DE2660939C1 - Elektronisches Musikinstrument - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Musikinstrument mit einem im time-sharing betriebenen Tongenerator zur Erzeugung von Musiktönen in Abhängigkeit von Tastenwörtern, die in den kanalbezogenen Zeitfento stern der jeweiligen Zyklusperioden des time-sharing-Betriebes auftreten, einem die Tastenwörter erzeugenden Tastenkodierer und einem Tastenwortspeicher zur Speicherung der die zu erzeugenden Töne bezeichnenden Tastenwörter in Kanälen, die den Zeitfenstern entsprechen, und zur repetierenden Ausgabe der gespeicherten Tastenwörter an den Tongenerator.

In einem derartigen Musikinstrument werden Kodesignale, die jeweils aus einer größeren Anzahl von Tastenschaltern einige betätigte Tastenschalter repräsentieren, jeweils einzelnen Speicherkanälen zur Speicherung,zugeleitet. Zur gleichzeitigen Erzeugung mehrerer Musiktöne in einem digital arbeitenden elektronischen Musikinstrument mit einer großen Anzahl von Tastenschaltern zur Auswahl bestimmter Musiktöne, sind Kanäle vorhanden, deren Zahl der Anzahl der maximal gleichzeitig zu erzeugenden Töne entspricht Diese Anzahl ist kleiner als die Gesamtzahl der Tasten und die Erzeugung eines Tones entsprechend einer gedrückten Taste wird jeweils einem der Kanäle zugeordnet Die Verarbeitung von Signalen auf diese Weise in einem elektronischen Musikinstrument wird generell in die Erkennung der betätigten Tastenschalter und die Tonerzeugungszuordnung auf der Grundlage dieser Tastenschaltererkennung unterteilt.

a5 Eine Vorrichtung zur Erkennung von Tastenschalterirciäügungen und zur Zuordnung von entsprechenden Tonerzeugungen ist in der US-PS 38 82 751 beschrieben. Bei dieser bekannten Vorrichtung werden alle Tastenschalter sequentiell abgeiastet und in einem Zeitfenster, das einem betätigten Tastenschalter entspricht, wird ein Impuls erzeugt. Insgesamt ist eine Reihe von Zeitfenstern entsprechend der Abtastung vorgesehen, so daß der betätigte Tastenschalter an dem Zeitfenster erkannt werden kann, in dem ein Impuls vorhanden ist und in dem das den betätigten Tastenschalter repräsentierende Signal entsprechend dem zugeordneten Kanal gespeichert ist

Bei dieser bekann'en Vorrichtung wird die Zeit in der der Impuls ansteht, durch diejenige Zeit repräsentiert. die nach einem bestimmten Referenzzeitpunkt verstrichen ist (d. h. einem Zeitpunkt in dem die Abtastung beginnt), und die Daten der verstrichenen Zeit werden in einem Speicher gespeichert Die verstrichene Zeit ist für alle Tastenschalter unterschiedlich, so daß es möglich ist, die Tastenschalter voneinander zu unterscheiden. Beispielsweise werden die aufeinanderfolgenden Zeitfenster während des Abtastvorganges von einem Zähler gezählt (d. h. die Zeit, die seit dem Referenzzeitpunkt verstrichen ist, wird gemessen) und der Zählwert an dem Zeitfenster, an dem der Impuls existiert, wird zugeordnet und als Betriebs-Tastenschalter-Identirizie rungssignal gespeichert.

Bei den bekannten Vorrichtungen ist die Zeit, die zur Erkennung des betätigten Tastenschalters erforderlich ist. in Abhängigkeit von der Abtastzeit fest und diese feste Zeit verursacht einen hohen Zeitverlust. Genauer gesagt: da die Anzahl der gleichzeitig gedrückten Tasten viel kleiner ist als die Gesamtzahl der Tasten, ist die

Anzahl der Zeitfenster, in denen kein Impuls als Ergebnis der Erkennung aufgefunden wird, viel größer als die Anzahl der Zeitfenster, in denen ein Impuls existiert in diesen Zeitfenstern, in denen kein Impuls vorhanden ist, erfolgt auch kein Zuordnungsvorgang, so daß viel Zeit nutzlos verstreicht Ferner geht die Zeit die der tatsächlichen Signalverarbeitung gewidmet ist infolge dieses Zeitverlustes zu einem beträchtlichen Maße verloren, so daß eine Schaltniigskonstruktion mit einer reichlich bemessenen Operationszeit auf diese Weise nicht realisiert werden kann, und dies führt zu einem ganz unerwünschten Problem, nämlich einer relativ hohen Taktfrequenz, die in dem System verwendet werden muß. Ferner neigt die bekannte Konstruktion, bei der alle Tastenschalter Stück für Stück innerhalb einer festen Zeit abgetastet werden, zur Erzeugung einer unerwünschten Verzögerung zwischen der tatsächlichen Betätigung des Tastenschalters and der Erkennung dieser Betätigung.

Die verspätete Erkennung des Drückens einer Taste führt zu einer Verzögerung der Musiktonerzeugung.

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solchem Maße verzögert wird, daß die verzögerte Tonerzeugung für das menschliche Ohr wahrnehmbar ist, sollte die Tonerzeugung so schnell wie möglich auf den Beginn des Tastendrucks erfolgen. Die bekannten Vorrichtungen sind in dieser Hinsicht offensichtlich nachteilig. Wenn andererseits auf das Freigeben einer gedrückten Taste hin nicht unverzüglich die Erzeugung des betreffenden Tones aufhört entsteht nicht notwendigerweise ein unnatürlicher Eindruck beim Zuhören. Der Grund hierfür liegt darin, daß auf das Ende der Tonerzeugung Echos oder Dämpfungen des Tones folgen und die Zeitverzögerung zwischen dem Freigeben der Taste und der Beendigung der Tonerzeugung wird tatsächlich von dem Gehör akzeptiert. Die Zeitverzögerung wird daher von dem menschlichen Gehör kaum wahrgenommen.

Aus diesem Grunde wird Wert auf eine schnelle Antwort des Erkennungsvorgangs auf den tatsächlichen Beginn des Drückens der Taste gelegt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Musikinstrument der eingangs genannten Art zu schaffen, das imstande ist, die Zuordnung und Weiterverarbeitung der Tastenkodewörter effizient ohne Zeitverlust durchzuführen.

Zur Lösus.g dieser Aufgabe ist erfihdungsgemäß vorge«f iien, daß zur Eingabe eines neuen Tastenwortes in den Tastenwortspeicher eine mit dem Tastenkodierer zusammenwirkende Schaltung vorgesehen ist, die das Tastenwort für den Zuordt.ungsvorgang über eine Zeitspanne zur Verfügung stellt, die zwei aufeinanderfolgenden Zyklusperioden des Zeitteilungsbetriebes entspricht, nämlich einer ersten Zyklusperiode und einer daran anschließenden zweiten Zyklusperiode, daß eine erste Vergleichsschaltung während aufeinanderfolgender Zeitfenster der ersten Zyklusperiode das ankommende Tastenwort mit den in dem Tastenwortspeicher gespeicherten Tastenwörtern vergleicht, um zu ermitteln, ob das ankommende Tastenwort einem schon gespeicherten Tastenwort entspricht, daß die erste Vergleichsschaltung in dem Fall, daß das ankommende Tastenwort einem schon gespeicherten Tastenwort entspricht, ein Registrierungssignal erzeugt, das in demjenigen Zeitfenster, das dem Kanal entspricht, welcher das bereits gespeicherte Tastenwort enthält, aktiv wird und das am Ende der ersten Zyklusperiode inaktiv ist, wenn das ankommende Tasten fort neu ist, und daß eine Ladeschaltung vorgesehen ist, die in dem Fall, daß das Registrierungssignal am Ende der ersten Zyklusperiode inaktiv ist, während der zweiten Zyklusperiode das angekommene neue Tastenwort in einen leeren Kanal des Tastenwortspeichers einspeichert Nach der Erfindung wird ein Tastenkodewori, das von einem Tastenkodierer geliefert worden ist, ohne Zeitverlust einem oder mehreren Kanälen zugeordnet. Es sind Speicherschaltungen (Speicherstellen) entsprechend den jeweiligen Kanälen vorgesehen und das Tastenkodewort wird in einer dieser Speicherschaltungen gespeichert Wenn ein bestimmtes Tastenkodewort in einer bestimmten Speicherschaltung (Speichcrstelle) gespeichert worden ist bedeutet dies, daß das Tastenkodewort einem Kanal zugeordnet ist, der der betreffenden Speicherschaltung entspricht Die Grundbedingungen für den Zuordnungsvorgang sind:

(A) Das Tastenkodewort soll einer Speicherschaltung zugeordnet werden, in der sich noch kein Speicherinhalt befindet (d. h. einem leeren ^v-, anal).

(B) Dasselbe Tssterskcdewort so!! sucht gleichzeitig in mehreren Speicherschaltungen (d. h. in mehreren Kanälen) gespeichert sein.

Im Falle eines elektronischen Musikinstrumentes wird das in der Speicherschaltung gespeicherte Tastenkodewort (d. h. das Tastenkodewort, das einem der betreffenden Speicherschaltungen entsprechenden Kanai zugeordnet worden ist) zur Erzeugung eines Musiktonsignales verwandt, das durch die Taste, der das Tastenkodewort entspricht, bestimmt wird. Bei der Erzeugung mehrerer Musiktöne im time-sharing-Betrieb sollten diese Speicherschaltungen verzugsweise nach Art zirkulierender Schieberegister konstruiert sein, die eine bestimmte Zahl von Schiebestufen (d. h. Speicherstellen) aufweisen.

Wenn die gedrückte Taste freigegeben wird und die Betätigung des entsprechenden Tastenschalters endet, endet auch die Erzeugung des Tastenkodewortes für diesen Tastenschalter. Da bei der vorliegenden Erfindung den jeweiligen Tastenschaltern keine bestimmten Zeitfenster zugeordnet sind, kann das Erkennungsprinzip der bekannten Vorrichtung, das auf dem Verschwinden eines Impulses aus einem bestimmten Zeitfenster basiert nicht angewendet werden. Nach dem Grundkonzept der vorliegenden Erfindung wird ein als »Startkodezeichen« bezeichnetes Signal in im wesentlichen gleichmäßigen Abständen zwischen sequentiell erzeugte Tastenkodewörter der betätigten Tastenschalter gesetzt. Das Startkodezeichen ist ein !Codezeichen (eine Kombination aus »0«- und »1 «-Signalen) und klar von den Tasienkodewörtern unterscheidbar. Wenn das Startkr>dezeichen anstelle des Startkodewortes an einer Schaltung ansteht, die die Zuordnungsoperation des Tastenkodewortes ausfährt, so führt diese Schaltung die Zuordnung nicht aus, sondern entscheidet, ob der Tastenschalter des bereits zugeordneten Tastenkodewortes seine Operation beendet hat oder nicht und ermittelt einen Tastenschalte., der seine Operation beendet hat.

Zu diesem Zweck sind Speicher vorgesehen, die Kanäle speichern, in denen die Tastenkodewörter entsprechend dem Zuordnungsvorgang zugeordnet worden sind und die in diesen Speichern gespeicherten Inhalte werden von dem Startkodezeichen in im wesentlichen

e>5 gleichmäßigen Zeitintcrvallen gelöscht. Wenn das Tastenkodewort während einer Zeitperiode von dem zwangsweisen Rücksetzen bis zur Erzeugung eines nächsten Startkodezeichens nicht an den Speicher ange-

legt wird, wird der Tastenschalter dieser Taste so beurteilt, als hätte er seinen Betrieb eingestellt (d. h. die Taste ist freigegeben worden). Die Beendigung der Betätigung des Tastenschalters wird nur erkannt, wenn das Startkodezeichen vorhanden ist und nicht während einer Periode zwischen den Erzeugungen der Startkodezeichen. Dies ist für ein elektronisches Musikinstrument sehr zweckmäßig, weil hierdurch Störeffekte infolge von Kontaktprellungen wirksam vermieden werden können. Solche Kontaktprellungen können in einer kurzen Zeitperiode nach dem Beginn des Drückens einer Taste oder nach dem Freigeben einer Taste· auftreten. Da die Beendigung der Tastenschalterbetätigung (des Austastens) in dem Intervall zwischen der Erzeugung der Startkodewörter, das in gewünschter Weise bestimmt werden kann, nicht erkannt wird, haben Kontaktprellungen des Tastenschalters keinen Einfluß. Obwohl diese Anordnung mit einer gewissen Antwortverzögerung bei der Erkennung der Beendigung des Tastenschalterbetriebes behaftet ist, ist eine solche Antwortverzögerung im Falle des Freigebens der Taste aus dem oben beschriebenen Grunde zulässig. Die Erfindung gibt daher die günstigste Form der Erkennung der Tastenschalterbetätigung an.

