DE2404431B2

DE2404431B2 - Elektronisches Musikinstrument

Info

Publication number: DE2404431B2
Application number: DE2404431A
Authority: DE
Inventors: Ralph Sherman Oaks Calif. Deutsch (V.St.A.)
Original assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1973-01-31
Filing date: 1974-01-30
Publication date: 1980-04-10
Also published as: DE2404431C3; JPS5326966B2; JPS49102322A; DE2404431A1; US3809790A

Description

a) einen zweiten Sinustabcllcnspeicher (466) zum Auslösen von darin abgespeicherten Ampliludenwerten.

b) beim zweiten lOiirierkojffi/iciiienspeicher (536), Jer gesteuert durch eine zweite von dem Zähler (30) gesteuerte Speichcradrcssenerzeugungseinheil (546) aufeinanderfolgende Fouricrkoeffi/icnien (C_n) an eine zweite Muliiplizierschaltung (24//) zur Berechnung von Harmonischen einer gegenüber der Grundfrequenz des gespielten Tones in der FuUlagc veränderten Cjrundfrcquen/ und zur Berechnung von Harmonischen der Cjrundfrcquen/ des gespielten Tones liefert,

c) einen durch den Taktgeber (29) über den Zähler (30) gesteuerten zweiten Obcrtonintcrval'addiercr (56). der Adressen von aus dem zweiten Sinusiabcllenspcicher (466) auszulesenden Amplitudenwerten erzeugt, wobei die Amplitudenwerte an die zweite Multiplizierschaltung (246) geliefert werden,

d) von dem Taktgeber (29) über den Zähler (30) gesteuerte erste .Schaltmittel (32, 57, 58, 62), die dem /weiten Obcrtonintervalladdicrer (56) zuerst eine veränderte Frequenzzahl liefern, die der in der Fußlage veränderten Grundfrequcnz zugeordnet ist, dann dem zweiten Obcrlonintcrvalladdiercr (56) die der Grundfrequcnz zugeordnete Frequcn/zahl liefern und sie zur veränderten Frequenzzahl addieren, so daß die daraufhin vom zweiten Obertonintervalladdic· rer(56) gelieferten Adrcssensignalc zum Auslesen von Amplitudenwerlen des zweiten .Sinustabellenspeichers (466) der in der Fußlage veränderten Grundfrequcn/ und deren Harmonischen zugeordnet sind,

e) von dem Taktgeber (29) über den Zählet (30) gesteuerte weitere Schaltmittel (34, 61, 65, 66). welche die vom ersten Obcrloninlcrvalladdicrer (42) gelieferten Adresscnsignalwcrte mil ••mem Faktor multiplizieren, der der Anordnung iIi.t Harmonischen entspricht, wobei die multiplizierten Werte zu anderen Zeiten des Taktgebers (29) zum zweiten Obertonintervalladdierer (56) geleitet werden als den Zeiten der Lieferung von Frequenzzahlen durch die ersten SchaltiTiittel, so daß die daraufhin gelieferten Adressensignale zum Auslesen von Amplitudenwerten des zweiten Sinustabellenspeichers (466) der Harmonischen der Grundfrequenz des gespielten Tones zugeordnet sind, und f) einen Summierer (51) zum Summieren der Ausgangssignale der ersten Multiplizierschaltung (49a) und der zweiten Multiplizierschaltung (496).

2. Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gruppen von Ausgängen des Zählers (30) mit Eingängen zweier ODER-Schaltungen (32, 14) verbunden sind, wobei die mit der ersten ODER-Schaltung (32) verbundenen Ausgänge des Zählers (30) den unteren Harmonischen entsprechende Takisignale (/,,■> — ί,-,μ) und die mit der zweiten ODF.R-Schaltung (34) verbundenen Ausgänge des Zählers (30) den oberen Harmonischen zugeordnete Taktsignale (/.,,-,- /,,«) abgeben, wobei das Ausgangssignal der ersten ODER-Schaltung mit einer weiteren ODER-Schaltung (37) sowie über eine Torschaltung (62) mit dem zweiten Obertoniniervalladdierer (56) verbunden ist und wobei der Ausgang der zweiten ODER-Schaltung (34) ebenfa'ls mit einem Eingang der weiteren ODER-Schaltung (37) verbunden ist und außerdem über eine Torschaltung (65) mil der Multiplizierschaltung (66) verbunden ist.

i. Musikinstrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Zähler (30) herstammende Taktsignal (ί,,,ι). das der Grundfrequen/ des gespielten Tones zugeordnet ist. mit einem Eingang der weiteren ODER-Schaltung (37) und einer Torschaliurn; (58) verbunden ist, deren Eingang mil dem Ausgang des Addierers (40) und deren Ausgang mil einer Teiluugsschaltung (57) verbunden ist. die eine durch 2 geteilte I requcn/zahl q χ-landen /weiten Obertoniniervalladdierer (56)

liefert.

4. Musikinstrument nach einem der Ansprüche I bis j. dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Multiplizierschaltung (66) und der Ausgang des /weiten Obertonintervalladdicrers (56) je mit einem Eingang einer ODER-Schaltung (61) verbunden sind, deren Ausgang über einen /!weilen Adressendecoder (456) den /weiten Sinuslabcllenspcicher (466) ansteuert.

Ein derartiges Musikinstrument ist bereits in der älteren Anmeldung P 2 J 64 jib.9-51 vorgeschlagen worden; vgl. DEOS 23 64 i3b. Mit dieser Schaltung kann man bei elektronischen Musikinstrumenten den sogenannten Celesta-Kliingeffeki.il. h. einen harfen.ihn· liehen Klang, erzeugen. Dabei k-nncn jedoch wegen der fehlenden Rechcnkapa/'tiit keine Register unterschied lichcr Fußlage kombiniert werden, weil bei Realzeitwiedergabe der gespielten IOne für die Berechnung der gcsiiiiilcn ione einschließlich Harmonischer nur cmc begrenzte Zeitspanne zur Verfügung sich·.

Die Aufgabe der Erfindung liegt deshalb darin, ein elektronisches Musikinstrument der im Oberbegriff von Anspruch I beschriebenen Art so auszubilden, daß unter weilgehender Verwendung dieser Grundschaltung ohne wesentlichen schaltungstechnischen Mehraufwand eine Kombination mehrerer Register unterschiedlicher Fußlage ermöglicht wird.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Kennzeichens von Anspruch 1 gelöst. Weitere besondere Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.

