DE2518561B2

DE2518561B2 - Einrichtung zur Erzeugung von Arpeggio-Effekten durch ein elektronisches Musikinstrument

Info

Publication number: DE2518561B2
Application number: DE2518561A
Authority: DE
Inventors: Ralph Sherman Oaks Calif. Deutsch (V.St.A.)
Original assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Priority date: 1974-04-26
Filing date: 1975-04-25
Publication date: 1980-04-24
Also published as: JPS5333266B2; DE2518561A1; DE2518561C3; JPS50149336A; US3854366A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung von Arpeggio-Effekten durch ein elektronisches Musikinstrument, das mindestens eine Tastatur und eineTonerzeugerscha'tungaufweist, die in Abhängigkeit von aufgrund der jeweils gedrückten Tasten zugeleiteten Steuersignalen Töne erzeugt und die folgenden Eingangsleitungen für die Steuersignale aufweist:

eine Gruppe erster Eingangsleitungen, von denen jede einem Ton innerhalb einer Oktave zugeordnet ist,

eine Gruppe zweiter Eingangsleitungen, von denen jede einer Oktave zugeordnet ist und

eine dritte Eingangsleitung für ein Tonerzeugungs-Steuersignal, bei dessen Zuleitung die Tonerzeugerschaltung jeweils einen durch die zugeleiteten Steuersignale der ersten und zweiten Eingangsleitungen bestimmten Ton erzeugt.

Arpeggio nennt man das Spielen aufeinanderfolgender Noten eines Akkordes in schneller Folge. Gewöhnlich wird der Akkord durch mehrere zusammenhängende Oktaven hindurch wiederholt. Ein Arpeggio ist schwiei ig zu spielen, weil es dem Musiker ein beträchtliches Maß an Übung und Geschick abverlangt.

Bei einer bekannten Einrichtung der eingangs genannten Art (US-PS 3725562) wird eine Reihe von Tongattern durch eine Auslesevorrichtung sequentiell abgetastet, die mehrere Zählerstufen aufweist. Jede Zählerstufe besteht aus einem monostabilen Multivibrator, dessen Zeitkonstante in der Größenordnung von 30 Mikrosekunden liegt. Wenn von dem zugehörigen Tongatter ein Ton geliefert werden soll, wird die Zählerstufe umgeschaltet, um als taktgesteuerte bistabile Kippstufe zu arbeiten. Zur Durchführung der Abtastung wird ein Impuls die Zählkette entlanggeschoben. Für diejenigen Stufen, die den Gattern entsprechen, an denen kein Ton vorhanden ist, wird der Impuls durch die jeweilige monostabile Kippstufe schnell fortgeschaltet. An denjenigen Stufen der Zählerkette, an denen ein Notsignal ansteht, wird die Fortschaltung des Impulses für eine Zeitspanne verzögert, die durch einen Takt vorgegeben ist, welcher die Schaltdauer der als bistabile Kippstufe arbeitenden Zählstufe schaltet. Die Verwendung von Zählstufen, die wahlweise als monostabiler Multivibrator und als bistabile Kippstufe arbeiten können, erfordert sowohl hinsichtlich des Aufbaus der einzelnen Zählstufen als auch für den Aufbau der gesamten Einrichtung einen großen schaltungstechnischen Aufwand.

Bei einer weiteren bekannten Arpeggio-Schaltung (US-PS 3617602) wird eine Rampenspannung, d. h. eine Analogspannung, deren Wert linear als Funktion der Zeit atisteigt, dazu benutzt, die Stufen einer Kaskadenschaltung sequentiell zum Ansprechen zu bringen. Diese Schaltung erzeugt eine Reihe von Steuerimpulsen, die die Tonerzeugerschaltung nacheinander beaufschlagen, wodurch das Arpeggio entsteht. Dieses System arbeitet mit Analogspannungen.

Aufgaoe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der der schaltungstechnische Aufwand und der Umfang der erforderlichen Register gegenüber der erwähnten bekannten Einrichtung verringert sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß ein Notenspeicherregister, das je eine Speicherstelle für jede Note einer Oktave aufweist, bei Tastenbetätigung Speichersignale in den Speicherstellen speichert, die den betätigten Tasten entsprechen, daß ein Abtastregister vorgesehen ist, das die Speicherstellen des Notenspeicherregisters zyklisch abfragt und die so erhaltenen Signale einerseits der der Note des jeweiligen Speichersignals entsprechenden ersten Eingangsleitung und andererseits einer Detektorschaltung zuleitet, die das Abtastregister bei Auffinden eines Signals in der abgetasteten Speicherstelle des Notenspeicherregisters während der Abfrage durch das Abtastregister für eine der Zeitdauer des zu sp^:elenden Tones entsprechende Zeitspanne anhält und das Tonerzeugungssignal erzeugt und an die dritte Eirjangssignalleitung abgibt, und daß von dem Abtastregister ein Oktavenzähler, an den die zweiten Eingangssignalleitungen angeschlossen sind, derart angesteuert wird, daß der Inhalt des Okfivenzählers bei jedem Zyklus des Abtastregisters um eine Stelle weitergeschaltet wird.

Bei dieser Einrichtung wird das Notenspeicherregister sequentiell und repetierend mit hoher Geschwindigkeit unter Steuerung durch das Abtastregister abgetastet. Die Abtastung wird zum Zwecke der lu Tonerzeugung jedesmal dann unterbrochen, wenn ein Notenauswahlsignal entdeckt worden ist. Der Oktavenzähler, der bei Beendigung eines vollständigen Abtastvorganges des Notenspeicherregisters weitergezählt wird, kennzeichnet die Oktaven der erzeugten Ii Töne.

