DE2500839B2

DE2500839B2 - Elektronisches Musikinstrument mit Sinustabellenspeicher

Info

Publication number: DE2500839B2
Application number: DE2500839A
Authority: DE
Inventors: Ralph Sherman Oaks Deutsch; Glen R. Westminster Griffith
Original assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1974-01-11
Filing date: 1975-01-10
Publication date: 1980-04-24
Also published as: DE2500839A1; JPS50103319A; US3910150A; DE2500839C3; JPS5419292B2; NL7500303A; GB1482302A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Musikinstrument gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Ein derartiges Musikinstrument ist aus der japanischen Offenlegungsschrift 48/90 217 bekannt. Das dort beschriebene Musikinstrument verwendet einen Speicher für Amplitudsnwerte und einen Fourierkoeffizientenspeicher zur Berechnung von Obertönen eines gespielten Tones. Daraus werden Töne mit einem bestimmten Klangbild an den Tongenerator geliefert.

In der Praxis ist es wünschenswert, durch bestimmte Effekte die Annäherung der Orgel an eine natürliche, aus Orgelpfeifen bestehende Orgel zu erhöhen. Zum anderen bietet die Elektronik durch spezielle Schalttechniken die Möglichkeiten, ganz neue Effekte einzuführen, um die Vielseitigkeit eines elektronischen Musikinstrumentes zu verbessern, beispielsweise durch eine Schaltung, die eine aulomatische Wiederholbarkeit von gespielten Tönen erlaubt, wp.e vorzugsweise auch mit dem sogenannten Sustain-Effekt kombiniert werden kann, d. h. einem allmählichen Abfall der Tonamplitude gegen Schluß des Tones. Durch diese Kombination wird ein ganz spezieller Effekt erzielt.

In der DE-OS 23 02 214 wird eine Anordnung zur Erzeugung von Klangschwingungen beschrieben, die ein ähnliches Prinzip wie die japanische Offenlegungsschrift 48/90 217 verwendet. Durch die dort beschriebene Anordnung können jedoch keine speziellen Klangeffekte wie eine Wiederholbarkeit des gespielten Tones erzielt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Musikinstrument der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß ein gespielter Ton automatisch und in der Tonhöhe verändert, vorzugsweise um eine Oktave verändert, wiederholt wird, wobei eine Kombination mit einer Schaltung zur gleichzeitigen Erzielung des Suslaineffektes möglich ist und die Komponenten der Grundschaltung nicht verändert werden müssen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruches I gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.

Die anmeldungsgemäße Lösung ist dadurch überraschend einfach und vorteilhaft, daß gerade zwischen dem Tonin:ervalladdierer und dem Obertonintervalladdierer nach der japanischen Offenlegungsschrift 48/90 217 eine Multiplizierschaltung eingefügt ist, die

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den Wert des vom Tonintervalladdierer gelieferten Signals im Takt eines weiteren zusätzlichen Taktgebers abwechselnd mit »1« und mit einem vorbestimmbaren Faktor multipliziert

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Multiplizierschaltung als Schieberegister ausgebildet, in dem die Stellen des Wertes des vom Tonintervalladdierer gelieferten Signals verschoben werden. Die Verschiebung kann mittels eines Flip-Flop durchgeführt werden, das vom zusätzlichen Taktgeber gesteuert wird.

Eice zweckmäßige Ausbildung der Erfindung besteht in einer Zusatzschaltung, um zu gewährleisten, daß die automatisch wiederholten Töne Hüllkurven aufweisen. Eine derartige Schaltung besteht aus einer Steuerungseinrichtung für die Anstiegs- und Abklinggeschwindigkeit, der das Ausgangssignal des weiteren Taktgebers zugeführt wird. Diese Steuerungseinrichtung liefert Steuersignale entsprechend den Signalen des weiteren Taktgebers an einen Speicher für Abklinghüllkurven und löst in diesem Hüllkurvensignaie aus, die an eine Obertonkoeffizientenskalierschaltung wei'.;rgege'oen werden. Dieser letzteren Schaltung werden auch vom Obertonkoeffizientenspeicher Obertonkoeffizienten zugeführt Aus der Obertonkoeffizientenskalierschaltung werden somit Obertonkoeffizienten, die mit Hüllkurvensignalen beaufschlagt sind, an die Obertonamplitudenmultiplizierschaltung geliefert, wo diese Signale weiter verarbeitet und dem Tongenerator zugeführt werden. Diese Zusatzschaltung kann an die Grundschaltung gemäß der Erfindung angebaut werden, ohne daß die erstere verändert werden muß, wobei lediglich das Ausgangssignal des weiteren Taktgebers der Anstiegsund Abklinggeschwindigkeitssteuerungseinrichtung zugeführt wird und zwischen Obertonkoeffizientenspeicher und Obertonamplitudenmultiplizierschaltung eine Obertonkoeffizientenskalierschaltung eingefügt wird, die eine Beaufschlagung der Obertonkoeffizienten mit Hüllkurvensignalen ermöglicht.

Darüber hinaus ist auch eine Kombination der Grundschaltung mit einer Schaltung zur gleichzeitigen Erzielung des Sustaineffektes möglich, ohne die Grundschaltung verändern zu müssen. Dadurch ergibt sich eine zusätzliche automatische Veränderung der Tonhöhe eines gespielten Tones derart, daß der gespielte Ton automatisch abklingt Zur Durchführung dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Sustain-Logikschaltung vorgesehen, die von einem Tastaturschalter Signale erhält, welche den gespielten Tönen bzw. gedrückten Tasten im Falle eines Tasteninstrumentes wie einer elektronischen Orgel zugeordnet sind. Die Logikschaltung liefert an eine Geschwindigkeitssteuerschaltung Signale, aufgrund welcher diese Schaltung die maximalen Amplituden der Tonsignale während eines auf eine freigegebene Taste folgenden Wiederholungsintervalls laufend verringert. Der Ausgang der Geschwindigkeitssteuerschaltung steuert einen Speicher für Sustain an, welcher in Abhängigkeit von dieser Ansteuerung zeitabhängige Signale an eine Sustain-Skalierschaltung liefert, die zwischen den Speicher für Abklinghüllkurven und die Obertonkoeffizicntenskalierschaltung geschaltet ist und die an die Obertonkoeffizientenskalierschaltung mit Sustain beaufschlagte Hüllkurvensignale liefert, falls eine derartige Schaltung für Hüllkurvensignaie vorgesehen ist.

Die Geschwindigkeitssteuerschaltung enthält vorzugsweise einen dritte·¹ Taktgeber und ein weiteres Schieberegister, deren Speicherplätze der Zahl des ersten Schieberegisters gleich ist und das ein einziges »!«-Bit speichert, welches am Beginn des Wiederbolungsintervalls die erste Position des Schieberegisters einnimmt und durch Ausgangsimpulse des Taktgebers

verschoben wird.

