DE2709560C2

DE2709560C2 - Elektronisches Musikinstrument

Info

Publication number: DE2709560C2
Application number: DE2709560A
Authority: DE
Inventors: Yohei Nagai; Shimaji Hamamatsu Shizuoka Okamoto
Original assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Priority date: 1976-03-05
Filing date: 1977-03-04
Publication date: 1982-11-18
Also published as: JPS52107822A; US4133242A; JPS597118B2; DE2709560A1

Description

8.1, einen vom Taste-Ein-Signal (KON) angesteuerten Zeitfunktionsgenerator (501) mit nachgeschalteter Halbierungsschaltung (502) zur Erzeugung des Wertes a/2 am Ausgang;

8.2. einen ersten Addierer (503) und einen Subtrahierer (504), deren ersten Eingängen jeweils der |t ". Wert a/2 und deren zweiten-Eingängeif jeweils der Wert 1/2 zugeführt wirdj.um.am Ausgang des Addierers den Betrag ^esfAmplitudenanteils ((I + aj/2) und am Ausg^n^fdes Subtrahierers den Faktor ((I — ajl/2)z\&rzeug'en;

83. eine Cosinus-Schaltung (510/"5If _r 512,513,514, 515) mit einem vom Adressiersignal (qR) anadressierten Yariablen-Speiclier^Sia)- dessen '' Ausgängssignäl über ein Gatter (514) dem Eingang eines Cosinus-TabellerispeicHers (515) zugeführt ist, dessen Ausgangssignal der Faktor

^: ' (cos x)\st,

wobei das Gatter (514) über einen Komparator (510) mit nachgeschaltetem ODER-Glied (511) und einem Inverter (512) gesteuert ist;

8.4. einem Multiplizierer (505) mit dem 'Faktor ((I — a/2) als erstem Eingangssignal und dem Faktor (cos x) als zweitem Eingangssignal, um das Produkt beider Faktoren als· Ausgangssignal zu erzeugen, und

8.5. einem zweiten Addierer (506), dem. als erstes* Eingangssignal das Produkt des Mukipiiziejrers (505) und als zweites Eingangssignal der'Betrag des Amplitudenanteils ((I + a)/2) zur Erzeugung des Funktionssignals am Ausgang zugeführt ist

9. Instrument nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet

daß der Zeitfunktionsgenerator (501) eine Serienschaltung mit einem Subtrahierer (60), einem Multiplizierer (61), einem Gatter (62), einem Addierer (63) und einem Schieberegister (64) aufweist

daß der am Ausgang des Schieberegisters (64) enthaltene zeitlich aperiodische Wert (Sb; a) jeweils als ein zweites Eingangssignal auf den Addierer (63) und den Subtrahierer (60) rückgekoppelt ist, daß der Subtrahierer (60) als Ausgangssignal die Differenz aus einem ersten Zielwe. t (Sa) und dem zeitlich aperiodischen Wert (Sb; a) erzeugt, und daß das Ausgangssignal des Subtrahierers im Multiplizierer (61) mit einer Konstanten (Sc) multipliziert wird,

wobei sich der zeitlich aperiodische Wert (Sb; a) asymptotisch dem Zielwert (Sa) nähen.

10. Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

daß die Schaltung (307) als Multiplizierer ausgelegt ist und

daß die an ihrem Ausgang vorhandenen mit dem Funktionssignal modulierten Amplitudenwerte des Tonsignals in einem nachgeschalteten Multiplizierer (308) mit dem Ausgangssignal eines Hüllkurven-Generators (306) multipliziert werden.

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Musikinstrument mit einem Wellenformspeicher zur Speicherung von einen Zyklus einer Wellenform definierenden Amplitudenwerten und mit einer Leseschaltung, die in Abhängigkeit von der Tonhöhe eines zu erzeugenden Tonsignals aufeinanderfolgend und wiederholt Adressiersignale zur Adressierung von Speicherplätzen des Wellenformspeichers erzeugt, der bei Zuleitung der Adressiersignale das Tonsignal abgibt.

Ein derartiges elektronisches Musikinstrument ist bereits aus der DE-AS 19 35 306 bekannt und ist auch Gegenstand der US-PS 38 09 786, die weiter unten noch im einzelnen erläutert wird. Beim dem aus der DE-AS 19 35 306 bekannten elektronischen Musikinstrument können Wellenformen mit verschiedenen Tonfarben in Wellenformspeichern gespeichert werden und über eine Tabulatorschaltung ausgewählt werden. Jede gewünschte Tonfarbe muß bei diesem elektronischen Musikinstrument jedoch Käreits in einem Wellenformspeicher eingespeichert sein.

Aus der US-PS 37 35 014 ist ein Musikinstrument bekannt, bei dem zur zeitlichen Änderung der Tonfarbe eines gespielten Tones die Wellenform des Grundtones mit einer Wellenform höherer Frequenz gemischt wird, wobei diese Mischung normalerweise zu Beginn oder am Ende einer Betätigung der Taste des gewünschten Tones erfolgt. Die Wellenform höherer Frequenz bleibt dabei konstant und ist entweder zur Mischung vorhanden oder unterdrückt Die Vielfalt der Tonfarbenänderung läßt sich mit diesem Musikinstrument jedoch nicht erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunJe, ein elektronisches Musikinstrument der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß eine Vielfalt von Tonfarben der Musiktöne abhängig von der Zeit und/oder der Tastenberührung durch Variationsmöglichkeiten der einzelnen Wellenform und/oder Teile der Wellenform, erzeugt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem elektronischen Musikinstrument der eingangs genannten Art vor, daß ein Funktionsgenerator vorgesehen ist, dem die Adressiersignale zugeleitet werden und der in Abhängigkeit von diesen ein durch eine sich als Funktion der Zeit verändernde Amplitude definiertes Funktionssignal an eine Schaltung so abgibt, daß diese, der das aus dem Wellenformspeicher ausgelesene Tonsignal zugeleitet wird, einen Bruchteil des Zyklus der Wellenform bildende ausgelesene Amplitudenwerte des Tonsignals durch das Funktionssignal moduliet ι.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Es sei darauf hingewiesen, daß mit einem gemäß der Erfindung ausgebildeten Musikinstrument auch solche Töne erzeugt werden können, die übergroße Änderungen in der Tonfarbe aufweisen, so daß es auch möglich ist, den Bereich der Musiktöne natürlicher Musikinstrumente zu überschreiten.

Durch die Erfindung wird somit das bei natürlichen Musikinstrumenten auftretende Phänomen berücksichtigt, daß nämlich die gleiche Wellenform sich nicht wiederholt, sundern vielmehr eine allmähliche Änderung der Wellenform von Zyklus zu Zyklus auftritt. Diese Änderung der Wellenform tritt nur in einem begrenzten Bereich eines Zyklus der Wellenform auf, wobei aber im übrigen Bereich die Wellenform sich nicht zeitabhängig ändert. Beispielsweise können bei Streich- oder Blasinstrumenten diese Änderungen der Instabilität der Schwingungseigenschaften der Schwingelemente, beispielsweise den Saiten oder Zungen, zugeschrieben werden, die in bestimmten Perioden des Schwingungszyklus nicht stabile Eigenschaften zeigen.

