DE2519114A1

DE2519114A1 - Saitenmusikinstrument mit einer elektronischen zeitmultiplex-schaltung

Info

Publication number: DE2519114A1
Application number: DE19752519114
Authority: DE
Inventors: William Lee Avant
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-04-29
Filing date: 1975-04-29
Publication date: 1976-11-11

Description

Saitenmusikinstrument mit einer elektronischen Zeitmultiplex-Schaltung Die Erfindung betrifft solche Musikinstrumente, welche elektrische Signale liefern, oie zum Spielen ausgewählte Noten bzw. Töne darstellen.
Aus verschiedenen Patentschriften ist ein Musikinstrument wie eine Gitarre bekannt, welche eine elektrische Schaltung aufeist, um Steuersignale zu liefern, welche ein entfernt angeordnetes anderes Instrument wie eine elektrisch gesteuerte Orgel spielen. Gemaß der US-Patentschrift 3 482 028 ist bei einer typischen bekannten Anordnung das Griffbrett der Gitarre derart angeordnet, daß darauf eine Matrix aus elektrischen Schaltkontakten vorgesehen sind. Eine solche Matrix enthält eine Reihe für jede Saite, wobei üblicherweise sechs solcher Reihen bei einer Gitarre vorhanden sind. Sie enthält weiterhin eine Spalte für jeaen Bund, wobei üblicherweise 19 Bünde vorhanden sind, wenn auch manchmal mehr Bünde vorgesehen sein können.
Die Saiten der Gitarre sind elektrisch leitend, und sie bilden in Verbidung mit den kontakten eine Mehrzahl von Schalter, und zwar jeweils einen. solchen Schalter für jede Bund-Seiten-Kombination. Beim Spielen des Instrumentes werden natürlich die Saiten manuell gegen die Bünde niedergedrückt, so daß die wirksame Länge einer Saite entsprechend den gewünschten Noten bzw.
Tönen eingestellt wird. Wenn die Saiten auf diese Weise niedergedrückt werden, werden Schaltkontakte gescnlossen, und die darauf ansprechende Schaltung entwickelt Signale, welche angeben, welche Note und welche Noten ausgewählt wurden.
Wie es oben bereits erwähnt wurde, ist es üblich, sechs Saiten und wenigstens 19 Bünde vorzusehen. Somit gibt es wenigstens 114 Bund-Seiten-Kombinationen, und es sind folglich in der oben beschriebenen Anordnung 114 entsprechende Schaltkontakte vorhanaen. Da die Schaltkontakte gegeneinander elektrisch isoliert sein müssen und da eine. derart gro2e Anzahl von Schaltkontakten vorhanden ist, müssen sie in ihrer gerätetechnischen Ausführungsform sehr klein gehalten werden. Außerdem muß jeder Schaltkontakt mechanisch sehr genau in der entsprechenden Lage auf dem Griffbrett ausgerichtet sein. Andernfalls könnte es vorkommen, daß ein Schaltkontakt nicht geschlossen wird, wenn der Musiker eine Saite niederdrückt. Bei dieser Lösung ergibt sich ein weiteres Problem daraus, daß viele Musiker eine Gitarre vorzugsweise in einer ganz bestimmten Art spielen. Dies bedeutet, daß viele Gitarristen weder durch eine entsprechende Angewohnheit oder absichtlich die Saiten beim stiel auslenken. Damit. ist gemeint, daß die Saiten nicht nur rach unten, sondern auch zur Seite gedrückt werden. Wenn dies geschieht, so kann eine niedergedrückte Saite ihren entsprechenden Kontakt vollständig verfehlen oder, was noch schlimmen ist, wenn sie stark ausgelenkt wird, kann sie mit dem Nachbarkontakt in Beruhrung kommen.
Das Musikinstrument gemäß der Erfindung weist eine Mehrzahl von elektrisch leItenden Saiten auf, welche sich parallel zueinander entlang einem Griffbrett erstrecken, wobei die Erfindung vorzugsweise bei einer Gitarre angewandt wird, welche Bünde aufweist. Auf dem Griffbrett sind eine Vielzahl von elektrisch leitenden Fingertasten angebracht. Jede Fingertaste ist an einer Stelle angebracht, welche zu einer Vielzahl von jeweils auf abstand voneinander angeordneten Stellen gehört, wobei die Saiten niedergedrückt werden, um ihre wirksame länge einzustellen. Von Bedeutung ist es, daß in Gegensatz zu bekannten Anordnungen jede Fingertaste sich quer unter den-parallelen Saiten erstreckt, so daß eine beliebige Saite derart niedergearückt werden kann, daß sie mit der Taste in Berührung kommt.
Dies bedeutet, daß anstatt einer Schaltmatrix, die aus vielen Zeilen bzw. Reihen und Spalten besteht, eine einfachere mechanische Anordnung vorgesehen ist, um eine Schaltanordnung festzulegen. Darüber hinaus zeigt diese Schaltanordnung keine der oben beschriebenen Probleme, die beim seitlichen Auslenken einer Saite auftreten. In der bevorzugten Ausführungsform sind jeweils eine Mehrzahl von Aufnahmeelementen jeweils benachbart zu einer entsprechenden Saite anbeordnet, und jedes dieser Elemente erzeugt ein Steuersignal in Reaktion auf eine Vibration der entsprechenden Saite. Eine Schaltungsanordnung einschließlich einer Z eitmultipl exechaltung und einer logischen Verknüpfungsschaltung liefert elktrische Signale, welche Noten darstellen, welche zu den auf dem Instrument zu spielenden -Noten in einer bestimmten Beziehung stehen Die Zeitmultiplexschaltungsanordnung weist eine Schaltungseinrichtung auf, welche mit der Schaltanordnung derart zusammenwirkt, daß ein zyklisches digitales Zeitmultiplexsignal erzeugt wird, welches in getrennten sequentiellen Intervallen innerhalb jedes Zyklus die wirksame Länge einer entsprechenden Saite angibt, wobei eine solche wirksame Länge natürlich mit einer zu spielenden Note in Beziehung steht Bei Verwendung dieser Elultiplextechnik stellt ein bestimmtes binäres Format, welches parallel durch denselben Satz von Leitungen geführt wird, an verschiedenen Punkten in der Zeit jeweils eine Mehrzahl von ausgewählten Noten dar. Ein wesentlicher. Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß weniger leitungen erforderlich sind, die zur Weiterleitung solcher Schaltsignale an das Instrument angeschlossen werden, und zwar im Vergleich zu bekannten Anordnungen. Beispielsweise sind bei der oben beschriebenen. Bekannten Gitarre 114 Schaltsignalleitungen vorhanden, die jeweils einzeln an eine der 114 Kontakte separat angeschlosen sind. In einer Ausführungsform gemäß der Erfindung werden nur fünf Schaltsignalleitungen verwendet, wobei jedoch die gleiche Information über diese Leitungen geführt wird.
