DE2637264A1

DE2637264A1 - Elektronisches musikinstrument

Info

Publication number: DE2637264A1
Application number: DE19762637264
Authority: DE
Inventors: Teruo Hiyoshi; Kiyoshi Ichikawa; Shigeki Ishii; Akira Nakada; Shigeru Yamada
Original assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Priority date: 1975-08-21
Filing date: 1976-08-19
Publication date: 1977-02-24
Also published as: JPS5225614A; JPS5632636B2; GB1533132A; US4133244A

Description

VON KREISLER SCHÖNWÄLD MEYER EISHOLD FUES VONKREISLER KELLER SELTIlVG

PATENTANWÄLTE

Anmelder in Dr.-Ing. von Kreisler fl 973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln

NIPPON GAKKI SEIZO Dr.-Ing. Th. Meyer, Köln

KABUSHIKI KAISHA Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden

Dr. J. F. Fues, Köln

10-1, Nakazawa-Cho, Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln

HamamatSU-Shi_f Shizuoka-ken Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln

Dipl.-Ing. G. Selting, Köln

Sg-Is 5 KÖLN 1 18. Aug. 1976

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

Elektronisches Musikinstrument

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Musikinstrument mit einem Hüllkurvenspeicher, der eine bestimmte Amplituden-Hüllkurvenform gespeichert enthält und einer Auslese-Einrichtung zum Auslesen der Hüllkurvenform einzeln für jeden von mehreren Kanälen.

Das erfindungsgemäße elektronische Musiktinstrument ist imstande, dieselbe Hüllkurvenform eines Musiktones mehrmals hintereinander wiederholt zu erzeugen. Mit Amplituden-Hüllkurve eines Musiktones wird im folgenden exne Reihe zeitlicher Änderungen der Musiktonamplitude vom Beginn der Erzeugung des Musiktones bis zu seinem Ende bezeichnet. Die Hüllkurvenform weist mindestens eine Anhallphase oder einen Anstiegsbereich des Tones und eine Abklingphase oder einen Abfallbereich des Tones auf. Wenn ein Ton abgestrahlt wird, beginnt seine Hüllkurvenforin normalerweise mit der Anhallphase und endet in der Abklingphase. Es gibt jedoch einen Fall, in dem das Spielen eines Musikstückes einen Musikeffekt erfordert, der

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Telefon/ (02 21) 23 45 41 - 4 · Telex: 8882307 dopa d · Telegramm: Dompalent Köln

als "Anhall-Wiederholungseffekt" bezeichnet werden kann. Diesen Musikeffekt kann man erhalten, indem ein Musikeffekt, der mit der Anhallphase beginnt und mit der Abklingphase endet, während der kontinuierlichen Musiktonerzeugung mehrfach wiederholt erzeugt wird und in dem die Amplitude des Musiktones durch eine solche Hüllkurvenform gesteuert wird. Der Anhall-Wiederholungseffekt ist ein Musikeffekt, der den Eindruck vermittelt, als wenn der gespielte Ton beendet und periodisch aufeinanderfolgend neu begonnen würde.

Bei einem bekannten elektronischen Musikinstrument wird ein derartiger Anhall-Wiederholungseffekt mit einer Zeitkonstanten-Schaltung erzeugt, die zur Erzeugung einer Hüllkurvenform einen Kondensator und einen Widerstand enthält. Bei dem bekannten Instrument muß das RC-Glied periodisch aufgeladen werden, um die Hüllkurvenform repetierend erzeugen zu können. Die Hüllkurvenform,die mit dem bekannten Instrument erzielbar ist, ist hinsichtlich ihrer Formgebung nicht veränderbar. Wenn darüber hinaus ein Mehrkanalsystem verwendet wird, erfordert das bekannte Musikinstrument eine Zeitkonstanten-Schaltung für jeden der einzelnen Kanäle, was zu einer sehr komplizierten Konstruktion führt.

Aufgabe der Erfindung ist es,, ein elektronisches Musikinstrument der eingangs genannten Art zu schaffen, das imstande ist, einen Anhall-Wiederholungseffekt bei einem Mehrkanal-System zu bewirken, ohne daß ein separater Hüllkurvenspeicher für jeden Kanal vorhanden sein muß. Die erfindungsgemäße Schaltung soll darüber hinaus eine einfache Konstruktion haben.

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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß eine Schaltung vorgesehen ist, die die Hüllkurvenform für einen einer gedrückten Taste entsprechenden Kanal während des Drückens der Taste wiederholt erzeugt und ausgibt, und daß die Hüllkurvenform des Musiktones entsprechend der ausgegebenen Hüllkurvenform gesteuert wird.

Nach der Erfindung wird der Anhall-Wiederholungseffekt bei einem elektronischen Musikinstrument durchgeführt, bei dem die Hüllkurvenform in einem Speicher vorgespeichert ist und relative Amplituden der Hüllkurvenform nacheinander aus diesem Speicher ausgelesen werden, um die Amplituden-Hüllkurve des Musiktones zu steuern. Die Hüllkurvenform wird in mehrere Abtastpunkte unterteilt und die relativen Amplituden an den jeweiligen Abtastpunkten sind in entsprechenden Adressen in dem Speicher gespeichert. Die Anhallphase beginnt mit dem Auslesen der relativen Amplitude aus der ersten Adresse und die Abklingphase endet mit dem Auslesen der relativen Amplitude aus der letzten Adresse. Das Instrument ist so gesteuert, daß nach Erkennung der Tatsache, daß die Speicherauslesung an der letzten Adressen angekommen ist, das Auslesen der Hüllkurvenform wieder mit der ersten Adresse fortgesetzt wird, ohne daß die Tonerzeugung beendet wird. Damit wird dieselbe Hüllkurvenform während einer einzigen kontinuierlichen Tonerzeugung (d.h. während des durchgehenden Drückens der Taste) mehrfach hintereinander ausgelesen und der Anhall und das Abklingen werden wiederholt und periodisch in derselben Amplituden-Hüllkurve mehrfach ausgeführt. Auf diese Weise wird der Anhall-Wiederholungseffekt realisiert. Diesen Effekt kann

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man für jeden von mehreren Kanälen erhalten, indem die Hüllkurvenformen für die Kanäle im Zeit-Multiplex-Betrieb ausgelesen werden. Wenn die betreffende Taste losgelassen wird, wird das Auslesen der Hüllkurvenform vorzugsweise mit Beendigung der Abklingphase des laufenden Zyklus abgebrochen und die Hüllkurvenform wird von diesem Zeitpunkt an nicht mehr wiederholt.

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Im folgenden wird ein Äusführungsbexspxel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines elektronischen Musikinstrumentes nach der Erfindung,

Fig. 2(a) bis 2(g) zeigen Zeitdiagramme zur Verdeutlichung der Verhältnisse zwischen den in dem Instrument verwendeten Taktimpulsen,

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer Erkennungsschaltung für die Tastaturen und gedrückten Tasten und einer Tonerzeugungs-Zuordnungsschaltung nach Fig. 1,

Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 5 zeigt ein grafisches Diagramm eines Beispiels einer Hüllkurvenform,

Fig. 6(a) bis 6(g) zeigen Zeitdiagramme zur Erläuterung des Hüllkurvengenerators in Fig. 4,

Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführüngsbeispiels zur Steuerung der Musiktonamplitude mit einem Hüllkurvensignal EV, und

Fig. 8(a) bis 8(c) zeigen grafische Darstellungen des von mehreren Tönen erzeugten Anhall-Wiederholungseffektes.

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Beschreibung eines bevorzugten Äusführungsbeispiels Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht in der besonderen Konstruktion eines Hüllkurvengenerators 103, der unter anderem in Fig. 1 dargestellt ist. Zur Erleichterung des Verständnisses des gesamten Musikinstrumentes werden auch andere Baugruppen als der Hüllkurvengenerator 103 erläutert.

Die Erkennungsschaltung 101 für Tastaturen und gedruckte Tasten erkennt die EIN-AUS-Zustände der Tastenschalter der in der Tastatur angeordneten Tasten und erzeugt in Abhängigkeit hiervon Informationen oder Kodewörter, die die gedrückte Taste identifizieren. Eine Tonerzeugungs-Zuordnungsschaltung 102 empfängt die die gedrückten Tasten identifizierende Information und ordnet die Tonerzeugung für die gedrückten Tasten einigen Kanälen zu, deren Anzahl der Zahl der maximal gleichzeitig zu erzeugenden Töne (z.B. 12 Töne) entsprechend der Tastenidentifizierungsinformation entspricht. Entsprechend dieser Zuordnung erzeugt die Schaltung 102 Tastenkodewörter, die die gedrückten Tasten repräsentieren und andere Informationen einschließlich einer Information, die angibt, ob die einem bestimmten Kanal zugeordnete Taste gedrückt oder freigegeben wurde. Die von dem Tastenzuordner 102 gelieferten Tastenkodewörter KC* werden einem System zugeführt, das einen FrequenzZahlspeicher 104, einen Frequenzzähler 105 und einen Musikton-Wellenformspeicher 106 zur Erzeugung von Musiktonsignalen der durch die gedrückten Tasten repräsentierten Frequenzen enthält. Die Informationen AS und DS, die das Drücken und die Freigabe der jeweiligen Tasten angeben, werden einem Hüllkurvengenerator 103 zugeführt, der eine Ampli-

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tuden-Hüllkurvenform des Musiktonsignals erzeugt. Um mehrere Musiktöne gleichzeitig erzeugen zu können, hat das vorliegende Ausführungsbeispiel eine Konstruktion, die auf der sogenannten "dynamischen Logik" aufbaut, so daß die Zähler, logischen Schaltungen und Speicher, die darin verwendet werden, im time-sharing-Betrieb benutzt werden. Daher sind die Zeitbeziehungen zwischen den Taktimpulsen, die die Operationen dieser Zähler usw. steuern, außerordentlich wichtige Faktoren für ihren Betrieb. Die Beziehungen zwischen den in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Taktimpulsen sind in den Fig. 2(a) bis 2(g) dargestellt. Der Master-Taktimpuls φ* in Fig. 2(a) ist eine Impulsfolge, die die Zeitteilungsoperation der jeweiligen Kanäle steuert, und der Takt φ in Fig. 2(c) ist eine Taktimpulsfolge, die die Zuordnungsoperation in dem Tastenzuordner 102 steuert. Die Taktimpulse φ ,

die in der Phase um 180° gegenüber den Taktimpulsen φ verschoben sind, werden in der Erkennungsschaltung 101 für gedrückte Tasten benötigt. Eine detaillierte Erläuterung der Fig. 2(a) bis 2(g) erfolgt später.