Im folgenden wird zunächst ein Beispiel des Standes der Technik und sodann die Erfindung anhand scliematischer Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g, 1 ein Blockdiagramm eines üblichen digitalen elektronischen Musikinstruments der Wellenform-

Speicherbauart;

Fig.2A und 2B Diagramme der Wellenformen des Taste-Ein-Signals und de? HüHkurven-Signais;

Fig.3 ein. Blockschaltbild eines elektronischen Musikinstruments der Wellenformspeicberbauart gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung!

Fig.4A und 4B Wellenformdiagramme des Funktionssignals und der modulierten Wellenform des Tonsignals;

F i g. 5 ein Blockdiagramm des Funktionsgenerator für die Verwendung im elektronischen Musikinstrument gemäß F ig. 3;

F i g. 6 ein Blockdiagramm des Zeitfunktionsgenerators zur Verwendung im Funktionsgenerator der F i g. 5;

F i g. 7 und 8 charakteristische Kurven zur Darstellung der Arbeitsweise des Zeitfunktionsgenerators der Fig. 6;

Fig.9 ein Blockschaltbild des Hül'Jcurven-Generators zur Verwendung im elektronischen Musikinstrument der Fig. 3;

Fig. 10 ein Blockschaltbild der Ster /logikEchaltung des Hüükurven-GeneratcTS der F i g. 9; und

Fig. 11a bis He und 12a bis 12e zeitabhängige Darstellungen zur Veranschaulichung der Arbeitsweise der Logikschaltung der F i g. 10.

Bei einem elektronischen Musikinstrument mit Wellenformspeicher wird eine Standard-Wellenform eines Musiktonsignals vorläufig in Speichermitteln gespeichert und bei jeder Tastenniederdrückung ausgelesen, und zwar mit einer Geschwindigkeit entsprechend der Tonhöhe des der niedergedrückten Taste entsprechenden Tons. Ein Beispiel eines elektronischen Musikinstruments mit Wellenformspeicher ist in F i g. 1 dargestellt Wenn eine Taste in einer Tastatur 10 niedergedrückt wird, so wird ein Bezugszahlspeicher (im folgenden als ß-Zahlspeicher bezeichnet) 11 aktiviert um von dort ein /?-Zahlsignal und ein Taste-Ein-Signal KONVon der Tastatur 10 zu erzeugen. Die /?-Zahl steht mit der Tonhöhe der niedergedrückten Taste in Beziehung und ist proportional zur Grundfrequenz des zum Erklingen zu bringenden Tones. Die aus dem Speicher 11 ausgelesene /?-Zahl wird einem kumulativen Addierer 13 über ein Gatter 12 zugeführt, welches durch einen Taktimpuls Φ mit einür vorbestimmten Periode geöffnet wird. Der Addierer 13 führt die kumulative Addition der Ä-Zahl aus, die vom Speicher 11 über das Gatter 12 geliefert wird, welches mit der Zeitsteuerung des Taktimpulses Φ geöffnet wird. Demgemäß liefert der Addierer 13 die temporäre Summe an einen Wellenformspeicher 14 als Adressiersignal. Der Addierer 13 liefert R gemäß der Zeitsteuerung des ersten Impu'ses Φ, 2 R entsprechend der Zeitsteuerung des zweiten Impulses Φ und in ähnlicher Weise oR gemäß der Zeitsteuerung des g-ten Impulses φ, um die Adresse der entsprechenden Amplitudenwerte (Wellenformtastw-.rte) im Wellenformspeicher 14 aufzurufen.

Im einzelnen ist der Aufbau und die Betriebsweise einer solchen Schaltung in dem US-Patent 38 09 786 beschrieben.

Der Weller.fgrmspeicher 14 speichert die Amplituden- oder Tastwerte der Wellenform des Musiktcns in Digitaldarstellung. Da die Wiederholungsfrequenz der Wellenformerzeugung so verändert wird, um gleich der Grundfrequenz des zum Erklingen zu bringenden Musiktons zu sein, trägt die Ausgangsgröße des Wellenformspeichers 14 sowohl die Wellenforminformation, d. h. Tonfarbe, als auch die Tonhöheninforma-

'tion. Ein derartiges digitales Ausgangssignal des Wellenformspeichers 14 wird mit einem Hüllkurven-Si* gnal in einem Multiplizierer 16 multipliziert, wobei das umhüllende Signal von einem Hüllkurven-Generator 15 geliefert wird. Das nunmehr mit einer Umhüllenden versehene Digitaltonsignal wird in einem Digital/Analog(D/A)-Umsetzer 17 in ein entsprechendes Analogsignal umgewandelt. Dieses Analogsignal wird durch eine Tonvorrichtung 18 einschließlich eines Verstärkers usw. durch einen Lautsprecher 19 als Musikton abgegeben.

Der Hüllkurven-Generator 15 wird durch das Niederdrücken einer Taste in der Tastatur 10 durch das in F i g. 2A gezeigte Taste-Ein-Signal /COA/aktiviert und erzeugt ein Müllkurven-Signal ENV, wie dies in F i g. 2B gezeigt ist Das Hüllkurven-Signal ENV wird aus drei Teilen gebildet: dem Einschwingteil ENV\, dem ersten Abklingteil zum Aufrechterhaltungsniveau, der mit ENV2 bezeichnet ist, und dem zweiten Abklingteil ENVi. Das Tonsignal vom Wellenformspeicher 14 wird mit dieser Umhüllenden bzw. Hüllkurve multipliziert, um ein an Ausdruck reiches Musiktonsignal zu bilden. Das heißt, die Hüllkurve der F i g. 2B zeigt, wie der Musikton auf die Maximalamplitude beim Niederdrücken einer Taste ansteigt (Einschwingen), sodann auf einen Aufrechterhaltungspegel (erstes Abklingen) abgedämpft wird, sodann den nahezu konstanten Pegel (Aufrechterhaltung) beibehält, um schließlich bei Freigabe der Taste allmählich gedämpft zu werden und zu verschwinden (zweites Abklingen).

Bei einem derartigen elektronischen Musikinstrument mit Wellenformspeicher wird die Amplitude eines Tones entsprechend der vom HUlIkurven-Generator erzeugten Hüllkurveu-Funktion verändert, wobei aber die Tonfarbe vom Einschwingen bis zum Abfall konstant gehalten wird, da der Wellenformspeicher eine vorbestimmte Wellenform speichert und die gleiche Wellenform wiederholt erzeugt Ein solcher Ton mit konstanter Farbgebung unterscheidet sich stark vom reichen Ton eines natürlichen Musikinstruments, bei welchem die Tonfarbe sich in entsprechender Weise vom Einklingen bis zum Abklingen ändert