Die Wellenformamplitude wird durch Auswerten derjenigen Fourier-Kumponenten erhalten, die eine unvollständige Gruppe Harmonischer für einen Ton erster Fußlage sowie die Grundfrequenz und mehrere ungerade Harmonische niederer Ordnung eines Tones niedrigerer Fußlage umfassen. Vorzugsweise wird eine unvollständige Reihe von 8-Fuß-HarmoRisehen zusammen mit den ersten 4 ungeraden Harmonischen einer 16-Fuß-Reihe verwendet. Die 8-Fuß-Harmonischen entsprechen in der Frequenz geraden Harmonischen der 16-Fuß-Reihe; die fehlenden 8-PuB-Harmonischen werden vom Ohr des Zuhörers »wieder c-.ngesetzt«. Daher wird der kombinierte Ton so wahrgenommen, als ob getrennte vollständige Spektren zur Erzeugung der Wellenformamplitude verwendet worden wären. Zur Realisierung von Tönen oder Registern mit niedrigerer Fußlage sind bestimmte 8-Fuß-Harmonische von der Berechnung der Amplitudenwerte ausgeschlossen. Für kombinierte Töne einschließlich solcher mit niedrigerer Fußlage wird die Summe der Obertonkoeffizienten, die den gleichzeitig ausgewählten Tönen zugeordnet sind, in den Berechnungen der Harmonischen verwendet.

Wenn in einer Pfeifenorgel ein 8-Fuß-Register betätigt wird, werden Töne mit der Tonhöhe der gewählten Taste erzeugt; wenn z. B. die Manualtaste Ci gedrückt wird, erklingt der Ton G (Taste Cin Oktave 4). Wenn ein I6-Fuß-Regisier gewählt wird, stellt die Orgel Töne her. die um eine Oktave tiefer als die einsprechende Taste liegen; wenn so z. B. die Manuattastc Ci gedruckt wird, erklingt der Ton G. Töne höherer Oktaven werden erzeugt, wenn Grundregistcr anderer FiifJlugc gewählt werden. Beispielsweise ergeben cin 4-FiiU-Rcgisicr und ein 2-Fuß-Register die Herstellung von Tönen, die um zwei bzw. vier Oktaven höher als die gespielte Taste liegen.

Gelegentlich werden auch zwei ader mehr Register unterschiedlicher Fußlage gleichzeitig gewählt. Wenn /. B. ein 16-Fuß-Registe^r und ein 8-Fuß-Register betätigt werden, erzeug! die Orgel gleichzeitig Klänge bei der Nennfrequenz end bei einer Oktave tiefer. Ein Register mit zusätzlicher Fußlage kann gezogen werden, rm bestimmte Harmonische der Grund-Fußlage zu vergrößern. Beispielsweise kann ein 1 Vi-Fuß-Register zum Vergrößern der fünften und zehnten Harmonischen eines gleichzeitig gewählten 8-Fuß-Registers benutzt Werden.

Nach der Erfindung erreicht man die Realisierung einer Kombination von Stimmen oder Registern unterschiedlicher Fußlagc in einer Computer-Orgel, wie vorstehend beschrieben. Es werden Musikklänge durch Berechnen der Amplituden bei aufeinanderfolgenden Abiastpunktcn einer Musikwellenform in Realzeitbetrieb und durch Umwandeln dieser Amplituden in Kliuigf erzeugt, wenn die Berechnungen durchgeführt sind. |c(k- Amplitude wird durch individuelles Berechnen der dieser Wellenform zugehörigen Fouricr-Komponenten erhalten. Ei.i ■ (iruppc gespeicherter Harmonischer definiert die relative Amplitude jeder solchen Harmonischen, wodurch die Wellenform und somit die Tonqualität des erzeug'en Klanges hergestellt wird.

Eine Kombination von Tönen oder Registern unterschiedlicher Längenkennung kann in einer solchen Computer-Orgel dadurch erhalten werden, daß die allen gewählten Registern zugeordneten Harmonischen während jeder Amplitudenberechnungsperiode getrennt berechnet werden. Fall ein 8-Fuß-Register und ein 16-Fuß-Register gleichzeitig gewählt werden, würde dieser scheinbar einfache Weg die Berechnung der doppelten Anzahl Fourier-Komponenten im gleichen Zeitraum erfordern, wie erforderlich wäre, falls nur ein einziges Register gewählt worden wäre. Da jede Abtastpunktamplitude innerhalb eines festgelegten Zeitintervalls berechnet werden muß, ν. ürde eine solche Arbeitsweise die Auswertung individueller Harmonischer mit der doppelten Rechengeschwindigkeit erfordern, die für ein Register mit einer einzelnen Längenkennung benötigt wird. Dies ist in der Praxis unzureichend, daß die Geschwindigkdtsanforderungen die Leistungsfähigkeit der dabei vetvigbaren integrierten Schaltungen überschreiten. Andrerseits können aber auch zusätzliche parallele Rechenkanäle zur Auswertung der Harmonischen der genannten Kombination verwendet werden. Jedoch ist eine solche zusätzliche Schaltungsanordnung technisch sehr aufwendig und daher kostenmäßig nicht tragbar.

Demgegenüber wird erfindungsgemäß eine neue Form der Realisierung einer Kombination von Stimmen oder Registern unterschiedlicher Fußlage geschaffen, wodurch die Erzeugung von z. B. gleichzeitig gewählten 8-Futl- und 16-Fuß-Registcrn ermöglicht wird, ohne eine Erhöhung der Berechnungsgeschwindigkeit der Harmonischen oder die Bereitstellung zusätzlicher Rechenkanäle zu erfordern.

Besonders vorteilhaft sind bei der Erfindung zwei Faktoren, nämlich erstens, daß die Harmonischen einer 8-Fuß-Reihe den geraden Harmonischen eines 16-Fuß-Regislcrs entsprechen und diese entsprechenden Hannonischen nicht getrennt berechnet zu werden brauchen, wenn ein kombinierter 8-Fuß- und 16-Fuß-Ton künstlich hergestellt wird, und zweitens, daß bestimmte Harmonische ohne merklichen Verlust an Tonqualität des künstlich hergestellten Orgelklanges eliminiert werden können. Währerrl eine= jeden Amplitudenberechnungsintcrvalls berechnet die Computer-Orgel die Fourier-Komponenten eines unvollständigen 8-Fuß-Obertonspektrums und berechnet auch bestimmte ungerade Harmonische niedriger Ordnung des 16-Fuß-Spektrums. Bei Kombination zur Erzielung der Wellcnformainplitude hat der entstehende Klang die Tonqualität von kombinierten 8- und 16-Fuß-Registern.

Nijri werden ausführlich Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen in Jen Figuren einander entsprechende Teile bezeichnen. In der Zeichnung zeigen:

F" i g. I die Spektren der Harmonischen von kombinierten 8-Fuß- und 16-Fuß-Register, die von einer Cümpi,!cT-Orgel unter Verwendung der crfindimgsgcma'ßcn form der Realisierung einer Kombination von Stimmen oder Registern unterschiedlicher !.ängenkenntinp künstlich hergestellt werden.

F i g. 2 ein Zeitd'jgramm, chis die Berechnungsintervallc anzeigt, während denen die Spcktralkomponenteu der F i g. 1 innerhalb jedes Bcrechnungsintervalls eier

Computer-Orgel ausgewertet werden.

F i g. 3 ein Blockschaltbild einer Computerorgel mich der Erfindung mit einer Kombination von Stimmen oder Registern unterschiedlicher l.ängenkcnniing,

Γ i g. 4A bis 4F Spektren von Stimmen oder Registern anderer Langenkennung;und

I i g. 5 ein Blockschaltbild einer gegenüber der Anordnung nach I' i g. J abgeänderten Ausführungsform zur Realisierung der Stimmen oder Register nach I" i g. 4.

Die folgende ausführliche Beschreibung behandelt die gegenwärtig am besten beurteilten Ausführungsfntmcn eines elektronischen Musikinstruments nach der Erfindung.

I i g. 1 veranschaulicht typische 8-Γ'ιιβ- und Ib-RiB-Spektren. die von einer Computer-Orgel unter Verwendung der erfindungsgemäßen Form der Realisation der erwähnten Kombination erzeugt sind. Das 8-FußSpck trum enthalt die I larmonischen I bis 8, 10. 12, 14 und 16. Die neunte, elfte, dreizehnte und fünfzehnte Harmonische werden nicht hergestellt. Diese fehlenden Harmonischen verringern die Tonqualität des erzeugten Orgelklanges nicht merklich. Ein Grund dafür liegt darin, dall für typische Orgelpfeifen in den höheren Harmonischen verhältnismäßig wenig Energie enthalten ist. Die ersten acht Harmonischen sind alle vorhanden, da diese gewöhnlich am stärksten sind und die Klangfarbe beherrschen.

Ein triftiger Cirund beruht auf der menschlichen Schallwahrnehmung. Ein psychoakustischer Effekt tritt auf. wobei das Ohr bestrebt ist. die fehlenden I larmonischen. »wiedereinzusetzen«. Da das menschliche Hörsystem nicht linear ist, entsteht ein scheinbarer Interferenz- oder »Sch\vebungs«-Effeki zwischen den vorhandenen Harmonischen. Beispielsweise stellt die zehnte Harmonische eine Schwebung mit der Grundschwingung her. um die scheinbare Tonfärbung der fehlenden neunten und elften Harmonischen zu liefern. In gleicher Weise veranlaßt das Vci handenscin der zwölften, vierzehnten und sechszehnten Harmonischen das Ohr, die fehlenden elften, dreizehnten und fünfzehnten Harmonischen zu rekonstruieren.

Wie früher bemerkt wurde, entsprechen die 8-Fuß-Harmonischcn den geraden Harmonischen einer 16-Fuß-Reihe. Gemäß der Erfindung werden die entsprechenden geraden 16-Fuß-Harmonischcn (in Fig. 1 mit gestrichelten Linien dargestellt) nicht getrennt ausgewertet. Jedoch werden die ersten vier ungeraden Harmonischen niedriger Ordnung der I6-Fuß-Reihe berechnet, wie mit ausgezogenen Linien in Fig. 1 angegeben ist. Diese 16-Fuß-Harmonischen werden während der Zeitintervalle ausgewertet, die der Berechnung solcher Harmonischen normalerweise zugeteilt sind, die in dem 8-Fuß-Spektrum fehlen. Das Ergebnis ist ein effektives 16-Fuß-Spektrum. das die ersten acht Harmonischen, jede zweite Harmonische bis zu der sechszehnten Harmonischen und jede vierte Harmonische von der zwanzigsten bis zu der zweiunddreißigsten Harmonischen enthält. Der oben beschriebene psychoakustische Effekt verursacht die scheinbare Wiedereinsetzung der fehlenden 16-Fuß-Harmonischen in den wahrgenommenen Ton. Mit einem elektronischen Musikinstrument nach der Erfindung kennen kombinierte Stimmen oder Register unterschiedlicher Langenkennung in ausgezeichneter Weise auch dann nachgebildet werden, wenn nur die sechzehn getrennten Harmonischen, die in F i g. 1 mit ausgezogenen Linien dargestellt sind, ausgewertet werden.

Das /.eitdiagramm der Fig.;? veranschaulicht, wie diese sechzehn Harmonischen innerhalb jedes filierten Bercchnungsintcrvalls f, von einer /weikanal ( iimpii ter-Orgel gemäß F i g. J ausgewertet werden können. Ein Rechenkanal 24A ist der Berechnung der ersten acht 8-Fuß-Harmonischen zugeordnet, wie mit den großen Zahlen in der oberen Reihe der f i g. 2 bezeichnet ist. Die verbleibenden 8-Fußllarmonischen höherer Ordnung und die vier ungeraden Harmonischen niedriger Ordnung der I6-F"iiß-Reihe werden in einem parallelen Rcchcnkanal 24Ö ausgewertet. Die kleinen Zahlen in Fig. 2 bezeichnen die 16-Fuß-Harmonischen. die den erzeugten 8-Fuß-Harmonischen entsprechen. Diese in Fig. 1 mit gestrichelten Linien dargestellten 16-Fuß-I larmonischen werden von der Computer-Orgel nicht getrennt berechnet.

Die Kombination von Stimmen oder Registern unterschiedlicher Langenkennung ιsι auch bei aminen GrundMimmen möglich. Wie in F i j! 4 gezeigt ist. haben die 4-FuB-, 2-Fuß- und I-Fiiß-Griindslimmen keine fehlenden Harmonischen, auch wenn die 8IuIl Reihe unvollständig ist. Die 2-'/|-Riß und I Vi-Fußstimmen haben zwei b/w eine fehlende Harmonische. |cdoch haben diese fehlenden Harmonischen nur geringe praktische Auswirkung auf die wahrgenommenen Orgeltöne, da diese Register normalerweise gewählt werden, um spezifische Harmonische in einer H-FuB-Rcihe A! vergrößern.

Kombination von Stimmen oder Registern unter schiedlicher Langenkennung wird von der Computerorgel 20 nach F i g. 3 realisiert. Wenn ein Ton an dem Manualschalter 21 gewählt ist. wird eine Wellenform digital berechnet und in einen Klang von einem Digital-Analog-Umsetzer 22 und einem KlungsyMem 23 umgesetzt. Die Wcllcnforniamplitude wird für aufeinanderfolgende Stichproben- oder Abtastpunkle in regelmäßigen Zcitintervallen i, berechnet. Innerhalb icdes solchen Intervalls r, werden die ersten acht Harmonischen des 8-Fuß-Spektrums (Fig. I) in einem ersten Verarbcitungskanal 24A gelrcnnt ausgewertet. Innerhalb jedes gleichen Intervalls ;, werden die ersten vier ungeraden Harmonischen des Ib-Fuß-Spektriims (Fig. I) und die zehnte, zwölfte, vierzehnte und sechszehnte 8-Fuß-Harmonischc in einem zweiten parallelen Verarbeitungskanal 24ßausgewcrtct.

Alle Komponenten werden in einem Akkumulator 25. der am Ende jedes Berechnungsintervalls f, die Amplituden an dem gegenwärtigen Abtastpunkt enthält, algebraisch summiert. Diese Amplitude wird an den Digital-Analog-Umsetzer 22 über eine Torschaltung 26 gegeben, die durch ein Λ-Signal auf einer Leitung 27 betriebsbereit gemacht wird. Die Berechnung der Amplitude für den nächsten Abtastpunkt wird unmittelbar eingeleitet, so daß die von dem Umsetzer 22 gelieferte Analogspannung eine Musikwellenform aufweist, die in Realzeitbetrieb erzeugt ist und einen Spektralgehalt hat. der für eine Kombination von Stimmen oder Registern unterschiedlicher Langenkennung charakteristisch ist.

Der Amplitudenbeitrag F/fⁿ> jeder 8-Fuß-Harmonischen wird gemäß der folgenden Beziehung ausgewertet:

= C_n sin -TTT npR

für </ =

wobei R eine Frequenzzahl ist, die dem an den

Maniialschallern 12 gewählten lon zugeordnet ist. Die /ahl η luven hnet die auszuwertende Harmonische. So lsi fin die Ausfüliriingsform der I i g. I /i = 1, 2. 3. 4. 5. h. 7. H. If). 12. 14. 16 entsprechend den in Γ i g. I mit ausgezogenen Linien dargestellten Harmonischen.

Her Oberscrm ingurigskoeffi/ient C in der Gleichung I spezifiziert die relative Amplitude der entsprechenden n\ K-I nil I !armenischen. Der Wen U'bezeichnei die Gesamtzahl der in du. Aniplitudciibcrechnung eingeschlossenen Harmonischen. Diese /ahl ist eine wählbare KonsiruklionsgroHc Der Wert I'' -lh ist zur kunsilicbi·! Herstellung von l'feifenorgelkliingen recht zufrieden bellend und wird in der Ausfüllt ungsform der I ι g I - I verwende!. Die Ampliluden /'.'''der Harmonischen fur /ι- I. 2... X werden in dem Kanal 24 \ und die Weite /- 'für /i-K). 12. 14. lh in dem Kanal 2411 ausgewertet

Der Amp.iti.denbeiirag / ■·' ' leder ungeraden

If,-! .ill.j !..!"!!!..fMSch'.'" "·!!·.! g'.TP;·!' ·'-■·<■ fiilwiMiilrn C ileichiing ausgew cilel.

/„.'-■

n ■ /

wobei /ι — I. i. Ί " und ( cm ((beiscliw ingungskoeffizieni ist. ilei die iclalivc \uiplituile der enlsprechenden η -ten Ib lull I l.irmonischen bezeichnet. Diese Werte /'■.' ' werden ,inch in dc-i Verarbeitiingskaiial 24/i ausgewertet.

P'c Wellciilormamplitudc \ ((/Ii) für teilen Ahtast punkl qR lsi durch die 1' ilgenile Beziehung gegeben:

,,!■/Kl

liuheren Inhalt des Addierers 40 vergrößert. Zu diesem Zweck wiril der Wert R zu dem Addierer 40 über eine Torschaltung 41 durchgetastet, die durch das t,-Signal auf der Leitung 27 betriebsbereit gemach! wird. Der

Addierer 40 hat vorzugsweise den Modulo

Ziiii licrechnen der ersten achi 8 liiU-Komponcnten werden die Weite nqR für n=\, 2. 3. . . 8 in einem Obcrschwingiingsintervalladdierer 42 erhalten, der von dem f,-Signal am KmIe jedes Amplitudenberechnungs /\klus zurückgestellt wird Heim Auftreten des ersten I .iktimpn es f.,- jedes Hcrechmingszvklus wird der gegenwärtig in dem loninlervalladdiercr 40 enthaltene Wen i)R in den Obetschw ingungsintervalladdicrer 42 über eine I.ellung 43 und emc Torschaltung 44 eingeführt, die durch die Impulse auf der Leitung 36 betriebsbeicit gemacht wird Hei jedem nachfolgenden Taktimpuls f,,.,.· bis (,,,. wird der Wert qR zu dem fi'iiliiTiMi Inhalt des Addierers 42 addiert. Als l.rtiebnis enthalt dann der Obersehwingungsintei \all,iildierer 42 den Wert nqR (für n=\. 2. ... 8) fur die /i-te 8-1 uH Komponente niedriger Ordnung, die gerade in dem Kanal 24.Λ ausgewertet wird. Der Oberschwingungsinterv alladdicrcr 42 hat auch vorzugsweise den

Moduli

IV

Lin Adressendecodcr 45,7 entnimmt
Sinustabellenschaltuiig 46,7den Wen

aus einer

Il

m/K

entsprechend dem Argument nqR. das über eine Leitung 47 von dem Oberschwingungsintcrvalladdierei 42 erhallen wird. I)' ■ Sinustabellenschaltung 46,7 kann einen Festwertspeicher aufweisen.der Werte von

Dieser Wen \.(qR) wird in dem Akkumulator 25 wahrend \i.-i\i:'- Hcrci.lTv.mgsiiuerv.alls /, erhalten und über den l'nisetzer 22 .in das Ki.ingsvsiem 23 am I.tide eines jeden solchen Inters alls geleitet.

Wie in I ι g. 2 angegeher, ist. ist iedes Herechnung¹· Intervall I, im acht I'ntei mier\ alle f,., bis /,,·» geieili. wahrend denen die H.irmoni'-chcn herechnel werden, line solche S; stcmzeitsieiieriing wird von einem I .iktgeher 29 he ■gc-teiü. der impiiKe mit Inters allen /.,

an eilen Zahler 30 n:-' dem Mod

H'

^8 hefen Der

Zahlen 30 erzeugt ■:<;'
Ie ;. . bi^ / ,- au'
Leitungen. Die in
geringfügig

.·, ■.::ulerfolgende Ausgangssigna wen entsprechend bezeichneten einer Yerzögerungseinheit 31 '■■' / ,--Signale dienen .ils die

Berechnunt'sirucrsitllu'p'ike ;, auf der Leitung 27. Für verschiedene linien besc! ^: lebene Durchtastfunkiioiien werden die Zeilsieuerungs- oder laktsignale ' bis ί,,ι \o:i einer ODI-.R-Schaltung 32 kombinier! und an eine Leitung 33 geliefert. Alle Impulse f.,-.--, bis r...» gelangen über eine ODF.R-Schaluing 34 an eine Leitung 35. Alle acht Tak'signjle Γ bis /.„ werden durch eine ODER-Schaltung 37 an eine Leitung 36 geführt.

In der Computer-Orgei 20 wird eine Gruppe von den Tönen des Instrumentes entsprechenden Frequenzzahlen R in einem Frequenzzahlspeicher 39 gespeichert. Ein Tonintervalladdierer 40 enthält den Wert qR. der den Stichproben- oder Abtastpunkt identifiziert, bei dem die WHlenformamplitude gerade ausgewertet wird. Dieser Wert qR wird am Anfang edes Berechnungsintervalls durch Addieren der gewählten Frequenzzahl R zu dem Il

fur 0 T h ·' 2 H'liei Intervallen I) speichert, wobei /)die Aiillosungskonstante des Speichers genann: w 11 ti.
Der über eine Leitung 48.) gelieferte Wert

Il

m/K

wird mn dem Koeffizienten ( für die entsprechende iitel larmomsche von einer Mullipliziersthallung 49./ multipliziert. Das Multiplikationsprodukt stellt die Amplitude /■',' ' der /Men 8-Fu(3-Harmonischen niedriger Ordnung dar und wird über eine Leitung 50;;, einen Addierer 51 und eine Leitung 52 an den Akkumulator 25 geliefen. Der zugehörige Koeffizient C'_;:wird aus einem ü-iten ausführlicher beschriebenen Oberschw iiigungskocffi/icnicnspeicher 53il unter der Leitung einer Speiclicradressenslcucreinheit 54;) entnommen, die auch die Signale ;.,.,■ bis t.,„ über die Leitung 36 erhält. Der Koeffizient C- wird an die Muitipüzicrsehaltung 49;/ über eine Leitung 55;; gegeben.

Wie aus Diagramm der F i g. 2 ersichtlich ist. werden die ersten vier ungeraden 16-Fuß-Haniionischen niedriger Ordnung in dem Kanal 24 ff während der entsprechenden Zeitsteuerungs- oder Taktintervalle f._ri bis i. ,-* berechnet. Diese Berechnungen werden gemäß der obigen Gleichung 2 durchgeführt. Zu diesem Zweck werden die Werte

. K

η ii

• τ

für π'= i. 3. 5. 7 in einem Oberschwingungsintervallad-

ilierer 56 wahrend (IlT entsprechenden ra f..,. bis /,,.!hergestellt.

Die Harmonische /-'-J'¹ wird während des eisten Intervalls /,,,■ ausgewertet. Der Wert

wird in dem Addierer 26 diidtirch erhalten, daß this Signal qR von der leitung 41 zu einer durch zwei teilenden Schaltung 57 liber eine Torschaltung 58 durchgetastet wird, die durch das /,.,.-Signal betriebsbereit gemacht wird. Der Ausgang tier Teiltmgsschaltiing

57 wird entsprechend dem Wert q - in denOberschwin

gungsintervalladdierer 56 über die Leitung 59 eingeführt.

Kin Adressendecoder 456 entnimmt aus einer Sinustahellenschaltung46/ulen Wert

sin

ΙΓ

entsprechend dem Argument q y . das aus dem Oberschwingungsintervalladdierer 56 über eine OL¹LK-Schaltung 61 erhalten wird. Der entnommene über eine Leitung 486 gelieferte Sinuswert wird mit dem Koeffizienten C'.,= Ci für die entsprechende erste ungerade 16-Fuß-Harmonische von einer Multipliziirschaltung 496 multipliziert. Der Koeffizient ί'Ί wird über eine Leitung 556 von einem Oberschwingungskoeffizientenspeicher 536 erhalten, der von einer Spei cheradressensteuereinheit 546 abgegriffen wird, die auch die Taktsignale ζ,,,ι bis /,,* über die Leitung 36 erhält. Das die Amplitude Γιλ·'¹ darstellende Multiplikationsprodukt wird über eine Leitung 506 an den Addierer 51 geliefert. Dieser addiert die Harmonische f-']ff'^:) zu der Harmonischen ft¹'¹, die gleichzeitig in dem Kanal 24.Λ ausgewertet wird. Die Summe wird über die Leitung 52 dem Akkumulator 55 zugeführt.

Die nächsten drei ungeraden Ib-Fuß-Harmonischen (n'= 3. 5. 7) werden während der Berechmingsintervalle f.,ι.« bis /.,.ι berechnet. Bei jedem solchen Intervall wird der Wert qR aus der Leitung 43 /ii dem Inhalt des Oberschwingungsintervalladdierers 56 über eine Torschaltung 62 addiert, die durch die Impulse /,,.: bis t,,* auf der Leitung 33 betriebsbereit gemacht wird. Auf diese Weise enthält der Addierer 56 zu der Zeit /,,,.· den Wert

t qR .

In gleicher Weise werden bei den Intervallen z_i;,i und /,-,.ι die Inhalte des Addierers 56

5<,

= R

7„

+ 3„«

Zweckmäßigerweise sind während der gleichen Intervalle z,_P> bis Z₁^ die Werte uR. 2qR und iqR auf der Leitung 43 in dem Addierer 40 bereits vorhanden.

Der Adressen.!.jcodcr 456und die .Sinustabellenschaltung 466 arbeiten so wie vorher, indem sie die iie/eichnetcn Kiniiswerle für die Leitung 486 an die iMultiplizierschaltung 49 zur Multiplikation mit Jen entsprechenden Oberschwingungskoeffizienten <' ,. C bzw C- liefern. Die an die Leitung 506 zu den Zeiten ζ,,,... ζ,,,, bzw. ι .ι gelieferten Muitiplikationspmd'ikte stellen die Wert-. fW '' für n'= i. 5. 7 dar. Die Werte werden mit den gleichzeitig ausgewerteten 8 IuIi-I lar mimischen in dem Addierer 51 summiert und über die Leitung 52 an den Akkumulator 25 geliefert.

Nachdem der Wert /■',' ' ausgewertet winden ist. wird der Oberscliwingungsintervalladdierer 56 von dem ic einer Verzogeriingseinheit 6} geringfügig verzolle:'en /,,,!-Signal zurückgestellt. Der Inhalt des Addierers 56 bleibt fur ilen Rest des AmplitudenherechnungszNklus auf Null eingestellt.

Die vier geraden Harmonischen hoher Ordnung tier H-Iuß-Reihe (/; = 10. 12. 1-1. Ib) werden in lern Verarbeitungskanal 24Ii wahrend der Herechungsinter ν alle /,..,-, bis /, „ berechnet. Zu diesem Zweck liefert eine Torschaltung 6V die von Δ^ι\ I aktsignalen auf der Leitung 15 betriebsbereit gemacht wird, den Wert i;qR von der Leitung 47 an eine mn zwei multiplizierenden Schaltungen 66. Der Ausgang inqR von der Multiphziei chaining 66 wird über cmc Leitung 67 und die ODLR-Schaluing 61 an den -\dressendivoder 456 geleitet.

Ls wird daran erinnert, daß zu der Zeit Z, der Inhalt des Oberschw mgungsinterv.illaddierers A2nqR = ^riqR ist. Infolgedessen wird bei dem Intervall ζ ., das Argument 2nR^ IO(/W über die ODLR-Schaltung 61 an ilen Decoder 456 und die Sinustabellensch.'ltnng 466 geliefert.

Dies ist genau das Argument (IO<;W). das zum Herechnen der zehnten 8-Luß-llarrnonischen erforderlich ist. Die Sinustabellenschaltung 456. die Multiplizierschaltung 496 und der Oberwellenkoeffizientenspeicher 536 arbeiten in der oben beschriebenen Weise, indem sie den Wert /-',' ") über die Leitung 506 an den Addierer 51 liefern.

In gleicher Weise sind zu den Zeitintervalle!! z..- bis Z..* die Werte bqR. TqR. SqR auf der Leitung 47 vorhanden. Infolgedessen sind die an den Decoder 456 gelieferten Argumente \2qR. \AqRh/\\. \bqR. Infolgedessen werden die Harmonischen Γ\· "' für n= 12. 14. Ib in dem Verarbeitungskanal 24ßberechnet.

Auf diese Weise errechnet die Computer-Orgel 20 genau die in F i g. 1 mit ausgezogenen Linien dargestellten Komponenten. Die erzeugte Wellenform, deren Abtastpunktamplituden in dem Akkumulator 25 erhalten werden, hat ein Spektrum der Harmonischen, das für eine Kombination von Stimmen oder Registern unterschiedlicher Längenkennung charakteristisch ist. Die entstehenden von der Computer-Orgel 20 nach F i g. 3 hervorgebrachten Klänge haben die Tonqualität von gleichzeitig gewählten 8-Fuß- und 16-Fuß-Registern.

Die spezifische Stimmung der hergestellten Klänge hängt von den gespeicherten Werten der Oberschwingungskoeffizienten C- und C- ab. Dies ist natürlich ein wählbarer Konstruktionsfaktor. jedoch zählt die folgende Tabelle I geeignete Werte von C- und C_n auf. die eine Diapason-Stimme nachbilden. Die Werte C bis G werden in dem Speicher 53j gespeichert. Die übrigen in Tabelle I aufgezählten Koeffizienten werden in dem Speicher 536 gespeichert.

Il

l.ihei.c I	s- Konihiiiiorto XTui>	und Id-I UlI-	kooHl.'ionien-	Inlorvall. uiihroml ilom Spcii-hi-T/ellon ahgol.i-ito
knolli/ioni	(RoI. ilno Amplitude ι	(Do/ihol- \i\|ui\alcnl)	S\|lLlL ILT	» orden
	12^	(I db		^ /' 1
	"1	- S		'.,■'
	9(1	.1		'. r '■
	36 2\		5.1,;	', -1
	25			', .,.
	S			, .·
	8	I I 15
	4	14
	1	24
	I	24
( ι.	I 12"	31		'. ,· I
( "'	'1(1	VS		' I''
( ,·		4:		'. ;· '■
( .	S	42 (I		'./■I
("■■		3
		I-
24

Die in dem Speicher }9 gespeicherten I rcquen/zahlen R sind in Beziehung geset/l /u den Grundfrequcn-/en der von der Computer-Orgel 20 erzeugten MuMkiönc. /u dem Bercchnungszeiiintervall f_v und zu der \n/ahl von Ampliludenabi.islpunklen /V für den von der Orgel erzeugten Ton mn der höchsten (irundfrequenz in. Falls beispielsweise die Frequen/-/.ihl R für einen solchen Ton höchster Frequenz als 1 gewählt wird, dann werden für diesen Ton bei einem Berechnungszeitintervall i>. das mit

<^v

gegeben ist.genau A//\blasipunkuimplituden berechnet. Die Werte R für Töne niedrigerer Frequenz können leicht ermittelt werden, da bekannt ist. daß das Frequenzvcrhähnis von beliebigen zwei benachbarten Tönen in einer gleichmäßig temperierten Musiktonlei-

icr ^I2 ■ 2 ist. Im allgemeinen sind die Frequenzzahlen R

für andere Töne als den Ton mit der höchsten Frequenz in keine ganzen Zahlen.

Die folgende Tabelle Il zählt als Beispiel die Frequenz und die Frequenzzahl R für jeden Ton in der Gktave 6 auf. Der Ton G (die Taste von Cin Oktave 7) ist als der Ton mit der höchsten von der Computer-Orgel 20 erzeugten Grundfrequenz bezeichnet und hat somit die Zahl 1 als Frequenzzahl R erhalten. In diesem Beispiel werden /V= 2 W= 32 Stichproben- oder Abtastpunkte für den Ton Ci berechnet, wobei dieser Wert von N für genaue Synthese eines Orgelpfeifenklanges oder der meisten anderen Musikklänge zufriedenstellend ist.

labcllc 11	I rei\|uen/	R
Inn	(II/)
	2093.00	1.0000
C-	1975,53	0.944 1
	1864.66	0.891,-
••Ι ι,	I 760.00	Ι...Ϊ41:
•I,	1661.22	0,7940
<■·".·,	1567.98	0.7494
du	14^9.98	0.7073
Λ,,	1.196,91	0.6676
f-'u	1318.51	0.6301
l-u	1244.51	0.5947
I) „	1174.66	0.5613
l\	1108,73	0.5298
Cu	1046.50	0.5000
C'

Bei Verwendung der abgeänderten Ausführungsform nach F i g. 5 kann die Computer-Orgel 20 (Fig. 3) Stimmen mit anderer Längenkennung erzeugen, wie solche, die Spektren gemäß F i g. 4A bis 4F haben. Getrennte Speicher speichern die'Oberschwingungskoeffizienten für jede solche Orgelstimme. In jedem Speicher wird der Koeffizientenwert Null für alle Harmonischen gespeichert, die in den Spektren der zugeordneten Orgelstimme fehlen, tine Schaltanordnung ermöglicht dem Musiker, ein Register oder

mehrere Register unterschiedlicher Lär.genkennung zu wählen.

In der Ausführungsform nach F i g. 5 sind die Oberschwingungskoeffizientspeicher 53a, 53b (Fig. 3) durch zwei Grupien von Speichern 70a, 70ό ersetzt, die von den entsprechenden Speicheradressensteuereinheiten 54a', 54b'abgegriffen werden, welche die Taktimpulse /_IV,| bis ί_ιγ<ι auf der Leitung 36 erhalten. Oberschwingungskoeffizienten werden an die Oberschwingungsamplituden-Multiplizierschaltungen 49a, 49b über Registerwählschalter (Registerhebel) 5T₁₆, ST_S, ST<, STi, ST,, STi 2i und 57*i3/5 geliefert, wobei der Index die Längenkennung des entsprechenden Registerhebels bezeichnet. Die Koeffizienten werden durch zugehörige ODER-Schaltungen 71, 72a, 726 und Addierer 73a, 73b, 74a, 74b, 75a, 756 kombiniert und an die Multiplizier schaltungen 49a, 75a, 75b kombiniert und an die Multiplizierschaltungen 49a, 49b über die entsprechenden Leitungen 55a und 556 geliefert. Diese Anordnung ermöglicht die Wahl eines Registers irgendeiner individuellen Längenkennung oder mehrerer Register unterschiedlicher Längenkennung.

Wenn der Registerschalter STs allein geschlossen wird, erzeugt die Computer-Orgel 20 eine 8-Fuß-Stimme mit den unvollständigen Oberschwingungsspektren, die in Fig. 1 und 4A mit ausgezogenen Linien dargestellt sind. Zu diesem Zweck enthält der Speicher 81a Koeffizientenwerte Ci bis C₈. Diese Werte werden an die Multiplizierschaltung 49a über den Addierer 73a gegeben, dessen, zweiter Eingang bei Null bleibt, da nur der Registerhebel STs gewählt ist. Der Speicher 81 b enthält die Oberschwingungskoeffizienten Go. Q₂. Q_t und Gt,, die in Speicherzellen gespeichert sind, die während der aufeinanderfolgenden Zeitintervalle f_>vr-, bis /,.,* abgetastet werden. Der Speicher 816 speichert den Wert Null in denjenigen Speicherzellen, die zu den Zeiten r,,,i bis /,·,* abgegriffen werden. Auf diese Weise wird der Wert Null während der Intervalle t_ip\ bis J₁₇* von dem Speicher 81 b über die ODER Schaltung 71 und den Addierer 73b an die Multiplizicrschaltung 49b geleitet. Infolgedessen trägt der Kanal 24Ö während dieser Zeitintervalle nicht zu der berechneten Wellenform bei. wenn die ersten vier ungeraden Harmonischen niedriger Ordnung der 16-FuD-Reihe berechnet werden würden, falls auch ein 16-Fuß-Register gewählt wäre. Während der Intervalle <_l7* gelangen die Koeffizienten Go. Ci2. Gj bzw. Ci(, an die Multiplizierschaltung 49b. so daß die entsprechenden zehnten, zwölften, vierzehnten und sechzehnten 8-Fuß-Harmonischcn ausgewertet werden. Die entstehende Wellenform hat die Oberschwingungsspcktren der F i g. I und 4A. die für eine 8-Fuß-Stimmc kennzeichnend sind.

Zum Erzeugen einer kombinierten 8-Fuß- und 16-Fuß-Stimmc unter Verwendung der abgeänderten Ausführungsform nach Fig. 5 sind beide Registerschaller ST» und ST_[tt geschlossen. Die Speicher 81a. 81b liefern die oben beschriebenen Koeffizienten mit dem Ergebnis, daß die unvollständigen 8-Fuß-Spektrcn der Fig. I hergestellt werden. Ein Speicher 82b speichert

Tabelle III

l.iinpcnkcnnurif!

die Oberschwingungskoeffizientenwerte C\, C\ C\ und C; in Speicherzellen, die während der aufeinanderfolgenden Intervalle Λ,,ι bis f.,* abgetastet werden. Diese Werte werden über die ODER-Schaltung 71 und den

-, Addierer 73b an die Multiplizierschaltung 49b gegeben. Infolgedessen arbeiter, die Speicher 81a, 81b und 82b, wenn beide Registerhebel STf, und ST\_h gewählt sind, genauso wie die Speicher 53a, 53bder Fi g. 3 zusammen, so daß die kombinierten 8-Fuß- und I6-Fuß-Spektren

in der F i g. 1 erzeugt werden.

Ein 16-Fuß-Si ektrum allein kann dadurch hergestellt werden, daß nur der Schalter ST\t, geschlossen wird. Wiederum liefert der Speicher 82b die Koeffizienten, die zum Erzeugen der ersten vier ungeraden 16-Fuß-

Ii Harmonischen geeignet sind. Die ersten acht geraden 16-Fuß-Harmonischen werden mit von dem Speicher 81a gelieferten Koeffizienten hergestellt. Das entstehende 16-Fuß-Spektrum entspricht dem im unteren Teil der F i g. 1 gezeigten mit der Ausnahme, daß keine

:n höhere Harmonische als die sechzehnte (n'=16) vorhanden ist. Eine 4-FuB-Siimme wird erzeugt, wenn der Schalter STt geschlossen ist. Die Speiche 83a, 83b enthalten die Werte C_n für alle geraden Werte von η zwischen n=2 und n= 16. Wie unten in der Tabelle III

r> angegeben ist, werden diese Werte in Speicherzellen gespeichert, die während der Berechnungsintervalle abgetastet werden, die zur Erzeugung der entsprechenden Komponenten der 8-Fuß-Spekiren der Fig.4A verwendet werden. Alle anderen Positionen der

ι» Speicher 83a, 83b speichern Nullen. Wenn das 4-Fuß-Register ST* gewählt wird, erzeugt die Computer-Orgel 20 einen Klang mit den Oberschwingungsspektren der F i g. 4B.

In gleicher Weise wird eine 2-Fuß-, 1-Fuß-, 2Vi-FuB-

r. oder 1 Vs- Fuß-Stimme erzeugt, wenn der entsprechende Schaller ST_:. ST], ST;_: , ader ST₁ α geschlossen wird. Die Tabelle III zählt auch den Inhalt der Oberschwingungskoclfizientenspcichcr 84a bis 87b auf. die mit den Registern dieser Längenkennung verwendet werden.

4(i Die in Tabelle III gegebenen Kocffizientcnwcrtc veranschaulichen als Beispiel eine Diapason-Stimme. Andere Werte können zur Herstellung unterschiedlicher Stimmen verwendet werden. Jedoch sollten die gespeicherten Koeffizienten mit dem Wert Null Null

4'. bleiben, um die Urzeugung solcher Spektren zu gewährleisten, wie in F i g. 4C bis 4F dargestellt sind.

Wenn das 2Vi-Fuß-Rcgistcr gewählt ist. werden nur die in Fig. 4E mit ausgezogenen Linien dargestellten Komponenten erzeugt. Die dritte und fünfte Harmoni ,ο sehe, deren Frequenz der achten (n^H) bzw. der sechzehnten (π= 16) Harmonischen des 8-Fiiß-Spcktrums entspricht, werden nicht erzeugt. In gleichet Weise wird, wenn das I '/vt'uß-Rcgister gewählt ist. die dritte Harmonische (entsprechend der liinfzchntcii ,, 8-Fuß-Harmonischcn) nicht hergestellt. Diese fehlenden Komponenten sind in F i g. 411 bzw. 4F mit gestrichelten Linien dargestellt und entsprechen Komponenten, die ir den unvollständigen von der Computer-Orgel 2C erzeugten 8-Fuß-Spcktren (F i g. 4Λ) fehlen.

Ohcrschwingungs-

knclTizicntcn-

spcichcr

(iespeicherter OherschwMi kiicll'i/icnl' I In pi^lier
Koelli/ientenwerl

Inten .ill. während dem
Speiche r zolle η ,ihprl.Me
ucrden

■4-1 uH

Hi,ι

127

lcirlsct/uny

Liingenkennung

Oberteil»
^^(ιellΊ.ΊL^>n
spcichcr

Gespeicherter	Typischer	Intervall, während dem
Oherschwingungs-	Koelll/ienlenwerl	Speicher/eilen abgetastet
kuefllzienl*)	(Diapason)	werden
C,	W	',,.„
C_x	36
Chi	23
C_n	28
C: ι	■S
Cw,	8	l.r*
C₁	127	'„■->
c;	71	/

4-IuLi

2-IuLi

i-i-uu

2-,-I-uB

83,;
83/>

84 (/
84 b

85«

85Λ

86»

C₁,.

Cs

Cw,

36

127
71

C-, 127

C₁, 71

86/> C₁; 36

lVl^:uß 87,/ C, 127

87/. C„ 71

*l Alle anderen Bcvpcichcrlcn t)her^t■h»ιngungsk()elΓιzienten^^erlc sind Null

i.r*

Wie früher bemerkt wurde, werden die Register mit kleinerer Längcnkenniing oft zur Vergrößerung bestimmter Harmonischer einer anderen Stimme verwendet. Dies ist durch die Spektren der F i g. 4A und 4F für den Fall veranschaulicht, daß ein 8-FuB- und ein 1 >/·>-Fuß-Register gleichzeitig gewählt werden. In diesem Beispiel werden die fünften und zehnten 8-Fuß-Harmonischen hervorgehoben. Diese Harmonischen haben die resultierenden Amplituden, die in Fig. 4A mit gestrichelten Linien 90,91 dargestellt sind und durch die Summen der Obcrschwingungskocffizienten der beiden gewählten Register spezifiziert werden.

Für das kombinierte 8- und I VvFuß-Registcr werden zu der Zeil f,. , getrennte von Null abweichende Obcrschwingungskocffizicnien aus beiden Speichern 8Ja und 87a entnommen. Der letztgenannte Koeffizient wird über die ODER-Schaltung 72a und die Addierer 75.1. 74a an den Addierer 73a geliefert, wo er mit dem aus dem Speicher 81a entnommenen Koeffizienten summiert wird. Die Summe gelangt über die Leitung 55a an die Muliiplizierschaltung 49a. so daß die berechnete fiinrtc (n = 5) Harmonische die resultierende Amplitude hai. die in Fig. 4Λ mit der Linie 90 dargestellt ist.

In gleicher Weise werden in dem Kanal 240 zu der Zeit /,,,-■ von Null abweichende Koeffizientenwerte aus beiden Speichern 8Ii) und 876 entnommen. Der letztgenannte Wert wird über die ODER-Schaltung 72b und die Addierer 756. 74b an den Addierer 736 geleitet, tto er mil dem am dem Speicher 816 eninommencn Koeffizienten summiert wird. Die Summe wird über die l.cilung 556 an die Multiplizierschaltiing 496 angelegt. Somit hai die ausgewertete zehnte 8-1 iißHarmonischc die vergrößerte Amplitude, die durch die gestrichelte Linie 91 in F i g. 4Λ dargestellt ist. /u allen anderen /eilen als /.,,·, werden Koeffizienten mit dem Wert Null aus den I '/-,-Full-Speichern 87a. 876 entnommen so (IaB die anderen Harmonischen der 8-Fuß-Reihen nicht vergrößert werden.

Die Computer-Orgel 20 nach Fig. 3 kann unter Verwendung üblicher mikroclektronischcr integrierter Schaltungen lci> ι hergestellt werden. So kann der Frequenzzahlspeicher 39 einen Festwertspeicher mit integrierter Schaltung aufweisen, der so programmiert ist, daß er die in der Tabelle Il aufgezählten Frcqucnzzahlcn R enthält. Ein zweckmäßiger Festwertspeicher mit integrierter Schaltung ist der Signetics-Tvp 8223. der vom Benutzer programmiert werden kann und eine Adressierschaltung enthält. Eine solche integrierte Schaltung kann auch als Oberschwingungskocffizientenspeichcr 53a. 536. 70a oder 706 verwendet werden, wobei die unabhängige Adressierschaltung als der zugeordnete Speichcradressendecodcr 54a, 546. 54a' oder 546' dient. Typir.chc gespeicherte Obcrschwingungskoeffizientenwertc sind in den Tabellen I und III aufgezählt.

Die Addierer 40,42 und 5h können unter Verwendung herkömmlicher Addierer mit integrierter Schaltung ausgeführt werden. Solche Schaltungen enthalten das arithmetische logische Element Signctics 8260, den Diirchtastvolladdierer Signctics 8268 und die 4-Bit-Binär-Volladdierer der Typen Texas Instruments SN 5483 und SN 7483. In I i g. 3 werden die beigefügten Bezeichnungen »Tonintervall« und »Oberschwingungsintcrvall« verwendet, um die Funktion des Addierers in der Computer-Orgel 20 an/ugeben. Auf diese Weise bezeichnet der Inhalt qR des Addierers 25 d.is Abtastpunkiintcrvall. bei dem die Tonamplitude gerade ausgewertet wird. In gleicher Weise enthalten die Addierer 42 und 5f) die Weile nqR. welche die Abtastpunktintervallc der K-Fuß-Ilarmonischcn spezifizieren, die in den Kanülen 24.Λ bzw. 24/i ausgewertet weiden.

Der Akkumulator 25 kann Addierer mit integrierten Schaltungen aufweisen, die so geschaltet sind, wie z. B. in dem Standardwerk von Ivan Flores mil dem Titel »Computer Logic«, Prentice-Hall, I960, gezeigt ist. |ecle Sinustabellenschaltung 46a, 46b und ihr Adressendecoder 45a, 45b kann einen Festwertspeicher mit integrierter Schaltung aufweisen, der Sinuswerte mit geeigneter Auflösung D enthält. Mit Sinuswerten vorprogrammierte Speicher sind kommerziell verfügbar und von Texas Instruments als Typ TMS 4405 mit integrierter Schaltung typisiert. Die Multiplizierschal-

tungen 49a, 49b sind herkömmlicher Bauart, wobei die beigefügte Bezeichnung »Oberschwingungsamplitude« anzeigt, daQ die Schaltung den Sinuswert (aus der Leitung 48a und 48£>) mit dem geeigneten Oberschwingungskoeffizienten (aus der Leitung 55a oder 55b) multiplizieri, um als Produkt die Amplitude der Oberschwingungskomponente zu erhalten, die dann in dem die Multiplizierschaliung enthaltenden Kanal 24/4, 24ß berechnet wird. In gleicher Weise sind die übr'gen Bestandteile der Computer-Orgel 20 (F i g. 3) herkömmlicher Bauart.

I lici/ii 4 I)InIi /c

Claims

Patentansprüche:

I. Elektronisches Musikinstrument zur Erzeugung von Musik durch Auslesen von in einem Sinustabellenspeicher abgespeicherten Amplitudenwerten mit einem Taktgeber und einem mit dem Taktgeber verbundenen Zähler, der aufeinanderfolgend Steuersignale abgibt, die verschiedenen Fourierkoeffizienten entsprechen, sowie einem Fourierkceffizientenspeicher, der gesteuert durch eine vom Zähler gesteuerte Speicheradressenerzeugungseinheit aufeinanderfolgende Fourierkoeffizienten zur Berechnung und Weiterverarbeitung der Grundschwingung und deren Obertöne eines gespielten Tones ;<n eine Multiplizierschaltung liefert, weiterhin mit einem durch den Taktgeber über den Zähler gesteuerten Addierer und einem damit verbundenen Obertonintervalladdierer, welche die Adressen der aus dem Sinustabellenspeicher auszulesenden Amplitudenwerte des Grundtons bzw. der Oberiönc eines gespielten Tones mit Hilfe einer dem gespielten Ton zugeordneten Frequenzzahl erzeugen, wobei die ausgelesenen Amplitudenwerte der Multiplizierschaltung zugeleitet werden, gekennzeichnet durch