Erkennung der gedrückten Tasten und Tonerzeugungs-

Zuordnung :

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erkennungsschaltung 101 für Tastaturen und gedrückte Tasten und der Tonerzeugungs-Zuordnungsschaltung 10.2. In Fig. 3 erzeugt die Erkennungsschaltung 101 ein Tastenkodewort KC, das eine gedrückte Taste kennzeichnet und wird daher im folgenden als Tastenkodierer bezeichnet. Die Tonerzeugungs-Zuordnungsschaltung 102 ordnet die Tonerzeugung für die gedrückten Tasten einzelnen Kanälen zu und wird im fol-

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genden als Kanalprocessor bezeichnet. In der nachfolgenden Beschreibung werden diese Schaltungen "Tastenkodierer 101" und "Kanalprocessor 102" genannt.

In dem Tastenkodierer 101 sind zahlreiche Tastenschalter KS in mehrere Tastenschaltergruppen aufgeteilt. Jede der Gruppen wird als ein "Block" bezeichnet. Eine Note (ein Tasten-Kodewort), die die Position eines jeden einzelnen Tastenschalters in jedem Block angibt, wird einer derartigen Position des Tastenschalters zugeordnet. Jeder einzelne Tastenschalter KS kann durch eine Kombination von Block und Note genau identifiziert werden. Die Tastenschalter KS derselben Note sind gemeinsam mit einem Anschluß (bewegbaren Kontakt) 1a und ferner mit einer der

Leitungen n.. bis η verbunden, die den jeweiligen Noten ι n„

(z.B. 12 Noten C, C , D ... B) entsprechen, verbunden, wogegen die Tastenschalter desselben Blocks (z.B. einer Gruppe von Tastatur, Oktave usw.) gemeinsam mit dem anderen Anschluß (stationären Kontakt) 1b und ferner mit einer der Leitungen b. bis b verbunden sind. Die Tasten-

³ 1 m

schalterschaltung 10 ist in der oben beschriebenen Weise konstruiert. Anders ausgedrückt: die Tastenschalter KS sind in Matrixform in Spalten aus den Blockleitungen b₁ bis b und Reihen aus den Notenleitungen n. bis η angeordnet. Wenn die Gesamtzahl der Tastenschalter KS m χ η ist, so ist die erforderliche Zahl an Leitungen eine Summe aus der Zahl der Blocks und der Zahl der Noten, d.h. m + n. Die Tastenschalter KS sind jeweils mit einem ihrer Anschlüsse über die Notenleitungen n^ bis η mit der Notenerkennungsschaltung 20 und mit dem anderen Anschluß über die Blockleitungen b.. bis b mit der 'Blockerkennung sschaltung 30 verbunden.

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Die Erkennung aller betätigter Tastenschalter erfolgt durch aufeinanderfolgende Durchführung verschiedener unterschiedlicher Erkennungsoperatxonsmoden (im folgenden bezeichnet als "Operationsmodus" oder "Modus").

In dem ersten Operationsmodus wird ein Signal von der Signallieferschaltung 21 der Notenerkennungsschaltung (z.B. ein "1"-Signal) simultan und parallel über die Leitungen n₁ bis η an die Seite der bewegbaren Kontakte sämtlicher Tastenschalter gelegt und dieses Signal wird nur über die geschlossenen Kontakte der Kontaktschalter bzw. über die betätigten Tastenschalter auf die entsprechenden Leitungen b₁ bis b übertragen. Das entdeckte Signal wird in einem Blockspeicher 31 der Blockerkennungsschaltung 30 gespeichert. Durch diese Anordnung werden der oder die Blocks, in denen betätigte Tastenschalter existieren, entdeckt. Die Speicherung der entdeckten Tastenschalter erfolgt synchron mit einem ersten Modussignal S₁, das den ersten Modus kennzeichnet.

Während des zweiten Modus wird ein einzelner Block von den in dem Speicher 31 gespeicherten Blocks von einer Einzelblock-Extraktionsschaltung 32 herausgezogen und daraufhin wird ein Signal von einem Signalgenerator 34 über eine der Leitungen b., bis b , die dem extrahierten

^J ι m

Block entspricht, den stationären Kontakten der jeweiligen Tastenschalter des extrahierten Blocks zugeführt. Das Signal läuft zu einer der Leitungen n. bis η , die mit den bewegbaren Kontakten der jeweiligen Tastenschalter "für Noten, die dem extrahierten Block angehören, und entsprechend den betätigten Tastenschaltern verbunden sind. Dieses Signal wird in einem Notenspeicher 22

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der Notenerkennungsschaltung 2 gespeichert. Auf diese Weise wird erkannt, welche Tastenschalter in dem extrahierten Block betätigt sind. Die Extraktionsoperation in der Einzelblock-Extraktionsschaltung 32 und der Speichervorgang in dem Notenspeicher 22 werden synchron mit einem zweiten Modussignal S-, das den zweiten Modus kennzeichnet, durchgeführt.

In dem dritten Modus, der auf den zweiten Modus folgt, wird aus den in dem Notenspeicher 22 während des zweiten Modus gespeicherten Noten eine Einzelnote von einer Notenextraktionsschaltung 23 herausgezogen,und einer Noten-Kodewort-Lieferschaltung 24 wird ein Signal, das die extrahierte Note repräsentiert, zugeführt, so daß die Noten-Kodewort-Lieferschaltung 24 ein aus mehreren Bits bestehendes Notenkodewort NC erzeugt, das die betreffende Note kennzeichnet. Der Extraktionsvorgang in der Extraktionseinheit 23 wird synchron mit einem dritten Modussignal S^. ausgeführt. Beispielsweise wird der Speicherinhalt der Notenspeicherschaltung 22, der während des Anliegens des zweiten Modussignals S„ gespeichert worden ist, während der Zeitsteuerung durch das dritte Modussignal S^, ausgelesen und von der Extraktionsschaltung 23 wird eine der ausgelesenen Noten extrahiert und dann der Notenkodewort-Lieferschaltung 24 zugeführt. Gleichzeitig wird die Speicherung der extrahierten Noten in der Notenspeicherschaltung 22 gelöscht. Bei einer folgenden Zeitsteuerung durch das dritte Modussignal S₃ wird der Speicherinhalt in der Notenspeicherschaltung 22 ausgelesen,und von der Extraktionsschaltung 23 wird eine andere der gespeicherten Noten ausgelesen. Auf diese Weise wird die Extraktion während

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des dritten Modussignals S₃ fortgesetzt. Dieser dritte Modus wird entsprechend dem dritten Modussignal S₃ (Takt φ ) wiederholt, bis die in dem Notenspeicher 22 gespeicherten Notensignale sämtlich von der Notenextraktionsschaltung .23 extrahiert worden und entsprechende Notenkodewörter ausgegeben worden sind. Es sollte hier erwähnt werden, daß das erste Modussignal S₁, das zweite Modussignal S~ und das dritte Modussignal S_ eine Impulsdauer haben, die dem Intervall des Taktes φ (d.h. 24 με in Fig. 2) entspricht. Da der dritte Modus nur für die in dem·Notenspeicher 22 gespeicherten Noten durchgeführt wird, tritt keine Zeitvergeudung auf. Die Beendigung des dritten Modus kann dadurch erkannt werden, daß der in dem Notenspeicher 22 gespeicherte Inhalt bei der Extraktion vollständig ausgegeben ist und ein Signal AN abgegeben wird, das einer Operationssteuerschaltung 40 angibt, daß keine Note mehr in der Schaltung 22 gespeichert ist. Daraufhin wird von der Schaltung 40 das zweite Modussignal S₂ erzeugt und es läuft wieder der zweite Modus ab. Dabei zieht die Einzelblock-Extraktions schaltung 32 den nächsten gespeicherten Block heraus und der Notenspeicher 22 speichert die Noten der betätigten Tastenschalter in diesen Block. Dann wird wieder der dritte Modus ausgeführt. In dem dritten Modus für einen bestimmten Block wird ein Kodesignal (Blockkode BC), das aus mehreren Bits besteht und den von der Schaltung 32 extrahierten Block kennzeichnet, von der Block-Kodewort-Lieferschaltung 33 einer Speicherschaltung 35 zur vorübergehenden Speicherung zugeführt. Demnach werden die betätigten Tastenschalter während des dritten Modus durch Kombinationen der Blockkodeteile BC und der Notenkodenteile NC, die synchron zueinander

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erzeugt werden, identifiziert.