F i g. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches einen ähnlichen Grundaufbau wie die Anordnung gemäß F i g. 1 besitzt. Ein Niederdrücken einer Taste in einer Tastatur 300 aktiviert einen /?-ZahIenspeicher 301 zur Erzeugung einer /?-ZahI, die an einen kumulativen Addierer 303, mit ähnlichem Aufbau wie der Addierer 13 der Fig. 1,über ein Gatter302angelegt wird, welches durch einen Taktimpuls Φ mit einer vorbestimmten Zeitsteuerung geöffnet und geschlossen wird. Die Ausgangsgröße des Addierers 303 ruft die Adressen des Wellenformspeichers 304 auf, um die digitalen Amplituden- oder Tastwerte, weiche die Wellenform eines Musiktons bilden, auszulesen. Diese Ausgangsgröße des Wellenformspeichers 304 wird einem ersten Multiplizierer 307 zugeführt, um mit der Ausgangsgröße eines Funktionsgenerators 305 multipliziert zu werden. Sodann wird die Ausgangsgröße des ersten Multiplizierers 307 einem zweiten Multiplizierer 308 zur Multiplikation mit der Ausgangsgröße eines Hüllkurven-Generators 306 zugeführt Auf diese Weise wird das digitale Wellenformsignal vom Wellenformspeicher 304 doppelt multipliziert, und zwar mit den Ausgangsgrößen des Funktionsgenerators 305 und des Hüllkurven-Generators 306, um ein digitales Tonsignal zu bilden. Dieses digitale Tonsignal wird in einem Digital/Analog(D/A)-Umsetzer 309 in ein Analogsignal umgewandelt und sodann durch eine Tonvorrichtung 310 einschließlich eines Verstärkers usw. als Musiktori von einem Lautsprechersystem 311 abgegeben.

Nachfolgend werden der Funktionsgenerator 305 und der Hüllkurven-Generatdf 306 detaillierter beschrieben.

Der Funktionsgenerator 305 wird durch das Taste-Ein-Signal KON von der Tastatur 300 aktiviert und durch das gleiche Adressiersignal x{ = qR) anadressiert, wie das für den Wellenformspeicher 304, Beispielsweise erzeugt der Funktionsgenerator 305 eine in Fig.4A gezeigte Funktion, die wie folgt dargestellt ist:

(1-t-a) (1-q)
2 2

COS X,

(D

dabei ist O < χ < 2 π und a eine sich langsam mit der Zeit ändernde Funktion a = aft) > 1. Der erste Ausdruck auf der rechten Seite stellt einen sich langsam ändernden konstanten Amplitudenanteil dar, und der zweite Term bildet einen schwingenden Amplitudenanteil. Der zweite Term umfaßt ferner einen sich langsam ändernden Faktor (1 — a^/2 als Amplitudenanteil und einen zyklischen Faktor cos x. Da a > 1 und somit

L-I°L < o, erreicht die Funktion y in jedem Zyklus

den Maximalwert a dann, wenn χ = π und cos χ = —\, während der Minimalwert »1« bei χ = 0 und 2 π und cos χ = 1 erreicht wird. Man erkennt, daß y konstant und gleich 1 ist, wenn a = 1 ist und der Spitzenwert von ymit dem Ansteigen von a ansteigt.

Wenn der Wellenformspeicher 304 digitale Amplituden- oder Tastwerte, welche die Tonwellenform Wo der F i g. 4B bilden, erzeugt so bildet der erste Multiplizierer 307 das mathematische Produkt dieser Wellenform Wo und des Funktionssignals bzw. der Ausgangswellenform des Funktionsgenerators 305, wie in Fig.4A gezeigt Dieses Produkt kann die Wellenform besitzen, wie sie durch Wi, Wj, Wj,... dargestellt ist, die durch Modulation (Multiplikation der Ausgangsgröße des Funktionsgenerators 305 mit) der Tonwellenform Wo nur im Bereich 1 < qR < 1 + m gebildet ist Die Wellenform des Tonsignals vom Multiplizierer 307 ändert sich mit der Zeit und besitzt die Wellenform Wi in der ersten Periode, die Wellenform Wi in der zweiten Periode, die Wellenform Wj in der dritten Periode bzw. dem dritten Zyklus der Wellenform.

Der Funktionsgenerator 305 zur Erzeugung dieser Ausgangsgrößen kann aus einer in F i g. 5 gezeigten Schaltung aufgebaut sein. Die entsprechenden Bestandteile der Schaltung der Fig.5 werden im folgenden beschrieben.

Ein Zeitfunktionsgenerator 501 wird durch das Taste-Ein-Signal KON von der Tastatur 300 aktiviert und erzeugt eine Zeitfunktion aft), welche einer Halbierungsschaltung 502 zugeführt wird. Die Halbierungsschaltung 502 verschiebt die Bit-Stellung des Eingangssignals um eine vorbestimmte Anzahl von Bits, z. B. ein Bit um das Eingangssignal durch 2 zu teilen. Auf diese Weise erzeugt die Halbierungsschaltung 502 ein Signal aff/2. Dieses Signal aftX2 bildet eine Eingangsgröße eines Addierers 503 und eines Subtrahierers 504. Die andere Eingangsgröße des Addierers 503 und des Subtrahierers 504 ist üblicherweise der Betrag 1/2. Auf diese Weise erzeugt der Addierer 503 (1 + a(t))/2, während der Subtrahierer 504 (1 — a(t))l2 erzeugt Diese Werte bilden den ersten Summanden bzw. den ersten Faktor des zweiten Summanden auf der rechten Seite der Gleichung (1).

Die verbleibende Größe in Gleichung (I)₁ d. h. der Faktor cos x, wird wie folgt berechnet. Hier wird die Variable im Cosinus-Ausdruck so angeordnet, daß sie

—- (qR — 1) ist, um zu erreichen, daß ein Bereich s

1 < qR S 1 + m, der in jedem Zyklus der Tonwellenform *,us dem Wellenföfmspeicher 304 (Fig,3) ausgelesen wird, dem Gesamtbereich von χ in Gleichung(ljentsprichttdih.O < X <2π. ιό

Aus obigen Grund wird ein Variablen-Speicher 513, durch das gleiche Adressiersignal χ = qR(q - 1,2,...) änadressiert, wie das für den Wellenformspeicher 304

(Fig.3), und liefert ein Ausgangssignal — (qR — 1).

fH

Dieses Ausgangssignal des Variablen-Speichers 513 wird an einen Cosinus-Tabellenspeicher 515 über ein Gatter 514 angelegt, welches durch einen Komparator 510, eine ODER-Schaltung 511 und einen Inverter 512 gesteuert wird. Das Gatter 514 wird in der folgenden Weise gesteuert.

Der Komparator 510 empfängt das Adressiersignal χ = qR für den Variablen-Speicher 513 und erzeugt zwei Ausgangsgrößen P\ und Pi. Die Ausgangsgröße P\ ist »1«, wenn qR < 1, und die andere Ausgangsgröße Pi ist »1«, wenn qR > 1 + m. Diese Ausgangsgrößen P\ und P₂ betätigen den Gatter 514 durch die ODER-Schaltung 511 und den Inverter 512. Wenn das Gatter 514 so ausgebildet ist, daß es durch die positive Logik (d. h. dann, ^-venn die Eingangsgröße »1« ist) geöffnet wird, so ist das Gatter 514 dann offen, wenn das Signal qR außerhalb der obigen Bereiche liegt, d.h. wenn 1 < qR < 1 + m.

Somit liefert der veränderbare Speicher 513 die

Ausgangsgröße — (qR — 1) an einen Cosinus-Spei-

eher 515 über das Gatter 514 im Bereich 1 S qR ί 1 + m. Der Cosinus-Speicher 515, der vorzugsweise ein Cosinus-Tabellenspeicher ist, erzeugt das Cosinus-Signal

cos f(2 nlm) · (qR- I)].

