DE2708006C2

DE2708006C2 - Tonsignal-Hüllkurven-Generatorschaltung für ein elektronisches Musikinstrument

Info

Publication number: DE2708006C2
Application number: DE2708006A
Authority: DE
Inventors: Shimaji Hamamatsu Shizuoka Okamoto
Original assignee: Nippon Gakki Seizo Hamamatsu Shizuoka KK; Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1976-02-25
Filing date: 1977-02-24
Publication date: 1982-07-01
Also published as: DE2708006A1; USRE31821E; JPS52102710A; US4135424A; JPS5739434B2; GB1567978A

Description

Die Erfindung betrifft eine Tonsignal-Hüllkurven-Generatorschaltung für ein elektronisches Musikinstrument gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Tonsignal-Hüllkurven-Generatorschaltung ist bereits aus der DE-OS 24 17 308 bekannt. Diese bekannte Schaltung arbeitet mit spannungsgesteuerten Oszillatoren, Filtern und Verstärkern, die über einen Schwingungsformregler mit regelbarem Widerstandskreis und nachgeschalteten Schwingungsformgeneratoren beeinflußbar sind. Dieser mehr konventionelle Aufbau der bekannten Schaltung eignet sich nicht für eine vollständige Digitalisierung von elektronischen Musikinstrumenten.

Der Anmeldung liegt aber die Aufgabe zu Grunde, eine vollständig digitalisierte Tonsignai-Hljllkurven-Generatorschaltung für ein elektronisches Musikinstrument zu schaffen, die in einfacher Weise eine vollständige für ein Tonsignal erforderliche Umhüllende erzeugt.

Diese Aufgabe wird bei einer Tonsignal-Hülikurven-Generatorschaltung der eingangs genannten Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches I gelöst.

Einzelne Teilmerkmale sind aus verschiedenen Vorveröffentlichungen bekannt. So ist in der GB-PS 17 823 bereits eine Funktionsberechnungsichaltung beschrieben, die jedoch einerseits nur einen ähnlichen Aufbau aufweist und zum anderen sich nicht auf ein

elektronisches Musikinstrument, sondern speziell auf ein Dekompressionsgerät beim Tauchen, bezieht.

Weiterhin ist aus der US-PS 38 19 844 eine Tonsignal-Hüllkurven-Generatorschaltung bekannt, die einen Speicher für Hüllkurven aufweist. Diese bekannte Schaltung kann jedoch nur solche Hüllkurvenfunktionen liefern, die bereits im Speicher vorhanden sind, und ist zudem nicht vollständig digitalisiert. Der vorgenannte Nachteil trifft auch auf die aus der DE-AS 23 02 214 bekannte Schaltung zu.

Die Erfindung eignet sich in hervorragender Weise zur Erzeugung gewünschter Einschwing- und/oder Abklingcharakteristiken bei elektronischen Musikinstrumenten, insbesondere elektronischen Orgeln, wobei diese Obergangseffekte durch die Wahl von ein oder mehreren Parametern sowie der Taktfrequenz relativ frei bestimmbar sind.

Die Erfindung in ihrer vollständig digitalisierten Ausführung eignet sich daher besonders für ein elektronisches Musikinstrument. Erfindungsgefnäß sind folgende Elemente vorgesehen: Ein Taktimpulsgenerator zur Erzeugung eines Taktimpulses mit einer auswählbaren Frequenz; ein bei jedem Ankommen des Taktimpulses eingeschaltetes Gatter; ein einstufiges binäres Schieberegister zur aufeinanderfolgenden Herausschiebung seiner Inhalte als Digitalwort, welches die Augenblickswerte einer gewünschten Zeitfunktion repräsentiert, und zwar synchron mit dem Taktimpuls;

eine digitale Subtrahierschaltung; eine digitale Multiplizierschaltung und ein digitaler Addierer, wobei alle diese Bauteile miteinander derart verbunden sind, daß die Ausgangsgröße des Registers von einem ersten eingestellten, ein Digitalwort repräsentierenden Wert abgezogen wird, daß die sich ergebende Differenz mit einem zweiten Digitalwort repräsentierenden eingestellten Wert multipliziert wird, und wobei das sich ergebende Produkt der Ausgangsgröße des Registers über das Gatter hinzuaddiert wird, so daß die sich ergebende Summe in das Register eingeladen wird. Auf diese Weise nähern sich die Inhalte des Registers fortlaufend dem ersten eingestellten Wert und stimmen schließlich damit überein. Auf diese Weise kann ein erfindungsgemäß ausgebildetes Musikinstrument einen Musikton erzeugen, der reich an Ausdruck ist und die gewünschte Ton-Umhüllenden-Charakteristik besitzt, und zwar erfolgt dies durch die richtige Auswahl von einem oder mehreren der ersten und zweiten Werte sowie der Frequenz des Taktimpulses.

