DE2417308A1

DE2417308A1 - Elektronisches musikinstrument

Info

Publication number: DE2417308A1
Application number: DE2417308A
Authority: DE
Inventors: Teruo Hiyoshi; Eisaku Okamoto
Original assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1973-04-11
Filing date: 1974-04-05
Publication date: 1974-11-14
Also published as: US3897709A; GB1442063A; DE2417308C3; DE2417308B2

Description

KIPPON GAKEI SEIZO K4BUSHIKI KAISHA, Hamamatsu-shi, Shizuoka-ken, Japan

Elektronisches Musikinstrument

Die Erfindung bezieht sich auf elektronische Musikinstrumente im allgemeinen und auf solche elektronische Musikinstrumente, die musikalische Töne erzeugen, die zeitabhängig geregelt werden können, im besonderen·

Ein elektronisches Musikinstrument enthält- grundsätzlich Tongeneratoren mit Oszillatoren und Frequenzteiler zum Erzeugen von Tonsignalen, die den jeweiligen Grundtönen entsprechen, Tonfilter zum Färben der von den Generatoren erzeugten Tonsignalen und Verstärker zum Verstärken der über die Filter übertragenen Tonsignale. Die Tongeneratoren sind an eine Tastenplatte angeschlossen, damit die Tonsignale, die den gedrückten Tasten entsprechen, selektiv angeschaltet werden können. Die Tonsignale, die über die Filter und Verstärker übertragen werden, werden über einen gemeinsamen Verstärker an eine Lautsprecheranlage gegeben.

Zum verschiedenen Modifizieren der erzeugten Töne können

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Regelschaltungen zum Regeln der Tongeneratoren, Filter und Verstärker vorgesehen aein. Änderungen der Tonregelungen sind oedoch. weder leicht noch rasch vorzunehmen.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein' elektronisches Musikinstrument anzugeben, das die Tonsignale mit sich zeitabhängig ändernden Signalen leicht und veränderbar regeln kann·

Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektronisches Musikinstrument anzugeben, das Tonsignale erzeugen kann, deren Tonfärbung und Amplitudenumfang leicht und veränderbar geregelt werden kann. Ferner sollen Tonsignale erzeugt werden können, deren Grundton, Tonfärbung und Amplitudenumfang leicht und veränderbar abgeändert werden können.

Gegenstand der Erfindung ist ein elektronisches Musikinstrument mit mehreren vorher eingestellten Speichen zum Speichern der verschiedene en Einstellungen von regelnden Parametern, die leicht und selektiv mit Schwingungsformgeneratoren zum Erzeugen von regelnden Schwingungsformen zum Modifizieren der Tonsignale verbunden sind.

Gemäß der Erfindung können die Grundtöne, die Tonfarben und die.Amplitudenumfänge der Tonsignale leicht und veränderbar modifiziert werden. Die Arten der Tonregelung können leüit und rasch untereinander ausgetauscht werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält ein elektronisches Musikinstrument einen Tastensatz mit mehreren Tasten, an den Tastensatz angeschlossene Tongeneratoren, die ein Tonsignal mit einer Frequenz erzeugen, das von der betätigten Taste bestimmt ist, einen spannungsgeregelten,

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frequenzveränderbaren Filter, der mit den Tongeneratoren verbunden ist und das Tonsignal aufnimmt, einen ersten Regelspannungs-Sehwingungsformgenerator, der an den Tastenabschnitt und den Filter angeschlossen ist und eine zeitabhängige Schwingungsformspannung bei Betätigung der Taste zum zeitabhängigen Regeln des frequenzveränderlichen Filters erzeugt und einer Regelschaltung besitzt, die die Spannungsinformation an den Schwingungsformgenerator zum Bestimmen der Spannungs-Schwingungsformen liefert.

Zur Erläuterung der Erfindung werden anhand der Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele erläutert.

In den Zeichnungen ist:

Figur 1 ein HLockdiagramm der elektrischen Schaltung eines Ausführungsbeispiels des elektronischen Musikinstruments nach der Erfindung;

Figur 2 zeigt die Regelung der Spannung3schwingungsformen, die von den Schwingungsformgeneratoren in der Schaltung nach Figur 1 erzeugt werden;

Figuren 5A und 2B sind elektrische Schaltbilder der Schwingungsformgeneratoren zum Erzeugen der regelnden Schwingungsformen nach Figur 2;

Figur 4- ist ein elektrisches Schaltbild des Tastenschalters in der Schaltung nach Figur 1;

Figur 5 ist ein Schaltbild des Schwingungsformreglers in der Schaltung nach Figur 1;

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Figur 6 ist ein Schaltbild des spannungsgeregelten Oszillators der Schaltung nach Figur 1;

Figur 7 ist ein Schaltbild des spannungsgeregelten Filters in der Schaltung nach Figur 1;

Figur 8 ist ein Schaltbild des spannungsgeregelten Verstärkers der Schaltung nach Figur 1;

Figur 9 ist ein Schaltbild des Schwingungsformgeperatous für den spannungsgeregelten Ostzillator und den spannungsgeregelten !Euter der Schaltung nach Figur 1;

Figur 10 ist ein Schaltbild des Schwingungsformgenerators für den spannungsgeregelten Verstärker der Schaltung nach Figur 1;