Die Schaltung kann so ausgebildet werden, daß über den weiteren Taktgeber das einzige »!«-Bit im ersten Schieberegister in eine Position zurückstellbar ist, welche der Position des einzigen »1«-Bit im zweiten

ίο Schieberegister während des Zeitpunktes der Rückstellungentspricht

Zum besseren Verständnis eines Musikinstruments nach der Erfindung soll im folgenden kurz auf dessen theoretische Grundlagen eingegangen werden. Wäh-

i-i rend einer Periode i, wird für einen Realzeitbetrieb des Musikinstrumentes eine Berechnung der Amplitudenwerte gemäß der Gleichung

V/2

= Σ C„ sin —■ IU₁R

π = ι yy

durchgeführt, wobei gilt:

C =

eine ganze Zahl,
die jede Periode /,
proportional zur fortschreitenden Zeit erhöht,

1,2,3,...

die Ordnung der gerade ausgewerteten Fourier-Komponcnte.

ein Koeffizient, der die relative Amplitude der M-ten Komponente darstellt = Obertonkocffizienl.

Die Periode der berechneten Wellenform und damit die Grundfrequenz des gespielten Tones wird durch eine Frequerizzahl Rdargestellt, die mit den Instrumenttas'aturschaltern gewählt wird. Falls in Gleichung (!) der Wert 2 R anstatt von R gewählt wird, ergibt sich ein Ton mit der doppelten Frequenz (d. h. eine Oktave höher). Die Oktavenwiederholung gemäß der Erfindung wird dadurch erreicht, daß die Gleichung (1) abwechselnd mit dem Wert R entsprechend der Grundfrequene und dem Wert 2 R entsprechend einer Oktave höher erfüllt wird. Ein weiterer Taktgeber (in Hinblick auf den Taktgeber der Grundschaltung nach dem Stande der Technik) bestimmt die Wiederholungsgeschwindigkeit für das Wechseln der Oktaventöne. Diese Geschwindigkeit kann so gewählt werden, um entweder ebe nichtüberlappende Okiavenwiederholung oder einen Überlappungseffekt zu erzielen.

Zur Erzielung bestimmter Anstiegs- und Absiiegskennlinien können die Obertonkoeffizienten aus dem Obertonkoeffizientenspeicher programmatisch skaliert werden. Dies kann durch Multiplizieren jedes Koeffizienten C_n mit e'nem AnstiegaVAbkling-Skalierfaktor D(t), der zeitabhängig ist, erreicht werden. Diese Skalierfaktoren werden zweckmäöigerweise vom Speicher für Abklinghüllkurven geliefert, der von einer

AnsticgS'/Abkling-Gesch windigkeil ssteuerschaltung
angesteuert wird.

Zur Erzielung de< Suslain-Effcktes wird das Erzeugen von abwechselnden Tönen nach dem Loslassen der gespielten Tontaste fortgesetzt. Während dieser Sustain-Periode werden die Obertonkoeffizienten C_n

durch eine Sustain-Skalierschaltung und einen bestimmten Maßstabsfaktor S(t) weiter skaliert. Dieser Maßstabsfaktor erhält zweckmäßigerweise während des Drückens der Taste den Wert I und nimmt während der Sustain-Periode allmählich auf den Wert 0 ab.

Bei der Tonerzeugung wird eine Oktavenwiederholung durch eine Beziehung gemäß folgender Gleichung erhalten:

Nl

IK/ R

Diese Beziehung läßt sich gemäß der folgenden Beziehung um einen Maßstabsfaktor verändern:

lR) = Σ S(t) D(I)C_n sin

,1.

wobei Λ = 2¹³ und d vorzugsweise ganzzahlig ist. Ist d ganzzahlig, so liegt der alternierende Ton bei einer ganzen Oktave der Grundfrequenz und der Wert d spezifiziert das Intervall innerhalb der chromatischen Tonleiter. Für d=)2 und damit k=2 wird der alternierende Ton eine Oktave (12 chromatische Töne) oberhalb der Grundfrequenz (d. h. 4'); für ein »Sechstel« ist d= 9, so daß k = 2⁹"²= 1,68 ist. Wenn rf negativ ist, hat der alternierende Ton eine niedrigere Frequenz. Für d = - 12 wird Ar = '/2, d. h. der alternierende Ton liegt eine Oktave niedrigcr(d. h. 16').

Ausführungsbeispiele eines Musikinstruments nach der Erfindung werden anhand der Zeichnung im folgenden beschrieben. Es zeigt

Fig. IA eine Wellenform bei einem typischen Oktavenwiederholungseffekt mit Sustain-Effekt,

F i g. 1B bis 1E Steuersignale, welche in dem in F i g. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel verwendet werden,

Fig. 2A und 3A Wellenformen bei überlappender Oktavenwiederholung, wobei die einzelnen Töne keinen abrupten Anstieg aufweisen,

F i g. 2B und 3B Steuersignale, die im Ausführungsbeispiel gemäß Fig.4 während der Erzeugung der in F i g. 2A und 3A dargestellten Oktavenwiederholungseffekte verwendet werden,

F i g. 4 ein Blockschaltbild einer elektronischen Orgel mit einer Schaltung für Oktavenwiederholungseffekte,

Fig. 5 die in Fig. 4 dargestellte Sustain-Logikschaltung im Detail.

F i g. 6 ein Blockschaltbild der in der Orgel von F i g. 4 verwendeten Scha'tungsanordnung zur Herstellung kombinierter AbHing- und Sustain-Maßstabsfaktoren.

F i g. 7 ein Blockschaltbild einer anderen Schaltung zum programmatischen Liefern der Anstiegs-/Abkling- und Sustain-Maßstabsfaktoren.

In F i g. IA, 2A und 3A sind Oktavenwiederholungseffekte dargestellt, die mit dem Ausführungsbeispiel eines elektronischen Musikinstrumentes wie einer elektronischen Orgel oder Computerorgel 20 gemäß F i g. 4 erzeugt werden können. Für jeden durch einen gespielten Ton betätigten Tastaturschalter 21 erzeugt das Instrument 10 abwechselnd einen Ton der Grundfrequenz gemäß Gleichung 2 und einen Oktaventon gemäß Gleichung 3. Die Wechselgeschwindigkeit wird durch eine Oktavenwiederholungsgeschwindigkeits-Steuerschaltung 22 bewirkt. Die entstehenden Klänge werden vom Tongenerator oder Kiangsystem 23 wiedergegeben.

Während der Erzeugung von Tönen der Grandfrequenz und des Oktaventones wird jeder Amplitudenwert X^qR)während einer Periode /, berechnet, die von einem Taktgeber 24 und einem Zähler 25 mit dem Modulo 2 W gebildet wird. Der Zähler 25 liefert sechzehn aufeinanderfolgende Unterintervall-Taktimpulse t,_r\ bis /,,,κ,, die zum Leiten der Berechnung der entsprechenden sechzehn Fourier-Komponenten verwendet werden, die bei jeder Wellenformamplitudenberechnung benötigt werden. Das Signal t_lV^ wird von einer Verzögerungseinheit 26 geringfügig verzögert, um ein /,-Taktsignal auf einer Leitung 27 herzustellen.