Wie oben beschrieben wurde, wechseln die Operationsitioden von dem ersten Modus zum zweiten Modus, dritten Modus (oder Wiederholung des dritten Modus), zweiten Modus, dritten Modus .... Wenn die zweiten und dritten Moden in bezug auf sämtliche Blocks, die zuerst in dem Blockspeicher 31 gespeichert waren, durchgeführt worden sind, sind die Speicherinhalte des Blockspeichers 31 sämtlich extrahiert worden und der Operationsmodus tritt nun in einen vierten Modus, der auch Bereitschaftsmodus (stand-bymodes) genannt wird, ein. Dies erfolgt durch ein Signal MB, das anzeigt, daß die in der Blockspeicherschaltung 31 gespeicherten Blocks'sämtlich extrahiert und ausgegeben worden sind, und das Signal AN zeigt an, daß die gespeicherten Noten vollständig ausgegeben wurden. Nach Beendigung der Signale MB und AN, d.h. wenn diese Signale wieder "0" geworden sind, leitet während der Durchführung des dritten Modus die Operationssteuerschaltung 40 den vierten Modus unter Zeitsteuerung durch den nächsten Taktimpuls φ ein. Nach Erkennung des Bereitschaftsmodus wird das erste Modussignal S₁ zu dem entsprechenden Zeitpunkt erzeugt und der Operationsmodus kehrt nun zu dem ersten Modus zurück. Dann wird der oben beschriebene Erkennungsvorgang wiederholt. Durch Wiederholung des ersten bis vierten Modus wird die Erkennung aller betätigten Tastenschalter durchgeführt.

Die gespeicherten Blocks bzw. die gespeicherten Noten können einzeln in einer bestimmten Prioritätsrangfolge extrahiert'werden, indem eine Prioritätstorschaltung in der Blockextraktionsschaltung 32 oder der Extraktions-

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schaltung 23 vorgesehen wird. Die Block-Kodewort-Lieferschaltung 33 und die Noten-Kodewort-Lieferschaltung 24 können jeweils als Kodierer ausgebildet sein.

Das Notenkodewort NC, das von der Notenkodewort-Erkennungsschaltung 20 geliefert wird und das Blockkodewort BC, das von der Blockkodewort-Erkennungsschaltung 30 geliefert wird, bilden das Tastenkodewort KC, das den betätigten Tastenschalter repräsentiert und dem Kanalprocessor 102 zugeführt wird.

Die Operation in dem Tastenkodierer 101 wird durch den Impulstakt φ gesteuert, dessen Impulse in Intervallen von 24 μβ erzeugt werden, wie in Fig. 2(d) dargestellt ist. Demnach werden die Tastenkodewörter KC in dem Tastenkodierer 101 in Intervallen von 24 με erzeugt. In dem Kanalprocessor 103 werden die von dem Tastenkodierer gelieferten Tastenkodewörter KC einer Abtast- und Halteschaltung 1 zugeführt, in der sie abgetastet und unter Zeitsteuerung durch den Impulstakt ?L,der in Fig. 2(c)

Ϊ5

dargestellten ist, festgehalten werden. Diese Halteperiode, d.h. das Intervall der Impulstaktes 0_, entspricht der Operationszeit Tp, in der ein einzelner Zuordnungsvorgang in dem Kanalprocessor 102 durchgeführt wird. Die Taktimpulse φ_Ε und φ sind gegeneinander um 180° phasenverschoben. Diese Phasenverschiebung ist vorgesehen, damit der Takt Φ_Α während einer Periode erzeugt wird, wenn das Tastenkodewort KC einen konstanten Wert bei einem stabilen Zustand einnimmt, so daß ein exakter Wert in die Abtast- und Halteschaltung 1 eingegeben wird.

Die Beziehungen zwischen dem Tastenkodewort KC und den Tastennamen (Notennamen), die ihnen entsprechen, sind in der nachfolgenden Tabelle aufgezeichnet.

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Tabelle I

	Tastatur	Note	U	Start-Kode zeichen SC	Tastenkodewörter	K1	B3	B2	B1	Notenkodeteil NC	N3	N2	N1
			L	Blockkodetexl BC	0				N4
			P	K2	0
			0	0	1
Block	Oktave		1	1		0	0	0
			2	1		0	0	1
			3			0	1	0
		4			0	1	1
		5			1	0	0
		C*			1	0	1
		D							0	0	0
	D#						0	0	0	1
	E						0	0	1	0
F						0	1	0	0
F*						0	1	0	1
G						0	1	1	0
G^#						0	0	0	0
A						1	0	0	1
						1	0	1	0
B						1	1	0	0
C						1	1	0	1
					1	1	1	0
	0	0	0	0	1	1	1	1
			1
0

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Das Tastenkodewort KC besteht aus einem Kodeteile K₂, K₁, der die Art der Tastatur kennzeichnet, einem Kodeteil B^_f B„, B-.., der den-Oktavenbereich kennzeichnet, und einem N., ISU, N₂, N₁, der den Notennamen kennzeichnet. Jeder einzelne Tastenschalter wird durch eine Kombination dieser Kodeteile identifiziert. Bezüglich der Art der Tastatur wird ein oberes Manual UK, ein unteres Manual LK und eine Pedaltastatur PK benutzt. Jede Tastatur hat sechs Oktaven, von der 0-ten Oktave bis zur 5-ten Oktave. Der Tonbereich der Pedaltastatur überspannt jedoch nur zwei bis drei Oktaven.Eine Oktave enthält 12 Tastenschalter

# #
von C , D, D ... B und C.

In dem Tastenkodierer 101 besteht der Block BC aus den Kodeteilen, die die Tastatur und die Oktave bezeichnen, d.h. den Bits K₂, K₁, B-,, B₂, B₁, wogegen der Notenkodeteil NC aus den Bits N₄, N₃, N₃, N₁ besteht.

Das Startkodezeichen SC wird erzeugt, wenn die Operationssteuerschaltung 40 an die Notenkode-Lieferschaltung 24 ein Startbefehlssignal SSc abgibt. Wie aus Tabelle I hervorgeht, sind die niedrigstwertigen Bits N₄, N-., N₂, N₁ des Startkodezeichens SC alle "1", so daß beim Anstehen des Startkodezeichens SC die Ausgangssignale der Noten-Kodewort-Lieferschaltung 24 alle "1" sind. Das Startkode-Befehlssignal SSc wird von der Operationssteuerschaltung 40 dann erzeugt, wenn der Tastenkodierer KC sich in dem Bereitschaftsmodus befindet. Daher wird das Tastenkodewort KC niemals zusammen mit dem Startkodezeichen SC erzeugt und zu dieser Zeit sind die jeweiligen Bits K₂, K₁, B₃, B₂, B₁ des Blockkodeteiles BC alle "0". Daher braucht der Start-Kodewort-Befehlssignal SSc nicht der Block-

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Kodewort-Lieferschaltung 33 zugeführt zu werden. Wie sich aus Tabelle I ergibt, kann das Startkodezeichen SC von den Tastenkodewörtern KC, die einen entdeckten betätigten Tastenschalter kennzeichnen, unterschieden werden.

Das Start-Kodezeichen-Befehlssignal SSc wird in im wesentlichen regelmäßigen Abständen jedesmal dann erzeugt, wenn der Zählerstand eines (nicht dargestellten) Steuerzählers in der Operations-Steuerschaltung 40 einen bestimmten Wert erreicht hat. Der Steuerzähler zählt einen niederfrequenten Impulstakt mit einer Impulsperiode von 200 μβ bis 1ms und das Start-Kodewort-Befehlssignal SSc wird jedesmal dann synchron mit dem Bereitschaftsmodus erzeugt, wenn der Zähler acht Impulse dieses Taktes gezählt hat. Dieses Start-Kodewort-Befehlssignal SSc dauert eine Periode des Impulstaktes φ (d.h. 24 με). Daher wird das Signal SSc in im wesentlichen regelmäßigen Intervallen von 2 ms bis 8 ms erzeugt. Das Start-Kodezeichen SC erscheint an der Zuführungsleitung für das Tastenkodewort KC als Antwort auf das Signal SSc und wird der Abtast- und Halteschaltung 1 zugeführt. Dieses Startkodezeichen SC wird in dem Kanalprocessor 102 für die Austast-Erkennung verwandt (für die Erkennung des Loslassens einer Taste).

Der Kanalprocessor (die Tonerzeugungs-Zuordnungsschaltung) 102 dient zur Zuordnung eines gedrückten Tastenschalters zu einem der Kanäle. Die Anzahl der Kanäle entspricht der Anzahl der gleichzeitig entsprechend den betätigten Tastenschaltern zu erzeugenden Töne. Die Zuordnungsbedingungen sind:

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(A) Es existiert ein Kanal (ein leerer Kanal), dem noch keine Tonerzeugung zugeordnet ist; und

(B) derselbe Ton soll nicht mehreren Kanälen zugeordnet werden.