Figur 11 ist ein Blockdiagramm der Schaltung eines anderen Ausführungsbeispieles eines elektronischen Musikinstruments nach der Erfindung;

Figur 12 ist ein Blockdiagramm der Schaltung eines noch weiteren Ausführungsbeispiels des Musikinstruments nach der Erfindung;

Figur 13 ist eine perspektivische Absicht eines elektronischen Musikinstruments mit einer Voreinstell-Mutter tafel nach der Erfindung;

Figur 14 ist eine Vorderansicht dieser Tafel;

Figur 15 ist eine Schaltung des Schwingungsformreglers;

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Figur 16 ist eine Schaltung einer Informationskopieranlage zum Kopieren der Information auf der Voreinst ell-Muttertafel;

Eiguren 17^, 17B und "170 zeigen eine Schaltung, eine Vorder- und Seitenansicht einer festen Speichertafel zur Verwendung beim Schwingungsformgenerator;

Figur 18 ist ein Schema der Voreinstellwähleinrichtung;

Figuren 19·& und 19B sind eine Seiten- und eine Vorderansicht der Voreinstellspeicherplatte mit mehreren festen Speichereinheiten;

Figur 20 ist die Ansicht einer anderen Voreinstellspeicherplatte ;

Figur 21 zeigt ein Blockdiagramm eines noch anderen Ausführungsbeispiels des Musikinstruments nach der Erfindung;

Figur 22 ist ein Blockdiagramm der Schaltung eines weiteren Ausführungsbeispiels des Instruments nach der Erfindung;

Figur 23 ist eine Schaltung des Schwingungformreglers in der Schaltung nach Figur 20;

Figur 24 zeigt die Schaltung eines anderen Beispiels des Schwingungsformreglers in der Schalung nach Figur 21; und

Figur 25 ist eine schematische Seitenansicht eines veränderbaren Widerstandes, der in der Schaltung nach Figur 24 verwendet wird.

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Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines elektronischen Musikinstruments. Eine Tasteniiafel 11 erzeugt Spannungssignale, die den Grundtönen der gedrückten Tasten entsprechen, und auch Auslösesignale, die das Drücken und Loslassen der Tasten in Verbindung mit der Tastenbetätigung darstellen. Das Grundtonsignal wird an einen spannungsgesteuerten, frequenzveränderlichen Oszillator gegeben (nachstehend mit "VCO" bezeichnet), der ein Tonsignal von der der gedrückten Taste entsprechenden Frequenz erzeugt. Das Tonsignal dieses VCO 12 wird über einen spannungsgeregelten, frequenzveränderlichen Filter 15 (nachstehend mit "VGF" bezeichnet) übertragen, die den Ton färbt, d.h. das Tonsignal in ein musikalisches Tonsignal abändert. Das gefilterte Tonsignal wird dann an einen spannungsgeregelten Verstärker 14 (nachstehend als "VCA" bezeichnet) gegeben, der den gewünschten Umfang des Tonsignals gibt. Das Tonsignal, das wie oben geregelt wird, wird dann über einen Verstärker 15 (einschließlich einer Ausdruckssteuerung) an eine Lautsprecheranlage gegeben, um einen musikalischen Ton wiederzugeben. Die Geräte VCO, VCF und VCA 12, 13 und 14· werden mit den Spannungsschwingungsformen der entsprechenden Generatoren 17, 18, und 19 gesteuert, die durch die Tastensignale von der Tastentafel 11 ausgelöst werden und von den Schwingungsformregelsignale eines Reglers 20 geregelt. Die Regelspannungsschwingungsformen für den VCO, VCF, VCA 12, VCA 13 und VCA 14· werden in Figur 2 gezeigt. Die Schwingungsform A in Figur 2 ist für den VCO 12 und/oder den VCF 13 bestimmt, der von einem Ausgangspegel in einer Anhallzeit, die dem Drücken einer Taste folgt, auf einen Anhallwert ansteigt und auf die normale Höhe in einer ersten Abklinjgzeit abfällt und schließlich auf der Hormalhöhe anhält, bis die Taste losgelassen wird, und dann auf die Anfangshöhe in einer zweiten Abklingzeit abfällt. Der VCO 12 ändert schließlich die Schwingungsfrequenz nach der Regelspannungswellenform zum Angleichen

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des Grundtones eines Tonsignals dem natürlichen Musikton. Die Schwingungsfrequenz steigt nämlich von einer etwas niedrigeren Frequenz auf eine etwas höhere Frequenz beim Drücken einer Taste.in der Anhallzeit rasch an und nimmt auf die Normalfrequenz in der ersten Abklingzeit ab und bleibt von dort konstant auf der Kormalfrequenz bis die Taste losgelassen wird, und nimmt dann in der zweiten Abklingzeit auf die Ausgangsfrequenz ab. Der VCF 13 ändert die Äbschaltfrequenz entsprechend der Regelspannungsschwingungsform A, ähnlich dem VCO 12. Für einen musikalischen Ton soll der Grundton und die Tonfärbung grundsätzlich eehr stabil sein. Dies entspricht der Stabilität der Haltehöhe beim VCO und VCF. Deshalb bleibt die Regelspannungsschwingungsform A der Haltehöhe auf Kbrmalhöhe. Die Reg^lspannungsschwingungsform B ist für den VCA 14 bestimmt, der von der Abschalthöhe zur Anhallhöhe in einer Anhallzeit ansteigt, auf eine Abfanghöhe in einer ersten Abklingzeit abfällt, bei einer Abfanghöhe anhält, bis die gedrückte Taste losgelassen wird, und auf die Abschalthöhe in einer zweiten Abklingzeit abfällt. Der VCA 14 ändert den Verstärkungsfaktor entsprechend der Regelspannungsschwingungsform B, auf die Amplitudenfangregelung des Tonsignales. In diesen Fall bleibt die Abfanghöhe ebenfalls variabel„