Auf diese Weise wird der Cosinus-Term in Gleichung (1) berechnet
Als nächstes wird die Ausgangsgröße

cos [(2 itlm) ■ (qR - I)]

des Cosinus-Speichers 515 mit der Ausgangsgröße (1 — a)/2 des Subtrahierers 504 in einem Multiplizierer

505 multipliziert, um eine Ausgangsgröße

[(I - aJ/2] · cos [(2 πίτη) ■ (qR - I)] zu erzeugen. Diese Ausgangsgröße

[(I - a>2] · cos [(2 nlm) ■ (qR - I)]

des Multiplizierers 50 wird der Ausgangsgröße (1 + aJ/2 des Addierers 503 zu einem weiteren Addierer '

506 hinzugefügt, um folgenden Ausdruck zu erzeugen:

(1 + aJ/2 + [(I - a/2] · cos [(2 πίτη) - (qR - I)].

Diese Ausgangsgröße des Addierers 506 bildet die Ausgangsgröße bzw. das Funktionssignal des Funktionsgenerators 305 der F i g. 3 und entspncht dem Wert y, wie er in Gleichung (i) definiert ist Die Ausgangsgröße des Addierers 506 wird — VgL Fig.3 — zum Multiplizierer 307 übertragen und mit der Ausgangsgröße des Wellenformspeichefs 304 dort multipliziert, um die in F i g. 4B gezeigte Tonwellenform zu bilden.

Jm folgenden wird der im Funktionsgenerator 305 befindliche Zeitfunktionsgenerator 501 beschrieben, Die Afbeitsprinzipien diese Schaltung gelten auch für den später beschriebenen Hüllkurven-Genef ator 306.

F i g. 6 zeigt ein Beispiel des Zeitfunktionsgenerators 501, der einen Subtrahierer 60, einen Multiplizierer 61, ein Gatter 62 als Torschaltung, einen Addierer 63 und ein Schieberegister 64 umfaßt.

Der Subtrahierer 60 empfängt eine erste und eine zweite Eingangsgröße Sa und Sb und erzeugt die Differenz D =· (Sa — Sb) dieser beiden Eingangsgrößen. Wie im folgenden beschrieben wird, ist das erste Eingangssignal Sa ein Zielwertsignal, welches entsprechend der geforderten Funktionsausgangsgröße eingestellt ist, und das zweite Eingangssignal Sb ist ein Temporärwertsignal, welches die Ausgangsgröße des Schieberegisters 64 ist. Die Ausgangsgröße des Subtrahierers 60, d. h. die Differenz ü der ersten und zweiten Eingangsgrößen 5a und Sb, wird mit einem dritten Signal Sc im Multiplizierer 61 multipliziert. Der Inhalt dieses dritten Signals kann ein beliebiger Wert sein, z. B. äquivalent zu 2~⁸. Somit liefert der Multiplizierer 61 eine Ausgangsgröße D · 2-⁸. Diese Multiplikationskonstante 2~⁸ kann dadurch erhalten werden, daß man das Eingangsdifferenzsignal D um 8 Ziffern in einem Binärregister verschiebt. Die Ausgangsgröße des Multiplizierers 61, die den Inhalt D ■ 2~⁸ besitzt, wird zu einem Addierer 63 durch das Gatter 62 übertragen, und zwar unter Zeitsteuerung eines Taktimpulses CK, der eine vorbestimmte Periode besitzt Die Zeitsteuerung des Taktimpulses CK kann willkürlich entsprechend der geforderten Funktionsausgangsgröße verändert werden, was im folgenden noch beschrieben wird.

Das Ausgangssignal (äquivalent zu D · 2~⁸) des Multiplizierers 61, das mit einer konstanten Zeitsteuerung übertragen wird, wird zu der temporären Ausgangsgröße Sb des Schieberegisters 64 im Addierer 63 addiert, und die Summe wird zum einstufigen Schieberegister 64 übertragen. Das Ausgangssignal Sb des Schieberegisters 64 bildet das Temporärwertsignal Sb, welches der Subtraktion vom Zielwertsignal 5a im Subtrahierer 60 unterworfen ist

Da das Temporärwertsignal Sb zum Subtrahierer 60 bei jeder Zeitsteuerung des Taktimpulses CK zurückgespeist oder rückgekoppelt wird, wird die Differenz D zwischen den Signalen Sa und Sb, d. h. die Ausgangsgröße des Subtrahierers 60, aufeinanderfolgend kleiner, und somit nähert sich das Temporärwertsignal Sb dem Zislwertsignal 5a asymptotisch.

Wenn, wie beispielsweise in den F i g. 7 und 8 gezeigt, das Zielwertsignal 5a für den Subtrahierer 60 auf Yo eingestellt ist und ein Temporärwert Sb am Schieberegister 64 Ao zur Zeit fo ist, so ist die Ausgangsgröße des Subtrahierers 60, d. h. die Differenz Do zwischen dem Zielwert Yo und dem Temporärwert Ao, Do = Yo- Ao-Dieser Wert ist positiv, wenn Qo > Ao ist, und negative, wenn Yo < Ao ist Dieses Differenzsignal Do wird mit der Multiplikationskonstanten 2~⁸ im Multiplizierer 61 zur Erzeugung von Do · 2~⁸ multipliziert Dieses Inkrement oder Dekrement Do ■ 2~^s wird dem Temporärwert Ao im Addierer 63 zur Zeit fi des nächsten Taktimpulses CK, angelegt ans Gatter 62, hinzuaddiert Der Addierer 63 erzeugt Ao -r Do · 2~- zur Zeit t\, und dieser Wert wird an das Schieberegister 64 geschickt und als neuer Temporärwert A\ geliefert

Dieser neue Temporärwert A\ wird zum Subtrahierer

60 zurückgeführt, und somit erzeugt der Subtrahierer 60 ein neues Differenzsignal A= Vo- A\ (vgl. F i g. 7 und 8). Durch ähnliche wie die oben beschriebenen Verfahren erzeugt der Multiplizierer 61 eine Ausgangsgröße D\ · 2~⁸, und der Addierer 63 erzeugt eine Ausgangsgröße A\ + D\ · 2~⁸ zur Zeit h. Der Temporärwert des Schieberegisters 64 wird zur Zeit f2 ist Ai = Ai + D\ · 2"⁸.

Auf diese Weise nähert sich der Temporärweft des Schieberegisters 64 exponentiell und asymptotisch dem Zielwert YO zu den Zeitpunkten t₀, ii, h ... des Taktimpulses CK. Anders ausgedrückt nimmt die Differenz D zwischen dem Zielwert Vo und dem Temporärwert A als Absolutwert ab, und zwar durch ein Verhältnis von (1 — 2~⁸) bei jedem Zyklus, um

D = (Y₀ - A₀) ■ 1 -2-8)"

zu werden, wobei η den /j-ten Zyklus angibt. Somit ändert sich der Temporärwert A als

A = Yo - D = Y₀-(Yo-Ao)- (1 -2-8)".