Bei dem erfindungsgemäßen Kanalprocessor erfolgt die Zuordnung des Tastenkodewortes, indem das von dem Tastenkodierer gelieferte Tastenkodewort während einer bestimmten Zeitspanne festgehalten wird. Dabei wird in einer ersten Hälfte der Halteperiode erkannt, ob die Bedingungen für die Tastenkodewort-Zuordnung erfüllt sind oder nicht. Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, wird das Tastenkodewort in einen leeren Kanal des Hauptspeichers in der zweiten Hälfte der Halteperiode eingespeichert. Die Erkennung des öffnens des Tastenschalters (oder umgekehrt) erfolgt, indem ein Speicher, in welchem die zugeordneten Kanäle gespeichert sind, mittels eines Start-Kodczcichcns, das von dem Tastenkodierer erzeugt wird, gelöscht wird. Anschließend wird herausgefunden, ob einer der gelöschten Kanäle nicht wieder in dem Speicher enthalten ist. Wenn dies der Fall ist, ist eines der zugeordneten und in dem Hauptspeicher gespeicherten Tastenkodewörter zu dem Zeitpunkt, zu dem das nächste Startkodezeichen gegeben wurde, nicht mehr von dem Tastenkodierer geliefert worden.

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

Fig. 1 zeigt anhand eines Blockschaltbildes schematisch die GesamtkonSt/uktion des erfindungsgemäßen Kanalprocessors,

F i g. 2 (a) bis Ί (g) zeigen zur Erläuterung die verschiedenen Symbole, die zur Kennzeichnung der Logik-Schaltelemente verwendet werden,

F i g. 3 (a) bis 3 (j) zeigen Zeitdiagramme zur Erläuterung der in dem Kanalprocessor verwendeten Taktimpulse,

F i g. 4 zeigt als Beispiel das Schaltbild einer Schaltung zur Erzeugung der verschiedenen Impulse,

F i g. 5 zeigt ein Blockschaltbild des wesentlichen Teiles des Kanalprocessors nach Fig. 1 in detaillierterer Form.

F i g. 6 zeigt das Blockschaltbild einer Abrundungsschaltung, die in F i g. 1 enthalten ist in detaillierter Form,

Fig.7 zeigt ein Blockschaltbild eines Teiles eines elektronischen Musikinstrumentes, bei dem der erfindungsgemäße Kanalprocessor angewendet wird in Verbindung mit einem Hüllkurven-Generator, und

Fig.8 zeigt eine grafische Darstellung einer typischen Hüllkurvenform.

Allgemeine Erläuterung des Ausführungsbeispiels

Das Blockschaltbild in F i g. 1 zeigt schematisch die gesamte Konstruktion des Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zur fastenidentifizierung und zur Verarbeitung der Identifizierungssignale einschließlich des erfindungsgemäßen Kanalprocessors. Die Vorrichtung enthält einen Tastenkodierer 101, der die betätigten Tasten identifiziert und jeweils Tastenkodewörter KC erzeugt, die den betreffenden Tasten entsprechen, und einen Kanalprocessor 102, der die Zuordnung der Tastenkodewörter KC, die von dem Tastenkodierer 101 geliefert worden sind, zu einigen der Kanäle vornimmt. Der Tastenkodierer 101 ist Gegenstand des älteren Patents 26 36 281 der Anmelderin. Der Tastenkodierer 101 erzeugt ein Tastenkodewort, das aus einem Notenkodeteil NCund einem Blockkodeteil BCsowie einem Startkodeteil SCbesteht.

In dem Kanalprocessor 102 wird der Tastenkodeicil KC, der von dem Tastenkodierer 101 geliefert worden ist, einer Abtast- und Halteschaltung 1 zugeführt, in der er abgetastet und unter Steuerung durch einen Taktimpuls (Pb gehalten wird. Die Halteperiode, d. h. die Periode des Taktimpulses Φ_Β entspricht einer Operationszeit, während der eine Zuordnungsoperation in dem Kanalprocessor 102 durchgeführt wird. In der Zwischenzeit wird der Tastenkodeteil KCebenfalls entsprechend dieser Operationszeit und synchron mit dem Taktimpuls Φα, der in F i g. 3 (d) dargestellt ist, von dem Tastenkodierer 101 geliefert. Bei Erzeugung des nächstfolgenden Taktimpulses Φβ ist daher ein unterschiedlicher Tastenkodeteil KC dem Eingang der Abtast- und Halteschaltung 1 zugeführt worden.

Die TäStenfcödewufi-Speicnerscnaiiung 2 cninäit eine der Anzahl der Kanäle entsprechende Zahl von Spcicherschaltungen und eine Torschaltung am Eingang.

Die Tastenkodewort-Speicherschaltung 2 besteht vorzugsweise aus einem zirkulierenden Schieberegister. Wenn die Anzahl der Kanäle π beträgt und jedes Tastenkodewort aus m Bits besteht, wird ein n-stufiges Schieberegister verwendet, bei dem jede Stufe m Bits aufweist. Ein gespeichertes (d. h. zugeordnetes) Tastenkodewort KC* wird auf den Eingang des Schieberegisters zurückgekoppelt. Die Tastenkodewörter KC* für die jeweiligen Kanäle werden von der Speicherschaltung 2 im time-sharing-Betrieb unter Steuerung durch einen Master-Taktimpuls Φ\ erzeugt und dienen 7ir Erzeugung einer Musikton-Wellenform.

Die Vergleichsschaltung 3 dient zum Vergleich des Tastenkodewortes KC am Eingang mit den gespeicherten Tastenkodewörtern KC* und erzeugt ein Vergleichsergebnis, d. h. gibt Aufschluß über Koinzidenz oder Nicht-Koinzidenz dieser Tastenkodewörter. Dieser Vergleich wird durchgeführt, um zu erkennen, ob die obige Bedingung (B) für die Zuordnung erfüllt ist oder nicht Das Vergleichsergebnis wird in einer Vergleichsergebnis-Speicherschaltung 4 gespeichert und während einer Operationszeit, die für einen einzigen Zuordnungsvorgang benötigt wird, darin festgehalten. Das gespeicherte Vergleichsergebnis wird anschließend einer Generatorschaltung 5 für Setz- und Rücksetzsignale zugeführt.

Die Generatorschaltung 5 für Setz- und Rücksetzsignale erzeugt nach der Erkennung, daß die Bedingungen (A) und (B) beide erfüllt sind, ein Setzsignal S und

ein Rücksetzsignal C. Dieses Setzsignal 5 und Rücksetzsignal C werden dem Tor der Tastenkodewort-Speicherschaliung 2 zugeführt, um das Tor derart zu schalten, daß der Rüc'ikopplungs-Eingangsteil der Speicherschaltung gelöscht wird, damit er ein neues Tastenkodewort KCaufnehmen kann, d. h. das Tastenkodewort KC einem bestimmten Kanal zuordnen kann. Ob ein leerer Kan'J verfügbar ist, wird erkannt, indem das Vorhandensein oder die Abwesenheit des gespeicherten Tastenkodewortes KC*untersucht wird. Zu diesem Zweck wird von der Speicherschaltung 2 ein flelegt-Signal SL/SVerzeugt, das anzeigt, ob ein leerer Kanal vorhanden ist oder nicht.

Die Tastenkodewort-Identifizierungsschaltung 6 erkennt, welcher Tastatur das am Eingang anstehende Tasienkoclewort KC angehört, um die Töne der Pedaltastatur von den Manualtönen (des oberen und unteren Manuals) zu unterscheiden und die jeweiligen Töne be-S'.immti."η Kanälen ?u7iiorr)npn. Die Schaltung 6 er7pugt ferner in regelmäßigen Intervallen ein Zeitsteuersignal A für die Tastenfreigabe-Prüfung. Der Startkodeteil SC wird von der Schaltung 6 durch regelmäßiges Eingreifen in die sequentielle Folge der Tastenkodewörter KC identifiziert und zur Erzeugung des Zeiisteucrsignals X für die Tastenfreigabe-Prüfung dekodiert.

Die Speicherschaltung 7 zur vorübergehenden Speicherung der Eintastsignale besitzt Speicherstellen, die den jeweiligen Kanälen entsprechen. Wenn das Setzsignal 5 erzeugt worden ist, um ein Tastenkodewort KC einem bestimmten Kanal zuzuordnen, speichert die Sch; 'tung 7 ein »1 «-Signal in ihrem entsprechenden Kanal. Diese Speicherung wird zwangsläufig durch das Signal X rückgesetzt und von der Tastenkodewort-Vergleichsschaltung 3 wird ein Koinzidenz-Erkennungssignal erzeugt. Ferner wird ein »1«-Signal aufgrund dieses Koinzidenz-Erkennungssignals wieder in denselben Kanal eingespeichert.

Die Tastenfreigabe-Speicherschahung 8 besitzt ebenfalls Speicherschaltungen (Speicherstellen), die den jeweiligen Kanälen entsprechen. Wenn das Signal X erzeugt wird, sucht die Schaltung 8 in der Speicherschaltung 7 einen Kanal, in dem ein »!«-Signal nicht gespeichert ist und stellt fest, daß die Betätigung des Tastenschalters des diesem Kanal zugeordneten Tastenkodewortes beendet ist und speichert ein Tastenfreigabesignal D, das bedeutet, daß die Taste in einer dem Kanal entsprechenden Speicherschaltung (Speichersteüe) freigegeben worden ist.

Die Abrundungsschaltung 9 erkennt in dem Fall, daß das Tastenkodewort KC* sämtlichen Kanälen in der Tastenkodewort-Speicherschaltung 2 zugeordnet worden ist, einen Kanal, in dem die Dämpfung des Tones einer freigegebenen Taste am weitesten fortgeschritten ist. und erzeugt dementsprechend ein Abrundungs-Kanalbestimmungssignal MTCH, das diesen Kanal bezeichnet Der Grad der Dämpfung wird durch ein Signal angegeben, das von dem Hüllkurven-Generator 103 (Fig.8) geliefert wird. Dieses Abrundungs-Kanalbestimmungssignal MTCH wird der Schaltung 5 zur Erzeugung der Setz- und Rücksetzsignale zugeführt Wenn die Bedingungen (A) und (B) beide erfüllt sind (d. h. wenn das Tastenkodewort KC noch nicht gespeichert ist), erzeugt die Schaltung 5 das Setzsignal S und das Rücksetzsignal C. Dadurch wird das in dem speziellen Kanal gespeicherte Tastenkodewort KC* rückgesetzt und ein neues Tastenkodewort KC aus dem Tastenkodierer 101 in dem Kanal gespeichert

Vor der detaillierten Erläuterung der Wirkungsweise des Kanalprocessors 102 sollen die in den Zeichnungen zur Bezeichnung der einzelnen Logikschaltelemente verwendeten Schaltzeichen sowie die Beziehungen zwischen den verschiedenen Impulsen, wie dem in dem Tastenkodierer 101 verwendeten Taktimpuls Φα. dem in dem Kanalprocessor 102 verwendeten Taktimpuls Φ11 und dem Master-Taktimpuls Φ\ erläutert werden.