Die allgemeinen Höhen der Regelspannungsschwingungsformen kann von einem Widerstandskreis im Schwingungsformregler nach den Figuren 3A und 3B eingestellt werden. Eine konstante Spannung wird nämlich zwischen die beiden festen Kontakte eines veränderbaren Widerstandes gelegt und der Gleitkontakt wird auf eine eingeregelte Stellung eingestellt. Beim Schwingungsformgenerator 17 oder 18 nach Figur 3A werden die Regelparameter der Ausgangshöhe, die Anhallhöhe, die Anhallzeit, die erste und die zweite Abklingzeit ebenfalls über die Eingangsklemmen a, b, c, d, und e zum Erzeugen ei-

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ner Spannungschwingungsform zugeführt, wie aus der Kurve Jl in Figur 2 zu ersehen ist. Beim Schwingungsformgenerator nach Figur 3B werden· die Hegelparameter der Anhallzeit, der ersten Abklingzeit, der Abfanghöhe und der zweiten Abklingzeit über die Klemmen f, g, h, und i zum Erzeugen einer Spannungsschwingungsform zugeführt, wie aus der Kurve B in Figur 2 zu ersehen ist.

Der veränderbare Bereich der Anhallzeit kann von 1 msek bis 1 sek bemessen sein und die für die erste und die zweite Abklingzeit auf 10 msek bis 1Osek betragen. Ferner kann eine Polaritätsumkehrschaltung für die Schwingungsformen für den VCC 12 und den VOF 13 durch Manipulation auf der Tafel vorgesehen sein. Die von den Generatoren 17 und 18 erzeugten Regelschwingungsformen für den VCO 12 und den VCF 13 und die vom Generator 19 für den VCA 19 können verschieden geregelt werden. Die Tonregelung während des Drückens einer Taste kann somit ebenfalls 3s.cht durchgeführt werden.

Das Grundtonsignal wird durch Drücken einer Taste erzeugt. Die Tastenschaltung wird in Figur 4 gezeigt. Die Spannung E wird durch den Spannungsteiler aus den Widerständen R1,

R2, R3, geteilt und die Tastenschalter S1, S2, S3,....

liegen an den entsprechenden Spannungsteilerklemmen und werden durch Drücken von entsprechenden Tasten betätigt, so d_aß beim Drücken einer Taste eine geteilte Spannung entsteht. Das gewählte Spannungssignal wird an den VCO 12 gegeben. Die entsprechenden Tastenschalter S1, S2, S3.....

sind mit Schaltern So1, So2, So3, verriegelt, die aus

einer Spannungsquelle E' ein Auslösetastensignal liefern. Ein dem Grundton einer gedrückten Taste entsprechendes Spannungssignal wird über die Schalter S1, S2,.... zum Einstellen der Grundfrequenz im VC012 verwendet. Ein das Drücken oder Loslassen einer Taste darstellendes Tastensignal dient zum Einstellen der Tasten-Druck- oder Loslaßzeit in Genera-

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toren 17 bis 19 über die Schalter So1, So2,

Im Schwingungsformregler 20 (Figur 5)» in dem sich mehrere

veränderbare Widerstände VE11, TOI2, VR21, VE22,

VR31, VR32....... befinden, sind an die Klemmen einer Konstantspannungsquelle über ihre festen Klemmen parallel geschaltet. Die gleitenden Anschlüsse dieser veränderbaren Widerstände liegen an den Ausgangsklemmen. Die Widerstände VE11, VE12, .... stellen die Schwingungsformparameter des Eingangswertes, des Anhallwertes, der Anhallzeit, der beiden Abklingze.iten usw. dar, die an den Schwingungsformgenerator 17 nach Figur 4A gelegt werden. Die veränderbaren Widerstände VE21, VE22,.... VE3I, VR32,.... stellen die Schwingungsformparameter für die Schwingungsformgeneratoren

18 und 19 dar. Diese Parameter können die allgemeinen Einstellvorrichtungen enthalten. Zum Ändern des Profils der Eegelspannungsschwingungsformen der Generatoren 17? Ί8 und

19 werden die Widerstände VE11, VE12, VE21, VB22......

VE3I, VE32 eingestellt. Die Schwingungsfrequenz des

VG012 wird vom Grundtonsignal der Tastentafel 11 und die EegelspannungsSchwingungsform des Generators 17 von den Ausgängen der Eegeler 20 geregelt.