Vorzugsweise ist in der Schaltungsanordnung eine Einrichtung vorgesehen, um bestimmte Darstellungen von Harmonienoten bzw.
Harmonietönen zu berechnen. Diese Anordnung wird vorzugsweise in Verbindung mit einer elektronische Gitarre verwendet. Im Gebrauch spielt der Musiker die elektronische Gitarre in einer üblichen Weise, wobei das Lautsprechersystem für die elektronische Gitarre die Töne direkt wiedergibt, welche von dem Gitarristen gespielt werden, und zugleich wird der Gitarrist von einem weiteren Instrument über eine Fernsteuerung begleitet.
Die Erfindung wird beispielsweise anhana der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Gitarre, welche die bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung darstellt, Fig. 2 ein Blockdiagramm der Schaltung, welche in dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, Fig. 3A und 3B jeweils ein Blockdiagramm bzw. eine Gruppe von Zeitdiagrammen, welche die bevorzugte Anordnung und Arbeitsweise einer Schaltungsstufe der Multuplexschaltung zur Erzeugung eines Steuersignals veranschaulichen, welches gemäß der Erfindung verwendet wird, Fig. 4 ein schematisches Blockdiagramm, welches die bevorzugte Anordnung einer Schaltanordnung -in der Nultiplexschaltung veranschaulicht, Fig. 5 ein Blockdiagramm eines Beispiels aus einer Vielzahl von Verriegelungselementen in der Multiplexschaltung und Fig. 6 ein Blockdiagramm eines Harmonienotenrechners, wie er in der bevorzugten Ausführungsforin verwendet wird.
Die Fig. 1 zeigt eine Gitarre 5, welche die bevorzugte Ausführungs form des ItIusikinstrumentes gemäß der Erfindung darstellt. - Die Gitarre hat ein langgestrecktes Griffbrett 7, welches sich von einem körper 9 aus erstreckt. Die Gitarre ist mit einer Mehrzahl von langgestreckten Saiten 10 bespannt, wobei jede Saite im Bereich ihres einen Endes mit einer Saitenhalteeinrichtung 12 auf dem Körper befestigt ist, während ihr entgegengesetztes Ende jeweils an einem der Wirbel 14 auf dem Griffbrett befestigt ist.
Die Saiten sind jeweils elektrisch leitend, während dies bei ihren jeweiligen mechanischen ifalterungen nicht der Fall ist, so daß die einzelnen Saiten gegeneinander isoliert sind.
Somit sind die herkömmlichen mechanischen Elemente einer Gitarre wie der Querriegel 16 auf dem Körper und die Vielzahl von Bünden 18 auf dem Griffbrett gegeneinander isoliert.
Eine Vielzahl von elektrisch leitenden Fingertasten 20 sind auf dem Griffbrett angeordnet. Jede Fingertaste ist derart angeordnet, daß sie zwischen benachbarten Bünden jeweils auf Abstand von der nächsten Fingertaste liegt. Die Saiten werden von dem Gitarristen an den Bünden niedergedrückt, uur die wirksame Länge der Saite einzustellen, wodurch die. zu spielenden Noten. ausgewählt werden, wenn die Saiten angezupft werden.
Jede Fingertaste erstreckt sich quer über das Brett, so daß jede Saite durch Niederdrücken damit in Berührung gebracht werden kann. Die elektrisch leitenden Bingertasten und die elektrisch leitenden Saiten arbeiten somit in der Weise zusammen, daß eine Schaltanordnung gebildet wird, welche unten im einzelnen näher erläutert wird..
Jede Fingertaste ist einzeln mit jeweils einem getrennten Draht aus einer Vielzahl von Drähten verbunden, wobei die Gesamtheit der Fingertasten auch als Fingertastenreihe 22 bezeichnet wird Auf dem Körper ist ein Verschlüsslerbrett 25 angebracht, welches als Beiterplatte ausgebildet ist, die eine Vielzahl von logischen Verknüpfungsanordnungen 27 (Fig. 2) aufweist, welche Schaltsignale empfangen, die auf der Fingertastenschiene vorhanden sind.
Eine Vielzahl von Aufnahmeelementen 30 sind auf dem Körper benachbart zu einer entsprechenden Saite angeordnet. Von jedem dieser Aufnehmeelemente wird in Reaktion auf die -Vibration einer~ entsprechenden Seite ein Steuersignal erzeugt, wenn diese Seite gezupft wird Vorzugsweise ist: gemäß der Darstellung eine separat e -Vielahl von Aufnehmeelementen 33 vorgesehen. Diese Aufnehmeeinrichtungen werden in Verbindung mit einem herkömmlichen elektronischen Gitarrenverstärker und einer (nicht dargestellten) Lautsprecheranordnung verwendet. Ein elektrischer Stecker 35 dient dazu, diese Aufnehmeelement und den Verstärker miteinander zu verbinden.
Ein separater Anschluß 37 ist auf dem Körper vorgesehen, um die Gitarre elktrisch mit einer anderen Schaltung zu verbinden, welche in der Fig. 2 als Blockschema dargestellt ist. Weiterhin sind auf dem Körper eine Vielzahl von manuellen Steuerschaltern 40, 41 und 42 angebracht, deren Funktion unten erläutert wird.
