DE2706045C3 - Elektronisches Tastenmusikinstrument mit Sinustabellenspeicher - Google Patents

Description

einem (impulsgesteuerten) Wählgatter (611), einem n. Multiplizierer (620) und einem Komplement-Gatter (635) verbunden ist,

daß der Ausgang des Multiplizierers (620) an einem Eingang eines zweiten Wählgatters (622) und einem Eingang eines +1-Addierers (636) liegt, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des Komplement-Gatters (635) verbunden ist,
daß der Ausgang des +!-Addierers (636) und der

A . J Λ Jj: n..^..*. tCiA\ or» Λι*τ\ Κ<»ΐ. i*»r» AVUigalIg UC3 nUUlCl'via \y>J-rj Uli uwi "«.luwu

Eingängen eines Addierers (637) liege;., dessen Ausgang am Eingang eines dritten Wählgatters (639) liegt, dessen Ausgang mit den Ausgängen der beiden anderen Wählgatter (611, 622) in Verbindung steht, die sämtlich mit dem Eingang eines Sinustabellenspeichers (640) verbunden sind, der am Eingang eines Komplement-Gatters (641) liegt, dessen Ausgang mit einem Addierer in Verbindung steht, der über einen Akkumulator (644) und ein Gatter (646) am einen Eingang eines Addierers (660) liegt, an dessen anderem Eingang durch einen Umhüllenden-Generator (650) die Umhüllenden-Information eingegeben wird, und

daß der Ausgang des Addierers (660) über einen Konverter (661) und ein Komplement-Gatter (663) mit einem weiteren Addierer (64) verbunden ist, dessen Ausgang an einem Akkumulator (665) liegt und der sein Ausgangssignal dem Tonsignalausgang zuleitet.

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Tastenmusikinstrument, bei dem im Takt eines Taktgebers eine einer gedrückten Taste zugeordnete Frequenzzahl aus einem Frequenzzahle.ispeicher ausgelesen wird, um eine zeitabhängige Grundvariable zu bilden, die dazu dient, einen Sinustabellenspeiche; anzusteuern, der den Sinuswert seines Eingangssignals abgibt und mit Hilfe Jessen Ausgangssignals das Tonsignal gebildet wird.

In der US-PS 38 09 Γ86 ist ein elektronisches Tastenmusikinstrument der eingangs genannten Art beschrieben, bei welchem eine Musiktonwellenform, bestehend aus einer Anzahl von harmonischen Komponenten, mittels eines Fourier-Algurithmus berechnet wird. Dabei werden die Tastwerte der harmonischen Komponenten mit hoher Geschwindigkeit berechnet, wobei die Berechnungsergebnisse gesammelt werden, um schließlich den jeweiligen Tastwert der gewünschten Musiktonwellenform zu erhalten. Wenn bei diesem bekannten Instrument die Anzahl der eine Musiktonwellenform bildenden harmonischen Komponenten groß ist, so muß auch die Rechengeschwindigkeit in einem hohen Ausmnß erhöht werden. Dies bedingt eine mit außerordentlich hoher Arbeitsgeschwindigkeit arbeitende Rechenvorrcbtung, Anders ausgedrückt bedeutet dies, daß die Anzahl der erzeugbaren Tonanteile eines Musiktons durch die vorgegebene Arbeitsgeschwindigkeit einer Berechnungsvorrichtung begrent sein kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Musikinstrument nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so auszubilden, daß den Tönen eines natürlichen Musikinstruments in realistischer Weise ähnelnde Töne erzeugt werden, ohne daß die bei der Fourier-Synthese übliche Vielzahl von Additionen

ίο erforderlich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die Maßnahmen des Kennzeichens des Anspruchs 1 vor.

Zur weiteren Verbesserung der Natürlichkeit der von dem Musikinstrument der eingangs genannten Art erzeugten Tönen ist es vorteilhaft, wenn auch nicht harmonische Tonanteilskomponenten vorhanden sind. Beispielsweise aus der DE-AS 19 53 303 ist es bekannt, nicht exakt harmonische dadurch vorzusehen, daß man durch einen Frequenzkonverter ein von der Signalquel-Ie kommendes Signal in der Frequ ■ z- und Tonhöhe konvertiert Durch die Maßnahmen or insbesondere des Kennzeichens des Anspruchs 6 ist es möglich, nicht harmonische Tonanteilskomponenten bereits im Verlauf der Tonbildung auszubilden.

Ausfi'hrungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben; in der Zeichnung zeigt

F i g. 1 bzw. F i g. 2 Diagramme von Grundspektren eines Musiktons, der durch das er'indungsgemäße jo Musiktonberechnungssystem erhalten wird,

F i g. 3 ein Blockdiagramm eines Grundbeispiels eines erfindungsgemäßen elektronischen Musikinstruments,

F i g. 4 bzw. 5 Diagramme von anderen Beispielen von Spektren eines Musiktons, erhalten durch das erfinii dungsgemäße Musiktonberechnungssystem,

Fig.6A und 6B Blockdiagramme eines praktischen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen elektronischen Musikinstruments.

F i g. 7 eine Zeitsteuerdarsteüung, welche die Zeit-Steuerimpulse für die Steuerung des Betriebsfortschritts der elektronischen Musikinstruments der Fig.6A und 6B zeigt,

F i g. 8 eine Schaltung eines konkreten Ausführungsbeispiels der Zeitsteuerschaltung gemäß F i g. UA,
j F i g. 9 eine Schaltung eines konkreteil Ausführungsbeispiels der Tastaturschaltung der F i g. 6A,

Fig. 10 eine Schaltung eines konkreten Ausführungsbeispiels des umhüllenden Generators der F i g. 6B.

Bevor im einzelnen auf die Ausführungsbeispiele in eingegangen wird, seien zunächst die Prinzipien der vorliegenden Erfindung erläutert.

In der vorliegenden Erfindung dienen die folgenden Gleichungen (1) oder (2) als die Grundformeln einer Musiktonwellenform. die aus einer Vielzahl von -,-) Tonteilkomponentpn besteht:

/ (x.i) = V sin : χ

DyI

F(x,y)= Σ coslx+ (fc-l)yf

dabei stellen x,y mathematische Funktionen dar, welche jeweils die Zeit / ils eine unabhängige Variable verwenden.

Die durch die obige Formel (1) oder (2) angegebene Musiktonwellenform besteht aus η Tonteilkomponen-

ten (Tonpartialkomponenten), die sich mit entsprechen* den Phasenwinkeln y, wie in F i g. 1 gezeigt verteilen. Es sei beispielsweise in den obigen Gleichungen angenommen, daß χ = ωιί und y — a)?t ist, wobei ωι bzw. ωι Kreisfrequenzen darstellen. Demgemäß bedeuten diese Gleichungen eine Musiktonwellenform mit einer Spektralverteilung wie in F i g. 2 gezeigt.