Figur 6 zeigt ein Beispiel des Aufbaues der Schaltung des VC 12, bei der das Grundtonsignal, das von der Tastentafel nach Figur 4- abgeleitet wird, über die Klemme 21 geliefert, in einem Kondensator 22 gespeichert und über einen Puffer 23 hoher Eingangsimpedanz abgeleitet wird. Die Schwingungsform des Generators 17 wird über eine Klemme 24- geliefert und dem Grundtonsignal des Pufferausgangs zugesetzt. Das resultierende Signal wird an einen Spannungs-Stromumformer 25 gegeben, der ein Stromsignal liefert, das einen Kondensator 27 auflädt, der zwischen einer Konstantspannungsquel-Ie 26 und.dem Spannungs-Stromumformer 25 liegt. Die Spannung

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an einer Elektrode des Kondensators 27 wird über einen Puffer 28 an einen Schnitt-Trigger 29 gegeben der einen Transistor 30 zum Entladen des Kondensators 27 auslöst, der leitend wird, wenn die Eingangsspannung einen bestimmten Wert erreicht hat. Der Kondensator 27 wiederholt somit das Laden und Endladen. Der entsprechende schwingende Ausgang wird als Tonsignal von der Klemme 31 abgenommen, die am Ausgang des Puffers 29 liegt. Da die Ladegeschwindigkeit des Kondensators 27 sich mit dem Ausgangsstrom des Umformers ändert, wird die Schwingfrequenz von der Spannung (Grundtonsignal) geregelt, die der betätigten Taste und der Schwingungsform des Grundtonregelgenerators 17 entspricht.

Ein Beispiel des mit dem YCO 12 verbundenen VGF 13 und das Liefern eines Ausgangs zum TOA 14 wird in Figur 7 gezeigt, in der der Tonsignaleingang vom VCO 12 über die Eingangsklemme 32 und einen Pufferverstärker 33 an einen Stromregelwiderstand 34 gegeben wird. Die Regelspannung des Generators 18 und ein allgemeiner Wert, werden künstlich hergestellt und an einen Spannungs-Stromumwandler 35 gegeben, der ein Stromsignal erzeugt. Der stromgeregelte Widerstand 3²J- wird von diesem Stromsignal geregelt. Der Widerstand 34 kann aus Dioden oder dergl. bestehen und stellt die Abschaltfrequenz des Filters zusammen mit einem Reaktor, z.B. einem Kondensator 36, ein. Das gefilterte Tonsignal wird entsprechend in einem Verstärker 37 verstärkt und als gefärbtes Tonsignal von einer Ausgangsklemme 38 geliefert. Vom Generator 18 oder dem Regeler 20 kann ferner über eine Klemme 39 ein Q-Regelsignal an einen spannungsgeregelten Widerstand gegeben werden, das in einen Widerstand umgewandelt wird, der die Größe der Rückkpplung vom Verstärker 37 zum stromgeregelten Widerstand bestimmt und so den Q-Wert des Filters einstellt.

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Ein Beispiel des YOA 14, der mit dem 7GI 13 und dem Generator 19 verbunden ist und an den gemeinsamen Verstärker 15 ein Signal liefert, wird in Figur 8 gezeigt. Die Regelspannung des Generators 19 wird über eine Klemme 41 an einen Spannungs-Stromumwandler 42 gegeben und in ein Stromsignal umgeformt. Das Signal des YOF I3 wird über eine Eingangsklemme 43 und einen Pufferverstärker 48 an einen Differentialverstärker 44 gegeben, der vom Stromsignal gesteuert wird. Der Differentialverstärker 44 liefert über einen phasengerechten Verstärker 45 und einem Phasenumkehrverstärker 46 eine phasengerechte und einen phasenumgekehrten Ausgang. Die beiden Ausgänge sind künstlich und liefern das Ausgangstonsignal der Klemme 47. Vom Differentialverstärker 44 wird das Tonsignal in entgegengesetzter Phase und die Gleichspannungsoberwelle im Eingangstonsignal in Phase an die beiden Ausgänge gegeben. Somit erscheint an der Ausgangsklemme 47 nur das reine Tonsignal.

Ein Beispiel des Schwingungsformgenerators 17 oder 18 zum Erzeugen der Grundton- oder der Tonfarben-Regelspannung wird durch die Kurve A nach Figur 2 in Figur 9 gezeigt. Beim Erzeugen eines Tastensignals wird dieses an einen Steuerfolgeimpuls generator 54 gegeben, der ein Signal X1 liefert. Dieses Signal X1 regelt einen spannungsgesteuerten Widerstand 49, der einen Kondensator 49 in einer Zeit lädt, die vom Widerstand 49 auf eine von der spannungsgesteuerten Spannungsquelle 50 bestimmt wird. Die Klemmenspannung des Kondensators 51 wird über einen Puffer 52 hoher Impedanz ausgeliefert und mit der Spannung verglichen, die von der Spannungsquelle in einer Vergleichseinrichtung 53 eingestellt ist. Beim Überschreiten des Anhallwertes durch die Spannung des Kondensators 51 wird das Laden des Kondensators 51 angehalten. Die Vergleichseinrichtung 53 erzeugt ein Ausgangssignal X2, das an den Steuerfolgeimpulsgenerator 54 gegeben Wird. Bei Empfang

