DE2723253A1

DE2723253A1 - Elektronisches musikinstrument mit dynamischer speicherung von tastatursignalen

Info

Publication number: DE2723253A1
Application number: DE19772723253
Authority: DE
Inventors: Michihiro Inoue; Takeji Kimura; Masaharu Sato; Toyoki Takemoto
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1976-05-24
Filing date: 1977-05-24
Publication date: 1977-12-08
Also published as: US4201106A; GB1549151A

Description

Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., 1006, Oaza Kadoma, Kadoma-shi, Osaka-fu, Japan

Elektronisches Musikinstrument mit dynamischer Speicherung von Tastatursignalen

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Musikinstrument, etwa in der Form einer elektronischen Orgel, eines elektronischen Klaviers oder eines elektronischen Akkordeons o. dgl., bei dem das Niederdrücken einer oder mehrerer Tasten der Tastatur durch Abtasten der Tastaturtasten erreicht wird.

Es wurden bereits verschiedene Anordnung vorgeschlagen, mit denen komplizierte Tongeneratorschaltungen, Tastenschaltungen u. dgl. elektronischer Musikinstrumente in Form großintegrierter elektrischer Schaltungen, also in LSI-Technik, ausgeführt werden sollten. Jede dieser Anordnungen ist jedoch noch immer relativ kompliziert und umfaßt ein außerordentlich großes System, das gewöhnlich mehr als nur einige wenige LSI-Chips erfordert. Beispielsweise ist das in der US-Patentschrift 3,610,799 beschriebene System so ausgestaltet, daß die das Niederdrücken einer oder mehrerer Tasten beinhaltende Information als

HZ/il

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Signal auf Zeitmultiplexbasis, genauer Zeitteilerbasis (TDM = time-division multiplex) _f auf einer einzigen Leitung gewonnen wird, wobei die Lage des Signals auf der Zeitachse einer der Tasten entspricht. Die das Niederdrücken einer oder mehrerer Tasten beinhaltende Information, die durch das zeitmultiplexe Signal gebildet wird, wird sequentiell gespeichert und in jeder der Schaltungen zurückbehalten, welche mit einem Modulo-Zähler o. dgl., beispielsweise gebildet aus einem Schieberegister mit 384 Stufen, arbeitet. Daher werden für bekannte elektronische Musikinstrumente der genannten Art, bei denen die niedergedrückten Tasten sequentiell dem Tongenerator zugeordnet werden, nicht nur erheblich komplizierte Schaltungen zum Speichern einer das Niederdrücken der Taste beinhaltenden Information gebraucht, sondern die Schaltungen sind auch von sehr kompliziertem Aufbau und als solche für diese Anordnungen unersetzbar notwendig, was zu einer beträchtlichen Fehler- und Ausfallquote führt und außerdem die Herstellungs- und Wartungskosten erheblich in die Höhe treibt.

Der Erfindung liegt daher das Ziel vor Augen, ein elektronisches Musikinstrument mit abgetasteter Tastatur zu schaffen, bei der die Schaltungjinsbesondere soweit die Tastenschaltungen und die Tongeneratoren betroffen sind, sich in einem einzigen Chip integrieren lassen, wobei in dem elektronischen Musikinstrument das Betätigen einer oder mehrerer Tasten durch eine extrem einfache Schaltung gespeichert und aufbewahrt wird.

Ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt der Erfindung besteht in der Schaffung eines elektronischen Musikinstruments der genannten Art, bei welchem für jede Taste der Tastatur eine Speichereinrichtung zum Speichern einer das Nieder-

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drücken einer oder mehrerer Tasten betreffenden Information vorgesehen ist.

Weiter liegt der Erfindung daran, ein elektronisches Musikinstrument der genannten Art zu schaffen, bei welchem die Tastenschalter in Matrixform zur Ausbildung der notwendigen Verbindungen angeordnet sind, während die für den Ton erforderliche Envelope beliebig gestaltet werden kann und bei dem weiter die Stärke des Tones entsprechend der Anschlag-Geschwindigkeit variiert werden kann.

Mit der Erfindung soll ferner ein elektronisches Musikinstrument der genannten Art geschaffen werden, bei welchem der Ton bei Loslassen der niedergedrückten Taste(n) verschwindet, oder bei dem das Abklingen des Tones über das Loslassen des oder der niedergedrückten Tasten hinausreicht.

Ferner soll das durch die Erfindung zu schaffende elektronische Musikinstrument der genannten Art eine Umstellung von dem Klavierklang, bei dem die Tonlautstärke entsprechend der Anschlaggeschwindigkeit variiert werden kann und die Envelope des Tonsignals von Beginn des Anschlagens abklingt, auf den Orgelklang und umgekehrt ermöglichen, bei welchem die Tonlautstärke von der Anschlaggeschwindigkeit unabhängig und die Tonfülle (= Envelope des Tonsignals) während des Anschlagens konstant ist.

Weiter soll mit der Erfindung ein elektronisches Musikinstrument der genannten Art geschaffen werden, das genau und stabil arbeitet und aufgrund möglichst einfacher Bauweise preiswert gefertigt und angeboten werden kann.

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Die qenannten Ziele werden gemäß der Erfindung durch das in den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen dargestellte elektronische Musikinstrument in Form einer elektronischen Orgel erreicht, bei der das Niederdrücken einer oder mehrerer Tasten durch Abtasten der Tastatur festgestellt wird und wobei die Tasten entsprechend den Tonwerten des zu spielenden Musikstückes niedergedrückt werden können, wobei ferner die Tasten zur Feststellung der niedergedrückten Tasten sequentiell abgetastet werden, und wobei eine Speichereinrichtung vorgesehen ist, die jeder der Tasten zugeordnet ist, so daß eine das Niederdrücken oder die Betätigung einer Taste anzeigende Information in der Speichereinrichtung gespeichert werden kann. Für die Speichereinrichtung sind elektrische Kapazitäten, Kippschaltungen o. dgl. vorgesehen, und die Envelopen-Information o. dgl. wird durch Speichern einer analogen Information gespeichert. Da die Tastenschalter und Tongeneratoren des erfindungsgemäßen Musikinstrumentes nicht nur von besonders einfacher Bauweise sind, sondern insbesondere zur Bildung integrierter Schaltungen in Großintegrationstechnik (LSI) geeignet sind, können sie sehr leicht beispielsweise in eine elektronische Orgel eingefügt werden, wobei die Nachteile bekannter elektronischer Musikinstrumente im wesentlichen eliminiert werden.

Die genannten Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung noch besonders deutlich hervorgehen, bei der auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm der Tasten- und Tongenerator-Schaltungen einer elektronischen Orgel gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine elektrische Schaltung eines der in den Schaltungen der Fig. 1 angegebenen Blöcke;

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Fig. 3 eine Schaltunq, die zum Zwecke der Abwandlung zu den Schaltungen aus Fig. 1 hinzugefügt werden kann;

Fig. 4 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung einer ersten Abwandlunq derselben;

Fiq. 5 eine elektrische Schaltunq eines der in den Schaltunqen der Fiq. 4 verwendeten Blöcke;

Fig. 6 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellunq

von einer zweiten Abwandlunq derselben;

Fig. 7-9 elektrische Schaltungen von Blöcken, die in den Schaltungen aus Fig. 6 verwendet werden;

Fig. 10 Signalzüge, die an wesentlichen Stellen der Schaltunq aus Fiq. 8 auftreten;

Fig. 11 eine der Fig. 6 ähnliche Darstellung

einer weiteren Ausführungsform derselben;

Fig. 12 eine Schaltung eines Blockes aus den Schaltungen der Fig. 11;

Fig. 13 in vergrößertem Maßstab die Bauweise eines Tastenschalters sowie weitere Schaltungskomponenten aus den Schaltungen der Fig. 11;

Fig. 14 und 15

Signalzüge, die an den wichtigen Stellen der Schaltunqen aus Fig. 11 auftreten; und

Fiq. 16 eine der Fiq. 13 ähnliche Darstellung einer weiteren Ausführungsform derselben.