Die rechte Seite der entsprechenden Gleichungen (1) und (2) kann wie folgt umgeformt werden:

sin

sin \y.+(k- DyI= —-^v --

\>) -sin 2

sin - ;■

(3)

IV

/ /l-l \ . /ι
cosf* + —2"~^J' J'^sln2 ^V

(4)

20

Erfindungsgemäß wird eine durch Gleichung (1) oder Gleichung (2) dargestellte Musiktonwellenform durch Berechnung der rechten Seite der obcrr erwähnten Gleichung (3) oder Gleichung (4) erhalten. Demgemäß ist es erfindungsgemäß möglich, die Berechnung der Musiktonwellenform mit einer beliebigen Berechnungsgeschwindigkeit durchzuführen, und zwar unabhängig von den Tonteilkomponenten, die die gewünschte Musiktonwellenform bilden. Anders ausgedrückt ist es möglich, in einfacher Weise einen Musikton zu erhalten, der einen natürlichen Musikton außerordentlich ähnlich ist und eine Anzahl von Tonanteilen enthält, ohne daß dabei die Befürchtung besteht, daß die zulässige Maximalzahl von Tonanteilskomponenten, enthalten in der Musiktonwellenform, durch die Arbeitsgeschwindigkeit der verwendeten Berechnungsmittel begrenzt ist.

Fig.3 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen elektronischen Musikinstruments. Dieses Ausführungsbeispiel ist derart aufgebaut, daß man eine Musiktonwellenform durch Berechnung der rechten Seite der folgenden Gleichung (5) oder der Gleichung (6) erhält, die ihrerseits durch die Substitution der oben erwähnten Gleichungen (3) oder (4) mit*= ct)i/oderj/= u>it erhalten werden:

sin

sini'V + — - - >;₂n ■ sin ^m₂r

cos /.ι, ί +

sin - m₂i H-I

(5)

(6)

In F i g. 3 sei angenommen, daß eine ausgewählte Ergebnis Taste einer nicht gezeigten Tastatur niedergedrückt wird. "-¹

Daraufhin gibt eine Tastaturschaltung 10 ein die

niedergedrückte Taste repräsentierendes Tastendaten- <io signal ab. Eine unabhängige Variable erzeugende Schaltung 12 besitzt Speicher 14, 16, und zwar zur

entsprechend jeweiligen Tasten der Tastatur in Digitalform, und besitzt, ferner Akkumulatoren 18, 20. In den Speichern 14,16 stehen entsprechende Adressen, beide durch ein Tastendatensignal bezeichnet, unter Zugriff, um die Kreisfrequenzinformation ωι und <»2 entsprechend der niedergedrückten Taste aus den Speichern 14, 16 auszulesen. Diese ausgelesene Kreisfrequenzinformation ωι bzw. <»2 wird in die Akkumulatoren i3 bzw. 20 geleitet, und zwar für jede Zeitsteuerimpulsausgangsgröße Φ von der nicht gezeigten Zeitsteuerstation, wobei diese Information in diesem Akkumulatoren akkumuliert wird und somit unabhängige Grundvariable χ — o)if und y=£B₂f für die darauffolgende Berechnung gebildet werden.

Eine Rechenschaltung 22 ist derart aufgebaut, daß sie die Berechnung einer Musiktonwellenform durchführt, und zwar unter Verwendung der eingegebenen eo Variablen a>it, ω₂ί entsprechend Gleichung (5) oder Gleichung (6). Die Variable 0)2 ί wird durch einen Multiplikator

und die Variable a>\t werden in einem Addierer 28 zueinander addiert. Das Ergebnis dieser Addition ist

n-1

«>if -! r— «lit

und wird als eine Adresseninformation für einen Sinustabellenspeicher 28 verwendet; der Wert

in ( W

1 -\

\ "ν- Γ

(in dem Fall, wo die Berechnung entsprechend Gleichung (5) ausgeführt wird) oder der Wert

s( m,

»COS! ro, I

/7-1

Hy₂I 1«

n-1

65

in einer Multiplizierschaltung 24 multipliziert Das (wenn die Berechnung entsprechend Gleichung (6) ausgeführt wird) wird aus dem Sinustabellenspeicher 28 ausgelesen und das Auslesesignal wird als ein Multiplikator an eine Multiplizierschaltung 34 geliefert In einer Multiplizierschaltung 30 wird die Variable ω₂ί durch

einen Multiplikator j multipliziert Das Ergebnis 5 a₂t wird als das Adresseninformationssignal für einen Sinustabellenspeicher 32 verwendet und es erfolgt

Zugriff zum Sinustabellenspeicher 32 zum Zwecke des Auslesens des Werts sin H O)₂I. Dieser aüsgelesene Wert

sin ^ oi₂t wird entweder itiit einem Multiplikator
■ ( " -' ~\

Sin Im₁/ + ID₂Ij

oder mit einem Multiplikator

■(

cos [ ι», t +

/i-l
2

10

15

in der Multiplizierschaltung 34 multipliziert. Das Ergebnis dieser Berechnung wird als ein Dividend in eine Dividierschaltung 40 eingegeben. Die Variable mit

wird ebenfalls mit einem Multiplikator ^ in einer Multiplizierschaltung 36 multipliziert. Das Ergebnis ί o)₂t dieser Berechnung wird als ein Adresseninformationssignal verwendet und es erfolgt Zugriff zu einem Sinustabellenspeicher 38, um den Wert sin ^cM ^2:> auszulesen und als einen Divisor an die Dividierschaltung 40 zu liefern. Diese Dividierschaltung 40 dividiert den von der Multiplizierschaltung 34 gelieferten Dividenden durch den vom Sinustabellenspeicher 38 gelieferten Divisor. Die bisher erwähnten Berechnungen werden digital durchgeführt. Demgemäß werden Digitalrepräsentationen oder -darstellungen der Tastwerte der Musiktonwellenform entsprechend der niedergedrückten Taste aufeinanderfolgend am Ausgang der Dividierschaltung 40 abgeleitet.

Die Ausgangsgröße der Rechenschaltung 22 wird durch einen Digital/Analog-Umsetzer 42 in eine Analogspannung umgewandelt, die in einen Verstärker 44 eines Tonerzeugungssystems eingegeben wird, um darinnen verstärkt zu werden, um dann als Musikton von einem Lautsprecher 46 abgegeben zu werden.

Es sei bemerkt, daß die unabhängige Variable erzeugende Schaltung 12 bzw. die Berechnungs- oder Rechenschaltuhg 22 auch in Analogausbildung aufgebaut sein kann, in einem solchen Fall kann die Ausgangsgröße der Berechnung direkt in dasTonefzeugüngssysterh eingegeben werden.

In der obigen Erläuterung wurde ein Fall beschrieben, wo die Niveaus oder Pegel der entsprechenden Tonteilkomponenten der Musiktonwellenform gleichförmig sind, Ein tatsächlicher Musikton besitzt jedoch eine Frequenzcharakteristik, die einem Musikinstrument eigen ist, d. h. hat eine Tonfarbe. Zum Erhalt eines Musiktons, der einem natürlichen Musikton unmittelbar ähnelt, ist es daher erforderlich, die relativen Pegel der entsprechenden Tonteilkomponenten zu verändern, um dadurch eine Musiktonwellenform zu bilden, welche die gewünschten Frequenzeigenschaften aufweist.

