DE2706635A1

DE2706635A1 - Schaltung fuer ein elektronisches musikinstrument

Info

Publication number: DE2706635A1
Application number: DE19772706635
Authority: DE
Inventors: Keiji Akamatu
Original assignee: Roland Corp
Current assignee: Roland Corp
Priority date: 1976-02-16
Filing date: 1977-02-16
Publication date: 1977-08-18
Also published as: JPS5737074B2; NL180148C; JPS5299808A; NL180148B; NL7701605A; DE2706635C2; US4117757A; GB1575445A

Description

PATENTANWÄLTE

HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN

DIPL.-PHYS. DIPL.-ING.

Roland Corporation ta-ro-11

15. Februar IS» Y

Se/M

Schaltung für ein elektronisches Musikinstrument

Die Erfindung betrifft eine Schaltung für ein elektronisches Musikinstrument zur Wiedergabe eines Signals in Rechteckwellenform, insbesondere eine Schaltung zur Wiedergabe eines monofcnen Signals in einer solchen Rechteckwellenform, daß letztere die Grundperiode des monofonen Signals hat.

Bisher geschah die Tonwiedergabe eines monofonen Signals von einem monofonen.elektronischen Musikinstrument beim Spielen desselben ohne Signalverarbeitung. Daneben wurde auch ein Verfahren angewandt, bei dem die Tonwiedergabe eines monofcnen

Signals nach dessen Verarbeitung erfolgt. 1

Durch Wiedergabe eines monofonen Signals in Rechteckwellenform mit der Grundperiode des Signals, die sich beim Spielen des Musikinstruments immer wieder verändert, Torsteuern des monofono 1 Signals mittels des rechteckwellenförmigen Signals und Anlegen des torgesteuerten Signals an einen Tonfilter kann ein verarbeitetes monofones Signal erhalten werden. Mit einer Tonwiedergabe aufgrund des verarbeiteten monofonen Signals, das wie oben

D-707 SCHWABISCH CMOND GEMEINSAME KONTEN: D-β MÜNCHEN 70 Telefon: (07171) 56 90 Deutsche Bink München 70/37 369 (BLZ 700 700 10) Telefon: (0 89) 77 89 56 H. SCHROETER Telegramme: Schroepu Schwäbisch Gmüfld 02/00 535 (BLZ 413 700 86) K.LEHMANN Telegrunme: Sdirocpac

iodugiM49 Telex: 7248 868 pagd d Pofudwckkonu» München 147941-804 Lipowskracrtfie 10 Telex: 5 212 248 pa»c d

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beschrieben erhalten wurde, kann der Ton fUr eine Solomel ο ;.'. ■. hervorgerufen werden, der verschieden von dem Ton ist, eier durch die Wiedergabe eines nicht verarbeiteten monof Γ,η-\·η :'<.>.. :. .' erzielbar 1st. Außerdem kann durch eine Frequenz toi lun,.·; d- ■:", rechteckwellenförmigen Signals, Torsteuern des munufuicri ;;.!;.η . mittels des frequenzgeteilten Rechtecksignals und Anb-en dei; torgesteuerten Signals an einen Tonfilter ein weiteres verarbeitetes monofones Signal erhalten werden. Dieses so erhaltene Signal ergibt eine Tonwiedergabe, die sich in der Tonhöhe von der des oben genannten verarbeiteten monofonen Si,.... unterscheidet.

Darüber hinaus kann durch Umwandlung des rechteckwellenförri;i>" Signals, das aus dem monofonen Signal entstanden ist, in ein Gleichstromsignal mit einer seiner Frequenz entsprechenden Spannung und Anlegen des Gleichstrcmsignals an einen Muii!:- Synthesizer ein Tonsignal erhalten werden, daß eine gewLinuchtc· Tonhöhe oder einen gewünschten Klang hat, und darüber hin~.u;~: Signale, gemäß denen die Einhüllende bzw. Amplitude des oben genannten Signals moduliert sind.

Die Erfindung befaßt sich mit einer Schaltung für ein eic,;»..!· ·... Musikinstrument zur Wiedergabe eines monofonen Signals in ]<■■,(■■.. eines rechteckwellenförmigen Signals mit der Grundperiole do;, monofonen Signals zur Verwendung für den oben genannten Zv.c^;:.

Bei der Wiedergabe eines monofcnen Signals in Rechteckwelxc.il ί der gleichen Grundfrequenz ergeben sich Schwierigkeiten aus : τ T tsache, daß das monofcne Signal eine Wellenform hat, in riu,-der Grundwelle überlagerte höhere Harmonische enthalten sind, daß die Periode und Amplitude der Grundwelle sich während dr. Spielens des elektronischen Musikinstruments immer wieder ärui- ·;■ und daß die Amplituden der höheren Harmonischen sich ebenso verändern, wenn das Spiel auf dem elektronischen Musikinstrunk.: fortschreitet.

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< fr.

Es wurde bereits ein Versuch unternommen, ein monofones Si,;n.J als rechteckwellenförmiges Signal mit der gleichen Grundperi ·. wiederzugeben. Wegen der oben genannten Schwierigkeiten iot cv allerdings nicht mb'gLich, eine solche Rechteckwellenf orrn fur ·.■. ■ Signal zu erhalten,wenn man nicht eine komplizierte und umfangreiche Schaltung hierfür verwendet oder in ansich unerwünschter Weise das rechteckwellenförmige Signal durch weitere Impulse verändert.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neue Schaltung für ein elektronisches Musikinstrument zur Wiedergabe eines Signals in Rechteckwellenform zu schaffen, die frei von den oben genannten Mangeln und Fehlern ist und die es in sehr einfacher Welse gestattet, aus einem monofor:er: Signal das oben erwähnte Signal in Rechteckwellenform abzulet'..·...