Da (1—2-⁸) positiv ist. ist der Wert A eine monoton wachsende oder abnehmende Funktion der Zeit, je nachdem, ob Vo größer oder kleiner als A₀ ist. F i g. 7 zeigt den Fall, in dem A ansteigt und Fi g. 8 zeigt den Fall, in dem A abnimmt. Genauer gesagt, erfolgt das Tasten bzw. Sampling mit einer bestimmten Periode und somit ändert sich der Temporärwert A schrittweise.

Somit kann durch geeignete Auwahl des Zielwerts Sa, der Multiplikationskonstanten Sc für den Multiplizierer

61 und der Zeitsteuerung des Taktimpulses CK eine Zeitfunktionswellenform mit einer bliebigen Zeitableitung gebildet werden. Wenn die Multiplikationskonstante Sc groß eingestellt ist, und/oder die Zeitsteuerung (Periode) des Taktimpulses CK kurz eingestellt ist, kann eine steile Kurve erzeugt werden. Sofern die Periode des Taktimpulses CK lang ausgewählt ist, so ergibt sich ein flacherer Abfall bzw. Anstieg.

Auf diese Weise kann eine gewünschte Zeitableitung der Zeitfunktionswellenform durch entsprechende Einstellung des Zielwerts Sa, der Multiplikationskonstanten Sc des Multiplizierers 61 und der Zeitsteuerung des Taktimpulses CK ausgewählt werden.

Als nächstes wird der zur Verwendung in diesem Ausführungsbeispiel geeignete Hüllkurven-Generator 306 beschrieben. Ein ähnlicher Aufbau wie der für den oben beschriebenen Zeitfunktionsgenerator 501 kann für diesen Hüllkurven-Generator 306 verwendet werden. Im Blockdiagramm der F i g. 9, welches den Aufbau eines derartigen Hüllkurven-Generators zeigt, entspricht ein Schaltungsblock 600 dem Aufbau des Zeitfunktionsgenerators 501, wie zuvor beschrieben. Daher wird die Beschreibung des Zeitfunktionsgenerators 600 weggelassen.

F i g. 9 zeigt ein Beispiel des Aufbaus des Hüllkurven-Generators 306, wobei andere Teile als der Zeitfunktionsgenerator 600, Impulsgeneratoren und Pegeleinsteller für die Erzeugung des Taktimpulses CK bzw. das Zielwertsignal 5a darstellen, wie sie für den Betrieb des Zeitfunktionsgenerators 600 erforderlich sind. Ferner ist eine Steuerlogik 900 zur Ansteuerung dargestellt

Die Schaltung zur Einstellung des Zielwerts 5a umfaßt einen Pegeleinsteller 910 zur Einstellung des Einschwingpegels La, d.h. eines Pegels, zu dem der Anfangstonpegei hin anwächst; ferner umfaßt die Schaltung einen Pegeleinsteller 920 zur Einstellung des Aufrechterhaltungspegels Ls, auf den hin der Tonpegel nach dem Einschwingen abfällt und auf welchem er aufrechterhalten wird, und schließlich umfaßt die Schaltung einen Pegeleinsteller 930 zur Einstellung des Endpegels Lf₁ auf den hin der Tonpegel abfällt und verschwindet (vgl. Fig.2B). Die Auswahl dieser Pegelsignale, die die Zielwertsignale darstellen, wird durch den gemeinsamen Betrieb der Steuerlogikschaltung 900, der Gatter 911, 921, 931 und einen Addierer 940 erreicht. Jeder der Pegeleinsteller 910,920 und 930

ίο kann durch einen Digitalspeicher beispielsweise ein 5-Btt-ROM gebildet werden. Unter diesen Pegeleinstellern kann der Pegeleinsteller 920 aus einer Vielzahl von ROM's gebildet sein, die durch einen Benutzer durch einen Handschalter an der Betätigungsplatte des elektronischen Musikinstruments umgeschaltet werden können, oder sie können durch ein RAM gebildet sein, in welches erneut eingeschrieben werden kann, um so dic-Möglichkeit der Änderung des Aufrechterhaltungspegels vorzusehen.

Die Umstellung des Taktimpuises CK wird auf der Basis eines Impulsgenerators 950 für die Einschwing-Umhüllende bzw. die Hüllkurve für den Einschwingvorgang, eines Impulsgenerators 960 für die erste Abkling-Umhüllende und eines Impulsgenerator 970 für die zweite Abkling-Umhüllende erreicht. Die Auswahl dieser Taktimpulse wird durch den verbundenen Betrieb der Steuerlogikschaltung 900, von UND-Schaltungen 951, 961 und 971 und einer ODER-Schaltung 990 erreicht. Jeder der Impulsgeneratoren 950,960 und 970 kann aus einem spannungsgesteuerten eine variable Frequenz besitzenden Oszillator, kurz VCO bezeichnet, gebildet sein. Ein manueller Schalter kann an der Betätigungsplatte des elektronischen Musikinstruments vorgesehen sein, wobei der Benutzer über diesen Schalter willkürlich die Oszillatorfrequenz dieser VCO's auswählen kann. Allgemein gesagt, ist es vorzuziehen, die Impulsperiode für die Einschwing-Umhüllende kürzer einzustellen als die Impulsperiode für die erste Abkling-Umhüllende, und die Impulsperiode für die erste Umhüllende sollte kürzer sein als die Impulsperiode für die zweite Abkling-Umhüllende, um eine Musikton-Umhüllende zu erzeugen, die der eines natürlichen Musikinstruments, beispielsweise eines Klaviers, ähnelt.

Eine UND-Schaltung 981 empfängt ein kontinuierliches Lösch- oder »Clear«-Signal CL (= »1«) und ein von der Steuerlogikschaltung 900 erzeugtes Löschbefehlssignal CR. Das heißt dann, wenn ein Löschbefehlsignal CR in der Steuerlogikschaltung 900 erzeugt und zum UND-Gatter 981 geliefert wird, wird das Löschsignal CL (=»1«) über das UND-Gatter 981 und die ODER-Schaltung 990 an das Gatter 62 geliefert, um den Inhalt des Registers 64 im wesentlichen zu löschen.

Die Auswahl des Zielwertsignals Sa und des Taktimpuises CK durch die Betätigung an der Steuerlogikschaltung 900 wird im folgenden beschrieben. Einzelheiten der Steuerlogikschaltung werden später beschrieben.
Wenn eine Taste in der Tastatur niedergedrückt ist, so wird ein Taste-Ein-Signal KON zn die Steuerlogikschaltung 900 geliefert, um ein Einschwingbefehlssignal AK zu erzeugen. Das Einschwingbefehlssignal AK öffnet das Gatter 911 und stellt den UND-Zustand für die UND-Schaltung 951 her, um den Pegeleinsteller 910 für den Einschwingpegel und den Impulsgenerator 950 zur Bildung der Einsehwing-Unihüllenden auszuwählen.

Auf diese Weise wird der Einschwingpegel La von dem Pegeleinsteller 910 über den Addierer 940 an den

Zeitfunktionsgenerator 600 als das Zielweftsignal Sa geliefert, während der Ausgangsimpuls des Impulsgenerators 950 an das Gatter 62 des Zeitfunktionsgenerators "M über die ODER-Schaltung 990 als der Taktimpuls C# geliefert wird.