Eine Gruppe Frequenzzahlen R, die den Tönen des Instruments 20 entsprechen, wird in einem F'requenzzahlspeicher 28 gespeichert. Am Ende jedes Berechnungsintervalls f, gelangt die gewählte Frequenzzahl R durch eine Torschaltung 29 und wird zu dem vorhandenen Inhalt eines Tonintervalladdierers 30 addiert. Somit stellt der über eine Leitung 31 gelieferte iniiaii lies Auuicieis 30 ucii Wer; (<jR) dar, der den gerade ausgewerteten Amplitudenwert bezeichnet. Vorzugsweise hat der Tonintervalladdierer 30 den Modulo 2 W, wobei Wdie von dem System ausgewertete Fourier-Komponente höchster Ordnung ist. Zufriedenstellende Pfeifenorgelsynthese wird erreicht, wenn VV = 16 Fourier-Komponenten mit dem System ausgewertet werden, das mit 10 bezeichnet ist.

Der Wert (qR) wird einem Schieberegister 32 mit parallel· mi Eingängen und parallelen Ausgängen zugeführt. Während der Erzeugung des Grundfrequenz-Tones wird keine Verschiebung von dem Register 32 durchgeführt, so daß der Ausgang von diesem Register auf einer Leitung 33 derselbe Wert (qR)ist. Wie weiter unten ausführlicher erörtert ist, führt das Schieberegister 32 während der Erzeugung des Oktaventons eine Linksverschiebung um eine binäre Bit-Position durch. Dies hat die Wirkung, den Wert (qR) mit zwei zu multiplizieren, so daß der Ausgang auf der Leitung 33 der Wert (ql R)\sl.

Der auf der Leitung 33 vorhandene Wert (qR) oder (q 2 R) wird zu dem Inhalt eines Obertonintervalladdierers 35 bei Auftreten jedes Berechnungstaktimpulses K_v \ bis tc_P\h addiert. Dies wird mittels einer Torschaltung 36 erreicht, die in die Leitung 33 geschaltet ist und von jedem der über eine ODER-Schaltung 37 gelieferten Impulse t_cpi bis t_ip]h durchgeschaltet wird. Der Obertonintervalladdierer 35 wird am Ende jedes Amplitudenberechnungsintervalls f, zurückgestellt. Somit stellt der Inhalt des Obertonintervalladdierers 35 die Größe (nqR) während der Berechnung des Grundfrequenz-Tones dar. Während der Erzeugung des Oktaventones repräsentiert der Inhalt des Addierers Zt die Größe (nq2 R). Diese Werte sind auf einer Leitung 38 verfügbar. Ein Adressendecoder 39 entnimmt aus einer Sinustabellenschaltung den Wert sm-^nqR oder stn^nq 2 R, der dem über die Leitung 38 erhaltenen Argument (nqR) bzw. (nq 2 R) entspricht. Die Sinustabellenschaltung 40 kann einen Festwertspeicher aufwei-

sen, der Werte von s'm-^Φ für 0 < Φ < ^- bei Intervallen W 2

von D speichert, wobei D als Auslösungskonstante des Speichers bezeichnet wird. Mit dieser Anordnung wird während der Erzeugung des Grundfrequenztones der

Wert sm^-.nqR auf einer Leitung 41 aus der

Sinustabellenschaltung 40 während des entsprechenden Berechnungsintervalls t_cpn geliefert Beispielsweise ist

während des Intervalls l,_rq der Wert sin^9 qR auf der

Leitung 41 vorhanden, wenn die Fourier-Komponente neunter Ordnung berechnet wird. In entsprechender Weise ist während der Erzeugung des Oktaventones der Wert s\n-^nq2 R auf der Leitung 41 während des

euaorechenden Berechnungsintervalls t_cpn vorhanden, während dem die Fourier-Komponente n-ter Ordnung ausgewertet wird.

Der auf der Leitung 41 vorhandene Sinuswert wird mit dem skalierten Obertonkoeffizientenwert S(I)D(I)C_n multipliziert, der auf einer Leitung 42 von einer Obertonamplituden-Multiplizierschaltung 43 geliefert wird. Das Produkt, das der Amplitude der laufend ausgewerteten Fourier-Komponente entspricht, gelangt über eine Leitung 44 an einen Akkumulator 45. Dieser wird vor jedem Berechnungsintervall zurückgestellt, so daß am Ende der Periode i, der iiihaii ucrs Akkurriüiäiur s. 45 den Amplitudenwert Xo(qR) für den laufenden Abtastpunkt darstellt. Dieser Wert gelangt durch eine Torschaltung 46 an einen Digital-Analog-Umsetzer 47, der an das Klangsystem 23 eine Spannung liefert, die dem gerade berechneten Amplitudenwert entspricht. Die Berechnung des Amplitudenwertes am nächsten Abtastpunkt wird darauffolgend eingeleitet, so daß die von dem Umsetzer 47 gelieferte Analogspannung eine in Realzeit erzeugte Musikwellenform ist.

Die Arbeitsweise des Schieberegisters 32 wird von der Oktavenwiederholungsgeschwindigkeit-Steuersc.altung 22 gesteuert. Diese Schaltung besteht aus einem Taktgeber 50, der die Oktavenwiederholungs-Altemierungsgeschwindigkeit herstellt. Der Taktgeber 50 liefert einen Impuls auf einer Leitung 51 jeweils dann, wenn die Orgel 20 aus der Erzeugung von Grundfrequenz-Tönen auf die Erzeugung von Oktaventönen oder umgekehrt umgeschaltet werden soll. So weisen die Impulse auf der Leitung 51 das in Fig. IB veranschaulichte »Wiederholungssignal« auf.

Das Wiederholungssignal 52 wird dem Kippeingang Teines Flip-Flops 53 zugeführt, das die Arbeitsweise des Schieberegisters 32 steuert. Wenn ein »Null«-Ausgang von dem Flip-Flop 53 auf einer Leitung 54 erhalten wird, wird von dem Register 32 keine Verschiebung durchgeführt In diesem Zustand werden Töne nomineller Höhe oder der 8'-Lage erzeugt. Wenn das Flip-Flop 53 in dem Zustand »Eins« ist, veranlaßt der entsprechende Ausgang auf einer Leitung 55 das Schieberegister 32, eine Linksverschiebung um ein Bit durchzuführen, worauf sich Multiplikation des Wertes qR mit zwei ergibt. Unter dieser Bedingung werden die Oktaventöne oder Töne der 4'-Lage erzeugt Natürlich wird bei jeder Umschaltung des Flip-Flops 53 ein Impuls an dem Kippeingang erhalten. Somit tritt jeweils ein »Wiederholungsimpuls« 52 auf der Leitung 51 auf, wenti das Instrument 20 zwischen der Erzeugung von Tönen nomineller Höhe und Oktaventönen abwechselt

Ein Ton der zweiten Oktave (2'-Lage) kann statt des 4'-Tones dadurch erhalten werden, daß das Schieberegister 32 zur Durchführung einer Linksverschiebung um zwei Bits veranlaßt wird, wenn ein Signal auf der Leitung 55 vorhanden ist Dies bewirkt, daß der Wert (qR) mit 4 in dem Schieberegister 32 multipliziert wird. In anderer Weise kann das Schieberegister 32, wenn ein Suboktaventon (16') statt des 8'-Tones gewünscht wird, so geschaltet werden, daß es eine Rechtsverschiebung um eine Bit-Position durchführt, wenn ein Signal auf der Leitung 54 vorhanden ist Eine solche Rechtsverschiebung teilt den Wert (qR) durch zwei, so daß der Wert ^-auf der Leitung 32 entsteht. Als Ergebnis wird ein

I6'-Ton erzeugt. Weitere Variationen sind ohne

-, weiteres naheliegend.

Die von dem Schieberegister 32 durchgeführte Arbeitsweise könnte alternativ auch von einer Multiplizierschaltung ausgeführt werden. Diese Schaltung kann so ausgebildet sein, daß sie den Wert (qR) mit k

ίο multipliziert, wenn ein Signal auf der Leitung 55 erhalten wird, und die Größe (qR)mil Eins multipliziert, wenn ein Signal auf der Leitung 54 erhalten wird. Die Verwendung einer solchen Multiplizierschaltung ist in solchen Systemen vorteilhaft, in denen die alternierenden Töne andere als Oktavenintervalle haben, so daß

Multiplikation mit k-2rc erfolgt,wobei c/ungleich 12 ist.

Eine solche Multiplizierschaltung ist auch nützlich, wenn die Ärnpiiiuuenbereuririurigen in ander ei als binärer Digitalform ausgeführt werden.

Anstiegs- und Abklingskalierung der Amplitudenkoeffizienten C_n wird von einer Anstieg/Abkling-Geschwindigkeitssteuerschaltung 57 gesteuert. Jedesmal, wenn ein »Wiederholungsimpuls« 52 von der Oktavenwiederholungsgeschwindigkeits-Steuerschaltung 22 erhalten wird, veranlaßt die Steuerschaltung 57 eine programmatische Ablesung der Anstieg/Abkling-Maßstabfaktoren Dft) aus einem Maßstabfaktorspeicher 58. Wie unten im Zusammenhang mit F i g. 6 und 7 erörtert ist, enthält die Steuerschaltung 57 einen Abklinggeschwindigkeitstaktgeber 59, der mit einer Speicherzugriffsteuerschaltung 60 zusammenarbeitet, um Maßstabfaktoren aus dem Speicher 58 in einer zeitlich festgelegten Folge abzufragen, wodurch die gewünschten Anstiegs- und/oder Abklingfunktionen in geeigneter Weise erzeugt werden können, wie in Fig. IA, 2A und 3A gezeigt ist.

Sustain-Effekt wird durch eine geeignete Sustain-Logikschaltung 61 jeweils dann erzeugt, wenn ein

JIi Instrumenttastaturschalter 21 losgelassen wird. Wie unten in Zusammenhang mit F i g. 5 beschrieben ist, liefert die Sustain-Logikschaltung 61 ein »Taste-gedrückt-Signal 62« (Fig. IC) auf einer Leitung 63 während der gesamten Zeit, während der ein Tastaturschalter 21 gedrückt ist. Während dieser Periode steuert die Logikschaltung 61 die Ablesung der entsprechenden Frequenzzahl R aus dem Speicher 28. Wenn der Tastaturschalter 21 losgelassen wird, liefert die Sustain-Logikschaltung 61 ein »Sustain-Beginn-Signal« 64 (Fig. ID) auf einer Leitung 65. Die Logikschaltung 61 steuert auch die fortgesetzte Ablesung der Frequenzzahl R aus dem Speicher 28 während der gesamten Sustain-Periode. Diese Ablesung wird durch ein von der Logikschaltung 61 erhaltenes »Sustain-Ende-Signal« 66 (F i g. 1 E) von einer Leitung 67 beendet

Die Steigung der Sustain-Hüllkurve 11 (Fig. IA) und somit die Dauer der Sustain-Periode wird durch eine Sustain-Geschwindigkeitssteuerschaltung 68 hergestellt In der Ausführungsform der F i g. 6 arbeitet die Steuerschaltung 68 in der Weise, daß sie den Zugriff zu dem Anstieg/Abkling-Maßstabfaktorspeicher 58 während der Sustain-Periode modifiziert Auf diese Weise sind die aus dem Maßstabfaktorspeicher 58 abgelesenen Daten der zusammengesetzte Maßstabfaktorwert [S(t)D(t)J

In der anderen Ausführungsform nach F i g. 7 liest die Sustain-Geschwindigkeitssteuerschaltung 68 programmatisch geeignete Sustain-Maßstabfaktoren S(t) aus

einem Speicher 69 aus. Der entnommene Susiain-Maßstabfaktor S(t)wrd mit dem Anstieg/Abkling-Maßstabfaktor Dft) multipliziert, der von dem Speicher 58 durch eine Sustain-Skalierschaltung 70 erhalten wird.

Somit wird mit jeder Ausführungsform (nach Fig. 6 oder 7) der kombinierte Maßstabfaktor [S(t)D(t)] auf einer Leitung 71 zu einer Obertonkoeffizienten-Skalierschaltung 72 geliefert. Die Schaltung 72 arbeitet so, daß sie den Koeffizienten C_n, der auf einer Leitung 73 von einem Obertonkoeffizientenspeicher 74 erhalten wird, mit dem aus der Leitung 71 erhaltenen kombinierten Maßstabfaktorwert multipliziert. Das Produkt [S(t)D(t)C_rJwird hergestellt und gelangt auf der Leitung 42 zu der Obertonamplituden-Multiplizierschaltung 43. Die Ablesung des Obertonkoeffizientenspeichers 74 wird von einer Speicherzugriffsteuerschaltung 75 gesteuert, welche die Berechnungstaktimpulse h_P\ bis hp\h von dem Zähler 25 erhält.

Der Obertonkoeffizientensneicher 74 ist vorteilhaft ein Festwertspeicher, der Werte C_n enthält, die zur Erzeugung eines Tones gewünschter Tonqualität geeignet sind. Beispielsweise offenbart die Tabelle I typische Obertonkoeffizientenwerte zur Erzielung eines Diapason-Tones.

Tabelle I

Koeffizient	Diapason	Äquivalent (in
	Relative	Dezibel)
	Amplitude	Odb
C₁	127	-5
C₂	71	-3
C,	90	-Il
C₄	36	-15
Cs	23	-14
C₆	25	-24
C₁	8	-24
C₈	8	-31
C,	4	-31
C\|0	4	-38
C\|\|	2	-38
Ci:	2	-38
C₁₃	2	-42
C₁₄	1	-42
C₁₅	1	-42
C\|₆	1

Die Periode t_x zur Berechnung der Amplitudenwerte wird von der Höhe oder Frequenz f_H des höchsten von dem Instrument 20 erzeugten Tones und der Zahl N der Amplitudenabtastpunkte für diesen Ton höchster Frequenz hergestellt Wenn genau N Abtastpunktamplituden für diesen Ton berechnet werden, ist das Berechnungszeitintervall /,gegebendurch:

Nf_H

(4)

Beispielsweise ist der höchste Ton der 8'-Lage auf einer Standard-Orgel-Tastatur C₇, der eine Grundfrequenz /«=2,093 kHz hat Um eine genaue durch Abtastpunkte erzielte Amplitudensynthese eines sechzehn Harmonische (TW= 16) enthaltenden Tones zu erhalten, muß die Wellenform bei wenigstens 32 Abtastpunkten pro Periode ausgewertet werden. Somit ist wenn der Ton C₇ bei genau N ~ 32 Abtastpunkten

ausgewertet wird, das Berechnungszeitintervall:

01) (2.093 k Hz)

= 14,9

Alle jeder Amplitudenberechnung zugeordneten Fourier-Komponenten werden innerhalb dieses Zeitintervalls t_x berechnet. Somit muß jede Komponente, wenn sechzehn Komponenten individuell und sequentiell für jeden Abtastpunkt ausgewertet werden, in einem Zeitintervall t_c,, berechnet werden, das gegeben ist durch:

14,9 ,i 16

= 0,93 as (6)

Dies stellt die Geschwindigkeit oder den Takt des Taktgebers 24 dar.

Angenehme Oktavenwiederholungseffekte werden mit einer Oktavenwiederholungsgeschwindigkeit von etwa 4 bis 8 Alternierungen pro Sekunde erreicht. So liegt die bevorzugte Geschwindigkeit des Auftretens der >,Wiederholungsimpulse« 52 (Fig. IB) zwischen etwa 4 und 8 Impulsen pro Sekunde. Infolgedessen erzeugt der Oktavenwiederholungstaktgeber 50 vorzugsweise Impulse mit einer Periode von ¹A bis '/β Sekunden. Offensichtlich ist diese »Wiederholungsperiode« sehr viel größer als die Periode f, der Amplitudenwerte. Die hohe Anzahl der Abtastwerte

to wird berechnet, um den Musikton während jedes Oktavenwiederholungsintervalls synthetisch herzustellen.

Die Sustain-Periode liegt vorzugsweise zwischen etwa 1 und 4 Sekunden. Dies ist das Zeitintervall

r> zwischen dem Auftreten des »Sustain-Beginn-Signals« 64 (Fig. ID) und dem »Sustain-Ende-Signal« 66 (Fig. IE).

Fig. 5 zeigt als Beispiel die Sustain-Logikschaltung 61. Ein Flip-Flop 78 ist jedem Instrumenttastaturschal-

4Ii ter 21 zugeordnet. Somit wird, wenn der Ton C_t gewählt ist, der entsprechende Schalter 21-1 geschlossen, wodurch eine Spannung + V₀ zu dem Seizeingang (S) des zugehörigen Flip-Flop 78-1 gelangt. Dadurch wird das Flip-Flop 78-1 veranlaßt, einen Ausgang »Eins« auf

4) einer Leitung 79-1 an den Frequenzzahlspeicher 28 zu liefern. Als Ergebnis wird die dem gewählten Ton C₁ zugeordnete Zahl R aus dem Speicher 29 entnommen und zu dem Tonintervalladdierer 30 durchgeschaltet, wie oben beschrieben wurde. In gleicher Weise setzt das

V) Schließen des Schalters 21-2 oder 21-./das entsprechende Flip-Flop 78-2 bzw. 7%-j in den Zustand »Eins«. Dadurch wird ein Signal auf der entsprechenden Leitung 79-2 oder 79-./ erzeugt und die Ablesung der Frequenzzahl R, die dem gewählten Ton D₁ oder D₁ zugeordnet ist aus dem Speicher 28 veranlaßt Die folgende Tabelle II zählt typische Werte "on R für die Töne Cb bis C₇ auf.

Tabelle Π

Ton

Frequenz (Hz)

Anzahl der Abtastpunkte
pro Periode

!#6

2093.00
1975.53
1864.66
1760.00

1.0000
0.9443
0.8913
0.8412

32.00
33.90
35.92
38.06

l'ortsctziing	Frequenz	R	Λη/ahl der
Ton			Ar.tastpunktc
	(Hz)		pro Periode
	1661.22	0.7940	40.32
G,₍	1567.98	0.7494	42.72
G,'	1479.98	0.7073	45.26
	1396.91	0.6676	47.95
Ft,	1318.51	0.6301	50.80
Ef,	1244.51	0.5947	53.82
Dili,	1174.66	0.5613	57.02
Or,	1108.73	0.5298	60.41
c,„	1046 50	0.5000	64.00
Cf,

Wenn irgendein Tastaturschalter 21 geschlossen wird, wird ein Ausgang von einer ODER-Schaltung 80 (Fig. 5) erhalten, der das »Taste-gedriirkt-Signal« fi2 (Fig. IC) aji der Leitung 63 bildet. Wenn dieser Schalter 2'. gelöst wird, entsteht durch einon Inverter 81 und einen monostabilen Multivibrator 82, dem das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 80 zugeführt wird, auf der Leitung 65 ein »Sustain-Beginn-Impuls« 64 (Fig. ID). Wenn die Sustain-Periode vorüber ist, stellt das »Sustain-Ende-Signal« 66 (F i g. 1 E) auf der Leitung 67 das gewählte Flip-Flop 78 in den Zustand »Null« zurück. Dadurch wird die Ablesung der Frequenzzahl R aus dem Speicher 28 beendet und es endet auch die Erzeugung des entsprechenden Tones.

Ein Oktavenwiederholungseffekt, der die Wellenform 10 (Fig. IA) der Abkling- und Sustain-Kennlinien gemäß Fig. IA hat, kann unter Verwendung der Ausführungsform nach F i g. 6 erzeugt werden. Der Maßstabfaktorspeicher 58' speichert eine Gruppe Abkling-Maßstabfaktoren Dft), wodurch die Form der Abkling-Kurve 10c/(Fig. IA) dargestellt wird. Vorteilhaft liegt der Maßstabfaktor Dft) im Bereich von Eins (Maximalampliiude) bis zu einem Minimalwert, der typischerweise Null ist, in m Stufen. Somit enthält der Speicher 58' m Werte von Dft) die während aufeinanderfolgender gleicher Perioden entnommen werden, die von dem Abkling-Geschwindigkeitstaktgeber 59 gebildet werden. Für typische normale und pianoartige Abkling-Kurven, beispielsweise mit je m = 32 Stufen, werden verschiedene typische Werte von eingespeichert.

Aufeinanderfolgende Abklingmaßstabfaktoren Dft) werden aus dem Speicher 58' von einem parallel belasteten Schieberegister 81 entnommen, das ein einziges Bit mit binärer »1« enthält. Während eine Taste gedrückt wird, wird am Anfang jeder Oktavenwiederholungsperiode das »1 «-Bit in die erste Speicherposition 81-1 des Schieberegisters 81 gebracht Alle anderen Speicherpositionen 81-2 bis 81-/n enthalten »O«-Bits. Der Speicher 58' liefert an die Ausgangsleitung 71 den Maßstabfaktorwert, der in der Speicherposition gespeichert ist, die dem »1«-Eit in dem Schieberegister 81 entspricht Somit wird, wenn die Registerposit'on 81-1 das »1«-Bit enthält, der in der entsprechenden Speicherposition 58-1 enthaltene Maßstabfaktor an die Leitung 71 geliefert

Bei Auftreten jedes »Wiederholungsimpulses« 52 (F i g. 1 B) auf der Leitung 51 wird ein Flip-Flop 82 in der Anstieg/Abkling-Geschwindigkeitssteuerschaltung 57 in den Zustand »1« gesetzt Dadurch wird eine UND-Schaltung 83 veranlaßt, Maßstabfaktortaktimpulse von dem Abkling-Geschwindigkeits-Taktgeber 59 über eine Leitung 84 an den »Verschiebungseingang« des Schieberegisters 81 zu liefern. Das Auftreten jedes Impulses auf der Leitung 84 bewirkt, daß das »!«-Bit in dem Register 81 um eine Stelle verschoben wird. Wenn das ./!«-Bit in die Registerposition 81-2 verschoben ist, wird der in der entsprechenden Speicherstelle 58-2 enthaltene Maßstabfaktor an die Leitung 71 geliefert. Der nächste Impuls von dem Abkling-Geschwindigkeitstaktgeber 59 bewirkt Übertragung des »!«-Bits in die Schieberegisterposition 81-3 bei gleichzeitiger Übertragung des in der Speicherzelle 58-3 enthaltenen Maßstabfaktors auf die Leitung 71.

Auf diese Weise werden die aufeinanderfolgenden Abkling-Maßstabfaktoren, die in dem Speicher 58' enthalten s.ind. mit einer durch den Taktgeber 59 definierten Geschwindigkeit nacheinander an die Obertonkoeffizienten-Skalierschaltung 72 geliefert.

Für eine Gruppe von 32 solcher Abkling-Maßstabfak-

Inrpn i'Pgt 'i'P Ahkling-Talc tgpsrhwinHigWpit vnrtpilhaft zwischen etwa 7,8 und 3,9 ms. Dies entspricht der bevorzugten Oktaven Wiederholungsgeschwindigkeit von etwa 4 bis 8 Wechseln pro Sekunde. Wenn der letzte Maßstabfaktor in dem Speicher 58' aus der Speicherzelle 58-m abgelesen worden ist, wird ein Signal von dem Schieberegister 81 über eine Leitung 85 gegeben, das das Flip-Flop 82 in den Zustand »0« zurückstellt. Dadurch wird die UND-Schaltung 83 gesperrt und die Zuführung von Verschiebungsimpulsen an das Register 81 beendet, bis der nächste »Wiederho lungsimpul.'i« auf der Leitung51 auftritt.

In der Ausführungsform nach Fig. 6 wird Sustain-Skalierung durch Modifizieren der Startstelle erreicht, von der aus der Maßstabfaktorspeicher 58' abgelesen wird. Dadurch ergibt sich, daß bei aufeinanderfolgendem Auftreten des »Wiederholungssignals« 51 während der Sustain-Periode die Anfangsamplitude des erzeugten Tones einen allmählich niedrigeren Wert hat. wie der Teil der Fig. IA unterhalb der Sustain-Hüllkurve 11 zeigt.

Eine solche Arbeitsweise wird durch die Verwendung eines zweiten parallelbelasteten Schieberegisters 86 realisiert, dessen parallele Ausgänge mit den entsprechenden Eingängen des Schieberegisters 81 verbunden sind. Wenn irgendeine Taste gedruckt ist. be.virkt das Signal 62 (F i .ς. 1 C) auf der Leitung 63, daß ein »1 «-Bit in die erste Speicherposition 86-1 gelangt und »0«-Bits in allen anderen Speicherpositionen 86-2 bis 86-m und 86-o des Schieberegisters 86 gebracht werden. Auf diese Weise wird jedesmal, wenn ein »Wiederholungsimpuls« 52 auf der Leitung 51 während des Zeitraums, zu dem die Taste gedruckt ist, auftritt, das entsprechende »!«-Bit aus der Registerposition 86-1 in die erste Position 81-1 des Schieberegisters 81 gebracht. Dies ist der Anfangszustand, der oben für den Zugriff aus dem Maßstabfaktorspeicher 58' vor dem Loslassen der Taste beschrieben wurde.

Wenn die Taste losgelassen ist. setzt der entstehende »Sustain-Beginn-Impuls« 64 (F i g. 1 D) auf der Leitung 65 ein Flip-Flop 88 (F ig. 6) in den Zustand »1«. Dadurch wird eine UND-Schaltung 89 betätigt, die Taktimpulse von einem Sustain-Geschwindigkeitstaktgeber 90 über eine Leitung 91 an den Verschiebungseingang des Schieberegisters 86 liefert Jeder solcher Impuls bewirkt, daß das einzige »!«-Bit in dem Register 86 um eine Position verschoben wird. Die Impulsgeschwindigkeit aus dem Taktgeber 90 wird so gewählt, daß das »!«-Bit in dem Register 86 aus der ersten Registerposition 86-1 in die letzte Reeisterposition 86-o in einer Periode

zwischen etwa 1 Sekunde und etwa 4 Sekunden verschoben wird. Dies entspricht der bevorzugten Dauer des Sustain-Effektes. In dem als Beispiel veranschaulichten System, in dem /n=32 ist, liefert der Sustain-Gtsf hwindigkeitstaktgeber 90 vorteilhaft Taktimpulse mit e'ner Trennung von zwischen etwa 31 und 125 ms entsprechend dem Sustain-Takt von 1—4 Sekunden.

Während der Sustain-Periode bewirkt das Auftreten des »Wiederholungsimpulses« 62, daß das einzige »1«-Bit in das Schieberegister 81 in eine Position gebracht wird, die der laufenden Position des »1«-Bits in dem Sustain-Schieberegister 86 entspricht Somit wird der aus dem Speicher 58' entnommene Anfangsabklingmaßstabfaktor kleiner als der Maximalwert sein. Beispielsweise kann das »1«-Bit anfänglich in die Schieberegisterposition 81-3 gebracht werden, so daß darauffolgendes Ablesen des Speichers 5Γ von der Position 58-3 aus beginnt Die resultierende Abklingkurve 1Od'unter der Sustain-Hüllkurve 11 (Fig. IA) wird durch die MaBstabfaktoren dargestellt die aus den Speicherstellen 58-3 bis 58-ni entnommen sind. Aufeinanderfolgende wiederholte Klänge haben allmählich abnehmende Amplitudenmaxima, wenn der Zugriff aus dem Speicher 58' von einer näher an der letzten Stelle 58-m liegenden Speicherstelle beginnt

Wenn das einzige »1«-Bit in dem Schieberegister 86 schließlich die Endposition 86-0 erreicht, wird ein »Sustain-Ende-Signal« auf der Leitung 67 erzeugt Dieses Signal stellt das Flip-Flop 88 zurück, wodurch die UND-Schaltung 89 gesperrt und die Sustain-Erzeugung beendet wird.

In der anderen Ausführungsform nach F i g. 7 wird der Anstieg/Abkling-Maßstabfaktorspeicher 58a durch ein parallelbelastetes Schieberegister 60a entnommen, das dem Register 81 in F i g. 6 entspricht Das Auftreten des »Wiederholungsimpulses« 52 bringt das einzelne »1«- Bit immer in die erste Position 60-1 des Schieberegisters 60a. Somit beginnt während der Perioden der gedrückten Taste und während den Sustain-Perioden *o die Entnahme aus dem Maßstabfaktorspeicher 58a von der ersten Speicherstelle 93-1 aus.

Der Abkling-Geschwindigkeitstaktgeber 59', das Flip-Flop 82' und die UND-Schaltung 83' arbeiten in der gleichen Weise wie die entsprechend, jedoch ohne 4; »Apostroph« bezeichneten Bauteile der Fig.6, um Impulse auf der Leitung 84' an den Verschiebungseingang des Registers 60a zu liefern. Jeder solcher Impuls schiebt das einzelne »1 «-Bit um eine Position in dem Schieberegister 60a vorwärts, wodurch in der zugeordneten Speicherstelle des Speichers 58a ein gleichzeitiges Auslesen des Maßstabfaktors auf eine Leitung 94 bewirkt wird.

Die erste Gruppe Speicherstellen 93-1 bis 93-c kann Maßstabfaktoren mit allmählich zunehmendem Wert enthalten. Die Verwendung dieser Maßstabfaktoren erzeugt ein nicht abruptes Ansteigen, wie die Kurve 13a in Fig.3A veranschaulicht. Allmählich abnehmende Abkling-Maßstabfaktoren sind vorteilhaft in den Speicherstellen 93-c/ bis 93-p des Speichers 58a to enthalten. Auf diese Weise ergibt aufeinanderfolgendes Entnehmen aus dem Speicher 58a einen Oktavenwiederholungsklang, der durch die Wellenform 13 der F i g. 3A gekennzeichnet ist.

In der Ausführungsform nach F i g. 7 wird die _b5 Sustain-Skalierung unter Verwendung eines getrennten Sustain-Maßstabfaktorspeichers 69 realisiert, der von einem parallelbelasteten Schieberegister 95 entnommen wird, dessen Arbeitsweise der des Schieberegisters 60a entspricht Das »Tastegedrückt-Signal« auf der Leitung 63 bewirkt, daß ein einzelnes »1«-Bit in die erste Position 95-1 des Registers 95 gebracht wird. Vorteilhaft enthält die entsprechende erste Speicherstelle 69-1 des Speichers 69 einen Maßstabfaktor des Wertes 1000. Mit dieser Anordnung wird, während die Taste gedrückt ist der Maßstabfaktor Eins über eine Leitung 96 an die Sustain-Skalierschaltung 70 geliefert Somit werden vor dem Sustain-Beginn die über die Leitung 94 erhaltenen Ansteig/Abkling-Maßstabfaktoren D(t) mit unverändertem Wert an die Obertonkoeffizienten-Skalierschaltung 72 geliefert

Der Sustain-Geschwindigkeitstaktgeber 90', das Flip-Flop 88' und die UND-Schaltung 89' arbeiten wie die entsprechend numerierten, jedoch ohne »Apostroph« bezeichneten Bauteile der Fig.6, um Sustain-Geschwindigkeitstaktimpulse auf einer Leitung 91' zu dem Verschiebungseingang des Registers 95 zu liefern. Jeder solcher Impuls bewirkt daß das einzige »!«-Bit in dem Register 95 um eine Position verschoben wird. Dadurch wird der in der entsprechenden Stelle des Speichers 69 gespeicherte Sustain-Maßstabfaktor über die Leitung 96 zu der Sustain-Skalierschaltung 70 abgelesen. Wenn das »1«-Bit schließlich zu der letzten Registerposition 95-O verschoben ist, wird ein »Sustain-Ende-Signal« auf der Leitung 67 erzeugt und das Flip-Flop 88' wird zwecks Beendigung der Sustain-Arbeitsweise zurückgestellt

Die Sustain-Skalierschaltung 70 multipliziert den Anstieg/Abkling-Maßstabfaktor D(t) mit dem Sustain-Maßstabfaktor S(t) und liefert das Produkt [S(t)D(t)j über die Leitung 71 an die Obertonkoeffizienten-Skalierschaltung 72. Die erzeugten Töne zeigen eine allmählich abnehmende Maximalamplitude mit einer Sustain-Hüllkurve, die mit den im Speicher 69 gespeicherten Maßstabsfaktorwerten bewirkt wird. Die speziellen Anstiegs-, Abkling- und Sustain-Maßstabsfaktoren hängen von Konstruktionsmerkmalen ab. In den vorhergehenden Ausführungsbeispielen der Erfindung sind der Oktavenwiederholungstaktgeber 50, der Abklinggeschwindigkeitstaktgeber 59, der Sustain-Geschwindigkeitstaktgeber 90 und der Berechnungsintervalltaktgeber 24 als unabhängige Vorrichtungen dargestellt worden. Alle diese Taktgeber können asynchron arbeiten. Einige oder sämtliche Taktgeber können jedoch auch synchron arbeiten. Der Überlappungseffekt gemäß F i g. 2A kann dadurch erhalten werden, daß man die Periode des Oktavenwiederholungs-Taktgebers. 50 kleiner als die Zeit macht, die erforderlich ist um alle Abkling-Maßstabsfaktoren aus dem Speicher 58' (F i g. 6) zu entnehmen. Der im Speicher 58' gespeicherte Minimalwert des Abkling-Maßstabsfaktors kann jedoch auch größer als Null fein, so daß die Abkling-Kurve Wb auch dann nicht auf Null abfällt. wenn alle Maßstabsfaktoren Dft) aus dem Speicher 58' vor dem Auftreten des nächsten »Wiederholungsimpulses« 52 entnommen werden.

Das Schieberegister 33 (Fig.5), die direkt mit der Leitung 33 verbundene Leitung 31 und die Oktavenwiederholungsgeschwindigkeit-Steuerschaltung 22, die zur Modifizierung des Auslesens des Frequenzzahlspeichers 28 verwendet werden, können auch wegfallen.

Mit einer solchen Anordnung wird die dem gewählten Ton zugeordnete Zahl R, wenn das Flip-Flop 53 in dem Zustand »0« ist, aus dein Speicher 28 entnommen. Infolgedessen wird der Wert (qR)über die Leitungen 31, 33 an die Torschaltung 36 geliefert, und der Grundfre-

quenz-Ton wird erzeugt Wenn das Flip-Flop 53 in dem Zustand »1« ist, wird die der Oktave des gewählten Tones zugeordnete Frequenzzahl 2 R aus dem Speicher 28 entnommen. Als Ergebnis stellt der Inhalt des Tonintervalladdierers 30 den Wert q 2 R dar. Dieser Wert wird über die Leitungen 31,32 an die Torschaltung 36 geliefert, und der Cktaventon wird erzeugt Diese. Anordnung kann dadurch realisiert werden, daß die Zahlen R aufeinanderfolgend in Gruppen von 12 tonbezogenen Speicherstellen in dem Speicher 26 gespeichert werden. Wenn das Flip-Flop 53 in dem Zustand »1« ist, wird der Wert »12« zu der Speicherzugriffadresse, die der gewählten Taste zugeordnet ist, addiert, so daß die Oktavenfrequenzzahl entnommen wird.

Für eine Realisierung des Marimba-Effekts wird das Schieberegister 32 (Fig.4) vorteilhaft durch eine Multiplizierschaltung ersetzt, die den Wert qR mit A: =2⁹"³=1,68 multipliziert, wenn ein Signal auf der

ι Leitung 55 vorhanden ist Dies gibt die Erzeugung eines »Sechstel-Tones«. Wenn ein Signal auf der Leitung 54 vorhanden ist, gelangt der Wert qR ungeändert von der Leitung 31 zu der Leitung 33, so daß der Grundton erzeugt wird. Beispielsweise ist bei dem Grundton C

in der Wert R = 0,5000 (vgL Tabelle II). Wenn qR mit 1,68 multipliziert wird, ist das Produkt

ς(1,68) R = <7(1,68) (0,5000) = «70,83,

was der in Tabelle II für den »Sechstel-Ton« A_b gegebenen Zahl R entspricht

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronisches Musikinstrument zur Erzeugung von Musik durch Auslesen von in einem Sinustabellenspeicher gespeicherten Amplitudenwerten mit einem Taktgeber und einem mit dem Taktgeber verbundenen Zähler sowie einem Fourierkoeffizientenspeicher, der gesteuert durch eine vom Taktgeber iingesteuerte Speicherzugriffsteuerschaltung aufeinanderfolgende Fourierkoeffizienten zur Berechnung und Weiterverarbeitung der Amplituden einer Grundschwingung und ihrer Obertöne, d.h. der Fourier-Komponenten, eines gespielten Tones an eine Multiplizierschaltung liefert, weiterhin einem durch den Taktgeber über den Zähler gesteuerten Addieren dem Tonintervalladdierer, an dessen Eingang im Takt des Taktgebers aus einem Frequenzzahlenspeicher eine dem gespielten Ton zugeordnete Frequenzzahl zugeführt wird, wobei die Ansgangssignale des Tonintervalladdierers einem weiteren Addierer, dem Obertonintervalladdierer, zugeleitet werden, aus dessen Ausgangssignalen die Adressen der auszulesenden und der Multiplizierschaltung zur Berechnung der Fourier-Komponenten zuzuleitenden Amplitudenwerte des Sinustabellenspeichers gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Tonintervalladdicrer (30) und den Obertonintervalladdierer (35) eine zweite Multiplizierschaltung (32) geschaltet jo ist, die den Wert (qR) des vom Tonintervalladdierer (30) gelielerten Signals im Takt eines weiteren Taktgebers (50) ab* echsekJ mit 1 bzw. mit einem vorbestimmbaren Faktor multipliziert

2. Musikinstrument nach .nspruch 1, dadurch j^ gekennzeichnet, daß die zweite Multiplizierschaltung als Schieberegister (32) ausgebildet ist, in dem die Stellen des Wertes (qR) des vom Tonintervalladdierer (30) gelieferten Signals verschoben werden.

3. Musikinstrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Taktgeber (50) über ein Flip-Flop (53) die Verschiebung innerhalb des Schieberegisters (32) bewirkt

4. Musikinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssi- v, gnal des weiteren Taktgebers (50) einer Steuerungseinrichtung (57) für die Anstiegs- und Abklinggeschwindigkeit des jeweils erzeugten Tones zugeführt wird, welche aus einem Speicher für Abklinghüllkurven (58) Signale Dft) zn eine dritte Multiplizierschal- w tung (72), die Fourier-Komponenten-Skalierschaltung (72), liefert, der vom Fourier-Koeffizientenspeicher (74) Fourier-Koeffizienten (C_n) zur Multiplikation mit dem jeweils zugeleiteten Signal Dft) zufuhrbar sind und deren Ausgangssignale der γ, ersten Multiplizierschaltung (43), die die Foiirier-Komponenten des gespielten Tones berechnet, als modifizierte Fourier-Koeffizienten D(t)C„ zur Weiterverarbeitung zugeleitet werden.

5. Musikinstrument nach einem der Ansprüche 1 to bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sustain» schaltung (61, 68, 69) vorgesehen ist, die von Tastaturschaltern (21) Signale erhält, welche den gespielten Tönen bzw. gedrückten Tasten zugeordnet sind, daß die Sustainschaltung (61, 68, 69) _h-. beginnend mit dem Loslassen einer gedrückten Tasle an den Frequenzzahlenspeicher (28) Signale abgibt, aufgrund derer der Frequenzzahlenspeichcr

(28) die Lieferung der der losgelassenen Taste zugeordneten Frequenzzahl an den Tonintervalladdierer (30) fortsetzt, daß die Sustainschaltung (61,68, 69) mit der Zeit abklingende Signale Sft) an eine Sustain-Skalierschaltung (70) liefert, die zwischen den Speicher für AbkUnghülikurven (58) und die Fourier-Komponenten-Skalierschaltung (72) geschähet ist und an die Fourier-Komponenten-Skalierschaltung (72) das Produkt der mit der Zeit abklingenden Signale Sft) der Sustainschaltung (61, 68,69) mit den Ausgangssignalen Dft) des Speichers (58) für Abklinghüllkurven liefert und daß die Sustainschaltung (61, 68, 69) bei Erreichen eines bestimmten Abklingzustandes die Abgabe der Signale an den Frequenzzahlenspeicher (28) und die Sustain-Skalierschaltung (70) einstellt