In der nachfolgenden Beschreibung sind Ausführungsbeiopiele der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen Pig. 1 eine Schemazeichnung eines Ausführungsbeispiels einer

Schaltung zur Wiedergabe eines Signals in Rechteckwel lev.'' Pig. 2 ein Wellenform-Diagramm zur Erläuterung der Wirkun^uv.;.'

der Schaltung gemäß Fig. 1,
Fig. 3 die Schaltung eines anderen Ausführungsbeispiels der

Erfindung,
Fig. 4 ein Wellenform-Diagramm zur Veranschaulichung der Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels der Fig. J>.

Gemäß Fig. 1 wird ein monofones Signal SO an eine Eingangsloit,u;, 1 gelegt. Das monofone Signal SO wird durch Spielen eines monofonen elektronischen Musikinstruments aus diesem erhaltet! und hat eine periodisch wiederkehrende Wellenform. Ein Beisri.i-i der Wellenform eines solchen monofonen Signals SO ist in Fi^. 2 mit WO bezeichnet. Die Wellenform WO steigt, während sie ein-.ti Bezugspegel (einen O-Pegel) zur Zeit t überschreitet, bis zu einem positiven Extremwert + V. im Zeitpunkt t, an, kehrt hier in die negative Richtung um, um einen positiven Extremwert + V₀

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zum Zeitpunkt t_? anzunehmen, kehrt hier seine Richtung wieder zur positiven Seite um, um einen positiven Extremwert + V_x größer als den Wert V. zur Zeit t, anzunehmen, kehrt hier wie. in die negative Richtung um, um einen positiven Extremwert + V zur Zeit tj, anzunehmen, kehrt von hier wieder in die positive Richtung um, um einen positiven absoluten Größtwert + V^ zur Zeit tj- anzunehmen, kehrt von hier wieder in die negative YA >\^Ί'\ um, um den Bezugspegel zur Zeit ts zu unterschreiten, und wo J';■.■ um einen negativen Extremwert - V₇ zur Zeit t„ anzunehmen, ki.r.t von hier wieder in die positive Richtung um, um den Bezugspe ;e: erneut zur Zeit to zu überschreiten und einen positiven Extremwert + Vq kleiner als den absoluten Höchstwert + V^ zur Zeit tg anzunehmen, kehrt von hier in die negative Richtung um, u.t. den Bezugspegel zur Zeit t, zu unterschreiten, und weiter, ur:· einen negativen Extremwert - V₁₁ zur Zeit t... anzunehmen, kehrt von hier wieder in die positive Richtung um, um einen negativen: Extremwert - V.p zur Zeit t₁₂ anzunehmen, kehrt von hier wieder in die negative Richtung um, um einen negativen absoluten Höchs wert - V₁, zur Zeit t., anzunehmen, kehrt von hier wieder ir. el positive Richtung um, um einen negativen Extremwert - V.^ zur Zeit t,|, anzunehmen, kehrt von hier wieder in die negative Ri tung um, um einen negativen Extremwert - V,^ zur Zeit t.,-anzunehmen, kehrt von hier wieder in die positive Richtung um, um einen negativen Extremwert - V.g zur Zeit t.g anzunehmen, kehrt von hier wieder in die negative Richtung um, um einen negativen Extremwert - V₁₇ zur Zeit t₁₇ anzunehmen, und kehrt von hier in die positive Richtung um, um den Bezugspegel zur Zeit t,g (t ) wieder zu überschreiten. Wie in Fig. 2A ^eze.v-t. .)·. lHuft die Wellenform WO wiederholt diese Veränderungen. Da., monofone Signal SO, wie es durch die Wellenform WO in Fig. 2i\ angedeutet ist, hat eine Wellenform mit solcher Periodizitnt, daß die Zeit T zwischen den Zeitpunkten t und tjg eine Periode ausmacht. In Fig. 2 sind aufeinanderfolgende Perioden (T₁) , T₁ j\, T. p% ... angedeutet, von denen jede der Zeit zwischen den Augenblicken t und t..g des monofonen Signals SO entspricht, das die Wellenform WO hat. Der Einfachheit hy];··—'

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ist die Wellenform WO des monofonen Signals SO in Pig. 2 so dargestellt, daß aufeinanderfolgende Punkte der Extremwerte miteinander durch Geradenstücke verbunden sind.