Eine Tastenkodewort-Speicherschaltung 2 in dem Kanalprocessor 102 weist Speicherstellen auf, deren Anzahl der Anzahl der Kanäle entspricht, sowie an ihrer Eingangsseite eine Torschaltung. Die Speicherschaltung kann als zirkulierendes Schieberegister ausgebildet sein. Wenn die Anzahl der Kanäle 12 beträgt und das Tastenkodewort KC aus 9 Bits besteht, wird ein Schieberegister mit 12 Speicherstellen verwandt, wobei jede Speicherstelle eine Kapazität von 9 Bit hat. Das Schieberegister kann damit als zwölfstufiges 9-Bit-Schieberegister bezeichnet werden. Ein Tastenkodewort, das in der jeweiligen Speicherstelle gespeichert ist, wird von dem Master-Taktimpuls φ. (Fig. 2(a)) weitergeschoben und von der letzten Stufe des Schieberegisters ausgegeben, um anschließend auf die Eingangsseite zurückgeführt zu werden. Das Intervall der Erzeugung des Master-Taktimpulses <zL beträgt 1 μΞ und wird nachfolgend als "Kanalzeit" bezeichnet. Es sei angenommen, daß die Zahl der Kanäle 12 beträgt. Dann entsprechen die Zeitfenster mit einer Zeitbreite von 1 μΞ, die durch den Master-Taktimpuls φ_Λ abgeteilt werden, dem ersten bis zwölften Kanal. Wie Fig. 2(b) zeigt, werden die jeweiligen Zeitfenster als erster Kanal, zweiter Kanal ... zwölfter Kanal bezeichnet. Die jeweiligen Kanalzeiten erscheinen zyklisch und daher erzeugt der Tasten-Kodewort speicher 2 die gespeicherten Tastenkodewörter KC* für die den jeweiligen Kanälen zugeordneten Tastenschalter

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im time-sharing-Betrieb synchron mit den jeweiligen Kanalzeiten.

Der Impulstakt φ , der die Operationszeit Tp für einen

Einzel-Zuordnungsvorgang bildet, wird in der ersten Kanalzeit erzeugt, wenn jede Kanalzeit zweimal umgelaufen ist (Fig. 2 (c)). Die Operationszeit Tp für eine Einzelzuordnung wird in eine erste Zirkulationsperxode Tp.. und eine zweite Zirkulationsperxode Tp- unterteilt. Die erste Periode Tp. wird durch einen Impuls Y_1-12 ^be~ zeichnet, wie Fig. 2(e) zeigt, und die zweite Periode Tpp wird durch einen Impuls Y^-._„. bezeichnet, wie Fig. 2(f) zeigt. Am Ende der Operationszeit Tp, nämlich im zwölften Kanal der zweiten Periode Tp₂ wird ein Impuls Y„. erzeugt, der in Fig. 2(g) dargestellt ist.

Eine Tasten-Kodewort-Vergleichsschaltung 3 vergleicht das von dem Tastenkodierer 101 gelieferte Tastenkodewort KC mit dem gespeicherten Tastenkodewort KC*, das von der Tastenkodewort-Speicherschaltung 2 geliefert wird. Der Vergleicher liefert das Vergleichsergebnis COM entsprechend der Koinzidenz oder Nicht-Koinzidenz zwischen den beiden Eingangssignalen. Das Tastenkodewort KC wird von der Abtast- und Halteschaltung 1 ohne Veränderung während der Einzelzuordnungs-Operationszeit Tp geliefert. In der Zwischenzeit zirkulieren die Inhalte der gespeicherten Tastenkodewörter KC,die dem ersten bis zwölften Kanal zugeordnet sind, zweimal während dieser Zeit Tp. Der Vergleich mit den Inhalten der jeweils gespeicherten Tastenkodewörter KC* wird daher in der zweiten Periode Tp₁ beendet. Die oben beschriebene Bedingung (B) für die Zuordnung wird durch diesen Vergleich erkannt. Das Ver-

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gleichsergebnis COM ist "1", wenn Koinzidenz vorhanden ist, und "0", wenn keine Koinzidenz vorhanden ist.

Die Vergleichsergebnis-Speicherschaltung 4 speichert das Vergleichsergebnis COM und hält dieses während der zweiten Periode Tp- fest, bis sie durch den Impuls Y₂₄ (Fig. 2) rückgesetzt wird. Einem Inverter 51 einer Generatorschaltung 5 für Setz- und Rücksetzsignale wird ein Vergleichsergebnis-Registersignal REG zugeführt und nach Invertierung durch den Inverter 51 an das UND-Tor 52 abgegeben.

Die Generatorschaltung 5 für Setz- und Rücksetzsignale erzeugt ein Setzsignal S und ein Rücksetzsignal C, wenn die oben beschriebenen Zuordnungsbedingungen (A) und (B) beide erfüllt sind. Das Setzsignal S und das Rücksetzsignal C werden dem Eingangstor des Tastenkodewort-Speichers 2 zur Steuerung der Torschaltung in der Weise zugeführt, daß das Eingangs-Tastenkodewort KC von der Abtast- und Halteschaltung 1 in der Schaltung 2 gespeichert wird. Die obige Bedingung (A) kann erkannt werden, indem das Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein des in der Speicherschaltung 2 gespeicherten Tastenkodewortes KC* erkannt wird. Im einzelnen wird das Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein des in jeder Kanalzeit von dem Tastenkodewort-Speicher 2 erzeugten Tastenkodewortes KC* von einem ODER-Tor 25 überwacht, um zu erkennen, ob das Tastenkodewort gespeichert ist oder nicht. Da eines der Bits K-, K₁ des Tastenkodewortes "1" ist, wie man aus der Tabelle I ersieht, werden die Signale der Bits K₂, K₁ der ODER-Schaltung zugeführt. In einer Kanalzeit, in der das gespeicherte Tastenkodewort KC* vorhanden ist,

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ist das Ausgangssignal AS der ODER-Schaltung 25 ein "1"-Signal, das angibt, daß die Tonerzeugung dem Kanal zugeorndet worden ist. In einer Kanalzeit, in der das gespeicherte Tastenkodewort KC* nicht vorhanden ist, ist das Ausgangssignal AS "0", was angibt, daß ein leerer Kanal vorhanden ist. Die Tatsache, daß das Signal AS "0" ist, bedeutet, daß die obige Bedingung (A) erfüllt ist. Dieses Signal AS wird von dem Inverter 53 der Generatorschaltung für Setz- und Rücksetzsignale invertiert und danach dem UND-Tor 52 zugeführt.

Dieses Ausgangssignal AS kann ferner in einer Hüllkurven-Generatorschaltung 103, die später noch erläutert wird, als Eintastsignal AS benutzt werden, das einen Kanal anzeigt, in dem ein Ton erzeugt werden soll (d.h. das Drücken einer Taste angibt).

Die Kodewort-Erkennungsschaltung 6 überwacht den Inhalt des von der Abtast- und. Halteschaltung 1 festgehaltenen Kodezeichens und erzeugt ein Tastenkodewort-Erkennungssignal KD, wenn der von der Schaltung 1 gelieferte Inhalt ein Tastenkodewort KC ist, wogegen es ein Austast-Prüfsignal X erzeugt, wenn der von der Schaltung 1 gelieferte Inhalt das Startkodezeichen SC ist. Da mindestens eines der Bits K₂, K₁ des Tastenkodewortes KC "1" ist, werden diese Bits dem ODER-Tor 27 zugeführt und das Ausgangssignal "1" dieses ODER-Tores wird als Tastenkodewort-Erkennungssignal KD benutzt. Da ferner die Bits N-, N₃, N₂, N. des Startkodezeichens SC sämtlich "1" sind, kann der Zustand, daß diese Signale "1" sind, von einem UND-Tor 28 erkannt werden, dessen Ausgangssignal von einem UND-Tor 2 9 nur während des Anliegens des Impulses

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^Y13-24 (^F:*·?· ²^ ausgewertet wird, so daß das Austast-Prüfsignal X nur während der zweiten Periode Tp₂ erzeugt wird. Wenn das oben beschriebene regelmäßige ■Startkodezeichen SG von dem Tastenkodierer 101 nicht erzeugt wird, kann das Austast-Prüfsignal X von der Kodezeichen-Erkennungsschaltung 6 allein entsprechend einem geeigneten niederfrequenten Takt erkannt werden.

