DE2523880C3

DE2523880C3 - Elektronisches Musikinstrument mit digitaler Tonerzeugung

Info

Publication number: DE2523880C3
Application number: DE19752523880
Authority: DE
Inventors: Toshio Hamamatsu Shizuoka Takeda; Yasuji Hamakita Shizuoka Uchiyama
Original assignee: Nippon Gakki Seizo Hamamatsu Shizuoka KK; Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1974-05-31
Filing date: 1975-05-30
Publication date: 1983-04-07
Also published as: DE2523880B2; GB1504328A; DE2523880A1

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Musikinstrument mit digitaler Musiktonerzeugung, mit einem FrequenzzahJengeber, der für jede gedrück te Taste eine mehrstellige digitale Frequenzzahl abgibt, deren Digitalwert der Frequenz des der Taste zugeordneten Tones proportional ist, mit einem Musikton-Welienformspeicher, der Amplituden mindestens einer Wellenform an zahlreichen diskreten Abtastpunkten in verschiedenen Speicheradressen gespeichert enthält, mit e iner Abtast-Steuereinheit, die die Geschwindigkeit, mit der die Inhalte der einzelnen Speicheradressen ausgelesen werden, in Abhängigkeit von der Frequenzzahl steuert, und mit einem Taktgeber und einem die Taktimpulse des Taktgebers jeweils auf ein durch das Diücken einer der Tasten erzeugtes Startsignal hin kumulierenden Zähler, wobei der Zähler wieder stillgesetzi: wird, wenn ein vom Zeitablauf abhängendes, vorgebbares Endkriterium erfüllt ist, und wobei die Inhalte der Za hlstufen des Zählers von diesem als Ausgangssignale abgegeben und einer Umsetzschaltung zugeleitet werden, durch die sie in eine eine mehrstellige Zahl bildendes digitaltes Abweichungssignal umgesetzt werden, das einem Eingang eines Multiplizierers zugeführt wird.

Bei einem bekannten elektronischen Musikinstrument dieser Art (DE-OS 22 02 659) ist der Amplitudenveriauf einer Musikton-Schwingungsforni in Form digitaler Abtastproben in einem Wellenformspeicher gespeichert. Die Ansteuerung der aufeinanderfolgenden Adressen des Wellenformspeichers erfolgt mit einer Frequenz, die in einem festgelegten Verhältnis zu der Frequenz des zu erzeugenden Tones steht, Die gespeicherte Amplitudenhüllkurve wird daher mit mehr oder weniger großer Schnelligkeit erzeugt, so daß der daraus entstehende Ton die Klangcharakteristik der betreffenden Hüllkurve hat. in seiner Freque nz aber von der Ansteuergeschwindigkeit abhängt, mit der die Adresseninhalte aus dem Wellenformspeicher ausgelesen werden. Damit zu Beginn der Tonerzeugung die Amplitude nicht scharf auf die volle Intens tat ansteigt und am Ende der Tonerzeugung nicht abrupt abfällt, ist ein Multiplizierer vorgesehen, in dem die Abtastwerte, die aus dem Wellenformspeicher ausgelesen werden, mit einem Maßstabsfaktor multipliziert werden. Dieser Multiplikations-Maßstabsfaktor wird als Funktion der Zeit geändert, um ein Anschwellen urd/oder Abschwellen zu simulieren. Die gesamte Zeitdauer und die Zeitkonstante für das Anschwellen oder Abschwellen wird durch einen Zähler gesteuert.

Bei der Ausübung von Musik mit natürlichen Musikinstrumenten ist es bekannt, neben Dynamik und Farbe auch Tonhöhe und Zeit in einem Kontinuum überzuführen, und einen Gleiteffekt (Gl ssando) zu erzielen (kaegi »Was ist elektronische Musik« (1971), Seite 179).

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem elektronischen Musikinstrument der eingangs genanr ten Art den bekannten Gleiteffekt zu ermöglichen, be dem nach dem Drücken der Taste die Frequenz de:; erzeugten Tones zunächst von der Nominalfrequenz abweicht, sich danach immer mehr an die Nominalfrequenz annähert und schließlich in diese übergeht. Dabei soll die Abweichung von der Nominalfrequenz der Größe der jeweiligen Nominalfrequenz proportional sein und an

einer Stelle des Musikinstrumentes erfolgen, bei der der geringst mögliche technische Aufwand erforderlich ist

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Frequenzzahl einem zweiten Eingang des Multiplizierers zugeführt wird, der eine modifizierte Frequenzzahl erzeugt, welche der Abtast-Steuereinheit als die die Geschwindigkeit des Auslesens der Speicheradressen pro Zeiteinheit bestimmende Frequenzzahl zugeführt wird und die Stillsetzung des Zählers beim Erreichen eines vorgebbaren Zählerinhalts erfolgt

Die modifizierte Frequenzzahl wird durch Multiplikation der Grundfrequenzzahl mit dem Abweichungssignal erzeugt Das Abweichungssignal ist also ein digitaler Faktor, der sich zeitlich programmiert ändert und dessen absolute Frequenzabweichung von der Größe dar Nominalfrequenz des betreffenden Tones abhängt Je weiter der Faktor von dem Wert 1 abhängt, umso größer ist die Abweichung der Tonfrequenz von der Nominalfrequenz.

Dadurch, daß die Erzeugung der modifizierten Frequenzzahl vor der Abiast-Steuereinheit erfolgt, findet der für die Erzeugung des Gleiteffektes erforderliche Eingriff bereits in dem Datenverarbeitungsteil des Musikinstrumentes statt und nicht erst im TonerzeugungsteiL Diese Lösung erfordert den geringsten technischen Aufwand und ermöglicht äußerst feinstufige Frequenzübergänge, was einer vom menschlichen Ohr als kontinuierlich empfundenen Frequenzänderung des Musiktones entspricht Auf diese Weise können weinende Töne simuliert werden, wie sie beim Spielen von Hawaii-Musik durch das Gleiten eines Stahlstabes an einer Gitarre erzielt werden.

Wenn die Frequenz eines Musiktones nur in dessen Anhallphase kontinuierlich verändert wird und die Frequenz während des Dauerzustandes des Tones und während der Abklingphase beibehalten wird, bekommt der Ton einen klaren und lebendigen Klang.

Dieser Effekt wird im folgenden als »Akzenteffekt« bezeichnet und stellt eine spezielle Form des Gleiteffektes dar. Zur Realisierung des Akzenteffektes kann in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ein Hüllkurvenzähler vorgesehen sein, der zu Beginn des Tones ein Signal, das Anhall-Startsignal, erzeugt, das dem Zähler als Startsignal zugeführt wird.

Bei einem Musikinstrument mit mehreren Tastaturen sollte der Gleiteffekt zweckmäßigerweise für die einzelnen Tastaturen selektiv eingestellt werden können. Um dies zu erreichen, ist in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung eine Einrichtung vorgesehen, die gewährleistet, daß neben der Frequenzzahl auch ein die Tastatur, der die Taste angehört, angebendes Tastatursignal erzeugt und mit dem Taktzähler zusammenwirkenden Mitteln zugeleitet wird, durch die die Zuführung des Startsignals zum Taktzähler über Schalter für jede Tastatur separat einschaltbar ist

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

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des elektronischen Musikinstruments,

Fig.2 (a) bis 2(d) zeigen jeweils Diagramme der in dem elektronischen Musikinstrument erzeugten Taktimpulse, b5

Fig.3 zeigt ein Schaltbild einer detaillierten logischen Schaltung des in Fig. 1 abgebildeten Tastendaten-Signalgenerators 2,

F i g. 4 zeigt ein Schaltbild einer logischen Schaltung eines in F i g. 1 abgebildeten Tastendatenumsetzers 3,

F i g. 5 zeigt ein Blockschaltbild eines in F i g. 1 abgebildeten Frequenzzahlengebers 4,

F i g. £>(a) bis 6(h) sind Zeitdiagramme der Signale an den jeweiligen Stellen des in Fig.5 dargestellten Frequenzzahlengebers 4,

F i g. 7 zeigt ein Schaltbild des Gleitsignalgenerators 7 nach F ig. 1,

Fig.8(a) bis 8(c) sind grafische Darstellungen der zeitlichen Änderungen des Gleitsignals, des Gleitkennzeichensignales und der Gleitinformation,

F i g. 9 zeigt ein Schaltbild der Umsetzschaltung nach Fig. 5,

F i g. 10 zeigt ein Blockschaltbild der Bruchzahlzähler 5a, ^rfb und des Ganzzahlzählers 5c der Abtast-Steuereinheit,

F i g. 11 zeigt ein Schaltbild der logischen Schaltung des in F i g. 1 enthaltenen Hüllkurvenzählers,

Fig. 12 zeigt ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform des elektronischen Musikinstruments,

Fig. 13(a) bis 13(e) zeigen grafische Darstellungen der verschiedenen Ausgangssignale der jeweiligen Teile in F ig. 12,

F i g. 14 zeigt ein Schaltbild eines Ausführungsbeispieles des kumulierenden Zählers,

F i g. 15(a) bis 15(e) zeigen Zeitdiagramme der Signale an den jeweiligen Stellen der F i g. 14 und

Fig. 16(a) und 16(b) zeigen grafische Darstellungen der Beziehung zwischen dem Ausgangssignal des kumulierenden Zählers entsprechende verschiedenen Eingangswerten und der Tonhöheninformation.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele I. Allgemeine Konstruktion

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eines elektronischen Musikinstrumentes ist eine Tastaturschaltungl vorgesehen, die den jeweiligen Tasten entsprechende Schaltkontakte aufweist Ein Tastendaten-Signalgenerator erzeugt ein Tastendatensignal, wenn ein dieser gedrückten Taste entsprechender Stellkontakt geschlossen wurde. Dieses Tastendatensignal wird einem Tastendatenumsetzer 3 zugeführt. Dieser enthält einen Tastenadressen-Generator, einen Tastenadressen-Codespeicher, der mehrere Tastenadressen-Codes zu speichern und nacheinander und repetierend auszugeben vermag, und eine logische Schaltung. Wenn die logische Schaltung ein Tastendatensignal empfangen hat, leitet sie dieses an den Tastenadressen-Codespeicher weiter, um die entsprechende Tastenadresse zu speichern, unter der Bedingung, daß diese spezielle Tastenadresse bisher noch in keinem Kanal des Speichers enthalten ist, und daß einer der Kanäle des Speichers zur Speicherung dieser Tastenadresse zur Verfugung steht.

Der Frequenzzahlengeber 4 enthält einen Frequenzzahlenspeicher, der die Frequenzzahl entsprechend den jeweiligen Tastenadressen (im folgenden als »Grundfrequenzzahlen« bezeichnet) speichert, und eine Umsetzerschaltung. Der Frequenzzahlenspeicher erzeugt, wenn er von dem Tastendatenumsetzer 3 eine Tastenadresse empfangen hat, eine der Tastenadresse entsprechende Grjndfrequenzzahl. Die Umsetzerschaltung empfängt ein Gleitsignal von einem Gleitsignalgenerator 7 und erzeugt daraus ein Abweichungssignal. Der Frequenzzahlengeber 4 enthält ferner eine Einrichtung zur Erzeugung einer entsprechend dem Gleiteffekt modifi-

zierten Frequenzzahl, die durch Frequenzmodulierung der Grundfrequenzzahl mit dem Abweichungssignal entstanden ist. Die frequenzmodulierte Frequenzzahl besteht aus Binärdaten mit einem Bruchzahlbereich und einem Ganzzahlbereich, wie weiter unten noch erläutert wird. Der Bruchzahlbereich wird den Bruchzahlzählern 5a und Sb zugeführt und der Ganzzahlbereich dem Ganzzahlzähler Seder Abtast-Steuereinheit 5.

Der Gleitsignalgenerator 7 wird manuell über einen Gleitschalter betätigt und zählt während einer vorbestimmten Zeitspanne Taktimpulse. Das Zählergebnis des Gleitsignalgenerators 7 wird dem Frequenzzahlengeber 4 als Abweichungssignal zugeführt Der Gleitsignalgenerator enthält einen Taktimpulse erzeugenden Taktgenerator, einen Zähler Tb zur Zählung dieser Taktimpulse und einen Gleitregler 7c zur Steuerung der Gleitoperation des Zählers Tb, um zu bewirken, daß die Zählung nur während der vorbestimmten Zeitspanne erfolgt. Ein mit Gleiteffekt (Glissando) erzeugter Musikton wird nur während dieser Zeitspanne erzeugt, wie später noch erläutert wird.

Der Bruchzahlzähler 5a ist so ausgebildet, daß er seine Eingangssignale kumulativ zählt und an den nächsten Bruchzahlzähler 5b ein Übertragssignal abgibt, wenn in der Addition ein Übertrag vorkommt. Der Bruchzahlzähler 5b ist von ähnlicher Konstruktion. Er liefert ein Übertragssignal an den Ganzzahlzähler 5c, wenn sich in ihm ein Übertrag ergibt.

Der Ganzzahlzähler 5c zählt kumulativ die Übertragssignale und die Eingangssignale des Ganzzahlbereiches und liefert nacheinander Ausgangssignale, die die Ergebnisse der Addition darstellen. Die Ausgangssignale des Ganzzahlzählers 5c werden mehreren Eingängen eines Wellenformspeichers 6 zugeführt. Die Wellenform eines Musiktones wird für eine Periode an η Stellen durch punktweise Tastung erzeugt und die Amplituden der getasteten Wellenform sind in Adressen 0 bis n—l des Wellenformspeichers 6 gespeichert. Die Wellenform des Musiktones wird aus dem Wellenformspeicher 6 ausgegeben, indem nacheinander die Amplituden ausgelesen werden, die in den Ausgangssignalen des Ganzzahlzählers 5c entsprechenden Adressenstellen enthalten sind.