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dieses Signals X2, erzeugt der Regelfolgeimpulsgenerator 54- ein Signal X3, das an den spannungsgeregelten Widerstand

55 gegeben wird, um diesen zu regeln. Der Widerstand 55 läßt den Kondensator 51 sich auf den (allgemeinen) Bezugswert entladen. Bei Empfang eines Tastenfreigabesignals durch, den Generator 54 erzeugt dieses ein Signal X, das an den spannungsgesteuerten Widerstand 57 gelegt wird. Dann entlädt sich, der Kondensator 51 über den Widerstand 57 auf den Anfangswert. Die Klemmenspannung des Kondensators 51 wird über den Puffer 52 und eine Polaritätsumkehrschaltung

56 ausgeliefert, die von einem Polaritätssignal gesteuert wird. Somit ergibt sich eine Regelspannungs-Schwingungsform, die durch, die Kurve A in Figur 2 gezeigt wird. Die Regelparameter, wie der Normalwert, der Anhallwert, die Anhallzeit, die beiden Abklingzeiten, der Anfangswert und die Polarität werden von der Schaltung 20 geliefert und das Tastensignal wird vom Tastenschalterkreis gegeben. Beim Generator 18 kann eine Q-Regelleitung vorgesehen sein, die das Q-Regelsignal vom Regler 20 auf den YOF 13 überträgt.

Figur 10 zeigt ein Beispiel des VerstärkerregeIschwingungsformgenerators 19 zum Regeln des VCA 14, der die Regelparameter der allgemeinen Höhe der Anhallzeit, der ersten Abklingzeit, des Haltewerts und der zweiten. Abklingzeit des Reglers 20 und das Tastensignal der Tastentafel 11 aufnimmt.

Ihnlich dem Generator 17 oder 18 wird ein Signal X1 beim Eintritt eines Tastendrücksignals im Regelfolgeimpulsgenerator 64- erzeugt und zum Laden eines Kondensators 61 in der von dem spannungsgeregelten Widerstand 59 bestimmten Anhallzeit verwendet. Die Klemmspannung des Kondensators 61 wird über einen Puffer 62 von hoher Impedanz an die Vergleichseinrichtung 63 zum Vergleichen mit einem gegebenen Anhallwert gegeben. B_eim Überschreiten des Anhallwertes

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durch, die Kondensatorspannung erzeugt die ■Vergleichseinrichtung 63 ein Signal X¹2 und liefert es an den Generator 64. Dann erzeugt dieser Generator 64 ein Signal X¹3 und legt es an den Widerstand 65, der dann den Kondensator auf einem Wert hält, der von einer spannungsgesteuerten Spannungsquelle bestimmt wird, und hält die Ausgangsspannung auf dem Haltewert. Bei Empfang eines Tastenfreigabesignals durch den Generator 64 erzeugt dieser ein Signal X'4, das an einen spannungsgeregleten Widerstand 67 gelegt wird. Dieser Widerstand läßt sich den Kondensator 61 auf Erdpotential entladen. Dadurch kann eine durch die Kurve B in Figur 2 gezeigte Regelspannung vom Puffer 62 über eine Ausgangsklemme geliefert werden.

Nach diesem Ausführungsbeispiel besteht ein Tonsignal mit dem Grundton, der Tonfarbe und dem Amplitudenumfang, das zeitabhängig gemäß der willkürlichen eingestellten Regelschwingungsform geregelt wird.

Der Stoß - oder Halte-Effekt in der Tonabschwächungsperiode kann ausgedrückt werden, wenn die Tonfärbung und der Tonumfang gut modifiziert wird.

Figur 11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, das dem System nach Figur 1 ähnlich ist, dem aber die zeitabhängige Regelung des VCO 12 fehlt. Die entsprechenden Bestandteile des Systems der Figur 11 sind denen des Systems der Figur ähnlich, so daß dessen Beschreibung entfallen kann. Wenn Stoßeffekt erwünscht ist, werden die Regelspannungsschwingungsformen ohne Haltepegel aus den Reglern 18 und 19 erzeugt, so daß die höheren harmonischen, durch den VO 13 allmählich abgeschnitten werden und die Tonamplitude durch den VCA 14 sanft abklingt.

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Die Tonfärbung ist eines der wichtigsten Probleme der elektronischen Musikinstrumente. Das Tonfärben kann durch Verbessern der Filterschaltung erhöht werden. Dies erfolgt durch das Kombinieren von Filtern anstelle des VCF. Ferner sind oft verschiedene Tonmodifikationen erwünscht, wenn mehrere Stücke nacheinander gespielt werden. Dies kann durch Vorbereiten mehrere Sätze von Speichern erfolgen, die verschiedene Sätze von Tonmodifikationsparameter führen.

Die Figuren 12 und 13 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel des elektronischen Musikinstrumentes das dem System nach Figur 1 ähnlich ist, aber feste Filter 70 enthält, die einzeln zwischen den VCO 12 und den VCFI3 durch den Befehl der Regelschaltung 20' verbunden werden. Eine vorher eingestellte Tafel 71 kann sich an dem Musikgerät 72 des Instrumentenkörpers 72 befinden.