Wenn eine neue Taste an der Tastatur gedrückt worden ist, wird der Tastenschalter für die Taste betätigt (d.h. es erfolgt eine Eintastung) und das den Tastenschalter kennzeichnende Tastenkodewort KC wird von dem Tastenkodierer 101 dem Kanalprocessor 102 zugeführt. Dieses Tastenkodewort KC ist in dem Tastenkodewortspeicher 2 noch nicht gespeichert, so daß das Ausgangssignal COM der Vergleichsschaltung 3 während der zweiten Periode Tp₁ ein "O"-Signal ist (Fig. 2). Das Ausgangssignal REG der Vergleichsergebnis-Speicherschaltung 4 ist daher während der zweiten Periode Tp₂ ein "0"-Signal. Dieses Signal REG wird in ein "1"-Signal invertiert und danach dem UND-Tor 52 zugeführt. Zu dieser Zeit wird das Tastenkodewort-Erkennungssignal KD von dem ODER-Tor 27 dem UND-Tor 52 zugeführt. Außerdem wird diesem UND-Tor 52 der die zweite Periode kennzeichnende Impuls ^i2-24 ^zug^eruhrt. Das UND-Tor 52 schaltet daher durch, wenn das Signal AS in der zweiten Periode Tp- "0" wird. Im einzelnen wird das Signal AS in der frühesten Kanalzeit eines leeren Kanales in der zweiten Periode Tp₂ (in der Reihenfolge vom ersten bis zwölften Kanal) "0", und das invertierte Signal AS wird "1",so daß das UND-Tor 52 durchgeschaltet wird und in der betreffenden Kanalzeit ein "1"-Signal erzeugt. Dieses "!"-Signal bildet das Setzsignal S und auch das Rücksetz-

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signal C über ein ODER-Tor 54. Wenn das Setzsignal S erzeugt wird, wird der Speicherinhalt in dem Vergleichsergebnisspeicher 4 zwangsweise auf "1" gesetzt. Als Ergebnis wird das Signal REG "1" und sein invertiertes Signal wird "0", so daß das UND-Tor 52 gesperrt wird. Infolge dieser Anordnung wird das Setzsignal S nur in einer einzigen Kanalzeit erzeugt, selbst wenn mehrere leere Kanäle zur Verfügung stehen-.

Das Setzsignal S veranlaßt, daß das Tastenkodewort KC, das in der Abtast- und Halteschaltung 1 des Tastenkodierers 101 festgehalten wird, in der betreffenden Kanalzeit, in der das Setzsignal S erzeugt worden ist, dem betreffenden Kanal zugeführt wird (d.h. das in der Schaltung 2 gespeicherte Tastenkodewort). Wenn die neue Zuordnung durch das Setzsignal veranlaßt worden ist, wird der in dem Kanal gespeicherte Inhalt von dem Eingangs-Tastenkodewort KC neugeschrieben. Die aus der letzten Stufe bzw. der Ausgangsstufe rückgekoppelten Daten (KC*) werden an dem Eingangstor der Speicherschaltung 2 durch das Rücksetzsignal C blockiert und das Eingangs-Tastenkodewort KC wird von dem Setzsignal S in der ersten Stelle der Speicherschaltung (des Schieberegisters) geschrieben. Das gespeicherte Tastenkodewort KC* wird von dem Takt φ. nacheinander weitergeschoben und von der letzten Stufe ausgegeben und ebenfalls 12 μΞ später auf die Eingangsseite zurückgekoppelt. Da das Rücksetzsignal C zu diesem Zeitpunkt bereits "0" geworden ist, werden die rückgekoppelten Daten (KC*) in die erste Speicherposition des Schieberegisters eingegeben. Auf diese Weise wird das gespeicherte Tastenkodewort KC* zyklisch festgehalten . und ebenfalls im time-sharing-Betrieb ausgegeben. Die

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gleichwertigen Bits K~, K₁ des ausgegebenen Tastenkodewortes KC* werden dem Dekodierer 26 zugeführt, in dem sie dekodiert werden, so daß an der Ausgangsseite, die der betreffenden Tastaturart entspricht, ein Ausgangssignal entsteht. Wenn die Bits K₂, K₁ "01" sind, wird das Signal UE für die obere Tastatur erzeugt. Wenn die Bits K₂, K₁ "10" sind, wird das Signal LE für die untere Tastatur erzeugt. Wenn die Bits K₂, K₁ "11" sind, wird das Signal PE für die Pedaltastatur erzeugt. Diese Tastatursignale werden zur Steuerung der Musiktöne nach Tastaturen getrennt, in einer Schaltung zur Erzeugung der Musiktöne und in dem Hüllkurvengenerator 103 verwandt.

Die Speicherschaltung 7 zur vorübergehenden Speicherung der Eintastsignale enthält ein zwölfstufiges Ein-Bit-Schieberegister 55, dessen Stufen den jeweiligen Kanälen entsprechen. Indem das Tastenkodewort gespeichert wird, speichert die Speicherschaltung 7 vorübergehend den Kanal, dem die Tonerzeugung zugeordnet ist (d.h. das Eintasten) , nur während der regulären Erzeugungsperiode des Startkodezeichens SC, wenn eine Taste gedrückt worden ist, und das Setzsignal S zur Speicherung des Tastenkodewortes KC, das der gedrückten Taste entspricht, wird von dem UND-Tor 52 erzeugt. Das Setzsignal S wird über das ODER-Tor 56 dem Schieberegister 55 zugeführt, so daß ein "1"-Signal in dem entsprechenden Kanal gespeichert wird. Dieses Signal wird um 12 με durch den Takt φ^ verzögert und aus der letzten Stufe des Schieberegisters 55 in der betreffenden Kanalzeit ausgegeben. Dieses Ausgangssignal wird dem UND-Tor 57 zugeführt und auf die Eingangsseite des Schieberegisters 55 über ein ODER-Tor 56 rückgekoppelt. Das UND-Tor 57 empfängt ferner ein Signal X,

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das durch Invertierung des Austast-Prüfsignales durch den Inverter 58 entstanden ist. Normalerweise (wenn das Tastenkodewort KC erzeugt wird) ist das Ausgangssignal des Inverters 58 "1", so daß der Inhalt des Schieberegisters 55 gehalten wird. Wenn das Austast-Prüfsignal X erzeugt worden ist, wird das UND-Tor 57 gesperrt und alle Inhalte, die in den Kanälen des Schieberegisters

55 gespeichert sind, werden rückgesetzt. Dies geschieht, weil das Austast-Prüfsignal X in der zweiten Periode Tp₂ erzeugt wird. Auf die oben beschriebene Weise wird das in der Speicherschaltung 7 gespeicherte Signal regelmäßig durch das Signal X rückgesetzt.

Wenn die Taste kontinuierlich gedrückt wird, wird das Tastenkodewort für die Taste viele Male von dem Tastenkodierer 101 erzeugt, so daß das Tastenkodewort KC, das mit dem bereits in der Tastenkodewort-Speicherschaltung 2 gespeicherten Tastenkodewort KC* identisch ist, in der Abtast- und Halteschaltung 1 gehalten wird. Wenn das Tastenkodewort KC vom Tastenkodierer 101, das in der Abtast- und Halteschaltung 1 gehalten worden ist, mit einem gespeicherten Tastenkodewort KC* eines bestimmten Kanals übereinstimmt, wird das Vergleichsergebnissignal COM für diesen Signal "1". Dieses Signal COM (= "1") wird dem Schieberegister 55 über das ODER-Tor

56 der Speicherschaltung 7 zugeführt und setzt den Speicherinhalt dieses Kanals, der von dem Austast-Prüfsignal X schon einmal rückgesetzt worden ist, von neuem.

Wenn das nächste Austast-Prüfsignal X erzeugt wird, ist demnach ein "1"-Signal in dem betreffenden Kanal des Schieberegisters 55 gespeichert worden. Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß selbst wenn der in der

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Speicherschaltung 7 gespeicherte Inhalt einmal von dem Austast-Prüfsignal X rückgesetzt worden ist, ein "1"-Signal wieder in dem betreffenden Kanal durch Erzeugung eines nächsten Signals X erzeugt wird, solange die Taste gedrückt gehalten wird.

Das Ausgangssignal des Schieberegisters 55 wird einem Austast-Erkennungsspeicher 8 zugeführt, in welchem es über einen Inverter 59 an ein UND-Tor 60 gelegt wird. Die Erkennung der Austastbedingung erfolgt in der Zeit, in der das Austast-Erkennungssignal erzeugt wird. Anders ausgedrückt: die Austasterkennung erfolgt in im wesentlichen regelmäßigen Abständen im Einklang mit der regelmäßigen Erzeugung des Start-Kodezeichens SC.

Die Bedingungen für die Austastung sind:

(I) Das Tastenkodewort KC* des Tastenschalters ist bereits

zugeordnet (d.h. das Eintastsignal AS = 1); jedoch (II) das Tastenkodewort ist nicht in dem betreffenden Kanal der Speicherschaltung 7 gespeichert (d.h. das Ausgangssignal des Schieberegisters 55 ist "0"); und (III) die obigen Bedingungen (I) und (II) sind erfüllt, wenn das Austast-Prüfsignal X erzeugt wird (d.h. das Signal X=D.

Die Erkennung der obigen Bedingungen (I), (II) und (III) erfolgt durch ein UND-Tor 60 des Austast-Erkennungsspeichers 8.

Wenn die gedrückte Taste freigegeben worden ist, wird das Tastenkodewort KC, das die Taste repräsentiert, nicht länger von dem Tastenkodierer 101 erzeugt. Daher wird

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ein Vergleichsergebnis, das die Koinzidenz des Tastenkodewortes anzeigt (d.h. COM = 1) von der Vergleichsschaltung 3 in derjenigen Kanalzeit, der das gespeicherte Tastenkodewort KC* zugeordnet ist, nicht erzeugt. Das Eintast-Speichersignal des betreffenden Kanals wird daher in dem Eintast-Speicher 7 während der Zeitspanne nachdem der Speicherinhalt der Speicherschaltung 7 durch das Austast-Prüfsignal X rückgesetzt wird, bis zur Erzeugung eines nächsten Austast-Prüfsignals X nicht gesetzt. Wenn daher das Austast-Prüfsignal X erzeugt wird, ist das von dem Schieberegister 55 in der Kanalzeit der das Tastenkodewort KC* der freigegebenen Taste zugeordnet ist "0". Dieses "O"-Signal wird von einem Inverter 59 invertiert und danach dem UND-Tor 60 zugeführt. Zu dieser Zeit empfängt das UND-Tor 60 auch das Austast-Prüfsignal X, das die Austast-Erkennungsoperation (während der zweiten Periode Tp₂) veranlaßt und das Eintastsignal AS, das anzeigt, daß die Tonerzeugung dem betreffenden Kanal zugeordnet wurde. Das UND-Tor 60 schaltet daher in derjenigen Kanalzeit durch, in der die Taste freigegeben worden ist und erzeugt in dieser Kanalzeit ein "1"-Signal. Dieses "1"-Signal wird über das ODER-Tor 61 in das Schieberegister 62 eingespeichert. Auf diese Weise wird die Austastung endeckt und das Austastsignal wird gespeichert.

Das Schieberegister 62 hat dieselbe Konstruktion wie das Schieberegister 55 und das Ausgangssignal seiner letzten Stufe wird in dem Hüllkurvengenerator 103 als Austastsignal DS verwandt. Das Austastsignal DS gibt, wenn es "1" ist, an, daß die dem betreffenden Kanal zugeordnete Taste freigegeben wurde und veranlaßt, daß für

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τ 2, I —

den betreffenden Ton die Abklingphase eingeleitet wird. Der Ausgang des Schieberegisters 62 wird zum Eingang desselben über das UND-Tor 63 und das ODER-Tor 61 rückgekoppelt und in dem Schieberegister 62 gehalten. Da das UND-Tor 63 von dem Rücksetzsignal C vom ODER-Tor gesperrt ist, wird der Austast-Speicherinhalt in dem Schieberegister 62 in demjenigen Kanal gelöscht, in dem das Rücksetzsignal C erzeugt wurde.

Das Setzsignal S, das zusammen mit dem Rücksetzsignal C erzeugt wird, wird dazu benutzt, den Inhalt der Speicherschaltung neuzuschreiben, wogegen das Rücksetzsignal C zum Löschen des Inhalts des Speichers 2 benutzt wird. Wenn die Tonerzeugung in dem Kanal beendet worden ist (d.h. wenn das Abklingen des Tones beendet ist) wird von dem Hüllkurvenerzeuger 103 ein Abklingende-Signal DF erzeugt. Dieses Signal DF wird dem ODER-Tor 54 des Kanalprocessors 102 zugeführt, das daraufhin das Rücksetzsignal C erzeugt. Dieses kann daher auch ohne das Setzsignal S erzeugt werden. Das gespeicherte Tastenkodewort KC* oder das Austast-Signal DS wird von diesem Rücksetzsignal C gelöscht und der Kanal wird leer. Das Rücksetzsignal C wird ferner einem 12-Bit-Schieberegister 64 zugeführt und nach einer Verzögerung um 12 με in der nachfolgenden Schaltung weiterverarbeitet.

Die obige Beschreibung der Konstruktion des Tastenkodierers als Erkennungsschaltung 101 für Tastaturen und gedrückte Tasten und des Kanalsprocessors als Tonerzeugungs-Zuordnungsschaltung 102 erfolgte anhand von Beispielen. Diese Schaltungen können auch auf andere Weise realisiert werden.

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Die Signale KC*, UE, LE, PE, AS, DS und CC, die von der Tonerzeugungs-Zuordnungsschaltung (dem Kanalprocessor) 102 erzeugt werden, sind alle Zeit-Multiplex-Signale, die synchron mit den jeweiligen Kanalzeiten erzeugt werden. Ein Kanal, zu dem bestimmte Daten gehören, kann daher durch die Kanalzeit (Fig. 2(b)) identifiziert werden, in der die Daten anstehen.

Erzeugung des Anhall-Wiederholungseffektes Fig. 4 zeigt den Hüllkurvengenerator 103 im Detail. Die Schaltung 103 erzeugt ein Hüllkurvensignal EV, das zur chronologischen Steuerung der Amplitude eines Musiktones vom Beginn bis zum Ende seiner Erzeugung benutzt wird.

Ein Hüllkurvenspeicher-Auslesesteuerzähler 71 enthält einen sechsstelligen Addierer 72 und ein zwölfstufiges Schieberegister 73 zu je 6 Bit. Das Ergebnis der Zählung durch den Zähler 72 in bezug auf die jeweiligen Kanäle wird von dem Schieberegister 73 festgehalten und das Ausgangssignal des Schieberegisters 73 wird auf den Addierer 72 rückgekoppelt, um zu den an einer Leitung erscheinenden Zählimpulsen hinzuaddiert zu werden. Hierdurch erfolgt eine Kumulativzählung für die jeweiligen Kanäle im time-sharing-Betrieb.

Das Ausgangssignal des Zählers 71 wird einem Hüllkurvenspeicher 75 zugeführt, der die Amplitudenwerte einer Hüllkurvenform, die in Adressen, welche den Zählwerten entsprechen, gespeichert ist, nacheinander ausgelesen. Eine Schlag-Hüllkurvenform, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, besteht aus einer Anhallphase und einer der Anhall-

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phase folgenden Abklingphase. Sie wird in 64 Abtastpunkte unterteilt und die Amplitudenwerte- an diesen Abtastpunkten sind an den jeweiligen Adressen, die von 0 bis 63 laufen, gespeichert. Wenn das Ausgangssignal des Zählers 71 von 0 auf 63 gewechselt hat, ist eine Hüllkurvenform aus dem Hüllkurvenspeicher 75 ausgelesen worden. Im folgenden wird der Zählvorgang anhand des ersten Kanals für den Fall beschrieben, daß der Zählerstand für den ersten Kanal 0 ist.

Wenn eine bestimmte Taste gedrückt wurde und die Tonerzeugung dieser Taste dem ersten Kanal zugeordnet worden ist, dann wird das Eintastsignal AS von der Tonerzeugungs-Zuordnungsschaltung 102 in der ersten Kanalzeit erzeugt. Dieses Eintastsignal AS wird einem UND-Tor 76 in dem Hüllkurvengenerator 103 zugeführt. Das Eintastsignal AS in der ersten Kanalzeit ist in Fig. 6(a) dargestellt. In dieser Zeit wird das Austastsignal DS nicht erzeugt, d.h. es ist ein "O"-Signal (Fig. 6(b)). Daher wird dem UND-Tor 78 über einen INverter 77 ein "1"-Signal zugeführt und das UND-Tor 78 wählt ein Signal von dem ODER-Tor 79 aus. Das ausgewählte Signal wird über ein ODER-Tor 80 dem UND-Tor 76 zugeführt. UND-Tore 81, 82, 83, denen einzeln das Signal UE für das obere Manual, das Signal LE für das untere Manual und das Signal PE für die Pedaltastatur von der Schaltung 102 zugeführt werden und das ODER-Tor 79 bilden eine Taktauswahlschaltung. Das UND-Tor 81 wählt einen Impulstakt Ucp für das obere Manual auf das Signal UE hin aus. Das UND-Tor 82 wählt auf das Signal LE hin einen Impulstakt Lcp aus und das UND-Tor 83 wählt auf das Signal PE hin einen Impulstakt Pep für die Pedaltastatur aus. Diese Impuls-

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takte Ucp, Lcp und Pep werden von geeigneten Taktgeneratoren außerhalb des Hüllkurvengenerators 103 erzeugt und die Frequenzen dieser Impulstakte können wahlweise verstellt werden. Wenn die dem ersten Kanal zugeordnete Taste dem oberen Manual angehört, wird der Impulstakt ücp von dem UND-Tor 81 ausgewählt und von dem ODER-Tor 79 abgegeben. Auf diese Weise wird der Impulstakt für eine bestimmte Tastatur dem UND-Tor 76 zugeführt und das Ausgangssignal des UND-Tores 76 wird über eine Leitung 74 an den Addierer 72 gelegt, um von diesem als Zählimpulsfolge hochgezählt zu werden.

Dieser Zählimpuls wird von dem Zähler 71 kumulativ addiert, so daß das"Ausgangssignal des Schieberegisters 73 in der ersten Kanalzeit gemäß Fig. 6{σ) ansteigt. Entsprechend dem Ansteigen des Zählwertes werden die Adressen der in dem Hüllkurvenzähler 75 aufzurufenden Abtastpunkte erhöht, so daß die Amplitudenwerte an den jeweiligen Abtastpunkten der Hüllkurvenform nacheinander gemäß Fig. 6(d) aufgerufen werden. Die Amplituden an den jeweiligen, von dem Speicher 75 ausgelesenen Abtastpunkten werden von dem Hüllkurvengenerator 103 als Hüllkurvensignal EV erzeugt. Wenn der Zählwert des Zählers 71 den Maximalwert von 63 erreicht hat, ist das Auslesen eines Zyklus der in dem Hüllkurvenspeicher 75 gespeicherten Hüllkurvenform beendet. Da die Zahl 63 in Dezimalschreibweise der Zähl "111111" in Binärschreibweise gleichwertig ist, werden die Ausganssignale aller Bits des Schieberegisters 73 dem UND-Tor 84 zugeführt, um die Beendigung des Auslesens eines Zyklus der Hüllkurvenform zu erkennen.

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Nach der Erfindung wird die Tonerzeugung nicht nach Beendigung des Auslesens eines Zyklus der Hüllkurvenform beendet, sondern die Hüllkurvenform wird wiederholt ausgelesen. Das Abklingende-Signal DF, das die Beendigung der Tonerzeugung anzeigt, wird nicht unmittelbar erzeugt, sondern der Zählimpulstakt wird dem Zähler 71 über die Leitung 74 kontinuierlich zugeführt. Der Inhalt des Zählers 71, der den Maximalwert angenommen hat, fließt nun über und kehrt nach 0 zurück, wodurch wieder begonnen wird, von 0 an zu zählen. Der Ausgangswert des Zählers 71 wiederholt nun die Zählung von 0 bis 63. Entsprechend der wiederholten Zählung erzeugt der Hüllkurvenspeicher 75 dieselbe Hüllkurvenform (Fig. 6(d)) wiederholt. Jedesmal, wenn der Zählwert 63 erreicht hat, wird das Ausgangssignal DF' (Fig. 6(e)) des UND-Tores 84 "1", aber das Abklingende-Signal DF wird nicht erzeugt. Der Grund ist, daß das Signal DF¹ von dem UND-Tor 85 nicht durchgelassen wird.

Das Tor 85 empfängt ferner das Ausgangssignal DS. Während die Taste gedrückt ist, ist das Austastsignal DS "0", so daß das Signal DF¹ unterdrückt und kein Abklingende-Signal DF erzeugt wird. Es sei nun angenommen, daß die Taste zum Zeitpunkt t₁ in Fig. 6 losgelassen wird und daß zu diesem Zeitpunkt das Austastsignal DS erzeugt wird. Der Zähler 71 führt zunächst noch die Zählung durch (Fig. 6(c)), so daß das Signal DF¹ noch nicht erzeugt worden ist. Das UND-Tor 78 wird jedoch gesperrt, wogegen das UND-Tor 86 geöffnet wird, um einen Hochgeschwindigkeits-Impulstakt HC über das ODER-Tor 80 und das UND-Tor 76 an Leitung 74 zu legen. Der Zähler 71 wird mit diesem Hochgeschwindigkeits-Impulstakt HC be-

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aufschlagt, um die Zählung durchzuführen, so daß der Zählerstand nunmehr während einer Periode THC gemäß Fig. 6(c) steil ansteigt. Da der Zählerstand steil ansteigt, erhöht sich die Auslesegeschwindigkeit der Hüllkurvenform aus dem Hüllkurvenspeicher 75, wodurch die Hüllkurvenform schneller abklingt. Auf diese Weise wird die Einzelerzeugung des Tones beendet.

Wenn der Zählwert im Zähler 71 den Wert 63 zu einem Zeitpunkt t„ erreicht, d.h. wenn das schnelle Abklingen der Hüllkurvenform beendet ist, wird das Ausgangssignal DF¹ des UND-Tores 84 "1". Da das Austastsignal DS zu dieser Zeit ein "1"-Signal ist, wird das "1"-Signal am Ausgang des UND-Tores 85 dem ODER-Tor 87 zugeführt und das Ausgangssignal "1" des ODER-Tores 87 wird der Tonerzeugungs-Zuordnungsschaltung 102 (Fig. 6(f)) zugeführt. Nach Erkennung der Beendigung der Tonerzeugung durch das Abklingehde-Signal DF wird das Zählerlöschsignal CC von der Zuordnungsschaltung 102 in der betreffenden Kanalzeit (Fig. 6(g)) erzeugt. Dieses Zählerlöschsignal CC wird dem Zähler 71 zugeführt, indem es durch einen Inverter 88 zu einem"0"-Signal invertiert wird und somit die UND-Torgruppe 89 sperrt. Hierdurch wird bewirkt, daß das Schieberegister 73 in seiner ersten Speicherstelle eine "0" speichert, wodurch der Zählerstand für den betreffenden Kanal gelöscht wird. Die Auswahl, ob ein Anhall-Wiederholungseffekt durch Betätigung von Schaltern durchgeführt werden soll oder nicht, erfolgt in einer Anhall-Wiederholungs-Auswahlschaltung 90. Bei dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Anhall-Wiederholungseffekt nach Tastaturen getrennt ausgeführt werden. Am Schalter 91 wird der Anhall-Wiederholungs-

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effekt für das obere Manual, am Schalter 92 für das untere Manual und am Schalter 93 für die Pedaltastatur eingestellt. Der Anhall-Wiederholungseffekt wird für die entsprechende Tastatur erzeugt, wenn einer dieser Schalter geschlossen wird. Diese Schalter 91 bis 93 sind jeweils mit UND-Toren 94_f 95 und 96 verbunden, die ferner die Tastatursignale UE, LE bzw. PE erhalten.

Es sei beispielsweise angenommen, daß der Schalter 91 für das obere Manual geschlossen ist, während die anderen Schalter 92 und 93 geöffnet sind, und daß eine Taste, die einem bestimmten Kanal (z.B. dem zweiten Kanal) zugeordnet ist, dem oberen Manual angehört, während eine Taste, die einem anderen Kanal (z.B. dem dritten Kanal) zugeordnet ist, dem unteren Manual angehört. In der dritten Kanalzeit wird das Signal LE für das untere Manual erzeugt und dem UND-Tor 95 zugeführt. Da der Schalter 92 geöffnet ist, wird die entsprechende Eingangsleitung des Tores 95 über den Widerstand 98 "hochgezogen" und am Ausgang des UND-Tores 95 entsteht ein "1"-Signal, das wiederum über ein ODER-Tor 97 das UND-Tor 99 vorbereitet. Wenn das Ausgangssignal DF¹ des UND-Tores 84 zum ersten Mal "1" wird, wird auch das Ausgangssignal des UND-Tores 99 "1", so daß über das ODER-Tor 87 das Abklingende-Signal DF erzeugt wird. Daher wird in dem dritten Kanal nur eine einzige Hüllkurvenform erzeugt und der Anhall-Wiederholungseffekt wird nicht erzeugt. Umgekehrt wird in der zweiten Kanalzeit das Signal UE, das das obere Manual kennzeichnet, erzeugt und dem UND-Tor 94 zugeführt. Da der Schalter 91 zu dieser Zeit geschlossen ist und ein "O"-Signal an das UND-Tor 94 gelegt wird, wird das Ausgangs-"0"-Signal des UND-Tores

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dem UND-Tor 99 zugeleitet. Das Signal DF¹ wird daher durch das UND-Tor 99 unterdrückt. Der Zählvorgang in dem Zähler 71 wird wiederholt und dieselbe Hüllkurvenform wird wiederholt aus dem Hüllkurvenspeicher 75 ausgelesen.

Das Hüllkurvensignal EV_f das aus dem Hüllkurvenspeicher 75 ausgelesen wird, wird zur Amplitudensteuerung des von dem Musikton-Wellenformspeichers 106 (Fig. 1) erzeugten Musiktones verwandt.

Erzeugung einer Musikton-Wellenform

Entsprechend dem von der Tonerzeugungs-Zuordnungsschaltung 102 gelieferten Tastenkodewort KC, das die gedrückte Taste repräsentiert, wird eine numerische Frequenzzahl, die der Frequenz des Musiktones der gedrückten Taste entspricht, welche durch das Tastenkodewort KC* angegeben wird, aus einem Frequenzinformationsspeicher 104 (Fig. 1) ausgelesen.

Der Frequenzzahlspeicher 104, in dem zahlreiche Frequenzzahlen entsprechend den jeweiligen Tasten vorgespeichert sind, ist als geeignete Speichervorrichtung, beispielsweise als Festwertspeicher, ausgebildet. Wenn ein bestimmtes Tastenkodewort KC an den Speicher 104 angelegt wird, erzeugt dieser eine dem Tastenkodewort entsprechende Frequenzzahl F. Die Augenblicksamplitudenwerte an den Abtastpunkten der Musiktonwellenform werden in regelmäßigen Zeitintervallen durch die Adressensignale, die man durch kumulative Addierung der Frequenzzahl F in regelmäßigen Zeitintervallen durch den Frequenzzähler erhält, ausgelesen. Die Frequenzzahl F ist daher ein

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numerischer Digitalwert, der der Frequenz des Musiktones der gedrückten Taste proportional ist. Der numerische Wert der Frequenzzahl F wird in Abhängigkeit von der Frequenz des Musiktones bei einer bestimmten Abtastgeschwindigkeit bestimmt. Wenn beispielsweise die Abtastung eines Zyklus der Musikton-Wellenform beendet wird, wenn ein Wert qF_fder durch kumulatives Addieren der Frequenzzahl F in dem Frequenzzähler 105 entsteht, (wobei q = 1,2,3 ...) den Wert 64 in Dezimalschreibweise erreicht hat und diese kumulative Addition alle 12 με durchgeführt wird, in denen alle Kanalzeiten einen Zyklus durchgeführt haben, so wird der Wert der Frequenzzahl F durch die folgende Gleichung bestimmt:

F = 12 χ 64 χ f χ 10~⁶, wobei f die Musiktonfrequenz darstellt.

Der Frequenzzähler 105 kann aus einem Addierer und einem zwölfstufigen (d.h. 12 Speicherpositionen aufweisenden) Schieberegister bestehen, in ähnlicher Weise wie der Hüllkurvenspeicher-Auslese-Steuerzähler 71 (Fig. 4) Der Zähler 105 wird allgemein für die jeweiligen Kanäle im time-sharing-Betrieb in der Weise benutzt, daß die kumulativen Additionen der Frequenzzahl F für die jeweiligen Kanäle im time-sharing durchgeführt werden. Den Wert qF erhält man durch kumulative Addition der Frequenzzahl F in Abhängigkeit von der konstanten Abtastrate (12 με) und die Phase der auszulesenden Musikton-Wellenform eilt in jeder Abtastzeit (12 με) weiter.

In dem Musikton-Wellenformspeicher 106 sind die Amplitu-

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denwerte an den jeweiligen Abtastpunkten der Musikton-Wellenform entsprechend den jeweiligen Speicheradressen vorgespeichert. Der von dem Zähler 105 gelieferte Wert qF bildet den Adressen-Eingangswert zur Bestimmung der in dem Speicher 106 aufzurufenden Adresse. Auf diese Weise werden die Amplitudenwerte an den jeweiligen Abtastpunkten nacheinander entsprechend dem variierenden Wert qR ausgelesen. Die Musikton-Wellenform wird durch diese sukszessive Auslesung der Amplitudenwerte an den Abtaststellen in Realzeit erzeugt.

Als Musikton-Wellenformspeicher können Speicher bekannter Art verwendet werden, die imstande sind, Analogspannungen entsprechend den Amplitudenwerten an den jeweiligen Abtastpunkten einer Wellenform auszulesen, wie es durch die Schaltzustände elektronischer Schalter angefordert wird. Entsprechend diesem Speichertyp wird der Schaltvorgang in Abhängigkeit von einem digitalen Adressen-Eingangssignal ausgeführt und an dem durch das Adressen-Eingangssignal bezeichneten Abtastpunkt wird eine Analogspannung ausgelesen.

Hüllkurvensteuerung des Musiktones

Der Hüllkurvenspeicher 75 (Fig. 4) kann, ebenso wie der oben beschriebene Musikton-Wellenformspeicher 106, in der Weise konstruiert sein, daß "in Abhängigkeit von digitalen Adressen-Eingangssignalen Analogspannungen ausgelesen werden, die den Amplituden an den Abtaststellen der Hüllkurvenform entsprechen. Das von dem Hüllkurvenspeicher 75 ausgelesene Hüllkurvensignal EV (Fig. 6(d)) ist daher eine Analogspannung. Dieses Hüllkurvensignal EV

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wird als Steuer- und Leistungs-Spannung einer Schaltung zur Erzeugung der Analogspannungen für die Abtastpunkt-Amplituden der Musiktonwellenform in dem Musikton-Wellenformspeicher 106 verwandt. Wie schematisch in Fig. 1 dargestellt ist, wird das Hüllkurvensignal EV direkt dem Musikton-Wellenformspeicher 106 zugeführt. Demnach variiert die Leistungsspannung des Abtastpunkt-Analogwertgenerators in dem Speicher 106 entsprechend dem Hüllkurvensignal EV und aus dem Musikton-Wellenformspeicher 106 wird eine Musikton-Wellenform ausgelesen, deren Amplitude von dem Hüllkurvensignal EV gesteuert ist. In der oben beschriebenen Weise wird eine Musikton-Wellenform mit abwechselnd wiederholten Anhall- und Abkling-Phasen erzeugt, d.h. eine Musikton-Wellenform mit Anhall-Wiederholungseffekt (Fig. 6(d)).

Als Musikton-Wellenformspeicher 106 und als Hüllkurvenspeicher 75 können nicht nur die oben beschriebenen Speichertypen verwendet werden, sondern auch digitale Speicher, wie z.B. Festwertspeicher, die die Amplitudenwerte in digitaler Form speichern. In dem zuletzt genannten Falle werden das aus dem Speicher 106 ausgelesene digitale Musiktonwellenformsignal und das aus dem Hüllkurvenspeicher 75 ausgelesene digitale Hüllkurvensignal EV miteinander in einer Wichtungsschaltung 107 (z.B. einem Multiplizierer) multipliziert, wie in Fig. 7 dargestellt, um den Musikton mit einer von dem Anhall-Wiederholungseffekt gekennzeichneten Hüllkurvenform zu versehen. Das Ausgangssignal der Wichtungsschaltung 107 wird von einem Digital/Analog-Umsetzer 108 in einen Analogwert umgesetzt. Wenn ein spannungsgesteuerter Verstärker mit variablem Verstärkungsfaktor als Wichtungsschaltung 107 be-

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nutzt wird, müssen das Hüllkurvensignal EV und das Musikton-Wellenformsignal des Speichers 106 in Form von Analogspannungen erzeugt werden und der Digital/ Analog-Umsetzer 108 kann demnach entfallen.

Der Anhall-Wiederholungseffekt für mehrere Töne Wenn mehrere Tasten nacheinander gedrückt werden und die Töne für diese Tasten einander überlagert werden, entsteht nach der vorliegenden Erfindung ein Musikeffekt, der einem Arpeggio gleicht. Gemäß Fig. 8 werden drei Tasten nacheinander zu den Zeitpunkten t-., t, und t₅ gedrückt. Es sei angenommen, daß die zum Zeitpunkt t-, gedrückte Taste dem ersten Kanal zugeordnet wird. Fig. 8(a) zeigt dann lediglich die erste Kanalzeit. In gleicher Weise sei angenommen, daß die zum Zeitpunkt t. gedrückte Taste dem zweiten Kanal zugeordnet ist, so daß Fig. 8(b) nur die zweite Kanalzeit zeigt. Ferner sei angenommen, daß die zum Zeitpunkt tjgedrückte Taste dem dritten Kanal zugeordnet wird, so daß Fig. 8(c) nur die dritte Kanalzeit zeigt. Wenn die drei Tasten derselben Tastatur angehören oder wenn die Takte ücp, Lcp und Pep für die jeweiligen Tastaturen mit derselben Impulsfrequenz erzeugt werden, ist die zum Auslesen einer Hüllkurvenform benötigte Zeit für alle drei Tasten dieselbe. Der Anhall einer jeden Hüllkurvenform wird wiederholt ausgeführt, wobei die Zeitverschiebungen Dt₁, Dt_ zwischen dem Beginn des Drückens der drei Tasten beibehalten wird. Anders ausgedrückt: der Anhall-Wiederholungseffekt wird von jedem der Töne unter Beibehaltung der Zeitverschiebungen Dt₁ und Dt₂ zwischen den Tönen wiederholt. Hierdurch entsteht durch

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Abstrahlung mehrerer Töne in schneller Folge ein dem Arpeggio gleichender Musikeffekt.

Der oben beschriebene Auslese-Steuerzähler 71 für den Hüllkurvenspeicher kann durch eine andere Schaltung ersetzt werden, die imstande ist, den Aufruf des Hüllkurvenspeichers zu steuern. Beispielsweise kann ein Schieberegister verwendet werden, dessen Anzahl an Schiebestufen gleich der Anzahl der Adressen des Hüllkurvenspeichers 75 ist. In einer einzelnen Stufe dieses Schieberegisters wird ein "1"-Signal gehalten und die Impulse Ucp, Lcp oder Dcp, die von dem Eintastsignal AS ausgewählt worden sind, werden als Schiebesteuertakt verwandt. Wenn ein Anhall-Wiederholungseffekt ausgeführt werden soll, wird ein von der letzten Stufe des Schieberegisters, die der letzten Adresse des Speichers 75 entspricht, geliefertes "1"-Signal auf die erste Stufe rückgekoppelt, so daß das Auslesen der Hüllkurvenform wiederholt wird. Wenn der Anhall-Wiederholungseffekt nicht erwünscht ist, wird verhindert, daß das "1"-Signal von der letzten Stufe zur ersten Stufe des Schieberegisters gelangen kann.

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Claims

Ansprüche

Elektronisches Musikinstrument mit einem Hüllkuven-

speicher, der eine bestimmte Amplituden-Hüllkurvenform gespeichert enthält und einer Auslese-Einrichtung zum Auslesen der Hüllkurvenform einzeln für jeden von mehreren Kanälen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung (71 (Fig. 4)) vorgesehen ist, die die Hüllkurvenform für einen einer gedrückten Taste entsprechenden Kanal während des Drückens der Taste wiederholt erzeugt und ausgibt, und daß die Hüllkurvenform des Musiktones entsprechend der ausgegebenen Hüllkurvenform gesteuert wird.
2. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erkennungsschaltung (84) vorgesehen ist, die bei Beendigung eines Zyklus der Hüllkurvenform anspricht, daß mindestens ein Wählschalter (91, 92, 93) vorgesehen ist, an dem einstellbar ist, ob ein Erkennungssignal von der Erkennungsschaltung (84) an die Musikton-Erzeugungseinrichtung weitergeleitet werden soll, und daß die Amplituden-Hüllkurve des Musiktones durch das Schalten der Wählschalter (91, 92, 93) entsprechend einer Einzel-Hüllkurvenform oder entsprechend nacheinander erzeugten Hüllkurvenformen gesteuert wird.

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