Das monofone Signal SO, das eine Wellenform WO gemäß Fig· 2A hat, wird an eine Eingangleitung 3 eines Lade- Entlade-Schaltkreises 2 und die Eingangsleitung 5 eines weiteren Lade-Entlade- Schaltkreises 4 gelegt. Der Lade- Entlade- Schaltkreis : dient zur Aufnahme und Wiederabgabe der positiven Komponenten des monofonen Signals SO. Die Ladezeitkonstante des Lade- Entlad. Schaltkreises 2 wird genügend klein gewählt, so daß dann, wenn der Pegel des monofonen Signals SO den Ausgangspegel des Schaltkreises 2 in positiver Richtung übersteigt, letzterer zur Aufnahme der Ladung rasch zu folgen in der Lage ist. Dagegen ist die Entladezeitkonstante des Lade- Entlade- Schaltkreises 2 genügend größer gewählt als die Ladezeitkonstante. Ein solcher Lade- Entlade- Schaltkreis 2 hat eine Anordnung, wie sie z.B. in Fig. 1 gezeigt ist, bei der die Eingangsleitung 3 an ein Ende eines Kondensators 8 über eine Diode 7 in deren Vorwärtsrichtung gelegt ist, während das andere Ende des Kondensators 8 gegebenenfalls über einen Widerstand 9 geringen Widerstandsv-c-r mit einem das Bezugspotenzial aufweisenden Punkt verbunden iut, d.h. geerdet ist, wobei das Ende des Kondensators 8, das auf der Seite der Diode 7 liegt, über einen Entladewiderstand Io geerdet und an eine Ausgangsleitung 11 gelegt ist. Als Beispiel. sei angegeben, daß die Kapazität des Kondensators 8 0,0^7 ,F_f der Wert des Widerstandes 9 gleich loo Ohm und der Wert des Widerstandes Io gleich 22o l<0hm beträgt. Dementsprechend wird von der Ausgangsleitung 11 des Lade- Entlade- Schaltkreises 2 ein Ausgangssignal SA mit einer durch gestrichelte Linien in ?!..:- 2A angedeuteten Wellenform WA abgeleitet. Die Wellenform WA zeigt einen positiven Wert, der seinen größten positiven Extren wert + ν,- zur Zeit t- in der Periode T/_i+j% einnimmt (wenn J ■ 1, 2, 3·.), von da an sich allmählich. Je länger je mehr,

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in negativer Richtung weiter verändert, um in einem Au^enbi.i.· : tp¹ zwischen den Augenblicken t_p und t, in einer Perioda, z.B. Periode T/. . ,\,einen Wert + V ' anzunehmen, von da ^i:. entlang dem Abschnitt der Wellenform WO zwischen den Auren:)! i;..-· tp' und t, zu erstrecken und den Extremwert + V, ;:ur Zeit '., anzunehmen, von da allmählich, Je länger je mehr, in rio^t/i v, .· Richtung zu gehen und sich mit der Wellenform WO zur Zeit \, ' zwischen den Augenblicken t^, und t^ zu treffen und den Wer" tanzunehmen, von hier entlang dem Abschnitt der Wellenform V;ü zwischen den Augenblicken tj.¹ und tj- zu verlaufen und don absoluten Höchstwert + VV anzunehmen, von hier allmählich, j .· länger je mehr, nach der negativen Richtung zu gehen, um J.;·..· Wellenform WO im Augenblick tp' zwischen den Augenblicken l,_; und t-, in der Periode T/, , _?v zu treffen und den Wert + V ' im Augenblick t_?' anzunehmen, worauf sie erneut die gleichen Änderungen wie oben durchläuft.

Der Lade- Entlade- Schaltkreis 4 nimmt die negativen Komponorv -■· des monofonen Signals SO auf. Die Ladezeitkonstante dies-.' Schaltkreises 4 ist genügend klein gewählt, so daß dann, wem. der Pegel des monofonen Signals SO das Ausgangssignalniv^s .:i des Schaltkreises 4 in negativer Richtung übertrifft, der Schaltkreis 4 zur Ausführung der Ladung rasch nachfolgt. Anacrc lseits ist die Entladezeitkonstante des Schaltkreises 4 genügend größer als die Ladezeit gewählt. Der Lade- Entlade- Schaltkreis ■ hat beispielsweise eine Bauweise wie sie in Fig. 1 dargesielil bei der eine Eingangsleitung 5 mit einem Ende eines Kondensat.r,..··.·;. 13 über eine Diode 12 in ihrer Rückwärtsrichtung verbunden i^t, wobei das andere Ende des Kondensators 1"5 gegebenenfalls über :- Widerstand 14 mit geringem Widerstandswert geerdet ist und ei-·.: andere Ende des Kondensators I^ an der Seite der Diode 12 duroi. einen Entladewiderstand 15 geerdet und mit einer Ausgangsleii.uii l6 verbunden ist. In diesem Fall sind die Kapazität des Kondensators 13 und die Widerstandswert der Widerstände 14 und 15 Jeweils gleich den Werten des Kondensators 8 und der Widerstr;j !

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9 und lo, wie oben erwähnt, gewählt. Dementsprechend wird auf der Ausgangs", eitung 16 des Lade- Entladeschaltkreises 4 ein Ausgangssignal SB mit einer in Fig. 2A in gestrichelten Linien dargestellten Wellenform WB abgeleitet. Die Wellenform ■;:l hat einen solchen negativen Wert, der den absoluten negativen Hilfswert -V₁-, zur Zeit t., in der Periode T/. ^ annimmt, von hier sich allmählich in positiver Richtung, Je langer Je r·/· .-. erniedrigt, um die Wellenform WO zur Zeit t.p¹ zwischen den Zeitpunkten t,p und t,, in der Periode z.B. T/,₊».ι\ ^zu treffen und den Wert - V.p¹ zum Zeitpunkt t,p· anzunehmen, von hier sich entlang dem Abschnitt der Wellenform WO zwischen den Zeitpunkten t,p' und t., erstreckt, um wiederum den absoluten negativen Höchstwert - V,, zum Zeitpunkt t^, anzunehmen, und von da allmählich, je langer Je mehr, in positiver Richtung zu gehen und die oben genannten Veränderungen erneut zu durchlaufen.