Die Fig. 2 zeigt ein Gesamtblockdiagramm derjenigen Schaltung, welche elktrische Ausgangssignale liefert, die musikalische Noten bzw. Töne darstellen. Ein Schalter 45 ist durch die Saitenreihe 10 mit der Schaltungsanordnung verbunden. Gemäß Fig. A-weist der Schalter einen Taktgenerator 50 auf, welcher ein Taktsignal CP erzeugt. Das Taktsignal CP hat die Form eines Impulszuges, und zwar vorzugsweise eines Impulszuges mit einer Ultraschallfrequenz. Ein herkömmlicher zyklischer Zähler 52 zählt die Taktimpulse. Vorzugsweise zählt der Zähler 52 zyklisch durch sechs Zuständ'e, nämlich durch S1 - S6 (siehe Fig. 3B) Eine Vielzahl von Dekodieren 55-1 bis 55-6 dekodieren jeweils einen dieser Zustände des Zählers. Jeder der Dekodierer liefert unter der Taktsteuerung des Taktsignals jeweils eines aus der Reihe der Signale sbl - sb6.
Die Arbeitsweise des Zählers wird anhand der Wellenformdiagramme gemäß Big. 3B erläutert. Gemäß der Darstellung wird das Taktsignal CE zwischen zwei logischen Zuständen umgeschaltet, nämlich zwischer einer logischen "O" (tief) und einer logischen i11:t (hoch).
Unter der Triggersteuerung des Taktsignals zählt der Zähler zyklisch durch die Zustände S1-56 hindurch, wobei er seinen Zustand bei jedem Übergang des Taktsignals von einer logischen "1" auf eine logische 1101: andert. Das Signal sb1, welches durch den Dekodierer 55-1 erzeugt wird, nimmt währenQ jeweils desjenigen Teils des Zyklus den Wert einer logischen "O" an, in welchem das Taktsignal den Wert einer logischen "O" hat, -wobei sich der Zähler im Zustand S1 befindet. Während aller anderen Zeiten während des Zyklus hat das Signal sb1 den Wert einer logischen "1". Die Signale sb2 bis sb6, welche jeweils von den Dekodierern 55-2 bis 55-6 erzeugt werden, haben ähnliche Zeitdiagramme, d. h. sie befinden sich jeweils auf einem logischen Wert "O", während entsprechende Abschnitte der sequentiellen Zustände innerhalb des Zyklus auftreten.
Gemäß Hig. 4 werden die Signale sb1-sb6 jeweils den Saiten 10-1 bis 10-6 zugeführt. (In dem Blockdiagramm gemäß Fig. 2 sind diese Saiten gemeinsam als Saitenreihe 10 dargestellt.) Unter den Saiten sind 21 Fingertasten 20-1 bis 20-21 angeordnet, von denen nur die Fingertasten 20-1, 20-2 und 20-21 als Beispiele dargestellt sind.
In der Fig. 4 sind auch die jeweiligen Leitungen 22-1, 22-2 und 22-21 der Fingertastenreihe 22 dargestellt. Nit den Leitungen der Fingertastenreihe werden die Fingertasten jeweils einzeln mit entsprechenden logischen Verknüpfungsanordnungen 27-1 bis 27-21 aus einer Vielzahl solcher logischen Verknüpfungsanordnungen verbunden, von denen lediglich die Anordnungen 27-1, 27-2 und 27-21 als Beispiele dargestellt sind. Jede logische Verknüpfungsanordnung eist eine oder mehrere Dioden auf (bis zu 5). In der logischen Verknüpfungsanordnung 27-1 ist beispielsweise eine Diode 60 vorhanden, deren Kathode mit der Leitung 22-1 verbunden ist. Die Ausgänge der logischen Verschlüssleranordnungen sind mit den Leitungen verbunden, die einen kodierten atenübertragungsweg 63 bilden. Diese Leitungen sind einzeln in der Fig. 4 mit 63-1 bis 63-5 bezeichnet. Eine Vielzahl von Inverterschaltungen 64-1 bis 64-5 haben jeweils einen Eingang, der mit jeweils einer Leitung der Datenübertragungswege 63 verbunden ist, und einen Ausgang, der mit jeweils einer Leitung der Datenübertragungswege 65 für die kodierten Daten verbunden ist.
Beim Betrieb wird in dem Datenübertragungsweg 65 ein zyklisches Zeitmultiplexsignal ED1 erzeugt, welches an getrennten sequentiellen Intervallen innerhalb des Zyklus die effektive Länge von einer der Saiten anzeigt. Nachfolgend sei als Beispiel der Vorgang betrachtet, bei welchem durch den Gitarristen die Saite 10-1 mit der Fingertaste 20-1 und zugleich die Saite 10-6 mit der Fingertaste 20-2 in Beruhrung gebraucht wird. In diesem speziellen Beispiel hat dann das Signal ElYl das folgende Nuster.
Während des Zustandes S1 des Zählers, während nämlich das Signal sbi tief liegt, wird die Leitung 63-1 tief gehalten (d. h. auf einem logischen Pegel "O"), und zwar durch den Pfad von der Saite 10-1 über die Fingertaste 20-1 und die Diode 60. Während dieses Zustandes wird keine der übrigen Leitungen 63-2 bis 63-5 tief gehalten. Demgemäß wird zu dieser Zeit die Kodierung des Signals ED1 am Ausgang des Inverters als 00001 ausgedrückt.
Während der Zustände S2 bis S5 des Zyklus wird keine der Leitungen 63-1 bis 63-5 tief gehalten. Die Codierung des Signals EDI in jedem dieser Zeitpunkte wird als 00000 ausgedrückt. Während des Zustandes S6 des Zyklus, während nämlich das Signal sb6 tief gehalten wird, wird auch die Leitung 63-2 tief gehalten, und zwar durch den Pfaff von der Saite 10-6 über die Fingertaste 20-2 und eine Diode 68. Demgemäß wird zu dieser Zeit das kodierte Signal ED1 am Ausgang der Inverter als 00010 ausgedrückt.