Die Erfindung bietet den Vorteil, daß das Notenspeicherregister lediglich den Umfang einer einzigen Oktave hat und aus üblichen Kippstufen bestehen kann. Die Schaltung kommt daher mit relativ wenig 2t) Bauteilen, von allgemein üblicher Konstruktion aus.

Die Schaltung ermöglicht es, tf/.n Arpeggiomodus auf vielfältige Weise zu rnodifizie· en. So kann beispielsweise ein Arpeggioakkord für alle Oktaven von der niedrigsten bis zur höchsten wiederholt werden (Aufwärts-Arpeggio) oder von der höchsten Oktave zur niedrigsten Oktave abwärts (Abwärts-Arpeggio). Es ist auch möglich, das Arpeggio auf- und ablaufen zu lassen, entweder einmal oder dauernd. Bei einem »Harfen«-Modus wird der Arpeggioakkord durch so eine Oktave und durch einen Teil der nächsten Oktave hindurch wiederholt. Die Oktave wird dann zurückgespielt und die Tonerzeugung wird von der nächsten Note des Akkordes aus fortgesetzt. Beispiele für die schaltungsmäßige Realisierung dieser Effekte sind in v> den Unteransprüchen enthalten.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch ein elektrisches Schaltbild 4(i der Einrichtung zur automatischen Erzeugung von Arpeggio-Effekten;

?ig. 2 zeigt die verschiedenen Impulsformen der Schaltung nach Fig. 1 in zeitlicher Beziehung zueinander;

π Fig. 3 zeigt ein elektrisches Blockschaltbild einer Schaltung zur Regelung der Amplitudenumhüllenden für diejenigen Tö'ie, die während eines Arpeggio, das durch die Schaltung nach Fig. 1 gesteuert ist, erzeugt werden;

■so Fig. 4 zeigt ein elektrisches Blockschaltbild einer modifizierten Ausführungsform der Fig. 1 zur Erzeugung eines »Auf-Ab«-Arpeggios;

Fig. 4 A und 4B zeigen schematische Schaltungen für Hinleitung und Beendigung kontinuierlicher Auf-,-, Ab-Arpeggios;

Fig. 5 zeigt eire Modifizierung der Schaltung nach Fig. 1 zur Erzielung eines »Harfen«·-Effektes.

Die Einrichtung 10 der Fig. 1 dient dazu, in Verbindung mit einem elektronischen Musikinstrument en automatisch Ar^eggio-Effekte zu erzeugen. Die in den Arpeggio-Effekt jeweils einzubeziehenden Noten werden an den Munualschaltern 11 des Musikinstrumentes ausgewählt und in einem Notenspeicherregister 12 gespeichert, dessen Länge einer Oktave entb- > spricht. Das Notenspeicherregister 12 wird mit hoher Geschwindigkeit \cneinem Abtastregister 13 in Form eines Schieberegisters wiederholt abgetastet. Ein Oktavenzähler 14 wird stets dann weitergezahlt, wenn

das Notenspeicherregister 12 vollständig abgetastet ist.

Immer wenn ein Notensignal in dem Notenspeicherregister 12 erkannt wird, wird die Abtastung unterbrochen, damit für eine gewisse Zeitspanne der Notendauer, die von einer monostabilen Kippstufe 15 vorgegeben ist, die Tonerzeugung ermöglicht wird. Das entdeckte Notensignal wird vom Notenspeicherregister 12 über eine der ersten Eingangsleitungen 16 den Tongeneratoren des Musikinstrumentes zugeführt und zeigt an, welche Note erzeugt werden soll. Gleichzeitig wird denselben Tongeneratoren über eine der zweiten Eingangsleitungen 17 von dem Oktavenzähler 14 ein Signal zugeführt. Dieses Signal gibt im einzelnen die Oktave der jeweiligen Note an. Auf diese Weise bewirken die aufeinanderfolgend an das angeschlossene Musikinstrument abgegebenen Noten- und Oktavensignale die Erzeugung eines Arpeggios, das mii der niedrigsten Okiävc beginnt und sich bis in die höchste Oktave des Instrumentes fortsetzt. Dieselben ausgewählten Noten werden für jede Oktave in ihrer Reihenfolge wiederholt.

Gemäß Fig. 1 werden die in dem Arpeggio-Akkord enthaltenen Noten ausgewählt, indem die entsprechenden Tasten in irgendeiner Oktave gedrückt werden. Wenn beispielsweise ein Arpeggio die Noten C und E enthalten soll, werden die Tasten C und E in irgendeiner Oktave gedrückt. Dadurch werden die entsprechenden C- und E-Notensignale in das Notenspeicherregister 12 eingegeben, wenn ein »Startarpeggio«-Schalter 19 geschlossen wird.

Zu diesem Zweck besitzt das Notenspeicherregister 12 zwölf Speicherstellen 12-1 bis 12-12 entsprechend den zwölf Noten der chromatischen Tonleiter. Die Manualschalterdes Instrumentes enthalten einen Satz an Kontakten 11, von denen jeder eine Spannung + V über eine Sammelleitung 20 erhält. Sämtliche Schalter 11. die gleichen Noten zugeordnet sind, sind über eine gemeinsame Sammelleitung mit dem entsprechenden Eingang des Notenspeicherregisters 12 verbunden. Auf diese Weise sind alle Schalter C₂, C₃, C₄ ... C₁ über eine Leitung 21-1 mit der Speicherstelle 12-1 verbunden. In ähnlicher Weise ist jeder Schalter C# über eine Leitung 21-2 mit der Speicherstelle 12,2 verbunden.