Die Form der voreingestellten Tafel 71 wird in Figur 14 gezeigt, wo die Grundregel-Schwingungsformen 75 j 76 und 77 für den VCO 12, dan VCF 13 und den VCA 14 auf einer Tafel zu sehen sind. Die Betätigungsknöpfe 78a, 78b, entsprechen Veränderlich des Eingangswertes, des Anhallwertes usw. und befinden sich an den jeweiligen Stellen. Beispielsweise befindet sich der Bezugswert für den VCO im Knopf 78a, der Anfangswert im Knopf 78b, der Anhallwert im Knopf 28c, die Anhallzeit im Knopf 28d usw. Die Regelparameter, die von der Regelschaltung 20' zu den Generatoren 18, 17 und 19 gegeben werden sollen, können in diese Voreinstelltafel eingegeben werden. Außer diesen Knöpfen gibt es dort Polaritätsregelschaltungen 29a und 29b zum Regeln der Schwingungsformen für den VCO und den VCF, Auswahlschalter 30a, 30b,..... für die festen Filter 13 und ferner ein Q-Wert-Wahlkaopf für den VCF 13.

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Auf der Rückseite der Tafel 74 befinden sich, veränderbare Widerstände, die den jeweiligen Knöpfen entsprechen. Diese Widerstände sind so geschaltet, wie es Figur 15 zeigt, so daß den jeweiligen Einstellungen an den Widerständen entsprechende Spannungssignale von den Klemmen 91 *» 91b, 91c abgenommen werden können. Hinsichtlich der Schalter 79a,

79b, 80a, 80b, können bei'den Einstellungen entsprechende

Spannungssignale abgenommen werden. Diese Signale dienen als Parameter zum Regeln der Generatoren. Wenn die Klemmen 91a» 91b, 91c, .... in der Schaltung nach Figur 15 über Ausführungsdrähte 32 an eine Kopplungseinrichtung 83 herausgeführt werden und dieser mit der Hauptschaltung verbunden wird, kann dieses Voreinstellgerät 71 wie die Regelschaltung 20' (Figur 12) arbeiten.

Obwohl das Voreinstellgerät 71 wie die Regelschaltung 20' verwendet werden kann, ist es in der Praxis erwünscht, mehrere solcher Regelschaltungen, d.h. Speicher, zum verschiedenen Voreinstellen und Auswählen eines entsprechenden Stückes vorzubereiten. In diesem Fall ist jeder Speicher vorzugsweise kompakt auf einer Tafel integriert. Somit sollen mehrere kleine veränderbare Widerstände in einer Speichertafel eng integriert werden. Die Regelparameter zum Regeln der Schwingungsformen sollen in einer solchen Speichertafel gespeichert werden.

Das Voreinstellgerät 71 dieses Aufbaues kann zweckmäßig zum richtigen Speichern der Regelparameter in einer Speichertafel verwendet werden. Die Regelparameter kann, in dem Voreinstellgerät 71 eingestellt, leicht in einer Speichertafel durch Verwendung eines Informationskopiergerätes 84 kopiert werden (Figur 16)· Das Kopiergerät 84 enthält einen Koppler 85 zum Verbinden des Kopplers 83 der Tafel 7I. Ein anderer Koppler 86 dient zum Anschließen einer Speicherplatte,

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verriegelten Drehschalter 87a und 87b, einer Vergleichseinrichtung 88 und eines Meßgerätes 89· Die Drehschalter 87a und 87b wählen zwei entsprechende Klemmen der Voreinstelltafel und der Speicherplatte aus und verbinden sie mit den beiden Eingängen der Vergleichsschaltung 88 mit dem Verstärker. Die Vergleichsschaltung 88 erzeugt einen Ausgang entsprechend der Differenz der beiden Eingänge und liefert ihn an das Meßgerät 89, wo die Differenz leicht beobachtet werden kann. Die Information in der Voreinstelltafel 71, die leicht vorläufig eingestellt werden kann, kann in einer Speicherplatte durch aufeinanderfolgendes Auswählen der Klemmen der Drehschalter 87a und 87b und durch Einstellen der veränderbaren Widerstände in der Speicherplatte kopiert werden, damit das Meßgerät 89 Hull anzeigt (Nullmethode). Auf solche Weise können leicht mehrere Speichertafeln so eingestellt werden, daß sie die gewünschte Information speichern.

Bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel sind mehrere veränderbare Speicher vorgesehen. Die Zahl der in den meisten Fällen verwendeten Musikinstrumenten ist jedoch nicht sehr groß. Deshalb ist es üblich, eine bestimmte Zahl fester Speicher in Kombination mit mehreren variablen Speichern vorzusehen.

Die Figuren I7A, I7B und I7C zeigen ein Ausführungsbeispiel eines anstelle der Regelschaltung 20 oder 20' zu verwendenden Festspeicher. Das Schaltbild eines Festspeichers nach Figur I7A ist dem nach Figur I5 ähnlich, jedoch ist der veränderbare Widerstand durch eine Reihenschaltung zweier Spannungsteiler-Widerstände ersetzt. Das weglassen der mechanischen beweglichen Teile erhöht die Herstellung der Speichertafel erheblich. Die Figuren I7B und Λ^Ο zeigen eine Form des FestSpeichers, bei dem die Spannungsteiler bildenden

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Widerstände und die die Ausgänge bildenden Dioden sich auf einer gedruckten Schaltung 93 befinden, deren Ausgangsklemmen an den Kanten angeordnet sind und die Schaltung nach Figur 17A bilden. Die ge.samte Speicherplatte 92 kann aus Isoliermaterial bestehen, wie es durch die gestrichelte Linie angedeutet ist.