Vorzugsweise werden die Gitarrensaiten in herkömmlicher Weise gestimmt. Dies bedeutet, die Saiten 10-1 bis 10-6 werden derart gestimmt, daß sie den Noten bzw. Tönen E, B, G, D, h und E entsprechen, wenn sie im geöffneten Zustand gezupft werden (d. h. nicht niedergedrückt).
Eine Wahrheitstabelle für das Signal ED1, und zwar in seiner Beziehung zu der Länge der abgetasteten Saite, ist in der Tabelle I niedergelegt. In der Tabelle I ist die effektive Länge der Saite in der Weise ausgedrückt, daß ersichtlich ist, welche der Fingertasten gegebenenfalls durch Niederdrücken mit der Saite in Berührung ist.
Tabelle I Fingertaste in Beruhrung mit Kodierung des Signals ED1 niedergedrückter Saite keine (Saite offen) 00000 20-1 00001 20-2 C0010 2O-3 00011 20-4 00100 2O-5 00101 20-6 00110 20-7 00111 20-8 -01000 20-9 01001 20-10 01010 20-11 01011 20-12 01100 20-13 01101 20-14 01110 20-15 01111 20-16 10000 20-17 10001 20-18 10010 20-19 10011 20-20 10100 20-21 10101 Vorzugsweise ist gemäß Fig. 2 ein Harmonierechner 70 (der unten anhand der Fig. 6 näher erläutert wird) durch den Datenübertragungsweg 65 und einen Datenübertragungsweg 73 zwischen der Kodieranordnung und einem Dekommutator 75 angeordnet. Das Ausgangsaignal des Xarmonierrechners ist ein digitales Signal mD2 und ist ebenso wie dasjenige der logischen -Verknüpfungsanordnungen ein digitales Zeitmultiplexsignal.
, Der Dekommutator weist sechs Speicherzellen 75-1 bis 75-6 auf, von denen 75-1 und 75-6 als Beispiele in der Fig. 2 dargestellt sind. Zur Veransonualichung ihres Aufbaues ist willkürlich die Speicherzelle 75-i in der Fig. 5 als Beispiel dargestellt. Jede Speicherzelle ist jeweils einer der Saiten zugeordnet. Jede der Speicherzellen wird zyklisch derart geladen, so daß jede Speicherzelle eine gespeicherte Anzeige liefert (SI-1 - 51-6), welche darauf bezogen ist, wie groß die wirksame Länge ihrer entsprechenden Saite in dem Zeitpunkt war, in welchem die Speicherzelle geladen wurde. In jeder Speicherzelle sind fünf Flip-Flops vorhanden, die vorzugsweise vom "D"-Typ sind.
Somit-hat jedes Flip-Flop einen D-Eingang, einen-Takteingang (CL) und einen Ausgang Q. Diese Art eines Flip-Flops hat- die Eigenschaft, daß der logische Pegel, welcher an-seinen D-Eingang angelegt wird, auf den Ausgang übertragen wird, wenn ein vorgegebener uebergang im logischen Pegel an dem Takteingang erfolgt. Gemäß Fig. 5 sind die Takteingänge der fünf Flip-Flops direkt miteinander -verbunden und weiterhin derart geschaltet, daß sie als Taktsignal eine$ der Signale sb empfangen. (In der Fig. 2 ist eine einzelne -gestrichelte Linie gezeichnet, um anzudeuten, daß diese Kopplung zwischen dem Kommutator und dem Dekommutator besteht.) Jede Speicherzelle ist durch einen Datenübertragungsweg mit einer Dekodieranordnung 80 (Fig. 2)-verbunden. Die zum Dekodieren dienende logische Verknüpfungsanordnung 80 spricht auf die gespeicherten Anzeigen an, welche den Speicherzellen geliefert werden, und weiterhin auf SteuersiDnale, welche von dem Auf- -nahmeelement abgeleitet werden, um auf einem Ausgabeweg 90 ein digitales Signal mit mehreren Bits ED3 zu liefern, welches diejenigen Noten oder Töne darstellt, welche von den auf dem Instrument gespielten Noten bzw. Tönen abhängt. Der Ausgang weg weist eine Vielzahl von Leitungen auf (nicht einzeln aargestellt), und zwar eine für jede getrennte Note. Das digitale Signal ED3 ist derart kodiert, daß jeder Leiter eine logische "1" führt, welcher einer Note bzw. einem Ton entspricht, der angezeigt werden soll, während die anderen Leiter des -Datenübertragungsweges 90 eine logische "O" führen.
Es stehen bekannte Schaltungen zur Verfügung, um die Funktion der logischen Verknüpfungsanordnung zum Dekodieren auszubilden.
In der bevorzugten Ausführungsform werden integrierte Schaltungsplatten verwendet, welche von der Firma National Semiconductor Corporation unter der Bezeichnung 7441 vertrieben werden. Jede dieser Platten hat ihren Eingang mit einer ausgewählten Speicherzelle verbunden. Die Schaltungeplatten weisen eine verdrahtete ODER-Charakteristik auf, und demge-aß kann ihr Ausgang jeweils direkt angeschlossen werden. Die Ausgänge der verschiedenen Platten, welche dieselbe Note angeben, sind somit jeweils miteinander verbunden. Die Steuersignale von den Übertragerkanälen werden den VCC-Eingängen dieser Scnaltungen zugeführt, so daß sie ein logisches Signal "1" nur dann als Ausgangssignal erzeugen können, wenn eine entsprechende Saite gezupft lmrde.