In den beigefügten Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt Tongenerator- und Tastenabschnitte einer elektronischen Orqel qemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, während Fig. 2 den Aufbau jedes der Rückstellblöcke 101, 102, 103 ... 161 aus Fig. 1 darstellt. In Fig. 1 werden an einen Einqanqsanschluß 1 aus einer nicht darqestellten Taktquelle Taktimpulse von einer Frequenz von etwa 2 MHz einqespeist, während die Rückstellsignale für die Frequenzteiler 3, 4, 5, 6, 7 und 8 über den Einqanqsanschluß 2 für die Rückstellsiqnale zugeführt

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werden. Ein 1/4 Frequenzteiler 3 ist beispielsweise dadurch gebildet, daß zwei 1/2 Frequenzteiler in Reihe geschaltet sind, während jeder der anderen Frequenzteiler 4 bis 8 jeweils ein 1/2 Dividierer ist, der den Ausgang aus dem 1/4 Frequenzteiler 3 sukzessiv teilt. Ein drei Bit Decoder 9 ist an den 1/4 Teiler 3, 1/2 Teiler 4 und 1/2 Teiler 5 gekoppelt und decodiert die Ausgänge dieser Teiler zu acht fortschreitenden Impulsen. In ähnlicher Weise ist ein drei Bit Decoder 10 an den 1/2 Teiler 6, 7 und 8 angeschlossen und decodiert die Ausgänge der letzteren und gibt acht fortschreitende Impulse ab. Ein Oberste-Oktaven-Teiler 11 ist an den Eingangsanschluß 1 angeschlossen und entwickelt ein Signal von etwa der höchsten Oktave der Note, in dem jedes der Eingangssignal aus dem Eingangsanschluß 1 unabhängig dividert wird. Zwischen den Decoder und die Blöcke 101, 102, 103 ... 161 ist ein Tastenschalterblock 12 geschaltet, welcher einundsechzig Tasten C7, B6, A 6, A6, G 6, G6, ..., C2, die entsprechend den Verknüpfungspunkten einer Matrix angeordnet sind, während mit jedem Verknüpfungspunkt eine Schaltung 14 aus einer Reihenschaltung eines Tastenschalters Ks und einer Diode D verbunden ist, wie das für ein Beispiel vergrößert im Kreis im rechten oberen Teil der Fig. 1 angedeutet ist. Eine Gruppe 13 von Ausgangsanschiüssen, die an nicht dargestellte Tonfilter angeschlossen werden soll, erzeugt Ausgangssiqnale von je sechs Tönen. Jeder der Blöcke 101, 102, 103, ..., 161 enthält einen 1/2 Frequenzteiler 1010, welcher an Transistoren O1, Q2, Q3, Q4, QS₁ Q6, Q7 und Q8, Widerstände R11 und R12 und Kondensatoren Cs1 und Cs2, wie in Fig. 2 dargestellt, angeschlossen ist.

Die so weit beschriebene Anordnung der Tongenerator- und Tastenschaltungen arbeitet auf folgende Weise:

Aus dem auf den Eingangsanschluß 1 gegebenen Signal werden Signale erzeugt, die 12 Frequenzarten haben, in welchen

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im Vier-Fuß-System die Grundfrequenzen der 12 Töne der

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Tasten Cl bis C 6, d. h. die Frequenzen von etwa 4186 Hz bis 2218 Hz durch den Oberste-Oktaven-Teiler 11 so dividiert werden, daß sich ein Frequenzverhältnis von etwa -v/2 ergibt, wobei diese Siqnal an die Anschlüsse 1011 der Blöcke 101, 102, 103, ... 112 angelegt werden. Das auf diese Weise an den Anschluß 1011 angelegte Signal wird durch den 1/2 Frequenzteiler 1010 durch 2 dividiert und erscheint danach an dessen Ausqangsanschluß 1016 und wird ferner einem Eingangsanschluß 1011 des nachfolgenden Blockes zugeführt. Das dem Anschluß 1011 zugeführte Signal wird durch den 1/2 Frequenzteiler 1010 durch 2 geteilt und erscheint als Ausgang am Anschluß 1016 und wird dem Eingangsanschluß 1011 des nachfolgenden Blockes zugeführt. So ist der Ausgang des Anschlusses 1016 vom Block 149 der Eingang für den Anschluß 1011 des Blockes 161. Durch die so weit beschriebenen Verbindungen entsprechen die Blöcke 101, 102, ... 112 den Tönen für die Tasten Cl, B6, A^6, ..., C*6 (die angegebenen Tonbezeichnungen entsprechen englischer Notation, die vorstehenden Töne wären etwa in deutscher Schreibweise c , h , ais , .·., eis , usw.), wobei an jedem Eingangsanschluß 1011 eine Frequenz der Vier-Fuß-Gruppe steht und an jedem Ausgangsanschluß 1016 eine Frequenz der Acht-Fuß-Gruppe steht. In ähnlicher Weise entsprechen die Blöcke 113, 114, ..., 124 den Tönen C6 Λ, die Blöcke 149, 150, ..., 160 den Tönen C3, ..., C*2, und der Block 161 dem Ton C2, wobei das Signal am Eingangsanschluß 1011 jedes Blockes eine Frequenz der Vier-Fuß-Gruppe und das Signal am Ausgangsanschluß 1016 eine Frequenz der Acht-Fuß-Gruppe hat. In jedem der Blöcke 101, 102, ..., 161 ist der Eingangsanschluß 1011 mit dem Gatter des Eingangstransistors Q5 verbunden, welcher zu einem ersten UND-Tor mit den Transistoren Q3 bis Q5 gehört, während der Ausgangsanschluß 1016 mit dem Gatter des Eingangstransistors Q8 verbunden ist, welcher zu einem zweiten UND-Tor mit den Transistoren Q6 bis Q 8 gehört.

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Nach der Beschreibung des Signalfrequenz-Teilerabschnittes wird jetzt die Tastatur-Abtastung beschrieben.

Das am Anschluß 1 auftretende Signal wird auf eine Frequenz geteilt, die von dem 1/4 Frequenzteiler 3 leicht aufgenommen werden kann, und wird weiter den 1/2 Frequenzteilern und 5 zugeführt. Die Ausgänge aus den Frequenzteilern 3, und 5 sind Eingänge für den drei Bit Decoder 9, der acht Arten von fortschreitenden Impulsen erzeugt. Von den Ausgängen des Decoders 9 wird der erste Ausgang auf die Blöcke 101, 113, 125, 137 und 149 des C-Tonsystems und auf einen Anschluß 1013 jedes der Blöcke 109, 133 und 157 des E-Tonsystems gegeben, um den Transistor Q2 in jedem Block zu treiben. Der Transistor 02 bildet zusammen mit dem Transistor Q1 das Obertragungsgatter, und wenn die Transistoren 0.1 und Q2 beide eingeschaltet sind, wird das Signal am Anschluß 1017 zu den Gates der Transistoren Q4 und 0.7 weitergeleitet, während bei Abschalten eines der Transistoren Q1 und Q2 die Gate-Potentiale der Transistoren Q1 und Q2 an den Gate-Kapazitäten Cs1 und Cs2 behalten werden.

Von den Ausgängen des Decoders 9 wird der zweite Ausgang an die Anschlüsse 1013 für die drei Blöcke 110, 134 und des D -Tonsystems aller Blöcke in dem B-Tonsystem gelegt. Da die nachfolgenden Verbindungen in ähnlicher Weise wie vorstehend genannt gemacht sind, wird deren Beschreibung etwas abgekürzt. Der Ausgang aus dem 1/2 Frequenzteiler 5 wird weiter an die in Reihe geschalteten drei 1/2 Frequenzteiler 6, 7 und 8 geführt, deren Ausgänge der Eingang für den drei Bit Decoder 10 ist, welcher acht Arten von fortschreitenden Impulsen erzeugt, während die fortschreitenden Impulse aus dem Decoder 9 aufeinanderfolgend von einem zum nächsten geschoben werden. Die acht Ausgänge aus dem Decoder 10 bilden die Ordinate der Tastenmatrix 12 und werden gleichzeitig den Anschlüssen 1012 der Blöcke 101, 102, ..., 161 zugeführt.

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Im einzelnen wird der erste Ausqanq von den Ausgängen des Decoders 10 den Blöcken 101 bis 108 zugeführt, der zweite Ausgang an die Blöcke 109 bis 112 gelegt sowie den Blöcken 121 bis 124 zugeführt, der dritte Ausgang wird an die Blöcke 113 bis 120 gelegt, der vierte Ausgang gelangt zu den Blöcken 125 bis 132, der fünfte Ausgang wird den Blöcken 133 bis angeboten sowie an die Blöcke 145 bis 148 weitergeleitet, der sechste Ausgang gelanqt zu den Blöcken 137 bis 144, der siebte Ausgang gelangt zu den Blöcken 149 bis 156, und der achte Ausgang wird den Blöcken 157 bis 161 zugeleitet, so daß der Transistor 01, der aJs Transfer-Gate verwendet wird, über die jeweiligen Anschlüsse 1012 getrieben wird.

Andererseits ist die Abszisse der Tastaturmatrix 12 mit den Eingangsanschlüssen 1017 für die Blöcke 101 bis 161 verbunden, wobei die erste Abszisse an diejenigen Blöcke angeschlossen ist, die mit dem ersten Ausgang verbunden sind, d.h. an die Blöcke 101, 113, 125, 137, 149, 109 und 133 sowie auch an den Block 157, während die zweite bis achte Abszisse an die Anschlüsse 1017 derjenigen Blöcke gelegt sind, deren Ausgänge entsprechend den zweiten bis achten Ausgängen des Decoders 9 numeriert sind.