F i g. 2 (a) zeigt einen Inverter, F i g. 2 (b) und 2 (c) zeigen UND-Tore, F i g. 2 (d) und 2 (e) zeigen ODER-Tore, Fig.2(f) zeigt ein Exklusiv-ODER-Tor, und Fig. 2(g) zeigt ein Verzögerungs-Flip-Flop.

Ein UND-Tor oder ein ODER-Tor mit nur wenigen Eingangslcitungen wird durch das in F i g. 2 (b) bzw. das in F i g. 2 (d) dargestellte Symbol repräsentiert und entsprechende Tore mit relativ zahlreichen Eingangsleitungen werden durch die Symbole in F i g. 2 (c) bzw. Fig. 2(e) dargestellt. Bei den Symbolen in Fig. 2 (c) und in Fig. 2 (e) ist an der Eingangsseite des UND-Torp«: h7w.

OnFR-Torps pinp F.inpnnpslpitiini* Hurrh-

gezogen und die Signalübertragungslinicn sind derart gezeichnet, daß sie die Eingangsleitung kreuzen, wobei jeder Kreuzungspunkt der Eingangsleitung, der ein Signal zum Eingangsanschluß des betreffenden Tores überträgt, durch einen Kreis markiert ist. Demnach lautet die Logikformel des UND-Toresin Fig.2(c):

X = ABD,

wogegen die Logikforme! des in F i g. 2 (e) dargestellten ODER-Tores lautet:

X = A + B + C.

F i g. 3 (a) zeigt den Master-Taktimpuls Φ\ mit einem Impulsintervall von 1 μί. Dieses Impulsintervall wird im folgenden als eine »Kanalzeit« bezeichnet. Wenn die maximale Zahl der gleichzeitig zu erzeugenden Töne 12 beträgt, ist die Gesamtzahl der Kanäle 12. Den jeweiligen Kanälen des ersten bis zwölften Kanales sind Zeitfenster mit einer Breite von 1 μβ zugeordnet, die durch den Master-Taktimpuls Φ\ voneinander getrennt sind. Diese Konzeption wurde deshalb gewählt, weil die Speicherschaltungen und die Logikschallungen bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in dynamischer Logik konstruiert sind, so daß sie im time-sharing-Betrieb benutzt werden. Wie F i g. 3 (b) zeigt, werden die Zeitfenster jeweils als die erste bis zwölfte Kanalzeit bezeichnet. Jede Kanalzeit erscheint periodisch bzw. zirkulierend wieder.

Der Taktimpuls Φβ mit einem Impulsintervall von 24 μ5, das der zur Durchführung einer einzigen Zuordnungsoperation in dem Kanalprocessor 102 erforderlichen Operationszelt äquivalent ist, wird in der ersten Kanalzeit jedesmal dann erzeugt, wenn die jeweiligen Kanalzeiten zweimal umgelaufen sind, wie aus F i g. 3 (c) hervorgeht Der Taktimpuls Φ_Α (F i g. 3 (d)). der um π in der Phase verschoben ist, wird für die Zeitsteuerung des Betriebs des Tastenkodierers 101 verwendet. Der Inhalt des Tastenkodewortes KC, das von dem Tastenkodierer 101 dem Kanalprocessor 102 zugeführt wird, wechselt alle 24 μ$, was durch den Taktimpuls Φα bestimmt wird, so daß der Inhalt des Tastenkodewortes KC während des Intervalls der Impulsfolge Φ_Α (d. h. für 24 μ5) aufrechterhalten wird. Das Tastenkodewort KC, dessen Inhalt sich bei dem Impuls Φα geändert hat, wird zu einem Zeitpunkt abgetastet in dem 12 μ5 verstrichen sind und eine Leitungskapazität, die später noch erläutert wird, sich aufgeladen oder entladen hat, d. h. zu einem Zeit-

punkt, wenn der Impuls Φβ dazu benutzt wird, sicherzustellen, daß der genaue Inhalt des Tastenkodewortes /^aufrechterhalten wird.

Eine Operationszeit Tp für eine einzige Zuordnungsoperation, die dem Intervall der Impulsfolge Φβ äquiva- lent ist, wird in eine erste Zyklusperiode Tp, und eine zweite Zyklusperiode Tp₂ unterteilt. Die erste (frühere) Zyklusperioc''; Tp\ ist durch den Impuls Y,-,₂ gekennzeichnet, wie F i g. 3 (e) zeigt, und die zweite Zyklusperiode Tp₂ ist durch den Impuls Vu-24 gekennzeichnet, wie Fig.3(f) zeigt. In der ersten Zyklusperiode Tp\ werden die vorbereitenden Operationen für die Zuordnung durchgeführt, wie beispielsweise der Vergleich in der Tastenkodewort-Vergleichsschaltung 3 und die Identifizierung des Kanals in dem der Ton am weitesten abgeklungen ist in der Abrundungsschaltung 9. In der zweiten Periode Tp2 erfolgt der Speichervorgang entsprechend der Zuordnung, wie die Speicherung des Tastenkodewortes KC in der Tastenkodewort-SpeicherschaltungZ

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der erste Kanal der Erzeugung der Töne der Pedaltastatur zugeordnet und die Kanäle vom zweiten bis zwölften Kanal sind der Erzeugung der Töne der Manualtastaturen zugeordnet. Daher erfolgt der Zuordnungsvorgang bezüglich der Pedaltastatur in der ersten Kanalzeit und der Zuordnungsvorgang bezüglich der Manualtastaiuren in der zweiten bis zwölften Kanalzeit. Der Impuls V₂-I₂ wird für die erste Periode des die Manualtastaturen betreffenden Zuordnungsvorganges erzeugt und der Impuls Υι<_₂4 wird für die zweite Periode des die Mauualtastaturen betreffenden Zuordnungsvorganges erzeugt (F i g. 3 (g) und 3 (h)). Der Impuls Y,j (F i g. 3 (i)), der in der zweiten Periode des Zuordnungsvorganges für die Pedaltastatur benötigt wird, ist im wesentlichen synchron mit dem Impuls Φ_Α. Der Impuls Y₂* (F i g. 3 (j)) wird am Ende der Zeit Tp des Zuordnungsvorganges erzeugt, d. h. in der zwölften Kanaizeit der zweiten Periode Tp2.

Die in Fig.3 dargestellten Impulse werden von dem in Fig.4 dargestellten Synchronisiersignal-Generator erzeugt. Dieser enthält ein vierundzwanzigstufiges Schieberegister mit serieller Verschiebung und paralleler Ausgabe. Das Schieberegister SR, hat ein »1 «-Signal in einer seiner Stellen und dieses »t«-Signal wird nacheinander unter Steuerung durch den Master-Takt Φ\ weitergeschoben. Um dies zu erreichen, werden die Ausgangssignale der ersten bis dreiundzwanzigsten Stufe sämtlich einem ODER-Tor ORL zugeführt und über einen Inverter INVdem Eingang des Schieberegisters zugeleitet. Die Ausgangssignale der zweiten bis zwölften Stufe bilden dem Impuls Y₂-I₂ und die Ausgangssignale der dreizehnten bis vierundzwangzigsten Stufe bilden den Impuls ΥΊ4-24. Ferner bilden die Ausgangssignale der ersten Stufe den Taktimpuls Φβ und die Ausgangssignale der dreizehnten Stufe bilden den Ausgangsimpuls Φα und den Impuls Vi3.

Zuordnungsvorgang

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Im folgenden werden die Operationen der Schaltungen in dem Kanalprocessor 102 beschrieben.

F i g. 5 zeigt ein Schaltbild des Kanalprocessors 102 der F i g. 1 in detaillierter Form (mit Ausnahme der Abrundungsschaltung 9). Die Abtast- und Halteschaltung 1 e5 enthält mehrere MOS-Transistoren 11 bis 19 und Kondensatoren HCbis 19C die den jeweiligen Bits N\, /V₂, TV₃, N₄, B,, B₂, B₃, K_t und K₂ des Tastenkodewortes KC entsprechen. Wenn der Taktimpuls 0s (Fig. 3) an die Steuerelektroüi eines jeden der MOS-Transistoren gelegt wird, wird das Tastenkodewort KC(N\ bis K2), das von dem Tastcinkodierer 101 geliefert wurde, abgetastet und in den Kapazitäten HC bis 19C festgehalten. Die Bits N\ bis /C₂ des Tastenkodewortes. die in den Kapazitäten HCbis 19Cgehalten werden, werden kontinuierlich an die Tastenkodewort-Speicherschaltung 2, die Tastenkodewort-Vergleichsschaltung 3 und die Tastenkodewort-Identifizierungsschaltung 6 angelegt, und zwar während der (einzigen) Zeit Tp für den Tasteiizuordnungsvorgang.

Der Tastenkodewort-Speicher 2 enthält zwölfstufige Schieberegister 211 bis 219 für die jeweiligen Bits des Tastenkodewortes N₁ bis K2. Die zwölf Stufen eines jeden Schieberegisters bilden die zwölf Kanäle. Die Schieberegister 211 bis 219 werden von den Masler-Taktimpulsen Φ\ (Fig. 3) aufeinanderfolgend getaktet und das Ause^ngssignal ihrer letzten Stufe wird auf ihre Eingangsseite zurückgekoppelt. Demnach bilden die Schieberegister 211 bis 219 in ihrer Gesamtheit eine Art zwölfstufiges zirkulierendes Schieberegister (eine Siufc = 9 Bits von N\ bis Af₂). Die jeweiligen Stufen der Register 211 bis 219 bilden die Speicherschallungen (Spcicherstellen), deren Anzahl gleich der Zahl der Kanäle ist. Die Tastenkodewörter (MN, bis MK2), die bereits einigen der Kanäle zugeordnet sind, werden in den Stufen der Schieberegister 211 bis 219, die den Kanälen entsprechen, gespeichert. Eine Stufe, die einem leeren Kanal entspricht, enthält kein eingespeichertes Tastenkodewort. d. h. sie ist leer. Der Kanal, dem das gespeicherte Tastenkodewort KC* (MN, bis MK₂) zugeordnet wurde, kann zu den Zeitpunkten erkannt werden, an denen die Ausgangssignale der Endstufen der Schieberegister 211 bis 219 erzeugt werden. Anders ausgedrückt: der Kanal, dem das Tastenkodewort zugeordnet worden ist. ist definiert durch die Kanalzeit, zu der das gespeicherte Tastenkodewort MN, bis MK₂ ausgeliefert wird. Die (gespeicherten) Tastenkodewörter KC* (MN, bis MK2), die den jeweiligen Kanälen zugeordnet sind, werden hintereinander im time-sharing-Betrieb zu den jeweiligen Kanalzeiten, die in F i g. 3 (b) abgebildet sind, ausgeliefert und nacheinander einer (nicht dargestellten) Schaltung zugeführt, die die Tastenkodewörter weiter verarbeitet, und außerdem auf die Eingangsseite der Schieberegister 211 bis 219 rückgekoppelt. Das ausgeschobene Tastenkodewort wird ferner der Tastenkodewort-Vergleichsschaltung 3 zugeführt.

Die gespeicherten Tastenkodewörter KC* (MN, bis MK₂) der jeweiligen Kanäle werden im time-sharing-Betrieb der Tastenkodewort-Vergleichsschaltung 3 während einer Operationszeit Tp zweimal zugeführt. Die jeweiligen Kanäle beenden einen Umlauf in der ersten Periode Tp, (Fig.3) und den nächstfolgenden Umlauf in der zweiten Periode Tp₂ (F i g. 3). Andererseits ändert sich der Inhalt des Tastenkodewortes KC (N, bis K₂) des identifizierten betätigten Tastenschalters, der von der Abtast- und Halteschaltung 1 geliefert wird, während einer Operationszeit Tp nicht. Daher wird die Vergleichsoperation zur Erkennung, ob dasselbe Tastenkodewort wie dasjenige des gerade erkannten betätigten Tastenschalters bereits in der Tastenkodewort-Speicherschaltung 2 gespeichert ist oder nicht, exakt während der ersten Periode Tp, durchgeführt.