Gemäß einem vorteilhaften Terkmal kann jeder beliebige Ton so lange gehalten werden, wie es erwünscht ist. Zu diesem Zweck ist in der bevorzugten Ausführungsform der Speicherschalter 40 vorgesehen. Gemäß Fig. 2 wird die logische Funktion OD=zR zwischen dem Ausgangssignal des Speicherschalters 40 und den einzelnen Steuersignalen von den Übertragerkanälen gebildet und den entsprechenden VCC-Eingängen dieser Schaltungen zugeführt. Bezeichnet man die sechs Steuersignale, die von den Übertragerkanälen abgegeben werden als cs1 bis cs6, bezeichnet man das Ausgangssignal des Speicherschalters als msO und bezeichnet man die VCC-Eingänge der entsprechend geschalteten ODER-Plättchen in der Dekodierschaltung 80 als Vcc1 bis CcC6 dann kann die logische ODER-Funktion wie folgt ausgedrückt werden: VCC1 liegt vor, wenn entweder cs1 oder msl vorliegt, V'0c2 liegt vor, wenn entweder cs2 oder mso vorliegt usw.
und Vcc6 liegt vor, wenn entweder cs6 oder mos vorliegt.
Wenn der Speicherschalter 40 geschlossen ist, werden die Noten bzw. Töne einfach als Ergebnis des Niederdrückens dargestellt, ohne das eine Schaltung oder Steckverbindung betätigt werden müßte.
In der bevorzugten Ausführungsform, bei welcher ein Harmonierechner vorhanden ist, legt die in der Tabelle II festgelegte Wahrheitstabelle die logische Funktion der Dekodieranordnung 80 fest.
Nachfolgend wird die Tabelle II näher erläutert. Der Gitarrist spielt den musikalischen Ton F1 durch Niederdrücken der Saite 10-6, so daß diese mit der Fingertaste 20-1 in Berührung kommt, während er gleichzeitig diese Saite zupft. Durch das Niederdrücken dieser Saite 10-6 wird während des Zustandes S1 des Zyklus das Signal ED1- dazu gebracht, daß es die binäre Kodierung 00001 annimmt. Wie unten näher erläutert wird, kann sich durch eine selektive Einstellung des Harmonierechners das Signal Et2 von dem Signal EI)1 unterscheiden oder gleich sein. Wenn es erwünscht ist, eine direkte Beziehung zwischen den auf dem Ausgangsweg 90 vorhandenen Tönen und den von dem Gitarristen gespielten Tönen zu haben, wird die Binärzahl 1 dem Signal ED1 addiert,.um das Signal ED2 zu bilden. Somit wird gemäß Tabelle II die Binärkodierung 00010, d. h. 0001 plus 1, für.das Signal ED2 dekodiert, um den Ton F1 darzustellein. Andererseits ist es-Eöglich, eine direkte Beziehung-herzustellen. Um beispielsweise eine erniedrigte Note darzustellen, wird das Signal ED1 nicht modifiziert. Wenn dann der Gitarrist den Ton F1 spielt, wird der Ton El dargestellt. Um in alternativer Weise eine erhöhte Note zu spielen, wird das Signal ED1 durch Addition von zwei modifiziert. Wenn dann der Gitarrist den Ton F1 spielt, wird der Ton i+1 dargestellt.
Eine außerordentlich vorteilhafte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes entsteht durch Verwendung eines Harmonierechners 70, Tabelle II Kodierung Note (Ton) an Ausgang 90 des Signals (mit separatem Bezug auf die gespeicherten ED2 Daten SI-1 bis SI-6 - - - - SI-1 SI-2 SI-3 SI-4 SI-5 SI-6 00000 D#2 . Bb2 . F#2 C#1 G#0 D#0 00001 E2 B2 G2 D1 Al ' E0 00010 F3 C2 G#2 D#1 Bb1 F1 00011 F#3 C#2 A2 E1 B1 00100 G3 D2 Bb2 F2 C1 G1 00101 G#3 D#2 B2 F#2 C#1 , G#1 00110 A3 E2 @ C2 G2 D1 Al 00111 Bb3 F3 C#2 G#2 D#1 Bb1 01000 B3 F#3 D2 A2 E1 B1 01001 C3 G3 D#2 Bb2 F2 C1 01010 G#3 G#3 E2 B2 F#2 C#1 01011 D3 A3 F3 C2 G2 D1 01100 D#3 Bb3 F#3 C#2 G#2 D#1 01101 E3 B3 G3 D2 A2 E1 01110 F4 C3 G#3 D#2 BB2 F2 01111 F#4 C#3 A3 E2 B2 F#2 10000 G4 D3 Bb3 F3 C2 G2 10001 G#4 D#3 B3 F#3 C#2 G#2 10010 A4 E3 C3 G3 D2 A2 10011 A#4 F4 C#3 G#3 D#2 Bb2 10100 Bb4 F#4 D3 A3 E2 B2 10101 B4 G4 D#3 A#3 F2 C2 10110 C4 G#4 E3 Bb3 F#2 C#2 10111 C#4 A#5 F3 B3 G2 D2 der unten-anhand der Fig. 6 im einzelnen erläutert wird.
Die Funktion des Harmonierechners besteht darin, das Signal ED1 in das Signal-ED2 umzuwandeln, so daß die Noten bzw. Töne, welche durch das Signal ED2 aargestellt werden, in der gelmaschten Harmoniebeziehung mit den Noten bzw. Tönen stehen; die tatsachlich vom Gitarristen ausgewählt sind. Demgemäß kann der Gitarrist den Rarmonierechner dazu verwenden, daß dann, wenn er die elektronische Gitarre in der üblichen Weise spielt, beispielsweise eine Begleitung von einer elektrischen Orgel erfolgt, welche solche Noten bzw. Töne spielt, die in der gewünschten harmonischen Beziehung stehen. Beispielsweise kann die Beziehung zwischen jeden Ton, der vom Gitarristen gespielt wird, und den entsprechenden Tönen, welche von der Orgel gespielt werden, derart gewählt sein, daß eine Terz gespielt wird. Dies bedeutet, die Töne unterscheiden sich um drei Halbtöne auf der musikalischen- Tonleiter. Zugleich können sich andere Töne jedoch beispielsweise um vier Halbtöne unterscheiden.