Das monofone Signal SO mit der oben im Zusammenhang mit Fig. 2λ beschriebenen Wellenform WO, das auf der Einganesleitung 1 an].!';;;!., und das Eingangssignal SA mit der in Fig. 2A gezeigten Weller.'* ν WA, das auf der Ausgangsleitung 11 des Lade- Entladeschaltkrei.:· . gewonnen wird, werden das eine dem positiven Eingangsanschluß 2c.>- und das andere dem negativen Eingangsanschluß 22N eines Verglei'.-.'..<■ 21 zugeführt. Der Vergleicher 21 hat eine bekannte Bauweise, die mit einem Ausgangsanschluß 23 zusätzlich zu den positiven und negativen Eingangsanschlüßen 22P und 22N versehen ist und bei acc für den Fall, daß der Wert der am Eingangsanschluß 22P anliegt.κ,.: ^ Spannung in positiver Richtung den Wert der am Eingangsanschluß 22N anliegenden Spannung übersteigt, eine Spannung die Folge iz<:_, die einen positiven konstanten Pegel hat, wenn der Spannungswerr. am Eingangsanschluß 22P größer als der am Eingangsanschluß 22N ist. Dementsprechend werden am Ausgangsanschluß 23 des Vergleicher; 21 Ausgangsimpulse SC 1 und SC 2 gewonnen, die Impuls - Wellenformen WC 1 bzw. WC 2 haben, beispielsweise gemäß Fig. 2B, bei der diese Wellenformen zwischen den Augenblicken tp¹ und t, sowie zwischen den Augenblicken t^¹ und t,- in Jeder Periode T,._; . -

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des monofonen Signals SO positive Werte haben.

Das monofone Signal SO mit der in Zusammenhang mit Fig. 2A beschriebenen Wellenform WO₁ das am Eingangsanschluß 1 anlieft, und das Ausgangssignal SB mit der oben in Zusammenhang in Fi;: · beschriebenen Wellenform WB, das auf dem Ausgangsanschluß Io des Lade- Entlade- Schaltkreises 4 gewonnen wird, sind einem negativen bzw. einem positiven Eingangsanschluß 25N und 25P eines Vergleichers 24 angelegt. Der Vergleicher hat eine Bauweise ähnlich der des Vergleichers 21, d.h. einen Ausgangsanschluß 2ό zusätzlich zu den oben genannten negativen und positiven EingangsanschlUßen 25N und 25P und zwar derart, daß im Falle, daß der an den Eingangsanschluß 25N angelegte Spannungswert in negativer Richtung den Wert der Spannung am Eingangpanschluß übersteigt, eine Spannung erzeugt wird, die einen positiven konstanten Wert hat, während der Spannungswert am Eingancsanschlui; 25N größer als der am Eingangsanschluß 25P ist. Dementsprechend wird am Ausgangsar.schluß 26 des Vergleichers 24 ein AusganRcsi^n')'¹ SD gewonnen, das eine Impuls- Wellenform WD hat, wie sie beispielsweise in Fig. 2C gezeigt ist, und einen positiven Wert zwischen den Augenblicken t.^¹ und t., in der Periode Tz₁ ,\ des monofonen Signals SO hat.

Die Ausgangsimpulse SC 1 und SC 2, die auf dem Ausgangsanschluß ?.~'j des Vergleichers 21 gewonnen werden, sowie das Ausgangssignal SD, das auf dem Ausgangsanschluß 26 des Vergleichers 24 gewonnen vriiu, werden an den Setzeingang }1S und an den Rücksetzeingang 3IR eines bistabilen Kippelements 32 gelegt. Dementsprechend wird <1<~γ bistabile Kippelement durch die voranlaufende Kante des Ausgngcimpulses SC 1 gesetzt, der in einer Periode T/_i+,\ früher als der Ausgangsimpuls SC 2 auftritt, und dann durch die vorauslaufenc Kante des Ausgangssignals SD zurückgesetzt. Als Ergebnis hiervon wird am Ausgangsanschlufi 33 des bistabilen Kippelements 32 ein Signal ST gewonnen, das eine rechteckige Wellenform WT wie in Fig. 2D gezeigt hat, die, binär ausgedrückt, "1" zwischen den

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Augenblicken t' und t.«' in der Periode T/, ,» des monofont-n Signals SO ist, und die, binär ausgedrückt, ^WO^M zwischen dem Augenblick t.«¹ in cfer Periode Tz₁ .,\ und dem Augenblick t ' in der nächsten Periode Tq₊J₊₁ \ ist. Das eo erhaltene Ausgangssignal ST wird an eine Ausgangs leitung 34 gelegt, die vom Ausgangsanschluß 33 wegführt.

Es ist ersichtlich, daß das rechteckwellenförmige Signal ST, das auf diese Weise auf der Ausgangsleitung 34 erhalten wird, eine Wellenform mit einer Periodizität hat, so daß die Zeit zwischen dem Augenblick tp¹ (oder t,p') *^{n der} P^{eriode T}(i+j) und dem Augenblick t₂' (oder t₁₂') in der nächsten Periode Tq i ,j eine Periode ist und daß diese Periode gleich den Zeitabschnitt T des monofonen Signals SO ist. Dementsprechend könnte man sagen, daß das auf der Ausgangsleitung 34 erhaltene rechteckwellenförmige Signal ST ein Signal ist, das durch Wiedergabe aus einem monofonen Signal SO entstanden ist und dessen Grundperiode hat.