Auf diese Weise wird eine Einschwing-Umhüllende ENV\, wie in F i g. 2B gezeigt, durch den Zeitfunktionsgenerator 600 gebildet, und zwar unter Verwendung des Einschwingpegels La als Zielwert 5a und des Impulssignals vom Impulsgenerator 950 als Zeitsteüertaktimpulse CK. Wenn die Ausgangsgröße des Zettfuftktionsgenerators 600, d. h. der Temporärwert Sb, gleich dem Zielwert wird, Sa = La, so liefert der Subtrahierer 60 des Zeitfunktionsgenerators 600 ein Nullfeststellsignal Z₀ an die Steuerlogikschaltung 900. Sodann erzeugt die Steuerlogikschaltung 900 ein erstes Abklingbefehlssignal DY\ zur Bildung des ersten Abklingzustands vom Abklingen zur Aufrechterhaltung. Das erste Abklingbefehlssignal DV, öffnet die Gatterschaltung 921 und stellt die UND-Bedinoung für die UND-Schaltung 961 her, um den Pegelrinsteller 920 für den Aufrechterhaltungspegel und den Impulsgenerator 960 der ersten Abkling-Umhüllenden auszuwählen.

Auf diese Weise wird der Aufrechterhaltungspegel Ls vom Pegeleinsteller 920 über den Addierer 940 zum Zeitfunktionsgenerator 600 als Zielwert 5a geliefert, während die Impulsausgangsgröße des Impulsgenerators 960 über die ODER-Schaltung 990 zum Gatter 62 als der Taktimpuls CK geliefert wird.

Auf diese Weise erzeugt der Zeitfunktionsgenerator 600 eine erste Abkling- und Aufrechterhaltungs-Umhüllende ENV₂, wie in Fig.2B gezeigt, und zwar unter Verwendung des Aufrechterhaltungspegels Ls als Zielwert und des Impulssignals von Impulsgenerator 960 als Zeitsteuerimpuls CK. Dieser Zustand (erstes Abklingen und Aufrechterhaltung) setzt sich fort während die Taste niedergedrückt ist und wird durch die Freigabe der Taste beendet. Wenn nämlich die Taste freigegeben wird, so verschwindet das Taste-Ein-Signal KON, und somit hört die Steuerlogikschaltung 900 mit der Erzeugung des ersten Abklingbefehlssignals DVi auf und fängt mit der Erzeugung des zweiten Abklingbefehlssignals DY₂ an. Wenn somit die Zeitlänge vom Niederdrücken bis zur Freigabe einer Taste kurz ist, so kann die Umhüllende ENVder F i g. 2B einen geringen oder kleinen Aufrechterhaltungszustand besitzen. Wenn alternativ die Zeitsteuerung der Taste verlängert wird, so setzt sich der Aufrechterhaltungszustand für eine lange Zeit fort.

Bei Freigabe der Taste wird, wie oben beschrieben, das zweite Abklingbefehlssignal DY₂ von der Steuerlogik 900 anstelle des ersten Abfallbefehlssignals DY\ erzeugt Sodann ist das Gatter 931 geöffnet, und die UND-Bedingung für die UND-Schaltung 971 ist hergestellt um den Pegeleinsteller 930 für den Endpegel und den Impulsgenerator 970 für die zweite Abkling-Umhüllende auszuwählen.

Somit wird der Endpegel Lf vom Pegeleinsteller 930 über den Addierer 940 zum ZeitfunktionsgeneraOr 600 als der Zielwert Sa geliefert, und die Impulsausgangsgröße des Impulsgenerators 970 wird durch die ODER-Schaltung 990 zum Gatter 62 des Zeitfunktionsgenerators 600 als Zeitsteuerimpuls CK geliefert

Auf diese Weise wird die zweite Abkling-Umhüllende ENVz, wie in F i g. 2B gezeigt vom Zeitfunktionsgenerator 600 erzeugt und zwar unter Verwendung des Endpegels Lf als Zielwert und des Ausgangsimpulses des Impulsgenerators 970 als Zeitsteuerimpuls CiC

Wenn die gesamte Wellenform der Hüllkurve in der obigen Weise ausgebildet ist, so erzeugt die Steuerlogikschaltung 900 ein Löschbefehlssignal CR, um das Löschsignal CL (= »1«) an Gatter 62 des Zeitfunktionsgenerators 600 über die UND-Schaltung 981 und die ODER-Schaltung 990 zu liefern. Da ferner der Endpegel Lf, der Null ist, vom Pegeleinsteller 930 durch das Gatter 931 und den Addierer 940 zum Zeitfunktionsgenerator 600 als der Zielwert Sa geliefert wird, wird der Inhalt des Schieberegisters 64 schnell gelöscht, um für die nächste Musiktonerzeugung vorbereitet zu sein.

Das Wechseln der entsprechenden Befehlssignale von AK zu DY\ und von DY\ zu CR wird durch das Null-Feststellsignal Zo erreicht welches angibt, daß die Ausgangsgröße des Subtrahierers 60 »0« wurde. Dieser Punkt wird im einzelnen in der nachfolgenden Beschreibung der Steuerlogikschaltung 900 erläutert

Die Steuerlogikschaltung 900 kann aus einer Anordnung gemäß Fig. 10 aufgebaut sein, wobei es sich hier um eine Kombination verschiedener 'logischer Elemente handelt: Flip-Flops FFi bis FFs, UND-Gatter AND, bis ANDg, ODER-Gatter OR, bis ORa, Inverter INV₁ bis INVt, usw. Die Arbeitsweise dieser Steuerlogikschaltung 900, die auf die Tastenbetätigung anspricht, wird im folgenden beschrieben, und zwar unter Klarlegung des Aufbaus des Hüllkurven-Generators 306.

Hierbei werden die verschiedenen Logikelemente, die D-Flip-Flops FF\ bis FFs mit dem gleichen Taktimpuls Φ beliefert und gesteuert, der an das Gatter 12 oder 302 der F i g. 1 und 3 angelegt wird.

Wenn das Taste-Ein-Signal KON (Fig. Ua) zum Niederdrücken einer Taste erzeugt wird, so wird das Flip-Flop FFs durch den Taktimpuls Φ (Fig. lib) eingestellt bzw. gesetzt um den (^-Ausgang von »0« auf »1« umzuschalten (Fig. lic). Da dieser Q-Ausgang des Flip-Flops FF5 nunmehr »1« ist, wird das nächste Flip-Flop FF6 durch_den nächsten Taktimpuls Φ eingestellt, um den O-Ausgang von »1« auf »0« zu bringen (Fig. lld). Somit erzeugt die UND-Schaltung ANDi eine Ausgangsgröße »1« von dem Zeitpunkt an, ab dem das Flip-Flop FF5 eingestellt wird, bis zu dem Zeitpunkt wo das Flip-Flop FF₆ eingestellt wird, wie dies in F i g. 11 e gezeigt ist