Es gehört zu der Gesamtfunktion des Earmonierechners, daß er ermittelt, welche Note bzw. welcher Ton (in bezug auf eine musikalische Oktave) durch Niederdrücken ausgewählt wurde.
Zu diesem Zweck ist der Datenübertragungsweg 65 mit einer Addierschaltung 100 verbunden. --Weiterhin sind mit dem Eingang der Addierschaltung 100 logische hadiergatter 103, 104, 105 und 106 verbunden. Wenn die Saite 10-2 durch den Zähler (d. h. das Signal sb2 liegt tief) abgetastet wird, liefert in Reaktion darauf das Gatter 103 eine Binärzahl 0111. Wenn die Saite 10-) abgetastet wird, liefert in Reaktion darauf, daß das Gatter 104 eine Binärzahl 0011. Wenn die Saite 10-4 abgetastet wird, liefert in Reaktion darauf das Gatter 105 eine Binärzahl 1010. Wenn die Saite 10-5 abgetastet wird, so liefert in Reaktion darauf das Gatter 106 die Binärzahl 0101.
Dies führt bei der vorhandenen Anordnung zu dem Ergebnis, daß die Summe, welche durch die Addierschaltung 100 erzeugt wird, unabhängig davon, welche Saite abgetastet wird, eindeutig anzeigt, welche Note bzw. welcher Ton innerhalb einer Oktave ausgewählt wurde Die Tabelle III unten gibt die Jiodierung dieser Summe in Beziehung auf die Noten bzw. Töne an, welche vom Gitarristen ausgewählt wurden.(Die Tabelle III bezieht sich auf die Gitarrensaiten, welche in herkömmlicher Weise gestimmt sind.) Tabelle III Summe Note (Ton) 0000 E 0001 F 0010 F # 0011 G 0100 G # 0101 A 0110 Bb 0111 B 1000 C 1001 C # 1010 D 1011 D tH Ein Dekodierer, vorzugsweise ein Dekodierer vom Typ SN74154, der Von der Firma National Semiconauctor Corporation vertrieben wird, dekodiert die Summe. Der Dekodierer 105 hat zwölf Ausgangsleitungen, welche hierzu verwendet werden. Dies sind die Leitungen 107-1 bis 107-12, und jede Leitung ist einzeln mit einem aus einer Vielzahl von Schaltern 110-1 - 110-12 verbunden (von denen nicht alle dargestellt sind). Jeder dieser Schalter ist ein einpoliger Schalter mit drei Schaltstellungen. Jede dieser Schalter ist einer bestimmten Note von den zwölf Noten innerhalb einer Oktave zugeordnet.
Eine logische Verknüpfungsanordnung 115 und eine logische Verknüpfungsanordnung 117 haben jeweils einen Steuereingang, welcher tiiit den zwischenverbundenen Kontakten der Schalter 110 verbunden ist. Jede dieser logischen Verknüpfungsanordnungen ha-t ihren Ausgang mit einem Eingang der Addierschaltung 120 verbunden Der andere Eingang für die Addierschaltung 120 ist mit den Ausgängen der logischen Verknüpfungsanordnungen 121 und 123 verbunden, die ihrerseits durch die Schalter 41 und 42 steuerbar sind, die auf dem Körper der Gitarre angeordnet sind. Der Ausgang der Addierschaltung 120 ist mit einem Eingang einer Addierschaltung 130 verbunden, welche ihren anderen Eingang mit dem Datenübertragungsweg 65 verbunden hat.
Mathematisch ausgedrückt, der liarmonierechner stellt eine Einrichtung dar, welche dazu dient, aus einer Vielzahl von möglichen Abbildungen eine bestimmte Abbildung zwischen dem Signal ED1 und den Signal ED2 zu erzeugen. In einer ausgewählten Abbildung ist das Signal ED2 eine direkte ole des Signals ED1. Um dies herbeizuführen, werden die verschiedenen Schalter folgendermaßen eingestellt: Jeder der Schalter 110-1 bis 110-12 wird in seine Mittelstellung gebracht, so daß unabhängig davon, welcher Ton gespielt wird, keines der Gatter 115 oder 117 aktiviert wird. Weiterhin sind die Schalter 40 und 41 jeweils geöffnet. Bei dieser Schaltereinstellung ist das Ausgangssignal der Addierschaltung 120 eine Konstante Cd. h. O). Somit addiert die Schaltung 130 eine 0 zu dem Signal ED1, und die erzeugte Summe (d. h. das Signal ED2) ist eine direkte Kopie.
In einer anderen suag-ewählten Abbildung hat das Signal ED2 einen Binärwert, welcher um drei größer ist als der Binärwert des Signals ED1, unabhangig davon, welche Note bzw. welcher Ton gespielt wird. Dazu werd.en die Schalter im wesentlichen in derselben Weise eingestellt, wie es für die Erzeugung einer direkten Kopie der Fall war, der Schalter 41 wird jedoch geschlossen. Wenn der Schalter 41 geschlossen ist, liefert die logische Verknüpfungsanordnung 121 die Binärzahl 3 an die Addierschaltung 130.
Eine Vielzahl von anderen Abbildungen werden durch selektives Schalten der Schalter 110-1 bis 110-12 eingestellt. Als repräsentatives Beispiel kann der Schalter 110-1, welcher der Note E zugeordnet ist, derart geschaltet werden, daß sein entsprechender Dekodierausgang mit dem Gatter 115 verbunden ist. Somit wird jedesmal dann, wenn eine der Noten gespielt wird (es gibt mehrere Noten E, weil mehrere Oktaven vorhanden sind), das Gatter 115 aktiviert, und es bewirkt, daß die Binärzahl 1 zu dem anderen Eingangasignal der Adaierschaltung 120 addiert wird. Andererseits kann der Schalter 110-1 in diejenige Stellung gebracht werden, daß sein entsprechender Dekodierausgang mit dem Gatter 117 verbunden ist. In diesem Falle wird jedesmal dann, wenn eine der Noten E gespielt wird, das Gatter 117 aktiviert, und es bewirkt, aaß die Binärzahl 2 addiert wird.