Der Amplitudenverlauf des aus dem Welienformspeicher 6 ausgelesenen Wellenformsignales wird durch ein HüTikurvensignal gesteuert, das von einem Hüllkurvenspeicher 21 erzeugt wird. Der Hüllkurvenspeicher 21 enthält die Wellenform entsprechend einer Hüllkurve, die während der Zeit vom Beginn der Reproduktion eines Musiktones bis zu seiner Beendigung gebildet wird. Der Hüllkurvenspeicher ?1 ist in ähnlicher Weise konstruiert wie der Wellenformspeicher 6 und die Amplitudenwerte, die in den Adressenstellen, die den Ausgangssignalen eines Hüllkurvenzählers 20 entsprechen, stehen, werden nacheinander ausgelesen. Die Zählung in dem Hüllkurvenzähler 20 wird durch Signale £5 und D/5 gesteuert, die von dem Tastendatenumsetzer 3 kommen und jeweils das Anschlagen oder Loslassen einer Taste angeben.

Um mehrere Musiktöne gleichzeitig reproduzieren zu können, besitzt das elektronische Musikinstrument eine Konstruktion, die auf dynamischer Logik aufbaut, so daß die in ihm verwendeten Zähler, logischen Schaltungen und Speicher in time-sharing-Betrieb betrieben werden können. Dementsprechend sind die Zeitbeziehungen zwischen den Taktimpulsen, die die Operation dieser Zähler usw. steuern, außerordentlich wichtig für die Operation des Musikinstrumentes.

Wenn man annimmt, daß die maximale Anzahl der gleichzeitig zu erzeugenden Musiktöne 12 beträgt, so sind die Beziehungen zwischen den verschiedenen in dem elektronischen Musikinstrument vorkommenden Taktimpulsen in den Fig.2(a) bis 2(d) dargestellt. Fig.2(a) zeigt einen Φι, dessen Impulsperiode 1 μ$ beträgt Diese Impulsperiode wird im folgenden als »Kanalzeit« bezeichnet. F i g. 2(b) zeigt eine Taktimpulsfolge Φ2, bei der die Impulsbreite 1 μβ und die

ίο Impulsperiode 12 us beträgt. Diese Impulsperiode von 12 με wird im folgenden als »Tastenzeit« bezeichnet F i g. 2(c) zeigt eine Taktimpulsfolge Φ$ von Tasten-Abtastimpulsen, deren Impulsperiode gleich 256 Tastenzeiten ist Eine Tastenzeit wird durch 12 με geteilt und jeder Bruchteil der geteilten Tastenzeit wird als erster, zweiter... zwölfter Kanal bezeichnet F i g. 2(d) zeigt eine Taktimpulsfolge Φ«, deren Impulse nur während des zwölften Kanals in jeder Tastenzeit erzeugt werden. Ein Kanal bezeichnet einen Zeitkanal des time-sharing-Systems, d. h. die Kanalzeit.

II. Erzeugung der Tastenadressen.

F i g. 3 zeigt die Konstruktion des Tastendaten-Signalgenerators 2 im Detail. Ein Tastenadressengenerator KAC] besteht aus 8stufigen Binärzählern. Der Takt $>2 mit der Impulsperiode von 12 με (im folgenden als Tastentakt bezeichnet) wird dem Eingang des Tastenadressengenerators KAG\ zugeführt. Der dem Tastenadressengenerator KAGi zugeführte Tasten takt ändert den Inhalt, d.h. die Kombination der »1« und »0« in jeder der binären Zählstufen.

Erstklassige elektronische Musikinstrumente haben typischerweise ein Solonianual, obere und untere Manuale und eine Pedaltastatur. Die Pedaltastatur besitzt 32 Tasten im Bereich von C₂ bis Ci und die übrigen Tastaturen haben jeweils 61 Tasten im Bereich von C2 bis C7. Ein derartiges elektronisches Musikinstrument besitzt insgesamt 215 Tasten.

Von dem Tastenadressengeneraotr KAG\ werden 256 verschiedene Signale erzeugt, von denen 215 Signale der entsprechenden Anzahl von Tasten zugeteilt sind, Die Stellen des Tastenadressengenerators KAG\ von der niedrigstwertigen Stelle bis zur höchstwertigen Stelle sind mit den Bezugszeichen Ni, N₂, N₃, N₄, Bi, B₂, K\ und K₂ bezeichnet Hierin bilden K₂ und K] das Tastatursignal, das das Manual bzw. die Tastatur angibt. B₂ und B\ bilden ein Blocksignal, das einen Block in der Tastatur bzw. dem Manual repräsentiert, und Ni bis N₄ bezeichnen ein Notensignal, das die Note in dem jeweiligen Block angibt. Jede Tastatur ist in 4 Blocks eingeteilt und jeder Block enthält 16 Tasten. Die Blocks werden als Block 1, Block 2, Block 3 und Block 4 bezeichnet, wobei die Zählung mit dem Block der niedrigsten Noten beginnt Es sei angenommen, daß die Tastenadressen, die den 3 Noten oberhalb der tatsächlich existierenden höchsten Note (Note C₆ von Block 4) in dem Solomanual S, dem oberen Manual t/und dem unteren Manual L entsprechen, und die Tastenadressen, die den Blocks 3 und 4 in der Pedaltastatur entsprechen, bei der beschriebenen Ausführungsform des Musikinstrumentes keinen Tasten zugeordnet sind.

Die Bit-Ausgänge des Tastenadressengenerators KAG1 werden zur sequentiellen Abtastung jeder Taste über Dekodierer der Tastenschaltung zugeführt. Die Abtastung beginnt bei Block 4 des Solomanuals 5, durchläuft die Blocks 3, 2 und 1 des Solomanuals S, die

Blocks 4,3,2,1 des oberen Manuals i/und die Blocks 4, 3, 2, 1 des unteren Manuals L sowie die Blocks 2 und 1 der Pedaltastatur P. Danach ist ein Abtastzyklus für alle Tasten beendet und die Abtastung wird mit extrem hoher Geschwindigkeit zyklisch wiederholt. Die Abtastzeit, die für einen Abtastzyklus erforderlich ist, beträgt 256 χ 12 ns - 3,07 ms.

Der Dekodierer D\ ist ein konventioneller Binär-zu-Eins-Dekodierer, an dessen Eingang die 4-stelligen Binärsignale aus Kombinationen der Stellen M bis M des Tastenadressengenerators KAG\ anstehen und an dessen Ausgang an einer von 16 einzelnen Ausgangsleitungen Ho bis H\s nacheinander und sequentiell ein Ausgangssignal erzeugt wird. Das Binärsignal am Eingang bezeichnet in jedem Augenblick jeweils eine Ausgangsleitung. Die Ausgangsleitung H₀ ist über Dioden "mit den Tastenschaltern verbunden, die jeweils der höchsten Note eines jeden Blocks (außer Block 4) der jeweiligen Tastatur entsprechen. Die Ausgangsleitung H\ ist in gleicher Weise an die der zweithöchsten Note eines jeden Blocks, mit Ausnahme von Block 4, entsprechenden Tastenschalter gelegt. Für die 3 Signale der höchsten Noten in Block 4 des Solomanuals S, des oberen Manuals ί/und und des unteren Manuals L sind keine Tasten vorhanden und dementsprechend sind die Ausgangsleitungen H₀ bis H₂ in den Blocks 4 nicht angeschlossen. Ausgangsleitung Hi und die folgenden Ausgangsleitungen sind in gleicher Weise mit den entsprechenden Tastenschaltern eines jeden Blocks (auch von Block 4) verbunden.

Fi g. 3 zeigt die Verbindungen zwischen den jeweiligen Tastenschaltern und den Ausgangsleitungen W₀ bis //υ mit bezug auf die Blocks 3 und 4 des Solomanuals S und den Biock 1 der Pedaltasiatur P. Der erste Buchstabe der an den Tastenschaltern verwendeten Symbole bestimmt die Tastatur, die dem ersten Buchstaben hinzugefügte Ziffer die Blocknummer und die dem Buchstaben K hinzugefügte Zahl einen Dezimalwert des entsprechenden Signals aus den Signalen Ni bis M.

Jeder Tastenschalter hat einen Schaltkontakt. Eine Kontaktstelle ist jeweils in der oben erläuterten Weise geschaltet und die andere Kontaktstelle bildet einen gemeinsamen Kontakt für jeden Block. Die gemeinsamen Kontakte SM- P\M sind jeweils mit UND-Toren Ao- A13 verbunden.

Der Dekoder D₂ ist ein konventioneller Binär-zu-Eins-Dekodierer, dem 4stellige Binär-Codes eingegeben werden, die aus Kombination der Signale B\, B₂, K\ und K₂ des Tastenadressengenerators KAG\ bestehen und an dessen Ausgang jeweils eine der 16 einzelnen Aijsgangsleitungen k bis /15 nacheinander und sequentiell erzeugt wird, wobei das Binärsignal am Eingang jederzeit eine der Ausgangsleitungen bestimmt. Die Ausgangsleitungen /0 bis /15 (mit Ausnahme von J\₂ und /13) sind an die Eingänge der UND-Schaltungen V₀ bis Ki3 geschaltet Die Ausgänge der UND-Schaltungen V₀ bis Y\z sind über ein ODER-Tor ORi mit dem Eingang eines Verzögerungs-Flip-Flops DF\ verbunden.

Der Inhalt der von dem Tastenadressengenerator KAG\ erzeugten Signale ändert sich jedesmal, wenn ein Taktimpuls Φ₂ angelegt wird.

Wenn eine bestimmte Taste gedrückt wird, wird der der gedrückten Taste entsprechende Schaltkor.takt geschlossen. Wenn der Tastenadressengenerator KACi ein Signal erzeugt, das der gedrückten Taste entspricht, wird von einem der UND-Tore Ao bis Au eine Ausgangs-»!« erzeugt Dieses Ausgangssignal wird über das ODER-Tor ORi weitergeleitet. Es handelt sich um ein Tastendatensignal KD*, das das Schließen eines Schaltkontaktes anzeigt. Das Signal wird durch das Verzögerungs-Flip-Flop DFi um eine Tastenzeit verzö-

gen und zu dem Signal KD* umgeformt. Die

Tastendatensignale KD* und KD werden sequentiell mit einem Intervall von 3,07 ms solange ausgegeben, wie der Schahkontakt geschlossen bleibt.

Die bisherige Beschreibung trägt lediglich in dem Fall

ίο Rechnung, daß eine einzige Taste gedrückt wurde. Wenn mehrere Tasten gleichzeitig gedruckt sind, werden Tastendatensignale, die jeweils den gedrückten Tasten entsprechen, in der gleichen Weise erzeugt und man erhält Musiktöne mit unterschiedlichen Wellenformen, die jeweils diesen Tastendatensignalen entsprechen. Aus Gründen der Einfachheit wird in der nachfolgenden Erläuterung nur der Fall betrachtet, daß nur eine einzige Taste gedruckt ist und man dementsprechend nur eine Musikton-Wellenform erhält.

F i g. 4 zeigt ein Blockschaltbild des Tastendatenumsetzers 3 in detaillierterer Form. Der Tastenadressenspeicher KAM besitzt so viele Speicherkanäle, wie Musiktöne gleichzeitig reproduzierbar sein sollen. Jeder dieser Kanäle vermag eine Tastenadresse entsprechend einer zu spielenden Musiknote zu speichern. Der Tastenadressenspeicher KAM Hefen die Tastenadressen im time-Sharing-Betrieb an den Frequenzzahlengeber 4 als Frequenz-Bestimmungssignal.

Bei der vorliegenden Ausführungsform wird als Tastenadressenspeicher KAM ein Schieberegister mit 12 Worten zu je 8 Bits verwendet Die Steuerung des Schieberegisters erfolgt durch den Haupttakt Φι, der in Intervallen von 1 \is erzeugt wird. Der Ausgang der

letzten Stufe dieses Schieberegisters ist mit dem Frequenzzahlenspeicher verbunden und gleichzeitig erfolgt eine Rückkopplung auf den Schieberegistereingang. Jede Tastenadresse wird demnach in dem Schieberegister mit einer Zykluszeit von 1 Taktzeit

(12 μϊ) rezirkuliert, bis sie von seinem entsprechenden Kanal gelöscht wird.

Der Tastenadressengenerator KAC₂ ist von gleicher Konstruktion wie der Tastenadressengenerator KAGu Diese beiden Tastenadressengeneratoren KAd und KAG₂ arbeiter, in genauer Synchronisation miteinander. Der Takt Φ₂ wird als Eingangssignal für beide Tastenadressengeneratoren KAG und KAG₂ benutzt und die Tatsache, daß die jeweiligen Bits des Tastenadressengenerators KAG₂ alls »0« sind, wird

durch eine UND-Schaltung A^ festgestellt. Das Erkennungssignal Φ₃ wird den Rücksetzanschlüssen der betreffenden Bits des Tastenadressengenerators KA^, als Tastenabtast-Taktsignal zugeführt Der Tastendatenumsetzer 3 bewirkt, daß der Tastenadressenspeieher KAM eine dem Tastendatensignal KD entsprechende Tastenadresse speichert, wenn diese ansteht und die folgenden beiden Bedingungen erfüllt sind:

Bedingung (A): Die Tastenadresse ist mit keiner der bo bereits in dem Tastenadressenspeicher

KAM gespeicherten Adressen identisch:

Bedingung (B): In dem Tastenadressenspeicher KAM ist noch ein freier Kanal, d. h. ein Kanal, in dem noch keine Adresse gespeichert

ist vorhanden.

Es sei nun angenommen, faß ein Tastendatensignal

KD* von der ODER-Schaltung OR_x erzeugt wird. Zu dieser Zeit besteht Koinzidenz zwischen der Tastenadresse des Tastenadressengenerators KAG₂ und derjenigen des Tastenadressengenerators KAG_x. Die Tastenadresse bezeichnet die Note der gedrückten Taste. Während der 12 μ5 wird die Tastenadresse KA* einer Vergleichsschaltung KA C zugeführt, in der sie mit jedem Ausgang der Kanäle des Tastenadressenspeichers KAM verglichen wird. Wenn Koinzidenz festgestellt wird, wird ein Koinzidenzsignal EQ* von dem Vergleicher KAC in Form eines »!«-Signales erzeugt. Dieses Signal ist »0«, wenn keine Koinzidenz besteht. Das Koinzidenzsignal EQ* wird einem Koinzidenz-Detektorspeicher EQM und ferner einem Eingang einer ODER-Schaltung OR2 zugeführt. Der Speicher EQM ist ein Schieberegister mit einer geeigneten Anzahl von SchiebesteHen, z.B. 12 bei diesem Ausführungsbeispiel. Der Speicher EQM schiebt die Signale EQ* nacheinander, d. h. er verzögert sie um eine Tastenzeit, wenn das Signal EQ* »1« ist, und erzeugt dadurch ein Koinzidenzsignal EQ (= 1).

Jeder der Ausgänge von der ersten bis zur elften Stelle des Koinzidenz-Detektorspeichers EQM wird der ODER-Schaltung OR2 zugeführt Dementsprechend erzeugt die ODER-Schaltung OR2 ein Ausgangssignal, wenn entweder das Signal EQ* des Vergleichers KAC oder einer der Ausgänge von der ersten bis zur elften Stelle des Schieberegisters EQM»\v. ist.

Das Ausgangssignal £ EQ des ODER-Tores OR₂ wird einem der Eingangsanschlüsse eines UND-Tores An zugeführt. Das UND-Tor Λ17 erhält an seinem anderen Eingangsanschluß den Takt Φ₄. Da die in dem Speicherregister in dem ersten Kanal gespeicherte Information eine Falschinformation ist, wird die richtige Information, d. h. die Information, die das Ergebnis des Vergleiches zwischen der Tastenadresse KA* und den Adressen in den jeweiligen Kanälen des Tastenadressenspeichers KAM darstellt, nur dann erhalten, wenn das Vergleichsergebnis in jedem Kanal vom ersten bis elften Kanal dem Koinzidenz-Detektorspeicher EQM w zugeführt wird, und wenn das Vergleichsergebnis des zwölften Kanals direkt dem ODER-Tor OR? zugeführt wird. Dies ist der Grund dafür, warum der Takt Φ₄ der UND-Schaltung /417 zugeführt wird.

Wenn das Signal £ EQ bei anstehendem Taktimpuls Φα »1« ist, erzeugt das UND-Tor An ein »!«-Signal, das über ein ODER-Tor ORz einem Verzögerungs-Flip-Flop DF₂ zugeführt wird. Das Signal wird von diesem Verzögerungs-Flip-Flop DF₂ um eine Kanalzeit verzögert und über ein UND-Tor A,» auf das ODER-Tor ORi zurückgekoppelt. Auf diese Weise wird das »1 «-Signal während einer Tastenzeit "es^ichcrt, bis ein nä^h^t^r Taktimpuls Φ₄ der UND-Schaltung A_xs über einen Inverter IN₂ zugeführt wird. Die Ausgangs-» 1« des Verzögerungs-Flip-Flops DFj wird von dem Inverter I_x invertiert und erzeugt so ein Freigabesignal UNB. Dieses Freigabesignal LWB zeigt an, daß dieselbe Adresse wie die Tastenadresse KA* nicht in dem Tastenadressenspeicher KAM gespeichert ist, wenn es »1« ist, und daß dieselbe Adresse wie die Tastenadresse <,o KA* in dem Speicher KAM bereits gespeichert ist, wenn es »0« ist.

Wie oben schon erläutert, wird die Bedingung (A) während der Erzeugung des Tastendatensignals KD* geprüft. Anders ausgedrückt: Es wird geprüft, ob das tn Tastendatensignal ein altes Signal ist, das bereits gespeicher' ist oder ein neues Signal, das noch nicht im Speicher enthalten ist. Das Freigabesignal UNB, das das Ergebnis der Überprüfung darstellt, wird während der nächstfolgenden Tastenzeit einem Eingangsanschluß einer UND-Schaltung A_x? zugeführt. Das Tastendatensignal KD wird um eine Tastenzeit verzögert und einem anderen Eingangsanschluß des UND-Tores A_x? zugeführt. Es wird daher in einer Tastenzeit unmittelbar vor dem Anlegen des Tastendatensignales KD geprüft, ob eine Tastenadresse einem bereits in dem Speicher KAM gespeicherten Tastendatensignal KD entspricht. Wenn das Freigabesignal UNB »1« ist, wird das Tastendatensignal KD über das UND-Tor A_x? einem der Eingangsanschlüsse eines UND-Tores A20 zugeführt Wenn das Freigabesignal UNB »0« ist, gelangt das Tastendatensignal KDnicht aus dem UND-Tor A_x? heraus.

Um eine neue Tastenadresse in dem Tastenadressenspeicher KAM zu speichern, muß mindestens einer der zwölf Kanäle des Speichers unbelegt sind. Ein Belegungsspeicher BUM erkennt, ob in dem Tastenadressenspeicher ein unbelegter Kanal zur Verfügung steht. Der Belegungsspeicher besteht aus einem 12stelligen Schieberegister, das eine »1« einspeichert, wenn ihm ein neues Tastensignal NKD von der UND-Schaltung 20 zugeführt wird. Dieses »1 «-Signal wird sequentiell und zyklisch in dem Belegungsspeicher BUM verschoben. Das neue Tastensignal wird gleichzeitig dem Tastenadressenspeicher KAM zugeführt, so daß dieser die neue Tastenadresse speichert. Dementsprechend wird das Signal »1« einem der Kanäle des Belegungsspeichers BUM gespeicher:, der dem belegten Kanal des Tastenadressenspeichers KAM entspricht. Die Inhalte der nicht belegten Kanäle sind »0«. Der Ausgang der letzten Stufe des Belegungsspeichers BUM zeigt also an, ob dieser Kanal belegt ist oder nicht. Dieses Ausgangssignal wird im folgenden als Belegungssignal ,4/Sbezeichnet.

Dieses Belegungssignal AIS wird einem der Eingangsanschlüsse des UND-Tores A_x über einen Inverter I₂ zugeführt. Wenn das Signal -4/SwO« ist. d. h. ein bestimmter Kanal ist unbelegt, wird über das UND-Tor Ax das Tastendatensignal als neues Tastensignal dem Belegungsspeicher BUM zugeführt, woraufhin dieser in seinen entsprechenden Kanal eine »1« einspeichert. Gleichzeitig wird das Tor G des Tastenadressenspeichers KAM so gesteuert, daß die Tastenadresse KA von einem Verzögerungs-Flip-Flop DFj in einen unbelegten Kanal des Speichers KAM eingespeichert wird.

Das Verzögerungs-Flip-Flop DFi verzögert das Ausgangssignal KA* des Tastenadressengenerators KAG um eine Tastenzeit, so daß eine dem Tastendatensignal KD entsprechende Tastenadresse synchron mit dem Tastendatensignal KD gespeichert werden kann, weil das um eine Tastenzeit verzögerte Tastendatensignal KD* dem Tastendatenumsetzer zugeführt wird.

Das neue Tastensignal NKD, das anzeigt, daß eine bisher nicht eingespeicherte Taste gedrückt worden ist, wird von der UND-Schaltung Λ20 über das ODER-Tor ORi dem Verzögerungs-Flip-Flop DF₂ zugeführt, um dieses zu setzen und das Freigabesignal UNB wird »0«. Dementsprechend wird der Ausgang des UND-Tores Λ,₉ »0«, wenn das Freigabesignal UNB »0« wird, wodurch das neue Tastensignal NKD zu »0« umgeschaltet wird. Diese Anordnung stellt sicher, daß die Tastenadresse KA in nur einem und nicht zwei oder mehreren, unbelegten Kanal des Tastenadressenspeichers ÄLAMgespeichertwird.

Auf diese Weise werden zwölf Arten von Tastenad^essen in dem Tastenadressenspeicher KAM gespei-

chert und diese Adressen werden durch den Haupttakt Φι verschoben und die Ausgangssignale der letzten Stufe werden nacheinander dem Frequenzzahlengeber 4 zugeführt und ferner auf die Eingangsseite des Speichers KAM zurückgekoppelt, um die Ausgangssignale zyklisch zu erzeugen. Da der Wechsel jeweils alle 1 μβ erfolgt, erscheint dieselbe Adresse alle 12 \is.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Tasten-Adressen N\ — Bi, die die Noten repräsentieren, dem Frequenzzahlenspeicher zugeführt werden, und daß die Tasten-Adressen Ki, Ki, die die Tastaturen repräsentieren, dazu benutzt werden, einen Musikton für die betreffende Tastatur zu erzeugen.

Es sei nun angenommen, daß eine Tastenadresse in dem ersten Kanal gespeichert ist Wenn das Tastendatonsignal KD einem der Eingangsanschlüsse eines UND-Tores An zugeführt ist, wird dem anderen Eingangsanschluß des UND-Tores An ein »1 «-Signal zugeführt, weil in dem ersten Kanal des Koinzidenz-Speichers EQM bereits ein »1«-Signal gespeichert ist. Das Tastendatensignal KD wird daher von der UND-Schaltung An nur während der dem ersten Kanal entsprechenden Zeit durchgelassen und in dem ersten Kanal des Anschlagspeichers KOMgespeichert.

Die Speicherung des »1 «-Signales in dem Anschlagspeicher KOM zeigt an, daß einer der Tastenschalter geschlossen worden ist, was im folgenden als »Anschlagen« bezeichnet wird.

Das Signal »1« des ersten Kanals des Anschlagspeichers KOM wird ferner als Anhall-Startsignal ES einem Anschluß T\ zugeführt. Dieses Anhall-Startsignal ES wird kontinuierlich erzeugt, bis das Signal »1« des ersten Kanals des Anschlagspeichers KOM zurückgesetzt ist, wie nachfolgend noch erläutert wird.

Wenn die Taste losgelassen wird, wird das Tastendatensignal nicht mehr erzeugt. Hierdurch wird bewirkt, daß das von einem Inverter /Ni erzeugte »1 «-Signal einem der Eingangsanschlüsse eines UND-Tores Λ71 zugeführt wird. Das Koinzidenzsignal EQ wird immer noch dem anderen Eingangsanschluß des UND-Tores Aj\ zugeführt. Dementsprechend wird ein »1«-Signal in dem ersten Kanal eines Austastspeichers KFM gespeichert. Der Inhalt des ersten Kanals wird in dem

Tabelle I

Austastspeicher KFM schrittweise weitergeschoben und aus der letzten Speicherstelle als »1«-Signal ausgespeichert. Dies ist das »1«-Signal, das einem Anschluß Ti zugeführt wird und den Austastzustand (Beendigung des Niederdrückens der Taste) darstellt und im folgenden als Abkling-Startsignal DIS bezeichnet wird.

Der Inhalt der Speicher des Tastendatenumsetzers 3 wird dadurch gelöscht, daß an den Eingangsanschluß des ODER-Tores OR22 ein Zählendesignal DFangelegt wird, das von einem noch zu erläuternden Hüllkurvenzähler 13 erzeugt wird, wenn die Ausgabe der Hüllkurven-Wellenform beendet ist. Das Ausgangssignal der ODER-Schaltung OR22 wird ferner als Löschsignal CC zum Löschen sämtlicher Zähler verwandt. Ein Eingangssignal /Cdes ODER-Tores OR22 ist gleichzeitig Eingangssignal zum Rücksetzen der jeweiligen Speicher und Zähler in ihrem Anfangszustand beim Einschalten der Stromversorgung.

III. Frequenzinformationsgenerator

F i g. 5 zeigt ein schematisches Blockschaltbild des Frequenzzahlengebers 4. Der Frequenzzahlengeber enthält den Frequenzzahlenspeicher 10 und die Umsetzerschaltung 11. Das Abweichungssignal Vx₁ bis Vx_n wird mit der Grundfrequenzzahl Fi bis Fm in einem Multiplizierer 13 multipliziert, um eine digitale Frequenzmodulation durchzuführen. Das Ergebnis der Multiplikation wird in einem Ausgabeschieberegister 15 im time-sharing-Betrieb ausgegeben.

Der Frequenzzahlenspeicher 10 speichert mehrere Frequenzzahlen entsprechend den jeweiligen Tasten-Adressen und erzeugt jeweils die Grundfrequenzzahl Fi bis F.« für eine bestimmte Tastenadresse (eine Kombination, ausgewählt aus M, N₂, N₃, ΝΆ, B\ und B₂), wenn diese Tastenadresse ansteht.

Die Frequenzzahl für jede Frequenz besteht aus einer Anzahl von Bits, z. B. 14 bei diesem Ausführungsbeispiel. Eines der 14 Bits bildet einen Ganzzahl-Bereich, und die übrigen Bits, z. B. 13, bilden einen Bruchzahl-Bereich. Die folgende Tabelle I zeigt ein Beispiel der Tasten Ci, C2, C3, C₄, Qy, Cs, Di und ^entsprechenden Frequenzzahlen.

Ganzzahl-Bereich 14

zahl	F]-F].	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	F-Zahl (dezimal)
4	o	0	0	1	1	Q	1	0	1	1	η	η
Bruchzahl-Bereich	0	0	1	1	0	1	0	1	1	0	0	1
13	0	1	1	0	1	0	1	1	0	0	1	0	_nm„„
η	1	1	0	1	0	1	1	0	0	1	0	1	0,104650
0	1	0	1	0	1	1	0	0	1	0	1	0	0,209300
0	1	1	1	1	1	1	0	1	1	1	0	0	0,418600
0	0	0	0	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0,837200
1	0	1	0	1	1	0	0	1	0	1	0	0	0,995600
1											1.054808
0											1,674400
1

C₁	0
C₂	0
C₃	0
Q	0
C₅	0
Df	0
E₅	1
Q	1

In dieser Tabelle stellt die F-Zahl die Grundfrequen- einem Musikton mit normaler Tonhöhe entspricht, ohne

zinformation Fi bis F_H in Dezimsischreibweise dar, 65 daß irgendein Gleiteffekt hinzugesetzt würde. Es sei

wobei die höchstwertige Stelle Fm in dem Ganzzahl-Be- angenommen, daß die Wellenform des zu erzeugenden

reich liegt Musiktones in 64 analogen Muster-verten an 64

Die Grundfrequenzzahl wird so bestimmt, daß sie Musterste'len gespeichert ist, und d^ß die Fr^ouenz des

zu erzeugenden Tones durch / repräsentiert ist Die Frequenzzahl Fergibt sich durch folgende Gleichung:

F= 12 κ 64 χ /x 10-⁸.

Wenn eine Tastenzeit 12 μ5 beträgt ist die Anzahl der pro Sekunde in den Frequenzzählern 5a bis 5c

akkumulierten Ereignisse ^₅ :< 10⁶.

Diese Frequenzzahl F wird in dem Speicher 10 entsprechend der zu erzielenden Frequenz /"gespeichert ;o und dies bildet die Grundfrequenzzahl F₁ bis Fi«, wie sie in der Tabelle I aufgeführt ist

Die Umsetzerschaltung 11 erzeugt ein Abweichungssignal V_x\ bis Kt₁], das dazu benutzt wird, einen zu reproduzierenden Musikton mit einer Frequenz zu versehen, die sich während einer bestimmten Zeitspanne schrittweise ändert und dadurch einen Gleiteffekt erzeugt Die Größe der Frequenzänderung in jeder Stufe ist so klein, daß der Hörer eine kontinuierliche Änderung wahrnimmt Diese Frequenzänderung erzielt man dadurch, daß der Wert der Grundfrequenzzahl F₁ bis Fu während eines bestimmten Zeitintervalls stufenweise geändert wird. Zur Erzeugung derartiger Frequenzänderungen wird das Abweichungssignal V*i bis Kt₁, als Anteil (Bruchzahl) an der Grundfrequenzzahl Fi bis Fh dargestellt. Dieses Verhältnis, d.h. das Abweichungssignal, ändert sich in Abhängigkeit von der Zeit entsprechend den Adressen eines Gleitsignals K bis V₆, wie noch erläutert wird. Das Abweichungssignal Kri bis Km ist demnach eine Funktion mit dem jo Gleitsignal V₁ bis V₆ als Variable. Das Signal, mit dem das Abweichungssignal Kn bis Kt₁₁, das von der Umsetzerschaltung 11 ausgegeben wird, gesteuert wird, wird als Gleitsteuersignal GL bezeichnet Das Gleitsteuersignai GL wird durch manuelle Betätigung eines Gleitschalters eingestellt. Die Funktion kann entweder, ausgehend von einer höheren Frequenz, auf die Grundfrequenz abfallen oder, ausgehend von einer niedrigeren Frequenz, auf die Grundfrequenz ansteigen.

Die Umsetzerschaltung 11 kann auf verschiedene Weise konstruiert sein; sie muß nur imstande sein, das Abweichungssignal Vn bis Vr₁1 in Form der oben erläuterten Funktion zu erzeugen. Beispielsweise kann die Umsetzerschaltung 11 einen Speicher enthalten, in den eine bestimmte Funktion eingespeichert ist, und die Abweichungsfunktion Kt₁ bis Kt₁₁ kann entsprechend der Adresse des Gleitsignals V₁ bis V₁₁₁ und des Gleitsteuersignals GL ausgelesen werden.

Der Multiplizierer 13 führt digital eine Frequenzmodulation der Grundfrequenzzahl F₁ bis F^ durch, indem er die Grundfrequenzzahl Fi bis F_H mit dem Abweichungssignal K₁ bis KrI₁ multipliziert und dadurch die mit dem Gleiteffekt versehene modifizierte Frequenzzahl erzeugt. Als Multiplizierer 13 kann ein konventioneller Digital-Multiplizierer verwendet werden. Beispielsweise kann der Multiplizierer ein (nicht dargestelltes) Multiplikator-Schieberegister enthalten, das die Abweichungsinformation K₁ bis Kr₁₁ vorübergehend speichert und, beginnend mit der höchstwertigen Stelle, getaktet durch den Haupttakt Φι, ein Einzelsignal w) ausgibt Ferner kann ein (nicht dargestelltes) Multiplikanten-Schieberegister vorgesehen sein, das die Grundfrequenzzahl Fi bis F\t als Multiplikant speichert und parallele Ausgangssignal⁰ erzeugt, während der Multiplikant sequentiell von der niedrigstwertigen Stelle bis h5 zur höchstwertigen Stelle, gesteuert durch den Haupttakt Φ,, verschoben wird. Ein (nicht dargestellter) Ziffernmultiplizierer besteht aus einer logischen Schaltung zur Multiplizierung des einer einzelnen Ziffer entsprechenden Ausgangssignals des Multiplikator Schieberegisters mit den Ausgangssignalen des Multipli kanten-Schieberegisters. Dieser Ziffernmultiplizierer erzeugt für jede Ziffer ein Produkt aus Multiplikator und Multiplikant Der Multiplizierer 13 kann ferner einen Addierer und ein Akkumulatorregister (beide nicht dargestellt) enthalter. Die Produkte der einzelnen Ziffern werden von dem Addierer zur Erzeugung eines Partia'produktes zusammengezählt Dieses Partialpro dukt wird vorübergehend in dem Akkumulator-Schiebe register gespeichert Die Addition des jeweiligen Ziffernproduktes und des Partialproduktes wird wieder holt um schließlich das Gesamtprodukt a\ bis au zu erzeugen.

Ferner kann der Multiplizierer ein Verzögerungs· Flip-Flop (nicht dargestellt) enthalten, das vorüberge hend (für 1 μβ) ein Übertragungssignal festhält, um sicherzustellen, daß in der Addition die Weitergabe eines Übertrages stattfindet.

Ein digitaler Multiplizierer führt die Multiplikation durch wiederholte Addition durch und wenn Multiplika tor und Multiplikant aus zahlreichen Stellen bestehen muß die für die Wiederholung der Addition und die Übertragungswi. Vergabe bis zur Beendigung einer Einzelmultiplikation erforderliche Zeit berücksichtig werden. Zur Durchführung einer exakten Multiplikation ist es unerläßlich, daß die für die Multiplikation erforderliche Zeit mit dem Betrieb des gesamten Systems synchronisiert wird. Ein Synchronsignalgenera tor 16 synchronisiert die verschiedenen Komponenten des Frequenzstrahlengebers 4.

Der Synchronsignalgenerator 16 erzeugt einen Synchronisierimpuls SyI, der zur Synchronisierung zwischen einem Eingangssignal des Frequenzzahlen Speichers 10 und einem Eingangssignal der Umsetzer schaltung 11 benutzt wird, und einen Synchronisierim puls Sy6, der zur Synchronisierung des Eingangssignals, das von dem Frequenzzahlenspeicher 10 zum Multipli zierer 13 geliefert wird, mit dem Eingangssignal der Umsetzerschaltung 11 benutzt wird, einen Synchronisierimpuls Sy 25, der zur Ausgabe eines Ergebnisses einer Multiplikation aus dem Multiplizierer 13 benutzt wird, wenn die für die Multiplikation erforderliche Zeit seit dem Anlegen eines Eingangsimpulses mittels de Synchronisierimpulses Sy 6 verstrichen ist, und eines Signals Sy25, das die entgegengesetzte Polarität hat wie das Signal Sy 25 und zur Löschung des Multiplizie rers 13 benutzt wird.

Bei der Bestimmung des Zeitintervalls zwischen den Synchronisierimpulsen SyI und Sy6 wird die Opera tionszeit des Frequenzzahlenspeichers 10 und der Umsetzerschaltung 11 berücksichtigt, und bei der Bestimmung des Zeitintervalls zwischen den Synchroni sierimpulsen Sy 6 und Sy 25 wird die Operationszeit des Multiplizierers 13 berücksichtigt Es sei nun angenom men, daß die Maximalzahl der gleichzeitig zu erzeugen den Musiktöne 12 beträgt. Der Synchronsignalgenerator 16 enthält ein 25 Bit-Schieberegister SR 1 mit einem Eingang und paralleler Ausgabe, ein ODER-Tor O/?4, das an die Ausgänge der ersten bis vierundzwanzigsten Stelle des Schieberegisters SR 1 angeschlossen ist, und Inverter h und /5. Der Inhalt des Schieberegisters SR 1 wird, gesteuert durch den Takt Φι, in jeweils 1 μϊ um eine Stelle weitergeschoben, und der Ausgang der fünften Stelle wird als Synchronisierimpuls Sy6 benutzt Der Ausgang der vierundzwanzigsten Stelle dient zur Erzeugung des Synchronisierimpulses Sy 25 und der

Ausgang der fünfundzwanzigsten Stelle zur Erzeugung des Synchronisierimpulses Sy 1. Die Beziehung zwischen den jeweiligen Impulsen Sy 1, Sy6, Sy 25 und Sy 25 sind in F i g. 6(c) bis 6(f) abgebildet. F i g. 6{a) zeigt die Kanalzeit

Eine Abtast- und Halteschaltung 9a hält die Tastenadresse Ni bis B^ während einer Impulsperiode der Synchronisierimpulse Sy 1 (d. h. 25 us) gespeichert und liefert diese gespeicherte Tastenadresse an den Frequenzzahlenspeicher 10, bis der nächste Impuls Sy 1 kommt Eine Abtast- und Halteschaltung 9Z> hält in gleicher Weise das Gleitsignal V₁ bis V₆ und das Gleitsteuersignal GL während einer Impulsperiode des Syiichronisierimpulses Sy 1 und liefert diese Signale an die Umsetzerschaltung 11, bis der nächste Impuls Sy 1 kommt

Eine erste Torschaltung 12a besteht aus mehreren UND-Schaltungen, von denen jede an einem Eingang mit einer entsprechenden Ausgangsstelle Fi bis F_H des Frequenzzahlenspeichers 10 verbunden ist und an ihrem zweiten Eingang den Synchronisationsimpuls Sy 6 empfängt.

Eine zweite Torschaltung \2b besteht in gleicher Weise aus mehreren UND-Schaltungen, von denen jede mit einem Eingang an die entsprechende Ausgangsstelle V₁) bis V_rii der Umsetzerschaltung 11 angeschlossen ist. Diese Torschaltungen 12a und 12b liefern bei Ankunft des Synchronimpulses Sy6 die Frequenzzahl Fi bis Fj₄ und das Abweichungssignal V₁₁ bis V»n an den Multiplikanteneingang bzw. den Multiplikatoreingang des Multiplizierers 13.

Eine dritte Torschaltung 14 enthält UND-Tore Λ₂ι bis Am, von denen jedes mit einem Eingang an die entsprechende Ausgangsstelle des Multiplizierers 13 angeschlossen ist, während der andere Eingang den Synchronisierimpuls Sy 25 empfängt. Ferner enthält die Torschaltung 14 UND-Tore A35 bis A»g, von denen jedes mit einem Eingang ein Rückkopplungssignal von der letzten Stufe eines entsprechenden Schieberegisters von der Ausgangsschieberegistergruppe 15 erhält und am anderen Eingang das Signal Sy 25 empfängt, das die entgegengesetzte Polarität des Synchronisierimpulses Sy 25 aufweist. Ferner enthält die Schaltung 14 ODER-Tore ORs bis OR\& von denen jedes die Ausgangssignale entsprechender UND-Tore Λ21 bis Am und A₃₅ bis Ats empfängt. Wenn die dritte Torschaltung 14 den Synchronisierimpuls Sy 25 empfängt, liefert sie Signale a\ bis an, die die Ergebnisse der in dem Multiplizierer 13 durchgeführten Multiplikation darstellen (d. h. frequenzmodulierte Frequenzzahl F_m\ bis F_mu) an die jeweiligen Eingänge der Schieberegister der Ausgangsschieberegistergruppe 15. Wenn der Synchroniserimpuls Sy 25 nicht an die dritte Torschaltung 14 gelegt ist, laufen die Ausgangsdaten der Schieberegistergruppe 15 weiter um. Jedes Schieberegister der Gruppe 15 hat zwölf Wörter (von denen jedes 14 Bit aufweist) und wird im Takt der Impulsfolge Φ, weitergeschoben.

Die Ergebnisse der Multiplikation für jeden Kanal (d. h. jede Taste oder jeden Ton), die von dem Multiplizierer 13 errechnet worden sind, werden sequentiell mit einem Intervall von 25 μ5 pro Kanal (d. h. eine Taste oder einen Ton) ausgegeben. Dementsprechend werden 300 μϊ benötigt, bevor die Ergebnisse der Multiplikation für alle zwölf Kanäle ausgegeben worden sind. Anders ausgedrückt: die Ergebnisse der Multiplikation für die jeweils in der Schieberegistergruppe 15 eesDeicherten Kanäle werden von den Ausgängen des Multiplizierers 13 alle 300 μ$ neu geschrieben. Ferner liefert die Ausgangsschieberegistergruppe 15 sequentiell die Resultate der Multiplikation für die jeweiligen Kanäle (d h. die Frequenzinformation F_n,. bis F_mu) an die Bruchzahlzähler und Ganzzahlzähler 5a bis 5c mit einem Intervall von 1 μ5 pro Kanal, so daß eine time-sharing-Steuerung des Instruments vorgenommen werden kann.

IV. Erzeugung der Gleitsignale

Vor der Erläuterung der Funktion des Frequenzzahlengenerators 4 soll die Erzeugung der Gleitsigna'.e Vi bis Vb und der Gleitsteuersignale GLerläutert werden.
F i g. 7 zeigt eine Ausführungsform des Gleitsignalgenerators 7, mit dem das Gleitsignal individuell für Jede Tastatur gesteuert wird. Der Gleitsignalgenerator 7 enthält eine Taktauswahlschaltung 71 und einen Zähler 72. Die Taktauswahlschaltung 71 entspricht dem schon erläuterten Taktgenerator 7a, und der Zähler 72 entspricht dem schon erläuterten Zähler Tb. Die anderen Baugruppen entsprechen dem oben erwähnten Gleitsteuerteil 7c

Zur manuellen Einstellung der Gleitsteuerung dient ein gemeinsamer Gleitsteuerschalter GSund, wenn eine

rs Gleitsteuerung für jede Tastatur einzeln durchführbar sein soll, eine Datenauswahlschaltung 73 mit Schaltern SS, SU, SL und SPfür jede der Tastaturen.

Beim Einschalten des gemeinsamen Schalters GS wird eine UND-Schaltung A*₉ durchgeschaltet und der

jo von der Taktauswahlschaltung 71 gelieferte Takt wird von dem Zähler 72 gezählt. Wenn der Zählerstand einen bestimmten Wert erreicht hat, wird die UND-Schaltung A₅₀ durchgeschaltet und die UND-Schaltung A49 gesperrt, wodurch die Zählung des Zählers 72 gestoppt wird. Durch die Frequenz der von dem Zähler 72 gezählten Zählimpulse wird daher die Zeitspanne, während der oer Gleiteffekt erzeugt werden soll (im folgenden als »Gleitzeit« bezeichnet) bestimmt. Die Geschwindigkeit der Frequenzänderung eines Musiktones wird daher durch die Taktimpulsfolge bestimmt.

Von einem Signaloszillator für das Solomanual SO, einem Signaloszillator für das obere Manual UO, einem Signalosziliator für das untere Manual LO und einem Signaloszillator für die Pedaltastatur PO werden Signale bestimmter Frequenzen und von geeigneter Wellenform (z. B. Rechteckwellen) erzeugt. Wenn beispielsweise die Gleitzeit 1 Sekunde beträgt und der Zähler 72 64 Zählstellen hat und der Ausgang seiner letzten Zählstelle mit der UND-Schaltung A₅₀ verbunden ist, beträgt die Frequenz dieser Signale etwa 64 Hz.

Ein Ausgangssignal »1« des Signaloszillators SO für

das Solomanual wird einem Verzögerungs-Flip-Flop DF4 zugeführt. Das Verzögerungs-Flip-Flop DFt, erezugt ein »1 «-Signal, sobald es einen Anfangstasten-Taktimpuls Φ2 empfängt Dieses »1«-Signal wird einem UND-Tor As\ und außerdem einem Verzögerungs-Flip-Flop DFs zugeführt. Der Ausgang des Verzögerungs-Flip-Flops DFi ist zu dieser Zeit »0« und dieses Signal »0« wird in einem Inverter /4 invertiert und danach dem UND-Tor Λ51 als »1 «-Signal zugeführt, das das UND-Tor Λ51 durchschaltet. Die UND-Schaltung As\ erzeugt daher »!«-Signal. Danach, wenn einTaktimpu's Φ2 an das Verzögerungs-Flip-Flop DFs angelegt wird, wird das Ausgangssignal des Verzögerungs-Flip-Flops

h5 DFs »1« und die UND-Schaltung As\ erzeugt demnach »0«-Signal. Die Verzögerungs-Flip-Flops DFf₁ bis DF_n (nicht dargestellt), die Inverter INi bis INa (nicht dargestellt) und die UND-Schaltungen AN2 bis ΛΜ

(nicht dargestellt) arbeiten in gleicher Weise. Die UND-Tore A₅\ bis A» erzeugen daher von der Zeit, zu der die Ausgänge der Oszillatoren SO bis PO von »0« auf »1« gegangen sind und als Antwort auf den Tastentaktimpuls Φ₂ Impulssignale mit einer Tastenzeit (12 μ$). Die Perioden dieser Impulssignale entsprechen den Frequenzen der jeweiligen Oszillatoren. Dies liegt daran, daß die maximale Anzahl von Musiktönen, die gleichzeitig erzeugt werden sollen, bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 12 beträgt

Der der Tastatur der gedrückten Taste entsprechenden Ausgang wird aus den Ausgängen der UND-Schaltungen Asi bis /4s4 ausgewählt Das Tastatursignal Ki und K₂ wird dem Dekoder D3 zugeführt und an der der Tastatur entsprechenden Ausgangsleitung wird ein »1«-Signal erzeugt An die UND-Schaltung Ass wird ein das Solomanual SO repräsentierendes Signal gelegt an die UND-Schaltung Ast wird ein das obere Manual UO repräsentierendes Signal gelegt an die UND-Schaltung Λ57 wird ein das untere Manual LO repräsentierendes Signal gelegt und an die UND-Schaltung Ass wird ein die Pedaltastatur PO repräsentierendes Signal gelegt Die UND-Schaltungen Λ55 bis Aa erhalten außerdem die Ausgangssignale der UND-Schaltungen A₅\ bis Λ54 und an die UND-Schaltung /4,₉ wird über ODER-Schaltung OR\9 ein »1 «-Signal (ein Taktimpuls zur Erzeugung des gewünschten Gleiteffektes) gelegt, wenn eine der UND-Schaltungen Ass bis Ass durchgeschaltet ist

Die Anschlüsse der Schalter SS, SU, SL, SP sind jeweils mit den Eingängen der entsprechenden UND-Schaltungen /4s9 bis Abi verbunden. Die anderen Eingänge der UND-Schaltungen Λ59 bis A₆₂ sind mit Ausgangsleitungen des Dekodierers Da verbunden, von denen jede einer der Tastaturen entspricht. Das Tastatursignal Ku Ki wird sowohl dem Dekodierer Da als auch dem Dekodierer Eh zugeführt. Wenn ein Gleiteffekt erzeugt werden soll, wird der Schalter für die ausgewählte Tastatur betätigt und danach der gemeinsame Gleitschalter GS eingeschaltet

Es sei angenommen, daß der Schalter SU für das obere Manual eingeschaltet ist. Die UND-Schaltung Am wird nun durchgeschaltet, indem der gemeinsame Gleitschalter GS betätigt wird. Dementsprechend erzeugt die UND-Schaltung 60 ein »!«-Signal, wenn sie das Tastatursignal K\, K₂, das dem oberen Manual entspricht, empfängt. Dieses »1 «-Signal wird über eine ODER-Schaltung OR22 einem Schieberegister SR₂ und über eine ODER-Schaltung OR₂\ einem Schieberegister SRj zugeführt Die Schieberegister SR₂ und SR3 sind Serien-Schieberegister mit 12 Bit und werden von dem Haupttakt Φι getaktet Ein in eines der Schieberegister eingegebenes Eingangssignal erscheint nach einer Tastenzeit (12 \is) am Ausgang.

Das Ausgangssignal »1« des Schieberegisters SR₂ wird von einem Inverter 8 invertiert und sperrt daher eine UND-Schaltung G₁ des Zählers 72. Der Zähler 72 enthält einen Addierer ADi, ein Schieberegister SRa mil 12 Wörtern zu je 6 Bit und eine Torschaltung Gu Die Resultate der Addition des Addierers AD] werden in jeder Tastenzeit einem entsprechenden Kanal des Schieberegisters SRa zugeführt, wobei die Taktimpulse für 12 Töne im time-sharing-Betrieb gezählt werden. Die nachfolgende Erläuterung ist auf lediglich einen Kanal beschränkt. Der von dem Zähler 72 gezählte Wert (d. h. Gleitsignale Vi bis Vt) wird »0«, wenn das Ausgangssignal des Inverters Ig »0« wird, wodurch die Torschaltung Gi zu einem Zeitpunkt fo gesperrt wird, wie aus Fig.8(a) hervorgeht. Wenn der gemeinsame Gleichschalter GS abgeschaltet wird (normalerweise wird ein selbstrückstellender Schalter als Schalter GS verwendet) und das Ausgangssignal der ODER-Schaltung ORx dadurch »0« wird, wird der Ausgang des Inverters h eine Tastenzeit später »1«, wodurch die Toi schaltung G, geöffnet wird. Dieser Zeitpunkt ist mit ti bezeichnet

Während der Zeitspanne, zwischen den Zeitpunkten 7J und fi, wird auch von dem Schieberegister SRi ein »1 «-Signal erzeugt, so daß die UND-Schaltung Aa% den Taktimpuls an einen Eingangsanschluß Q des Addierers ADi abgibt Da jedoch die Torschaltung Gi gesperrt ist, ist das Signal am Zählausgang während dieses Intervalls gleich »0«.

Das Ausgangssignal des Schieberegisters SR₃ wird übe·- eine UND-Schaltung A₆₃ und ein ODER-Tor OR_2x auf den Eingang rückgekoppelt Die UND-Schaltung A₆₃ empfängt an ihrem anderen Eingangsanschluß ein »1«-Signal über eine UND-Schaltung Aso und einen Inverter /9, wenn eines der Ausgangs-Bits der Endstelle des Schieberegisters SRa »0« ist Dementsprechend empfängt der betreffende Kanal des Schieberegisters SR₃ in jeder Tastenzeit ein Zirkulationssignal »1«, selbst nachdem der Schalter GS abgeschaltet worden ist. Die UND-Schaltung Aas leitet das Signal weiter durch, selbst nachdem der Schalter GS geöffnet worder, ist und die Zähloperation des Zählers 72 beginnt von. Zeitpunkt t_x an. Wenn die Taktauswahlschaltung 71 63 Taktimpulse vom Zeitpunkt ii ab abgegeben hat, steht am Zähiausgang des betreffenden Kanals die Zahl 63 an und alle Bit-Ausgänge werden »1«. Hierdurch wird die UND-Schaltung Aso durchgeschaltet und die UND-Schaltung A₆₃ gesperrt. Das Ausgangssignal des Schieberegisters SR₃ wird eine Tastenzeit später »0«.

Diese Zeit wird als der Zeitpunkt t₂ bezeichnet. Die UND-Schaltung A« wird nach dem Zeitpunkt (2 nicht durchgeschaltet, so daß der Taktimpuls nicht an den Zähler AD_x gelangt und der Zählausgang 63 bis zum nächsten Einschalten des gemeinsamen Gleitschalters GSbeibehalten wird.

Die Ausgangssignale Vi bis V₆ des Zählers 72 werden der Umsetzerschaltung 11 als Gleitinformation zugeführt. Der Ausgangswert des Schieberegisters SR₃ wird der Umsetzerschaltung 11 ebenfalls zugeführt, und zwar als Gleitsteuersignal GL, das in F i g. 8(b) dargestellt ist.

Die obige Erläuterung erfolgte an lediglich einem

Kanal. Die Operation ist bei einem Multi-Kanal-Gerät, wie bei der vorliegenden Ausführungsform, genau die gleiche, weil die Schieberegister SR₂, SR₃ und SRt durch den Haupttaktimpuls Φι zueinander synchronisiert sind. Wenn die Gleitsteuerung für jede Tastatur einzeln durchgeführt wird, braucht der Taktimpulsselektor 71 nur eine Art von Taktimpulsen zu erzeugen, und die Datenauswahlschaltung 73 ist entbehrlich.

V. Erzeugung des Abweichungssignals V₁, bis V,,,

Wenn das Abweichungssignal V_xX bis V,n die Form einer Funktion hat, die, ausgehend von einer Frequenz, die um 112 Cent tiefer liegt als die Grundfrequenz, bis auf die Grundfrequenz ansteigt, kann die Umsetzerschaltung 11 entsprechend F i g. 9 konstruiert sein.

Ein Cent ist ein Intervall von 1/100 eines Halbtones der gleichmäßig temperierten Skala. Demnach ist ein

h5 Ton, der 100 Cent unterhalb der Note Cf liegt, gleich C_x. Das Gleitsignal, das als ein Verhältnis zu der Grundfrequenzzahl F bis F₄ dargestellt wird, wird in einen Ganzzahl-Bereich und einen Bruchzahl-Bereich

unterteilt Die Größe Vm, die der höchstwertigen Stelle entspricht, ist dem Ganzzahl-Bereich zugeordnet und der Rest der Information ist dem Bruchzahl-Bereich zugeordnet

In der Umsetzerschaltung 11 nach Fig.9 wird das Gleitsignal Vi bis V₆ UND-Schaltungen A& bis A₆₉ zugeführt, die an ihren anderen Eingängen jeweils das Gleitsteuersignal CL empfangen. Die Ausgänge der UND-Schaltungen Λ« bis Α& werden die niedrigwerti-

gen Stellen V_xl bis Vj₆ des Abweichungssignals und das Gleitsteuersignal GL wird direkt für die höherwertigen Stellen V_x? bis Vr₁₀ ausgegeben. An der höchstwertigen Stelle V_xU wird ein Signal ausgegeben, das durch Invertieren des Gleitsteuersignals GL in einem Inverter /ίο erzeugt wird.

Dementsprechend wird das in Tabelle Il dargestellte Abweichungssignal Vn bis Vr_n als Antwort auf das Gleitsignal Vi bis Ve erzeugt

Tabelle Π	V₆	Ki	K₁	"3	Vi	V₁	Abweichungssignal	Kv,	ο -V_x,	1 1	V_x6-V_x ι	O	O	O	O
Gleitsignal	O	O	O	O	O	O	KvIl	1	1	1 1 (	D O	O	O	O	1
Adresse	O	O	O	O	O	1	O	1	1	I 1	3 O	O	ρ	1	O
O	O	O	ρ	O	1	O	O	1	1	1 1 (	3 O	1	1	1	1
1	O	O	1	1	1	1	p	1	1	1 1 (	3 O	O	ρ	O	O
2	O	1	ρ	O	O	O	O	1	1	1 1 (	3 1	1	1	1	1
15	p	1	1	1	1	1	p	1	1	1 1	3 1	O	O	O	O
16	1	O	O	O	O	O	O	1	1	1	I O	O	ρ	O	1
31	1	O	ρ	O	O	1	O	1	1	1	1	1	1	1	O
32	1	O	1	1	1	O	ρ	1	1	1	1 O	1	1	1	1
33	1	O	1	1	1	1	O	1 1	1	1	O	O	ρ	O	O
46	1	1	ρ	O	O	O	O	1	]	1	1	1	1	1	O
47	1	1	1	1	1	O	ρ	1	1	1	1	1	1	1	1
48	1	1	1	1	1	1	O	1	1		1
62							O
63

Aus der Tabelle ersieht man, daß die höchstwertige Stelle Vxii (Ganzzahl-Bereich) des Abweichungssignals stets »0« ist wenn das Gleitsteuersignal GL gleich »1« ist und daß dann alle höherwertigen Stellen V,? bis V,,_o das Signal »1« führen. Die UND-Schaltungen Aw bis Am sind durchgeschaltet und geben den Wert des Gleitsignals Vj bis V₆ an die niedrigstwertigen Stellen Vri bis ν* ab. Wenn das Gleitsteuersignal GL »0« ist, ist nur ein Signal der höchstwertigen Stelle V_xU gleich »1« und die Signale der übrigen Stellen Vn bis Vti₀ sind sämtlich »0«. Dies zeigt an, daß das Verhältnis der Frequenzänderung gleich »1« ist, d.h. daß ein Gleiteffekt nicht gegeben ist, wenn das Gleitsteuersignal GL gleich »0« ist

Bezugnehmend auf Tabelle II ist der Wert des Abweichungssignals gleich 0,9375 in Dezimalschreibweise, wenn das Gleitsignal bei Adresse 0 liegt. Dieser Wert ergibt eine Frequenzänderung von —112 Cent gegenüber der Grundfrequenzzahl /m bis Fu. Bei Adresse 16 beträgt der Wert des Abweichungssignals 0,9531 in Dezimalschreibweise, was eine Frequenzänderung von —83 Cent gegenüber der Grundfrequenzzahl ergibt Auf diese Weise nähert sich der Wert des Abweichungssignals graduell dem Wert der Grundfrequenzzahl in dem Maße, wie der Wert des Gleitsignals Vi bis Vt ansteigt. Der Wert des Abweichungssignals an der dreiundsechzigsten Adresse beträgt 0,9990, was eine Frequenzänderung in der Größenordnung von nur - 0,5 Cent ergibt Nachdem das Gleitsignal V, bis V₆ gleich 63 Eeworden ist, wird das Gleitsteuersignal GL zu »0«, wie oben schon beschrieben wurde, und das Abweichungssignal V*i bis Vm wird 1. Es wird überhaupt keine Frequenzänderung erzeugt. In der oben beschriebenen Weise wird das Abweichungssignal Vn bis Vm entsprechend dem Gleitsignal V₁ bis V₆ und dem Gleitsteuersignal GL in Form einer Funktion erzeugt wie F i g. 8(c) zeigt Da der Zählaufgang des Zählers 72 »0« ist und das Signal GL während des Intervalls zwischen den Zeitpunkten u> bis h gleich »1« ist, ist der Wert des Abweichungssignals gleich 0,9375, entsprechend — 112 Cent Der Wert des Abweichungssignals steigt graduell an (genau genommen steigt er stufenförmig an), bis er zum Zeitpunkt i2 gleich 1 wird, wenn die Erzeugung des Gleiteffektes beendet wird. Der Wert der Gleitinformation V_x\ bis Vm ändert sich in 64 Schritten entsprechend der jeweiligen Adresse, bevor eine Runde des Gleiterzeugungsprozesses beendet ist Demnach ändert sich der Wert des Abweichungssignals Vri bis V₁H etwa alle 15,6 ms, wenn die Gleitzeit etwa 1 Sekunde beträgt

Der Bereich der Frequenzänderung ist nicht auf die Größenordnung von 100 Cent beschränkt, sondern kann auch einige 100 Cent oder einige 20 Cent betragen. Die Umsetzerschaltung U kann aus geeigneten logischen Schaltungen oder einem Festwertspeicher aufgebaut sein.

Vl. Erzeugung der Frequenzzahl F_mi bis F_mu

Die Erzeugung der Frequenzzahl F_m, bis F_raM wird im folgenden unter Bezugnahme auf F i g. 5 und 6 erläutert.

Es sei angenommen, daß der Synchronisierimpuls SyI den Abtast- und Halteschaltungen 9a und 9b zugeführt wird, wenn die Tastenadresse N\ bis Ki des ersten Kanals von dem Tastendatenumsetzer 3 erzeugt wird, wie F i g. 6(a) zeigt.

Das Gleitsignal Vi bis V₆ und das Gleitsteuersignal GL sind zu dieser Zeit ebenfalls Information einer Tastatur entsprechend der Tastenadresse N\ bis K₂ des ersten Kanals. Als Antwort auf eine solche Information wird das Abweichungssignal VGn bis Kn in der Umsetzerschaltung 11 erzeugt, und die Grundfrequenzzahl Fi bis Fu aus dem Frequenzzahlenspeicher 10 ausgelesen. Da die erste und die zweite Torschaltung 12a, 12h von dem Synchronisierimpuis Sy 6 aufgesteuert werden, erfolgt die Erzeugung des Abweichungssignals VGn bis VxM und das Auslesen der Grundfrequenzzahi F\ bis Fh innerhalb von 5 μβ, wie F i g. 6(g) zeigt. Hierdurch ist sichergestellt, daß ausreichend Antwortzeit für den Frequenzzahlenspeicher 10 und die Umsetzerschaltung 11 zur Verfügung steht. Als Folge davon kann ein Festwertspeicher mit niedriger Operationsgeschwindigkeit in dem Frequenzzahlenspeicher 10 verwendet werden und die Umsetzerschaltung 11 kann dementsprechend kompakt und mit relativ geringem Kostenaufwand hergestellt werden.

Beim Auftreten des Synchronisierimpulses SY6 wird das Abweichungssignal V_x] bis V»u in den Multiplikator-Schieberegistern des Multiplizierers 13 und die Grundfrequenzzahl Fi bis F,4 in dem Multiplikanten-Schieberegister des Multiplizierers 13 gespeichert. Die Multiplikation wird während 19 μ5 ausgeführt, bis der Synchronisationsimpuls Sy 25 erzeugt wird, wie in Fig.6(h) dargestellt ist. Diese Zeitspanne von 19 us enthält die für die repetierende Addition und für die Weiterleitung der Übertragungssignale benötigte Zeit, um genaue Multiplikationsergebnisse a\ bis au erzeugen zu können.

Nach dem Auftreten des Synchronisierimpulses Sy 25 werden die Ausgangssignale a\ bis au, über die dritte Torschaltung 14 dem Ausgangsschieberegister 15 zugeführt. Diese Ausgangssignale a* bis au bilden das Ergebnis der Multiplikation der Grundfrequenzzahl f\ bis f,4 des ersten Kanals mit dem Abweichungssignal V*, bis Viii des ersten Kanals, und bilden daher die

Tabelle III

E₅ = 1.054808

Lilctisieucrsinniil GL

ν 1 - ·
Adresse modifizierte Frequenzzahl. Dementsprechend wird die Frequenzzahl F_m\ bis F_mi4 des ersten Kanals in dem Ausgangsschieberegister 15 gespeichert Die Frequenzzahl FmI bis Fmi4 wird von dem Ausgabeschieberegistei 15 12 με später ausgegeben. Das Ausgangssignal de; Ausgabeschieberegisters 15 wird den Zählern 5a bis 5< zugeführt und gleichzeitig auf das Ausgabeschieberegi ster 15 zurückgekoppelt. Die anschließend folgende Frequenzzahl /_mi bis f_mu wird den Zählern 5a bis 5c ir jeder Tastenzeit in gleicher Weise zugeführt

Wenn der nächste Synchronisierimpuis Sy \ gemä[ F i g. 6(c) erzeugt wird, wird den Abtast- und Halteschal tungen 9a, 9b die Information des zweiten Kanal« zugeführt, wie F i g. 6{a) zeigt. Auf diese Weise wird die frequenzmodulierte Frequenzzahl F_ml bis F_mu des zweiten Kanals in dem entsprechenden Kanal de? Ausgabeschieberegisters 15 gespeichert. Anschließen werden bei jedem Auftreten des Synchronisierimpulse SyI (mit einer Periode von 25 μδ) das Abweichungssi gnal VGri bis VGm und die Grundfrequenzzahl Fi bis Fi der nachfolgenden Kanäle sequentiell miteinande multipliziert und das Ergebnis der Multiplikationen, d. h die modifizierte Frequenzzahl F_mi bis F_mu, wire fortlaufend beim Auftreten der Synchronisierimpuls Sy 25 in den entsprechenden Kanälen des Ausgabe Schieberegisters 15 gespeichert. Da die maximah Anzahl gleichzeitig reproduzierbarer Musiktöne 1 beträgt, beträgt die Periode, mit der die modifiziert Frequenzzahl F_m) bis Fm₄ eines bestimmten Kanals ii dem Ausgabeschieberegister 15 gespeichert wire 25 με χ 12 = 300 μ$.

Wenn man annimmt, daß die Gleitzeit etwa Sekunde beträgt, ändert sich der Wert des Abwe chungssignals '/,1 bis V»ii mit einer Periode von etw 15,6 ms. Dementsprechend ist eine Periode, mit der di Frequenzzahl F_mi bis F_mu in dem speziellen Kanal de Ausgabeschieberegisters 15 jeweils neugeschriebei wird, viel länger als 300 μβ, d. h. bei dem obigei Ausführungsbeispiel etwa 15,6 ms.

Tabelle III zeigt ein Beispiel für die von der Ausgabeschieberegister 15 für die Note £5 ausgegeben Frequenzzahl F_mi bis F_mi4. In der Tabelle sind die Daie in Dezimalschreibweise ausgedrückt.

Abv. eich !in"'

F,.„ '- F„„u

1. 0 0 0 0. 9 3

1. 0 5 4 8 0 8
0. 988882

16

0. 9 3 5 1 1. 0 0 5 3 3 7

0. 9 6 8

1. 0 2 ! 8 9 7

23 Fortsetzung	V ~ V Adresse	25 23 880	liequenzzyhl F,„i - f,„u	24
Gleiisteuer- signal GL	48	Abu eichUhgssignul K, - K,u	1. 0 3 8 3
	0. 9 8 4 4	S 2

63

0. 9 9 9 0

1. 0 (I 0 U

I. 0 5 3 7 5 3
1. 0 5 4 8 0 8

Wie man aus dieser Tabelle ersieht, wird die Grundfrequenzzahl direkt als Frequenzzahl F_m\ bis F_mn ausgegeben, wenn das Gleitsteuersignal GL gleich »0« ist, und die Frequenzzahl F_m\ bis Fmn, die durch das Abweichungssignals V»i bis V_xU frequenzmoduliert worden ist, wird ausgegeben, wenn das Gleitsteuersignal GL gleich »1« ist. Die Werte des Abweichungssignals Vxi bis V,η in Dezimalschreibweise entsprechen den in Tabelle II in Binärschreibweise enthaltenen Werten.

Auf die oben beschriebene Weise wird die Frequenzzahl F_m) bis F_mu von dem Ausgabeschieberegister 15 im time-sharing-Betrieb ausgegeben.

VII. Erzeugung der Wellenform eines Musiktones

Die niedrigstwertigen bis hinauf zur sechsten Stelle der Frequenzzahl F_m] bis F_mi₄ werden von der Ausgabeschieberegistergruppe 15 dem Bruchzahlzähler 5a zugeführt, die Stellen von der siebten Stelle an aufwärts bis zur dreizehnten Stelle werden dem Bruchzahlzähler Sb zugeführt und die höchstwertigen Stellen werden dem Ganzzahlzähler 5c zugeführt Die Zähler Sa bis 5c enthalten Addierer ADi bis A D₄ und Schieberegister SF) bis SF3, wie F i g. 10 zeigt. Jeder der Addierer AD₂ bis AD* addiert das Ausgangssignal des Frequenzzahlenspeichers 4 und das Ausgangssignal des entsprechenden Schieberegisters SF\ bis SF3 miteinander. Die Schieberegister 5Fi bis SF₃ können zwölf Arten von Ausgangssignalen in zeitlicher Folge von den Addierern ADi bis ADt, speichern und sie auf die Eingangsseite der Addierer AD₂ bis AD_t zurückkoppeln. Die Schieberegister SFi bis SF3 haben jeweils die gleiche Anzahl Stellen wie Miisiktöne gleichzeitig reproduzierbar sein sollen, z. B. zwölf bei dem vorliegenden Beispiel. Diese Anordnung hat den Zweck, die Frequenzzähler im time-Sharing-Betrieb zu betreiben, da der Frequenzzahlenspeicher 4 die in den 12 Kanälen (Schieberegisterstellen) des Tastenadressenspeichers KAM gespeicherten Tastenadressen im time-Sharing-Betrieb erhält und die Frequenzzahl für die jeweiligen Kanäle erzeugt

Im folgenden wird die Schaltungsanordnung in bezug auf den ersten Kanal erläutert Wenn der Inhalt des ω ersten Kanals des Schieberegisters SFi des Bruchzahlzählers 5a »0« ist, werden anfangs die ersten 6 Bit des Bruchzahlbereichs in den ersten Kanal des Schieberegisters SFi eingespeichert Nachdem eine Tastenzeit vergangen ist, werden neue Frequenzzahlen F_m\ bis F_n*, b5 zu den bereits in dem ersten Kanal gespeicherten Inhalt hinzuaddiert Diese Addition wird in jeder Tastenzeit wiederholt und die Signale F_mi bis F_n* werden kumulativ zu den gespeicherten Inhalten hinzuaddiert Wenn bei der Addition ein Übertrag stattfindet, wird ein Übertragssignal Qo von dem Zähler 5a zum nächsten Zähler Sb gegeben. Der Bruchzahlzähler 56 besteht aus dem Addierer AD₃ und dem Schieberegister SF₂, das ebenfalls eine kumulative Addition der Frequenzzahlen F_m7 bis F_mi3 durchführt, d. h. der nächsten 7 Bit des Bruchzahlbereichs. Das Übertragsignal Qo führt, wenn ein Übertrag als Ergebnis der Addition stattfindet, dem Addierer AD_t ein Übertragsignal C₂₀ zu. Der Ganzzahlzähler 5c besteht aus dem Addierer AD* und dem Schieberegister SF3 und empfängt das Einzelbit F_m|₄ und das Übertragssignal C20 vom Addierer ADi und erzeugt eine kumulative Addition in derselben Weise wie oben an Hand der Bruchzahlzähler 5a und Sb beschrieben wurde. Die Ganzzahl-Ausgangssignale der in dem ersten Kanal des Schieberegisters SF3 gespeicherten 7 Bit werden nacheinander dem Wellenformspeicher zugeführt, um die auszulesenden Adressen zu bestimmen.

Wenn die Amplitudenproben eine Periode des zu erzeugenden Musiktones mit einer Probenzahl η = 64 in dem Speicher 6 gespeichert sind, wird als Ganzzahlzähler 5c ein Zähler mit 64 Stufen verwandt, so daß das Auslesen einer Periode der Musiktonwellenform beendet ist, wenn der Kumulativwert der Frequenzzahl F_mi bis F_mi₄ gleich 64 geworden ist.

Wenn das Gleitsteuersignal Gl gleich »0« ist, d. h. wenn der Gleitschalter nicht eingeschaltet ist, wird die Grundfrequenzzahl F₁ bis F₎₄ direkt den Zählern 5a bis 5c zugeführt und eine Ausleseperiode des Wellenformspeichers 6 ist konstant Demnach wird ein Musikton mit konstanter Frequenz reproduziert Wenn andererseits das Gleitsteuersignal GL »1« wird, wie Fig.S(b) zeigt, ändert sich der Wert der Frequenzzahl F_m\ bis F_m!4 wie in Tabelle 111 angegeben ist

Gemäß Fig.8(c) wird während des Intervalls zwischen den Zeitpunkten to bis ti, während das Abweichungssignal V^ bis V_xU gleich 03375 ist ein Musikton erzeugt dessen Frequenz um 112 Cent niedriger ist als die durch den Druck der Taste bestimmte Grundfrequenz. Nach dem Zeitpunkt Λ steigt die Frequenz graduell an, so daß ein Musiktcn mit Gleiteffekt erzeugt wird, bis der Zeitpunkt t₂ erreicht ist, bei dem die Frequenz des Musiktones die Grundfrequenz erreicht hat und die Erzeugung des Gleiteffektes beendet ist Auf diese Weise werden 12 Töne mit Gleiteffekt im time-sharing-Betrieb erzeugt und der Gleiteffekt kann für jede Tastatur einzeln gesteuert bzw. eingestellt werden.

Die Musikton-Wellenform wird aus dem Musikton-Wellenformspeicher 6 ausgelesen, wogegen der Amplitudenverlauf des Musiktones von dem Ausgang eines Hüllkurvenspeichers 21 gesteuert wird. Das Auslesen des Hüllkurvenspeichers 21 wird von dem Hüllkurvenzähler 20 gesteuert. Im folgenden wird das Auslesen einer Hüllkurven-Wellenform in bezug auf den Hüllkurvenzähler 20, der in Fig. II dargestellt ist, näher erläutert.

Der Hüllkurvenzähler 20 enthält einen Addierer AD₅ und ein Schieberegister SA₅ für 12 Wörter zu je 7 Bit. Das Additionsergebnis des Addierers ADi wird in je 1 Tastenzeit den entsprechenden Kanälen des Schieberegisters SRi zugeführt. Im einzelnen addiert der Addierer 5 die Ausgangssignale des Schieberegisters SRi und die Taktimpuise und erzeugt ein Ergebnis S, das dem Eingangsanschluß des Schieberegisters S^₅ zugeführt wird. Dadurch wird bewirkt, daß der Hüllkurvenzähler 20 fortlaufend eine Kumulativzählung in bezug auf jeden der Kanäle durchführt.

Ein Ausgangssignal, das den gezählten Wert repräsentiert, wird von dem Hüllkurvenzähler einem Hüllkurvenspeicher 21 zugeführt. Die in einer dem gezählten Wert entsprechenden Adresse gespeicherte Wellenform wird fortlaufend aus dem Speicher 21 ausgelesen. Der Hüllkurvenspeicher 21 speichert eine Anhall-Wellenform ATT bei Adressen, die von 0 ausgehen,, bis zu einer vorbestimmten Adresse, z. B. 16, und eine Abkling-Wellenform DEC bei Adressen, die bei der nächstfolgenden Adresse beginnen und bis zur letzten, z. B. dreiundsechzigsten Adresse, reichen.

Die Zähloperation wird im folgenden mit Bezugnahme auf den ersten Kanal erläutert.

Wenn das Anhail-Startsignal ES¹ einem Anschluß 7ΈΊ zugeführt wird, gibt eine UND-Schaltung A_S] einen Taktimpuls AP an den Addierer AD₅. Die UND-Schaltung Ag\ ist zuvor dadurch vorbereitet worden, daß an ihren anderen Eingängen die invertierten Ausgangssignale »0« einer UND-Schaltung A₈₀ bzw. einer ODER-Schaltung OR_x anlagen. Die Umkehrung der Signale der UND-Schaltung Λ₈ι und der ODER-Schaltung OR30 erfolgte durch Inverter /AZ₅ und /AZ₆. Der Addierer ADi und das Scheiberegister SRi zählen nacheinander die Anhall-Taktimpulse und geben dabei die Anhall-Wellenform des Hüllkurvenspeichers 21 aus. Wenn der gezählte Wert 16 erreicht hat, wird pin Ausgangssignal »1« von der ODER-Schaltung O/?₃₀ erzeugt und der Anhall-Taktimpuls AP wird von der UND-Schaltung Asi nicht mehr durchgelassen. Demnach wird die Zählung beendet und die bei der Adresse 16 des Hüllkurvenspeichers 21 gespeicherte Amplitude wird weiterhin ausgelesen.. Aul diese Weise ist der Aufrechterhaltungszustand erreicht.

In diesem Stadium erhält die UND-Schaltung Asi ein »1«-Signal von der ODER-Schaltung ORi₀ und ein weiteres »1 «-Signal, das durch Inversion des Ausgangssignals »0« der UND-Schaltung Am durch den Inverter INf, entstanden ist Wenn das Abkling-Startsignal DIS dem Anschluß ΤΈ2 zugeführt wird, läuft der Abkling-Taktimpuls DP durch die UND-Schaltung Ag2 und b0 gelangt zum Addierer AD₅. Dadurch wird bewirkt, daß der Hüllkurvenzähler die Zähloperation für die Zählwerte nach 16 wieder aufnimmt und die Abkling-Wellenform aus dem Hüllkurvenspeicher 21 ausgelesen wird. Wenn der gezählte Wert 63 erreicht hat, werden alle Eingänge der UND-Schaltung /W>1«, so daß die UND-Schaltung Ago am Ausgang ein »1«-Signal erzeugt. Die UND-Schaltung A%: hört auf, den Abkling-Taktimpuls DP durchzulassen und die Zähloperation wird beendet Das Auslesen der Hüllkurven-Wellenform ist auf diese Weise beendet

Die vorhergehende Beschreibung erfolgte einem Ausführungsbeispiel, bei dem die maximale Frequenzänderung während der Gleitzeit (im folgenden als »Gleittiefe« bezeichnet) konstant ist (—112Cent). Die Erfindung ist hierauf nicht beschränkt, sondern die Gleittiefe kann in jeder gewünschten Weise variiert werden. Im einzelnen kann in dem Zähler 72 nach F i g. 7 gleichzeitig mit dem Start der Gleiteffekterzeugung ein bestimmter Zählwert eingegeben werden, von dem aus die Zählung der Taktimpulse beginnt Dieser vorbestimmte Zählwert wird natürlich entsprechend der Gleittiefe bestimmt. Wenn der vorbestimmte Zählwert beispielsweise 32 beträgt, beginnt der Zähler 72 mit der Zählung bei 32 und beendet sie bei 63. Die Gleittiefe ist in diesem Falle nur etwa halb so groß wie in dem Falle, daß die Zählung bei 0 beginnt (bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa —55). Eine Vorrichtung zur Eingabe eines vorbestimmten Zählwertes ist nicht im einzelnen angegeben, kann aber leicht mit einem Operator zum Einstellen verschiedener Zählwerte, einer Matrixschaltung zur Umwandlung der Ausgangssignale des Schalters in die Binärdaten des ausgewählten Zählwertes und einer logischen Schaltung zur Lieferung der Ausgangssignale der Matrixschaltung an den Zählern 72 realisiert werden. Ferner kann eine aus einem Dekodierer zur Dekodierung des Tastatursignals Ki, Ki und UND-Toren bestehende Datenauswahlschaltung vorgesehen sein, um zu bewirken, daß mit dem voreingestellten Zählwert die Gleittiefe für jede Tastatur individuell eingestellt werden kann.

VIII. Erzeugung des Akzenteffektes

Fig. 12 zeigt eine andere Ausführungsform des elektronischen Musikinstrumentes. Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform erhält man einen Gleiteffekt durch Schließen des Gleitschalters. Bei dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel wird dem Anstiegsbereich eines Musiktones ein Akzent gegeben, in dem die Frequenz des Anstiegsbereichs schnell und weich verändert wird.

Der Hauptunterschied der Ausführungsform nach F i g. 12 zu derjenigen nach F i g. 1 besteht darin, daß ein Tonhöhensignalgenerator 8 anstelle des Gleitsignalgenerators vorhanden ist. Die übrigen Teile sind in gleicher Weise konstruiert wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1, so daß sie nicht im einzelnen erläutert werden müssen.

Der Tonhöhensignalgenerator 8 enthält einen Zähler 8ö, der einen von einer Takiirnpulsschaltung Ss erzeugte Taktimpulsfolge während einer bestimmten Zeitspanne vom Beginn des Drückens einer Taste ab zählt und ein Zählsteuerteil 8c; das Start und Stop des Zählvorganges des Zählers 8£> in Abhängigkeit von einem von dem Tastendatenumsetzer 3 kommenden Signal ES, das das Drücken einer Taste repräsentiert, steuert Der Zähler Sb ist so konstruiert daß er auf einen bestimmten Anfangswert eingestellt werden kann und die Zählung wird beendet wenn der gezählte Wert einen vorbestimmten Betrag erreicht hat Der Zählerausgang ist mit einer Schaltung 11 des Frequenzzahlengebers 4 verbunden, wo die Tonhöheninformation erzeugt wird. Diese Tonhöheninformation wird ausgedrückt als eine Tonhöhenänderung in Form einer Funktion, die vom Ausgangssignal des Zählers 86 abhängt.

Fig. l3(a) zeigt schematisch eine Änderung des

Zählwertes in dem Zähler Sb von einem Anfangswert I bis auf einen vorbestimmten Wert II. Fig. 13 (b) zeigt die Funktion der Tonhöhenänderung. Entsprechend der Tonhöheninformation wird von dem Wellenfofmspeicher 6 die in F i g. 13{c) dargestellte frequenzmodulierte Musikton-Wellenform erzeugt Andererseits wird der Amplitudenverlauf des reproduzierten Musiktones von dem Ausgang des Hüllkurvenspeichers 21 gesteuert. Wenn ein Hüllkurvensignal, wie es in Fig. 13(d) dargestellt ist, ausgelesen wird, wird eine Musikton-Wellenform entsprechend F i g. 13(e) von dem Musikinstrument erzeugt. Anders ausgedrückt; die Frequenz eines zu reproduzierenden Musiktones ändert sich im Anstiegsbereich graduell, bis der Ton eine im wesentlichen konstante Amplitudenhöhe erreicht hat, und danach wird der Ton mit einer vorbestimmbaren Konstantfrequenz erzeugt.

F i g. 14 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels des Zählers 8£> und des Zählsteuerteiles 8c Das Zählsteuerteil 8c enthält zwölfstellige Schieberegister SRf, bis SRs und der Zähler 80 enthält einen Addierer ADf, sowie ein Schieberegister SRg mit 12 Wörtern zu je 6 Bit Die Schieberegister SRe bis SRs sind als ^-Bit-Schieberegister ausgebildet, weil die Anzahl der maximal gleichzeitig reproduzierbaren Töne bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 12 betragen soll. Die nachfolgende Beschreibung nimmt nur auf einen einzigen Kanal Bezug.

Nach dem Drücken einer Taste wird von dem Tastenübertrager 3 ein Anhall-Startsignal an einen bestimmten Kanal des Schieberegisters SR(, vom Zeitpunkt ίο an gelegt, wie F i g. 15{a) zeigt.

Der Ausgang des betreffenden Kanals des Schieberegisters SRf, wird von einem Zeitpunkt t\ an, der um eine Tastenzeit verzögert ist, wie F i g. 15{b) zeigt, »1«.

Da diese Ausgangs-»1« in einem Inverter INt invertiert und danach einer UND-Schaltung A^2 zugeführt wird, wird der Ausgang der UND-Schaltung Λ72 gemäß Fig. 15(c) nur dann »1«, wenn zu dem Zeitpunkt fo ein Anfangsimpuls des Anhall-Startsignals ES angelegt worden ist (was im wesentlichen mit dem Zeitpunkt zusammenfällt, in dem begonnen wurde, die Taste zu drücken). Dieses Ausgangssignal »1« der UND-Schaltung .A72 wird dem Schieberegister SRi und ferner dem Schieberegister SRs über die ODER-Schaltung OR}\ zugeführt und von diesen Schieberegistern SR- und SRs eine Tastenzeit später ausgegeben, d. h. zum Zeitpunkt fi.

Das Ausgangssignal des Schieberegisters SR7, das »1« nur zum Zeitpunkt ii wird, wie Fig. 15(d) zeigt, wird einer Torschaltung Gz und über einen Inverter /N9 einer

Schieberegisters SRt. wird über eine UND-Schaltung Λ73 und das ODER-Tor OR^ auf die Eingangsseite zurückgekoppelt, und, wie Fig. 15(e) zeigt, wird von dem betreffenden Kanal des Schieberegisters SRs in jeder Tastenzeit nach dem Zeitpunkt fi ein »1 «-Signal erzeugt Dieses Ausgangssignal »1« wird einer UND-Schaltung At, als Zählsteuersignal und einer Schaltung 9Zj des Frequenzzahlengebers 4 als Tonhöhensteuersignal fCanstelle des Gleitsteuersignals GL zugeführt

Das Ausgangssignal »1« des Schieberegisters 5A₇, das zum Zeitpunkt ti der Torschaltung Gi zugeführt wird, schaltet diese durch und bewirkt dadurch, daß ein Anfangswert einer Anfangswert-Stellschaltung VS an einen Eingangsanschluß A des Addierers ADt gelegt wird. Zum Zeitpunkt ti, der eine Tastenzeit später liegt, wird der Anfangswert von dem Schieberegister SR^ ausgegeben und einer Torschaltung Gs zugeführt. Zu dieser Zeit ist das Ausgangssignal des Schieberegisters SÄ7 gleich »0«. Dieses Signal wird in dem Inverter VNg invertiert und danach der Torschaltung Gs zugeführt, um diese durchzuschalten. Das Ausgangssignal des Schieberegisters SRq wird auf den Eingangsanschluß B des Addierers ADt zurückg^koppelt Der Addierer A A addiert dieses Signal zu dem von dem Taktimpulsgenerator 8a erzeugten Taktimpulssignal, das über eine UND-Schaltung A^^ zugeführt wird. Wenn der Taktimpuls zum Zeitpunkt f, bereits angelegt worden ist, so ist das dem Addierer AD₆ über eine Torschaltung G₅ zum Zeitpunkt r₂ zugeführte Zählerausgangssignal nicht der Anfangswert, sondern ein Wert, der durch Addieren einer 1 zum Anfangswert erhalten wurde. Auf die oben beschriebene Weise beginnt der Zähler Bb seine Zähloperation in Abhängigkeit von dem Anhall-Startsignal ES'im wesentlichen zum Zeitpunkt f|.

Wenn alle Bitausgänge der ersten Stufe des Schieberegisters SRg »1« geworden sind (d. h. bei Zählerstand 63), wird die UND-Schaltung Λ75 durchgeschaltet und ein »O«-Signal über einen Inverter /Mo an die UND-Schaltung Λ73 gelegt, um diese zu sperren. Hierdurch wird die Zirkulation des »1 «-Signals in dem betreffenden Kanal des Schieberegisters SRs beendet, so daß das Steuersignal PC»0« wird. Demnach wird das Anlegen der Taktimpulse an den Addierer ADt verhindert und die Zähloperation des Zählers Sb beendet.

Die Stellschaltung VS zum Einstellen auf den Anfangswert ist imstande, einen bestimmten Anfangs-Zählwert zu erzeugen, von dem die Zählung beginnen soll. Wenn beispielsweise der Anfangswert auf 0 gestellt wurde, wird die Zählung beendet, wenn 63 Taktimpulse eingetroffen sind. Wenn der Anfangswert auf 48 eingestellt wurde, endet die Zählung, wenn 15 Taktimpulse eingetroffen sind. Da die Tonhöheninformation als Tonhöhen änderung in Form einer Funktion ausgedrückt ist, die dem Ausgangssignal des Zählers Sb entspricht führt das Einstellen unterschiedlicher Werte zu unterschiedlichen Anfangszuständen der Tonhöhenänderung. Die Tiefe der Tonhöhenänderung kann daher in der gewünschten Weise durch Einstellen des Anfangswertes auf einen geeigneten Wert bestimmt werden. Fig. 16(a) zeigt eine grafische Darstellung der Zählerausgangssignale des Tonhöhenzählers Sb für den Fall, daß der Anfangswert auf 0,16,32 und 48 eingestellt worden ist.

Die zum Zählen benötigte Zeit wird von einer Periode der Erzeugung der Zähltaktimpulse bestimmt Die Taktimpulserzeugerschaltung 8a kann so konstruiert sein, daß sie für jede Tastatur einen anderen Impulstakt erzeugt. In diesem Falle wird der einer bestimmten Tastatur entsprechende Impulstakt in Abhängigkeit von dem Tastatursignal K_h K2 erzeugt Die für die Zählung erzeugte Zeit ist in Abhängigkeit von der Tastatur, der die betreffende Taste angehört, unterschiedlich, so daß die Tonhöhenänderung im Anstiegsteil des Tones in Abhängigkeit von der jeweiligen Tastatur unterschiedlich ist

Es sei angenommen, daß die Anstiegszeit eines Tones, während der die Tonhöhenänderung erfolgt, 10 ms beträgt, und daß der Anfangswert auf 48 eingestellt wurde. Da in diesem Falle 15 Impulse des Impulstaktes es während der 10-ms-Zeitspanne angelegt werden, ist die Periode der Zähltaktimpulse etwa 666 μϊ.

Wenn die Anstiegszeit de? Tores ! 0 rr>3 beträgt, bedeutet dies, daß die Periode d;r Aiihall-Hwükurve

/47Tgleich 10 ms beträgt

Dementsprechend werden die Perioden der Anhallimpulse AF und der Zähltaktimpulse im wesentlichen einander gleich gemacht Wenn der Anfangswert unter den oben beschriebenen Bedingungen auf >*0« eingestellt wurde, ist die zum Zählen in dem Tonhöhenzähler Sb benötigte Zeit langer als in dem Falle, daß der Anfangswert 48 beträgt. Dies führt zur Erzeugung einer geringeren Tonhöhenänderung am Beginn des Aufrechterhaltungszustandes.

Das Ausgangssignal »1« einer UND-Schaltung Ag₀ des Hüllkurvenzählers 20 wird dem Tastendatenumsetzer 3 als Zählendesignal Df zugeführt und danach ein Rücksetzsignal CC an den Zähler 8i> weitergegeben. Dieses Signal wird in einem Inverter Iu invertiert und sperrt die Torschaltung G*. Dadurch wird verhindert, daß das Signal des Addierers AD₆ an das Schieberegister SRi weitergegeben wird, und der Inhalt des betreffenden Kanals des Schieberegisters SRt wird zurückgesetzt

Hierzu 13 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronisches Musikinstrument mit digitaler Musiktonerzeugung, mit einem Frequenzzahlengeber, der für jede gedrückte Taste eine mehrstellige digitale Frequenzzahl abgibt, deren Digitalwert der Frequenz des der Taste zugeordneten Tones proportional ist, mit einem Musikton-Wellenform- ίο speicher, der Amplituden mindestens einer Wellenform an zahlreichen diskreten Abtastpunkten in verschiedenen Speicheradressen gespeichert enthält, mit einer Abtast-Steuereinheit, die die Geschwindigkeit, mit der die Inhalte der einzelnen Speicheradressen ausgelesen werden, in Abhängigkeit von der Frequenzzahl steuert, und mü einem Taktgeber und einem die Taktimpulse des Taktgebers jeweils auf ein durch das Drücken einer der Tasten erzeugtes Startsignal hin kumulierenden Zähler, wobei der Zähler wieder stillgesetzt wird, wenn ein vom Zeitablauf abhängendes, vorgebbares Endkriterium erfüllt ist, und wobei die Inhalte der Zählstufen des Zählers von diesem als Ausgangssignale abgegeben und einer Umsetzschaltung zügeleitet werden, durch die sie in ein eine mehrstellige Zahl bildendes digitales Abweichungssignal umgesetzt werden, das einem Eingang eines Multiplizierers zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines Gleiteffekts, bei dem nach dem Drücken der Taste die Frequenz des erzeugten Tones zunächst von der Nominalfrequenz abweicht, sich danach immer mehr an die Nominalfrequenz annähert und schließlich in diese übergeht, die Frequenzzahl (F\ bis Fm) einem zweiten Eingang des Multiplizierers (13) zugeführt wird, der eine modifizierte Freqvenzzahl (F_m\ bis F_mM) erzeugt, welche der Abtast-Steuereinheit (5a, 5b, 5c) als die die Geschwindigkeit des Auslesens der Speicheradressen pro Zeiteinheit bestimmende Frequenzzahl zugeführt wird und die Stillsetzung des Zählers (7b, 72;8b)be\m Erreichen eines vorgebbaren Zählerinhalts erfolgt.

2. Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Zähler {7b; 72; Sb) das Startsignal zuleitenden Mittel einen Schalter (GS) zum Einschalten des Gleiteffekts aufweisen (F i g. 7).

3. Musikinstrument nach Anspruch 1, bei dem zur Erzielung einer Anhallphase, während der sich zu Beginn eines Tones die Amplituden der Wellenform stetig vergrößern, ein Hüllkurvenzähler vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hüllkurvenzähler zu Beginn des Tones ein Signal (ESJl das Anhall-Startsignal, erzeugt, das dem Zähler (7b; 72; 86JaIs Startsignal zugeführt wird (F i g. 14).

4. Musikinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler Sb) eine Einstellvorrichtung enthält, an der der Anfangswert, bei dem der Zähler (9b) mit der Kumulierung der Taktimpulse beginnt, einstellbar ist (F i g. 14). bo

5. Musikinstrument nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (2) vorgesehen ist, die gewährleistet, daß neben der Frequenzzahl auch ein die Tastatur, der die Taste angehört, angebendes Tastatursignal (Ku K2) er- t>5 zeugt und mit dem Taktzähler (7b; 72; Sb) zusammenwirkenden Mitteln zugeleitet wird, durch die die Zuführung des Startsignals zum Taktzähler (76; 72; Sb) über Schalter (SS, SU, SL, SP) für jede Tastatur separat einschaltbar ist