Insbesondere eignet sich die Erfindung zur Erzeugung einer Signalausgangsgröße 5;, entsprechend der Formel

S₆ = S₃- (S₁- Si,o)exp(—ci/r),

wobei Sa ein erster Signalpegel, Sbo ein Anfangswert eines zweiten Signalpegels, c eine positive Konstante für die Größe exp (—c) und τ ein Zeitintervall in der Zeit t ist

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, dahingehend, daß einerseits die Steuerschaltungen für die von den Pegeleinstellern und den Impulsgeneratoren erzeugten Werte durch eine Logikschaltung gleichzeitig angesteuert werden, und daß andererseits das von der Addierschaltung gelieferte Signal zunächst in einem Schieberegister zwischengespeichert wird.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und schematischer Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Grundausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen digitalen Generatorschaltung, die zur Verwendung in einem digitalen elektronischen Musikinstrument geeignet ist;

F i g. 2A und F i g. 2B Darstellungen zur Erläuterung des Verhaltens der digitalen Generatorschaltung der Fig.l;

F i g. 3 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines £smäß der Errfindung ausgebildeten digitalen elektronischen Musikinstruments;

Fig.4A. Fig.4B und Fig.4C Darstellungen zur Erläuterung des »Taste-ein«-Signals, des Hüllkurvensignals als Zeitfunktion und des die aufgeprägte Umhüllende aufweisenden Ton-Signals, wobei diese Signale vom Tastaturabschnitt, der digitalen Generatorschaltung bzw. dem Verstärker erzeugt werden, d. h. Komponenten, die alle in dem in F i g. 3 gezeigten digitalen elektronischen Musikinstrument vorhanden sind;

F i g. 5 ein Blockdiagramm eines allgemeinen Anordnungsbeispiels der digitalen Hüllkurven-Generatorschaltung, wie sie im digitalen elektronischen Musikinstrument der F i g. 3 enthalten ist;

F i g. 6 ein Blockdiagramm eines Anordnungsbeispiels der Logikschaltung, die in der digitalen Hüllkurven-Generatorschaltung der F^; 3.5 enthalten ist; und

F i g. 7 und F i g. 8 Impulssteuerdiagramme der Logikschaltung der F i g. 6.

In den gesamten Zeichnungen sind die gleichen Teile mit der. gleichen Bezugszeichen bzw. Symbolen versehen.
In F i g. 1 ist ein Grundausführungsbeispiel einer

erfindungsgemäßen digitalen Generatorschaltung dargestellt, die folgende Elemente aufweist: Eine digitale Subtrahierschaltung 11; eine digitale Multiplizierschaltung 12; ein Gatter 13; einen digitalen Addierer 14 und ein einstufiges binäres Schieberegister 15. Diese Komponenten sind hier einfach durch Blöcke dargestellt, weil diese Gebilde von üblicher Ausbildungsform sein können. Das Register 15, das vorzugsweise ein Schieberegister ist, schiebt seine Inhalte aufeinanderfolgend als digitale Worte einer Ausgangsgröße Sf, aus, weiche für die Augenblickswerte einer gewünschten Zeitfunktion repräsentativ ist, und zwar synchron mit einem Taktimpuls CK, dessen Quelle nicht gezeigt ist. Die Ausgangsgröße Sb wird ebenfalls an die Subtrahierschaltung 11 und den Addierer 14 als deren Eingangs-

größen angelegt Die Subtrahiersu.dltung 11 führt die Subtraktion der angelegten Ausgangsgröße S_b von einem eingestellten Wert S₃ eines ersten Signals aus, wobei die Quelle des S₃ nicht nicht dargestellt ist, und wobei dieser Wert in der Form eines Digitalworts an die Subtr^hierschaltung 11 angelegt wird. Die sich ergebende Differenz D wird in die Multiplizierschaltung 12 eingegeben, so daß diese Differenz Dmit einem zweiten eingestellten Wert S_c multipliziert wird. Die Quelle des Wertes S_c ist nicht dargestellt Der Wert S_c wird in der Form eines digitalen Wortes an die Multiplizierschaltung 12 angelegt. Das sich ergebende Produkt D ■ S_c wird in den Addierer 14 übertragen, und zwar über das Gatter 13, welches bei jeder Ankunft des Taktimpulses CK eingeschaltet werden kann, wobei im Addierer 14 das Produkt der angelegten Ausgangsgröße Sj, hinzuaddiert wird. Die sich ergebende Summe (D · S_c + Sb) wird in das Register 15 synchron mit dem Taktimpuls CK eingegeben.
Die Arbeitsweise der eine Zeitfunktion liefernden

-to digitalen Generatorschaltung der F i g. 1 wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig.2A und 2B beschrieben.