Anders ausgedrückt, erzeugen die Flip-Flops "F5 und FF₆ und die UND-Schaltung AND₇ beim Niederdrücken einer Taste einen Ein-Impuls Pon (Fig. JIe). In ähnlicher Weise erzeugen die Flip-Flops FF7 und FFs und die UND-Schaltungen ANDg einen Aus-Impuls Poff (Fig. 12e), und zwar bei Freigabe einer Taste. Wenn eine Taste niedergedrückt ist so erzeugt die UND-Schaltung ANDs kein Signal. Im folgenden wird die Beschreibung in der Betriebsreihenfolge fortgesetzt

Der in der obenerwähnten Weise erzeugte Ein-Impuls Pon der UND-Schaltung AND₁ wird über die ODER-Schaltung OR₂ an das Flip-Flop FF₂ zur Einstellung dieses Flip-Flops geliefert Auf diese Weise erzeugt das Flip-Flop FF2 am Q-Ausgang ein Signal, das als das Einschwingbefehlssignal AJC dient und auch zum Flip-Flop FF₂ über die UND-Schaltung AND₂ und die ODER-Schaltung OA₂ zurückgespeist wird, um den Signalpegel zu halten. Auf diese Weise setzt das Flip-Flop FF₂ die Erzeugung des Einschwingbefehlssignals AK fort selbst nachdem der Ein-Impuls Pon von UND-Schaltungen AND₇ verschwunden ist

Im einzelnen empfängt die UND-Schaltung AND₂ eine Eingangsgröße vom (^-Ausgang des Flip-Flops FF₂, wie oben beschrieben, und eine weitere Eingangsgröße kommt von der NOR-Schaltung NOR über die

UND-Schaltung ANEk und den Inverter .//VV₂. Die NOR-Schaltung NOR empfängt die Ausgangsgröße des Subtrahierers 60. Auf diese Weise erzeugt die NOR-Schaltung NOR ein Null-Feststellsignal Z₀ (= »1«) dann, wenn der Temporärwert Sb des Zeitfunktionsgenerators 600 gleich dem Zielwert 5a wird und die Differenz D dazwischen »0« wird, & h. dann, wenn alle Ausgangsgrößen des Subtrahierers 60 »0« werden. Wenn somit das Einschwingbefehlssignal AK beim Niederdrücken einer Taste erzeugt wird, so erzeugt der Subtrahierer 60 eine Nicht-Null-Ausgangsgröße und die NOR-Schaltung NOR erzeugt eine Null-Ausgangsgröße »0«. Obwohl das Flip-Flop FF₂ in diesem Zustand eine Nichx-Null-Ausgangsgröße besitzt, hält der UND-Zustand für die UND-Schaltung AND₆ nicht Auf dieso Weise erzeugt die UND-Schaltung ANDs eine »Ow-Ausgangsgröße. Somit erzeugt der Inverter /TVVj eine »1 «-Ausgangsgröße. Die UND-Bedingung für die UND-Schaltung ANDi ist auf diese Wpjse erfüllt, um den ^^-Αϋ£^σΕη^σ zum Fliⁿ-F!oⁿ FF2 zurückzuspeisen. Auf diese Weise wird die Ausgangsgröße des Flip-Flops FF2 auf »1« festgehalten, selbst nachdem der Ein-Impuls Pcwder UND-Schaltung AND, verschwunden ist

In gleicher Weise haben die Rückkoppel- oder Rückspeisungsschaltungen für die Flip-Flops FFi bis FFt, gebildet aus ODER-Schaltungen OR\ bis ORa, den UND-Schaltungen ANDi bis AND* und den Invertern /ZVVi bis INV₁, in Fig. 10, die Funktionen des Haltens des Ausgangspegels der Flip-Flops FFi bis FFi. Demgemäß erübrigt sich eine ins einzelne gehende Beschreibung dieser Teile.

Dadurch, daß das Einschwingbefehlssignal AK in der obenerwähnten Weise auf »1« gehalten wird, wird die Einschwing-Umhüllende FZVV, gebildet. Wenn der temporäre Wert des Zeitfunktionsgenerators 600 den Einschwingpegel La erreicht, so wird die Ausgangsgröße des Subtrahierers 60 »0« und die NOR-Schaltung NOR erzeugt ein Null-Feststellsignal (Null-Detektorsignal) Zo ( = »1«)- Dadurch ist der UND-Zustand für die UND-Schaltung ANDf₁ erfüllt, um »1« an den Inverter /AZV₂ zu liefern. Der UND-Zustand für die UND-Schaltung ANDi verschwindet durch die Ausgangsgröße des Inverters /ZVV₂ und das Flip-Flop FF2 wird rückgestellt, um die Erzeugung des Einschwingbefehlssignals AK aufzuhören.

In diesem Zeitpunkt wird das Flip-Fl-^p FF3 durch die Ausgangsgröße »1« der UND-Schaltung ANDt, durch die ODER-Schaltung ORi eingestellt, um am Q-Aw gang ein Signal zu erzeugen, das als erstes Abklingbc fehlssignal DKi dient. Da das Flip-Flop FFi, die Ausgangsgröße noch nicht erzeugt, hält der UND-Zustand für die UND-Schaltung AND₃. die die Ausgangsgrößen von Flip-Flops FFj und FFt direkt und durch den Inverter /AZV₃ erhält, die (^-Ausgangsgröße des Flip-Flops FFi aufrecht, d. h. das erste Abklingbefehlssignal DYi ähnlich dem Fall des Flip-Flops FFj. Auf diese Weise wird das erste Abklingbefehlssignal DY, gehalten, um die erste Abkling-Umhüllende EZVV₂, wie oben besehrieben, zu erzeugen. In der Zwischenzeit erreicht der TempörärWert des ZeitfUnktionsgenerätors 600 den Aüfrechterhältungspegel Ls.

Der erste Abklingzustand kann jedoch nur durcl] den Testenfreigabevorgang beendet werden und der Aul· rechterhaltungspegel Lj wird kontinuierlich solange geliefert, wie die Taste niedergedrückt isL

Als nächstes wird die Beendigung des efstefi Abklingzustandes durch die Tastenfreigabe beschrieb ben. Wenn das Taste-Ein-Signal KON durch die Tastenfreigabe, wie in Fig. 12a gezeigt, verschwindet, so wird das Flip-Flop FF7 durch den Taktimpuls Φ (Fig. 12b) eingestellt, um die_§-Ausgangsgröße zu

erzeugen (Fig. 12c). Mit der Q-Ausgangsgröße des Flip-Flops FF₁ wird das Flip-Flop FF_a durch den nächsten Taktimpuls Φ rückgestellt, um die Q-Ausgangsgröße auf »0« zurückzustellen (Fig. 12d). Somit erzeugt die UND-Schaltung ANDs die Ausgangsgröße »1« (Fig. 12e) von dem Zeitpunkt an, ab dem das Flip-Flop FF7 eingestellt ist, bis zum Zeitpunkt, wo das Flip-Flop FFs rückgestellt wird. Im einzelnen erzeugen die Flip-Flops FF₁ und FFs und die UND-Schaltung ANDs einen Aus-Impuls Pqff (Fig. 12e) bei Freigabe einer Taste. Es ist hier offensichtlich, daß die UND-Schaltung AND₇ keine Ausgangsgröße im Gegensatz zum Falle derTastenniederdrückung erzeugt

Diese Ausgangsgröße Poff der UND-Schaltung ANDg stellt das Flip-Flop FFt durch die ODER-Schaltung ORa ein. um den (T-Ausgang zu erzeugen Dieser (^-Ausgang wird durch den Inverter INV) invertiert und der UND-Schaltung AND₁ geliefert Auf diese Weise verschwindet der UND-Zustand für die UND-Schaltung ANDi, um das Flip-Flop FF3 rückzustellen, wodurch die Erzeugung des ersten Abfallbefehlssignals DY\ beendet wird.