Das Notenspeicherregister 12 ist ein Speicherregister mit parallelen Eingängen und parallelen Ausgängen, wobei die Dateneingabe durch Anlegen eines Ladesignals erfolgt. Bei dem System 10 wird ein Ladesignal 24 (Fig. 2) über eine Leitung 25 von einem monostabilen Multivibrator 26 zugeführt, wenn der Startschalter 19 geschlossen wird. Um beispielsweise die Noten C und E in das Speicherregister 12 einzugeben, werden die Tasten C und E in irgendeiner Oktave gedrückt (s. Impulsform 27 und 28 in Fig. 2) und der Startschalter 19 wird gedruckt. Die entsprechenden Notenauswahlsignale werden dann in den Speicherstellen 12-1 und 12-5 des Notenspeicherregisters 12 gespeichert.

Das Abtastregister 13 ist ebenfalls ein Schieberegister mit paralleler Dateneingabe und paralleler Datenausgabe, das zwölf Speicherstellen 13-1 bis 13-12 aufweist, die den jeweiligen Speicherstellen im Notenspeicherregister 12 zugeordnet sind. Ein einzelnes »Eins«-Bit wird in die erste Speicherstelle 13-1 eingegeben, wenn das Ladesignai 24 auftritt. Dieses »Eins«-Bit wird nacheinander durch die einzelnen Stellen des Schieberegisters 13 geschoben und bewirkt die Ausgabe des Inhalts der entsprechenden Spcicherstelle aus dem Notenspeicherregister 12. Wenn daher die Speicherstelle 13-1 das »Eins«-Bit enthält, wird das UND-Tor 30-1 durchgeschaltet und gibt den Inhalt der Notenspeichersteile 12-1 an Leitung 31-1 weiter. Ähnliche UND-Tore 30-2 bis 30-12 sind den Notenspeicherstellen 12-2 bis 12-12 zugeordnet. Sie werden durchgeschaltet, wenn das einzelne »Eins«- Bit in dem Abtastregister 13 sich in der entsprechenden Speicherstelle 13-2 bis 13-12 befindet. Wenn daher das »Eins«-Bit durch das Abtastregister 13 geschoben wird, werden diejenigen Notenauswahlsignale, die in dem Notenspeicherregister 12 enthalten sind, an den entsprechenden Ausgangsleitungen 31-1 bis 3H-12 der UND-Tore erscheinen. Die Ausgangsleitungen sind in einem ODER-Tor 32 zusammengefaßt, dessen Ausgang mit einer Leitung 33 verbunden ist, an der immer dann ein Signal erzeugt wird, wenn

iwiCiiSpCiCnCiTCgiSiCr km

ausgegeben wurde. Diese Ausgangsleitung ist an ein UND-Tor 34 angeschlossen, an dessen zweitem Eingang eine Leitung 56 für die Spiel-Freigabe liegt. Die Ausgangsleitung 35 des UND-Tores 34 führt dasTonerzcugungs-Steuersignal 36 (Fig. 2). das bewirkt, daß das angeschlossene Musikinstrument die bezeichnete Note erzeugt.

Das Abtastregister 13 für die Notenabtastung wird durch Taktimpulse 37 (Fig. 2), die in einem Taktimpulsgeber 38 erzeugt werden, mit hoher Geschwindigkeit getaktet. Die Taktimpulse werden über eir UND-Tor 39 und eine Leiteng 40 dem »Schiebe«- Eingang des Abtastregistevs 13 zugeführt. Immei wenn ein Notenauswahlsignal vom Notenspeicherregister 12 eintrifft, wird das UND-Tor 39 für die Dauei der Notenerzeugung gesperrt. Zu diesem Zweck is an einen Eingang des UND-Tores 39 über eine Leitung 41 der Ausgang eines ODER-Tores 42 ange schlossen. Die Leitung 33 ist über einen Inverter 42 mit dem ODER-Tor 42 verbunden. Wenn von derr Notenspeicherregister 12 kein Notenauswahlsigna kommt, führt Leitung 33 niedriges Potential, da dei Ausgang des Inverters 43 hohes Potential führt, unc über das Tor 42 und die Leitung 41 wird dem Toi 39 ein Öffnungssignal zugeführt.

Dies hat zur Folge, daß die Impulse des Taktim pulsgebers 38 das Einzelbit in dem Schieberegister 1: weiterschieben. Eventuell erreicht das Einzelbit ein« Stelle des Schieberegisters, die einer Speicherstelh des Notenspeicherregisters 12 entspricht, in der eir Notenauswahlsignal gespeichert ist. Wenn dies de Fall ist, geht das Potential an Leitung 33 h~>ch unc das Potential am Ausgang des Inverters 43 wird nied rig. Dadurch wird das Signal an Leitung 41 beende und das UND-Tor 39 gesperrt. Von nun an gelanget keine Schiebeimpulse mehr zum Abtastregister 13, s< daß der Abtastvorgang unterbrochen wird.

Das bei Beginn der Notenerzeugung an Leitung 3: erscheinende Signal wird über ein UND-Tor 45 eine monostabilen Kippstufe 15 für die Notendauer züge führt. Der Ausgang 46 (Fig. 2) ist über einen Inverte 47 mit einer monostabilen Kippstufe 48 für das No tenende verbunden. Diese monostabile Kippstufe 4) gibt am Schluß der Notenerzeugung einen Impuls 4< (Fig. 2) kurzer Dauer an eine Leitung 50 ab. Bein Auftreten dieses Impulses 49 wird das UND-Tor 3! geöffnet, so daß mindestens ein weiterer Schiebeini puls auf das Schieberegister 13 gegeben wird. Die bedeutet, daß die Notenabtastung wieder angelaufei

ist. Die Kippstufe 15, das ODER-Tor 32, das ODER-Tor 42 und das UND-Tor 45 bilden eine Detektorschaltung, die während der Abfrage des Notenspeicherregisters durch das Abtastregister erkennt, ob sich ein Signal in der abgetasteten Stelle des Notenspeicherregisters befindet.