Es sei nunmehr unter Bezugnahme auf F i g. 2A die Veränderung der Inhalte Sb des Registers 15 mit der Zeit in dem Fall betrachtet, wo der erste eingestellte Wert S₃ derart eingestellt ist, daß er größer ist als der Wert des Inhaltes Sbo, wie er zur Zeit fo im Register 15 vorhanden ist In diesem Beispiel wird die Anfangsdifferenz D₀ in der Multiplizierschaltung 12 mit dem zweiten eingestellten Wert S_c multipliziert, der kleiner ist als Eins (1). Das sich ergebende Produkt D₀ ■ S_c ist kleiner als die Aiifangsdifferenz D₀ und wird an den Addierer 14 zur Zeit /1, der Zeit, wo der erste Taktimpuls CK ankommt, angelegt, und das sich ergebende Produkt wird an den Addierer 14 angelegt und zu den Inhalten Sbo hinzuaddiert. Die sich ergebende Summe (Do ■ S_c + Sbo) wird in das Register 15 eingegeben. Die Differenz D\ zwirnen dem ersten eingestellten Wert S, und dem Inhalt Sb\ = Do ■ S_c + Sbo, nunmehr das Register 15 eingegeben, wird sodann mit dem zweiten eingestellten Wert S_c multipliziert Das ^icl/ ergebende Produkt D\ ■ S_c wird sodann dem Inhalt Sb\ zur Zeit ft hinzuaddiert, einer Zeit, wo der nächste Taktimpuls CK ankommt. Die sich ergebende Summe Di = D\ ■ Sc + Sb 1 wird sodann in das Register 15 geladen. Wie oben erwähnt, wird sich der Wert des Inhalts Sf, des Registers 15 fortlaufend dem ersten eingestellten Wert S, nähern, und zwar längs der

gestrichelten Kurve G in F i g. 2A, und zwar bei jeder Ankunft des Taktimpukes CK. Schließlich wird der Wert des Inhalts S* im Register 15 mit dem ersten eingestellten Wert S₁ übereinstimmen. In diesem Zustand isl die Differenz D Null. Es sei bemerkt, daß die gestrichelte Kurve G eine Funktion der Zeit angibt, die in digitaler Darstellung durch die digitale Generalorschaltung der F i g. 1 erzeugt wird. Genau gesagt ist die Form der Funktion eine Zeitschlitze aufweisende stufenförmige Form, wobei aber aus Gründen der Zweckmäßigkeit diese Form als sich allmählich ändernde kontinuierliche Kurve hier dargestellt ist.

Die Arbeitsweise ist in dem Fall, wo der erste eingestellte Wert S₁ so eingestellt ist. daß er kleiner ist als der Wert des Inhalts S/,η. wie er zur Zeit r» im ΐί Register 15 vorhanden ist, braucht nur in ähnlicher Weise wie zuvor erläutert betrachtet werden. In einem solchen Fall wird die Zeitfunktion gemäß der gestrichel-

Die gestrichelten Kurven G bzw. C₂ in den Fig. 2A 2< > bzw. 2B. d. h. die Formen der erzeugten Zeitfunktionen, hängen vom ersten eingestellten Wert S₁. den zweiten eingestellten Werten S_r und der Frequenz der Taktimpulse CK ab. Im einzelnen werden die gestrichelten Kurven G und G- steiler, dadurch daß man die Frequenz 2ί dc Taktimpulse CK derart einstellt, daß diese schneller auftreten, durch Einstellung des ersten eingestellten Wertes S, deran. daß die Differenz D = S₃ — S* einen größeren Wert erführt, und durch Einstellung des zweiten eingestellten Wertes S₁ derart, daß dieser )0 wesentlich kleiner ist als Eins(l).

Mit der digitalen Generalurschaltung der Erfindung ist es somit möglich, eine erforderliche Zeitfunktion einfach dadurch zu erzeugen, daß man in richtiger Weise die ersten und zweiten eingestellten Werte S₁ und ü S₁ und die Frequenz des Taktimpulses CK wählt.

Ein konkretes Beispiel der erfindungsgemäßen digitalen Generatorschaltung zur Erzeugung einer Hiilikuri-enform in einem digitalen elektronischen Musikinstrument wird im folgenden anhand F i g. 3 bis 7 im einzelnen beschrieben.

F i g. 3 zeigt ein erfindungsgemäßes digitales elektronisches Musikinstrument, welches folgende Komponenten aufweist: Einen Tastaturabschnitt 21: einen Tonwellenform-Generatorabschnitt 22: einen digitalen Multi- *5 plizierer 23: eine Hüllkurven-Generatorschaltung 24, entsprechend der Erfindung, und ein Tonsystem mit einem Digital/Analog (D/A)-Umwandler 25. einem Verstärker 26 und einem Lautsprecher 27. Der Tonwellenform-Generatorabschnitt 22 kann aufeinanderfolgend digital? Worte erzeugen, die repräsentativ für die Tastwerte sind, und eine durch den Tastaturabschnitt 21 ausgewählte Tonweüenform bilden. Der Tonwellenform-Generatorabschnitt 22 ist hier einfach durch einen Block dargestellt, da sein Aufbau von üblicher Art sein kann. Beispielsweise kann der Tonwellenform-Generatorabschnitt 22 in der Weise angeordnet sein, wie dies in US-PS 38 09 786 (Titel: Computer Organ) beschrieben ist und wobei eine Tonwellenform digital dadurch erzeugt wird, daß man eo synchron mit einem Zeitsteuerimpuls Φ einen diskreten Fourier-Algorithmus verwendet

Die durch den Tonwellenform-Generatorabschnitt 22 erzeugte Tonwellenform besitzt eine bezüglich der Zeit konstante Amplitude und wird in einem digitalen Multiplizierer 23 mit einer Umhüllenden-Wellenform St multiplizier:, die durch eine Hüllkurven-Generatorschaltung 24 erzeugt wird, so daß man am Ausgang des Multiplizierers die Tonwellenform mit Umhüllenden-Eigenschaften oder -Charakteristiken erhält, wie beispielsweise der Einschwingung, dem Abklingen, usw. Die vom digitalen Multiplizierer 23 abgegebenen Digitalworte werden sodann durch den D/A-Umwandler 25 in Analogspannungen umgesetzt und diese werden im Verstärker 26 verstärkt, um den Lautsprecher 27 anzusteuern.

Die Arbeitsweise des gesamten Systems wird im folgenden im einzelnen unter Bezugnahme auf die Fig. 4A. 4B und 4C beschrieben. Während der Zeitperiode, wo eine bestimmte Taste der nicht gezeigten Tastatur niedergedrückt ist, wird vom Tastaturabschnitt 21 ein »Taste-ein«-Signal KON geliefert, wie das in F i g. 4A gezeigte. Bei Erzeugung dieses Taste-ein-Signals KON erzeugt die Generatorschaltung 24 eine Umhüllenden-Wellenform St, in digitalen Wortdarstellungen, und zwar eine Wellenform definiereFK.I. wip in Fig. 4R gezeigt, um an den Multiplizierer 23 angelegt zu werden. Auf diese Weise erhält man. wie in Fig. 4C gezeigt, am Ausgang des Verstärkers 26 eine analoge Tonwelleriform mit einer Umhüllenden entsprechend der Umhüllenden-Wellenform Sh.

Fig. 5 zeigt ein konkretes Beispiel der Hüllkurven-Generatorschaltung 24 der F i g. 3. wobei dieser Generator folgende Komponenten aufweist: Eine Funktion "berechnungsschaltung 300, die die gleiche Anordnung besitzt, wie die im GrundausführungsbeispielderF ig. 1 dargestellteieinenTaktimpulsgeneratorabschnitt aus Impulsgeneratoren 650, 660 und 670 und UND-Gatter 651, 661 und 671 und ein ODER-Gatter 600; einen Pegeleinstellabschnitt aus Pegeleinstellertl 610, 620 und 630. Steuerschaltungen 611, 621 und 631 und eine ODER-Schaltung 640 und einen S'.euerabschnitt mit einer Logikschaltung 600 und einem UND-Gatter681.

Die Pegeleinstelier610,620 und 630 sind vorgesehen, um Digitalworte zu erzeugen, die repräsentativ für den Einschwingpegel L* den Aufrechterhaltungspegel L, bzw. den Bezugs(Null)-Pegel /./(vgl. F i g. 4B) sind. Diese Pegeleinsteller können beispielsweise jeweils aus einem Nur-Lesespeicher (ROM) bestehen. Auch der Aufrechterhaltungspegeleinsteller 620 kann jeweils durch eine Vielzahl von Nur-Lesespeichern (ROM) oder dgl. gebildet sein, die unterschiedliche Speicher enthalten, um den Speicher eines einzigen ROM, ausgewählt aus dieser Vielzahl von ROMs, durch eine manuelle Schaltoperation der Schaltmittel auszulesen, die beispielsweise auf der Betätigungsplatte eines elektronischen Musikinstruments vorgesehen sind, um auf .'iese Weise sicherzustellen, daß der Spieler des Instrument* den Aufrechterhaltungspegel L₅ beliebig ändern kann. Es braucht nicht darauf hingewiesen zu werden, daß die erwähnten Pegeleinsteller 610, 620 und 630 auch irgendeine andere Ausbildung als die oben erwähnte aufweisen können.

Die Ausgangsgrößen der Pegeleinsteller 610,620 und 630 werden selektiv als der erste Einstellwert S, an die Subtrahierschaltung 11 der Funktionsberechnungsschaltung 300 angelegt und zwar über die Steuerschaltungen 611, 621 und 631 und die ODER-Schaltung 640.

Diejenigen Impulse CK₁, CKd\ und CK<u, weiche durch die Impulsgeneratoren 650, 660 und 670 erzeugt werden, werden als Taktimpuls CK jeweils an das Gatter 13 der FunktionsberecMnurigsscha'tung 300 angelegt und zwar während der entsprechenden Perioden der Zeit d. h. der Einschwing- oder Anstiegs-

zeit, der ersten Abklingzeit bzw. der zweiten Abklingzeit (vgl. F i g. 4B). Die Anordnung kann derart getroffen sein, daß diese Impulsgeneratoren 650, 660 und 670 als spannungsgesteuerte Oszillatoren dienen, und daß die Schwingungsfrequenzen dieser jeweiligen spannungsgesteuerten Oszillatoren, d. h. die Frequenzen der eräugten Impulse CK₃, CKd\ und CKj:, durch die Betätigung von beispielsweise manuellen Hebeln verändert werden können, welche an der Betätigungsplatte des elektronischen Musikinstruments vorgesehen sind.

Im folgenden wird die Hiillkurven-Generatorschal lung 24 der F i g. 5 beschrieben.

Wenn eine Taste niedergedrückt ist, so wird der in F i g. 3 gezeigte Tastaturabschnitt 21 das Taste-ein-Signal KON erzeugen. Die Logikschaltung 600 wird umiittelbar nach Ankunft des Taste-ein-Signals KON

.... τ-:... -I : I /_U1__: I λ Iy ._ J I Ivirt /-■ -

CHI L-IM-M-MVnMgLfCICIIISMgIIdI /ir\ dlt UClS LJItLy-VJdHCf

65) und die Gate- bzw. Steuerschaltung 611 liefern, die dadurch eingeschaltet werden. Daraufhin wird der Impuls CKj, der durch den Impulsgenerator 650 erzeugt wird, als der Taktimpuls CK an das Gatter 13 in der Funktionsberechnungsschaltung 300 über das eingeschaltete UND-Gatter 651 und das ODER-Gatter 690 angelegt, und zwar geschieht dies zusammen mit dem Anlegen der Ausgangsgröße L₃ des Einschwingpegeleinstellers 610, als erstem Einstellwert S₃, an die Subtrahierschaltung 11 in der Funktionsberechnungsschaltung 300 über die eingeschaltete Gatter-Schaltung 6: ; und die ODER-Schaltung 640. Darauffolgend erfährt bei jedem Ankommen des Taktimpulses CK₃ der Wert der Ausgangsgröße St, des Registers 15 eine fortlaufende Vergrößerung zum ersten eingestellten Wert S₃ hin. d. h. dem Einschwingpegel L₃. Als Ergebnis erhält man die Einschwing-Umhüllende ENV\, wie sie in Fig. 4B dargestellt ist.

Wenn der Wert der Ausgangsgröße Sb des Registers 15 bis zum Einschwingpegel L₃ angestiegen ist. und wenn somit die Ausgangsgröße D der Subtrab'erschaltung 11 NmII wird, hört die Logikschaltung 600 mit der Erzeugung des Einschwingbefehlssignals AK auf und zur gleichen Zeit damit liefert die Logikschaltung 600 das erste Abklingbefehlssignal DVi an das UND-Gatter 661 und die Steuerschaltung 621. Demgemäß wird der durch Impulsgenerator 660 erzeugte Impuls CKd ι als der Taktimpuls CK an das Gatter 13 angelegt, und zwar über das eingeschaltete UND-Gatter 661 und über das ODER-Gatter 690. Zusammen damit wird der vom Aufrechterhaltungspegeleinsteller 620 kommende Aufrechterhaltungspegel L, als der erste Einstellwert S₃ an die Subtrahierschaltung 11 über die eingeschaltete Steuerschaltung 621 und die ODER-Schaltung 640 angelegt. Auf diese Weise wird bei jedem Ankommen des Taktimpulses CKd \ die Ausgangsgröße 5* fortlaufend in ihrem Wert zum Aufrechterhaltungspegel L₅ hin verringert. Als Ergebnis erhält man die erste Abkiing-Umhüllende ENVi. wie in Fig.4B gezeigt. Fortlaufend nach der Aufrechterhaltungszeit (vgl. F i g. 4B) wird die Ausgangsgröße Sb kontinuierlich auf dem Aufrechterhaltungspege! L, solange gehalten, wie das angelegte Taste-ein-Signal KON vorhanden ist, d. h. solange, bis die niedergedrückte Taste freigegeben wird.