Nachfolgend wird als repräsentatives Beispiel folgender Vorgang erläutert: Der Gitarrist möchte die elektronische Gitarre in herkömmlicher Weise spielen und in vorgegebener harmonischer Beziehung von einem Begleitininstrument wie einer elektrisch.
gesteuerten Orgel oder einem elektronischen Musiksynthetisierer begleitet werden. Die gewünschte harmonische Beziehung ist derart gewählt, daß jedesmal dann, wenn er aus der Vielzahl der Noten (innerhalb einer Oktave) eine bestimmte Note spielt, und zwar auf der Gitarre, die Orgel eine Note bzw. einen Ton spielt, welcher in der musikalischen Tonleiter drei Halbtöne höher liegt. Diese Mehrzahl von Noten setzt im vorliegenden Beispiel aus den folgenden Noten zusammen: A, Bb, B, C, C#, , D, D#, F, F#, und G# . Andererseits möchte der Gitarrist in bezug auf G erniedrigt spielen und möchte weiterhin in bezug auf E erhöht spielen. Wenn er somit aus der Mehrzahl der Noten die ote A spielt, so spielt die Orgel C. Wenn er auf der Gitarre G spielt, so spielt die Orel die erniedrigte Note (a. h. erniedrigt in bezug auf die harmonische Terz). Wenn er auf der Gitarre E spielt, spielt die Orgel die erhöhte Note (d. h. erhöht in bezug auf die harmonische Terz). Um dies auszuführen, werden die Schalter folgendermaßen eingestellt: Der Schalter 40 wird geschlossen, um die Gatteranordnung 121 zu aktivieren. Jeaer der Schalter innerhalb der Schalterbank 110, welche der ersten Mehrzahl entspricht, wird in die -Stellung "natürlicht' gebracht, so daß die Gatteranordnung 115 aktiviert wird,-un eine binäre 1 zu der Binärzahl 3 zu addieren, welche von der Gatteranordnung 121 abgeleitet wird. Der Schalter innerhalb der Schalterbank 110. welcher der Note G entspricht, wird in die Stellung "erniedrigt" gebracht (d. h. Mittelstellung), so daß weder die Gatteranordnung 115 noch die Gatteranordnung 117 aktiviert wird, wenn diese Note auf der Gitarre gespielt wird. Derjenige Schalter innerhalb der Schalterbank 110, welcher der Note E entspricht, wird in die Stellung "erhöht" gebracht, so daß dle Gatteranordnung 117 jedesmal dann aktiviert wird, wenn diese Note auf der Gitarre gespielt wird Im aktivierten Zustand bewirkt die Gatteranordnung 117, daß eine Binarzahl 2 zu der Binärzahl 3 addiert wird, welche von der Gatteranordnung 121 abgeleitet ist-.
Hinsichtlich der kodierten Signale bedeutet dies, daß dann, wenn der Gitarrist die Note EO durch Zupfen der Saite 10-6 spielt, während diese Saite geöffnet ist, wird das Signal ED1 gemäß Tabelle I als 00000 kodiert. Da E "erhöht" gespielt wird, bildet die Addierschaltung 20 die Binärsumme 0101 (d. h. die Dezimalzahl 5). Wiederum addiert die Addierschal-tunO 130 nunmehr 00000 und 0101 und liefert die Summe 00101, welche gemäß der Tabelle III der Note G#1 entspricht (siehe Spalte Sl-6, welche der Saite 10-6 entspricht).
Der Schalter 42 und die logische Verknüpfungsanordnung 123 liefern im wesentlichen dieselbe Funktion, wie es oben beschrieben wurde. Der Unterschied in der Arbeitsweise besteht darin, daß eine harmonische Quinte gespielt wird. Dies bedeutet, die Anordnung 123 arbeitet in der Weise, daß eine Binärzahl 0101 addiert wird und zwar im Gegensatz zu der Anordnung 121, von welcher eine Binärzahl 0011 addiert wird.
- Patentansprüche -

Claims

Patentansprüche 1. Musikinstrument, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß ein langgestrecktes Griffbrett (7) vorgesehen ist, daß weiterhin eine Mehrzahl von elektrisch leitenden Saiten (10) vorhanden sind, welche derart angeordnet sind, daß sie zueinander parallel und in Längsrichtung benachbart zu dem Griffbrett (7) angeordnet sind, daß jede Saite (io) eine einstellbare wirksame Länge hat, welche zwischen einem festen Punkt der Saite und eine: zweiten wahlbaren Punkt derselben liegt, daß die wirksame Länge einer Saite (10) manuell dadurch eins-tellbar ist, daß die Saiten(10) an einem ausgewählten zweiten Punkt derart niederdrückbar sind, daß eine zu spielende Note ausgewählt ist, wenn die Saite.(10) vibriert, daß weiterhin eine Vielzahl von elektrisch leitenden Bingertasten (20) vorhanden sind, von denen jede auf dem Griffbrett (7) an jeweils einer von mehren auf Asstand von einander angeordnete. Stellen liegt, wobei die Saite (10) niederdrückbar ist, um ihre wirksame Länge einzustellen, daß sich jede Fingertaste (20) quer zu dem Griffbrett (7) derart erstreckt, so daß eine beliebige Saite (10) durch Niederdrücken damit in Berührung gebracht werden kann, (wodurch die Fingertasten (20) und die Saiten (io) derart miteinander zusammenwirken, daß eine Schaltanordnung gebildet wird), daß weiterhin eine Schaltungseinrichtung vorgesehen ist, welche elektrisch mit den Singertasten (20) und mit den Saiten (10) verbunden ist (welche mit der Schaltanordnung zusammenarbeitet), um ein zyklisches digitales Zeitmultiplexsignal zu erzeugen, welches an separaten sequentiellen Intervallen innerhalb jedes Zyklus die wirksame Länge einer entsprechenden Saite (10) angibt, daß weiterhin eine mehrzahl von Speicherzellen (75) vorhanden sind, welche jeweils der hehrzahl von Saiten (10) zugeordnet sind, und zwar in der Weise, daß jeweils eine der Speicherzellen (wie 75) einer Saite (10) zugeordnet ist, daß weiterhin eine Einrichtung vorhanden ist, welche auf das Multiplexsignal anspricht, um die Speicherzellen (75) derart zu laden, daß jede eine gespeicherte Information enthält, welche sich auf die wirksame Länge ihrer entsprechenden Saite (10) bezieht, welche diese Saite zur Zeit des Ladens der Speicherzelle (75) hatte, daß weiterhin eine Vielzahl von Aufnahme elementen (30) vorhanden sind, die jeweils benachbart zu einer entsprechenden Saite (10) angeordnet sind und jeweils dazu dienen, ein Steuersignal in Reaktion auf eine Vibration der entsprechenden Saite (10) zu erzeugen, daß weiterhin eine Datenausgabe einrichtung vorhanden ist, welche eine Signalübertragungsleitung für jede Note aufweist, die auf dem Instrument gespielt werden kann und daß eine logische $Verknüpfungseinrichtung vorgesehen ist, welche auf die gespeicherten Inforzatione-n anspricht, welche von den Speicherzellen (75) und den Steuersignalen geliefert werden, welche durch die Aufnahmeelemente (30) erzeugt werden, un an die Ausgabeeinrichtung ein aus mehreren Bits bestehendes digitales Signal zu liefern, welches diejenigen Noten darstellt, welche mit den auf dem Instrument gespielten Noten in Beziehung stehen.
2. Nusikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungseinrichtung eine Mehrzahl von logischen Verschlüs leranordnungen (27) aufweist, die jeweils einen Eingang haben, welcher mit einer getrennte Fingertaste (20) verbunden ist, welche weiterhin einen Datenübertragungsweg aufweisen, der dazu dient, das digitale Hultiplexaignal zu fuhren, und daß jede logische Verknüpfungsanoranung (27) einen Ausgang hat, welcher mit dem Datenüberragungsweg verbunden ist, und weiterhin mit einer logischen Schaltungseinrichtung, welche durch den Schalterkontakt zwischen der Fingertaste (20), mit welcher er gekoppelt ist, und einer Saite (10) aktiviert wird, welche aamit in elektrischem Kontakt steht, um dem Datenübertragungsweg ein kodiertes, digitales Signal zuzuführen, welches mehrere Bits enthalt.
3. Musikinstrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,.

daß die Schaltungseinrichtung einen Schalter (45) aufweist, der eine Vielzahl von Abtastsignalen liefert, -daß jedes Abtastsignal einer separaten Saite (10) zugeführt wird und weiterhin logischen Kodieranordnungen (27) zugeführt wird, und zwar durch die Schaltwirkung der Saiten (10) und der Fingertasten (20).
4. Musikinstrument nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Speicherzelle (75) eine Mehrzahl von Verriegelungsschaltungen aufweist, die jeweils einen Takteingang haben, und daß die Takteingänge jeder Speicherzelle (75) jeweils auf ein entsprechendes Abtaatsignal ansprechen.
5. Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Laden einer Speicherzelle (75) einen Harmonierechner (70) aufweist, welcher derart ausgebildet ist, das er in selektiver Weise das Multiplexsignal derart abwandelt, daß jede Speicherzelle (75) dann, wenn sie geladen ist, eine Information über eine Musiknote enthält, elche eine gewünschte harmonische Beziehung zu der wirksamen Länge der entsprechenden Saite (10) hat.
6. Musikinstrument nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß der Harnonierechner (70) einen separaten, manuell einstellbaren Schalter (110) für jede Note aus einer Vielzahl von Musiknoten hat, und daß der Harmonierechner (70) das Multiplexsignal in Abhängigkeit von den Einstellungen der manuell einstellbaren Schalter (110) abwandelt.
7. Fiusikinstrument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Harmonierechner (70) eine hddierschaltung (1O) aufweist, um die Binärsumme aus dem Multiplexsignal und einer Binärzahl zu bilden, welche von der Einstellung der manuell einstellbaren Schalter (110) abhängt.
8. Saitenmusikinstrument derjenigen Art, welches elektrische Signale liefert, die Noten bzw. Töne darstellen, die zum Spielen ausgewählt sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein langgestrecktes Griffbrett (7) vorgesehen ist, daß weiterhin eine Vielzahl von elektrisch leitenden Fingertasten (20) vorhanden sind, die jeweils auf dem Griffbrett (7) an einer bestimmten Stelle angeordnet sind, welche aus einer Vielzahl von in Längsrichtung jeweils auf Abstand voneinander angeordneten Stellen ausgewählt ist, daß weiterhin eine P;ehrzakl von elektrisch leitenden Saiten (10) vorgesehen sind, daß weiterhin eine Einrichtung zur halterung der Saiten (10) an festen Punkten vorhanden ist, so daß die Saiten (10) sich in Längsrichtung benachbart zu dem Griffbrett (7) erstrecken, daß jede Fingertaste (20) sich quer über das Griffbrett (7) erstreckt, so daß eine beliebige Saite (10) derart niedergedrückt werden kann, daß sie mit dem Griffbrett (7) in Berührung kommt, und daß eine Schaltungseinrichtung vorhanden ist, welche elektrisch mit den Fingertasten (20) und mit den Saiten (10) verbunden ist, um ein zeitveränderliches digitales kodiertes Signal zu erzeugen, welches parallel bitweise kodiert ist, wenn eine manuell ausgewählte Saite (10) derart niedergedrückt ist, daß sie mit einer manuell ausgewählten Fingertaste (20) in elektrischen Kontakt komuit, wobei dieses Signal die manuell ausgewählte Saite (10) und die ebenfalls manuell ausgewählte Fingertaste (20) festlegt.

L e e r s e i t e