Als Mittel zur Aufprägung einer gewünschten

.ir\ aiii CiiiC

gibt es das Verfahren der Hindurchleitung der entsprechend der obigen Gleichung (3) oder Gleichung (4) berechneten Musiktonwellenform durch geeignete Filtermittel. Es besteht jedoch im allgemeinen eine beträchtliche Schwierigkeit hinsichtlich einer einfachen Herstellung der Filtermittel zur Verwendung bei Erreichung des eben erwähnten Ziels. Als ein weiteres solches Verfahren kann eine Technik ins Auge gefaßt werden, wo in die Berechnungsformeln einer Musiktonwellenform die Geschwindigkeitsfaktoren für die entsprechenden Tonteilkomponenten eingegeben werden. Dieses letztgenannte Verfahren ist beim Aufbau eines elektronischen Musikinstruments so lange vorteilhaft, als die für diesen Zweck verwendeten Berechnungsformeln nicht zu kompliziert werden.

Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben, die zur Berechnung einer Musiktonwellenform dienen, der eine Frequenzcharakteristik aufgeprägt ist.

Nimmt man beispielsweise einen Fall an, wo der Gewichtskoeffizient für die entsprechenden Tonteilkomponenten sin [α + (k— \)ß] ist. Die obige Gleichung (3) kann in die folgende Gleichung umgeformt werden:

F{x,y) = Σ sin: % + (k - 1)//}sin! χ + (k-\ )y\

ds j(x - *)+lZL{y-(()}. sin j^O'-/*)} cos|(x + %)+-ⁱ^-(y + /i)|-sin|^(y + /i)|

• y-fl
sm

sm

• (7)

dabei stellen χ bzw. /J Parameter zur Bestimmung der Frequenzcharakteristik dar.

Durch Geeignete Auswahl oder Einstellung der Parameterwerte ä und β kann man eine Musiktonwellenform mit einer Spektralverteilung gemäß Fig.4 durch die Berechnung der obigen Gleichung (7) erhalten. Insbesondere kann man direkt eine Musiktonwellenform mit einer Frequenzcharakteristik äquivalent zu der nach Durchgang durch einen Bandpassfilter erhaltenen erreichen. Es sei bemerkt, daß in F i g. 4 Arund y derart ausgedrückt sind, daß χ = ω\ t und y = ω₂ί ist (wobei Oi bzw. ω^ Kreisfrequenzen darstellen. Anders ausgedrückt ist in F i g. 4 die Neigung der konvexen = 2 χ

Umschließungs- oder Umhüllungskurve /abhängig vom Wert des Parameters β bestimmt und die Phase dieser Umschließungskurve / hängt ihrerseits vom Parameter α ab.

In der gleichen Weise wird der Gewichtskoeffizient für die entsprechenden Tonteilkomponenten, sin^fX+fXr-l)/?} in die Gleichung (3) eingeführt und es ergibt sich als Resultat die folgende Gleichung:

F(x,y) = Σ sin²{a + (* - \)fi}-aa{x + (k - l)y}

k = I

sm

«-1

sin \r

sin {(.χ -f 2λ) 4-

η-\

■2/))}

sin ^y+ 2/0

Es sei bemerkt, daß der Impuls Φ 10 die Zeitsteuerung der Berechnung aes ersten Glieds

sin 2

sin j(x - 2«) + Ü-J- (y _ 2/0} · sin ^ (y - 2/ί)

sin ^ (y-2/0

(8)

15

SUIr y

—- x 2

sin i

•

Die Spektralverteilung der Musiktonwellenform, die man durch Berechnung der obigen Gleichung (8) erhält, wenn die Parameter α und β bestimmte Werte annehmen, ist in Fig. 5 gezeigt. Wie man aus Fig. 5 ersieht, ist es möglich, aus der Berechnung von Gleichung (8) direkt eine Musiktonwellenform zu erhalten, die eine Frequenzcharakteristik ähnlich derjenigen aufweist, die man nach Durchgang durch einen Filter mit einer gewellten Frequenzcharakteristik erhält. Es sei bemerkt, daß in F i g. 5 χ und y als χ = ω, t und y = mit ausgedrückt sind, und daß die Steigung und die Phase der gewellten Umschließungskurve /von den Parametern β bzw. λ abhängen.

Wie oben erläutert, ist es durch die Einführung eines Gewichtungskoeffizienten in die Berechnungsformeln möglich, die direkte Berechnung eines Musiktons mit einer beliebigen Frequenzcharakteristik, d. h. einer Tonfarbe, durchzuführen. Man erkennt ferner, daß durch eine Veränderung des Gewichtungskoeffizienten mit der Zeit es möglich ist, einen Musikton zu erhalten, dessen Tonfarbe sich mit der Zeit ändert. Beispielsweise kann in Gleichung (7) und Gleichung (8) als ein Mittel zur Aufprägung einer zeitabhängigen Veränderung der Tonfarbe vorgesehen sein, die Parameter λ und β mit der Zeit zu verändern.

Fig.6A und 6B sind Blockdiagramme, die ein praktisches Beispiel eines erfindungsgemäßen elektronischen Musikinstruments zeigen, welches derart uüsgcünuci lsi, uitü eine iviubikionweiienform entsprechend Gleichung (8) berechnet wird.

Die Arbeits- oder Betriebs-Zeitsteuerung dieses 4> elektronischen Musikinstruments wird durch die Zeitsteuerimpulse Φ 10, Φ 11, Φ 12, Φ 13, Φ 20, Φ 21, Φ 22, Φ 23. Φ 30, Φ 31, Φ 32, Φ 33 gesteuert, die von einer Zeitsteuerschaltung 680 geliefert werden. Eine Erläuterung erfolgt unter Bezugnahme auf die F i g. 7 und 8 hinsichtlich der gegenseitigen Zeitsteuerbeziehungen der Gruppe dieser Zeitsteuerimpulse und bezüglich einem Beispiel der Zeitsteuerschaltung 680.

In Fig.8 werden die Ausgangsimpulse f_c eines Taktimpulsoszillators (clock Impulsoszillators) 50 (vgl. F i g. 7A) fortlaufend durch einen Zähler 51 gezählt Mit diesen Ausgangsgrößen des Zählers 51 wird eine erste Gruppe von Impulsen Φ 11, Φ 12, Φ 13 (Fig. 7B), eine zweite Gruppe von Impulsen Φ 21, Φ 22, Φ 23, (F i g. 7C) und eine dritte Gruppe von Impulsen Φ 31, Φ 32, Φ 33 (Fig.7D) gebildet Mit den Impulsen der entsprechenden Gruppen — und zwar von der ersten bis zur dritten — werden Impulse Φ 10, Φ 20, Φ 30 (Fi g. 7E) über ODER-Schaltungen 52 bzw. 53 bzw. 54 gebildet

Während der Periode 7" vom Zeitpunkt des Anstiegs des Impulses Φ 1! bis zum Zeitpunkt des Anstiegs des nächsten Impulses Φ11 wird die Berechnung der rechten Seite der Gleichung (8) einmal durchgeführt

der Gleichung (8) repräsentiert. Die Impulse Φ 11, Φ 12, Φ 13 repräsentieren die entsprechende Zeitsteuerung der aufeinanderfolgenden Durchführung der Berechnung der entsprechenden Komponenten

. y .
sin ^, sin

Ii . / »i-l \
-y,_Sm(_x+-_Y-y)

des ersten Glieds der Gleichung (8). Im folgenden werden die oben erwähnten Komponenten als die erste Komponente, die zweite Komponente und die dritte Komponente des ersten Glieds der Gleichung (8) bezeichnet. Der Impuls Φ 20 stellt schließlich die Zeitsteuerung der Berechnung des zweiten Glieds

sin j (χ + 2*) + "~ (y + 2/0} · sin '1 [y + 2/0

sin - (y + 2/0

der Gleichung (8) dar.

Impulse Φ 21, Φ 22, Φ 23 repräsentieren die entsprechende Zeitsteuerung der aufeinanderfolgenden Durchführung der Berechnung der entsprechenden Komponenten

sin 2

), sin - (3' + 2/i)

{ (x + 2-0 + ~₂— (v + 2/oj

des zweiten Glieds der Gleichung (8). Im folgenden werden die oben erwähnten Komponenten als erste Komponente, zweite Komponente und dritte Komponente des zweiten Glieds der Gleichung (8) bezeichnet. In ähnlicher Weise repräsentiert der Impuls Φ 30 die Zeitsteuerung der Berechnung des dritten Glieds

sin j (χ - 2») + ^y'- (y - 2/0 [ · sin ^(y - 2/0
sin -(y-2/0

der Gleichung (8).

Die Impulse Φ 31, Φ 32, Φ 33 repräsentieren die entsprechende Zeitsteuerung der aufeinanderfolgenden Durchführung der Berechnung der entsprechenden komponenten

sin j (y - 2ji)_f sin^ (y- 2ß),

sin |

- 2a) +

des dritten Glieds der Gleichung (8).

Im folgenden werden die oben erwähnten Komponenten als erste bzw. zweite bzw. dritte Komponente des dritten Glieds der Gleichung (8) bezeichnet.

Die in Fig.6A und 6B gezeigte Vorrichtung wird IiTCiI SClCllC llTtpUIOl, ΙΎΐν Uli» \JU\*ll ^l Vtaililttll

angesteuert, um die Gleichung (8) zu berechnen, und um io eine MusUtonwellenform auszubilden. Diese Vorgänge werden im folgenden erläutert, und zwar in der Reihenfolge der entsprechenden Rechenvorgänge der entsprechenden Glieder der Gleichung (8). Auf diese Weise ergibt sich eine weitere Erläuterung der erfindungsgemäßen Maßnahmen.

Unter Bezugnahme auf F i g. 6A und 6B sei angenommen, daß eine Taste der nicht gezeigten Tastatur niedergedrückt ist. Daraufhin wrd durch die Tastaturjchaltung 600 ein »Taste-ein«-Signal KON (Key-on) erzeugt Ebenfalls wird aus dem fl-Zahl-Speicher 601 ein Frequenzinformationssignal R mit einem Wert ausgelesen, der proportional zur Frequenz des der niedergedrückten Tasten entsprechenden Musiktons ist. Dieses Frequenzinformationssignal R, ausgelesen aus dem Λ Zahl-Speicher 601, wird zu einem Akkumulator 603 übertragen, und zwar über ein Gatter 602. welches durch den Impuls Φ 11 mit einem konstanten Zyklus geöffnet ist, um im Akkumulator bei der Zeitsteuerung dieses Impulses Φ11 akkumuliert zu werden. Im einzelnen wird in diesem Akkumulator 603 ein Wert 1R für den zuerst erzeugten Impuls Φ 11 nach »Taste-ein« erzeugt und ein Wert 2R für den als zweites erzeugten Impuls Φ 11 und in gleicher Weise darauf ein Wert qR für den q-itn Impuls Φ 11. Auf diese Weise wird die Information entsprechend der Variablen χ der Gleichung (8) durch die entsprechende Zeitsteuerung der Impulse Φ11 gebildet. In diesem Fall besitzt der Akkumulator 603 einen Modul mit einem bestimmten Wert. Dieser Akkumulator 603 verhält sich derart, daß der Wert der Variablen χ von 0 bis zum Modul mit Intervallen von R ansteigt, und daß dann, wenn der Wert der Variablen χ den Wert des Moduls überstiegen hat, die Differenz zwischen diesem Wert und dem Wert des Moduls innerhalb des Akkumulators 603 zurückgehalten wird. In diesem Fall sei bemerkt, daß der Wert des Frequenzinformationssignals R, welches an den Akkumulator 603 angelegt ist, wie zuvor erwähnt, proportional zur Frequenz des zu erzeugenden Musiktons ist, und daß daher die Veränderung der Variablen x. d. h. die Frequenz der Wiederholung des Ansteigens des Wertes dieser Variablen, proportional zur Frequenz des zu erzeugen Musiktons ist Eine Anordnung ist für den Betrieb derart vorgesehen, daß der Taktimpulsoszillator 50 durch das Taste-ein-Signal KON zur Rückstellung des Zählers 5i getriggert wird. Demgemäß sind die entsprechenden Gruppen der Impulse mit dem Aufbau des Taste-ein-Signals synchronisiert

Ein Beispiel der oben erwähnten Tastaturschaltung 600 ist in F i g. 9 gezeigt. Die Symbole K_x bis K_n stellen Tastenschalter dar, die entsprechend der Betätigung der entsprechenden Tasten der Tastatur geöffnet und ■5 geschlossen werden. Wenn eine ausgewählte Taste betätigt wird, so wird der entsprechende Tastaturschalter unter den Tastenschaltern K\ — K_n geschlossen. Über diesen Schalter wird das Potential der Leistungsquelle E an eine der Eingangsklemmen des ODER-Gatters OR\

ίο angelegt und es wird von dort ein Taste-ein-Signal KON abgegeben. Gleichzeitig damit wird das Potential der Leistungsquelle E an die Einstellklemme (Set-Klemme) des speziellen der niedergedrückten Taste entsprechenthn Flip-Flops unter den Flip-Flops FFt-FF_n angelegt, die entsprechend den entsprechenden Tasten angeordnet sind. Dadurch wird das entsprechende spezielle Flip-Flop in seinen Einstell- oder Set-Zustand gebracht. Die Ausgangsgröße des Flip-Flops in der Gruppe FF\ — FF_n dient älä däS AdrcSSciiSignäi 2üf Bcieiullliuilg der Adresse für den Zugriff zum Λ-Zahl-Speicher 601. Es sei bemerkt, daß die Rückstellung des Flip-Flops FF\ — FF_n durch das Abfall-Beendigungssignal (decay finishing signal) DF durchgeführt wird, welches nach Beendigung des Abfalls des Musiktons erzeugt wird, was weiter unten noch diskutiert wird.

Die entsprechenden Komponenten der entsprechenden Glieder der Gleichung (8) werden basierend auf den Werten χ = qR (wobei q = 1, 2, ...) der oben erwähnten Zeitsteuervariablen gebildet. Schließlich

jo werden diese Komponenten akkumuliert und auf diese Weise wird ein Musikton gebildet.

Das Verhalten der Vorrichtung dieses Beispiels wird im folgenden beschrieben, und zwar zusammen mit Bestandteilen der Vorrichtung gemäß den Fi g. 6A und 6B.

I. Bildung von

ν ν + 2fi ν - 2,t

in der ersten Komponente der entsprechenden Glieder von Gleichung (8).

Eine Schift- oder Schiebe-Vorrichtung 604 iüY't die

Division durch eine Schiebeoperation aus. Diese Schiebevorrichtung 604 gibt eine Zeitsteuervariable

— = /ab, und zwar basierend auf der zuvor genannten

Zeitsteuervariablen x, wobei m ein beliebig ausgewählter Wert ist.

Ein Komplement-Gatter 605 ist derart ausgelegt, daß es während der Perioden der Impulse Φ 10 und Φ 20 einen Einsteilwert 2ß, der durch eine nicht gezeigte Einstellvorrichtung gegeben ist abgibt und daß es einen komplementären Wert — 2ß abgibt, der das binäre Komplement zum Einstellwert 2ß ist

Ein Gatter 607 ist derart ausgelegt daß es entweder durch den Impuls Φ 20 oder durch den Impuls Φ 30 geöffnet wird, der über eine ODER-Schaltung 606 geliefert wird.

bo Aus der vorstehenden Erläuterung erkennt man, daß für die Periode des Impulses Φ 20 der Einstellwert 2ß in einen Addierer 608 eingegeben wird, wohingegen für die Periode des Impulses Φ 30 der Komplementwert — 2ß in diesen Addierer 608 eingegeben wird.

as Demgemäß liefert dieser Addierer 608 für die Periode des Impulses Φ 10 die Zeitsteuervariable y wie sie ist während für die Periode des Impulses Φ 20 der Wer! y+2ß geliefert wird, der die Summe aus der

ISL

Zeitsteuervariablen y und dem Einstellwert 2ß Ebenfalls für die Periode des Impulses Φ 30 liefen er den Wert y—2ß, der die Summe aus Zeitsteuervariabler yund Komplemenhvert ~2ß ist Es sei bemerkt, daß für die Periode de:* Impulses Φ 30 der Addierer 608 eine konstante »I« aufaddiert, um die Subtraktion (Addition des Komplements) in diesem Addierer 608 auszuführen. Die Ausgangsgrößen y, y+ 2ß, y- 2ß dieses Addierers 608 werden an eine Verschiebevorrichtung 609 übertragen, um ihr Eingangssignal zu halbieren. Im einzelnen

wird für die Periode des Impulses Φ 10 der Wert =j von

der Verschiebevorrichtung 609 abgegeben. Für die Periode des Impulses Φ 20 wird der Wen

ν + 2,-<

von dort abgegeben. Schließlich wird für die Periode des Impulses Φ 30 der Wert

von der Verschiebevorrichtung 609 abgegeben. Diese Werte werden dem Gatter 611 des ersten Wählgatters 611 eingegeben.
II. Bildung von

in der zweiten Komponente der entsprechenden Glieder der Gleichung (8).

Die oben erwähnten Ausgangsgrößen

V v + 2,i , y-2,1 ~ . — -^- und ■——

der Verschiebevorrichtung 609 werden für die Perioden der Zeitsteuerimpulse Φ 10 bzw. Φ 20 bzw. Φ 30 einer Multiplizierschaltung 620 zugeleitet, um darinnen mit π multipliziert zu werden. Als Resultat ergeben sich von der Multiplizierschaltung 620 die Ausgangsgrößen

und η j{y-2ti).

Diese Ausgangsgrößen

oder Set-Wert 2& ab, der durch eine nicht gezeigte Einstellvorrichtung gegeben ist. Ebenfalls gibt dieses Komplementgatter 631 für die Periode des Impulses Φ 30 die Größe — 2a ab, weiche der binäre Komple-

- mentwert des Einstellwertes 2a. ist Ein Gatter 633 wird entweder durch den Impuls Φ 20 oder durch den Impuls Φ 30 geliefert, der über ein ODER-Gaiter 632 geliefert wird. Wie man daraus erkennt dient Tür die Dauer des Impulses Φ 20 der Einstellwert 2oc als eines der

ίο Zwei-Route-Eingangssignale für den Addierer 634. Für die Periode des Impulses Φ 30 dient der Komplementwert - 2λ als ein derartiges Eingangssignal für diesen Addieren Demgemäß liefert während der Periode des Impulses Φ 10 dieser Addierer 634 eine Zeitsteuervariable x, während für die Periode des Impulses Φ 20 der Addierer x+'la. liefert was die Summe der Zeitsteuervariablen χ und des Einstellwertes 2a ist Während der Periode des Impulses Φ 30 liefert er ebenfalls χ — 2α, d. h. die Summe der Zeitsteuervariablen χ und des Komplementwertes — 2cc Für die Durchführung einer Subtraktion (Addition des Komplements) addiert der Addierer eine konstante »1« in der gleichen Weise hinzu, wie dies für den erwähnten Addierer 608 ausgeführt wurde.

Ein Addierer 636 addiert

die Ausgangsgrößen einer Multiplizierschaltung 620 für die entsprechenden Impulsperioden Φ 10, Φ 20, Φ 30, und

_ Σ y ⁺JJ y ~M

y>·. y(y i-2,fl. yO-2/ί)

dienen als die Eingangsgrößen für das zweite Wählgatter 62Z
III. Bildung von

die binären Komplementwerte der Ausgangsgrößen einer Verschiebevorrichtung 609, die von einem Komplementgatter 635 geliefert werden, und dieser Addierer 636 gibt die entsprechenden Additionsergebnisse

!LZi,, »"Ι,,· +2„. ^Iy-2/1)

für die entsprechenden Impulsperioden Φ 10, Φ 20, Φ 30 γ, ab. Es sei bemerkt, daß diesem Addierer 636 eine konstante »1« durch die gesamten Perioden der Impulse Φ 10, Φ 20, Φ 30 hinzuaddiert wird, und zwar aus Gründen ähnlich denjenigen, die in Verbindung mit den Addierern 60fi und 634 erwähnt wurden.
Die Ausgangsgrößen x, x + 2ot, x—la. des Addierers 634 und die Ausgangsgrößen

des Addierers 636, die oben erläutert wurden, werden ferner in einem Addierer 637 für die entsprechenden Perioden der Zeitsteuerimpulse Φ 10, Φ 20 und Φ 30 aufaddiert, so daß die folgenden Werte gebildet werden, d.h.:

in der dritten Komponente der entsprechenden Glieder der Gleichung (8).

Für die Perioden, die nicht die Periode für den Impuls Φ 30 sind, d, h. für die Perioden der Impulse Φ 10 und Φ 20 gibt ein Komplementgatter 631 einen EinsfelU

M-I

diese Werte dienen als die Eingangsgrößen für ein drittes Wähigattef 639.

IV, Bildung der entsprechenden Glieder der Gleichung (8) (Teil 1),

Als Nächstes werden die entsprechenden Glieder des rechten Teils der Gleichung (8) berechnet, und zwar durch die Ausgangsgrößen der Wählgatter 611,622,639, die oben erläutert wurden. Diese Berechnungen werden unter Verwendung logarithmischer Angaben ausgeführt Im einzelnen wird das erste Glied

Ebenfalls werden während der Perioden der Impulse Φ 31, Φ 32, Φ 33 aufeinanderfolgend von den Wählgattern 611 bzw. 622 bzw. 639 die folgenden Signale abgegeben:

y-lfi

bzw. -~(y-2ß)

. f n—l \ . η
sinIx + -^- yj sm - y

sin-

10

als Beispiel, einer logarithmischen Berechnung gemäß

15

log sin ix +

n—1

y J + log sm r y - log sm -

unterworfen.

Während der Periode des Impulses Φ 10 werden die Impulse Φ 11, Φ 12, Φ 13 aufeinanderfolgend erzeugt und sie werden über ODER-Gatter 610,62I₁638 an die Wählgatter 611, 622, 639 angelegt, um dadurch diese Wählgatter 611,622, 639 aufeinanderfolgend zu öffnen. Wie bereits oben in den Paragraphen I. bis III. erläutert, sind die für die Periode des Impulses Φ 10 in die Wählgatter 611, 622, 639 eingegebenen Signale die folgenden:

y η η — 1

-, _Ty,_X+—y.

Demgemäß werden von diesen Wählgattern 611, 622, is 639 die Signale

n-l

bzw.(x-2«)

Entsprechend werden aufeinanderfolgend aus dem Speicher 640 die folgenden Signale ausgelesen:

log sin bzw. log sin -=-[y — 2/J) bzw.

20

in Obereinstimmung mit der Erzeugungsreihenfolge der Zeitsteuerimpulse Φ 11 bzw. Φ 12 bzw. Φ 13 ausgegeben, und zwar als die Adressensignale für einen Speicher 640.

Dieser Speicher 640 ist zur Speicherung eines Sinuswertes in logarithmischer Darstellung ausgelegt. Dieser Speicher 640 gibt daher entsprechend der Erzeugungsreihenfolge der Impulse Φ 11, Φ 12 und Φ 13 die folgenden Größen ab:

log sin ir, log sm -z r, log sin ( κ + y J

40 log sin Ux

-2a)

(y-2ti)\.

In der Periode, in der einer der Impulse Φ 11, Φ 21, Φ 31 über ein ODER-Gatter 643 geliefert wird, gibt ein Komplementgatter 641 ein binäres Komplement seiner Eingangsgröße ab. Während der anderen Perioden, außer der genannten Periode, gibt das Komplementgatter 641 seine Eingangsgröße so ab, wie sie ist. Ein Addierer 642 ist basierend auf der Betrachtung vorgesehen, daß die Ausgangsgrößen des Komplementgatters durch einen Akkumulator 644 akkumuliert werden. Im einzelnen wird während der Periode, in der ein Komplementwert vom Komplementgatter 641 abgegeben wird, d. h. während der Periode der Impulse Φ 11, Φ 21, Φ 31, in einem Addierer 642 eine Konstante » + 1« hinzuaddiert, die zur Durchführung einer Addition des Komplements im Akkumulator 644 zum oben erwähnten Komplement erforderlich ist

Demgemäß werden entsprechend der Reihenfolge der Impulse Φ 11, Φ 12, Φ 13, die für die Periode des Impulses Φ 10 erzeugt werden, die Signale

45

y η

-r-, log sin-y

/
log sin ix +

n-l'

im Akkumulator 644 akkumuliert im einzelnen berechnet der Akkumulator 644 während der Periode des Inpulses Φ 10 folgendes:

In der gleichen Weise werden während der Perioden der Impulse Φ 21, Φ 22, Φ 23 die Signale , . y . . η , . f n—1 \ - log sm I + log sm χ y + log sin( χ + yj

. ( n-l \ . η
sin ( χ + yj sm = i>

sin j

aufeinanderfolgend von den Wählgattern 611 bzw, 622

bzw, 639 abgegeben. Demgemäß werden aus dem

Speichef 640 die folgenden Werf e ausgelesen; .. '

Das Resultat dieser Berechnung wird Über Gatter 646 an Addierer 660 geliefert, und zwar beim Aufhören des Endimpulses Φ 13 erzeugt für die Periode des Impulses Φ 10,

In der gleichen Weise wird entsprechend der Reihenfolge der impulse Φ 21, Φ 22, Φ 23, die während

" Τ

log sin Τ

log sin{(x + 2«) + -~ (y + 20)}

der Periode des Impulses Φ 20 erzeugt werden, aufeinanderfolgend die folgenden Signale im Akkumulator 644 akkumuliert:

- log sin

, log sin ί (J + 2/i),

log sinjix + 2«) + -^y- Cy + 2β) \.

Speziell führt während der Periode des Impulses Φ20 dieser Akkumulator 644 die folgende Berechnung aas:

- log sin

₊ jog sin ^ ü' + 2/i)

+ log siirlfx + 2a)

= log

sin l(x + 2a) + -^yi- Cv + 2/J)}sin ^(y + 2ß

■ y + ifi

sin —y—

15

20

25

und, beim Aufhören des Impulses Φ 23!, liefert der Akkumukator 644 das Ergebnis dieser Berechnung über ein Gatter 646 „n Addierer 660.

In der gleichen Weise werden ebenfalls entsprechend der Reihenfolge der Impulse Φ 31, Φ 32, Φ 33, die während der Periode des Impulse.= Φ 30 erzeugt werden, im Akkumulator 644 aufeinanderlolgend die folgenden Signale akkumuliert:

-logsin¥—=—,logsin -(y-2/i),

log sin lix - 2a) + -^y- (j/ - 2/i)}.

40

Speziell während der Periode des Impulses 030 führt der Akkumulator 644 die folgende Berechnung aus:

- log sin ^{+ Io}8 ^sin \{y~ ²^

(x - 2«) + —y- (y - 2/i) I

sin|(x-2i)

log

!j[y-2/i)

sin

y-2ß

55

und, beim Ende des Impulses Φ 30, liefert der Akkumulator 644 über Gatter 646 das Ergebnis dieser Berechnung an den Addierer 660« eo

V< Bildung der entsprechenden Glieder der Gleichung (8) (Teil 2) - Aufprägen der Umhüllenden öder Einhüllenden.

Die Ergebnisse der Berechnung der entsprechenden Glieder des rechten Teils der Gleichung (8) werden, wie oben erwähnt, in logarithmischer Darstellung am Ausgang des Gatters 646 erhalten. Gemäß derii vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Anordnung

derart getroffen, daß die Rechenergebnisse der entsprechenden Glieder der Gleichung (8) mit einem Umhüllenden-Koeffizienten multipliziert werden, um so einen Musikton zu erhalten, dem eine derartige UmhüUende-Charakteristik aufgeprägt ist

Ein Umhüllenden-Generator 650 ist derart angeordnet, daß er durch ein Taste-ein-Signal KONangesteuert wird und einen UmhüHenden-Koeffizienten liefert, um den Anstieg, das Aufrechterhalten und das Abklingen der Wellenform des Musiktons zu spezifizieren. Ein Beispiel eines derartigen UmhüUenden-Generators 650 ist in F i g. 10 gezeigt Jn F i g. 10 sind mit den Symbolen ANDi und AND₂ UND-Gatter bezeichnet Mit NAND_x und NAND₂ sind NAND-Gatter bezeichnet OR₇ bezeichnet ein ODER-Gatter. WVi bezeichnet einen Inverter. Bezugszeichen 80 bezeichnet einen Zähler und 81 bezeichnet einen Umhüllenden-Speicher, der den logarithmischen Wert einer Umhüllungs-Wellenform A speichert

Die Arbeitsweise dieses UmhüUenden-Generators 650 ist die folgende. Zuerst, wenn ein Taste-ein-Signal KON durch Betätigung der Taste erzeugt wird, so wird der Zähler 80 rückgestellt und seine Ausgangsgröße wird »0«. Demgemäß wird die Ausgangsgröße des ersten NAND-Gatters NAND\ = >,1«. Demgemäß wird ein Takt- oder Clock-Impuls CKi, der von der Zeitsteuerschaltung 680 für die Bildung einer »Anstiegs«-Umhüllenden erzeugt wird, in den Zähler 80 über das UND-Gatter AND, und das ODER-Gatter OR2 eingegeben und darinnen aufwärts gezählt Mit dieser als Adressen als Informationssignal dienenden Ausgangsgröße des Zählers 80 erfolgt Zugriff zum Umhüllenden-Speicher 81. Es wird somit eine Anstiegs-Umhüllenden-Information log A₃ ausgelesen. Wenn der Zählerstand dieses Zählers 80 einen vorbestimmten Zählerstandswert beispielsweise 16, erreicht und wenn demgemäß die gesamte Eingangsgröße des NAND-Gatters NAND, »0« wird, so wird die Ausgangsgröße des ersten NAND-Gatters NAND₁ umgekehrt, um »0« zu werden. Infolgedessen wird das UND-Gatter AND, geschlossen und demgemäß hört die Eingabe des Takts CK\ für die Anstiegsbildung auf, in den Zähler 80 eingegeben zu werden. Auf diese Weise wird der Zählerstandswe;: des Zählers 80 stationär auf »16« gehalten, so daß sich eine Aufrechterhaltungs-Umhüllenden-Information log A₁ über die Periode der Tastenniederdrückung aufrechterhält und aus dem Umhüllenden-Speicher 81 ausgelesen wird.

Nach Freigabe der Taste verschwindet das Taste-einSignal KON. Infolgedessen wird die Ausgangsgröße des Inverters INV\ »1«. Zu diesem Zeitpunkt ist die Ausgangsgröße des NAND-Gatters NAND₇ = »1«. Demgemäß wird ein Abklingbildungstakt CKi, der von der Zeitsteuerschaltung 680 geliefert wird, dem Zähler 80 über das UND-Gatter AND₇ und das ODER-Gatter OR₇ eingegeben, so daß der Zähler 80 v/iederum seinen Aufwärtszählvorgang startet. Diese Ausgangsgröße des Zählers 80 wird als Adresseninformation verwendet, zum Umhüllenden-Speicher 81 erfolgt Zugriff und demgemäß wird eine Abkling'Umhüllenden-Informa' tion log /^ausgelesen.

Wenn auf diese Weise der Zählerstand des Zählers 80 einen Vorbestimmten Zähierstandswert, beispielsweise 64, erreicht hat, und wenn die gesamte Eingangsgröße des zweiten NAND-Gatters NAND₂ »1« wird, so wird die Ausgangsgröße dieses NAND'Gatters NAND₂ Umgekehrt Und wird »0«. Demgemäß wird das UND-Gatter AND₂ geschlossen und infolgedessen hört

der Aufwärtszählvorgang des Zählers 80 auf. Auch das Abkling-Beendigungssignal DF, welches die Ausgangsgröße des Inverters INV₂ ist und die invertierte Ausgangsgröße von NAND-Gatter NAND₂ repräsentiert, wird »1«. Dadurch werden die zuvor erwähnten Flip-FIop-Schaltungen FFi bis FF_n der Fig.9 rückgestellt

Die Umhühenden-Information log 4 (es handelt sich hier um den allgemeinen Ausdruck, der die Anstiegs-Umhüllenden-Information logA_a, die Aufrechterhaifungs-UmhüUenden-Information log A_s und die Abfall- 2

Umhüllenden-Information log Ad umfaßt), die vom Umhüüenden-Generator 650 ausgelesen ist, wird in einem Addierer 651 dem Einstellwert log 2 hinzuaddiert Das Ergebnis davon wird in einen Addierer 660 über ein Gatter 652 eingegeben, welches bei Erzeugung des Endimpulses Φ 13 für die Periode des ersten Impulses Φ 10 geöffnet wird. Wenn andererseits ein Impuls Φ 23 und ein Impuls Φ 33 über ODER-Gatter 635 zum zweiten Impuls Φ 20 bzw. dritten Impuls Φ 3ö geliefert werden, so wird die Ausgangsgröße lOgA des Umhüllenden-Generators 650 direkt in den Addierer 660 über das Gatter 654 eingegeben.

Auf diese Weise addiert der Addierer 660 die Umhüllenden-Information hinzu zu den Ergebnissen der Berechnung der entsprechenden Glieder der Gleichung (8), die vom Gatter 646 für die Impulse Φ 13, Φ 23, Φ 33 ausgegeben werden, um auf diese Weise eine Umhüllende zu bilden. Die Ausgangsgröße dieses Addierers 660 wird durch einen Umsetzer 661 in eine antilogarithmisehe oder nicht logarithmische Darstellung umgewandelt

Demgemäß werden vom Umsetzer 661 aufeinanderfolgend in Entsprechung zu den entsprechenden Impulsen Φ 13, Φ 23, Φ 33 diejenigen Berechnungsergebnisse der entsprechenden Glieder der Gleichung (8) ausgegeben, die einer Umhüllenden aufgeprägt wurden, d.h. die unten genannten Werte, welche die entsprechenden Glieder der Gleichung (8) repräsentieren, die mit Λ jeweils multipliziert sind:

. / n — l \ . η
in[x + —γ- yj sin 2

sin -z

sin

2«) + -^₂-I [y + 2/i)|sin j(

sin - ty + 2/0

sin{(x - 2») + S-^L (y - 2/})jsin ^ - 2/0

1
sin-(J'-2/i)

VI. Addition der entsprechenden Glieder der Gleichung (8); Bildung eines Musiktons.

Eine Schaltung aus einem Kompltmentgatter 663, einem ODER-Gatter 662, einem Addierer 664 und ein-srn Akkumulator 665 führt unter Verwendung der Ausgangsgröße eines Konverters 661 die Berechnung der folgenden Gleichung aus:

/4-

= A ■ 2 χ

infx + ^-γ- yjsin^y sinj(x + 2a) + (y + 2/0 f · sin 'Uy + 2/0

sin _-

sin-(y +2/0

sii-|(x - 2.*) +

sin 2 (y - 2/0

■ sin '^(y - 2/0

Diese Gleichung (9) stellt dar, daß die linken und rechten Teile der Gleichung (8) jeweils mit A multipliziert werden.

Der Wert des ersten Gliedes der Gleichung (9) selbst, der vom Konverter 661 während der Periode des Impulses Φ 10 ausgegeben wird wird über Komplementgatter 663 und den Addierer 664 in den Akkumulator 665 eingegeben. Sodann wird der Wert des zweiten Glieds der Gleichung (9), der vom Konverter 661 während der Periode des Impulses Φ 20 abgegeben wird, in sein binäres Komplement durch Komplementgatter 663 umgewandelt, und dieser Komplementwert wird sodann mit » + 1« im Addierer 664 addiert Und sodann in den Akkumulator 665 eingegeben, in welchem def eingegebene Wert dem ersten im Akkumulatöi iß5 enthaltenen Glied hinzugefügt wird, Der Werf des dritten Gliedes, welches Vom Konverter 661 ausgegeben ist, Wird in sein binäres Komplement über das Komplementgatter 663 umgewandt und diesem Komplementwert wird im Addierer 664 » + 1« hinzuaddiert und der sich dann ergebende Wert wird in den Akkumulator 665 eingegeben, in dem der Wert den Inhalten dieses Akkumulators 665 hinzugefügt wird. Demgemäß wird im Akkumulator 665 das Resultat der Berechnung des rechten Teils der Gleichung (9) erhalten. Dieses Berechnungsresultat wird zeitweise in einem Register 667 über ein Gatter 666 gespeichert, welches durch den Impuls Φ 33 geöffnet ist Wenn diese Speicherung vollendet ist, so wird der Akkumulator 661 gelöscht. Die Inhalte von Register 667 werden durch einen Digital/Analog-Konverter oder Umsetzer 668 in ein Analogsignal umgewandelt und dieses Analogsignal wird einer gewüschten Behandlung durch ein Tonerzeugungssystem 669, welches einen Verstärker, usw. enthalten kann, ausgesetzt, um dann als Musikton von einem Lautsprecher 670 abgegeben zu

werden.

Gemäß dem Vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Multiplikation eines UmhüIIenden-Koeffizienten für jedes Glied der Gleichung (9) vor Durchführung der Addition-Subtraktion-Operationen der entsprechenden

Glieder des rechten Teils der Gleichung (9) ausgeführt. Es sei jedoch bemerkt, daß die Multiplikation des UmhüIIenden-Koeffizienten in der auf den Akkumulator 665 folgenden Stufe oder nach Umwandlung in das Analogsignal erfolgen kann.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektronisches Tastenmusikinstrument, bei dem im Takt eines Taktgebers eine einer gedrückten Taste zugeordnete Frequenzzahl aus einem Frequenzzahlenspeicher ausgelesen wird, um eine zeitabhängige Grundvariable zu bilden, die dazu dient, einen Sinustabellenspeicher anzusteuern, der den Sinuswert seines Eingangssignales abgibt und mit Hilfe dessen Ausgangssignals das Tonsignal gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Taste zwei Frequenzzahlen zugeordnet sind zur Bildung jeweils einer Grundvariablen (ü->ii, G)₂ 1), daß die eine Grundvariable (o>i federn einen Eingang des einen Addierers (26) und die andere Grundvariable (ü)it) über eine "~ '-Multiplizierschaltung (24)

dem andere.ι Eingang des Addierers (26) zugeleitet wird, dessen Ausgang mit dem Eingang eines ersten Sinus- oder Cosinus-Tabellenspeichers (28) verbunden ist. dessen Ausgang mit einem Eingang einer zweiten Multiplizierschaliung (34) verbunden ist und an deren anderen Eingang über einen /j/2-Multipli- >5 zierer (30) und einen zweiten .Sinustabellenspeicher (32) die andere Grundvariable (oiji^ angelegt ist,
daß der Ausgang der zweiten Multiplizierschaltung (34) mit dem einen Eingang einer Dividierschaltung (40) verbunden ist, an deren anderem Eingang über einen l/2-N"uI;ipIizierer (36) und einen drittea Sinustabellenspeicher (38) die andere Grundvariable (cü2t) angelegt ist, wooei dab Ausgangssignal der Dividierschaltung (40) dem Tonsignalausgang zugeleitet wird.

2. Digitales elektronisches Tastenmusikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Dividierschaltung (40) am Eingang eines Digital/Analog-Umsetzers (42) liegt und dessen Ausgangssignal dem Tonsignalausgang zügeleitet wird.

3. Instrument nach Anspruch 1 und/oder 2 mit einem Akkumulator zur Akkumulation der Frequenzzahl, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Taste zwei Frequenzzahlenspeicher (14, 16) mit jeweils 4Ί nachgeschaltetem Akkumulator (18, 20) zur Bildung der Grund variablen (o>· t, mit) zugeordnet sind.

4. Instrument nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß dem Frequenzzahlenspeicher (601) ein Akkumulator (603) zur Bildung der ersten Grundva- >» riablen (O)₁ t)nna diesem eine Dividierschaltung (604) zur Bildung der /weiten Grundvariablen nachgeschaltet ist.

5. Instrument nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine die Grundvanable (ω?ι) durch 2 > > dividierende Schaltung zur Erzeugung der Größe

eine zweite die Größe

mit η multiplizierende MüItipliziersGhaltung Zur Erzeugung der Größe n/2 · Waf, eine dritte Verarbeitungsschaltung für die Größen

-γ-, »/2·Olli und nift
zur Erzeugung einer Größe

"Ί'

π -1

eine vierte Schaltung, die abwechselnd zu jeweils einem Zeitpunkt die Größen

-—, UlItO₁I und /.I₁1 + W₂r

liefert, einen logarithmischen Sinustabellenapeicher, der die logarithmischen Werte der Sinusfunktion für die entsprechenden Phasenwinkel speichert und alternativ anadressiert wird durch die gelieferten Größen

—, ii/2 · "i₂ ί und (.ι, + —-— i,i₂f,
um die Größen

log sin -—-, log sin y ">₂t

1 ■ / «-I

log sin ί /., ί -ι- _Ί —

zu liefern, eine Akkumulatorschaltung zu^r Erzeugung der Größe

. / /i — 1 \

log sin ('·.,/+ _Ί <·ι₂ί)

f lousin _Ί ii.₂f — log sin -y-

und einen Logarithmus/Linear-Umsetzer zur Umwandlung der Ausgangsgröße der Akkumulierschaltung zur Erzeugung der folgenden Größe

sin (»ι,/ f --■· -"I₂/

sin '·ι₂/
2

6. Instrument nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Grundvariable einem Eingang eines Addierers (634) zugeführt wird, an dessen anderem Eingang über ein Gatter (633) ein Komplement-Gatter (631) mit seinem Ausgang liegt, um so am Ausgang des Addierers (634) für die Periodendauer eines ersten Impulses (Φ 10) die Grundvariable oiit, für die Periodendauer eines zweiten Impulses (Φ 20) Wi t+2 und für die Periodendauer eines dritten Impulses (Φ 30) ωι t -2 zu liefern,
daß die andere Grundvariable (wit) einem Eingang eines Addierers (608) zugeführt wird, an dessen

n-j r\c r\ a /.I UU

anderem Eingang Ober ein Gatter (607) ein Komplement-Gatter (631) mit seinem Ausgang liegt, um so am Ausgang des Addierers (608) für die Periodendauer des ersten Impulses (Φ 10) die andere Grundvariable a>2t, für die Periodendauer des zweiten Impulses Φ 20 ω₃ί+20 und für die Periodendauer des dritten Impulses Φ 30 ωιΐ—2β zu liefern,
daß der Ausgang des Addierers (608) an einer i -Schiebeschaltung (609) liegt, deren Ausgang mit