Die (?-Ausgangsgröße des Flip-Flops FFt, welche das Flip-Flop FF3 in den Rückstellzustand geführt hat, dient auch als das zweite Abklingbefehlssignal DYi. Da der UND-Zustand der UND-Schaltung ANDt durch das Rückkopplungssignal dieses (^-Ausgangs des Flip-Flops FFt und das Ausgangssignal des Inverters /ZVV₄ gebildet wird, wird der (^-Ausgang des Flip-Flops FF4, d. h. das zweite Abklingbefehlssignal DYi, aufrechterhalten. Der Inverter /ZVV₄ erzeugt die »!«-Ausgangsgröße, da der Subtrahierer 60 eine Ausgangsgröße durch das zweite Abklingsignal DYi erzeugt und somit erzeugt die NOR-Schaltung NOR keine Ausgangsgröße und der UND-Zustand für die UND-Schaltung ANDi wird nicht aufrechterhalten, ähnlich dem Fall der Erzeugung der Einschwing-Umhüllenden.

Wie man aus der vorstehenden Beschreibung erkennt, wird dann, wenn das erste Abklingbefehlssignal DYs durch die Freigabe einer Taste beendet wird, das zweite Abklingbefehlssignal DYi erzeugt. Sodann wird die zweite Abkling-Umhüllende ENV, erzeugt, und zwar dadurch, daß man das selbsthaltende zweite Abklingbefehlssignal DYi. wie oben beschrieben, aufrechterhält. Wenn schließlich der Temporärwert des Zeitfunktionsgenerators 600 den Endpegel Lf erreicht, so wird die Ausgangsgröße des Subtrahierers 60 »0« und die NOR-Schaltung NOR erzeugt das Null-Feststellsignal Zo - »1«. Sodann wird der UND-Zustand für die UND-Schaltung AND*, eingestellt und somit verschwindet der UND-Zustand für die UND-Schaltung ANDt (infolge des Vorhandenseins des Inverters /ZVV₄), um das Flip-Flop FFt rückzustellen und die Erzeugung des zweiten Abklingbefehlssignals DYi zu beenden.

Die Ausgangsgröße der UND-Schaltung ANDt, welche das Flip-Flop FF4 zur Rückstellung gebracht hat, Wird gleichzeitig an das Flip-Flop FFi über die ODER-Schaltung Ot geliefert, und zwar zur Einstellung des Flip^Flops FFi. Auf diese Weise erzeugt das Flip-Flop FFi die Q-Ausgangsgröße, Welche als ein Löschbefehlssignai CR dient- Da das Flip-Flop FF₂ seine Ausgangsgröße nicht bis zur nächsten Tastennieder' dfückung erzeugt, wird die UND-Bedingüffg für die UND-Schaltung AND\ infolge des Vorhandenseins des

Inverters INVi aufrechterhalten, und die Q-Ausgangsgröße des Flip-Flops FF_h d, h, das Löschbefehlssignal CR, wird aufrechterhalten. Es wurde bereits beschrieben, daß der Zeitfunktionsgenerator 600 zur Vorbereitung für die nächste Tastenniederdrückung durch dieses Löschbefehlssignal CR rückgesiellt wird.

Obwohl die Amplitude der Tonsignalwellenform in einem begrenzten Bereich jedes Zyklus mit dem Vergehen der Zeit gemäß obiger Beschreibung veränderbar ist, kann sie auch entsprechend den verschiedenen Parametern der Tastenniederdrückung verändert werden, wie beispielsweise einem auf die Berührung oder den Anschlag ansprechenden Signal,

welches den Anschlag der Tastenbetätigung repräsentiert, und des Tonhöhensignals, welches anzeigt, welche Taste in der Tastatur niedergedrückt ist

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Amplitude der aus dem Wellenformspeicher ausgelesenen Wellenform in einem vorbestimmten Bereich jedes Zyklus zeitabhängig, d. h. mit dem Vergehen der Zeit und/oder der Tastenbetätigung verändert. Es können daher Musiktöne, die außerordentlich reich an Tonfarbenveränderung sind, in einem elektronischen Musikinstrument der Wellenformspeicherbauart erzeugt werden.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

427 Patentansprüche: 's

1. Elektronisches Musikinstrument mit einem Wellenformspeicher zur Speicherung von einen Zyklus einer Wellenform definierenden Amplitudenwerten und mit einer Leseschaltung, die in Abhängigkeit von der Tonhöhe eines zu erzeugenden Tonsignals aufeinanderfolgend und wiederholt Adressiersignale zur Adressierung von Speicherplätzen des Wellenformspeichers erzeugt, der bei Zuleitung der Adressiersignale das Tonsignal abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Funktionsgenerator (305) vorgesehen ist, dem die Adressiersignale zugeleitet werden und der in Abhängigkeit von diesen ein durch eine sich als Funktion der Zeit verändernde Amplitude definiertes Funktionssignal an eine Schaltung (307) so abgibt, daß diese, der das aus dem Wellenformspeicher ausgelesene Tonsignal zugeleitet wird, einen Bruchteil des Zyklus der Wellenform bildende ausgelesene Amplitudenwerte des Tonsignals durch das Funkiioriäsignai moduliert.

2. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das durch den Funktionsgenerator (305) erzeugte Funktionssignai während des Bruchteils des Zyklus einen zeitlich aperiodischen Amplitudenanteil ((I + a/2) und/oder einen Amplitudenanteil besitzt, der ausgedrückt werden kann durch das Produkt aus einem zeitlich aperiodischen Faktor ((I — a)/2) und einem zeitlich periodischen Faktor (cos x).

3. Instrumer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betraf des ze*^u.lich aperiodischen Ainplitudenanteils ((! + aV2) oder der Betrag des zeitlich aperiodischen Fakters ((' — aJ/2) mit der Zeit ansteigt

4. Instrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag des zeitlich aperiodischen Amplitudenanteils ((I + a)/2) oder der Betrag des zeitlich aperiodischen Faktors ((I — a)l2) mit der Zeit abnimmt.

5. Instrument nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstieg und/oder die Abnahme der Beträge monoton mit der Zeit erfolgt.

6. Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Wellenformspeicher (304) gespeicherten und daraus ausgelesenen Ampliludenwerte der Wellenform und das Funktionssignal digitale Größen sind.

7. Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 6. so mit einem mit den Tasten des Instrumentes gekoppelten Generator zur Erzeugung eines Taste-Ein-Signals während eine Taste gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionsgenerator (305) durch das Taste- Ein-Signal KON aktiviert und durch das gleiche Adressiersignal (qR) wie für den Wellenformspeicher (304) anadressiert wird.

8. Instrument nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionsgenerator (305) zur Erzeugung des Funktionssignals folgende Schaltungsgruppen aufweist: