DE2524062C3 - Elektronisches Musikinstrument mit Vibratoeffekt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifti ein elektronisches Musikinstrument mit digitaler Musiktonerzeugung und Vibratoeffekt, mit einem Frequenzzahlenspeicher, der für jede gedrückte Taste eine mehrstellige digitale Frequenzzahl (Nominalfrequenzzahl) entsprechend der Tonhöhe dieser Taste ausgibt, mit einem Musikton-Wellenformspeicher, der Amplituden mindestens einer Wellenform an zahlreichen diskreten Abtastpunkten in verschiedenen Speicheradressen gespeichert enthält, mit einer Abtast-Sleuereinheit, die die Geschwindigkeit, mit der die Inhalte der einzelnen Speicheradressen ausgelesen werden, in Abhängigkeit von der Frequenzzahl steuert, und mit einer Modulationsschaitung -zur periodischen Veränderung der der gedrückten Taste entsprechenden Nominalfrequenzzahl um einige Cent in eine modifizierte Frequenzzahl, deren Wert die Auslesegeschwindigkeit der Speicheradressen des Musikton-Wellenformspeichers bestimmt.

Ein bekanntes elektronisches Musikinstrument (DE-OS 19 35 306) besitzt einen Wellenformspeicher. in dem die charakteristische Wellenform mindestens eines natürlichen Musikinstrumentes gespeichert ist.

w Der digitale Wellenformspeicher enthält eine Anzahl von Speicheradressen, die einzelnen Abtastpunkten der Wellenform entsprechen. In diesen Speicheradressen sind die jeweiligen Amplitudenwerte, die zu den betreffenden Abtastpunkten gehören, gespeichert. Die

v> Frequenz des erzeugten Musiktones hängt von der Abtastgeschwindigkeit ab, mit der die einzelnen Speicheradressen des Wcllenformspeichers aufgerufen werden. Beim Drücken einer Taste des Musikinstrumentes wird von einem Frequenzzahlenspeicher eine

mehrstellige digitale Frequenzzahl ausgegeben, die dieser speziellen Taste zugeordnet ist. Der niimerisehe Wert der Frequenzzahl steht in einer ganz bestimmten Zuordnung zu der Frequenz des zu erzeugenden Tones. Die Frequenzzahl wird einer Abtast-Steuereinheit μ zugeführt, die veranlaßt, daß der Wellenformspeicher entsprechend der Frequenzzahl mit einer solchen Geschwindigkeit ausgelesen wird, daß der erzeugte Ton die Nominalfrequenz der gedrückten Taste hat.

Ferner ist ein elektronisches Musikinstrument der eingangs genannten Art bekannt (US-PS 37 94 748), bei dem ein Vibratoeffekt dadurch erzeugt wird, daß die in einem Register digital gespeicherte Nominalfrequenzzahl, die der gedrückten Taste entspricht, durch Hinzuaddieren oder Subtrahieren eines Bits in einer entsprechend der Tonhöhe ausgewählten Dualstelle des Registers verändert wird, so daß eine modifizierte Frequenzzahl entsteht, die die Frequenz bestimmt, mit der die Inhalte der Adressen des Frequenzzahlenspeichers ausgelesen werden. Die in dem Frequenzzahlenspeicher gespeicherte Wellenform wird auf diese Weise mit einer Frequenz ausgelesen, die sich um einen vorgegebenen Betrag von der Nominalfrequenz unterscheidet. Durch wiederholte Variation der Frequenzzahl nach oben und nach unten wird ein Vibratoeffekt erzielt Die Frequenzabweichung ist hierbei jedoch jeweils innerhalb einer Oktave unabhängig von der Nominaltonhöhe konstant, d. h. die prozentuale Frequenzabweichung ist innerhalb der betreffenden Oktave bei hohen Tönen niedriger als bei tiefen Tönen. Darüber hinaus wird lediglich eine (periodische) Einschaltung und Abschaltung d?r festgelegten einzigen Frequenzabweichung verursacht Dies entspricht nicht dem kunstvollen und geübten Spiel eines natürlichen Musikinstrumentes.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem elektronischen Musikinstrument der eingangs genannten Art den Vibratoeffekt so zu gestalten, daß die Größe der Frequenzabweichung proportional der jeweiligen Nominalfrequenz des erzeugten Tones ist, und daß zwischen der jo Nominalfrequenz und der größten Frequenzabweichung Zwischenwerte durchlaufen werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß

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a) die Modulationsschaltung einen Codezahlengenerator enthält, der aus einer ihm zugeführten mehrstelligen Zahl, der Vibratozahl, deren Wert sich unter Taktung ändert, ebenfalls unter Taktung einen in seinem numerischen Wert in Abhängigkeit von den numerischen Werten der Vibratozahl in mehreren Stufen ansteigenden oder abfallenden mehrstelligen Abweichungsfaktor erzeugt, dessen Wert sich in der Nähe des Wertes »1« periodisch ändert, wobei die numerischen Werte der Vibratozahl Betrag und Vorzeichen der Änderung be' stimmen,

b) der Codezahlengenerator mit dem einen Eingang und der Frequenzzahlenspeicher mit dem anderen Eingang eines Multiplmerers verbunden sind und

c) die Ausgangssignale des Multiplizierers der Abtast-Stetiereirheit zugeführt werden,

wobei der Multiplizierer aus der Nominalfrequenzzahl und dem Abweichungtfaktor die modifizierte Frequenzzahl erzeugt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Musikinstruments sind ih den Unteransprüchen angegeben.

Durch Multiplizieren der Frequenzzahl mit einem Abweichungsfaktor, dessen numerischer Wert sich inkremental quasi-konlinuicrlieh ändert, wird eine bessere Annäherung an den Effekt eines gut gespielten natürlichen Musikinstrumentes erreicht. Die Art der Änderung des Abweichungsfaktors in Abhängigkeit von der Vibratozahl kann* auf einfache Weise verändert (ΐί werden, um unterschie2üche Vibratoeffekte bzw. unterschiedliche zeitliche Verläufp der Frequenzabweichung /11 erzeuge.!. Darüber hinaus besteht infolge der Multiplizierung der Frequenzzahlen mit einem Abweichungsfaktor der Vorteil, daß der prozentuale Anteil der Frequenzabweichung von der Nominalfrequenz stets konstant ist, unabhängig von der Tonhöhe. Man erhält also für Töne der unterschiedlichsten Frequenzen stets die gleiche prozentuale Frequenzabweichung, was dem menschlichen .Hörempfinden entgegenkommt.

Das Musikinstrument läßt sich mit geringen Kosten aus kompakten elektrischen Schaltungen, die miniaturisiert sein können, herstellen.

Ferner ist es möglich, das Musikinstrument >o einzurichten, daß die Vibratotiefe für jede Tastatur individuell eingestellt werden kann.

Das Musikinstrument kann ferner so ausgebildet werden, daß das Vibrato nach dem Drücken einer Taste mit einer gewissen Verzögerung entsteht und dann langsam auf einen Maximalwert ansteigt. Dies wird gelegentlich als »Verzögerungs-Vibrato« bezeichnet

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

Fi g. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des elektronischen Musikinstrumentes,

F i g. 2 (a) bis 2 (d) jeweils Diagramme der in dem elektronischen Musikinstrument erzeugten Taktimpulse,

F i g. 3 ein Blockschaltbild eines in F i g. 1 abgebildeten Frequenzzahlengenerators 4,

Fig.4(a) bis 4(h) sind Zeitdiagramme der Signale an den jeweiligen Stellen des in Fig.3 dargestellten Frequenzzahlengenerators 4,

Fig.5 ein Schaltbild des Vibrato-Codezahlgenerators 7 in Fig. 1,

F i g. 6 ein Schaltbild des in F i g. I gezeigten Generators 8 für Vibrato-Tiefensignale,

F i g. 7 ein Schaltbild der logischen Schaltung des Vibrato-Codezahlgenerators 11 der Fig.3,

F i g. 8 (a) eine graphische Darstellung der zeitlichen Änderung des Vibrato-Codes,

F i g. 8 (b) bis 8 (d) graphische Darstellungen der Ausgangssignale an verschiedenen Stellen des Vibrato-Codezahlgenerators 11 der Fig.7,

Fig.9 ein Schaltbild der logischen Schaltung des Multiplizierers 13 der Fig.3,

Fig. 10 ein Blockschaltbild der Bruchzahlzähler 5a, 5b und eines Ganzzahlzählers Sc

F i g. 11 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektronischen Musikinstrumentes, wobei in der Figur nur solche Baugruppen dargestellt sind, die sich von denen der F i g. 1 unterscheiden,

Fig. 12 ein Blockschaltbild des in Fig. 11 enthaltenen Generators für die Vibrato-Tiefensignale,

Fig. 13(a) eine graphische Darstellung einer von dem Hüllkurvenzähler erzeugten Wellenform,

Fig. 13(b) eine graphische Darstellung eines Beispiels für progressives Ansteigen der Vibrato-Tiefe und

Fig. 13(c) und 13(d) graphische Darstellungen von Beispielen von Änderungen in der Vibrato-Tiefe.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispieie
I. Allgemeine Konstruktion

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eines elektronischen Musikinstrumentes ist eine Manualschaltung 1 vorgesehen, die den jeweiligen Tasten entsprechende Schaltkontakte aufweist. Ein Sienaleene-

rator 2 für clic Tastcnwörler enthält einen Taslenadrcssenworlgcncrator, der Tastcnadrcssenwörter erzeugt, die nacheinander und repetierend die den jeweiligen lasten entsprechenden Noten angeben. Der Signalgenerator 2 für Taslcnwörtcr erzeugt ein Tastenworl, wenn ein einer gedrückten Taste entsprechender Kontakt geschlossen und die der gedrückten Taste entsprechende Tastenadresse erzeugt wurde. Dieses Taslcnworl wird einem Tasten-Übertrager 3 zugeführt. Dieser enthält einen Tastenadressen-Generator, einen Tasienadrcssen-Spcichcr, der mehrere Taslcnadressen /V₁, /V.., Λ/ι. Nt. li\, lh. Ki und K? zu speichern und nacheinander und repetierend auszugeben vermag, und eine logische Schaltung, die, wenn sie ein Tastenwort crnpfangen hai. dieses an den Tasienadrcssen-Spcichcr weilerleiiet. um die entsprechende Taslenadrcssc zu speichern, unter der licdingiing, daß diese spezielle Tastenadresse bisher noch in keinem Kanal des Speichers enthalten ist. und daü einer der Kanäle des Speichers /ur Speicherung dieser Taslcnadressc zur Verfugung steht. In der Tastcnadrcssc bezeichnen Ki und Kj eine bestimmte Tastatur, lh und Bi einen mehrere Noten umfassenden Block und N\, A/>, A/j und AA jeweils eine besiimmte Note in diesem Block.

Der Frcqucnzzahlcngenerator 4 enthält einen Frcquen/zahlcnspcichcr, der die Frequenzzahl entsprechend den jeweiligen Tastenadressen (die im folgenden als »Grundfrequenzzahl« bezeichnet werden) speichert und einen (nicht dargestellten) Frcqucnzzahlenmodulator. Der Frcquenzzahlcngenerator erzeugt, wenn er von dem Tasten-Übertrager 3 eine Taslenadrcsse empfangen hat. eine der Tastenadresse entsprechende Grundfrequcnzzahl.

Wenn der Frcqucnzzahlenmodulator von einem Vibrato-Codczahlgcncrator 7 einen Vibrato-Codc, der eine Vibrato-Frequenz bestimmt und ein Vibrato-Tiefensignal. das zur Umstellung der Rate der Frequenzänderungen von einem Generator 8 für Vibrato-Ticfcnsignalc benutzt wird, erhalten hat, erzeugt er einen Abwcichungsfaktor. Die Grundfrcquenzzahl wird mit diescm Abweichungsfaktor multipliziert. Die frequenz-

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wenn sich in dem /.iihlcr 5/> ein Übertrag ergibt.

Der Ganzzahlzählcr 5c zähll kumulativ die Übertragssignale und die eingangssignal des Ganzzahlbereichcs und liefert nacheinander Ausgangssignale, die die Ergebnisse der Addition darstellen. Die Ausgangssignalc des Ganzzahl/ählers 5c werden mehreren Eingängen eines Wellenformspeichers 6 zugeführt. Die Wellenform eines Musiktoncs wird für eine Periode an /1 Stellen durch punktweise Tastung erzeugt und die Amplituden der getasteten Wellenform sind in Adressen 0 bis n- I des Wellenformspeichers 6 gespeichert. Die Wellenform des Musiktones wird aus dem Wellenformspeicher 6 ausgegeben, indem nacheinander die Amplituden ausgelesen werden, die in den Ausgangssi gnalcn des Ganzzahlzählers 5c entsprechenden Adre%-senstellcn enthalten sind.

Die Amplitude des aus dem Wcllcnformspeicher 6 ausgclescncn Wellenformsignals wird durch ein Hüll· kurven-Welienformsignal gesteuert, das von einem Hüllkurvenspeicher 6b erzeugt wird. Der llüllkurvcnspeicher 6i> speichert eine Wellenform entsprechend einer Hüllkurve, die während der Zeil vom Beginn der Reproduktion eines Musiktones bis zu seiner Beendigung gebildet wird. Der I lüllkurvenspeichcr bb ist in ähnlicher Weise konstruiert wie der Wcllenformspeichcr fi und die in den Adressenstellen, die den Ausganpssignalen eines Hüllkurvcnzählcrs 6a entsprechen, siehenden Amplituden werden nacheinander ausgelesen. Die Zählung in dem Hüllkurvenzähler 6<) wird durch Signale gesteuert, die von demTasicn-Übertragcr 3 kommen und jeweils das Anschlagen oder Loslassen eincrTaste repräsentieren. Wenn die Zählung in dem Hüllkurvenzähler 6a beendet ist, wird dem Tasten-Übertrager 3 ein Zählende-Signal DFzugeführt Der Tasten-Übertrager 3 liefert nach Erhalt dieses Zählende-Signals DF ein Rückselzsignal rc an den Generator 8, um das von diesem erzeugte Vibrato-Tiefensignal in den Anfangszustand zu versetzen.

Zur gleichzeitigen Erzeugung mehrerer Musiktöne besitzt das elektronische Musikinstrument eine auf dynamischer Logik beruhende Konstruktion, so daß

einem Bruchzahlbereich und einem Ganzzahlbereich, wie nachfolgend noch erläutert wird. Der Bruchzahlbereich wird den Bruchzahlzählern 5a und 5 fr zugeführt π und der Ganzzahlbereich wird einem Ganzzahlzähler 5c zugeführt.

Der Vibrato-Codezahlgenerator 7 enthält eine Taktauswahlschaltung, die entsprechend der Geschwindigkeit des Vibratos, d. h. der Periode der Frequenzän- v> derungen, einen Taktimpuls erzeugt und einen Vibratozähler. der durch Zählung dieser Taktimpulse ein Vibralo-Codewort erzeugt Der Generator 8 enthält ein Stellglied zur Einstellung der Tiefe des Vibratos, d h. der Rate der Frequenzänderungen, durch eine Tastatur und eine Datenauswahlschaltung, die ein Signal erzeugt das zur Einstellung der Rate der Frequenzänderungen durch jede Tastatur benutzt wird. Dieses Signal wird im folgenden als »Tiefensignal« bezeichnet Es wird in Abhängigkeit von demjenigen Signal erzeugt das von dem Stellglied und den noch zn erläuternden Tastatur-Angaben ATi, ΑΓ2 ausgesandt wird.

Der Bruchzahlzähler Sa ist so ausgebildet daß er seine Eingangssignale kumulativ zählt und an den nächsten Bruchzahlzähler 5fr ein Ubertragssigna! abgibt *^s wenn in der Addition ein Übertrag vorkommt Der Bruchzahlzähler 5fr ist von ähnlicher Konstruktion. Er liefert ein Obertragssignal an den Ganzzahlzähler 5c.

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time-sharing-Betrieb betrieben werden. Dementsprechend sind die Zeitbeziehungen zwischen den den Betrieb dieser Zähler usw. steuernden Taktimpulsen außerordentlich wichtige Faktoren für die Arbeitsweise des elektronischen Musikinstrumentes.

Wenn man annimmt, daß die maximale Anzahl der gleichzeitig zu erzeugenden Musiktöne 12 beträgt, so sind die Beziehungen zwischen den verschieder m in dem elektronischen Musikinstrument vorkommenden Taktimpulsen in den F i g. 2 (a) bis 2 (d) dargestellt F i g. 2 (a) zeigt einen Haupttakt Φ\, dessen Impulsperiode I μ$ beträgt. Diese Impulsperiode wird im folgenden als »Kanalzeit« bezeichnet F i g. 2 (b) zeigt eine Taktimpulsfolge Φ2. bei der die Impulsbreite 1 ps und die Impulsperiode 12 μ5 beträgt Diese Impulsperiode von 12 us wird im folgenden als »Tastenzett« bezeichnet F i g. 2 (c) zeigt eine Taktimpulsfolge Φ3 von Tasten-Abtastimpulsen, deren Impulsperiode gleich 256 Tastenzeiten ist Eine Tastenzeit wird durch 12 us geteilt und jeder Bruchteil der geteilten Tastenzeit wird als erster, zweiter ... zwölfter Kanal bezeichnet F i g. 2 (d) zeigt eine Taktimpuisfolge Φ4, deren Impulse nur während des zwölften Kanais in jeder Tastenzeit erzeugt werden. Ein Kanal bezeichnet in der vorliegenden Beschreibung einen Zeitkanal des ttme-sharing-Systems.

II. Frequen/zahlenpcnerator

I i g. 3 zeigt ein schematischcs Blockschaltbild des Frequenzzahlengenerators 4. Der Frequenzzahlengenerntor enthält den l'requcnzzahlenspeichcr 10. den Cof'.-zahlengenerator I !,den Multiplizierer 13 und die Gruppe der Allsgangsschieberegister 15.

Der Frequenzzahlenspeicher IO speichert Zahlen, die mehrere bestimmte Frequenzen entsprechend den jeweiligen Tasten-Adressen repräsentieren, und erzeugt

die Grundfrequen/./ahl A his F₁₄ für eine bestimmte Tasten-Adresse (eine Kombination, ausgewählt aus N₁. N₂. /Vi. Nt. öi und öi). wenn diese Tasten-Adresse ansteht.

Die Ireqiienzzahl für jede Frequenz besteht aus einer Anzahl von Bit. z. B. 14 bei diesem Ausführungsbeispiel. F.ines der 14 Bit bildet einen Ganzzahl-Bereich, und die übrigen Bits. /.. B. 13, bilden einen Bruchzahl-Bereich die folgende Tabelle I zeigt ein Beispiel der den Tasten C\. (':. Ct, C₁. £'·,. ei,. />, und I:-, entsprechenden Frequenz zahl.

Tabelle I

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In dieser Tabelle stellt die F-Zahl die Grundfrequenzzahl Fi bis Fh in Dezimalschreibweise dar. wobei die höchstwertige Stelle Fu in dem Ganzzahl-Bereich liegt.

Die Grundfrequenzzahl wird so bestimmt, daß sie einem fviusikioii mn Murmaier Tuiitiüiic citmpi n_iii. ulmc daß irgendein Vibratoeffekt hinzugesetzt würde. Es sei angenommen, daß die Wellenform des zu erzeugenden Musiktones in 64 Musterwerten an 64 Musterstellen gespeichert ist. und daß die Frequenz des zu erzeugenden Tones durch /'repräsentiert ist. Die Frequenzzahl F ergibt sich durch folgende Gleichung:

12 χ 64 χ fx 10-⁶.

Wenn eine Tastenzeit 12 us beträgt, ist die Anzahl der pro Sekunde in den Frequenzzahlzählern 5a bis 5c

akkumulierten Ereignisse ■— χ 10*.

Diese Frequenzzahl F wird in dem Speicher 10 entsprechend der zu erzielenden Frequenz /"gespeichert und hierdurch entsteht die Grundfrequenzzahl F, bis Fi«, wie sie in der Tabelle I aufgeführt ist.

Der CodezahJengenerator 11 erzeugt einen Vibrato-Abweichungsfaktor V₁, bis V₁₁₁, der dazu benutzt wird, einen zu reproduzierenden Musikton mit leichten Frequenzänderungen mit einer bestimmten Periode zu

erzeugen. Diese Frequenzänderungen erzielt man dadurch, daß die Werte der Grundfrequenzzahl Fi bis F|4 entsprechend der oben genannten Periode geringfügig verändert werden. Der Abweichungsfaktor V,i bis

* x\\ 1.1» in υιΐΐβιυαινιι £vgvwvit. ν»ι,_ j, ~.·.. ~...^..

bestimmten Anteil an der Grundfrequenzzahl F, bis F_n angeben.

Dieser Anteil ändert sich mit der Zeit entsprechend der noch zu erläuternden Vibratozahl Vi bis V«, und wird in ihrer Größe entsprechend den Werten der Tiefensignale Bd\ und Bd₂ gesteuert. Im einzelnen wird der Abweichungsfaktor V₁₁ bis V₁, ι als Funktion der Vibratozahl V, bis V_b, die dabei als Variable verwendet wird, gebildet. Die Tiefensignale Bd\. Bd₂ sind in den Funk tionen als Koeffizienten enthalten. Die Periode der Frequenzänderungen ist daher von diesen Vibratozahlen V, bis V₆ bestimmt, und der Betrag der Frequenzände rungen ist durch die Tiefensignale Bd\ und Bd> bestimmt.

Der Codezahlgenerator 11 kann auf verschiedene Weise konstruiert sein; er muß nur imstande sein, den Abweichungsfaktor V,, bis V_t]· in der Form der oben erläuterten Funktion zu erzeugen. Um einen exakten Vibratoeffekt zu erzielen, sollte die Funktion vorzugsweise eine periodische Funktion sein, z.B. eine trigonometrische Funktion. Der Abweichungsfaktor V_x, bis ν,,] kann als trigonometrische Funktion gebildet werden, indem man aus einem Wellenformspeicher. in dem eine Sinusform gespeichert ist, die Binärdaten der jeweiligen Amplituden an den den Vibratozahlen V₁ bis V₆ entsprechenden Adressen ausliest und die ausgelese-

nen Biniirdatcn mit den Ticfcnsignalen IhU und lid; miiltiplj/jert. Aus Gründen der Einfachheit der Konstruktion des Instrumentes ist der Abweichungsfaktor bei der vorliegenden Ausführungsform als dreieckför mige Wellenform gespeichert, die von den Vibratozahlen Vi bis V„ und den Tiefensignalen Bd\ und Rd: erzeugt wird.

Die Grundfreqt.'nzzahl F, bis F,₄ wird digital frequenz-modulieri, indem sie mit dem Abweichungsfaktor V,i bis V,ii in einem Multiplizierer 13 multipliziert wird, wodurch man eine mit einem Vibratoeffekt versehene Frequenzzahl erhält.

Hin digital arbeitender Multiplizierer führt durch entsprechende Wiederholung einer Addition eine Multiplikation durch, und wenn Multiplikator und Multiplikant aus zahlreichen Bits bestehen, muß die Zeit, die für die Wiederholung der Addition und zur Beendigung einer einzelnen Multiplikation erforderlich ist. in Betracht gezogen werden. Zur Durchführung einer exakten Multiplikation ist es unerläßlich, daß die für die Multiplikation erforderliche Zeit mit dem Betrieb des gesamtem Systems synchronisiert wird. Hierzu ist ein Synchronsignalgenerator 16 für Synchronisationssignale vorgesehen, der die verschiedenen Komponenten des I'requenzzahlengenerators 4 synchronisiert.

Der Synchronsignalgenerator 16 erzeugt einen Synchronisierimpuls SyI. der zur Synchronisierung zwischen einem Eingangssignal des Frequenzzahlenspeichers 10 und einem Eingangssignal des Codezahlengenerators 11 benutzt wird, und einen Synchronisierimpuls Sy 6, der zur Synchronisierung des Eingangssignals, das von dem Frequenzzahlenspeicher 10 zum Multiplizierer 13 geliefert wird, mit dem Eingangssignal des Codezahlengenerators 11 benutzt wird, einen Synchronisierimpuls Sy 25, der zur Ausgabe eines Ergebnisses einer Multiplikation aus dem Multiplizierer IJ benutzt wird, wenn die für die Multiplikation erforderliche Zeit seit dem Anlegen eines Eingangsimpulses mittels des Synchronisierimpulses Sy6 verstrichen ist, und eines Signals Sy25, das die entgegengesetzte Polarität hat wie das Signal Sy 25.

Bei der Bestimmung des Zeitintervalls zwischen den Synchronisierimpulsen Sy 1 und Sy b wird die Operationszelt des Frequenzzahlenspeichers 10 und des Codezahlengenerators 11 berücksichtigt, und bei der Bestimmung des Zeitintervalls zwischen den Synchronisierimpulsen Sy6 und Sy75 wird die Operationszeit des Multiplizierers 13 berücksichtigt. Es sei nun angenommen, daß die Maximalzahl der gleichzeitig zu erzeugenden Musiktöne 12 beträgt. Die Synchronsignalgeneratorschaltung 16 enthält ein 25-Bit-Schieberegister SR, mit einem Eingang und paralleler Ausgabe, ein ODER-Tor OR*, das an die Ausgänge der ersten bis vierundzwanzigsten Stelle des Schieberegisters SR, angeschlossen ist, und Inverter /3 und /». Der Inhalt des Schieberegisters SRt wird, gesteuert durch den Takt Φι in jeweils 1 us um eine Stelle weitergeschoben und der Ausgang der fünften Stelle wird als Synchronisierimpuls Sy6 benutzt. Der Ausgang der vierundzwanzigsten Steile dient zur Erzeugung des Synchronisierimpulses Sy 25 und der Ausgang der fünfundzwanzigsten Stelle zur Erzeugung des Synchronisierimpulses SyI. Die Beziehung zwischen den jeweiligen Impulsen Sy 1, Sy6, Sy 25 und Sf 25 sind in Fi g.4(c) bis 4(F) abgebildet F i g. 4 (a) zeigt die Kanalzeit.

Eine Ablast- und Halteschaltung 3a hält die Tastenadresse N, bis B₂ während einer Impulsperiode der Synchrontsierimpulse Sy 1 (d. h. 25 us) gespeichert und

liefert diese gespeicherte Tastenadresse an den Frequenz.zahlenspeii.iier. bis der nächste Impuls Sy \ kommt. Eine Abtast- und Halteschaltung 96 hält in gleicher Weise die Vibratozahl V\ bis V₆ und die Tiefensignale Bd\, Bdi während einer Impulsperiode des Synchronisierimpulses Sy I gespeichert und liefert diese Signale an den Codezahlgenerator II, bis der nächste Impuls Sy 1 kommt.

Eine erste Torschaltung 12« besteht aus mehreren UND-Schaltungen, von denen jede an einem Eingang mit einer entsprechenden \usgangsstelle Fi bis Fu des Frequenzzahlenspeichers 10 verbunden ist und an ihrem /weiten Eingang den Synchronisiiiionsimpuls Syb empfängt.

Eine /weite Torschaltung 126 besieht in gleicher Weise aus mehreren UND-Schaltungen, von denen jede mit einem Eingang an die entsprechende Ausgangsstelle V₁, bis ν,,, des Codezahlgenerators H angeschlossen ist. Diese Torschaltiingen 12a und 126 liefern bei Ankunft des Synchroninipulses SyS die Frequenz Fi bis Fm und der Abweichungsfaktor V,i bis V,n an den Multiplikanteneingang bzw. den Multiplikatoreingang des Multiplizierers 13.

Eine dritte Torschaltung 14 enthält UND-Tore /A21 bis Aa, 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 UND-Tore A^ bis Aw, 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 5k 25 aufweist. Ferner enthält die Schaltung 14 ODER-Tore OR-, bis O/?m, von denen jedes die Ausgangssignale entsprechender UND-Tore A2, bis An und Ak bis Aw empfängt. Wenn die dritte Torschaltung 14 den Synchronisierimpuls Sy 25 empfängt, liefert sie Signale a, bis au. die die Ergebnisse der in dem Multiplizierer 13 durchgeführten Multiplikation darstellen (d. h. frequenzmodulierte Frequenzzahl F_mi bis F_mM) an die jeweiligen Eingänge der Sciiicuci cgisicr ucr Ausgangsschieberegistergruppe 15. Wenn der Synchronisierimpuls Sy 25 nicht an die dritte Torschaltung 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 us pro Kanal (d. h. eine Taste oder ein Ton) ausgegeben. Dementsprechend werden 300 \is 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 gespeicherten Kanäle werden von den Ausgängen des Multiplizierers 13 alle 300 us neu geschrieben. Ferner liefert die Ausgangsschieberegistergruppe 15 sequentiell die Resultate der Multiplikation für die jeweiligen Kanäle (d.h. die Frequenzzahl F_n,, bis F_mU) an die Bruchzahlzähler und Ganzzahlzähler 5a bis 5c mit einem interval! von ! us pro Kanal, so daß eine time-sharing-Steuernng des Instruments vorgenommen werden kann.

III. Erzeugung der Vibrato/.ahlcn

Vor der Erläu'erung der Funktion des Frequenzzahlen^l _: inerators 4 soll die Erzeugung der Vibratozahien V₁ bis V_h und der Tiefensignale Bd₁. Bd₂ unter Bezugnähme auf F i g. 5 und 6 erläutert werden.

Der Vibratozahlengenerator 7 enthält eine Taktauswahlschaltung la und einen Zähler Tb. Die Taktauswahlschaltung 7 a erzeugt Taktimpulse, die dem Vibratozähler Tb zugeführt werden. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Taktauswahlschaltung Ta so konstruiert, daß ein Taktimpuls derjenigen Frequenz, die der Art der Tastatur entspricht, ausgewählt und dem Vibratozähler Tb zugeführt wird.

Erstklassige elektronische Musikinstrumente haben typischerweise ein Solomanual, obere und untere Manuale und eine Pedaltastatur. Von einem Taktoszillator für das Solomanual SO, einem Taktoszillator für das obere Manual UO. einem Taktoszillator für das untere Manual LO und einem Taktoszillator für die Pedaltastatur PO werHen Signale bestimmter Frequenzen UiK¹ von geeigneter Wellenform (z. B. Rechteckwellen) den entsprechenden Anschlüssen T\ bis T* zugeführt. Die Werte dieser Frequenzen werden in Übereinstimmung mit der Frequenz des gewünschten Vibratos bestimmt. Beispielsweise erhält man ein Vibrato mit einer Frequenz von 7 Hz für das Solomanual von dem 64stufigen Vibratozähler, indem man die Werte der Vibratozahl Vi bis Vb, 64x7=448mal pro Sekunde schreibt bzw. erzeugt. Die erforderliche Frequenz des Signaloszillamrs SO für das Solomanual beirägt demnach 448 Hz. Die Frequenzen der anderen Oszillatoren UO bis PO sind in gleicher Weise bestimmt, so daß jede Tastatur eine unterschiedliche Vibratoperiode aufweist. Ein Ausgangssignal »I« des Signaloszillators SO für das Solomanual wird einem Verzögerungs-Flip-Flop DF* über den Anschluß Ti zugeführt. Das Verzögerungs-Flip-Flop DFt erzeugt ein »!«-Signal sobald es einen Anfangstasten-Taktimpuls Φ₂ empfängt. Dieses »!«-Signal wird einem UND-Tor AN\ und außerdem einem Verzögerungs-Flip-Flop DFs zugeführt. Der Ausgang des Verzögerungs-Flip-Flop DFs ist zu dieser

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IN, invertiert und danach dem UND-Tor AN\ als »!«-Signal zugeführt, das das UND-Tor AN\ durchschaltet. Die UND-Schaltung AN\ erzeugt daher »!«-Signal. Danach, wenn ein Taktimpuls <P₂ an das Verzögerungs-Flip-Flop DFs angelegt wird, wird das Ausgangssignal des Verzögerungs-Flip-Flop DF^ »I« und die UND-Schaltung AN, erzeugt demnach »O«-Signal. Die Verzögerungs-Flip-Flops DF₆ bis DF_U. die Inverter IN2 bis IN* und die UND-Schaltungen AN₂ bis AN* arbeiten in gleicher Weise. Die UND-Tore AN, bis ANa erzeugen daher von der Zeit, wenn 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 entsprechende Ausgang wird aus den Ausgängen der UND-Schaltungen ANi bis AN* ausgewählt Die Tastaturangaben K, und Ki werden dem Dekoder D₃ über Anschlüsse Ts und Ts zugeführt und an der der Tastatur entsprechenden Ausgangslertiing wird ein »!«-Signal erzeugt An die UND-Schaltung AN₅ wird ein das Solomanual .SC repräsentierendes Signal gelegt, an die UND-Schaltung ANb wird ein das obere Manual UO repräsentierendes Signal gelegt, an die UND-Schaltung ANj wird ein das

.-, untere Manual LO repräsentierendes Signal gelegt, und an die UND-Schaltung ANe wird ein die Pedalt:.statur PO. repräsentierendes Signal gelegt. Die UND-Schaltungen AN₅ bis ANs erhalten außerdem die Ausgangssignale der UND-Schaltungen AN, bis AN₄, und an eine

,„ dieser UND-Schaltungen ANs bis AN» wird ein »1 «-Signal (ein Taktimpuls zur Erzeugung des gewünschten Vibratos) über ein ODER-Tor OR₁* einem Addierer AD\ des Zählers Tb zugeführt.

Der Zähler Tb enthält den Addierer MDi, ein

r, Schieberegister SR₂ von zwölf Worten (ein Wort besteht aus 6 Bit) und eine Torschaltung G,. Die Ergebnisse der von dem Addierer AD\ durchgeführten Addition werden in jeder Tastenzeit dem entsprechenden Kanal des Schieberegisters SR₂ zugeführt. Im

_><i einzelnen addiert der Addierer AU\ die Ausgangswerte der Schieberegister SR₂ und die Taktimpulse der Taktauswahlschaltung 7a und liefert die Ergebnisse der Addition über die Torschaltung G\ an das Schieheregister SR₂. Der für jeden Kanal errechnete Wert besteht

_>-, aus sechsstelligen Binärdaten und die Zählung von 0 bis 63 wird jedesmal bei Vorliegen eines Taktimpulses von der Taktauswahlschaltung 7a wiederholt. Die Periode dieser wiederholten Zählung entspricht der Frequenz der Oszillatoren SO bis PO und ist daher in

in Abhängigkeit von der Art der Tastatur unterschiedlich.

Die Ausgangssignale des Zählers Tb werden dem Frequenzzahlengenerator 4 zugeführt, wenn die Vibratozahien Vi bis V₆ jeweils Adressen im Bereich von 0 bis 63 haben. Zum Rücksetzen der in einem bestimmten

ι-, Kanal gezählten Werte wird der Torschaltung C ein Löschsignal cc zugeführt.

IV. Steuerung der Vibratotiefe bei jeder Tastatur

Die in Fi g. 6 dargestellte Vib/ato-Einstellvorrichtung 8 enthält Einstellmittel ST. UT, LTund PT, die an einem oberhalb der Tastaturen zur Einstellung der Vibratotiefe 'd. h. der OrO?*? *^0^r £Vpniipn7änHf»run(Tpr0 Hurrh ipdp Tastatur angeordnet sind, sowie eine DatenauswaM-

4=i schaltung 8a. An den Einstellmitteln STbis PTkann die Vibratotiefe stufenweise in z. B. vier Stufen eingestellt werden, wobei bei den einzelnen Stufen entsprechende Binärdaten Di und D₂ erzeugt werden. Wenn kein Vibratoeffekt gewünscht wird, sind die binären Ausgangsdaten D₂, Di 00, was als »Tiefe 0« bezeichnet wird. Wenn ein geringfügiges Maß an Vibrato gewünscht wird, sind die Binärdaten D₂, D| 01. was als »Tiefe 1« bezeichnet wird. Der Zustand der Binärdaten D₂, D, für den nächsten Grad an Vibratostärke ist 10, was als »Tiefe 2« bezeichnet wird, und der Zustand der Binärdaten D₂, Di bei der größten Rate der Frequenzänderung ist 11, was als »Tiefe 3« bezeichnet wird.

Der Ausgang Di der niedrigstwertigen Stelle eines jeden Einstellmittels ist mit einem der Anschlüsse der

eo entsprechenden UND-SchalSuhg AN^ bis AN,₂ über den entsprechenden Anschluß Ti bis T,o verbunden. Der Ausgang Dz der höherwertigen Stelle eines jeden Einstellmittels ist mit einem der Eingangsanschlüsse einer entsprechenden UND-Schaltung ANn bis AN₁₆ über entsprechende Anschlüsse Tu bis T,* verbunden. Die Ausgangsleitungen eines Dekoders D*, von denen je einer für eine Tastatur vorhanden ist sind mit den anderen Anschlüssen der entsprechenden UND-Schal-

tungen ANa bis AN\t verbunden.

Wenn beispielsweise die an den Dekoder D₄ angelegten Tastaturcode K\, Ki das Solomanual bezeichnen, werden die UND-Schaltungen ANa und AN\3 durchgeschaltet und am Ausgang der Datenaus- ϊ wahlschaltung 8a stehen die Signale der Einstellvorrichtung 57" für das Solomanual als Tiefensignale Bd\, Bd₂ über die ODER-Schaltung ORx und OR₂\ an. In gleicher Weise werden die Tiefensignale Bd\ und Bd₂, die den anderen Tastaturen entsprechen, von der Datenauswahlschaltung 8a als Antwort auf die Tastaturangabe K\ und K₂ ausgegeben.

Wenn eine Steuerung der Vibratotiefe oder der Vibratoperiode für jede Tastatur nicht erforderlich ist, kann die Datenauswahlschaltung 8a oder die Taktauswahlschaltung 7a entfallen. Wichtig ist jedoch, daß eine individuelle Einstellung des Vibratoeffektes an jedem Manual möglich ist, was bei konventionellen elektronischen Musikinstrumenten, die nach.dem Analogsystem arbeiten, sehr schwierig zu erreichen ist, weil dazu nämlich extrem komplizierte Schaltungen benötigt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Musikinstrument ist die unabhängige Einstellung des Vibratos für jedes Manual relativ leicht zu realisieren, wie die obigen Erläuterungen zeigen. Ein Beispiel der Erzeugung frequenzmodulierter Frequenzzahlen Fm₁ bis F_mi« wird nachfolgend noch gegeben.

V. Erzeugung des Abweichungsfaktors

30

Die Erzeugung des Abweichungsfaktors V,i bis V,\% wird zunächst unter Bezugnahme auf Fig.7 erläutert. Der Abweichungsfaktor V»i bis K₁H erhält solche Werte, daß die Frequenzvariation eines zu erzeugenden Musiktoncs, wenn die Tiefensignale Bd\, Bd₂ die Maximalwerte einnehmen, in einem Bereich in der Größenordnung von + 25 Cent und - 25 Cent liegt Ein Cent ist ein Intervall von '/100 eines Halbtones. Ein Frequenzverhältnis (1,059463) zwischen benachbarten Noten wie Q und C* 1 oder Es und F₅ besteht aus 100 Cent und '/100 dieses Frequenzverhältnisses ist 1 Cent Der Abweichungsfaktor Vx\ bis V,ii wird in einen Ganzzahlbereich und einen Bruchzahlbereich unterteilt Vm, das der höchstwertigen Stelle entspricht, ist dem Ganzzahlbereich zugeordnet, und der Rest ist dem Bruchzahlbereich zugeordnet In dem Falle, daß der Ganzzahlbereich Vxu = 1 und der Bruchzahlbereich = 0 ist, ist das Verhältnis der Frequenzvariation 1, was anzeigt daß überhaupt keine Frequenzänderung stattfindet Der so Abweichungsfaktor V_x\ bis V,\ \ wird auf einen solchen Wert eingestellt, daß er periodisch von dem Verhältnis 1 in positive und negative Richtung um einige Cent abweicht Der Abweichungsfaktor V,\ bis V,u wird in Form einer Funktion, in der die Vibratozahl V_t bis V₆ als Variable verwendet Wird, ausgedrückt, wie oben beschrieben wurde.

Bei der in F i g. 7 dargestellten Ausführungsform ist diese Funktion so gewählt, daß der als Antwort auf die Vibratozahl Vi bis V₆ erzeugte Abweichungsfaktor V,i bis V,n eine dreieckförmige Wellenform aufweist. Zur Erzeugung eines Abweichungsfaktors der geringerwertigen Stellen bei Empfang der Vibratozahl Vi bis Vs ist eine Umwandlungsschaltung für dreieckförmige Wellen vorgesehen. e>5

Gemäß F i g. 8 (a) werden die Signale der niedrigstwertigen Stellen Vi bis V« an den Adressen 0 bis 15 des periodisch veränderten Vibratos direkt auf den Ausgang gegeben, wie der Bereich I in F i g. 8 (b) zeigt Wenn die Adressen 16 bis 31 lauten, werden dem Ausgang die invertierten Signale der niedrigstwertigen Stellen Vl bis Vt zugeführt, wie im Bereich II dargestellt ist Die Inversion erfolgt durch Inverter /9 bis /12. Bei den Adressen 32 bis 47 werden die invertierten Signale der niedrigwertigen Stellen Vi bis V₄ ausgegeben, wie im Bereich III dargestellt ist Bei den Adressen 48 bis 63 werden die Signale der niedrigwertigen Stellen Vl bis V₄ direkt ausgegeben, wie im Bereich IV dargestellt ist

In der Dreieckwellen-Umwandlungsschaltung 11a steuert eine Exklusiv-ODER-Schaltung EORi die Inversion der niedrigwertigen Stellen Vl bis V₄ des Vibratocodes. Die Exklusiv-ODER-Schaltung EOR\ empfängt an ihrem Eingang die Signale der höherwertigen Stellen V₅ und V₅. In dem Bereich I sind die höherwertigen Stellen V₅Un(J V₆ 00, so daß der Ausgang der Exklusiv-ODER-Schaltung EOR_x »0« ist und der Inverter /· ein »1«-Signal erzeugt Dieses »1«-Signal wird einem Eingangsanschluß von UND-Schaltungen Ast bis Λ54 zugeführt Hierdurch werden die UND-Schaltungen Λ51 bis As* vorbereitet um die Signale der geringerwertigen Stellen Vi bis V₄ durchzulassen. Diese Ausgangssignale der UND-Schaltungen Λ51 bis A^ werden über ODER-Schaltungen OR_n bis OR₂₅ einer Tiefeneinstellschaltung 1 Xb zugeführt

Die Tiefensignale Bd\ und Bd₂, die in einer Funktion zur Erzeugung des Abweichungsfaktors Vri bis Vrn als Koeffizienten benutzt werden, werden in einem Dekoder lic dekodiert und danach der Tiefeneinstellschaltung 1 Xb zugeführt Die dekodierten Tiefensignale Bd₁ und Bd₂ werden mit den geringerwertigen Stellen des Ausgangssignals der Dreieckwellenform-Umwandlungsschaitung 11a in der Tiefeneinstellschaltung 116 multipliziert Die Ausgangssignale der Tiefeneinstellschaltung Ub werden in der in F i g.8(c) dargestellten Weise variiert, wobei das Bezugszeichen <& die »Tiefe 3« bezeichnet, das Bezugszeichen d₂ die »Tiefe 2« und das Bezugszeichen da die »Tiefe 0«.

Wenn die Tiefensignale Bd₂, Bd\ 11 sind, wird eine UND-Schaltung /I₅₅ des Dekoders llcdurchgeschaltet und erzeugt ein »!«-Signal an einer Ausgangsleitung /3 für »Tiefe 3«. Wenn die Tiefensignale Bd₁, Bd₁ 10 sind, wird eine UND-Schaltung Am durchgeschaltet und erzeugt ein »!«-Signal an einer Ausgangsleitung h für »Tiefe 2«. Wenn die Tiefensignale Bd₂, Bd\ Ot sind, wird eine UND-Schaltung A_Sj durchgeschaltet und erzeugt ein »1 «-Signal an einer Ausgangsleitung I\ für »Tiefe 1«. Wenn die Tiefensignale Bd₂, Bd\ 00 sind, wird ein »0«-Signal an allen Ausgangsleitungen U bis h erzeugt

Die Ausgangsleitung k ist mit UND-Schaltungen Ast bis /4β2 der Tiefeneinstellschaltung XXh verbunden. Die Ausgangsleitung h ist mit UND-Schaltungen A_a bis A₆₇ und die Ausgangsleitung /ι mit UND-Schaltungen Au bis A71 verbunden.

Man nehme an, daß ein »1 «'Signal an Ausgangsleitung /3 erzeugt wird. Die Ausgänge der ODER-Schaltungen ORn bis ORu gelangen dann über UND-Schaltungen Ast bis /4*2 und die ODER-Schaltungen OR₂₆ bis ORn an die Ausgangsanschlüsse Ti₅ bis Ti₈ des Codezahlengenerators 11. Bei den Adressen 0 bis 15 (Bereich I) werden die niedrigwertigen Stellen V\ bis V₄ der Vibratozahl die niedrigwertigen Stellen V,\ bis Vi₄ des Abweichungsfaktors, ohne daß das Signal invertiert würde, wie Tabelle II zeigt. Die höherwertigen Stellen V_x 5 bis Vrn des Abweichungsfaktors werden von der höherwertigen Stelle V₆ der Vibratozahl erzeugt, wie noch erläutert wird.

Tabelle II	Vt	V5	Va	Fj	V2	V\	Abweichungsfaktor (Tiefe 3)	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1
Vibratozahl	0	0	0	0	0	0	11	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Adresse	η	0	0	η	0	1	1	0	0	0	η	η	η	η	0	η	1
0							1
1

14	0	0	1	1	1	0	1	0	0	0	0	0	0	1	1	1	0
15	0	0	1	1	1	1	1	0	0	0	0	0	0	1	1	1	1
16	0	1	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	1	1	1	1
17	0	1	0	0	0	1	1	0	0	0	0	0	0	1	1	1	0

30	0	1	1	1	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1
31	0	1	1	1	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
32	1	0	0	0	0	0	0	1	1	1	I	1	1	1	1	1	1
33	1	0	0	0	0	1	0	1	1	1	1	1	1	1	1	1	0

46	1 0	1	1	1	0	0	1	1	1	1	1	1	0	0	0	1
47	1 0	1	1	1	1	0	1	1	1	1	1	1	0	0	0	0
48	1 1	0	0	0	0	0	1	1	I	1	1	1	0	0	0	0
49	1 1	0	0	0	1	0	1	5	1	1	1	1	0	0	0	1

1 1

0 0

Bei den Adressen 16 bis 3t (Bereich II) sind die höherwertigen Stellen V₅, V₆ der Vibratozahl I, 0. Die Exklusiv-ODER-Schaltung EOR₁ erzeugt ein »!«-Signal, das den UND-Schaltungen A73 bis -476 zugeführt wird. Dementsprechend werden die niedrigwertigen Stellen Vi bis V₄ durch die Inverter /9 bis f\₂ invertiert und die invertierten Signale werden von den ODER-Schaltungen OR₂₂ bis OR₂s über die UND-Schaltungen An bis An erzeugt. Dementsprechend besteht der Anteil Vti bis Vh des Abweichungsfaktors, der an den Anschlüssen 71s bis Tu bereitgestellt wird, aus den invertierten Signalen des Vibratozahlanteils Vi bis V₄.

Bei den Adressen 32 bis 47 (Bereich Hl) wird der Abweichungsfaktor Vn bis Vh von den invertierten Signalen des Vibratozahlbereichs V_t bis V₄ gebildet, und bei den Adressen 46 bis 63 (Bereich IV) wird der to Vibratozahlanteil V₁ bis V₄ direkt als Anteil des Abweichungsfaktors V,i bis V* benutzt.

Wenn »Tiefe 2« ausgewählt wird, wird ein Signal über Leitung I₂ den UND-Schaltungen /4₆₃ bis /W zugeführt. In der Zwischenzeit gelangt das Ausgangssignal der tn ODER-Schaltung OR₂₂ über das UND-Tor 63 und das ODER-Tor ORn an Anschluß 7Ϊ5. Das Ausgangssignal der ODER-Schaltung OR₂* gelangt über die UND-Schaltung A₆₄ und das ODER-Tor OR₇₇ an Anschluß Γιβ, und das Ausgangssignal der ODER-Schaltung ÖR_K gelangt über eine UND-Schaltung A₆S und eine ODER-Schaltung OR_n an den Anschluß 17. Demnach ist ein Wert der niedrigwertigeren Stellen V_x, bis V»₃ des Abweichungsfaktors in »Tiefe 2« einem Wert äquivalent, den man erhält, wenn man die niedrigwertigeren Stellen Ve bis Vn des Abweichungsfaktors in »Tiefe 3« gemäß Tabelle Il um eine Stelle nach unten schiebt.

Im Falle von »Tiefe 1« wird ein »1 «-Signal den UND-Schaltungen A₆₁ bis An zugeführt. Das Ausgangssignal der ODER-Schaltung ORu gelangt über die UND-Schaltung A^ an Anschluß 71_S und das Ausgangs signal der ODER-Schaltung ORk gelangt Über die UND-Schaltung Aw an den Anschluß TU. Demnach ist ein Wert der niedrigwertigen Stellen V₁₁ bis V_t2 des Abweichungsfaktors einem Wert äquivalent, den man erhält, wenn man die niedrigwertigen Stellen V,₃ bis V,₄ des Abweichungsfaktors in »Tiefe 3« gemäß Tabelle Il um zwei Stellen nach unten schiebt.

Die höherwertigen Stellen V₁₅ bis K,n des Abweichungsfaktors (V_x* bis V,,, im Falle von »Tiefe 2« und V_x} bis Ku im Falle von »Tiefe I«) werden aus der höchstwertigen Stelle V, der Vibratozahl gebildet. Die

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höchstwertige Stelle V₆ ist ein »O«-Signal in den Adressen 0 bis31 (Bereich I, II)und ein »t«-Signal in den Adressen 32 bis 63 (Bereiche III, IV), Der Wert der höherwertigen Stellen wird derart bestimmt, daß der Abweichungsfaktor V*i bis V₁U in positiver Richtung von dem oben beschriebenen Verhältnis 1 abweicht, wenn Ve »0« ist, und in negativer Richtung, wenn Vt »1« ist Fig.8(d) zeigt den nach dem vorstehend beschriebenen Schema erzeugten Abweichungsfaktor Vj₁ bis Vrii an den Ausgangsanschlüssen T\s bis T₂₅. Es sei darauf hingewiesen, daß der Abweichungsfaktor eine Funktion ist, in der die Vibratozahl (Fig.8(a)) als Variable verwendet wird. Das Bezugszeichen d₃ bedeutet »Tiefe 3«, ch bedeutet »Tiefe 2«, d\ bedeutet »Tiefe 1« und do bedeutet »Tiefe 0«.

Wenn die höchstwertige Stelle V₆ »0« in »Tiefe 3« ist, ist der Ausgang der ODER-Schaltung OR₃₀ »0«. Dementsprechend wird ein »1«-Signal über einen Inverter Ia an Anschluß T-a erzeugt und ein »0«-Signal an Anschlüssen Tub* T₂*. An den Adressen 32 bis 63 ist V₆ »1« und über die UND-Schaltung A₆₂ wird an den Anschlüssen Γ₎₉ bis T₂* ein »1 «-Signal erzeugt, während ein »0«-SignaI an Anschluß T₂₅ erzeugt wird. Auf diese Weise wird der Abweichungsfaktor V_x\ bis V_xti einer dreieckförmigen Wellenform d₃ in F i g. 8 (d) mit einem in Tabelle II angegebenen Wert erzeug!

Im Falle der »Tiefe 2« wird der Wert V₆ den UND-Schaltungen A₆₆ und A₆₇ und den höherwertigen Stellen V_x * bis V_x io des Abweichungsfaktors zugeführt.

Im Falle der »Tiefe 1« wird Ve den UND-Schaltungen Aio bis An und den Löherwertigen Stellen Va bis V_x\o des Abweichungsfaktors zugeführt

Im Falle der »Tiefe 0« [Bd₂, Bd₁=OQ) werden die Stellen V_xU V_xl0 des Abweichungsfaktori -sämtlich ο und die Stelle V_M ist 1.

Gemäß Tabelle Il erhält man einen Maximalwert des Abweichungsfaktors bei den Adressen 15 und 16. Dieser Maximalwert zeigt das größte Verhältnis der Frequenzänderung an, das in Dezimalschreibweise 1,0146 beträgt. Dieses Verhältnis gibt die Grundfrequenzzahl F\ bis Fu mit einer Frequenzvariation von etwa +25 Cent an. Ein Minimalwert der Vibratozahl wird an den Adressen 47 und 48 erzeugt. Dies ist in Dezimalbezeichnungsweise 0,9844 und zeigt an, daß die Grundfrequenzzahl Fi bis Fn mit einer Frequenzvariation von etwa —27 Cent versehen wird.

Der Abweichungsfaktor Vn bis V_xu wird dem Multiplizierer 13 zugeführt, wo er mit der Grundfrequenzinformation multipliziert wird.

Vl. Multiplizierer

F i g. 9 zeigt die Schaltung eines Ausführungsbeispiels des Multiplizierers 13. Das Multiplikanten-Schiebere* gister SR) besteht aus einem Schieberegister mit parallelen Eingängen und parallelen Ausgängen. Wenn der Synchronisierimpuls Sy6 an die erste Torschaltung 12a angelegt wird (F i g. 3), wird die Grundfrequenzzahl Fi bis F|4 von der ersten Torschaltung 12a dem Multtplikanten-Schieberegister SR₃ zugeführt und darin gespeichert. Der Wert der Grundfrequenzzahl wird; getaktet durch die Taktimpulse Φ\, sequentiell von der höchstwertigen Stelle bis zur niedrigstwertigen Stelle verschoben. Das Multiplikator-Schieberegister SR* besteht aus einem Schieberegister mit parallelen Eingängen und seriellem Ausgang, dem der Abweichungsfaktor V,i bis V,ii von der /weiten Torschaltung Hb (Fig.3) zugeführt wird. Der Wert des gespeicherten Abwciehiingsfaktors V_T) bis V,i ι wird sequentiell von der niedrigstwertigen Stelle bis zu höchstwertigen Stelle verschoben, wobei die Verschiebung durch die Taktimpulse Φ\ erzeugt und das Ausgangssignal von der niedrigstwertigen Stelle abgenommen wird.

Die Ausgänge Vj bis Y\* des MultipHkanten-Schieberegisters SR₃ sind jeweils mit UND-Toren Ajj bis Am verbunden. Ein Ausgängen des Multiplikator-Schieberegisters SR* ist ebenfalls mit jeweils einem ande.-en Eingang der UND-Tore A₇₁ bis A₉₀ verbunden. Die

ίο Ausgänge der UND-Schaltungen A₇₇ bis A₉₀ sind mit den Eingangsanschlüssen A von Addierern AD₁ bis AD_iS verbunden. Die Ausgangsanschlüsse 5 der Addierer ADi bis ADis sind über Verzögerungs-Flip-Flops DFm bis DF_3i mit einer Verzögerungszeit von 1 us auf die Eingangsanschlüsse B der Addierer AD₂ bis AAs rückgekoppelt wobei im Rückkopplungszweig jeweils eine UND-Schaltung Λ91 bis Aw liegt

Die Eingangssignale werden den Anschlüssen A und B jeweils in Zeitabständen von 1 με zugeführt wobei die Steuerung durch den Taktimpuls Φι erfolgt Dagegen ist die Zeit zum Obertragen eines Übertragungssignals, das bei einer Einzeladdition erzeugt worden ist von dem Addierer AD₂ zum Addierer AD\$ langer. Es ist daher möglich, daß die nächsten Eingangssignale an den Anschlüssen A und B anstehen, bevor das Übertragungssignal weitergegeben wurde, mit dem Ergebnis, daß das Übertragungssignal auf dem Wege verschwindet Da die kürzeste Antwortzeit eines normalen 1-Bit-Addierers 0,2 bis 03 us beträgt und ein Übertra gungssignal maximal W Addierer bei einer Einzeladdi tion durchlaufen muß, wird eine Übertragungszeit von mindestens etwa 3 us erforderlich. Um derartige Fehloperationen zu vermeiden, sind Verzögerungs-Flip-FIops DFf₂ bis DFi? jeweils zwischen zwei Addierern

vorgesehen, die das Übertragssignal für 1 us festhalten um es dadurch an einen Eingangsanschluß Q eines Addierers einer höheren Stelle anzulegen. Beispielsweise ist der Übertragsausgang Co des Addierers AD₃ mit dem Eingangsanschluß des Veruögerungs-FIip-Flops

DFi₂ verbunden und der Ausgangsanschluß des Verzögerungs-Flip-Flops DFi₂ ist mit dem Übertragssignaleingang Q des Addierers AD* verbunden. Durch diese Anordnung ist die Übertragung des Übertragssignals sichergestellt. Die Weiterleitung des Übertragssignals

erfordert jedoch maximal eine Übertragszeit von 6 μβ. Diese Übertragszeit bestimmt das Intervall zwischen den Synchronisierinipulsen Sy6 und Sy25.

Derin dem Schieberegister SR* des Multiplizierers bei Auftreten des Synchronisierimpulses Sy6 gespeicherte

w Abweichungsfaktor Vn bis V»n wird mit einer Geschwindigkeit von einer Stelle pro I μβ ausgegeben, beginnend mit der höchstwertigen Stelle Vm. Anders ausgedrückt: jede Stelle des Multiplikators wird von dem Schieberegister SR* sequentiell ausgegeben und

« einem der Eingangsanschlüsse der jeweiligen UND-Schaltungen An bis A₉₁ zugeführt. Da jede Stelle des Multiplikanten Y\ bis Vu von dem Multiplikanten· Schieberegistef SR₃ dem jeweils anderen Anschluß der betreffenden UND-Schaltung An bis Ago zugeführt wird,

μ erzeugen die UND*Sehaltungen An bis Am logische Produkte der Multiplikanten Y\ bis Yu und des Ausgangssignals (1 Einzelbit) des Schieberegisters SR*. Diese logischen Produkte werden den Eingangsanschlüssen A der jeweiligen Addierer ADi bis ADi5

*>"> zugeführt. Den Eingangsanschlüssen B der Addierer ADi bis AD\f werden ebenfalls die partiellen Produkte von den Verzögerungs-Flip-Flops DFu bis DFji zugeführt. Die logischen Produkte und die Partialpro-

dukte wer4en in den Addierern Aih bis Λ As addiert, so daß neue Partialprodukte entstehen. Diese neuen Partialprodukte werden von den Ausgangsanschlüssen S der Addierer AD₁ bis AD_]5 abgegeben und den Verzögerungs-Flip-Flops DFw bis DF}\ zugeführt Gleichzeitig wird von dem Schieberegister SR^ ein Einzelzeichen ausgegeben, dessen Wertigkeit um eine Stelle geringer ist als diejenige des vorherigen Einzelzeichens, Dann werden die logischen Produkte der Multiplikanten Y\ bis Vj₄ und die Ausgangssignale des Schieberegisters SRa den Eingangsanschlüssen A der Addierer ADi bis AAs zugeführt Diese logischen Produkte werden den Partialprodukten der Verzögerungs-Flip-Flops DF\i bis DFz\ hinzuaddiert. Es sei darauf hingewiesen, daß der Multiplikant Y\ bis Yu nicht stets denselben Wert hat sondern einen Wert, der durch Herunterschieben der Grundfrequenzzahl Fi bis Fu erzeugt wurde, welche bei Eintreffen eines jeden Synchronisierimpulses Sy6 alle I με eingespeichert wurde. Dies ist notwendig, weil ein Einzelzeichen, das um eine Steile abwärtsgeschoben wird, alle 1 μ5 von dem Multiplikator-Schieberegister SRa ausgegeben wird und die Stellen der Eingangssignale an den Eingangsanschlüssen A (logische Produkte) und die Stellen der Eingangssignale an den Eingangsanschlüssen (Partialprodukte) miteinander koinzidieren müssen.

Wie vorstehend beschrieben, wird das logische Produkt eines Einzelzeichens, das von jeder Stelle des Multiplikators ausgegeben wird, und dessen Multiplikanten Y\ bis Yn, der in Einklang mit dem Ausgangssignal des Einzelzeichens verschoben wird, dem Partialprodukt hinzugefügt, so daß ein neues Partialprodukt entsteht und die Addition nachfolgend in der gleichen Weise wiederholt wird. Der Augenblick, in dem die niedrigstwertige Stelle V_x, des Abweichungsfaktors von dem Multiplikator-Schieberegister SRa ausgegeben wird, liegt 11 μβ hinter dem Eintreffen des Synchronisierimpulses Sy 6. In diesem Augenblick ist die Addition der Eingangssignale an den Λ-Eingangsanschlüssen (logische Produkte) zu den Eingangssignalen an den B-Eingangsanschlüssen (Partialprodukte) beendet Ein bei Beendigung der Addition erzeugtes Übertragssignal wird vorübergehend in jedem der Verzögerungs-Flip-Flops DFn bis DFu festgehalten und danach dem Eingangsanschluß Ci eines Addierers einer höherwertigen Stelle zugeführt. In dem Addierer, dem das Übertragssignal zugeführt wird, wird dieses dem Eingangssignal an Anschluß B hinzuaddiert Da da? Übertragssignal in einem der Flip-Flops DF_n bis DFv für 1 ns gehalten wird, ist die für alle diese Flip-Flops erforderliche Gesamtzeit 6 μ*. Wenn die Addition des Übertragungssignals beendet ist, ist die Summe in den Addierern gleich einem Gesamtprodukt Die Multiplikation wird daher 17 μ$ nach Eintreffen des Synchronisierimpulses 5/6 beendet Die Ausgangssignale A₁ bis Au der Addierer AD₁WaAAs stellen in diesem Augenblick das Gesamtprodukt der Multiplikation dar, d.h. das Ergebnis der Multiplikation der Vibratoinformation Vt₁ bis VxU, die den Multiplikator darstellt und der Grundfrequenzzahl F, bis Fi₄, die den Multiplikanten bildet.

Die Ausgangssignale A\ bis Au werden der Ausgangs-Schieberegistergruppe 15 zugeführt und in diese bei Eintreffen eines Synchronisierimpulses Sy 25 eingespeichert, der 19 μδ nach Erzeugung des Synchronisierimpulses Sy 6 erscheint. Zu diesem Zeilpunkt wird der Impuls Sy 25, der an die UND· Schaltungen A<n bis Au* gelegt worden ist, zu »0«, so daß die V/erte in den

Addierern ADi bis AD\s gelöscht werden. VH. Erzeugung der modifizierten Frequenzzahl Die Erzeugung der modifizierten Frequenzzahl F_m\

bis F_mH wird im folgenden unter Bezugnahme auf F i g. 3 und 4 erläutert

Es sei angenommen, daß der Synchronisierimpuls Sy \ den Abtast- und Halteschaltungen 9a und 9b zugeführt wird, wenn die Tastenadresse Ni bis K₂ des

ίο ersten Kanals von dem Tastenübertrager 3 erzeugt wird, wie F i g. 4 (a) zeigt

Die Vibratozahl K₁ bis V₆ und die Tiefensignale AcZ₁, Bd₂ sind zu dieser Zeit ebenfalls Information einer Tastatur entsprechend der Tastenadresse Ni bis K₂ des

is ersten Kanals. Als Antwort auf eine solche Information wird der Abweichungsfaktor V_x\ bis V_xU in dem Generator 11 erzeugt, und die Grundfrequenz Fi bis Fu aus dem Frequenzzahlen-Speicher 10 ausgelesen. Da die erste und die zweite Torschaltung 12a, 126 von dem Synchronisierimpuls Sy6 aufgesteuert w?.vlen, erfolgt die Erzeugung des Abweichungsfaktors V_x, bis Vi,, und das Auslesen der Grundfrequenzzahl F, bis F_t4 innerhalb von 5\is, wie Fig.4(g) zeigt Hierdurch ist sichergestellt, daß ausreichend Antwortzeit für den Frequenz- zahlenspeicbsr 10 und den Generator 11 zur Verfügung steht. Als Folge davon kann ein Festwertspeicher mit niedriger Operationsgeschwindigkeit in dem Frequenzzahlenspeicher 10 verwendet werden und der Codezahlengenerator 11 kann dementsprechend kompakt und mit relativ geringem Kostenaufwand hergestellt werden.

Bei Auftreten des Synchronisierimpulses Sy 6 wird der Abweichungsfaktor V₁₁ bis V_x,, in dem Multiplikator-Schieberegister SRa und die Grundfrequenzzahl F, bis Fi4 in dem Multiplikanten-Schieberegister SRs gespeichert Die Verschiebung des Multiplikators V^i bis Kxi wird \2\is später als in Fig.4(h) dargestellt beendet Da jedoch das Übertragssignal in jedem drr sechs Verzögerungs-Flip-FIops DFn bis DF17 festgehal ten wird, und da 6μ5 für die Weiterleitung der Übertra-^ungssignale erforderlich sind, wie F i g. 4 (i) zeigt, wird die Multiplikation beendet nachdem weitere 6 μ* verstrichen sind.

Nach dem Auftreten des Synchronisierimpulses 5/25

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 Fu des ersten Kanals mit dem Abweichungsfaktor

so V,i bis Viii des ersten Kanals, und bilden daher die modifizierte Frequenzzahl Dementsprechend wird die modifizierte Frequenzzahl F_m\ bis F_mi4 des ersten Kanals in dem Ausgangsschieberegister 15 gespeichert. Die modifizierte Frequenzzahl F_m) bis F_mH wird von dem Aüsgabeschieberegister 15 12 μ$ später ausgegeben. Das Ausgangssignal des Ausgabeschieberegisters 15 wird den Zählern 5a bis 5c zugeführt und gleichzeitig auf das Ausgabeschieberegister 15 zurückgekoppelt. Die anschließend folgende modifizierte Frequenzzahl Fm] bis FmH wird den Zählern 5a bis 5c in jeder Tastenzeit in gleicher Weise zugeführt.

Wenn der nächste Synchronisierimpuls Sy ϊ gemäß F i g. 4 (c) erzeugt wird, wird den Abtast- und Halteschaltungen 9a, 9b die Information des zweiten Kanals

b5 zugeführt, wie F i g. 4 (a) zeigt Auf diese Weise wird die modifizierte Frequenzzahl F_mi bis F_mu des zweiten Kanals in dem entsprechenden Kanal des Ausgabeschieberegisters 15 gespeichert. Anschließend werden

bei jedem Auftreten des Synchronisierimpulses Sy 1 (mit einer Periode von 25 μί) der Abweichungsfaktor V,i bis Vrii und die Grundfrequenzzahl Fi bis Fm der nachfolgenden Kanäle sequentiell miteinander multipliziert und das Ergebnis der Multiplikationen, d. h. die modifizierte Frequenzzahl F_mi bis F_m\4, wird fortlaufend beim Auftreten der Synchronisierimpulse Sy 25 in den entsprechenden Kanälen des Ausgabeschieberegisters t5 gespeichert. Da die maximale Anzahl gleichzeitig reproduzierbarer Musiktöne 12 beträgt, beträgt die Periode, mit der die modifizierte Frequenzzahl F_m\ bis F..;M eines bestimmten Kanals in dem Ausgabeschieberegister 15 gespeichert wird, 25 μ$ χ 12 = 300 μβ. Daher werden die Daten desselben Wertes von dem betreffenden Kanal des Ausgabeschieberegisters 15 während mindestens 300 \ys zyklisch ausgegeben. Dies hat keincrid nachieiiigen Effekt auf die Erzeugung des Vibratoeffektes, weil, wenn beispielsweise ein Vibratoeffekt mit einer Periode von 7 Hz erzeugt werden soll, die Daten 448mal pro Sekunde erzeugt werden können, wobei die Neuschreibperiode etwa 2 ms beträgt.

Tabelle III zeigt ein Beispiel für die modifizierte Frequenzzahl F_ml bis F_m,_t des Ausgabeschieberegisters 15 anhand der Note C₂. In der Tabelle sind die Daten in Dezimalschreibweise ausgedrückt. Der Abweichungsfaktor V,i bis V.ii ist in »Tiefe 3« (Bd₂, BcZ₁ = 11) gewählt und entspricht den Daten V,i bis K₁,, in Tabelle II.

Tabelle III	»Wc Adresse	Abweichungs- faktor	Modifizierte Frequenz zahl
Cimnd- l'requen/ (C-)	0 1 2	1.0000 1.0009 1,0019	0.10465 0.10474 0,10484
	"'	ι ,υυζ7	u, iwt7j
	13 14 15 16 17	1,0126 1,0136 1,0146 1,0146 1.0136	0.10596 0.10607 0,10617 0,10617 0,10607
0.10465	30 31 32 33	1.0009 1.0000 0,9990 0.9980	0,10474 0.10465 0.10454 0,10444

47

63

0.9844

0,9990

0,10301

0,10454

Wenn die Vibratoperiode 7 Hz beträgt, wechselt die modifizierte Frequenzzahl F„,i bis F_mu alle 2 ms entsprechend der jeweiligen Adresse der Vibratocodes V₁ bis Vf₁. Während dieser 2-ms- Periode wird die modifizierte Frequenzzahl F_m, bis F_mH desselben Wertes alle 12 μβ wiederholt von dem Ausgabeschieberegister ausgegeben.

VIII. Erzeugung der Wellenform eines Musiktones

Die niedrigstwertigen Stellen bis hinaus zur sechsten Stelle der modifizierten Frequenzzahl F_n,, bis F_n,,* werden von der Ausgabeschieberegistergruppe 15 dem Bruchzahlzähler 5a zugeführt, die Stellen von der siebten Stelle an aufwärts bis zur dreizehnten Stelle werden dem Bruchzahlzähler 5b zugeführt, und die höchstwertigen Stellen werden dem Ganzzahlzähler 5c zugeführt. Die Zähler 5a bis 5c enthalten Addierer .4Di₆ bis AD,, und Schieberegister SFi bis SF), wie Fig. 10 zeigt Jeder der Addierer AD_n bis AD,* addier; das Aus gangssignal des Frequenzzahlspeichers 4 und das Ausgangssignal des entsprechenden Schieberegisters SF₁ bis SFi miteinander. Die Schieberegister SF, bis SF· können zwölf Arten von Ausgangssignalen in zeitlicher Folge von den Addierern AD,t, bis AD,t speichern, und sie auf die Eingangsseite der Addierer AD,t, bis AD,₍ zurückkoppeln. Die Schieberegister SF, bis SFi haben jeweils die gleiche Anzahl Stellen wie Musiktöne 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 Frequenzzahlspeicher 10 die in den 12 Kanälen (Schieberegisterstellen) des Tastenadressen-Speichers 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 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. wird eine neue modifizierte Frequenzzahl F_m, bis F_m6 zu den bereits in dem ersten Kanal gespeicherten Inhalt hinzuaddiert. Diese Addition wird in jeder Tastenzeit wiederholt und die Signale F_ml bis Fm₆ 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 5b gegeben. Der Bruchzahlzähler 5b besteht aus dem Addierer ADu und dem Schieberegister SF2, das ebenfalls eine kjvnulative Addition der Frequenzzahlsignale F_mj bis F_m!3 durchführt, d. h. der nächsten 7 Bit des Bruchzahlbereichs. Das Übertragssignal CW führt, wenn ein Übertrag als Ergebnis der Addition stattfindet dem Addierer AD» ein Übertragssignal C20 zu. Der Ganzzahlzähler 5< besteht aus dem Addierer ADu und dem Schieberegister SF₃ und empfängt das Einzelbit F_mn und das Übertragssignal 20 vom Addierer ADn und erzeugt eine kumulative Addition in derselben Weise wie ober anhand der Bruchzahlzähler 5a und 5b beschrieber wurde. Die Ganzzahl-Ausgangssignale der in derr ersten Kanal des Schieberegisters SF3 gespeicherten 1 Bit werden nacheinander dem Wellenformspeichei zugeführt um die auszulesenden Adressen zu bestim men.

Wenn die Tiefensignale Bd-„ Bd₂ 00 sind, wird dis Grundfrequenzzahl Fi bis F_H direkt den Zählern 5a bi· 5c zugeführt und eine Ausleseperiode des Wellenform Speichers 6 ist konstant Wenn andererseits dei

Abweichungsfaktor V„ bis V,,, sich ändert, ändert sich der Wert der modifizierten Frequenzzahl F_m] bis F_m\A in der in Tabelle III gezeigten Weise periodisch. Dementsprechend steigt der Wert der Kumulativzählung des Ganzzahlzählers 5c während einer Zeitperiode, während der die Frequenzzahl F_m\ bis F„.,.i größer ist als die Grundfrequenzzahl F\ bis Fh schnell an, wodurch die Auslesegeschwindigkeit des Wellenformspeichers 16 erhöht wird. Dies zeigt ein Anwachsen der Frequenz des zu erzeugenden Musiktones an. Im entgegengesetzten Sinne wird die Frequenz des zu erzeugenden Musiktones während einer solchen Zeitperiode geringer, während der der Wert der modifizierten Frequenzzahl F_m, bis F_mH kleiner ist als die Grundfrequenzzahl Fi bis Fn.

In Tabelle III steigt die Frequenz für etwa 32 ms an, während die Vibratozahl V\ bis V₆ an den Adressen 0 bis wie in F i g. I. Eine Taktauswahlschaltung 9a dient dazu, einen Taktimpuls mit einer Frequenz, die der Art der Tastatur entspricht, auszuwählen. Die Konstruktion dieser Taktauswahlschaltung 9e ist dieselbe wie die der Schaltung 7a in F i g. 5.

Bei Eintreffen eines Signals FS, das das Anschlagen einer Taste vom Tastenübertrager 3 anzeigt, beginnt der Vibratotiefen-Signalgenerator 9b die von der Taktauswahlschaltung 9a zugeführten Taktimpulse zu zählen. Wenn der Zählwert einen ersten, einen zweiten, einen dritten usw. vorbestimmten Wert erreicht hat, erzeugt der Vibratotiefen-Signalgenerator 9b Vibratotiefensignale. die progressiv ansteigende Vibratotiefen repräsentieren.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ändern sich die Vibratotiefensignale Bd\, Bdi progressiv vom Drücken der Taste an. Wie in Fig. 12 anhand eines

aui tino

Grundfrequenz (180,81 Hz im Falle der Note C₂) ansteigt. Danach verringert sich die Frequenz graduell für die nächsten 32 ms der Adressen 16 bis 31, bis sie zur Grundfrequenz zurückkehrt. Für die nächsten 32 ms der Adressen 32 bis 47 verringert die Frequenz sich weiter und fällt auf — 37 Cent unter die Grundfrequenz.

Für die nächsten 32 ms der Adressen 48 bis 63 steigt die Frequenz graduell an, bis sie zur Grundfrequenz zurückkehrt. Die Zählgeschwindigkeit des Ganzzahlzählers 5c wechselt in Einklang mit der Änderung der Frequenzzahl F_mI bis F_m\t- Dies bewirkt einen Wechsel v:. Auslesen der Wellenformamplitude aus dem Wellenformspeicher 6, was zur Erzeugung eines Musiktones mit Vibratoeffekt führt. Auf diese Weise werden zwölf Musiktönc mit Vibratoeffekt im timesharing-Betrieb erzeugt. Jeder erzeugte Ton ist in seiner Vibratoperiode und Vibratotiefe abgestimmt, so daß man einen farbigen (vielseitigen) Vibratoeffekt erhält.

IX. Erzeugung von progressiv wechselnden Vibratotiefensignalen

Die vorhergehende Beschreibung erfolgte bei einer Ausführungsform, bei der die Vibratotiefe während einer Zeitperiode vom Beginn der Erzeugung des Musiktones durch Anschlagen tier Taste, bis zur Beendigung des Abklingens nach dem Loslassen der Taste konstant bleibt. Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt, sondern die Vibratotiefe kann auch während der Reproduktion des Musiktones verändert werden. Eine Ausführungsform, bei der die Vibratotiefe progressiv verändert wird, (»Abklingvibrato«) wird im folgenden erläutert

F i g. 11 zeigt die Ausführungsform des elektronischen Musikinstruments zur Erzeugung des Abkling-Vibratos. F i g. 11 zeigt lediglich einen Schaltungsteil, der sich von der in F i g. 1 dargestellten Konstruktion unterscheidet, und der Rest der Schaltung ist derselbe

LiCiSp'iciS uargcatciii ist, cnifiait ucf τiui'ttiuiicici'i-Si-

gnalgenerator 9b einen Addierer AD_W und ein Schieberegister SRt mit 12 Wörtern zu je 6 Bit. Beim Anlegen des Anhall-Startsignals ES von dem Tastenübertrager 3 wird der Taktimpuls von der Taktauswahlschaltung 9a dem Addierer AD\₀ zugeführt und in diesem in jeweils I Taktzeit kumulativ addiert. Das Ergebnis der Addition wird einem entsprechenden Kanal des Schieberegisters SR^ zugeführt und dort gezählt. Ein Bit-Ausgang Sf, der höchstwertigen Stelle und ein Bit-Ausgang Si. der den Ausgang derjenigen Stelle mit der nächst geringeren Wertigkeit bildet, werden als Vibratotiefensignale Bd\, Bdi verwandt. Dementsprechend sind die Vibratotiefensignale Bd], Bdi 00 (Tiefe 0). während die Zählung zwischen 0 und 16 liegt, 01 (Tiefe I) während die Zählung zwischen 16 und 32 liegt, 10 (Tiefe 2) während die Zählung zwischen 32 und 48 liegt, und 11 (Tiefe 3) während die Zählung zwischen 48 und 63 liegt, wie Fig. 13(c) und 13(d) zeigen.

Die Vibratotiefe, d. h. der Betrag der Frequenzänderungen, steigt eine bestimmte Zeitspanne nach dem Drücken der Taste progressiv an, wie F i g. 13 (b) zeigt. Die Geschwindigkeit des progressiven Anstiegs der Vibratotiefe kann eingestellt werden, indem man die Frequenz der Taktimpulse ändert. Da die Taktauswahlschaltung 9a einen Taktimpuls zu erzeugen vermag, der in Abhängigkeit von der Art der Tastatur unterschiedlich ist. kann die Änderungsgeschwindigkeit der Vibratotiefe in Abhängigkeit von der jeweils betätigten Tastatur variiert werden. So kann man beispielsweise einen Verzögerungsvibratoeffekt erhalten, der für alle Tastaturen unterschiedlich ist.

Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die progressiv veränderten Vibratosignale D\, Di der Abtast- und Halteschaltung 96 zugeführt. Die anschließende Betriebsweise des Instruments ist dieselbe wie zuvor anhand der ersten Ausführungsform beschrieben wurde.

Hierzu 15 Blatt Zeichnuncen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektronisches Musikinstrument mit digitaler Musiktonerzeugung und Vibratoeffekt, mit einem Frequenzzahlenspeicher, der für jede gedrückte Taste eine mehrstellige digitale Frequenzzahl (Nominalfrequenzzahl) entsprechend der Tonhöhe dieser Taste ausgibt, mit einem Musikton-Wellenformspeicher, 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 mit einer Modulationsschaltung zur periodischen Veränderung der der gedrückten Taste entsprechenden Nominalfrequenzzahl um einige Cent in eine modifizierte Frequenzzahl, deren Wert die Auslesegeschwindigkeit der Speicheradressen des Musikton-Wellenformspeichers bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Modulationsschaltung (11, 13) einen Codezahlengenerator (11) enthält, der aus einer ihm zugeführten mehrstelligen Zahl, der Vibratozahl (V, bis V₆), deren Wert ,?ich unter Taktung ändert, ebenfalls unter Taktung einen in seinem numerischen Wert in Abhängigkeit von den numerischen Werten der Vibratozahl (V, bis V₆) in mehreren Stufen ansteigenden oder abfallenden mehrstelligen Abweichungsfaktor (V_x, bis V_x,,) erzeugt, dessen Wert sich in der Nähe des Wertes »1« periodisch ändert, wobei die numerischen Werte der Vibraiozahl (V, bis 14) Betrag und Vorzeichen der Änderung bestimmen,

b) der Codezahlengencrator (11) mit dem einen Eingang und der Frequenzzahlenspeicher (10) mit dem anderen Eingang eines Multiplizierers (13) verbunden sind und

c) die Ausgangssignale des Multiplizierers (13) der Abtast-Steuereinheit (5a, 5b, 5c) zugeführt werden,

wobei der Multiplizierer (13) aus der Nominalfrequenzzahl (F, bis Fm) und dem Abweichungsfaktor (V_x, bis V₁Ii) die modifizierte Frequenzzahl (F_m\ bis F_mn) erzeugt.

2. Musikinstrument nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Vibratozahl (V, bis Ve) ein von einem Taktoszillator (SO, UO. LO. PO; F i g. 51 getakteler Zähler (7 b) vorgesehen ist, dessen ansteigender Zählersland in festen Zeitintcrvallen abgefragt und dem Codezahlengenerator zugeführt wird.

3. Musikinstrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tastendatensignalgenerator (2) vorgesehen ist, der beim Drücken einer Taste ein diese Taste repräsentierendes Tastenwort (Ku Kj, Bu Bi, N\, Nj, Nj, N*) erzeugt, das in dem Frequenzzahlenspeicher (10) in die Frequenzzahl (F\ bis F,a) umgesetzt wird, die der betreffenden Taste entspricht, und eine Angabe (K,, Kj) über die Tastatur enthält, der die Taste angehört, daß mehrere mit unterschiedlichen Frequenzen arbeitende Taktoszillatoren (SO. UO. LO. PO) vorgesehen sind, die jeweils einer Tastatur zugeordnet sind, und daß die die Tastatur betreffende Angabe (K,, Kr)

eine Torschaltung (ANs bis ANt,; Fig.5) derart steuert, daß der Zähler (7b) die Impulse desjenigen Taktoszillators (SO, UO, LO, PO) empfängt, der der Tastatur zugeordnet ist, der die gedrückte Taste angehört.

4. Musikinstrument nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Generator (8, 9b) Vibratotiefen-Signale /Bd,, Bdi) erzeugt und dem Codezahlengenerator (11) zigelejtet werden, und der Codezahlengenerator (U) so ausgebildet ist, daß die Größe des von ihm erzeugten Abweichungsfaktors durch die Werte der Vibratotiefen-Signale (Bd,, Bdi) beeinflußbar ist,

5, Musikinstrument nach Aspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer Anhallphase, während der sich zu Beginn eines Tones die Amplituden der Wellenform stetig vergrößern, zu Beginn des Tones von einem Tasten-Übertrajger (3) ein Anhall-Startsignal (ES) erzeugt wird, das den Generator für Vibratotiefen-Signale (96,- Fig. 12) anstößt, der daraufhin Augangssignale erzeugt, deren numerischer Wert mit der Zeit bis auf einen Endwert ansteigt