Die Tastenkodewort-Vergleichsschaltung 3 enthält neun Exklusiv-ODER-Schaltungen 311 bis 319, die den jeweiligen Bits M bis K₂ des Tastenkodeworts entsprechen. Die Exklusiv-ODER-Schaltungcn 311 bis 319

empfangen jeweils an einem ihrer Eingangsanschlusse die jeweiligen Bits N\ bis K₂ des Tastenkodewons des identifizie-ten Tastenschalters und an ihrem anderen Eingangsanschluß die jeweiligen Bits MN\ bis MKi des gespeicherten Tastenkodewons KC*. Wenn das einem bestimmten Kanal zugeordnete Tastenkodewort MNi bis MK2 mit dem Tastenkodewort N\ bis K2 des identifizierten Tastenschalters übereinstimmt, werden sämtliche Ausgangssignale der Exklusiv-ODER-Schaltungen 311 bis 319 in dieser Kanalzeit »0«. Wenn keine Koinzidenz vorhanden ist, erzeugt eine oder mehrere der Exklusiv-ODER-Schaltungen 311 bis 319 ein »!«-Signal. Demnach erzeugt das ODER-Tor 300, in dem alle Ausgange der Exklusiv-ODER-Schaltungen 311 bis 319 zusammengefaßt sind, ein »O«-Signrl. wenn Koinzidenz vorhanden ist und ein »1 «Signal, wenn keine Koinzidenz vorhanden ist. Das Koinzidenz-Erkennungssignal F.Q. das man durch Invertierung des Ausgangssignals des ODF.R-Tnre·; iOO in oinrm Inverter 30! erhält, ist »1«. wenn Koinzidenz vorhanden ist, und »0«, wenn keine Koiir idenz vorhanden ist. Der Kanal desTastenkodewortcs ACC*, das mit dem Tastenkodewort KCdes identifizierten Tastenschalters übereinstimmt, wird durch die Kanalzeit angegeben, zu der das Signal EQ »li< wird.

Die ODER-Schaltung 300 erhalt ferner das Ausgangssignal eines Inverters 302. Dieser erzeugt ein »!«-Signal nur dann, wenn das Tastenkodewort KC nicht von dem Tastenkodierer 101 geliefert wird. Zu diesem Zweck werden Signale fur die Bits K\, K2, die die Tastatur kennzeichnen, einem ODER-Tor 303 zugeführt, dessen Ausgangssignal wiederum an den Inverter 302 gelegt ist. Da die Signale K₁, K2 beide in »0« sind, wenn das Tastenkodewort KC nicht an dem Kanalprocessor 102 ansteht, ist das Ausgangssignal des Inverters 302 in diesem Falle »1«. Diese Anordnung hat den Zweck, die Erzeugung eines falschen Koinzidenz-Erkennungssignals EQ ( = 1) durch den Inverter 301 zu verhindern, das entstehen w ürde. wenn Koinzidenz zwischen einem Kodewort besteht, bei dem alle W-^ N₁ bis K₂ »0« sind, wie es der Fall ist, wenn kein e^;' astenschalter repräsentierendes Eingangssignal ansieht, und dem Kodewort eines leeren Kanals in dem die Bits MN₁ bis MK₂ samtlich in »0« sind.

Das Koinzidenz-Erkennungssignal EQ wird einem ODER-Tor 401 der Vergleichsergebnis-Speicherschaltung 4 zugeführt und danach über das UND-Tor 402 einem Verzögerungs-Flip-Flop 403 eingegeben. Das UND-Tor 402 erhält ferner einen Rücksetzimpuls K24 (Fig.3).der von dem Inverter404 invertiert wurde. Das UND-Tor 402 wird daher nur dann gesperrt, wenn der Impuls 424 erzeugt wird und gibt während der übrigen Zeit das Signal des ODER-Tores 401 an das Flip-Flop 403 weiter. Das Eingangssignal des Flip-Flops 403 wird nach einer Verzögerung um eine Bit-Zeit (d. h. eine Kanalzeit) durch den Taktimpuls Φ_ι weitergeleitet Dieses Ausgangssignal des Flip-Flops 403 hält sich über das ODER-Tor 401 selbst. Diese Selbsthaitung wird durch den Rücksetzimpuls Vm gelöst. Wenn das Tastenkodewort KC*, das einem bestimmten Kanal zugeordnet ist, mit dem Tastenkodewort KCdes entdeckten betätigten Tastenschalters übereinstimmt, ist das Signal EQ in dieser Kanalzeit in der ersten Periode Tp\ »1«. Das »!«-Signal wird daher in dem Flip-Flop 403 während einer Periode von der Kanalzeit bis zum Ende der zweiten Periode Tp₂ gehalten. Wenn kein gespeichertes Tastenkodewort KC* mit dem Tastenkodewort KC des entdeckten Tastenschalters übereinstimmt, ist der Speicherinhalt des Flip-Flops 403 »0«. Die Tatsache, daß der Speicherinhalt des Flip-Flops 403 ein »0«-Signal zu einem Zeitpunkt ist. wenn die erste Periode Tp, beendet ist, kennzeichnet, daß die Zuordnungsbedingung (B) erfüllt Ist, weil diese Tatsache beinhaltet, daß das Tastenkodewort KC am Eingang noch keinem der Kanäle zugeordnet ist. Das Ausgangssigna! des Flip-Flops 403 wird der Generatorschaltung 5 für Setz- und Rücksetzsignale als Vergleichsergebnis-Speichersignal REG zugeführt.

In der Generatorschaltung 5 für Setz- und Rücksetzsignale wird das Vergleichsergebnis-Speichersignal REC von einem Inverter 51 invertiert und als Signal R~EÖden UND-Toren 52,53 und 54 zugeleitet.

Zuerst wird der Zuordnungsvorgang bezüglich der Tastenkodewörter für die Manualtastaturen (d. h. das obere Manual LJK und das untere Manual LK) beschrieben. Da das Bit Ki des Tastenkodcwortes des oberen Manuals UK ;;0« und das Bi; K, dieses Tas;cnkode«örtes »1« ist, werden Signale K₁ und /C₂ dem UND-Tor 62 zugeführt, cm das betreffende Tastenkodewort des oberen Manuals UK zu entdecken. Da das Bit K\ der Tastenkodewörter für das untere Manual »0« und das Pit K2 »1« ist, werden die Signale K\ und K2 dem UND-Tor 63 zugeführt, um ein Tastenkodewort für das untere Manual zu entdecken. Die oben beschriebene Erkennung wird in der den Manualen in der zweiten Periode Tp2 zugeordneten Zeit durchgeführt, indem der Impuls Vm-24 für die Manuale (F i g. 3) an die UND-Tore 62,63 gegeben wird. Die Ausgangssignale der UND-Tore 62 und 63 werden dem ODER-Tor 64 zugeführt. Wenn das Tastenkodewort KC am Eingang der Manualtastatur angehört, wird von dem ODER-Tor 64 in derjenigen Zeit, die dem Impuls Vu-24 entspricht, ein »1«-Signal erzeugt. Das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 64 wird den UND-Toren 53 und 54 zugeführt. Der Betrieb des UND-Tores 54 betrifft den später noch zu erläuternden Abrundungsvorgang. Die Beschreibung wird an dieser Stelle mit dem Betri ^b des U N D-T01 es 53 fortgesetzt.

Das UND-Tor 53 erzeugt ein »1«-Signal, wenn die Bedingungen (A) und (B) der Zuordnung beide erfüllt sind. Die Erfüllung der Bedingungen (B) wird d -rch das Signal REG erkannt, das man durch Invertierung des Vergleichsergcbnisses-Speichersignals REG durch den Inverter 51 erhält, wogegen die Erfüllung der Bedingungen (A) durch das Signal BUSY erkannt wird, das man durch Invert'srung des Belegtsignales BUSY durch den Inverter 55 erhält. Das Belegtsignal BUSY, das anzeigt, ob das Tastenkodewort bereits einem der jeweiligen Kanäle zugeordnet ist oder nicht, kann man erhalten, indem man die Inhalte der jeweiligen Stufen der Schieberegister 211 bis 219 der Tastenkode-Speicherschaltung 2 prüft.

Wenn kein »1«-Signal in irgendeinem der Schieberegister 218 und 219, die den die Art der Tastatur kennzeichnenden Bits /C, und K₂ entsprechen, gespeichert ist, zeigt dies an, daß in diesem Kanal noch kein Tastenkodewort gespeichert ist (d. h. der Kanal ist leer). Wenn ein »1«-Signal in einem der Schieberegister 218 oder 219 enthalten ist, zeigt dies an, daß dieser Kanal ein Tastenkodewort enthält Die Ausgangssignale der Schieberegister 218 und 219 werden daher einer ODER-Schaltung 201 zugeführt, damit diese das Belegtsignal BUSY erzeugt Das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 201 wird für jeden Kanal im time-sharing-Betrieb erzeugt. Das Belegtsigna] ist in einer Kanalzeit »1«, die demjenigen Kanal entspricht, dem das Tastenkodewort

KC zugeordnet ist (d. h. das Tastenkorlewort KC* ist gespeichert), wogegen das Belegtsignal in der Kanalzeit eines leeren Kanals »0« ist. Die Tatsache, daß das Belegtsignal BUSY »0« ist, kennzeichnet daher, daß die Bedingung (A) erfüllt ist Das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 201 wird als Eintastsignal A einer Schaltung in Form eines Hüllkurvengenerators 103 (Fig.8) zugeführt Dieses Signal kennzeichnet einen Kanal, der nach Zuordnung einer gedrückten Taste belegt werden wird.

Wenn eine neue Taste in einer Manualtastatur gedrückt worden ist und wenn festgestellt wurde, daß das Tastenkodewort KC der neuen Taste nicht mit dem gespeicherten Tastenkodewort KC* übereinstimmt (d. h. REG = 0), wird das UND-Tor 53 durchgeschaltet, so daß es in einer dem frühesten leeren Kanal (in der Reihenfolge vom zweiten bis zum zwölften Kanal) entsprechenden Kanalzeit ein »1 «-Signal in der Zeit des Impulses Κμ_24 in der zweiten Periode ausgibt. Das »!«-Signal am Ausgang des UND-Tores 53 bewirkt die Erzeugung des Seizsignais S( = l) und des Rücksetzsignais C ( = 1) durch die ODER-Tore 56 und 57. Das Setzsignal gibt an, daß das Eingangskodewort KC einem Kanal zugeordnet werden sollte, der der Kanalzeit enspricht, zu der das Signal 5 erzeugt worden ist

Wenn die neue Zuordnung durch das Setzsignal 5 angeordnet worden ist wird das gespeicherte Tastenkodewort KC* des betreffenden Kanals in der Tastenkodewort-Speicherschaltung 2 in Form des Eingangs-Tastenkodewortes KC erneuert Zu diesem Zweck ist eine Torschaltung mit den UND-Toren 202 und 203, einer ODER-Tor 204 und einem Inverter 205 an der Eingangsseite der jeweiligen Schieberegister 211 bis 219 vorgesehen. Die Eingangstore der Schieberegister 211 bis 219 sind sämtlich separat vorhanden, jedoch mit denselben Beziigszeichen 201, 203, 204 and 205 durch alle Schieberegister 211 bis 219 hindurch versehen. Die UND-Tore 202 empfangen die Signale der jeweiligen Bits N\ bis Ki des Eingangs-Tastenkodewortes an ihrem einen Eingang und das Setzsignal S an ihrem anderen Eingang. Die UND-Tore 203 empfangen die Ausgangssignale MNx bis MKj der Schieberegister 211 bis 219 an ihrem einen Eingang und ein von dem Inverter 205 geliefertes invertiertes Signal des Rücksetzsignals C an ihrem anderen Eingang.

Wenn eine neue Zuordnung nicht angeordnet worden ist, ist das Rücksetzsignal C»0«, so daß das gespeicherte Tastenkodewort MN\ bis MKi umläuft und durch die UND-Tore 203 in den Schieberegistern 211 bis 219 gehalten wird. Das gespeicherte Tastenkodewort in demjenigen Kanal, der der Kanalzeit entspricht, zu welcher das Setzsignal erzeugt worden ist, wird neu geschrieben und das Eingangs-Tastenkodewort KC wird dem Kanal zugeordnet.

Da die Zuordnung des Eingangs-Tastenkodewortes KCzeitlich mit der Erzeugung des Setzsignals Szusammengefallen ist, wird das Setzsignal S dem ODER-Tor 401 der Vergleichsergebnis-Speicherschaltung 4 zugeführt, wodurch das Flip-Flop 403 ein »!«-Signal speichert und das Signal REG in ein »!«-Signa! umwandelt. Hierdurch wird verhindert, daß dasselbe Tastenkodewort KC einem anderen Kanal zugeordnet wird. Das Setzsignal S wird daher für einen Kanal nur in einer einzigen Operationszeit Tp erzeugt und das Eingangs-Tastenkodewort KC wird nur einem einzigen Kanal zugeordnet.

Im folgenden wird die Zuordnung der Tastenkode-Wörter der Pedaltastatur erläutert.

Das UND-Tor 61 der Tastenkodewort-Erkennungsschaltung 6 erkennt ob das Eingangs-Tastenkodewort .KC der Pedaltastatur angehört oder nicht Wenn es der Pedaltastatur angehört, sind beide Bits K\, K2 dieses Kodeworts »1«. Die Signale der Bits K\, Ki werden dem UND-Tor 6t zugeführt Ferner wird der Impuls Vi₃ (F i g. 3) der zweiten Periode für die Pedaltastatur ebenfalls dem UND-Tor 61 zugeführt. Wenn daher das Eingangs-Tastenkodewort KC der Pedaltastatur angehört, wird von dem UND-Tor 61 in der ersten Kanalzeit in der zweiten Periode Tpi ein »!«-Signal erzeugt Dieses Ausgangssignal des UND-Tores 61 wird dem UND-Tor 52 zugeführt. Wenn dieses durchgeschaltet wird, wird in dem ersten Kanal (Impuls Vi₃) in der zweiten Periode Tp2 ein »1 «-Signal erzeugt und demnach werden auch das Setzsignal S und das Rücksetzsigna! C erzeugt Das Ausgangssignal »1« des UND-Tores 52 ordnet an, daß das Eingangs-Tastenkodewort KQ das der Pedaltastatur angehört, dem ersten Kanal zugeordnet werden soll- te. Am UND-Tor 52 steht nicht das Signal BUSY an, so daß es nur die Bedingung (B) mittels des Signals REG erkennt Der Grund hierfür ist daß bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nur ein Ton der Pedaltastatur zugeordnet wird, und daß der erste Kanal ausschließlich für Töne der Pedaltastatur reserviert ist Wenn daher das gespeicherte Tastenkodewort KC* der Pedaltastatur, das bereits dem ersten Kanal zugeordnet ist, nicht mit dem Eingan^s-Tastenkodewort KC übereinstimmt (d. h. REG = 0), wird die Zuordnung des gespeicherten Tastenkodewortes KC* zwangsweise gelöst (d. h. durch das Signal C ruckgesetzt) und das neue Eingangs-Tastenkodewort KC wird nunmehr dem ersten Kanal zugeordnet Dieser Zuordnungsvorgang für die Pedaltastatur wird unabhängig davon ausgeführt, ob die Taste des gespeicherten Tastenkodewortes KC* der Pedaltastatur gedrückt oder losgelassen ist Das Vorhandensein .",ines leeren Kanals, wie in der Bedingung (A), braucht also bei der Zuordnung im Falle der Pedaltastatur nicht berücksichtigt zu werden.

Erkennung der Tastenfreigabe

Das Startkodewort SC wird zur Erkennung der Beendigung der Betätigung eines Tastenschalters benötigt,

d. h. das Freigeben wird im wesentlichen regelmäßig von dem Tastenkodierer 101 erzeugt. Das Startkodewort SC(N\ bis K2), das der Abtast- und Halteschaltung 1 zugeführt wird, wird durch den Takt Φβ abgetastet, wie im Falle des Tastenkodewortes KCund in den Kon densatoren UC bis 19C während einer Zuordnungs- Operationszeit Tp gespeichert. Da die die Note des Startkodewortes SC repräsentierenden Bits N\ bis Λ/4 sämtlich »!«-Signale sind, werden sie der UND-Schaltung 65 in der Tastenkodewort-Erkennungsschaltung 6 zugeführt, um das Startkodewort SCzu ermitteln. Wenn das Startkodewort SC festgestellt worden ist, wird von einem UND-Tor 65 in der zweiten Periode Tpi das Freigabeprüf-Zeitsteuersignal X ( = »!«) erzeugt. Dieses Prüf-Zeitsteuersignal X wird in Speicherschaltung 7 zur vorübergehenden Speicherung der Eintastsignale und der Freigabe-Speicherschaltung 8 zugeführt.

Die Speicherschaltung 7 zum vorübergehenden Speichern der Eintastsignale enthält ein Schieberegister 71 aus zwölf Bit. Die jeweiligen Stufen des Scnieberegi sters 71 entsprechen den jeweiligen Kanälen. Diese Speicherschaltung 7 speichert vorübergehend die Kanüle, denen die Tastenkodewörter zugeordnet wurden (d. h. Anschlag- oder Eintastsignale) während des Inter-

valls zwischen den in regelmäßigen Abständen erzeugten Startkodewörtern SC Wenn eine neue Taste gedrückt worden ist und das Setzsignal S (das den Anschlag der Taste anzeigt) für die Zuordnung des Tastenkodewortes KC erzeugt worden ist, wird das Setzsignal S dem Schieberegister 71 über das ODER-Tor 71 zugeführt und in dem Kanal ehi »1 «-Signal gespeichert Das »1 «-Signal wird durch den Takt Φ\ um 12 Bitzeiten verzögert und in derselben Kanalzeit von der Endstufe des Schieberegisters 71 ausgegeben. Das Ausgangssignal »1« wird einem UND-Tor 73 zugeführt und auf die Eingangsseite des Schieberegisters 71 über ein ODER-Tor 72 rückgekoppelt Das UND-Tor 73 empfängt ferner ein Signal, das man durch Invertierung des Prüf-Zeitsteuersignals X durch einen Inverter 74 erhalten hat Normalerweise (wenn das Tastenkodewort KC erzeugt wird) ist das Ausgangssignal des Inverters 74 »1«, so daß der Inhalt des Schieberegisters 71 gehalten wird. Wenn das Prüf-Zeitsteuersignal X erzeugt wird, wird das UND-Tor 73 gesperrt und der Speicherinhalt des Schieberegisters 7! wird vollständig rückgesetzt Der Grund hierfür ist, daß das Prüf-Zeitsteuersignal X in der zweiten Periode Tp₂ erzeugt wird. Das Eintastsignal in der Speicherschaltung 7 wird daher regelmäßig durch das Signal X{d. h. das Startkodewort SC) rückgesetzt

Es sei angenommen, daß das Prüf-Zeitsteuersignal X im wesentlichen regelmäßig in der Zeitfolge tx \, t_X2, txi ... erzeugt wird. Zur Zeit t_Xi wird der Speicherinhalt der jeweiligen Kanäle des Schieberegisters 71 zwangsweise rückgesetzt, ohne Rücksicht darauf, daß das Tastenkodewort KC* in den entsprechenden Kanälen in der Tastenkodewort-Speicherschaltung 2 gespeichert ist Das Startkodewort 5C(Signal X) verschwindet dann und das Tastenkodewort KCwird nacheinander der Abtast- und Halteschaltung 1 zugeführt Nun wird ein »!«-Signal von neuem in dem betreffenden Kanal des Schieberegisters 71 auf das Setzsignal S oder ein altes Eintastsignal OKN von dem UND-Tor 304 der Tastenkodewort-Vergleichsschaltung 3 hin gespeichert. Das UND-Tor 304 empfängt das Koinzidenz-Erkennungssignal EQ und ferner den impuls Yu-u in der zweiten Periode Tp₂.

Wenn der Tastenschalter des Tastenkodewortes KC*, das einem bestimmten Kanal zugeordnet ist, nach der Zeit tx\ in Betrieb bleibt, wird dieser Zustand von dem Tastenkodierer 101 erkannt und das Tastenkodewort ACC dieses Tastenschalters wird der Abtast- und Halteschaltung 1 von neuem zugeführt. Wenn daher das Eingangs-Tastenkodewort KC mit dem gespeicherten Tastenkodewort KC* übereinstimmt, ist das Koinzidenz-Erkennungssignal EQ ein »1«-Signal in der Kanalzeit der ersten Periode Tp\ und der zweiten Periode Tp₂. Das UND-Tor 304 wählt das Signal EQ in der zweiten Periode Tpi aus, die die Schreibperiode ist und erzeugt das alte Eintastsignal OKN. das anzeigt, daß die Taste dieses Tastenkodewortes KC*, das dem Kanal zugeordnet ist, noch gedrückt ist (d. h. der Tastenschalter ist noch betätigt). Das alte Eintastsignal OKN wird über das ODER-Tor 72 dem Schieberegister 71 zugeführt, um den Speicherinhalt des betreffenden Kanals, der zuvor durch das Prüf-Zeitsteuersignal X zurückgesetzt worden ist, wieder zu setzen. Wenn das Prüf-Zeitsteuersignal X zu der nächsten Zeit txi erzeugt wird, wird daher in dem betreffenden Kanal des Schieberegisters 71 ein »1 «-Signal gespeichert. Selbst wenn der Speicherinhalt in der Speicherschaltung 7 zeitweilig durch das Austast-Prüf-Zeitsteuersigna! X gelöscht wird, wird auf die oben beschriebene Weise das Signal wieder in dem Kanal gespeichert, bevor das nächste Signal X auftritt, solange die Taste gedrückt bleibt

Das Ausgangssignal TA der Endstufe des Schieberegisters 71 wird der Austast-Speicherschaltung 8 zugeführt und von dieser über einen Inverter 81 an ein UND-Tor 82 gegeben. Die Erkennung des Austastens erfolgt nur während der Zeit, in der das Prüf-Zeitsteuersignal X erzeugt wird. Anders ausgedrückt: die Austast-Erkennung erfolgt in regelmäßigen Zeitabständen bei Vorliegen des Startkodewortes SC.

Die Bedingungen der Austast-Erkennung sind:

(I) Das Tastenkodewort KC* der betreffenden Taste ist bereits zugeordnet worden (d. h. das Eintastsi-

gnal Aist»l«.aber

(II) das Tastencodewort ist nicht in dem entsprechenden Kanal der Speicherschaltung 7 gespeichert (d. h. das Ausgangssignal TA des Schieberegisters 71 ist »0«), und

(III) die Bedingungen (I) und (II) sind erfüllt, wenn das Prüf-Zeiisieuersigriäi X erzeugt wird (d. h. das Signal X ist in» 1«).

Die Erkennung der Bedingungen (I) bis (III) erfolgt

durch das UND-Tor 82.

Wenn das alte Eintastsignal OKN in bezug auf den einem bestimmten Kanal zugeordneten Tastenkodewort KC* zu einem Zeitpunkt zwischen der Zeit t_x , und fx2 erzeugt wird, wird in dem Kanal des Schieberegi-

sters 71 ein »1«-Signal festgehalten. Demnach ist das Signal TA selbst wenn das Prüfsignal X zur Zeit t_xi erzeugt wird, »1«, so daß das UND-Tor 82 nicht durchgeschaltet wird. Wenn das Tastenkodewort KC, das mit dem gespeicherten Tastenkodewort KC übereinstimmt, nicht in dem Intervall zwischen der Zeit t_X2 und der Zeit txi angelegt wird, wenn das nächste Signa! X erzeugt wird, so wird das alte Eintastsignal OKN nicht erzeugt und demnach bleibt der entsprechende Kanal in dem Schieberegister 71 im Rücksetzzustand (d.h. Signal

»0«). Wenn das Prüf-Zeitsteuersignal X zur Zeit t_X3 (in der zweiten Periode Tp₁, S - Signal »1«) erzeugt wird, wird dem UND-Tor 82 über den Inverter 81 ein »!«-Signal in einer Kanalzeit für einen Kanal in dem das Signal TA »0« ist zugeführt. Auf diese Weise wird das UND-Tor 82, das ebenfalls das Eintastsignal A empfängt, welches anzeigt, daß das Tastenkodewort bereits zugeordnet ist, durchgeschaltet Das UND-Tor 82 erzeugt daraufhin ein »!«-Signal in dieser Kanalzeit. Das »!«-Signal wird über ein ODER-Tor 83 in dem entsprechenden

Kanal des Schieberegisters gespeichert.

D3S Schieberegister 84 besitzt 12 Stufen, die den jeweiligen Kanälen entsprechen und die Inhalte dieser Stufen werden durch den Takt Φ\ weitergeschoben. Das Ausgangssignal der letzten Stufe wird als Austastsignal

D einer Schaltung wie der Hüllkurvengeneratorschaltung 103 (F i g. 7) zugeführt, die das Signal weiterverarbeitet und ferner über ein UND-Tor 85 auf den Eingang des Schieberegisters 84 zurückkoppelt. Die Inhalte der jeweiligen Kanäle zirkulieren im time-sharing-Betrieb.

Anders ausgedrückt: wenn die Taste, die dem dem Kanal zugeordneten Tastenkodewort KC* entspricht, freigegeben worden ist, enthält das Schieberegister 84 in dem betreffenden Kanal ein »!«-Signal, entsprechend dem Signal von dem UND-Tor 82. Dieses »1 «-Signal wird als Austastsignal D verwandt.

Wie oben beschrieben wurde, wird die Austastung (das Loslassen der Taste) erkannt, wenn kein Alt-Eintastsignal OKNIn dem Kanal erzeugt wird (das Signal

17 18

7Mistzu der Zeit, wenn das Signal X erzeugt wird, »0«) Zur Durchführung des Abrundungssteuervorgangs

unabhängig davon, daß das Eintastsignal A erzeugt wird müssen die drei folgenden Bedingungen erfüllt sein: (d. h. das Tastenkodewort JCC* ist in dem Intervall zwischen der Erzeugung des Prüf-Zeitsteuersignals X (1) Alie elf Töne werden erzeugt; (Startkodewort SQ z. B. zwischen der Zeit t_X2 und der 5 (2) irgendeiner dieser Töne ist im Abklingen, und Zeit txj, zugeordnet worden. Da das UND-Tor 85 von (3) die zwölfte Taste ist gedrückt worden, dem Rücksetzsignal C gesperrt wird, wird die Eintast-

Speicherung in dem Kanal, in dem das Rücksetzsignal Fi g. 6 zeigt ein Beispiel einer Abrundungsschaltung

erzeugt worden ist, in dem Schieberegister 84 gelöscht 9. In dieser wird der Kanal ermittelt, dem derjenige Ton In der nachgeordneten Schaltung, in der das Austastsi- 10 zugeordnet ist, dessen Dämpfung bereits am weitesten pal D verarbeitet wird, wird die Erzeugung des Tones fortgeschritten ist. Diese Ermittlung erfolgt durch die in dem betreffenden Kanal gedämpft, wenn das Austast- Amplitudenvergleichsschaltung 91 und eine Minimum signal Dangelegt wird. amplituden-Speicherschaltung 92. Die Schaltung 93

Das Austastsignal D wird ferner den UND-Toren 58 dient der Bestimmung des Abrundungskanals und er- und 59 der Generatorschaltung 5 für Setz- und Rück- ü kennt die obigen Bedingungen (1) und (2). Sie erzeugt setzsignale zugeführt Das UND-Tor 58 empfängt fer- ein Abrundungs-Kanalbestimmungssignal MTCH zu einer das Alt-Eintastsignal OKN. Wenn eine Taste freige- ner Kanalzeit, in der die Abrundungsoperation durchgegeben worden ist und der Ton der Taste das Dämp- führt werden solL Die obige Bedingung (3) wird durch fungsstadium erreicht hat (d. h. D - X), und wenn dann die Signalerzeugungsschaltung 5 für Setz- und Rückdieselbe Taii< noch einmal gedrückt wird, wird in der 20 setzsignale (F i g. 5) erkannt

zuvor zugeordneten Ksnslzeit Koinzidenz der Tasten- Bei dem versiegenden Ausiuhrungsbeispie! wird dc-r

kodewörter festgestellt (d. h. OKN - 1) und das UND- Ton, dessen Dämpfung am weitesten fortgeschritten ist. Tor 58 erzeugt ein »1 «-Signal. Daraufhin werden das erkannt, indem die Amplitudenwerte einer HüIIkurven-Setzsignal 5 und das Rücksetzsignal C erzeugt und das form ermittelt werden. Das digital arbeitende elektroni-Tastenkodewort wird demselben Kanal zugeordnet 25 sehe Musikinstrument enthält einen Hüllkurvengenera-Das Rücksetzsignal C das mit dem Setzsignal 5 er- tor 101, wie Fig.7 zeigt Die Lesesteuerschaltung 104 zeugt wird, wird dazu benutzt den Speicherinhalt einer wird von dem Eintsstsignal A und dem Austastsignal D, jeden Speicherschaltung neu zu schreiben, wogegen das die von dem Kanalprocessor 102 (F i g. 5) geliefert wer-Rücksetzsignal C, das allein erzeugt wird (ohne daß den, angetrieben, so daß sie die Hüllkurvenform nachgleichzeitig ein Setzsignal 5 erzeugt wird) zur vollstän- 30 einander aus dem Hüllkurvenspeicher 105 ausliest Ein digenLöschurj des Speicherinhalts benutzt wird. typisches Beispiel der in dem Hüllkurvenspeicher 105

Nach Beendigung der Erzeugung eines Tones in dem gespeicherten Hüllkurvenform ist in F i g. 9 abgebildet Kanal (d. h. nach Abklingen der Dämpfung) wird ein Diese Hüllkurvenform ist in eine Vielzahl von Abtast-Abkling-Ende-Signal DF in dieser Kanalzeit von dem punkten entlang der Zeitachse unterteilt und den Ab-(nicht dargestellten) Hüllkurvengtnerator erzeugt Die- 35 tastpunkten sind jeweils Amplitudenwerte zugeordnet, «es Signal DF wird einem UND-Tor 59 zugeführt. Der die in entsprechenden Adressen des HüHkurvenspei-Impuls Vi3_24 wird ferner dem UND-Tor 59 zugeführt, chers 105 gespeichert sind. Als Hüllkurvenspeiclier 105 so daß das UND-Tor 59 (die ODER-Schaltung 57) das dient ein Festwertspeicher, der die Amplitudenwerte Rücksetzsignal C in derselben Kanalzeit in der zweiten der Hüllkurvenform an den jeweiligen Abtastpunkten in Periode Tp₂ erzeugt Das gespeicherte Tastenkodewort 40 Form binärer Digitalwerte aufzunehmen vermag. KC* oder das Austastsignal D wird durch dieses Rück- Grundsätzlich kann aber auch ein Speicher verwendet setzsignal C gelöscht und der Kanal wird leer. Das werden, der die Amplitudenwerte in analoger Form Rücksetzsignal C wird ebenfalls über ein 12stufiges speichert In diesem Falle werden die Analogwerte von Schieberegister 86 von je 1 Bit zugeführt und einer einem Analog/Digital-Umsetzer in Digitalwerte umge-(nicht dargestellten) nachgeschalteten Verarbeitungs- 45 setzt und danach der Abrundungsschaltung 9 zugeführt, schaltung als Zählerlöschsignal CC zugeleitet Ferner ist Die Lesesteuerschaltung 104 arbeitet im time-sha-

eine Anfangslöschschaltung INC vorgesehen, die die je- ring-Betrieb für die 12 Kanäle unter Taktung durch den

f, weiligen Schaltungen bei der Einschaltung des Gerätes Mastertakt Φ_χ. Wenn das Eintastsignal A ansteht, arbeite kurzzeitig rücksetzt. Die Anfangs-Löschschaltung INC tet die Schaltung 104 in der betreffenden Kanalzeit, in-

V. integriert die Versorgungsspannung V_OD aus einem Wi- 50 dem sie die Amplitudenwerte hintereinander aus dem

i; derstand RI und einem Kondensator CI und erzeugt Speicher 105 ausliest. Dabei erhält man zunächst den

über einen Inverter INI an der Anstiegsflanke der Ver- «mhallbereich der Hüllkurvenform in F i g. 9. Sobald die sorgunsspannung V_Dd ein Löschsignal. Dieses Signal Hüllkurvenamplitude das Aufrechterhaltungsniveau ,5 wird über eine ODER-Schaltung 57 zu dem Rücksetzsi- oder Halteniveau erreicht hat, wird der Anhali-Takt an-

gnal Cgemacht. 55 gehalten und kontinuierlich ein konstanter Amplituden-

Abrundungs euervorgang ^{wert aus}.g^elesen· Hierdurch entsteht der Haltebereich

der in Fig.8 abgebildeten Hüllkurvenform. Wenn das

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Austastsignal D angelegt wird, werden die Amplituden-■·.; Abrundungssteuervorgang nur bei den Tasten der Ma- werte entsprechend einem Abklingtakt nacheinander

_:■;. nuale durchgeführt. Wenn die zwölfte Taste gedrückt 60 aus dem Speicher «05 ausgelesen und man erhält den

wird, während elf Töne bereits in dem zweiten bis elften Abklingbereich der in F i g. 8 dargestellten Hüllkurvender Manualtastatur zugeordneten Kanal erzeugt wer- form. Die Hüllkurvenform wird auf die beschriebene den, wird derjenige der elf Töne ermittelt, der bereits Weise gebildet. In dem Abklingbereich verringern sich am weitesten abgefallen ist und die Erzeugung dieses die Amplitudenwerte stetig mit der Zeit. Eine solche Tones wird abgebrochen, damit der zwölfte Ton dem 65 Hüllkurvenform wird aus dem Speicher 105 für jeden betreffenden Kanal zugeordnet werden kann. Dieser der Kanäle im time-sharing-Betrieb ausgelesen. Dem-Steuervorgang wird als Abrundungssteuervorgang be- nach wird in einem Kanal ein Ton erzeugt, in dem die zeichnet. Hüllkurvenamplitude während eines Zyklus der jeweiii-

gen Kanalzeiten (d. h. 12 Kanalzeiten) am kleinsten ist. Dieser Ton wird als derjenige betrachtet, dessen Dämpfung am weitesten fortgeschritten ist.

Als Lcsesteuerschaltung 104 kann ein Zähler verwandt werden, der imstande ist, für 12 Kanäle im timesharing-Betrieb zu arbeiten oder ein Schieberegister geeigneter Art Die Hüllkurvenamplitudenwerte, die zu den jeweiligen Kanalzeitun im time-sharing-Betrieb von dem Speicher 105 ausgelesen werden, werden der Abrundungsschaltung 9 (F i g. 6) zugeführt und in noch zu erläuternder Weise für die Abrundungssteueroperation benutzt Die Hüllkurvenamplitudenwerte werden ferner einer Wichtungsschaltung 107 zur Steuerung der Amplitudenhüllkurve e<nes Musiktons zugeführt Das Tastenkodewort KC, das in dem Kanalprocessor 102 zugeordnet worden ist, wird einer Tonerzeugerschaltung 106 zugeführt und diese erzeugt im time-sharing-Betrieb ein Musiktonsignal, dessen Grundtonhöhe durch das Tastenkodewort bestimmt wird und das mit einer bestimmten Tonfärbung versehen wird. Dieses Musiktonsignal wird der Wichtungsschaltung 107 zugeführt und von dieser wird ein in der Amplkuden-Hüllkurve gesteuertes Musiktonsignal erzeugt Der Amplitudenwert G der Hüllkurve, der von dem Hüllkurvenerzeuger 103 erzeugt wird, wird der Amplituden-Vergleichsschaltung 91 (F i g. 6) der Abrundungsschaltung 9 zugeführt Die Amplituden-Vergleichsschaltung 91 vergleicht die Amplitudenwerte der jeweiligen Kanäle und stellt denjenigen Kanal fest, in dem der Amplitudenwert am kleinsten ist Der HülJkurven-Amplitudenwert G ist ein binärer Digitalwert Der Vergleich kann durchgeführt werden, indem Signale aller Bits dieses Amplitudenwertes G der Vergleichsschaltung 91 zugeführt werden. Normalerweise ist es jedoch bei einem derartigen Vergleich nicht erforderlich, bis in die kleinsten Datails zu gehen, so daß es ausreicht, von mehreren Bits (n Bits), die die Daten des Amplitudenwertes bilden, verschiedene höherwertige Bits für den Vergleich heranzuziehen. In der in Fig.6 dargestellten Amplituden-Vergleichsschaltung ?1 werden drei Bits G_n, G_n-\ und G_n-2 von allen aus π Bits bestehenden Hüllkurven-Amplitudenwerten G (wobei η eine positive ganze Zahl ist) verarbeitet. G_n repräsentiert das höchstwertige Bit MSB, G„-i dasjenige Bit. das eine Stufe geringerwertig ist als das MSB und G_n-: repräsentiert dasjenige Bit, das jeweils um eine Stufe geringerwert-ger ist als das Bit G-U Auf diese Weise wird der Vergleich der Hüllkurven-Amplitudenwerte für die drei höchstwertigen Bits durchgeführt.

Die Minimumamplituden-Speicherschaltung 92 speichert den ermittelten Minimum-Amplitudenwert Die Vergleichsschaltung vergleicht diesen gespeicherten Minimum-Amplitudenwert MG mit dem Eingangs-Amplitudenwert G. Dieser Vergleich erfolgt sequentiell Kanal für Kanal. Weiin der Eingangs-Amplitudenwert G in einer bestimmten Kanalzeit kleiner ist als der gespeicherte Amplitudenwert MG, wird der Speicherinhalt in der Speicherschaltung 92 unmittelbar neu geschrieben. Die Eingangsamplitude G wird von neuem gespeichert. Da der Vergleich für jeden Kanal fortgesetzt wird, wird der gespeicherte Minimüm-Amplitudenwert AiG in der richtigen Weise neu geschrieben. Ein Kanal, in dem ein korrekter Minimum-Amplitudenwert existiert, kann daher lediglich nach Beendigung des Vergleichs für alle Kanäle ermittelt werden, d. h. wenn der Vergleich des Amplitudenwertes G des zwölften Kanals mit dem gespeicherten Amplitudevvert MG beendet ist. Der vorhergehende Zyklus in der ersten bis zwölften Kanalzeit wird daher jeweils für den sequentiellen Vergleich der jeweiligen Kanäle verwandt.

Im folgenden wird der Vergleichsvorgang detailliert beschrieben.

Der Vergleich des Eingangs-Amplitudenwertes G mit dem gespeicherten Amplitudenwert MG wird Bit für Bit duichgeführt Die Speicherschaltung 92 enthält Verzögerungs-Flip-Flops 92a, 926 und 92c, die den Bits G_n_₂, G_n-I und G_n entsprechen. Die in der Schaltung 92 gespeicherten Inhalte halten sich selbst über die UND-Tore 921, 922 und 923 und die ODER-Tore 924, 925 und 926. Die Vergleichsschaltung 91 vergleicht den Eingangs-Amplitudenwert G mit dem gespeicherten Amplitudenwert MG und erzeugt ein Ausgangssignal GM = 1, wenn G kleiner ist als MG, und ein Ausgangssignal GM = 0, wenn G gleich oder größer ist als MG. Die UND-Tore 91a bis 91c, 91c/ bis 91/und 9\g bis 91/ und die ODER-Tore 911,912 und 913 sind für die jeweiligen Bits vorgesehen und bilden Logikschaltungen, die im-Stande sind, die Bedingung G< AiG zu erkennen.

Logikbedingung (1)

Die Größen der Amplituden G und MG weiden Bit für Bit verglichen. Die Logikformeln sind die folgenden:

TT_n · AiG_n-UND-Tor91A

~n~I\ ■ A/G„_, —UND-Tor91e

TTi · AiG„_₂— UND-Tor91£,

wobei G~n, G„-\ und Gn-2 Signale sind, die durch Invertierung der Signale G_n, G_n-, und G„_₂ durch die Inverter 914, 915 und 916 entstanden sind. Wenn daher G_n, G_n-\ und G„-2 »0« sind und MG_n, MG„-\ und MG_n-2 »1« sind, sind die Ausgangssignale der UND-Tore 91Λ, 91 e und 91 b »1 «-Signale. Dies zeigt an. daß

G_n < MG_n

G_n_,

G„_2 < MG_n-2

sind.

Wenn das höchstwertige Bit G_n (0)< MG_n(I) ist, ist die Bedingung G<MG erfüllt und das Ausgangssignal »1« des UND-Tores 916 wird über das ODER-Tor 913, das UND-Tor 919 und das ODER-Tor 910 zum Ausgangssignal CM (■=!)- Wenn das Vergleichsergebnis CAi»l« ist, kennzeichnet dies: G< MG.

Wenn das höchstwertige Bit G_n(1)> AiG_n(O) ist, kennzeichnet dies: G>MG. Wenn andererseits G_n (1 oder 0) — AiG_n (1 oder 0) ist, müssen die Vergleichsergebnisse der niedrigwertigeren Bits geprüft werden.

Logikbedingungen (2)

Wenn das niedrigstwertige Bit G_n-\<MG_n-\ ist, wenn G_n = MG_n ist, so ist der Ampiitudenwert G< MG. Die Logikformeln lauten in diesem Falle:

Wenn G_n= MG_n= 1,
CM₂ ■ MG_n-UND-Tor9ig.

Wenn G_n = MG_n = 0,
CAi₂ U_n-UND-Tor 91 λ

In den obigen Formeln ist CM₂ das Vergleichsergebnis des niedrigwertigeren Bits G_n-1, das das Ausgangssignal des ODER-Tores 912 bildet. Wenn G„-\<MG„-\ ist, ist das Vergleichsergebnis CM₂ ein »!«-Signal. Wenn das niedrigwertigere Bit G_n-I = MG_n-, ist, muß das weitere niedrigwertigere Bit G„-i geprüft werden.

Die Logikformeln lauten:

Wenn C„_i - MG_n-, = 1,
CM, · MC-i — UND-Tor95d

WennC„_i =
CM,

0,

io

In den obigen Formeln stellt CM₁ ein Vergleichsergebnis für das weitere niedrigwertigere Bit G_n-2 dar, das das Ausgangssignal des ODER-Tores 911 bildet. Wenn daher G_n-J < MG„-2 ist, ist das Vergleichsergebnis CM ein »!«-Signal. Da kein weiteres noch niedrigwertigeres Bit verglichen werden muß, wenn G_n_j = MGn-2 ist, wird stets ein »O«-Signal an die UND-Tore 91a und 91c angelegt, so daß in diesem Falle das Vergleichsergebnis CM\ »0« wird.

Wenn die Logikbedingungen (1) oder (2) erfüllt sind, erzeugt das ODER-Tor 913 ein »1 «-Signal (CM)-\) und dieses »!«-Signal wird den UND-Toren 917 und 919 zugeführt. Die Tatsache, daß das Signal CMi »1« ist, kennzeichnet, daß der Eingangs-Amplitudenwert G kleiner ist als der gespeicherte Amplitudenwert MG.

Für jede Zuordnungs-Operationszeit Tp wird eine Vergleichsoperation durchgeführt. Zu diesem Zweck wird der Rücksetzimpuls Y₂* über ein ODER-Tor 927 an ein Verzögerungs-Flip-Flop 92c/ angelegt. Das Signal wird um eine Bit-Zeit verzögert und den UND-Toren 917 und 918 in der ersten Kanalzeit von dem Verzögerungs-Flip-Flop 92c/ zugeführt. An dem anderen Eingang des υND-Tores SiS steht immer ein »!«-Signal, so daß das UND-Tor 918 ein »!«-Signal erzeugt, das über ein ODER-Tor 910 einem UND-Tor 931 zugeführt wird. Da jedoch dem UND-Tor 931 der Manualimpuls Y2-12 für die erste Periode zugeführt wird, wird dieses UND-Tor in der ersten Kanalzeit gesperrt. Hierdurch wird der Abrundungsvorgang lediglich für die Manualtastatur möglich. Da das Ausgangssignal des UND-Tores931 ein »O«-Signal ist, wird am Ausgang des Inverters 929 ein »!«-Signal erzeugt und dieses »!«-Signal wird in dem Flip-Flop 92c/über das UND-Tor 928gehalten.

In der zweiten Kanalzeit ist das Signal CM noch »1« und der Impuls V2-12 ist ebenfalls ein »!«-Signal. Das Ausgangssignal des UND-Tores 931 hängt jedoch in dieser Kanalzeit von dem Inhalt des Austast-Signals D ab, das an dem anderen Eingang des UND-Tores 931 ansteht Wenn der Ton, der dem entsprechenden Kanal zugeordnet ist, im Abklingen ist, ist das Austastsignal D »1«, wogegen es »0« ist, wenn der Ton sich nicht abschwächt. Das UND-Tor 931 erkennt also die oben erläuterte Bedingung (2) des Abrundungsvorganges. Wenn der dem zweiten Kanal zugeordnete Ton abgeschwächt oder gedämpft ist, erzeugt das UND-Tor 931 ein Minimumwert-Erkennungssignal Z (=1). Dieses wird den UND-Toren 92e,92/und92g-der Minimumamplituden-Speicherschaltung 92 zugeführt, die veranlaßt, daß die jeweiligen Bit-Signale G„_2. G_n-, und G_n des Eingangs-Amplitudenwertes G durch die UND-Tore 92e, 92/"und 92g ausgwähit und in Flip-Fiops 92ä bis 92c gespeichert werden. Die UND-Tore 921 bis 923 und928 werden gesperrt und der zuvor gespeicherte Inhalt MG wird dabei gelöscht, während der Inhalt des Flip-Flops 92c/ »0« wird. Auf die vorstehend beschriebene Weise wird das Erkennungssignal Z zwangsläufig erzeugt, ohne Rücksicht auf ein etwaiges Vergleichsergcbnis in einer Kanalzeit, wenn das Ausgangssignal D in einem Zyklus der jeweiligen Kana'zeiten zuerst erzeugt wird. Der Hüllkurven-Amplitudenwert des Kanals wird in der Speicherschaltung92 als Minimum-Amplitudenwert gespeichert. Danach werden die UND-Tore 917 und 918 durch das Ausgangssignal »0« des Flip-Flops 92c/ gesperrt, so daß ein Signal CMz, das ein getreues Verfleichsergebnis darstellt, als Vergleichsergebnis-Ausgangssignal CM über das U N D-Tor 919 und das ODER-Tor 910 Hem UND-Tor 931 zugeführt wird.

Der Vergleich wird für alle Kanäle sequentiell durchgeführt, während der Impuls Y-_t-n ansteht. Das Signal CM wird immer dann »1«. wenn ein Eingangs-Amplitudenwert G erkannt wird, der kleiner ist als der gespeicherte Amplitudenwert MC und das Erkennungssignal Z wird erzeugt, wenn der Ton des entdeckten Aiiipüiudenwerts gedämpft bzw. abgeschwächt ist. Es besteht daher die Möglichkeit, daß das Signal Z mehrere Male erzeugt wird, und der wahre Minimum-Amplitudenweri ist der Hüllkurven-Amplitudenweri in demjenigen Kanal, in dem das Signal Zzuletzt erzeugt wird. Zur Erkennung dieses wahren Minimum-Amplitudenwertes, d. h. des Kanals, in dem die Abschwächung des Tones am weitesten fortgeschritten ist, ist ein zwölfstufiges Ein-Bit-Sthieberegister 932 vorgesehen. Das Erkennungssignal Z wird dem Schieberegister 932 zugeführt, sequentiell durch den Takt Φ\ weitergeschoben und aus der letzten Stufe des Schieberegisters 932 ausgeschoben, nachdem es um 12 Stufenzeiten (12 Kanalzeilen) verzögert worden ist. Das Ausgangssignal der letzten Stufe Z12 des Schieberegisters 932 wird einem UND-Tor 933 zugeführt, wogegen das Ausgangssignal der ersten bis elften Stufe Z, bis Z,, einem ODER-Tor 932a und weiter über einer, inverter 932fc dem UND-Tor 933 zugeführt wird. Durch die Verzögerung um 12 Kanalzeiten in dem Schieberegister 932 besteht Koinzidenz zwischen dem Eingangskanal des Schieberegisters 932 und dem Kanal des Ausgangs der ersten Stufe. Die Tatsache, daß das Schieberegister 932 ein »!«-Signal enthält, kennzeichnet, daß das Erkennungssignal Z»l« war. Da die Signale der ersten bis elften Stufe Z, bis Zn Ergebnisse von späteren Vergleichen als das Signal der letzten Stufe Z,2 sind, ist das »1 «-Signal der Stufe Zi₂ nicht das letzte Erkennungssignal Z, wenn in den Stufen Zi bis Zi 1 ein »1 «-Signal vorhanden ist und das Signal der letzten Stufe Z12 »1« ist. Dagegen ist das »!«-Signal der Stufe Zi2 das letzte Erkennungssignal, wenn in den S»ufen Z, bis Zn kein »!«-Signal vorhanden ist.

Die Inhalte in den Stufen Z| bis Z_n entsprechen den verbleibenden elf Kanälen. Wenn daher das Erkennungssignal in dem zweiten Kanal, das in der ersten Periode Tp\ (unabhängig davon, ob Z»0« oder »1« ist] zuerst entstanden ist, von der letzten Stufe Z,? des Registers 932 in der zweiten Kanalzeit in der zweiten Periode Tpi ausgeliefert wird, werden die Erkennungsergebnisse in den verbleibenden dritten bis zwölften Kanälen jeweils in den Stufen Z2 bis Z_x , gespeichert Das Signal von der letzten Stufe Z, 2 und das Ausgangssigna! des Inverters 9326 werden daher nur in einer einzigen Kanalzeit in der zweiten Periode Tp₂ beide »1«. Diese Kanalzeit entspricht dem Kanal desjenigen Tones, der am weitester, abgeschwächt ist.

Zur Erkennung der Bedingung (1) des Abrundungsvorganges ist ein UND-Tor 934 vorgesehen. Dieses empfängt das Belegtsignal 8USY (F i g. 5), das von ei-

nem Inverter 935 invertiert wurde und den Manualimpuls V2-12 der zweiten Periode. Das Belegtsignal BUSY gibt an, daß das Tastenkodewort dem Kanal zugeordnet ist (der Ton wild erzeugt), wenn es »1« ist, wogegen es einen leeren Kanal anzeigt, wenn es »0« ist. Wenn daher alle elf Töne in den Kanälen für die Manualtastaturen erzeugt werden, ist das Signal BUSY während der Anwesenheit des Impulses V2-12 »I« und das Ausgangssignal des UND-Tores 934 ist »0«. Selbst wenn ein Kanal vorhanden ist, in dem kein Ton erzeugt wird, ist das invertierte Belegtsignal BUSY »1« und das UND-Tor 934 erzeugt ein »!«-Signal. Dieses wird in einem Verzögerungs-Flip-Flop 936 gespeichert und über ein UND-Tor 937 und ein ODER-Tor 938 in diesem gehalten. Diese Selbsthaltung wird so lange aufrechterhalten, bis das UND-Tor 937 gesperrt wird. Wenn die Bedingung (I) erfüllt ist, hält daher das Flip-Flop 936 das »O«-Signal während der zweiten Periode Tp₂. Wenn die Bedingung

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wird, wird die Erzeugung des zuvor zugeordneten Tones unverzüglich unterbrochen und es erfolgt die Zuordnung des neuen Tones. Für die Pedaltastatur ist daher kein Abrundungsvorgang erforderlich.

Wenn die Tastenzuordnung jedoch durchgeführt werden soll, ohne daß eine Unterscheidung /wischen Pedaltastatur und Manualtastaturen erfolgt, muß die oben beschriebene Abrundungsoperation bezüglich aller zwölf Kanäle durchgeführt werden.

Der Abrundungsvorgang, der bei der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden kann, ist nicht auf das oben beschriebene Beispiel beschränkt, sondern kann auch bei anderen Einrichtungen zur Anwendung kommen. Beispielsweise ist in der US-PS 38 82 751 eine Einrichtung beschrieben, bei der der Ton, dessen Dämpfung am weitesten fortgeschritten ist. dadurch ermittelt wird, daß diejenige Zeit, die seit dem Freigeben der Taste verstrichen ist, gezählt wird.

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während der zweiten Periode Tp₂.

Das Ausgangssignal des Flip-Flops 936 wird über einen Inverter 939 dem UND-Tor 933 zugeführt. Wenn die Bedingung (I) erfüllt ist. wird von dem UND-Tor 933 ein »!«-Signal in einer einzigen Kanalzeit der zweiten Periode Tp₂ erzeugt, in der der Ton am weitesten abgeschwächt ist. Dieses Signal wird der Generatorschaltung 5 für die Setz- und Rücksetzsignale als Abrundungs-Kanalbestimmungssignal MTCH zugeführt. Wenn die Bedingung (1) nicht erfüllt ist und das UND-Tor 933 gesperrt ist, wird daher kein Abrundungs-KanaJjestimmungssignal MTCH erzeugt, selbst wenn ein Kanal erkannt worden ist. dessen Ton am weitesten abgeschwächt ist.

Das Abrundungs-Kanalbestimmungssignal MTCH wird dem UND-Tor 54 der Erzeugerschaltung 5 für die Setz- und Rücksetzsignale (F i g. 5) zugeführt.

Das UND-Tor 54 empfängt ferner das Signal IiFG₁ das durch Invertierung des Äusgangssignals REG des Vergleichsergebnis-Speichers 4 entstanden ist, und ein Signal, das anzeigt, daß das Eingangs-Tastenkodewort KC, das von dem ODER-Tor 64 der Tastenkodewort-Erkennungsschaltung 6 geliefert wird, einer der Manualtastaturen angehört. Wenn nun eine zwölfte Taste in der Manualtastatur gedrückt wird, in der alle elf Töne bereits erzeugt werden, wird das Koinzidenz-Erkennungssignal EQ bei der Erzeugung des Tastenkodewories KC dieser Taste »0«. Das invertierte Signal R~EG wird daher »1« und das Aur.gangssignal des ODER-Tores 64 wird in der zweiten Periode ein »1 «-Signal. Die Bedingung (3) des Abrundungsvorganges wird hierdurch erfüllt und das UND-Tor 54 erzeugt in einer Kanalzeit, in der das Abrundungs-Kanalbestimmungssignal MTCH erzeugt wird, ein »1 «Signal. Auf dieses »!«-Signal hin werden das Setzsignal S und das Rücksetzsignal C erzeugt, um die in dem betreffenden Kanal gespeicherten alten Tastenkodewörter KC* zu löschen und die Einspeicherung eines neuen Tastenkodewortes KCm diesen Kanal der Tastenkodewort-Speicherschaltung 2 zu veranlassen. Ferner wird ein »1«-Signal (das die Eintastung anzeigt) in demselben Kanal der Speicherschaltung 7 gespeichert, wogegen die Austastspeicherung in der Austast-Speicherschaltung 8 gelöscht wird. Auf diese Weise wird die Erzeugung desjenigen Tones, dessen Dämpfung am weitesten fortgeschritten ist. unterbrochen und die Erzeugung eines neuen Tones wird dem betreffenden Kanal übertragen.

Bei der Pedaltastatur, in der nur ein einziger Ton erzeugt werden kann wenn eine neue Taste gedrückt

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55 Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektronisches Musikinstrument mit einem im time-sharing betriebenen Tongenerator zur Erzeugung von Musiktönen in Abhängigkeit von Tastenwörtern, die in den kanalbezogenen Zeitfenstern der jeweiligen Zyklusperioden des time-sharing-Betriebes auftreten, einem die Tastenwörter erzeugenden Tastenkodierer (101) und einem Tastenwortspeicher (2) zur Speicherung der die zu erzeugenden Töne bezeichnenden Tastenwörter in Kanälen, die den Zeitfenstern entsprechen, und zur repetierenden Ausgabe der gespeicherten Tastenwörter an den Tongenerator, dadurch gekennzeichnet, daß zur Eingabe eines neuen Tastenwortes (KC) in den Tastenwortspeicher (2) eine mit dem Tastenkodierer (101) zusammenwirkende Schaltung (i) vorgesehen ist, die das Tastenwort (KC) für den Zuordnungsvorgwig über eine Zeitspanne zur Verfügung stcüi. die zwei aufeinanderfölgenderi Zykiusperioden des Zeitteilungsbetriebes entspricht, nämlich einer ersten Zyklusperiode und einer daran anschließenden zweiten Zyklusperiode, daß eine erste Vergleichsschaltung (3, 4) während aufeinanderfolgender Zeitfenster der ersten Zyklusperiode das ankommende Tastenwort (KC) mit den in dem Tastenwortspeicher (2) gespeicherten Tastenwörtern (KC*) vergleicht, um zu ermitteln, ob das ankommende Tastenwort einem schon gespeicherten Tastenwort en .spricht, cf ;>ß die erste Vergleichsschaltung (3,4) in dem Fall, daß das ankommende Tastenwort (KC) einem schon gespeicherten Tastenwort (KC) entspricht, ein Registrierungsiigna· (REG) erzeugt, das in demjenigen Zeitfenster, das dem Kanal entspricht, welcher das bereits gespeicherte Tastenwcrt enthält, aktiv wird und das am Ende der ersten Zyklusperiode inaktiv ist, wenn das ankommende Tastenwort neu ist, und daß eine Ladeschaltung (5) vorgesehen ist, die in dem Fall, daß das Registrierungssignal (REG) am Ende der ersten Zyklusperiode inaktiv ist, während der zweiten Zyklusperiode das angekorr. mene neue Tastenwort in einen leeren Kanal des Tastenwortspeichers (2) einspeichert.

2. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Vergleichsschaltung (91) vorgesehen ist, die während der ersten Zyklusperiode eine Gruppe potentiell verfügbarer Kanäle in dem Tastenv/ortspeicher (2) ermittelt und in jedem der diesen leeren Kanälen entsprechenden Zeitfenster Signale erzeugt und daß die zweite Vergleichsschaltung (91) mit einer Verzögerungsauswahlschaltung (93) verbunden ist, die während der zweiten Zyklusperiode ein Ladesignal in demjenigen Zeitfenster erzeugt, das einem besiimmten leeren Kanal -ntspricht, derart, daß die Ladeschaltung (5) das neue Tastenwort (KC) in den durch das Auftreten des Ladesignals (MTCH) bezeichneten Kanal eingibt.

3. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Vergleichsschaltung (91) die zugehörigen Amplituden der in den einzelnen Zeitfenstern auftretenden Tastenwörter in der ersten Zyklusperiode miteinander vergleicht und in aufeinanderfolgenden Vergleichsvorgängen die kleinste Amplitude ermittelt und daß die Verzögerungsauswahlschaltung (93) das Ladesignal während des Zeitfensters des Tastenwortes mit der kleinsten Amplitude erzeugt.