Wenn in der nächsten folgenden Stelle des Notensp <,':"cherregisters 12 kein Signal vorhanden ist, wird das Signal an Leitung 33 niedrig, wodurch weitere Schiebeimpulse an das Abtastregister 13 geliefert werden. Wenn andererseits die nächste abgetastete Stelle des Notenspeicherregisters 12 ein Signal enthält, wird Leitung33 auf hohem Potential bleiben und die Abtastung wird weiterhin unterbrochen. Die Dauer, für die diese neue Note erzeugt wird, wird wiederum von der monostabilen Kippstufe 15 bestimmt. Um dies sicherzustellen, wird das Ende des Notenimpulses 49 auf Leitung 50 über einen Inverter 51 dem i^irigsrig vjCS \ji tiy- ι GrC5 t«j Zügciüiift. /AiS folge ua-

von wird das Eingangssignal der monostabilen Kippstufe 15 am Ende der vorhergehenden Note kurz unterbrochen. Hierdurch ist sichergestellt, daß die monostabile Kippstufe 15 ordnungsgemäß den Zeitablauf zweier Noten steuert, deren Notenauswahlsignale in nebeneinanderliegenden Stellen des Notenspeicherregisters 12 gespeichert sind.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 beginnt das Arpeggio bei der niedrigsten Oktave (typischerweise Oktave 2) und setzt sich bis zur höchsten Oktave (z. B. Oktave 7) fort. Um dies zu erreichen, enthält der Oktav nzähler 14 sechs Speicherstellen 14-1 bis 14-6. von denen jede einer der Oktaven 2 bis 7 zugeordnet ist. Zu Beginn einer Arpeggioerzeugung bewirkt das Ladesignal 24 an Leitung 25 die Eingabe eines »Eins«-Bit in die erste Speicherstelle 14-1 des Oktavenzählers 14. Das entsprechende Ausgangssignal an Leitung 17-1 zeigt an, daß Noten in Oktave 2 erzeugt werden sollen.

Am Ende einer jeden vollständigen Abtastung des Notenspeicherregisters 12 wird das in dem Abtastregister 13 vorhandene einzelne Bit wieder über eine Leitung 53 in die erste Schieberegisterstelle 13-1 zurückgeführt. Das Signal an Leitung 53 wird ferner dem Schiebeeingang des Oktavenzählers 14 zugeführt, bei dem es sich um ein Schieberegister mit paralleler Dateneingabe und paralleler Datenausgabe handelt. Beim Erscheinen des Impulses an Leitung 53 wird das Einzelbit im Oktavenzähler 14 zur nächsten Speicherstelle weitergeschoben. Die an den Leitungen 17 auftretenden Signale bezeichnen die Oktave der Noten, die in Übereinstimmung mit der wiederholten Abtastung des Notenspeicherregisters 12 erzeugt werden sollen. Die Arpeggioerzeugung wird nach dem Abtasten der höchsten Oktave des Musikinstrumentes beendet. Zu diesem Zweck ist eine Kippstufe 54 für die »Spiel-Freigabe« vorgesehen, die durch den Ladeimpuls 24 zu Beginn der Arpeggioerzeugung in den »Eins«-Zustand gesteuert wird. Das Spiel-Freigabe-Signal 55 (Fig. 2) an Leitung 56 steuert die UND-Tore 34 und 39 während der Arpeggioerzeugung auf. Wenn die höchste mögliche Note des angeschlossenen Musikinstrumentes abgetastet worden ist, wird die Kippstufe 54 in den »0«-Zustand zurückversetzt und dadurch das Spiel-Freigabe-Signal 55 beendet. Die UN D-Tore 34 und 39 werden gesperrt. Dem Schieberegister 13 werden keine weiteren Taktimpuisc 38 zugeführt, wodurch der Abtastvorgang beendet wird. Auch die Erzeugung des Tonerzeugungs-Steuersignals an Leitung 35 wird auf diese Weise beendet.

In dem System 10 wird die Kippstufe 54 nach dem

Abtasten der höchsten verfügbaren Note C₇ (die Note C in der Oktave 7) rückgesetzt. Dies erreicht man, indem das C'#-Abtastsignal an Leitungl6-2 und das Oktave-7-Signal an Leitung 17-6 einem UND-Tor 57 zugeführt werden. Das UND-Tor 57 gibt demnach ein Ausgangssignal unmittelbar im Anschluß an die Abtastung der höchsten Note C₇ ab. Dieses Aus-

i" gangssignal setzt über Leitung 58 die Spiel-Freigabe-Kippstufe 54 zur Beendigung des Arpeggios zurück. Die Funktion des Systems 10 von Fig. 1 wird unter Bezugnahme auf das Impulsdiagramm der Fig. 08 erläutert, das zum größten Teil oben schon beschrieben

r> wurde. Die LinienSJbzw.SJkcnnzeichnendie Inhalte des Schieberegisters 13 für die Notenabtastung und des Oktavenzählers 14 während der Arpeggioerzeugung. Die Kurve 62 kennzeichnet die Perioden, in denen uöä UND-Tor 39 gcoiiiici ist, üi'fi dem Auiähiic-

-'(> gister 13 Schiebeimpulse zuzuführen.

Während eines Arpeggios wird jede einzelne Note für eine relativ kurze Zeitdauer erzeugt. Während dieser Notendauer kann es zweckmäßig sein, die Amplitudenumhüllende so zu formen, daß der Ton die

:ϊ richtigen Anhall- und Abklingcharakteristiken bekommt. Eine solche Steuerung für die Amplitudenumhüllende erfolgt durch die Schaltung 60 der Fig. 3. die mit dem Arpeggiosystem der Fig. 1 zusammenarbeitet.

in Der Anhall und das Abklingen erfolgen dadurch, daß zeitlich gestaffelte Amplitudenfaktoren aus einem Speicher 61 über eine Leitung 62 dem angeschlossenen Musikinstrument zugeführt werden. Diese Amplitudenfaktoren werden so ausgewählt, daß sie die

π gewünschte Anhall- und Abklingcharakteristik erzeugen. In dem Musikinstrument ist ein Multiplizierer vorgesehen, der die Amplitude der erzeugten Noten entsprechend dem Amplitudenfaktor bemißt.

Als Folge davon haben die erzeugten Töne die ge-

4(i wünschte Anhall- und Abklingcharakteristik.

Die Schaltung 60 ersetzt die monostabile Kippstufe 15 und den Inverter 47 der Fig. 1. Statt dessen ist der Ausgang des UND-Tores 45 über eine Leitung 63 mit einem UND-Tor 64 verbunden, das die Takt-

4i impulse für den Amplitudenfaktor von einem Taktgeber 65 zum Eingang 66 des Schieberegisters 67 durchläßt. Das Schieberegister 67 wird dazu benutzt, die Ansteuerung des Amplitudenfaktorspeichers 61 sequentiell zu steuern. Von der Ausgangsleitung 68 der

letzten Stelle 67-0 des Schieberegisters 67 führt eine Leitung zum Eingang der monostabilen Kippstufe 48, die das Ende der Note bestimmt (Fig. 1). Die dem Abtastregister 13 über Leitung 40 zugeführten Schiebeimpulse werden ebenfalls dem Ladeeingang des

Schieberegisters 67 zugeführt. Der Grund hierfür ist, ein einzelnes »Eins«-Bit in die erste Position 67-1 des Schieberegisters 67 zu der Zeit einzuspeisen, zu der alle Stellen des Notenspeicherregisters abgetastet sind. Wenn eine Speicherstelle ein Notenauswahlsi-

gnal enthält, wird daher die Schaltung 60 in den Zustand versetzt, in dem sie mit dem Auslesen der Impulsfaktoren für Anhall und Abklingen beginnen kann.

Beim Erscheinen eines Notenauswahlsignals an Leitung 33 wird ein Signal an Leitung 63 erzeugt, das das UND-Tor 64 aufsteuert, über Leitung 66 werden Impulse für die Anhall- und AbkJingrate zugeführt, die bewirken, daß das Einzelbit in dem Schieberegister

ίο

67 von Stelle zn Stelle weitergeschoben wird. Im Speicher 61 sind die Amplitudenfaktoren für Anhall und Abklingen in aufeinanderfolgenden Speicherstellen 61-1 bis 61-«, die einzeln den Stellen 67-1 bis 67-/1 im Schieberegister 67 entsprechen, gespeichert. Der Speicher 61 ist so ausgebildet, daß der in einer Speicherstelle, die derjenigen Stelle des Schieberegisters 67 entspricht, die momentan das Einzclbit enthält, stehende Weit in Leitung 62 hinein ausgelesen wird. Mit dieser Anordnung werden über Leitung 62 nacheinander die Amplitudenfaktoren für den Anhall- und den Abklingvorgang geliefert und dem angeschlossenen Musikinstrument zugeführt, wenn das Einzelbit durch das Schieberegister 67 geschoben wird. Die erzeugte Note bekommt eine Amplitudenform, die durch die Amplitudenfaktoren bestimmt ist, die in der durch den Taktgenerator 65 bestimmten Impulsfolge zugeführt werden.

Nachdem dem Musikinstrument sämtliche Amplitudenfaktoren zugeführt wurden, erreicht das hinzelbit die Endposition 67-0. Dementsprechend wird der monostabilen Kippstufe 48 für das Notenende (Fig. 1) über Leitung 68 ein Signal zugeführt, das die Notenerzeugung beendet. Auf diese Weise wird die Dauer der Tonerzeugung von dem Schieberegister 67 für Anhall und Ausklingen in Verbindung mit dem Taktgeber 65 gesteuert.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 beginnt das erzeugte Arpeggio bei der untersten Oktave und endet bei der höchsten Oktave. Durch Verwendung der wahlweise einzusetzenden Schaltung 70 nach Fig. 4 erhält man ein »Auf-Ab«-Arpeggio. Die zuerst erzeugten Noten laufen aufwärts von der untersten zur höchsten Oktave, gefolgt von einem umgekehrten oder abwärts gerichteten Arpeggio, das mit der höchsten Oktave beginnt und mit den Noten der niedrigsten Oktave endet. Zur Ausführung eines solchen Auf-Ab-Arpeggios wird das Abtastregister 13 (Fig. 1) für die Notenabtastung durch ein Abtastregister 13' ersetzt, das entweder nach rechts oder nach links zu schieben vermag. In ähnlicher Weise ist der Oktavenzähler 14 durch ein Rechts/Links-Schieberegister 14' (Fig. 4) erseht. Die Schieberegister 13' und 14' haben jeweils einen Rechts/Links-Steuereingang. Wenn ein »(!«-Signal diesem Eingang zugeführt wird, erfolgt jedesmal wenn ein Schiebeimpuls eintrifft eine Verschiebung nach rechts. Wenn dagegen ein »Eins«-Signal dem Steuereingang zugeführt wird, erfolgt bei Eintreffen eines jeden Schiebeimpulses eine Verschiebung nach links.

Bei Verwendung der wahlweise einsetzbaren Schaltung 70 ist der Betrieb während eines Aufwärts-Arpeggios derselbe wie bei einer Schaltung nach Fig. 1. Während dieser Zeit wird über Leitung 71 eine »0« oder ein Rechtsschiebesignal den Rechts/Links-Steuereingängen der Schieberegister 13' und 14' zugeführt. Dieses Steuersignal wird von einer Kippstufe 72 für »Auf-Ab«-Betrieb geliefert, die zu Beginn in den »0«- oder »Aufwärts«-Zustand durch das Ladesignal 24 gestellt wird, das zu Beginn des Arpeggios an Leitung 25 ansteht. Bei Beendigung des Aufwärts-Arpeggios gibt das UND-Tor 57 ein Ausgangssignal ab. Bei der Ausführungsform von Fig. 4 wird dieses Ausgangssignal nicht der Kippstufe 54 zugeführt, wie in Fig. 1 gezeigt, sondern gelangt an den Setzeingang S der Kippstufe 72. Dadurch wird die Kippstufe 72 in den »Eins«- oder »Ab*värts«-Zustand versetzt, wenn das Aufwärts-Arpeggio beendet

wird. Wenn die Kippstufe 72 in dieser Weise gesetzt worden ist, stiht an Leitung 71 ein »Eins«-Signal an, das die Schieberegister 13' und 14' veranlaßt nach links zu schieben. Auf diese Weise werden während eines Abwärts-Arpeggios sowohl die Noten als auch die Oktaven von der höchsten zur niedrigsten Position durchlaufen.

Der Inhalt des Oktavenzählers 14' wird bei jeder vollständigen Abtastung des Notenspeicherregisters 12 um eine Stelle weitergeschoben. In der Schaltung 70 werden dem Oktavenzähler 14' die Schiebeimpulse über eine Leitung 73 von einem ODER-Tor 74 zugeführt. Während des Aufwärts-Arpeggios ist Leitung 53übei das ODER-Tor 74 und ein von dem »0«-Ausgang der Kippstufe 72 gesteuertes UND-Tor 75 mit Leitung 73 verbunden. Auf diese Weise wird der Oktavenzähler 14' in genau derselben Form schrittweise betrieben wie derjenige der Fig. 1.

Während eines Abwärts-Arpeggios wird das Einzelbit in dem Abtastregister 13, beginnend von der Stellung 13-12 bis hin zur Stellung 13-1, nach links verschoben. Anschließend wird das Signal über die Rücksetzleitung 76 wieder der höchsten Stelle 13-12 zugeführt. Dasselbe Signal an Leitung 76 wird dem Schiebeeingang des Oktavenzählers 14' über das ODER-Tor 74 und ein von dem »Eins«-Signal von Leitung 71 gesteuertes UND-Tor 77 zugeführt. Auf diese Weise wird der Inhalt des Oktavenzählers 14 jedesmal nach links (abwärts) weitergeschoben, wenn ein vollständiger abwärts gerichteter Abtastvorgang des Notenspeicherregisters 12 beendet worden ist.

Zur Beendigung des Auf-Ab-Arpeggios besitzt der Oktavenzähler 14' eine zusätzliche Speicherstelle 14-0 an seinem unteren Ende. Nach einer vollständigen Abtastung der untersten Oktave läßt man das Einzelbit im Oktavenzähler 14' in diese Endposition 14-0 hineinschieben. Dementsprechend wird an einem UND-Tor 78, das von dem »Eins«-Signal an Leitung 71 vorbereitet ist, ein Ausgangssignal erzeugt. Dieses Ausgangssignal wird über Leitung !58 dem Rücksetzeingang R der Kippstufe 54 für die Spielfreigabe (Fig. I) zugeführt. Durch das Erscheinen des Signals an Leitung 58 wird die Kippstufe 54 zu r Beendigung der Arpeggioerzeugung zurückgesetzt.

Die Schaltungen nach Fig. 4 A und 4B erlauben die Ausführung eines kontinuierlichen Auf-Ab-Arpeggios. Anders als die Schaltung nach Fig. 4, bei der nach einem einzelnen Auf- und Abwärtsabtastvorgang das Arpeggio beendet wird, gestattet die Schaltung 80 der Fig. 4 A die Beibehaltung des Arpeggios so lange, wie der Schalter 81 geschlossen ist. Bei der Schaltung 82 nach Fig. 4B beginnt das Arpeggio, wenn ein »Start«-Schalter 83 gedrückt wird. Das Arpeggio wird entweder aufwärts oder abwärts so lange beibehalten, bis der »Ende-Schalter 84 gedrückt wird.

In der Schaltung 80 (Fig. 4A) ist anstelle des Schalters 19 ein Eingang für die monostabile Kippstufe 26 für »Start« vorgesehen, d. h. der Schalter 19 wird nicht benutzt, und die von einem Inverter 86 kommende Leitung 85 ist mit dem Eingang der monostabilen Kippstufe 26 verbunden. Wenn der Schalter 81 geöffnet ist, erhält der Inverter 86 ein »1 «-Signal, das von der über einen Widerstand 87 gelieferten Spannung +V repräsentiert wird. Als Folge davon führt Leitung 85 »0«-Signal. Wenn Schalte/ 81 gedruckt ist, wird der Eingang des Inverters 86 an niedriges Potential gelegt, da er mit Erde verbunden wird. Dementsprechend erscheint an Leitung 85 hohes Po-

tential, wodurch die monostabile Kippstufe 26 getriggert wird, um das Arpeggio zu starten.

Zur Beendigung des Arpeggios wird der Ausgang einer monostabilen Kippstufe 28 über eine Leitung 58b dem Rücksetzeingang R der Kippstufe <54 für die »Spielfreigabe« zugeführt anstelle des Ausgangs von UND-Tor 78 (Fig. 4).

Während Schalter 81 geschlossen ist, erhält die monostabile Kippstufe 88 niedriges Eingangspotential. Sobald Schalter 81 geöffnet wird, wird dem Eingang der Kippstufe 88 hohes Potential zugeführt, wodurch an Leitung 58b ein Impuls erzeugt wird, der die »Spielfreigabe«-Kippstufe 54 in den »(!«-Zustand versetzt und dadurch das Arpeggio beendet. Der Ausgang von UND-Tor 78 (Fig. 4) ist zweckmäßigerweise mit dem Rücksetzeingang/? der »Auf-Abo-Kippstufe 52anstelle von Leitung 25 verbunden. Dies stellt sicher, daß die Kippstufe 72 am Ende eines jeden Anwärts-Arpeggios rückgesetzt wird, wenn der Schalter 81 für mehrere Auf-Ab-Zyklen geschlossen bleibt. Dieser Schalter 81 kann mit dem Knie betätigt werden.

Die Schaltung 82 (Fig. 4 B) wird in ähnlicher Weise angeschaltet wie diejenige der Fig. 4 A, jedoch wird hier die monostabile Kippstufe 88 von einem » 1«-Impuls getriggert, der entsteht, wenn der über einen Widerstand 90 mit der + V-Spannungsquelle verbundene Eingang des Inverters 89 durch Schließen des Schalters 84 geerdet wird.

Ein Betrieb im Harfen-M.)dus ist möglich, wenn man die Schaltung 110 der Fig. 5 in Verbindung mit der Schaltung 10 nach Fig. 1 benutzt. In diesem Modus spielt der Oktavenzähler 14 nach einer Oktave plus einer Note eine Oktave zurück, anstatt die Noten an der Tastatur gerade auf und/oder abzuspielen. Wenn z. B. die ausgewählten Arpeggio-Noten C. E und G sind, lautet die im Harfen-Modus erzeugte Folge:

C₂E₂G₂C₃E₂G₂C₁E₃G₂C₃E₁G₁C,...

Ein solcher Betrieb im Harfen-Modus wird erreicht, indem man die Anzahl der ausgewählten Arpcggio-Noten zählt und zu dieser Anzahl eins hinzuaddiert, um eine »Harfen-Zählung« zu erhalten. Das Oktavenregister 14 wird dann jedesmal, wenn die Nummer der erzeugten Töne gleich der »Harfen-Zählung« ist, um eine Stelle weitergeschoben. Dieser Vorgang wird von der Schaltung 110 durchgeführt.

Jedesmal, wenn ein Ton erzeugt wird, wird ein Zähler 111 weitergezählt. Dies geschieht durch Anlegen des Ausgangssignals der monostabilen Kippstufe 15 für die Notendauer über Leitung 112 an den Zähleingang des Zählers 111. Zu Beginn der Arpeggio-Erzeugung wird der Ladeiinpuls 24. der über Leitung 25 und das ODER-Tor 113 zugeführt wird, dazu benutzt, den Zähler 111 auf Null zurückzusetzen. Der Ladeimpuls setzt ferner eine Kippstufe 114 in den ■> »Eiis«-Zustand. Während der Tonerzeugung in der niedrigsten Oktave wird der Zähler 111 jedesmal einen Schritt weitergezählt, wenn eine Note erzeugt wird. Wenn daher das Einzel-Bit die Endposition 13-12 des Schieberegisters 13 für die Notenabtastunj ι» (Fig. 1) erreicht, ist der Inhalt des Zählers 111 gleich der Anzahl der ausgewählten Arpeggio-Noten. Diest Anzahl wird in einem Speicherregister 115 gespeichert. Um dies zu bewirken, wird der Rücksetzimpuls für die Abtastung auf Leitung 53 (Fig. i) über ein r. UND-Tor 116, das von dem »Eins«-Ausgang der Kippstufe 114 vorbereitet wird, dem LadeanscMuß des Speicherregisters 115 zugeführt. Dadurch wird der Inhalt des Zählers 111 über eine Leitung 117 in das Speicherreeister 115 eingegeben. Ds Signal an Lei- -'" tiing 52 sefzt ferner die Kippstufe 114 auf »0«. Dadurch wird das UND-Tor 116 gesperrt, so daß der Inhalt des Speicherregisters 115 über den verbleibenden Teil der Arpeggioerzeugung im Harfen-Modus unverändert bleibt.

.'■> Der Wert »Eins« wird dem Inhalt des Speicherregisters 115 durch einen Addierer 118 hinzugefügt. Die Summe wird entsprechend der »Harfen-Zählung«· über eine Leitung 119 einem ersten Eingang eines Vergleichen 120 zugeführt. Am zweiten Eingang des in Vergleichers 120 liegt der Inhalt des Zählers 111. der über Leitung 117 zugeführt wird.

Jedesmal, wenn die Schaltung 10 (Fig. 1) die Erzeugungeiner Anzahl von Noten gleich der »Harfen-Zählung« angezeigt hat, wird der Inhalt des Zählers r. 111 gleich der an Leitung 119 anstehenden Zahl. Als Folge davon erzeugt der Komparator 120 ein Ausgangssignal an Leitung 121, wodurch der Inhalt des Oktavenzählers 14 um eine Stelle nach links verschoben wird. Das Signal an Leitung 121 setzt ferner den κι Zähler 111 zurück. Die Notenerzeugung wird mit der nächstfolgenden Note fortgesetzt, jedoch eine Oktave tiefer als die zuletzt erzeugte. Die resultierende Tonfolge entspricht exakt der oben für den Harfen-Modus angegebenen Tonfolge.

C) Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Abwandlungen möglich. Beispielsweise kann die Arpeggio-Schaltung nach Fig. 1 anstelle des abgebildeten Aufwärts-Arpeggios für ein Abwärts-Arpeggio umgestaltet werden, indem die »Eins«-Bits am oberen ->o Ende des Schieberegisters 13 für die Notenabtastung und des Oktavenzählers 14 eingegeben werden. Durch die Verschiebung in jedem Register 13 und 14 wird ein Abwärts-Arpeggio erzeugt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Erzeugung von Arpeggio-Effekten durch ein elektronisches Musikinstrument, das mindestens eine Tastatur und eine Tonerzeugerschaltung aufweist, die in Abhängigkeit von aufgrund der jeweils gedrückten Tasten zugeleiteten Steuersignalen Töne erzeugt und die folgenden Eingangsleitungen für die Steuersignale aufweist:

eine Gruppe zweiter Eingangsleitungen, von !5 denen jede einer Oktave zugeordnet ist und

eine dritte Eingangsleitung für ein Tonerzeugungs-Steuersignal, bei dessen Zuleitung die Tonerzeugerschaltung jeweils einen durch die zugeleiteten Steuersignale der ersten und zweiten Eingangsleitungen bestimmten Ton erzeugt,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Notenspeicherregister (12), das je eine Speicherstelle für jede Note einer Oktave aufweist, bei Tastenbetätigung Speichersignale in den Speicherstellen speichert, die den betätigten Tasten entsprechen, daß ein Abtastregister (13) vorgesehen ist, das die Speicherstellen des Notenspeicherregisters (12) zyklisch abfragt und die so erhaltenen Signale einerseits der der Note des jeweiligen Speichersignals entsprechenden ersten. Eingangsleitung und andererseits einer Detektorschaltung (15, 32, 42, 45) zuleitet, die dzs Abtar.register bei Auffinden eines Signals in der abgetasteten Speicherstelle des Notenspeicherregisters war rend . der Abfrage (5 durch das Abtastregister für eine der Zeitdauer des zu spielenden Tones entsprechende Zeitspanne anhält und das Tonerzeugungssignal erzeugt und an die dritte Eingangssignalleitung (35) abgibt, und daß von dem Abtastregister (13) ein Oktavenzähler (14), an den die zweiten Eingangssignalleitungen angeschlossen sind, derart angesteuert wird, daß der Inhalt des Oktavenzäh'.ers bei jedem Zyklus des Abtastregisters um eine Stelle weitergeschaltet wird. 4>

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorschaltung (15, 32, 42,45) ein Zeitglied (15) für die Notendauer enthält, das bei Auffinden eines Signals im Notenspeicherregister (12) die zyklische Fortschaltung des Abtastregisters (13) während der Erzeugung des Tones unterbricht.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein manuell bedienbarer Startschalter (19) die Einspeicherung der Speichersignale in das Notenspeicherregister (12) steuert.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Inhalt des Oktavzählers (14) zu Beginn der Abtastung durch ein von dem Startschalter (19) abgeleitetes Ladesignal auf die erste Oktave eingestellt wird,

5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastregister (13) ein Schieberegister ist, in dem ein Einzel-Bit im Rhythmus eines Taktgebers (38), der über eine Torschaltung (39) an den Schiebeeingang (40) angeschlossen ist, weitergeschoben wird, und daß das Zeitglied (15), dessen Ablaufdauer der Notendauer entspricht und das bei Erkennung eines Notensignals im Notenspeicherregister (12) in Lauf gesetzt wird, eine Torschaltung (39) in der Schiebeleitung des Abtastregisters (13) sperrt.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Notenspeicherregister (12) und das Abtastregister (13) an eine Steuereinrichtung für Aufwärts- und Abwärts-Arpeggio angeschlossen sind, die bei eingestelltem Auf yärts-Arpeggio ein Einzel-Bit in die erste Stufe des Abtastregisters (13) eingibt und das Abtastregister (13) und den Oktavenzähler (14) auf Aufwärtszählen einstellt und die bei eingestelltem Abwärts-Arpeggio ein Einzel-Bit in die letzte Stufe des Abtastregisters (13) eingibt und das Abtastregister (13) und den Oktavenzähler (14) auf Abwärtszählen einstellt.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ein Umschaltglied (72) enthält, das von der letzten Stufe des Oktavenzählers (14) gesteuert ist und das Abtastregister (13) und den Oktavenzähler (14) nach Beendigung einer Aufwärts-Arpeggio auf Abwärts-Arpeggio umschaltet.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorschaltung (15.32, 42, 45) eine Ilüllkurvensteuerschaltung enthält, die ein von einem Taktgeber (65) getaktetes Schieberegister (67) aufweist, dessen Stufen die Adressenleitungen eines Speichers (61) für Arnplitudenfaktoren ansteuern (Fig. 3).

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte Stufe (61-n) des Schieberegisters (61) mit einem Schaltglied (48) zur Beendigung der Tonerzeugung verbunden ist.

10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines Harfen-Arpeggios ein Notenzähler (111), der während der ersten sequentiellen Abtastung der Speichcrstelkn die Anzahl der erzeugten Töne zählt, an eine Speichereinrichtung (115) angeschlossen ist, zu deren Inhalt über einen Addierer (118) jeweils eine Konstante hinzuaddiert wird, daß der Notenzähler (111) während der aufeinanderfolgenden Abtastungen der Speicherstellen die Anzahl der seit der Rücksetzung des Notenzählers erzeugten Töne zählt, und daß ein Komparator (120) vorgesehen ist, der die im Notenzähler enthaltene Anzahl mit dem Ausgang des Addierers (118) vergleicht, und bei Gleichheit den Oktavenzähler (14) herunterzählt und den Notenzähler (111) rücksetzt.