Wenn die niedergedrückte Taste freigegeben wird, so hört der Tastaturabschnitt 21 mit der Erzeugung des Taste-ein-Signals KON auf. Wenn somit das Taste-einSignal KON aufhört anzukommen, so hört die Logikschaltung 600 unmittelbar mit der Erzeugung des ersten Abklingbefehlssignals DY\ auf. Gleichzeitig

damit gibt die Logikschaltung 600 das zweite Abkling· hefehlssignal DYi ab. Daraufhin wird sowohl das UND-Gatter 671 und die Steuerschaltung 631 durch diese zweite Abklingbefehlssignal DY) eingeschaltet. Somit wird der Impuls CKj2, der vom Impulsgenerator 670 geliefert wird, und der Bezugs(Null)-Pegel Lf, der vom Bezugspegeleinsteller 630 geliefert wird, als Taktimpuls CK bzw. erster Einstellweri 5, an die Funktionsberechnungsschaltung 300 angelegt. Auf diese Weise wird bei jeder Ankunft des Taktimpulses CK,n die Ausgangsgröße Sh des Registers 15 fortlaufend zum Bezugspegel Lf hin verkleinert und als Resultat erhält man die zweite Abkling-Umhüllende ENV), wie dies in F i g. 4B gezeigt ist. Die Einschwing- bzw. Abkling-Umhüllenden haben bevorzugterweise einen exponentiellen Kurvenverlauf.

Wenn die Ausgangsgröße St, bis zum Bezugspegel L/ lim augciiumineii hai und wenn suiuii die Ausgangsgröße D der Subtrahierschaltung 11 Null geworden ist, so hört die Logikschaltung 600 mit der Erzeugung des zweiten Abklingbefehlssignals DY^ auf und sie erzeugt das Lösch- oder Clear-Befehlssignal CR. Dieses Lösch-Befehlssignal CW schaltet das UND-Gatter 681 ein. Über das sich ergebende eingeschaltete UND-Gatter 681 und das ODER-Gatter 690 wird das Lösch-Signal vom »!«-Pegel, dessen Quelle nicht gezeigt ist, an das Gatter 13 angelegt, welche in der Funktionsberechnungsschaltung 300 vorgesehen ist. Infolgedessen wird das Gatter 13 eingeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich sämtliche Steuerschaltungen 611, 621 und 631 im abgeschalteten Zustand und der erste Einstellwert S₃ ist als Bezugs- oder Referenzwert Null. Daher wird der Inhalt 5t,des Registers 15 auf Null gehalten.

Ein konkretes Beispiel der Logikschaltung 600 gemäß Fig. 5 ist in Fig. 6 dargestellt. Im folgenden wird die Anordnung und das Verhalten dieser Logikschaltung 600 unter Bezugnahme auf die F i g. 7 und 8 beschrieben.

In F i g. 6 sind mit FF]-FFs jeweils Flip-Flops bezeichnet. Mit ANDy-ANDi sind jeweils UND-C-tter bezeichnet. Die Symbole OR\ — OR» stellen jeweils ODER-Gatter dar. Mit /VO/?, ist ein NOR-GaUer bezeichnet, während die Symbole INV\ — INW jeweils Inverter bezeichnen.

Wenn eine Taste niedergedrückt ist, und wenn demgemäß ein Taste-ein-Signal KONvon dem Tastaturabschnitt 21 abgegeben wird, so wird das Flip-Flop FFs zu dem Zeitpunkt eingestellt bzw. gesetzt, wenn ein Zeitsteuerimpuls Φ, der unmittelbar nach der Tastenniederdrückung erzeugt ist, ankommt. Daraufhin wird der O-Ausgang dieses Flip-Flops FF₅ auf den »!«-Pegel gebracht. Bei Ankunft des nächsten Zeitsteuerimpulses Φ wird das Flip-Flop FFi, eingestellt und sein Q-Ausgang wird auf »0«-Pegel gebracht Demgemäß gibt das UND-Gatter ANDj einen Impuls Pos ab, wie dies in F i g. 7 gezeigt ist Durch den Zeitsteuerimpuls Φ, der während der Zeitperiode ankommt, während welcher dieser Impuls Pos an das Flip-Flop FFi über ODER-Gatter OR\ angelegt ist, wird dieses Πίρ-Flop FF₂ eingestellt, so daß sein O-Ausgang auf den »1«-Pegel gebracht wird. Dadurch wird ein Einschwingbefehlssignal AK erzeugt

Während der Einschwingzeit (vgl. Fig.4B) ist die Ausgangsgröße Oder Subtrahierschaltung 11 nicht Null und demgemäß wird das NOR-Gatter NORt eine »0«-Pegel-Ausgangsgröße erzeugen. Daher wird fortlaufend, nachdem der Impuls Pos aufgehört hat vorhanden zu sein, die »!«-Pegel-Ausgangsgröße des UND-Gatters AND2 weiterhin an die Datenklemme des

Flip-Flops FFi angelegt, so daß das Flip-Flop FF₂ fortlaufend in seinem Einstellzustand gehalten wird. Genauer gesagt wird das Einschwingbefehlssignal AK fortlaufend über die Periode der Einschwingzeit (vgl. F i g. 4B) hinweg geliefert.

Wenn am Ende der Einschwingzeit die Ausgangsgröße D der Subtrahierschaltung 11 Null wird, gibt das NOR-Gatter NOR\ die »!«-Pegel-Ausgangsgröße ab. Infolgedessen wird die Ausgangsgröße des UND-Gatters ANDb der »!«-Pegel, was die Rückstellung des Flip-Flops FF2 bewirkt und demgemäß hört die Erzeugung des Einschwingbcfehlssignals AK auf. Cilcichzeitig damit wird die »I«-Pegel-Ausgangsgröße des UND-Gatters 4/VOt, an das Flip-Flop FF\ über das ODER-Gatter OR\ angelegt, was dieses Flip Flop /■'/·', zur Einstellung veranlaßt, und seine (^-Ausgangsgröße wird auf »!«-Pegel gebracht. Dadurch wird das erste Abklingbefehlssignal OVi geliefert. Während der Periode der ersten Abfallzeit und der Aiifrechterhaltungszeit (vgi. Fig. 4B) verbleibt das Flip-Mop hl·* in seinem Rückstellzustand. Demgemäß befindet sich der Ausgang des Inverters INVi auf dem »!«-Pegel. Daher verbleibt die Ausgangsgröße des UND-Gatters AND] auf dem »!«-Pegel über die erste Abfallzeit und die Aufrechterhaltungszeit hinweg. Demgemäß wird das Flip-Flop FF} in seinem Einstellzustand gehalten und das erste Abklingbefehlssignal DY\ wird kontinuierlich abgegeben.

Wenn die niedergedrückte Taste freigegeben wird, so hört der Tastaturabschnitt 21 mit der Erzeugung des Taste-ein-Signals KON auf, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist. Demgemäß wird durch den unmittelbar nach diesem Aufhören ankommenden Zeitsteuerimpuls Φ das Flip-Flop FF₁ rückgestcllt und sein (^-Ausgang wird auf den »1 «-Pegel gebracht. Sodann wird infolge des nächsten ankommenden Zeitsteuerimpulses Φ das Flip-Flop FFs