Oben wurde angenommen, daß die Wellenform WO des monofonen Signals SO so ist, wie sie in Pig. 2A gezeigt ist, Jedoch treten auch, wenn die Wellenform WO von der in Fig. 2A gezeigten Form abweicht, ein oder mehrere Ausgangsimpulse mit der gleichen Wellenform wie die oben genannten Ausgangsimpulse SC 1 und SC auf, die auf dem Ausgangsanschluß 23 des Vergleichers 21 erhalt er. wurden. Ebenso treten ein oder mehrere Ausgangssignale mit der gleichen Wellenform wie das oben genannte Ausgangssignal SD ai:f, das auf dem Ausgangsanschluß 26 des Vergleichers 24 erhalten wu:■■..< , wobei Jedoch über diese abweichende Folge von Ausgangsimpulseri keine ins einzelne gehende Beschreibung mehr gegeben wird. Indessen wird das bistabile Kippelement 32 stets durch das Ausgangssignal auf dem Ausgangsanschluß 23 des Vergleichers 21, oder einem ersten von mehreren Ausgangsimpulsen darauf, gesetzt und durch den Ausgangsimpuls auf dem Ausgangsanschluß 26 des Vergleichers 24,oder einem ersten von solchen Ausgangsimpulsen,

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zurückgesetzt, so daß solange, wie die Periode der Wellenform '.Vv.. des monofonen Signals SO unverändert bleibt, das Signal ST mit einer Wellenform der gleichen Periode wie die Wellenform !/.' der Fig. 2D erhalten wird, und zwar auch dann, wenn das rechteckwellenförmige Signal ST auf dem Ausgangsanschluß 3J> des bistabilen Kippelements J52 und dementsprechend auf der Ausgang leitung 34 sich in den Momenten des Umwechseins von ¹¹O" nach "1" von der Wellenform WT gemäß Fig. 2D unterscheidet.

In der vorhergehenden Beschreibung wurde angenommen, da.ü dai: rechteckwellenförmige Signal ST mit der Periode T auf der Grundlage der Darstellung der Fig. 2A, in der die Wellenform in der Periode T keine Änderung zeigt, als Wellenform WO des monofonen Signals SO gegeben ist. Jedoch ändert sich die Periode T der Wellenform WO des monofonen Signals SO während des Spiels eines monofonen elektronischen Musikinstruments. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung, wie sie im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel gewählt ist, wird selbst dann, wenn die Ptvod» T des monofonen Signals SO sich ändert, das rechteckwellenfUr;;,ige Signal ST mit der Periode T mit Änderungen, die der oben genannten Änderunge folgen, am Ausgangsanschluß 33 des bistabil en Kippelements 32 und dementsprechend auf der Ausgangsleitung J54 erhalten, worüber im einzelnen keine weitere Beschreibung mehr gegeben werden muß.

Wie oben erwähnt, weist das Ausführungsbeispiel gemäß vorliegender Erfindung, wie es oben beschrieben wurde, die äußerst wichtige Eigenschaft auf, daß das rechteckwellenförmige Signal ST, das die Grundperiode des monofonen Signals SO hat und nicht durch unerwünschte Impulse beschnitten ist, aus dem Signal SO mit einer ganz einfachen Anordnung gewonnen werden kann, die aus zwei Lade- Entladeschaltkreisen 2 und 4, zwei Vergleichern 21 und 24 und dem bistabilen Kippelement 32 besteht.

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In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Dabei sind Teile, die gleich denen der Fig. 1 sind, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, wobei keine ins einzelne gehende Beschreibung dieser Teile gegeben wird. Die Eingangsleitung 1, auf der das monofone Signal SO mit der Wellenform WO z.B. gemäß Fig. 4A anliegt, die ähnlich der in Zusammenhang mit Fig. 2A beschriebenen ist, ist durch einen Widerstand 4o geerdet und der Widerstand 4o an der Erde gegenüberliegenden Seite mit einem positiven Eingangsanschluß eines bekannten Operationsverstärkers 41 verbunden, der als Vergleicher arbeitet. Zwei Versorgungsanschlüsse 4.5 und 44 des Operationsverstärkers 41 sind an Anschlüsse 46 und 47 einer Versorgungsquelle gelegt, von der positive und negative Spannungen + Vp₁ bzw. - V- erhalten werden. Ein Ausgangsanschluß 45 des Operationsverstärkers 41 ist an eine Eingangsleitung 3 des Larle-Entlade-Schaltkreises 2 gelegt, dessen Ausgangsleitung 11 wJsderum über einen Widerstand 49 zu einem negativen Ein^aiigsanschluß 42N des Operationsverstärkers 41 führt. Die positiven Komponenten des monofonen Signals SO, die am positiven Ein^angsanschluß 42P des Operationsverstärkers 41 anliegen, werden in den Kondensator 8 des Lade- Entlade- Schaltkreises 2 über den Operationsverstärker 41 geladen. Als Ergebnis hiervon wird auf der Ausgangsleitung 11 des Lade- Entlade- Schaltkreises 2 das Ausgangssignal SA mit der gleichen Wellenform, wie sie bereits mit Bezug auf Fig. 2A beschrieben wurde, angedeutet durch die gestrichelte Linie der Wellenform WA in Fig. 4A, erhalten. Dann, wenn die Höhe des Ausgangs-Spannungssignals am Ausgaigsanschluß 45 des Operationsverstärkers 4l den Spannungspegel des Ausgangssignals SA in der positiven Richtung übertrifft, ist der Ausgangsanschluß 45 des Operationsverstärkers 41 an den negativen ^ingangsanschluß 42N des Operationsverstärkers 41 über die Diode / des Lade- Entladeschaltkreises 2 und einen Widerstand 49 gelegt.

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Wird jedoch die Höhe des Ausgangssignals auf dem Ausgangsanschluß 45 kleiner als die Spannungshöhe des Ausgangssignals SA in negativ^· Richtung, wird der Ausgangsanschluß 45 des Operationsverstärkers 41 durch die Diode 7 vom EingangsanssehluQ 42N des Operationsverstärkers 41 getrennt. Dementsprechend wird am Ausgangsanschluß 45 des Operationsverstärkers 41 ein Ausgangssignal SE gewonnen, das eine Wellenform WE #mäß Fig. 4B aufweist und zwischen den Augenblicken tp¹ und t, sowie zwischen den Augenblicken t^¹ und t,- eine Höhe hat, die entsprechend dem Abschnitt der Wellenform WO des monofonen Signals SO zwischen den Augenblicken tp' und t-, sowie zwischen t^.' und t,- verläuft. Jedoch in den anderen Zeitabschnitten die Höhe des Pegels der negativen Versorgungsspannung - V_ hat, der am Ausgangsanschluß 47, der mit dem Versorgungsanschluö 44 verbunden ist, vorliegt. Dementsprechend steigt die Wellenform WE gemäß Pig. 4B in den Augenblicken tp¹ und t^' von der Höhe der Spannung -V_c zur Höhe + V_' und + Vj,¹ und fällt dann von der Höhe + V₁, und + V,- zur Höhe der Spannung - V_c in den Augenblicken t, bzw. t,-·

Der Ausgangsanschluß 45 des Operationsverstärkers 41, auf dem das Ausgangssignal SE mit der Wellenform WE der Fig. 4B erhalten wird, ist an eine Eingangsleitung 61 eines Polaritätsinverters gelegt. Der Polaritätsinverter 60 ist z.B. mit einem Transistor 65 versehen, dessen Kollektor mit dem Anschluß 46 einer Versorgungsspannung und einer Ausgangsleitung 63 durch einen Widerstand 62 verbunden ist, dessen Emitter an den Anschluß 47 der Versoigmgsspannung und dessen Basis an die Eingangsleitung 6l und den Anschluß 47 der Versorgungsspannung über einen Wiederstand 64 gelegt ist. Dementsprechend wird auf der Ausgangsleitung 63 des Polaritätsinverters 60 ein Ausgangssignal SF mit einer Wellenform WF erhalten, wie sie in Fig. 4D dargestellt ist. Sie hat die Höhe der Spannung - V_, die am Anschluß 47 der Versorgungsspannung vorliegt, und zwar während der Zeitabschnitte zwischen den Augenblicken tg' und t, sowie t^¹ und t,-. Sie hat dagegen die Höhe der Spannung + V. ,die am Anschluß 46 der Verso^ungs-

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Spannung vorliegt, in den übrigen Zeitabschnitten \ind fällt dementsprechend zu den Zeltpunkten t' und tj.¹ von der Höhe + Vg zur Höhe - Vg und steigt In den Augenblicken t, und t- von der Höhe - V_c zur Höhe + V_ß wieder an.

Ein Ende des oben genannten Widerstands 4o auf der Seite der Eingangsleitung 1 ist an einen positiven Eingangsanschluß 72P eines anderen Operationsverstärkers 71 gelegt» der als weiterer Vergleicher arbeitet, wie dies bereits beim oben erwähnten Operationsverstärker 41 erläutert wurde. Zwei VersorungsanschlUsse 73 und 7^ des Operationsverstärkers 71 sind an den positiven und den negativen Anschluß 46 bzw. 47 einer Versorgungsspannung gelegt. Ein Ausgangsanschluß 75 des Operationsverstärkers 71 ist mit der Eingangsleitung 5 des Lade- Entlade- Schaltkreises 4 verbunden, dessen Ausgangsleitung 16 mit dem negativen Eingangsanschluß 72 N des Operationsverstärkers 71 über einen Widerstand 79 verbunden ist. Die negativen Komponenten des monofonen Signals SO, das am positiven Eingangs ans chlu β 72Ρ des Operationsverstärkers 71 anliegt, werden vom Kondensator 13 des Lade- Entlade- Schaltkreises 4 über den Operationsverstärker 71 aufgenommen. Als Ergebnis hiervon wird auf der Ausgangsleitung 16 des Lade-Entlade- Schaltkreises 4 das Ausgangssignal SB erhalten, das die gleiche Wellenform hat, wie sie oben im Zusammenhang mit Flg. 2A beschrieben wurde und In Flg. 4A durch die gestrichelte Linie als Wellenform WB angedeutet 1st. Wenn der Spannungspegel des Ausgangssignals am Ausgangsanschluß 75 des Operationsverstärkers 71 den Spannungspegel des Ausgangssignals SB in negativer Richtung Übertrifft, 1st der Ausgangsanschluß 75 des Operationsverstärkers 71 an den negativen %ngangsanschluß 72N des Operationsverstärkers 71 über die Diode 12 des Lade- Entlade- Schaltkreises 4 «nd einen Widerstand 79 gelegt. Wenn jedoch der Spannungspegel des Aue gangssignals am Ausgangsanschluß 75 kleiner als der Spannungspegel des Ausgangssignals SB in positiver Richtung 1st« ist der Ausgangs-

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anschluß 75 des Operationsverstärkers 71 durch die Diode 12 vom negativen Eingangsanschluß 72N des Operationsverstärkers getrennt. Dementsprechend wird am Ausgangsanschluß 75 des Operationsverstärkers 71 ein Ausgangssignal SG mit einer Wellenform UG wie In Pig. 4C gewonnen» das zwischen den Augenblicken t.p * und t.-x eine Höhe hat, die der in den entsprechenden Abschnitt der Wellenform WO des monofonen Signals SO zwischen den Augenblicken t.p' und t-, entspricht, jedoch in anderen Zeitabschnitten den Pegel der Spannung + V_ annimmt, die am Anschluß 46 der Versowngsspannung vorliegt, der mit dem Versorgungsanschluß 73 des Operationsverstärkers 71 verbunden 1st. Dementsprechend geht die Wellenform WG vom Pegel + Vg zum Pegel - V,«¹ *■ Augenblick t₁₂' herunter und steigt vom Pegel - V₁, zum Pegel + V_ß wieder an.

Die Ausgangsleitung 63 des Polarltätsinverters 60, auf der das Ausgangssignal SF mit der Wellenform WP zur Verfugung steht, wie es oben im Bezug auf Pig. 4d beschrieben wurde, sowie der Ausgangsanschluß 75 des Operationsverstärkers 71» an dem das Ausgangssignal SG mit der Wellenform WG zur Verfugung steht, wie es oben im Bezug auf die Flg. 4C beschrieben wurde, sind an den Setzeingang 31S bzw. an den RUcksetzeingang 3IR des bistabilen Kippelements 32 Über Dioden 8l und 82 in deren Vorwärtsrichtung gelegt. Der Setzeingang 31S und der RUcksetzeingang 3IR sind Über Widerstände 83 und 84 geerdet. Dementsprechend wird das bistabile Kippelement 32 durch das Ausgangssignal SF im früher auftretenden von seinen Anstiegszeitpunkten t, und t,-gesetzt, d.h. im beschriebenen Beispiel im Augenblick t,, und durch das Ausgangssignal SG im Anstiegszeitpunkt tj, rückgesetzt. Als Ergebnis hiervon liefert das bistabile Kippelement 32 an seinem Ausgangsanschluß 34 ein Signal ST' mit einer Wellenform WT', wie sie In Flg. 4E gezeigt 1st und, binär ausgedrückt, den Wert "1" zwischen den Augenblicken t, und tj. In der Periode

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Τ_{ίΛ Λ} » des monofonen Signals SO und den Wert "O" zwischen den Augenblick tj. In der Perlode T^₁ j* und den Augenblick t. In der nfichsten Perlode TfI₊J₊Iy annimmt. Das Signal ST* wird an eine Ausgangsleitung von Ausgangsanschlufi 3* gelegt.

Es 1st ersichtlich, daß das so erhaltene rechteckwellenförmige Signal ST' auf der Ausgangsleitung von AusgangsanschluB y\ eine Perlodlzität hat» daB die Zeltspanne zwischen den Augenblicken t, (oder tj,) In der Perlode ^T/i₊j) und t-z (oder tj,) In der nfichsten Perlode Tn₊J₊D eine Periode 1st und daß die oben genannte Perlode gleich der Perlode T des monofonen Signals SO 1st. Dementsprechend 1st das rechteckwellenförmige Signal ST* auf der Ausgangsleitung von AusgangsanschluB 3^ als Signal zu bezeichnen, das von einen nonofonen Signal SO wiedergegeben wird und dessen Grundperl ode hat, wie dies auch In den Rillen der Flg. 1 und 2 zutraf. Obwohl dies In einzelnen nicht beschrieben 1st., ist die Eingangsleitung 1 über die Dioden 91 und 92, die parallel zueinander In ihrer RQckwfirtsrlchtung verbunden sind, geerdet, um unötig hohe Rauschspitzen von nonofonen Signal SO fern zu halten. Außerdem wird selbst dann, wenn die wellenform des monofonen Signals SO sich ändert, so dafl sie von der In Flg. 4A gezeigten wellenform abweicht, daB rechteckwellenförmige Signal ST* so erzeugt, daß es die Rechteckwellenfom der-gleichen Periode wie die Vellenfom HT* der Flg. 4E hat, wie dies auch in den Fällen der Figuren 1 und 2 zutraf. Darliberhlnaus kann das rechteckwellenförmige Signal nit einer Perlode erhalten werden. die einer Veränderung dteer Perlode T des nonofonen Signale SO folgt, wie dies ebenfalls gfnMfl den Flg. 1 und 2 zutraf.

Die in Vorhergehenden beschrieben, hat auch dieses In den Flg. 3 und 4 erläuterte Ausfunrungsbelsplel die gMche Eigenschaft,

daB ein rechteckwellenfOmlges Signal ST* nit der Grundperlode

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des monofonen Signals SO von letzterem mit einer ganz einfach aufgebauten Schaltung aus zwei Operationsverstärkern 41 und 71« die als Vergleicher dienen« einen Polaritätsinverter 6o und dem bistabilen Kippelement 32 erhalten werden.

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Claims

PATENTANWÄLTE HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN Dl Pl.- PH YS. DIPL-INC. Roland Corporation ta-ro-11 15. Februar 1977 Se/M ANSPRÜCHE

1. Schaltung für ein elektronisches Musikinstrument zur Wiedergabe eines Signals in Rechteckwellenform, gekennzeichnet durch

einen ersten Lade- Entlade- Schaltkreis (2) mit einer verhältnismäßig kleinen Ladezeitkonstante und einer verhältnismäßig großen Entladezeitkonstante zum Laden und Entladen positiver Komponenten eines monofonen Signals,

einen zweiten Lade- Entlade- Schaltkreis (4) mit einer verhältnismäßig kleinen Ladezeitkonstante und einer verhältnismäßig großen Entladezeitkonstante zum Laden und Entladen negativer Komponenten des monofonen Signals,

einen ersten Vergleicher (21, 41) zum Vergleichen des monofonen Signals mit dem Ausgangssignal des ersten Lade-Entlade- Schaltkreises (2), um einen ersten Vergleicher ausgang zur Repräsentation des Zustandes zu schaffen, bei dem die Höhe des monofonen Signals großer als die des Ausgangssignals vom ersten Lade- Entlade- Schallkreis (2) in positiver Richtung ist,

D-707 SCHWABISCH CMOND GEMEINSAME KONTEN: D-β MÜNCHEN 70

Telefon: (07171) S6 90 DcuiKhc Bank München 70/37369 (BLZ 700 70010) Telefon: (019) 7719 5*

H. SCHROETER Telegramme: SchroepM Schwibuch Gmiind 02/00 J35 (BLZ 413 7001«) K.LEHMANN Telegramme: Sdiroep«

BttksgajM49 Telei: 7241161 pagdd Poeuchedkkonto München 167941-104 üpowikynreb 10 Telei: $ 212 141 pawe d

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einen zweiten Vergleicher (24, 71) zum Vergleichen des monofonen Signals mit dem Ausgangssignal des zweiten Lade- Entlade- Schaltkreises (4), um einen zweiten Vergleicherausgang zur Repräsentation des Zustandes zu schaffen, bei dem die Höhe des monofonen Signals größer als das Ausgangssi.^nal des zweiten Lade- Entlade- Schaltkreises (4) in negativer Richtung ist, und

ein bistabiles Kippelement (32) mit zwei Eingängen, an die der erste Vjrgleicherausgang bzw. der zweite Vergleicherausgang gelegt sind, so daß ein rechteckwellenförmiges Signal mit der Grundperiode des monofonen Signals erzeugt wird.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Vergleicher (21) einen ersten Eingangsanschluß (22P) und einen zweiten Eingangsanschluß (22N)hat, daß der zv/eite Vergleicher (24) einen dritten Eingangsanschluß (25N) und einen vierten Eingangsanschluß (25P) hat, daß der erste Eingangsanschluß (22P) des ersten Vergleichers (21) undder dritte Eingangsanschlu ß (25N) des zweiten Vergleichers (24) das monofone Signal erhalten, daß der zweite Eingangsanschluß (22N) des ersten Vergleichers (21) und der vierte Ein^angsanschluß (25P) des zweiten Vergleichers (24) die Ausgangssignale des ersten bzw. des zweiten Lade- Entlade- Schaltkreises (2 bzw. 4) erhalten, und daß Ausgangsanschlüsse (23, 26) des ersten bzw. zweiten Vergleichers (21 bzw. 24) mit dem ersten Eingang (31S)bzw. zweiten Eingang (3IR) des bistabilen Kippelements (32) verbunden sind.

3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Vergleicher Operationsverstärker (41, 71) vorgesehen sind, daß der erste Operationsverstärker (41) einen ersten und einen zweiten Eingangsanschluß (42P bzw. 42N) hat, daß der zweite Operationsverstärker (71) dritte und vierte Eingangsanschlüsse (72P, 72N) hat, daß der erste Eingangsan-

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Schluß (42P) des ersten Operationsverstärkers (4l) und der dritte Eingangsanschluß (72P) des zweiten Operations·»· Verstärkers (71) das monofone Signal erhalten, daß die AusgangsanschlUsse (45 bzw. 75) des ersten bzw. zweiten Operationsverstärkers (41 bzw. 71) an den ersten bzw. zweiten Lade- Entlade- Schaltkreis (2 bzw. 4) geführt sind, daß die Ausgangsleitungen (11 bzw. 16) des ersten bzw. zweiten Lade- Entlade- Schaltkreises (2 bzw. 4) an den zweiten Eingangsanschluß (42N) des ersten Operationsverstärkers (41) bzw. den vierten EingangsanschluQ (72N) des zweiten Operationsverstärkers (71) geführt sind und daß die Ausgänge (45 bzw. 75) des ersten bzw. zweiten Operationsverstärkers (41 bzw. 71) dem ersten bzw. zweiten Eingangsanschluß (31S bzw. 31R) des bistabilen Kippelements (32) zugeführt sind.

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