Der Aufbau und die Auswahl solcher Speicherplatten 93 kann mit Wähleinrichtungen 94 erfolgen, wie Figur 18 zeigt, wo das Drücken eines Wählschalters eine entsprechende Speicherplatte auswählt. Die verschiedenen Arten der Tonmodifikation können rasch erhalten werden.

Die Figuren 19^ und 19B zeigen eine weitere Form eines Speichers mit mehreren Speichergeräten. Die Speicherplatte nach diesen Figuren entspricht einem Teil der Schwingungsformregelschaltung, z.B. der für die oberen Tasten. Entsprechende Einerspeicher 95a, 95b...... führen verschiedene Informationen zum Gestalten der Regelschwingungsformen zum Ausbilden verschiedener musikalischer Töne. Die Spannungsquelle und die Ausgangsklemmen sind in einem Anschlußteil zusammengefaßt das über Verbinder und Leitungen an einer Kante der ^auptplatte angeordnet ist. Der Zusammenbau ist über Wähleinrichtungen mit der Regelschaltung im Instrumentenkörper verbunden. Nach diesem Ausführungsbeispiel sind verschiedene Arten der Tonmodifikation auf die eine oder die andere Viieise möglich, wobei einer sich durch die Auswahl eines gewünschten EinerSpeichers aus mehreren solcher Speicher an der Haupttafel und der andere sich durch den Austausch der Haupttafel als Ganzes ergibt.

Eine Abänderung dieses Ausführungsbeispiels wird in Figur 20 gezeigt, in der die Haupttafel 96 Einerspeicher 95a, 95b,.. für alle oberen Tasten U, das untere Tastenbrett L und das Pedaltastenbrett 'P trägt.

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Die beschriebenen Ausführungsbeispiele, die Festspeicher benutzen, können schematisch durch das Blockdiagramm nach Figur 21 dargestellt werden· Bei der Regelschaltung 20 sind mehrere feste und veränderbare Speicher vorgesehen, von denen einer über die Auswahleinrichtung 94- rasch ausgewählt wird. Nach diesem System soll die Zahl der vorgesehenen Festspeicher oder sonst eine Zahl von Informationen in veränderbaren Speichern gespeichert werden, wenn viele verschiedene, aber meist dieselben Tonmodifikationen erwünscht oder ein Teil der Tonmodifikationen geändert werdensollen.

Figur 22 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Systems eines elektronischen Musikinstruments, bei dem zusammen mit der festen Regelung eine veränderbare Regelung verwendet werden kann. Die Regelschaltung 120 enthält vorher eingestellte Speicher 120b, 120c und einen veränderbaren Speicher 120a, einen voreingestellten Speicherwählschalter 121 und einen veränderbaren Speicherverbindungsschalter 122. Die voreingestellten Speicher sind fest und voreingestellte veränderbare Speicher.

Eine Abänderung eines voreingestellten Speichers kann leicht durch Einstellen der veränderbaren Widerstände auf dem Instrumenttafelgehäuse erfolgen. Die veränderbare Regeleinrichtung 20a, mit veränderbaren vViderständen befindet sich im Instrumenttafelgehäuse an einer Stelle, wo sie leicht betätigt werden kann. Die Informationsausgänge der veränderbaren Regeleinrichtung 120a ist über die Schalter 122 an die Schwingungsformgeneratoren 17» 18 und 19 gekoppelt. Andererseits sind die Informationsausgänge eines voreingestellten Speichers 120b 120c, über einen voreingestellten Auswahlschalter 121 an die Generatoren 1?» 18 und 19 gekoppelt.

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Die Informationsausgänge der veränderbaren Regeleinrichtung 120a wird denen eines voreingestellten Speichers hinzugefügt und die Generatoren werden auf diese beiden Ausgangsarten geregelt.'

Die veränderbaren Widerstände.an der Tafel sind vorzugsweise so angeordnet, daß die Informationsausgänge der veränderbaren Regeleinrichtung normalerweise Null sind.

Ein Schaltbild der Regelschaltung 120 mit veränderbaren und

voreingestellten Regeleinrichtungen 120a, 120b, 120

wird in Figur 23 gezeigt, bei der jede feste Klemme der veränderbaren Widerstände in der Regeleinrichtung geerdet ist·

Figur 24 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Regelschaltung. In der Regelschaltung 120' nach Figur 24 enthält eine veränderbare Regeleinrichtung 12? veränderbare Widerstände, die keinen Ausgang erzeugen, wenn die Gleitkontakte sich in den Mitten befinden. Ein Beispiel eines solchen veränderbaren Widerstandes ist in Figur 25 zu sehen.

Zusammenfassung;

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Musikinstrument mit einem 'Tongenerator, der einen Spannungsgesteuerten Oszillator, einen spannungsgesteuerten Filter zum Färben des Tonsignals, einen spannungsgeregelten Verstärker zum Liefern einer gewünschten Hüllkurve für das Tonsignal, Spannungsschwingungsformgeneratoren zum Erzeugen von RegelspannungsSchwingungsformen, und einem Schwingungsformregler zum Regeln der Schwingungsformen durch Verwendung der Spannungsparameter enthält, die die Ausgangshöhe, die Anhallhöhe, die Anhallzeit, die erste Abklingzeit, die Haltehöhe und die

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Claims

PATENTANWÄLTE

DIPL. ING. WALTER MEISSNER DiPL. ING. HERBERT TISCHER

DIPL. ING. PETER E. MEISSNER )j mdNCHEN 2 4 1 7 3 O 8

DIPL. ING. H.-JOACHIM PRESTING

BERLIN , - .,,

& tit J si -

1 BERLIN 33 (GRUNEWALD), den HERBERTSTRASSE 22

OPA-4-72/01 /H853/MBS

Patentansprüche:

MyOElektronisches Musikinstrument mit einem Tastentafelabschnitt, der mehrere Tasten enthält, mit einem Tongenerator, der an den Tastentafelabschnitt gekoppelt ist und ein Tonsignal mit einer von der betätigten Taste bestimmten Frequenz erzeugt, und mit einem spannungsgesteuerten in der !Frequenz veränderbaren Filter, der mit dem Tongenerator verbunden ist und das Tonsignal aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Hegelspannungs-Schwingungsformgenerator (12) an den Tastentafelabschnitt und den Filter (15) gekoppelt ist und eine zeitabhängige Spannungsschwingungsform bei Betätigung der Taste für zeitabhängiges Regeln der Filter mit veränderbarer Frequenz erzeugt, und daß eine Regelschaltung eine Spannungsinformation an den Schwingungsformgenerator zum Bestimmen der Spannungsschwingungsform liefert.
2. Instrument nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, d_aß . ein zweiter Regelspannungsschwingungsformgenerator (17) von einem Signal geregelt wird, das die Betätigung einer Taste darstellt und eine zeitabhängige Spannungsschwingungsform zum zeitabhängigen Regeln des frequenzveränderbaren Oszillators erzeugt, dessen Oszillatorfrequenz durch ein Eingangsspannungssignal veränderbar geregelt wird, und

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daß die Regelschaltung eine Spannungsinformation an die beiden Schwingungsformgeneratoren (18, 19) zum Bestimmen der Schwingungsform liefert.
3. Instrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungs Schwingungsformen die Vierte auf festen Bezugswerten halten.
4. Instrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelschaltung eine Tafel mit einer Zeichnung geregelter Schwingungsformen für den zeitabhängigen Grundton und die Tonfarbenregelung enthält, daß mehrere Betätigungseinrichtungen an den Variablen zum Bestimmen der Ausbildung der Regelschwingungsformen entsprechenden Stellen vorgesehen sind, daß mehrere veränderbare Einstellschaltungen entsprechend den jeweiligen Betätigungseinrichtungen vorgesehen sind, und die Veränderbaren zum Regeln dieser einstellen, von denen jede Schaltung eine Spannungsteiler-V/iderstandsschaltung und eine' Schalteranordnung besitzt, und daß zum unabhängigen Ableiten der veränderbaren Einstellsignale von den entsprechenden Schaltungen vorgesehen sind.
5. Instrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelschaltung mehrere Speicher enthält, die mehrere veränderbare Regelschwingungsformen mit Widerstandsschaltungen und einem Wahlschalter für einen der Speicher einstellen, und an die Schwingungsformgeneratoren anschliessen.
6. Instrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelschaltung eine Aufbautafel mit mehreren Einerspeichertafeln enthält, von denen jede mehrere TCiderstandsanordnungen zum Speichern der Spannunginformation

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zum Bestimmen der Regelschwingungsformen aufweist, und daß eine Wähleinrichtung mit einer Einerspeichertafel verbunden ist.
7* Instrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelschaltung einen Speicher enthält, der mehrere veränderbare zum Bestimmen der Regelspannungsschwingungsformen und eine veränderbare Regeleinrichtung mit veränderbaren Widerständen zum veränderbaren Regeln der Veränderbaren durch Hinzufügen von Veränderungen der Ausgänge des Speichers besitzt.
8. Instrument nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzveränderungen Mull sind, wenn die■Betätigungseinrichtung für den entsprechenden veränderbaren Widerstand sich in der Mitte des bewegbaren Bereichs befindet.
9. Voreinstelleinrichtung für ein elektronisches Musikinstrument nach den vorhergehenden Ansprüchen, gekennzeichent durch eine Tafel, die die Regelschwingungsformen zum zeitabhängigen Indern des. Grundtons und der Tonfärbung trägt, durch mehrere Betätigungseinrichtungen, die an entsprechenden Stellen die Veränderbaren zum Bestimmen der Regelschwingungsformen darstellen, durch mehrere veränderbare Einstellschaltungen, die mit den Betätigungseinrichtungen verbunden sind, und durch Verdrahtung zum unabhängigen Ableiten der eingestellten Veränderbaren aus d^f Schaltungen zum veränderbaren Einstellen.

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