rückgestellt, und sein ^Ausgang wird auf das »!«-Niveau gebrac.',·. Demgemäß gibt das UND-Gatter AND» einen Impuls /W(vgl. F i g. 8) als Ausgangsgröße ab. Dieser Impuls fVwwird an das Flip-Flop FF4 über ein ODER-Gatter OR_A angelegt, so daß das F!j£-Flop FF₄ zur Rückstellung veranlaßt wird und sein O-Ausgang wird auf den »!«-Pegel eingestellt. Dadurch wird das zweite Abklingbefehlssignal DV; erzeugt. Gleichzeitig damit wird die (^Ausgangsgröße des Flip-Flops FFi in den Inverter INV₂ eingegeben, so daß sich das Flip-Flop FF) rückstellt und die Erzeugung des ersten Abklingbefehlssignals DVi aufhört. Das Flip-Flop I'F, isl in seinen Einstcll/iistand durch die Wirkungen der UND-Gatter AND., und ANlK das ODI-Kf latter OR, und den Inverter INV₁ verriegelt. Wenn die Ausgangsgröße IJ der Stibtrahierschaltung Il am Ende der /weiten Abklingzeit (vgl. F i g. 4B) Null wird, so gibt das NOR-Gatter NOR] eine Ausgangsgröße mit dem »!«■Pegel ab. Daher stellt sich das Flip-Flop FFt zurück und die Erzeugung des zweiten Abklingbefehlssignals DV: hört auf. Gleichzeitig damit wird die »I «Pegel-Ausgangsgröße des UND-Gatters AND=, über das ODER-Gatter OR, an das Flip-Flop I F₁ angelegt, was die Einstellung dieses Flip-Flops FFi bewirkt und den φ-Aiisgang dieses Flip-Flops FFi auf den »!«-Pegel bringt. Daraufhin wird das Löschbefehlssignal CR erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das Flip-Flop FF₂ in seinem Rückstellzustand und seine (^Ausgangsgröße mit »!«-Pegel wird in den Inverter INV₁ eingegeben. Daher ist das Flip-Flop in seinem Einstellzustand verriegelt. Wenn ein neues Taste-ein-Signal KON ankommt und demgemäß das Flip-Flop FF₂ eingestellt wird, so wird das Flip-Flop FFi riickgestellt und die Erzeugung des Löschbefehlssignals CR wird zum Aufhören veranlaßt.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Tonsignal-Hüllkurven-Generatorschaltung für ein elektronisches Musikinstrument die basierend auf vorgewählten unterschiedlichen Pegelwerten (La, Ls, Lf), die einer Funktionsberechnungsschaltung zuführbar sind, eine jeweils eine Hüllkurve darstellende Ausgangssignale liefert, dadurch gekennzeichnet,

daß unter Steuerung einer Logikschaltung (600) die ein Einschwingbefehlssignal (AK), ein erstes und zweites Abklingbefehlssignal (DYi, DY2) und ein Löschsignal (CR) liefert,

der Funktionsberechnungsschaltung (300) jeweils die verschiedenen Pegelwerte (la, Ls, Lf) zugeführt werden unter gleichzeitiger Ansteuerung durch von Impulsgeneratoren (650, 660, 670) kommenden Taktsignal (CKa, CKd 1, CKd 2),
daß die Funktionsberechnungsschaltung (300) in an sich bekannter Weise eine Subtrahierschaltung (11) aufweist, die eine erste Eingangsklemme zum Empfang von dem vorgebbaren Pegeiwerten entsprechenden ersten Signalen (Sa), eine zweite Eingangsklemme zum Empfang von zweiten Eingangssignalen (Sb) und eine Ausgangsklemme aufweist, um dort ein Ausgangssignal (D) proportional zur Differenz der an seiner ersten und zweiten Eingangsklemme anliegenden Signalwerte zu erzeugen, wobei ferner der Ausgang der Subtrahierschaltung (11) am Eingang einer Multiplizierschaltung (12) liegt, in der das Ausgar.gssignal (D) mit einer auswählbaren positiven Konstanten multipliziert wird, und daß ferner die . ausgangsgröße der Multiplizierschaltung (12) am einen Eingang eines Addierers (14) liegt, dessen Ausgang die Ausgangs-

größe (Sb) der Funktionsberechnungsschaltung (300) liefert und daß die Ausgangsgröße (Sb) sowohl dem zweiten Eingang des Addierers (14) als auch dem zweiten Eingang der Subtrahierschaltung (11) zugeführt ist,

und daß der Ausgang der Subtrahierschaltung (11) ferner mit einem Eingang der Logikschaltung (600) in Verbindung steht, um das darauffolgende Aussenden des Einschwingbefehlssignals (AK) der ersten und zweite:! Abklingbefehlssignale (DYi, DY2) und des Löschsignals (CR)zu bewirken, um so Impulsgeneratoren (650, 660, 670) zum Aussenden entsprechender Taktsignale (CK) zu veranlassen, welche ein zwischen Multiplizierschaltun? (12) und den einen Eingang des Addierers (14) geschaltetes Gatter (13) betätigen.

2. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß Pegeleinsteller (610, 620, 630) Pegelwerte (La, Ls, Lf) liefern, die über Steuerschaltungen (611,621, 631, 640) dem einen Eingang der Subtrahierschaltung (11) zuführbar sind,

daß Impulsgene-atoren (650, 660, 670) Taktimpulse (CKa, CKdX, CKd2) über Steuerschaltungen (651, 661,671,690) an das Gatter (13) anlegen, und daß die Steuerschaltungen jeweils gleichzeitig durch die Logikschaltung (600) gesteuert sind.

3. Elektronisches Musikinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Addierschaltung (14) mit dem Eingang eines Schieberegisters (15) in Verbindung steht, dessen Ausgang die Ausgangsgröße (Sb) liefert.