebenen Typs kann dann unabhängig während jedes Unterintervalls l.\, tu. te verwendet werden, um die Berechnung von Harmonischen oberhalb des entsprechenden L-Wertes für die gewählten Töne zu unterdrücken. So wird für den Akkord G. £, und G* die Oberschwingungsbegren-/iing^scruiltung die Berechnung von Foiiricr-Ki>mponenten nach Auswertung der Komponenten L=M, L=9 und L = S während der Intervalle r.4, te und te unterbinden, wie in F i g. 7 gezeigt ist.

Fig.8 zeigt, wie Oberschwingungsbegrenzung auf eine solche Computer-Orgel mit paralleler Verarbeitung angewandt werden kann. In dem veranschaulichten System 90 werden die ungeraden Fourier-Komponenten (n= 1,3,5,...) in einem ersten Verarbeitungskanal 91 und die geraden Harmonischen (n= 2,4,6,...) gleichzeitig in einem parallelen Verarbeitungskanal 92 berechnet. Die einzelnen in den Kanälen 91 und 92 ausgewerteten Komponenten werden in einer Addierschaltung 93 summiert und über eine Leitung 33' an einen Akkumulator 13, einen Digital-Analog-Umsetzer 16 und ein Tonsystem 11 wie in Fig. 1 geliefert. Die Tonwahl wird durch Manual- oder Pedalschalter 11 erreicht, die mit einem Frequenzzahlspeic^r 17' zusammenarbeiten, das die gewählten Λ-Zahlen über eine Leitung 94 an beide Verarbeitungskanäle 91, 92 gibt.

Der Speicher 17' kann die Zah! L selbst oder irgendeine andere dieser Zahl L zugeordnete codierte Bezeichnung enthalten. Wenn ein Ton an den Manualschalter 12 ausgewählt wird, wi>d der Bezeichnungscode über eine Leitung 95 an einen Oberschwingungsbegrenzungsspeicher 96 geliefert, der vorteilhaft ein Festspeicher des Signetics-Typs 8223 mit integrierter Schaltung oder eine ähnliche Vorrichtung ist. Der Bezeichnungscode veranlaßt die Zugriffssteuerschaltung 96a, aus dem Speicher % den gespeicherten Inhalt abzulesen, der die zu berechnende höchste ungerade (Lunfcradc) und die höchste gerade (L_t._crJjc) Fourier-Komponente spezifiziert. Diese Werte werden über die entsprechenden Leitungen 97, 98 an zugehörige Vergleichsschaltungen 99, 100 gegeben, die den entsprechenden Verarbeitungskanälen 91, 92 zugeordnet sind. Die Vergk :hsschaltung 99 vergleicht den Wert Lunfcrjjc mit einem über eine Leitung 101 gelieferten Signal, das anzeigt, welche Komponente gerade in dem Kanal 91 berechnet wird. Wenn Koinzidenz erhalten wird, bewirkt die Vergleichsschaltung 99, daß eine Sperr- oder Unterdrückungsschaltung 102 die Berechnung aller höheren ungeraden Fourier-Komponenten durch den Kanal 91 verhindert. Die Vergleichsschaltung 100 und die Sperr- oder Unterdrükkungsschaltung 103 arbeiten in der gleichen Weise für den Kanal 92.

Beispielsweise kann ein beliebiger Bezeichnungscode »0001« in dem Speicher 17' zusammen mit den den Tönen G-, Ä, und A-* zugeordneten Zahlen R gespeichert werden. Wenn einer dieser Töne gespielt wird, wird der Code »0001« an die Speicherzugriffsteuerschaltung 96a geliefert, wodurch Ablesung aus einer bestimmten Stelle in dem Speicher % veranlaßt wird. Diese Speicherzelle enthält vorteilhaft die Werte Lunfvr.Hie — 5 und L₁..,.-.„/,= 6. Infolgedessen werden die Berechnungen in den Kanälen 91 und 92 nach Bewertung der fünften bzw. sechsten Fourier-Komponente unterbunden, wie dies genau für die veranschaulichten Werte L der Tabelle I erforderlich ist.

I Iici/ii (i llhill /

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronisches Musikinstrument mit einer durch einen Taktgeber gesteuerten Schaltung zur Erzeugung von Musik vermittels folgender Merkmale:

a) in einem Sinustabellenspeicher sind aufeinanderfolgende Amplitudenwerte einer Sinusfunktion abgespeichert,

b) ein Zuordner gibt beim Spielen eines Tones eine Frequenzzahl ab, die der Grundfrequenz des gespielten Tones entspricht,

c) die Frequenzzahl wird im Takt des Taktgebers zur Bildung von Vielfachen der Frequenzzahl kumuliert und die Vielfachen der Frequenzzahl werden im Takt des Taktgebers ebenfalls kumuliert,

d) die kumulierten Werte der Frequenzzahl und ihrer Vielfachen bilden jeweils Adressen für im Takt des Taktgebers aus dem Sinustabellenspeicher auszulesende Amplitudenwerte,

e) die <kr Frequenzzahl und ihren Vielfachen zugeordneten, aus dem Sinusiabeiienspeicher ausgelesenen Amplitudenwerte werden in einer Multipliziereinrichtung jeweils mit aus einem Fourierkoeffizientenspeicher ausgelesenen Fourierkoeffizienten multipliziert, um die Amplitudenwerte der Grundschwingung und der Oberschwingungen, d. h. der Fourierkomponenten, des gespielten Tones zu bilden,

in einem Akkumulator werden die Amplitudenwerte der Grundschwingung und der Ober-Schwingungen addiert, um den Amplitudenwert des gespielten Tones zu bilden,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

g) der Zuordner (12, 17, 24) f ibt Bezugssignale ab, welche die gespielten Töne angeben,

h) die Bezugssignale und mindestens ein vom Taktgeber (21) abgeleitetes Signal werden einem Sperrsignalgeber (20, 2OA;20B; 102,103) zugeleitet,

i) der Sperrsignalgeber (20, 2OA; 2OB; 102, 103) gibt zu einem Zeitpunkt, der durch die Bezugssignale und das vom Taktgeber (21) abgeleitete Signal bestimmt ist, ein Sperrsignal an den Fourierkoeffizientenspeicher (18; iSb) ab,

k) bei Zuleitung des Sperrsignals wird die Lieferung von Fourierkoeffizienten (C_n) an die Multipliziereinrichtung gesperrt und die Addition im Akkumulator (13) beendet.

2. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Sperrsignalgeber {2QA) aufgrund der Bezugssignale für jeden gespielten Ton ein Vergleichssignal erzeugt, das die höchste Fourier-Komponente (L) angibt, die in der Berechnung der Amplitude des gespielten Tones enthalten sein soll,

b) der Sperrsignalgcber (2OA) eine Vergleichsschaltung (50) enthält, der das vom Taktgeber (21) abgeleitete Signal zugeleitet wird, welches die Ordnung der gerade ausgewerteten Harmonischen angibt, dieses mit dem Vergleichssignal vergleicht und bei Gleichheit ein Koinzidenzsignal erzeugt,

c) die Vergleichsschaltung (50) mit einem Verzögerungsglied (52) verbunden ist, welches das K'iinzidenzsignal verzögert, um die Einbeziehung der gerade ausgewiMen Oberschwingiing in die Amplitudenwertberechnung zu ermöglichen,

d) das Verzögerungsglied (52) mit einer Flip-Flop-Schaltung (49) verbunden ist, welche durch das verzögerte Koinzidenzsignal betätigbar ist und das Sperrsignal erzeugt.

3. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezu7ssignale Eingängen eines Codierers (40) zugeleitet werden, der das Vergleichssigna! erzeugt.

4. Elektronisches Musikinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrsignalgeber (20B) UND-Schaltungen (65, 69, 70, 75 bis 81) aufweist, deren einer Eingang jeweils mit einem Ausgang eines vom Taktgeber (21) angesteuerten Zählers {22b) verbunden ist, deren anderer Eingang jeweils vom Zuordner (12, 17, 24) eines der Bezugssignale empfängt und deren Ausgänge das Sperrsignal abgeben und über ein Verzögerungsglied (67) an einen Rückstelleingang des Zählers (220/angeschiossen sind.

5. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fourierkoeffizientenspeicher (\üb) aus einer Gruppe von Speicherregistern (61a—61p,/ besteht, von denen jedes einen Fourierkoeffizienten für die Grundschwingung oder eine Oberschwingung speichert, und daß die Ausgänge dieser Speicherregister mit Torschaltungen (62a—62p^(Fig. 5) verbunden sind, welche durch Ausgangssignale (t_ip\ — t_iV\_h) des Zählers (22b) entsprechend den jeweils auszuwertenden Fourier-Komponenten ansteuerbar sind derart, daß jeder im Speicherregister gespeicherte Fourierkoeffizient über eine der Torschaltungen der Multipliziereinrichtung (32) zuführbar ist.

6. Elektronisches Musikinstrument nach wenigstens einem der vorausgehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere parallele Verarbeitungskanäle (9t, 92) ink gleichen Schaltungselementen zum Berechnen der Amplitudenwerte verschiedener Untergruppen wie gerader und ungerader Fourier-Komponenten sowie je ein zugeordneter Sperrsignalgeber (102,103) und je eine Vergleichsschaltung (99,100) vorgesehen sind.