Unter weiterer Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 wird jetzt die Wirkung des Niederdrückens der Tasten der Tastenschalter beschrieben.

Unter der Annahme, daß eine Taste der Tastatur, beispielsweise Taste B4 niedergedrückt ist, ist der vierte Ausgang aus dem Decoder 10 über eine Diode mit der zweiten Abszisse der Tastaturmatrix verbunden. Wenn der Ausgang fortschreitender Impulse des Decoders 10 am vierten Ausgang auftritt, d.h. wenn der vierte Ausgang einen hohen Pegel zeigt, dann werden die Anschlüsse 1012 der Blöcke 125 bis 132 pegelmäßig hochgehen, wobei die Transistoren Q1 dieser Blöcke eingeschaltet werden. Inzwischen ist die zweite Abszisse

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der Tastaturmatrix auf hohem Potential durch den Schalter S, so daß die Anschlüsse 1017 für die Blöcke 102, 114, 126, 138, 150, 110 und 134 sowie auch für den Block 158 auf hohem Pegel stehen. Unter diesen Umständen werden die acht Ausgänge des Decoders 9 nacheinander hochgehen, und nur wenn der zweite Ausgang auf hohem Pegel liegt, werden die Anschlüsse 1013 für die Blöcke 102, 114, 126, 138, 150, 110, 134 und 158 hochgehen. Demzufolge hat nur Block 126 eingeschaltete Transistoren Q1 und 02, wobei die Information am Anschluß 1017, d.h. ein hoher Pegel, in die Gatter der Transistoren Q4 und Ql zum Laden der Kondensatoren Cs1 und Cs2 eingelesen wird. Man bemerke, daß die Kondensatoren Cs1 und Cs2 die Gatterkapazität sind, die zwischen den Gattern der MOS-Transistoren Q4 und 07 und einem nicht dargestellten Substrat bzw. einer Unterlage gebildet werden. Wenn das Gatter des Transistors 04 auf hohen Pegel geht, wird ein anderer Eingang für die NAND-Schaltung, gebildet aus den Transistoren 03, 04 und Q5, d.h. das Gate-Signal des Transistors Q5, invertiert und am Ausgang auftreten. Mit anderen Worten, eine Invertierung des Eingangssignals für den 1/2 Frequenzteiler 1010 wird dem Widerstand R11 zugeführt und wird ferner am Ausgangsanschluß 1015 auftreten.

In ähnlicher Weise wird durch das Ansteigen des Pegels des Gates des Transistors 07 das invertierte Signal des Ausgangssignals des 1/2 Frequenzteilers 1010 dem Widerstand R12 durch das NAND-Gatter zugeführt, das von den Transistoren 06/ 07 und 08 gebildet wird, und erscheint als Ausgang am Ausgangsanschluß 1014. Die Ausgänge aus den Ausgangsanschlüssen 1014 und 1015 sind jeweils zu sechs Tönen (sieben Töne nur auf der Baß-Tonseite bei der kleinsten Oktave) der gleichen Oktave angeordnet und werden den Anschlüssen t₁- und tg der Anschlußgruppe 13 zugeführt, wobei die Signale aus den Anschlüssen t.. und t„ als Ausgänge für das Musikinstrument aus den nicht dargestellten Lautsprechern

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nicht dargestellten Tonfiltern und Verstärkern zuqeführt werden. Tm einzelnen ist der Anschluß t-.. ein Ausgang des Acht-Fuß-Systems der Tasten C5 bis G4, während der Anschluß t_q der Ausgang der Vier-Fuß-Systems der Tasten C5 bis G4 ist, wobei diese Ausgänge durch Widerstandsmischung gebildet werden.

Vorstehend wurde die Wirkungsweise bei niedergedrückter Taste B4 und Abtastung des Blockes 126, der der Taste B4 entspricht, beschrieben, wonach die nachfolgenden Blöcke sukzessiv abgetastet werden, währenddessen die Transistoren QI und 02 des Blockes 126 niemals gleichzeitig eingeschaltet werden, wie aus der vorstehend gegebenen Beschreibung deutlich wird, so daß demzufolge das Signal am Anschluß 1017 nicht zu den Gates der Transistoren Q4 und Q7 weitergeleitet wird. Mit anderen Worten, die Gate-Potentiale der Transistoren Q4 und Ql bleiben durch die Ladung auf den Kondensatoren Cs1 und Cs2 in dem Zustand, in dem der Block abgetastet wird. Obgleich ein gewisser Spannungsabfall aufgrund von "Leckage"-Strom u. dgl. in der Drain-Verbindung des Transistors Q2 erwartet werden kann, können die in den normalen Verfahren hergestellten MOS-Transistoren einen hohen Pegel ungefähr 10 ms behalten, ohne daß spezielle Kapazitäten in Form der Kondensatoren Cs1 und Cs2 hinzugefügt werden. Wenn demzufolge jeder der Blöcke in einem kürzeren Zyklus abgetastet wird als die erwähnte Haltezeit, dann ist die Information über die Betätigung der Tasten in den Blöcken dynamisch aufbewahrt. Da in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 das Eingangssignal von etwa 2 MHz am Anschluß 1 im Verhältnis 1/4 durch den 1/4 Frequenzteiler 3 und weiter auf 1/32 durch die 1/2 Frequenzteiler 4, 5, 6, 7 und 8 geteilt wird, beträgt die Abtastfrequenz für die Blöcke etwa 15,6 kHz, so daß die Abtastperiode etwa 64 με beträgt, was wesentlich kürzer als die vorstehend erwähnte dynamische Rückhalteperiode ist, so daß von daher keine Schwierigkeiten im praktischen Betrieb zu erwarten sind. Da weiter

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die Wiederholfrequenz für das Abtastsiqnal außerhalb des Hörfrequenzbereichs oder außerhalb des für die elektronische Orqel verwendeten Tonbereichs lieqt, aus welchem Wiederholfrequenz-Komponenten durch die Filter herausgeholt werden müssen, werden die nachteiliqen Effekte für die Töne durch Schwankung der Gate-Ausganqsamplitude aufgrund des kapazitiven Ladens und Entladens eliminiert. Bei Freigabe der niedergedrückten Taste entlädt sich die in den Kondensatoren Cs1 und Cs2 aufgesammelte Ladung beim Abtasten des unmittelbar folgenden Blocks 126 über den Widerstand, und die Gates der Transistoren 04 und Q7 kehren auf ihren niedrigen Pegel zurück.

Die vorstehende Beschreibung wurde anhand des Falles gegeben, daß nur eine Taste niedergedrückt war; es ergibt sich jedoch leicht aus den Figuren 1 und 2, daß selbst dann, wenn mehr als zwei Tasten gleichzeitig gedrückt werden, das Aufbewahren der Information betreffend die Betätigung der Tasten und das "öffnen" und "Schließen" der Töne jeweils unabhängig für jede der Tasten in gleicher Weise erreicht wird, wie das für die Taste B4 vorstehend beschrieben wurde.

Obgleich bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung die Gate-Kapazitäten der MOS-Transistoren als Kondensatoren Cs1 und Cs2 ausreichen und spezielle Kondensatoren nicht benötigt werden, kann die Anordnung natürlich durch Einschaltung solcher zusätzlichen Kondensatoren modifiziert werden, wobei sogar durch Verwendung relativ großer Kondensatoren Cs1 und Cs2 die durch eine Gruppe von Entladungswiderständen 24 bestimmte Entladungszeitkonstante erhöht wird und damit ein kontinuierliches Abklingen der Töne, d.h. eine Sustain-Funktion erreicht wird. In dem obigen Falle findet die Entladung durch die Gruppe von Entladungswiderständen 24 nur während einer Zeitspanne statt, in der der spezielle Block abgetastet wird, wobei

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in der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform das Tastverhältnis 1/64 beträgt.

Folglich muß die eventuelle Ladezeit-Konstante um das 64-fache verlängert werden, so daß die Werte der Kapazitäten Cs1 und Cs2 entsprechend auf diesen Umfang reduziert werden können. Zum Steuern der Sustain-Zeit ist eine entsprechende Veränderung jedes der Widerstände R1 bis R8 in der Widerstandsgruppe 24 am verständlichsten, wodurch eine erhöhte Freizügigkeit in der Steuerung ermöglicht wird, obgleich gekoppelte Lautstärke-Steuerungen u. dgl. erforderlich sein können. Wenn die Widerstandsgruppe 24 der vorstehend beschriebenen Ausführungsform durch variable Impedanzelemente ersetzt wird, deren Impedanzen durch die Gate-Spannung o. dgl. zur indirekten Steuerung der Impedanzen durch Verändern der Spannungen, Ströme etc. der Steueranschlüsse wie etwa der Gates, verändert werden, dann kann die Anzahl der Steueranschlüsse zur Erleichterung einer Verwirklichung der LSI-Technik vorteilhaft vermindert werden. Die Anordnung in der vorstehend erläuterten Ausführungsform kann ferner so modifiziert werden, daß ein Entladungs-Impedanzelement zur Umschaltung verwendet wird, indem die Tatsache beachtet wird, daß der Entladungsstrom der aufgesammelten Ladung nur durch eines der Elemente aus der Widerstandsgruppe 24 fließt, wobei*die anderen sieben Elemente nicht verwendet werden. Eine zusätzliche Schaltung kann in dem obigen Falle wie in Fig. 3 dargestellt verwendet werden.

Die Zusatzschaltung 15 gemäß Fig. 3, die strich-punktiert eingerahmt ist, wird zwischen Decoder 9 und dem Tastatur-Schaltblock 12 aus Fig. 1 eingeschaltet und enthält Transistoren Q11, Q12, Q13, Q14, Q15, 016, Q17 und Q18 zum Umschalten, deren Drains (Senke) mit den mit 1 bis 8 bezeichneten Anschlüssen der Abszisse der Tastaturmatrix 12, und deren Quelle gemeinsam an ein variables Entladungs- * jeweils

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Impedanzelement 16 gelegt sind. Das Impedanzelenient 16 ist mit einem Steueranschluß 17 versehen, über das die Eigenschaften des Impedanzelements 16 beeinflußt werden können, und zwar die Sustain-Zeit und die Konfiguration der Envelope. In der vorstehend erwähnten Anordnung wird der Transistor Q11 beispielsweise eingeschaltet, wenn der erste Ausgangsanschluß des Decoders 9 auf hohes Potential ansteigt, welche Zeitperiode derjenigen Zeitperiode entspricht, während der die Schaltungsblöcke 101, 113, 125, 137, 149, 109, 133 und 157 abgetastet werden und folglich derjenigen Zeitgabe entspricht, bei der das oberste Widerstandselement der Widerstandsgruppe 24 als Entladeelement wirksam wird. Der vorstehend beschriebene Schaltungsaufbau besitzt solche Vorteile, daß wegen der Benötigung nur eines einzigen Entladeelements zu dem genannten Zweck eine Abweichung der Sustain-Zeit aufgrund von Unterschieden in den Eigenschaften mehrerer Entladeelemente nicht auftritt , während durch Ändern der Spannungs- und Stromcharakteristiken des variablen Entladungs-Impedanzelements 16 nicht nur die Sustain-Zeit, sondern auch die Konfiguration der Envelope in einfacher Weise beeinflußt werden kann.

Zur Verwendung in der vorstehend beschriebenen Schaltung oder für ähnliche Zwecke sind verschiedene variable Intpedanzelemente als Beispiele geeignet, die in den japanischen Offenlegungsschriften 46886/1976, 24477/1977 und 30183/1977 erläutert sind. Auf diese Druckschriften kann daher ergänzend Bezug genommen werden. Selbstverständlich können auch andere variable Impedanzelemente in der Schaltung gemäß Fig. 3 Verwendung finden.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß zur Erzielung einer Sustain-Funktion durch graduelle Entladung der in den Kapazitäten Cs1 und Cs2 (Fig. 2) aufgesammelten elektrischen Ladung die Tore mit den Transistoren Q3, Q4 und Q5 sowie QS, QJ und Q8 analog arbeitende Tore sein

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sollten. In-dem die Schwellwertspannung und der wechselseitige Leitungswert beispielsweise der Transistoren Q3, Q4 und Q5 etwa gleich eingestellt werden, bilden das die Transistoren 03 bis Q5 umfassende Gatter und das die Transistoren Q6 bis Q8 umfassende Gatter ein für den vorgesehenen Zweck geeignetes analoges Gatter.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsform der Erfindung, bei der Rechteckimpulse mit einer der Tonhöhe des Acht-Fuß-Systems oder Vier-Fuß-Systems entsprechenden Tonfrequenz dem Ausgang durch das die Transistoren Q3 bis Q5 oder Q6 bis Q8 umfassende Gatter geführt werden, kann so abgeändert werden, daß andere Signal formen als stufenförmige Signalzüge erzeugt werden, indem die Signale höherer Oktave in analoger Form mit geeignetem Verhältnis gemischt werden. Obgleich die Töne für das Acht-Fuß-System in der Schaltung nach Fig. 2 beschrieben werden, die durch Verbinden und Trennen des Ausgangs des 1/4 Frequenzteilers 1010 mit dem Gatter aus den Transistoren Q6 bis Q8 zur Erzeugung eines Ausgangs am Ausgangsanschluß 1015 durch Widerstand R12 erhalten werden, kann die Anordnung beispielsweise in solcher Weise modifiziert werden, daß der Ausgang des 1/2 Dividierers 1010 auch durch ein anderes Gatter, das ähnliche Komponenten wie die Transistoren Q6 bis Q8 hat, verbunden und getrennt werden kann und weiter mit dem Ausgangsanschluß 1015 über einen Widerstand verbunden werden kann, dessen Wert doppelt so groß wie der des Widerstandes R12 ist, um das 1/2-fache des Rechteck-Signalzuges mit doppelter Frequenz hinzuzufügen, so daß auf diese Weise ein Ausgangssignal mit stufenförmiger Envelope, genauer mit zwei Stufen, erhalten werden kann. In ähnlicher Weise können Signalzüge mit 4, 8, usw. Stufen in der Envelope durch Hinzufügung von rechteckförmigen Signalen noch höherer Oktaven im Verhältnis des 1/4-fachen, 1/8-fachen usw. erhalten werden, so daß sich Tonsignale erzeugen lassen, die reich an Komponenten sind, die mit

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geradzahligen Zahlen multipliziert sind (geradzahlige Oberwellen). Im vorstehenden Falle kann die Anzahl der Frequenzteilerstufen für eine Oktave je nach Bedarf erhöht werden, wobei die Frequenz der Tonsignale entsprechend erhöht wird.

Da die am Ausgang 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8 des Decoders erzeugten fortlaufenden Impulse so angeordnet sind, daß sie in zeitlich unmittelbar anschließender Abfolge ausgegeben werden, kann ein Fehlverhalten auftreten, wenn eine Zeitverzögerung etwa aufgrund der Durchlaufverzögerung in den Frequenzteilern 3, 4, 5, 6, 7 und 8 sowie in der Verdrahtung der Tastaturmatrix 12 u. dgl. auftritt. Dies kann jedoch leicht dadurch ausgeschlossen werden, daß der Eingang für den Decoder 9 aus vier Bits besteht, so daß als acht Ausgangsimpulse jeder übernächste Ausgang der dann sechzehn Decoder-Ausgänge gewählt wird.

In der Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 1 bis 3 wurde die Frequenz des Abtastsignals außerhalb des Hörfrequenzbereichs gelegt oder jedenfalls außerhalb des für die erzeugten Töne wirksamen Bereichs, um eine Veränderung der erzeugten Töne aufgrund der Tastatur-Abtastung zu vermeiden; diese Anordnung kann jedoch in leichter Weise dadurch modifiziert werden, daß ein Inverter in den Ausgang des Gatters aus Transistoren Q3, Q4 und Q5 oder Q6, Q7 und Q8 gelegt wird, in welchem der Verlust der Taktkomponente vermiedern werden kann, wenn sie kleiner ist als die Rauschgrenze des theoretischen Pegels des Inverters. Die oben beschriebene Anordnung ist jedoch nur schwer verwendbar, wenn eine Sustain-Funktion erzielt werden soll.

Von den Fig. 4 und 5 zeigt Fig. 4 eine erste Abänderung der Tongenerator- und Tastenabschnitte aus Fig.1 bis 3, während Fig. 5 ein Beispiel für eine Schaltung eines der

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Rückstellblöcke 201, 202, 203, ..., 261 aus Fig. 4 erläutert. In dieser Ausführunqsform sind die Frequenzteiler 3, 4 und 5 aus Fig. 1 durch einen 1/16 Frequenzteiler 18 ersetzt, während der in der Schaltung der Fig. 1 erwähnte Decoder 9 weggefallen ist.

In Fig. 4 dient der 1/16 Frequenzteiler 18 zur Teilung des Signals am Einganqsanschluß 1 und kann durch Reihenschaltung von vier Stufen eines 1/2 Frequenzteilers aufgebaut sein. Die Rückstellblöcke 201, 202, 203, ..., 261 entsprechen den Rückstellblöcken 101, 102, 103, , 161 aus Fig. 1,

Der Transistor Q2 in der Schaltung jedes Blockes 101 bis aus Fig. 2 ist kurzgeschlossen und fehlt daher in der Schaltung der Fig. 5.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der Schaltungen aus Fig.4 und 5 erläutert.

Die Tastaturmatrix 12 wird genau in der gleichen Weise abgetastet wie diejenige aus Fig. 1, wobei die in den EIN- und AUS der Schalter entsprechenden Signale den Blöcken

201, 202, 203, ..., 261 zugeführt werden. Da in Fig. 4 der Decoder 9 nicht mehr vorhanden ist, werden die Blöcke 201,

202, 203, ·.., 261 nicht mehr einzeln aufeinanderfolgend abgetastet, wie die Blöcke 101, 102, 103, ..., 161 aus Fig. 1; vielmehr werden die Blöcke 201, 202. ..., 208 gleichzeitig entsprechend dem Abtasten des Ausgangs des Decoders 10 abgetastet, und danach werden die Blöcke 209 bis 212 und 221 bis 224, die Blöcke 213 bis 220 und 225 bis 232, die Blöcke 233 bis 236 und 225 bis 258, die Blöcke 237 bis 244 und 249 bis 256, und die Blöcke 257 bis 261 gruppenweise aufeinanderfolgend abgetastet.

Fig. 5 erläutert den Aufbau jedes der Blöcke 201, 202, 203, ..., 261. Der Transistor 02, d.h. das durch den Ausgang

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des Decoders 9 aus Fig. 1 zu öffnende oder zu schließende Gate, ist hier kurzqeschlossen, so daß folglich das am Einganqsanschluß 1017 auftretende Siqnal an die Gates der Transistoren Q4 und Q7 weiterqeleitet wird, und zwar sämtlich während der Zeitspanne, während der ein hoher Signalpeqel am Anschluß 1012 steht, während die Transistoren Q2 für die Blöcke 201 bis 208 qleichzeitiq wie oben erwähnt eingeschaltet werden, worauf die Transistoren Q2 für acht oder neun Blöcke zur gleichen Zeit eingeschaltet werden, in ähnlicher Weise wie oben erläutert.

Mit Ausnahme des tJmstandes, daß die Gesamtheit der Blöcke in der vorstehend erläuterten Weise gleichzeitig abgetastet wird, sind die anderen Wirkungsweisen der Anordnung aus Fig. 4 ähnlich jener der Schaltung aus Fig. 1, so daß insoweit auf eine Wiederholung der Beschreibung verzichtet werden kann.

Man bemerke, daß die Veränderungen der Schaltung aus Fig. und 2 allgemein auch auf die Schaltungen aus Fig. 4 und 5 anwendbar sind, obgleich diejenige Ausführung, bei der ein Entladungselement zur Erzielunq der Sustain-Funktion sequentiell geschaltet oder abgetastet werden muß, ein Entladungselement wie in Fig. 3 erläutert, in der Fig. 4 nicht anwendbar ist.

Es ist ferner darauf hinzuweisen, daß die Erfindung natürlich keineswegs auf die Verwendung einer ein-manualigen Tastatur mit 61 Tasten beschränkt ist, vielmehr auch Tastaturen mit anderer Tastenzahl, mit mehreren Manualen u.dgl. im Rahmen der Erfindung Verwendung finden können.

Man bemerke weiter, daß die Ausführunqsformen gemäß Fig. 1 und 5 besonders für die Großintegrations-Technik geeignet sind. Im einzelnen ist hervorzuheben, daß bei einer Schaltung,

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- Yf-

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bei der die Anschlüsse 1, 2 und 13 und die sechzehn Anschlüsse für die Ordinaten und Abszissen der Tastaturmatrix 12 vorgesehen sind, nur ein oder zwei Steueranschlüsse für externe Verbindungen selbst unter Einschluß der Sustain-Funktion erforderlich sind, so daß ein LSI-Chip mit 40 auf 42 Stiften einschließlich der Spannungsversorgung ausreicht. Wenn der Decoder 10 extern verbunden wird, dann können die acht Anschlüsse für die Ordinaten der Matrix 12 durch drei Anschlüsse ersetzt werden.

Tn den vorstehend erläuterten Ausführungsformen wurde eine Kapazität zum Speichern der das Betätigen und Niederdrücken einer oder mehrerer Tasten repräsentierenden Information benutzt; eine weitere Modifikation der Tongenerator- und Tastenabschnitte der elektronischen Orgel aus Fig. 1 wird nun im Zusammenhang mit Fig. 6 bis 9 nachfolgend beschrieben, wobei die Information über die Betätigung und das Niederdrücken einer oder mehrerer Tasten in einer Verriegelungsschaltung gespeichert oder aufbewahrt wird.

Fig. 6 zeigt eine zweite Ausführungsform der Tongenerator- und Tastenabschnitte aus Fig. 1, und Fig. 7, 8 und 9 zeigen Beispiele für den Aufbau der Blöcke 21 bis 23, 301 bis 361, und 371 bis 382.

Gemäß Fig. 6 sind der 1/4 Freauenztoiler 3 und der 1/2 Frequenzteiler 4 aus Fig. 1 durch den 1/16 Frequenzteiler 18 ersetzt, und der Decoder 9 ist durch einen Zwei Bit Decoder 19 ersetzt, während die Blöcke 20 bis 23 und 371 bis 382, auf die noch eingegangen wird, vorgesehen sind, obgleich die Funktionen des Decoders 10, des Oberste-Oktaven-Dividierers 11, der Tastaturmatrix 12, der Ausgangs-Anschlußgruppe 13 und der Tastatur-Schaltergruppe 14 der Ausführungsform aus Fig. 1 ähnlich sind. In Fig. 6 werden

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³⁵ 2 V 2 3 2 b 3

Taktimpul se, beispielsweise von etw;i 4 MHz dem Eingangsanschluß 1 aus einer nicht dargestellten Taktquelle zugeführt, während die Rückstellsiqnale für den Frequenzteiler 18, 5, 6, 7 und 8 über den Eingangsanschluß 2 für Rückstellsignale zugeführt werden. Der 1/16 Frequenzteiler 18 kann beispielsweise durch eine Reihenschaltung von vier 1/2 Frequenzteilern aufgebaut sein. Die Frequenzteiler 5, 6, 7 und 8 für jede 1/2 Frequenzteilung sind so aufgebaut, daß sie nacheinander den Ausgang des 1/16 Frequenzteilers 18 einer 1/2 Frequenzteilung unterziehen, während der Zwei Bit Decoder 19 die Ausqänge des 1/16 Frequenzteilers 18 und des 1/2 Frequenzteilers 5 decodiert und vier fortlaufende Impulse erzeugt. Jeder der Schaltungsblöcke 301, 302, 303, ..., 361 weist im wesentlichen einen 1/2 Frequenzteiler 2019, einen Inverter 2010, NAND-Gatter 2011, 2012, 2013 und 2014, UND-Gatter 2015, 2016, 2017 und 2018 sowie Widerstände R1, R2, R3 und R4 auf, die in der in Fig. 8 dargestellten Weise angeordnet sind, wobei ferner für jede der 61 Tasten genau ein Block und umgekehrt vorgesehen ist.

Die Wirkungsweise der Tongenerator- und Tastenschaltungen aus Fig. 6 wird jetzt nachfolgend erläutert.

Aus dem dem Eingangsanschluß 1 zugeführten Signal werden Signale mit 12 Frequenzen erzeugt, wobei die Zwei-Fuß-Grundfrequenzen der 12 Töne der Tasten C7 bis C 6, d.h. die Frequenzen von etwa 8372 Hz bis 4186 Hz, von dem Oberste-Oktaven-Dividierer 11 so dividiert werden, daß

1 2/— sie ein Frequenzverhältnis von etwa // 2 haben, welche Signale den Anschlüssen 2002 der Blöcke 301, 302, 303,..., 312 zugeführt werden. Das auf diese Weise dem Anschluß 2002 zugeführte Signal wird durch den 1/2 Frequenzteiler 2019 halbiert und wird von den Anschlüssen 2006 und 2001 ausgegeben und weiter dem Anschluß 2002 des nachfolgenden Blockes sowie zum Eingangsanschluß 2005 des vorhergehenden Blocks weitergeleitet, während die Anschlüsse 2005 und 2006

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des Blocks 349 jeweils mit den Anschlüssen 2001 und 2002 des Blocks 361 verbunden sind, so daß durch diese Verbindungen die Blöcke 301, 302, 303, .-., 312 den Tönen der

ti ti

Tasten Cl, B6, A 6, .-., C 6 entsprechen, und wobei das Signal an jedem Eingangsanschluß eine Frequenz aus der Zwei-Fuß-Gruppe hat und das Signal an jedem der Ausgangsanschlüsse 2006 eine Frequenz der Vier-Fuß-Gruppe hat und das Signal an jedem der Anschlüsse 2005 eine Frequenz der Acht-Fuß-Gruppe besitzt. In ähnlicher Weise entsprechen die Blöcke 313, 314, 315, ..., 324 den Tönen der Tasten C6, ..., C^#2, die Blöcke 349, 350, 351, ..., 360 den Tönen der Tasten C3, ..., C 2, und der Block 361 entspricht dem Ton der Taste C2, wobei das Signal am Eingangsanschluß 2002 jedes Blockes eine Frequenz der Zwei-Fuß-Gruppe . das Signal am Ausgangsanschluß 2006 eine Frequenz der Vier-Fuß-Gruppe und das Signal am Anschluß 2005 eine Frequenz der Acht-Fuß-Gruppe . hat. In jedem der Blöcke 301, 302, 303, ..., 361 ist der Eingangsanschluß 2002 mit einem Eingang des UND-Gatters 2015 verbunden, während der Ausgangsanschluß 2001 mit einem Einqang des UND-Gatters 2016 verbunden ist. In ähnlicher Weise ist der Anschluß 2006 mit einem Eingang des UND-Gatters 2017 und der Anschluß 2005 mit einem Eingang des UND-Gatters 2018 verbunden.

Nach der vorstehenden Beschreibung des Frequenzteilerabschnittes wird jetzt die Betriebsweise des Tastatur-Abtastabschnittes beschrieben.

Das dem Eingangsanschluß 1 zugeführte Signal wird auf eine Frequenz gebracht, die von dem 1/16 Frequenzteiler 18 leicht behandelt werden kann und einem 1/2 Frequenzteiler 5 zugeführt. Die Ausgänge aus den Frequenzteilern 18 und 5 sind Eingänge des Zwei Bit Decoders 19, der vier Arten von fortschreitenden Impulsen erzeugt. Von den Ausgängen des Decoders 19 ist der dritte Ausgang an einen Anschluß von acht UND-Gattern in dem Block 20 angeschlossen, und wird für

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- 2Λ - 30

2V232b3

Abtastinipulse verwendet.

Andererseits wird der Ausgang aus dem 1/2 Dividierer 5 den drei 1/2 Dividierern 6, 7 und 8 zugeführt, während die Ausgänge der Dividierer 6, 7 und 8 Eingänge für den Drei Bit Decoder 10 sind, der seinerseits acht Arten von fortlaufenden Impulsen als Ausgang erzeugt,, welche relativ zueinander einer nach dem andern verschoben sind. Die acht Ausgänge aus dem Decoder 10 bilden die Ordinate der Tastaturmatrix 12 und werden gleichzeitig dem anderen Anschluß des UND-Gatters in dem Block 20 zum Abtasten zugeführt, so daß sich schmale Impulse ergeben, die den Anschlüssen 2003 der Blöcke 301, 302, 303,..., 361 zugeführt werden. Im einzelnen werden die Ausgänge des Decoders 10 den Blöcken 301, 302, 303, ..., 361 über UND-Gatter im Block 20 und Treiber-NAND-Gatter 2011 und 2012 zugeführt, die als Abtastgatter durch die jeweiligen Anschlüsse 2003 verwendet werden. Andererseits ist die Abszisse der Tastaturmatrix 12 mit den Eingangsanschlüssen 2004 der Blöcke 301, 302, 303, ..., in ähnlicher Weise wie bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform verbunden, während die NAND-Gatter 2013 und 2014 in jedem Block 303 bis 361 eine Kippschaltung bilden, die jede Information bezüglich des Niederdrückens einer oder mehrerer der Tasten von den 61 Tasten speichern oder aufbewahren.

Fig. 7 zeigt als Beispiel einen der Blöcke 21 - 23, welche den Betriebszustand der Klangartschalter SW1 bis SW3 (Fig. 6) während der Tastaturabtastung speichern; die Schaltung enthält einen Inverter 4010, NAND-Gatter 4011, 4012, 4013 und 4014, während die Eingangsanschlüsse 4001 entsprechend den Blöcken 21, 22 und 23 jeweils mit der sechsten, siebten und achten Abszisse der Tastaturmatrix 12 verbunden sind. An den anderen Eingangsanschluß 4002 jedes Blockes wird ein Signal aus dem Ausgang am Anschluß 4003 zugeführt, welches durch weiteres Verengen der Impulsbreite des Ausgangs

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23 -

2 / 2 3 2 b 3

aus der achten Ordinate der Tastaturmatrix 12 gebildet wird.

Es wird jetzt das Betriebsverhalten der Blöcke 21 bis beschrieben.

Von den Klangartschaltern SW1 - SW3 mit Reihendioden (Fig. 6) sind die Schalter SW1 und SW2 Klangfarbe- bzw. Umstellschalter für die Vier-Fuß-Gruppe bzw. Acht-Fuß-Gruppe während der Schalter SW 3 ein Umschalter für den Ton der Vier-Fuß-Gruppe ist. Tabelle 1 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Betriebszustand von offen und geschlossen jedes Schalters SW1 bis SW3 und den zugehörigen Tönen.

Tabelle 1

Offen

Geschlossen

4-Fuß-Gruppe-Tonsignal hat Rechteckform (S= niedrig)

4-Fuß-Gruppe-Tonsignal hat Treppenform (S=hoch)

SW2 8-Fuß-Gruppe-Tonsignal hat Rechteckform (T= niedrig)

8-Fuß-Gruppe-Tonsignal hat Treppenform (T=hoch)

SW3 4-Fuß-Gruppe hat kei- 4-Fuß-Gruppe hat einen nen Ausgang (U=niedrig) Ausgang (U=hoch)

Unter der Annahme, daß der Schalter SW1 geschlossen gehalten wird, wird dann, wenn der achte Ausgang des Decoders 10 hoch liegt, ein hoher Eingang auf den Eingangsanschluß 4001 des Blockes 21 gelangen. Wenn weiter der dritte Ausgang des Decoers 10 hoch ist, dann wird der Ausgang des UND-Gatters rechts am Block 20 hochgehen, wobei der Anschluß 4002 des Blockes 21 ebenfalls hoch geht, so daß die Information am

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Anschluß 4001 zur Kippschaltung bestehend aus NAND-Gattern 4013 und 4014 übertragen wird und in diese eingeschrieben wird. Wenn der hohe Ausgang aus dem Decoder 19 vom dritten Ausgang zum vierten Ausgang weitergereicht wird, wird der Anschluß 4002 hoch gehen und die Gatter 4011 und 4012 werden geschlossen und speichern damit die unmittelbar vorhergehende Information in den Kippschaltungen 4013 und 4014 und geben sie an die Blöcke 301, 302, 303, ..., 361 als Ausgang S. Wenn in diesem Falle der geöffnete oder geschlossene Betriebszustand des Schalters SW1 verändert wird, werden die unmittelbar nach Abtasten des Schalters SW1 auftretenden Schwankungen in die Kippschaltungen 4013 und 4014 eingelesen und verändern den Ausgang S. Obgleich daher eine gewisse Zeitverzögerung von etwa 64 μβ in der vorstehenden Ausführungsform der Erfindung, bei der das Eingangssignal eine Frequenz von etwa 4 MHz hat, vorliegt, treten dennoch keine Probleme bei der tatsächlichen Verwendung des elektronischen Musikinstruments auf.

Obgleich die Wirkungsweise der Blöcke 22 und 23 genau die gleiche ist wie diejenige des Blockes 21 und daher die Beschreibung insoweit abgekürzt werden kann, werden die Ausgänge der Blöcke 22 und 23 jeweils den Blöcken 301 bis 361 als Signale T und U (Tabelle 1) zugeführt.

Wie man unter Hinzunahme der Fig. 9 erkennt, enthält jeder der Blöcke 371 bis 382 einen 1/2 Dividierer 3003, der die Frequenz des Signals am Anschluß 3002 im Verhältnis 1/2 teilt und der Ausgangsklemme 3001 zuführt, wobei der Dividierer 3003 durch das Rückstellsignal am Eingangsanschluß zurückgesetzt wird.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise nach Niederdrücken eines oder mehrerer der Schalter beschrieben.

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Unter der Annahme, daß eine vorgegebene Taste, beispiels-

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weise die Taste B4 (= h ) niedergedrückt wird, wird der vierte Ausgang des Decoders 10 zur zweiten Abszisse der Matrix 12 durch die Diode D geleitet. Wenn dementsprechend die fortschreitenden Ausgangsimpulse des Decoders 10 am vierten Ausgang auftreten, d.h. wenn der vierte Ausgang einen hohen Pegel angenommen hat, dann wird die zweite Abszisse der Tastaturmatrix 12 einen hohen Pegel durch die Diode D annehmen, die in Reihe mit dem Tastaturschalter KS geschaltet ist, welcher der Taste B4 entspricht, so daß der Anschluß 2004 jedes der Blöcke 302, 304, 326, 338, 350, 310, 334 und 358 hohen Pegel annimmt. Wenn der dritte Ausgang des Decoders 19 einen hohen Pegel annimmt, bei dem obengenannten Zustand, dann wird der dritte Ausgang von links des Blockes 20 ebenfalls einen hohen Pegel annehmen, so daß der Anschluß 2003 jedes der Blöcke 313 und 320 ein hohes Signal führt. Folglich werden die Signale aus den Anschlüssen 2004 der Blöcke 313 und 320 zu den entsprechenden Kippschaltungen 2013 und 2014 übertragen. Wenn die Aufmerksamkeit auf Block 314 gelenkt wird, da der Anschluß 2004 einen hohen Signalpegel empfängt, dann werden die Gatter 2011 und 2012 geöffnet, wenn der Anschluß 2003 hoch geht, und der Zustand am Anschluß 2004 wird der Kippschaltung aus den NAND-Gattern 2013 und 2014 zugeführt, während die UND-Gatter 2015 bis 2018 mit einem hohen Pegel versorgt werden. Wenn der Anschluß 2003 auf niedrigen Pegel absinkt, werden die Gatter 2011 und 2012 geschlossen, und der unmittelbar vorhergehende Zustand wird von den Kippschaltungen 2013 und 2014 beibehalten, so daß der den UND-Gattern 2015 bis 2018 zugeführte Signalpegel nicht geändert wird.

Wenn jetzt zur Vereinfachung angenommen wird, daß sämtliche Signale S, T und U einen hohen Pegel angenommen haben, dann erscheinen die Rechtecksignale des Eingangsanschlusses 2002 am Ausgang des UND-Gatters 2015, während der Ausgang des Dividierers 2019, d.h. das Rechtecksignal am Anschluß 2006, am Ausgang des UND-Gatters 2016 auftritt. In entsprechender

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Weise tritt das Signal am Anschluß 2006 und das am Anschluß 2005 (Ausgang des Dividierers an der nachfolgenden Stufe) an den Ausgängen der UND-Gatter 2017 und 2018 auf. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 2015 und dasjenige des UND-Gatters 2016 wird durch Widerstände R1 und R2 gemischt und erscheint als Ausgang am Anschluß 2007.

Wie man der Fig. 10 entnimmt, die die Mischung durch Oberlagerung für das Beispiel R1 = 2R2 und Mischung durch Addition zeigt, werden Rechtecksignale mit einer doppelten Frequenz wie das Signal mit abgestufter Treppenform in einfacher Weise erhalten, um auf diese Weise die Möglichkeiten der Tongestaltung zu vergrößern und die Klangfarbe zu verbessern. Wenn der Ausgang S niedrig liegt, wird das Gatter 2015 geschlossen und der Ausgang des Gatters 2016 erscheint als Ausgang am Anschluß 2007, woraufhin das Ausgangssignal Rechteckform aufweist und der Ton sich entsprechend ändert. Daher wird je nachdem, ob das Signal S hohen oder niedrigen Pegel hat, das Signal am Anschluß 2007, d.h.die Tonfarbe der Vier-Fuß-Gruppe , geändert werden können. Wenn das Signal U auf niedrigem Pegel liegt, werden die Gatter 2015 und 2016 beide geschlossen, und folglich werden Töne der Vier-Fuß-Gruppe u. dgl. nicht am Ausgang auftreten. Der obige Zustand ist im wesentlichen ähnlich zu demjenigen in de:r Acht-Fuß-Cruppe, welches einen Ausgang am Anschluß 2008 durch Mischen der Ausgänge aus den UND-Gattern 2017 und 2018 durch Widerstände R3 und R4 erzeugt, und wobei in der Acht-Fuß-Gruppe das Signal S durch das Signal T ersetzt ist, so daß eine Umschaltung von Rechtecksignalen in Signale mit abgestufter Form erreicht ist. Man bemerke hier, daß Signale entsprechend dem Signal U der Vier-Fuß-Gruppe nicht verwendet werden, da die Acht-Fuß-Gruppe der Grundfrequenz der Noten entspricht.

Die vorstehdnde Beschreibung bezieht sich auf den Fall, daß die Taste B4 geschlossen ist. Wenn die Taste B4 geöffnet ist, wird das Abtasten der Taste B4 unmittelbar danach, d.h. ein

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-/27 -

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hoher Ausgang des Decoders 9 am vierten Ausgang erfolgen, so daß der Inhalt der Kippschaltungen 2013 und 2014 erneut eingeschrieben wird, wenn der hohe Ausgang des Decoders 5 am dritten Ausgang auftritt. In diesem Falle beträgt die möglicherweise auftretende Zeitverzögerung etwa 64 μβ in ähnlicher Weise wie bei den Schaltern SW1 bis SW3, die oben erwähnt waren, so daß im praktischen Betrieb keine Probleme entstehen.

Man bemerke, daß zwar die vorstehende Beschreibung sich auf die Zeitspanne bezieht, wenn die Taste B4 mit dem vierten Ausgang des Decoders 9 niedergedrückt wird, der der abgetasteten Taste B4 entspricht, die Wirkungsweise für die anderen Tasten jedoch genau die gleiche ist, wobei im Fall, wenn mehr als zwei Tasten gleichzeitig gedrückt werden, die die Betätigung der Tasten darstellende Information unabhängig als Ausgänge erzeugt werden.

Man bemerke ferner, daß die so weit beschriebene Einrichtung so modifiziert werden kann, daß die Signalform der Töne direkt durch Verwenden des Ausgangs der Tonartschalter verändert werden kann.

Die vorstehende Beschreibung nimmt zwar Bezug auf eine einmanualige Tastatur von 61 Tasten, jedoch ist die Erfindung natürlich insoweit nicht beschränkt, sondern kann in gleicher Weise auch eine andere Zahl als 61 Tasten und gegebenenfalls auch auf mehrmanualige Tastaturen zur Bespielung per Hand oder auch auf Pedaltastaturen angewendet werden.

Bei der Einrichtung gemäß den vorstehend erläuterten Ausführungsformen sind alle Teile bis zu dem Tonfilter in einem einzigen LSI-Chip verwirklicht, das insgesamt 40 Anschlüsse aufweist, d.h. die Exngangsanschlüsse 1 und 2, die Ausgangsanschlußgruppe 13, acht Anschlüsse für jede der Ordinaten und Abszissen der Tastaturmatrix 12 und zwei Anschlüsse für die Energieversorgung. Wenn in dieser Anordnung der Decoder

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doppelt innerhalb und außerhalb des LSI-Chips verwendet wird, sind die Verbindungsleitungen von dem LSI-Chip zu den Ordiwaten der Matrix 12 auf drei Ausgänge aus den Dividierern 6 bis 8 beschränkt, so daß sich die Gesamtzahl der Anschlüsse auf den entsprechenden Betrag verringert, während es gleichzeitig möglich ist, die Oszillatorschaltung einzubauen, die Anzahl der Tasten zu erhöhen und die Funktionen zu verändern oder zu erhöhen, beispielsweise in Form einer Vergrößerung der möglichen, einstellbaren Tonarten u. dgl. Weiter ist es möglich, mehr als zwei LSI-Chips für ein und dasselbe elektronische Musikinstrument zu verwenden, so daß man drei LSI-Chips hat, die sich in das obere Manual, untere Manual etc. teilen, wobei es dann besonders vorteilhaft ist, sämtliche Dividierer aller LSI-Chips durch Rückstellsignale zu dem Zeitpunkt zurückzustellen, wenn die Energieversorgung eingeschaltet wird, oder wenn die erste Taste betätigt wird.

Man bemerke weiter, daß in der vorstehenden Ausführungsform die Eingangssignale für die Dividierer und das Tastaturabtastsignal aus ein und derselben Quelle bezogen werden, daß jedoch eine Anordnung ohne weiteres so abgeändert werden kann, daß für die genannten Signale auch unabhängige Quellen herangezogen werden können.

Man sieht aus der vorstehenden Beschreibung, daß entsprechend der Ausführungsform von Fig. 6 die der Vielzahl der Tasten entsprechenden Kippschaltungen im Verhältnis 1:1 zum Speichern und Aufbewahren der das Betätigen einer oder mehrerer Tasten betreffenden Information vorgesehen sind, so daß nicht nur die gesamte Schaltungskonstruktion vereinfacht ist, sondern so daß es auch vom Standpunkt der LSI-Technik her besondere Vorteile verspricht.

Wenn die Tonfarbe- und Umstellschaltergruppe in der gleichen .Tastaturmatrix wie die Tastatur gemäß Fig. 6

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untergebracht ist, bei der das Abtasten der Klangfarbenschalter innerhalb der gleichen Abtastroutine ausgeführt wird wie für das Tastaturabtasten, ist es möglich, die Erzeugung undeutlicher Töne zu verhindern, die sonst durch den Verlust oder die Streuung unnötiger Signale aufgrund der Tonveränderungen auftreten könnte oder auch in dem Abschneiden der Vier-Fuß-Töne seine Ursache haben könnte, wenn diese nicht verwendet werden.

Die übrigen Abschnitte der Matrix können in genau der gleichen Weise verwendet werden wie in der Anordnung gemäß Ausführungsform von Fig. 1.

Man bemerke, daß die Entlade-Widerstandsgruppe 24 für die Sustain-Funktion in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform nicht vorgesehen ist, jedoch lediglich zur Entladung der elektrischen Ladungen dient, die in der Streukapazität der Verdrahtung u. dgl. gespeichert ist.

Fig. 11 zeigt eine weitere Ausführungsform der Tongenerator- und Tastenabschnitte der Fig. 6, wobei Fig. 12 ein Ausführungsbeispiel des Aufbaus der Blöcke 401, 402, 403, ···, 488 aus Fig. 11 zeigt. Durch dynamisches Speichern und Aufbewahren der Information betreffend das Niederdrücken eines oder mehrerer Schalter in der Matrix, sowie durch eine relativ kleine Kapazität zur Speicherung der Envelopen-Information u. dgl. mittels eines Kondensators ergibt sich ein elektronisches Musikinstrument mit einer Tonstärke entsprechend der Geschwindigkeit, mit der die Tasten niedergedrückt werden, d.h. also ein Musikinstrument mit pianoartigem Tonklang von außerordentlich einfacher Konstruktion, die besonders gut für die Integration geeignet ist. Bei der Ausführungsfcrm gemäß Fig. 11 ist Aufbau und Wirkungsweise der Blöcke 5, 6, 7, 8, 11 und 19 im allgemeinen ähnlich derjenigen aus Fig. 6, so daß insoweit auf die Beschreibung verzichtet werden kann.

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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 11 wird an den Eingangsanschluß 1 ein TakLsignal von einer Frequenz von etwa 2 MHz gelegt, während das Rückstellsignal für die Dividierer an den Eingangsanschluß 2 angelegt wird. Zwölf Ausgänge des Oberste-Oktaven-Dividierers 11 werden jeweils dem Anschluß 5004 (Fig. 12) jedes Blocks 401, 402, 403, ..., 412 zugeführt. Das so dem Anschluß 5004 zugeführte Signal wird durch einen 1/2 Dividierer 5001 in seine Frequenz 1/2 dividiert und am Anschluß 5005 ausgegeben und dem Eingangsanschluß 5004 des nachfolgenden Blocks zugeführt. Durch die erwähnten Verbindungen entsprechen die Blöcke 401, 402, 403, ..., 412 den Tönen der Tasten B7 bis C^7, die Blöcke 413, 414, 415, ..., 424 den Tönen der Tasten Cl, B6, ..., C*6, und in ähnlicher Weise die Blöcke 425, 426, 427,..., 488 den Tönen der entsprechenden Oktave. In jedem Block 401 bis 488 ist der Eingangsanschluß 5004 mit den Gates der Eingangstransistoren Q5 und Q8 an einer Seite jedes der ersten Analog-Gatter verbunden, welches die MOS-Transistoren Q3, Q4 und Q5 umfaßt, sowie mit einer Seite jedes der zweiten Analog-Gatter verbunden, das die MOS-Transistoren Q6, Q7 und Q8 umfaßt.

Es wird jetzt der Tastatur-Abtastabschnitt der Anordnung aus Fig. 11 beschrieben.

Das dem Eingangsanschluß 1 zugeführte Signal wird in seine Frequenz so "demultipliziert", daß es von dem 1/4 Dividierer 3 leicht verarbeitet werden kann, und wird weiter den 1/2 Dividierern 5 bis 8 zugeführt, welche in Reihe geschaltet sind. Die Ausgänge der Dividierer 5 bis 8 sind fortlaufende Impulse P_Q, P., Pp,...,P₇, die sich gegenseitig nicht überlappen und vom Decoder 10 abgegeben werden; diese Impulse P_Q bis P₇ sind in Fig. 14 aufgezeichnet. Die fortlaufenden Impulse P_Q bis P₇ haben normalerweise einen Spannungspegel von -V₁ Volt und einen

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oberen Pegel von 0 Volt und besitzen die Form acht verschiedener Arten sich wiederholender fortlaufender Impulse, die sich nicht gegenseitig überlappen.

Die Ausgangsimpulse P~ bis P₇ des Decoders 10 werden den Ordinaten der Tastaturmatrix 25 und gleichzeitig dem Eingangsanschluß an einer Seite der UND-Gattergruppe 20 zugeführt. Man bemerke, daß das Signal zur UND-Gattergruppe 20 vorzugsweise aus Impulsen bestehen sollte, die zwischen V₁ und 0 liegen, wobei das Signal in Fig. 14 zur positiven Seite durch V verschoben wird, da in dem obigen Fall eine enge Übereinstimmung zwischen dem Eingang an der anderen Seite des UND-Gatters und dem erhaltenen Pegel besteht. Die Tastaturmatrix 25 besitzt Ausgänge P„ bis P₇ des Decoders 10 an ihren Ordinaten, wobei die entsprechenden Signalformen ebenfalls aus Fig. 14 hervorgehen, während die Abszisse der Matrix 25 durch jedes variable Impedanzelement im Block 24 geerdet wird. An den Verbindungen oder Schnittpunkten von Ordinate und Abszisse der Matrix 25 sind Tastenschalter mit zugehörigen Schaltkreisen, wie in dem Beispiel der Fig. 13 angegeben, angeordnet, wobei der Verbindungspunkt 26 zwischen der Ordinate mit dem Ausgang P₇ des Decoders 10 sowie mit der Abszisse R₀ wie dargestellt verbunden ist. Man bemerke ferner, daß die anderen Verbindungspunkte, die durch kleine Kreise in Fig. 11 markiert sind, in genau der gleichen Weise wie das in Fig. 13 angegebene Beispiel gestaltet sind.

Es wird jetzt die Wirkungsweise des Verbindungspunkts 26 im einzelnen beschrieben.

Die Tastaturschalter SW11 und SW 12 haben einen Schaltarm, der auf dem Ruhekontakt NC liegt, wenn die Tasten nicht niedergedrückt sind,

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während dor Kondensator Cl auf die Spannung Vl aufgeladen wird. Wenn ein Spieler beispielsweise den zur Note Cl gehörenden Tastenschalter niederdrückt, wird der Schalter SWIl am Anschluß NC geöffnet, wonach sich die Ladung des Kondensators Cl über den Widerstand R₁₁₁ entlädt und die Potentialdifferenz über dem Kondensator Cl schrittweise abnimmt. Wenn danach der Arm des Schalters SWIl mit dem Arbeitskontakt NO mit Zunahme der Schalterbewegung verbunden wird, fließt der von der Ladung des Kondensators Cl ansteigende Strom auch zur Basis des Transistors QIl, welcher den Strom zur Ladung des Kondensators C2 verstärkt. Man bemerke, daß die Stromverstärkung auch durch eine Diode erzielt werden kann, wenn das Kapazitätsverhältnis zwischen den Kondensatoren Cl und C2 hinreichend groß ist.

Wenn in Fig. 13 die Spannung in Durchlaßrichtung über Basis und Emitter des Transistors QIl und Spannung in Durchlaßrichtung für die Dioden Dl und D2 zur Vereinfachung der Beschreibung vernachlässigt werden, dann ist die Potentialdifferenz über dem Kondensator C2 ungefähr gleich derjenigen über dem Kondensator Cl bei der Zeitspanne, wenn ein Zwischenpunkt des Schalters SIl mit der Anschlußseite NO verbunden ist. Wenn demzufolge der Ausgang P~ des Decoders 8 den Wert -V. hat, dann ist das Potential an der Stelle X zwischen -V und 0, so daß je größer die Geschwindigkeit ist, mit der die Taste niedergedrückt wird, d.h. je kürzer die Zeitspanne zwischen Verlassen des Zwischenpunktes (=Schaltarms) des Schalters SIl vom Anschluß NC und der Verbindung des Schaltarms mit dem Anschluß NO ist, desto näher an 0 ist das Potential an der Stelle X.

Wenn die fortlaufenden Impulse am Ausgang P„ des Decoders erscheinen, dh. wenn die Ordinate das Potential 0 annimmt,

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- yi -

Hi

steigt das Potential am Punkt X zur positiven Seite um V₁ und erreicht einen Wert zwischen 0 und V,. . Jetzt hat die Ordinate entsprechend den mit der Abszisse R~ verbundenen Verbindungspunkten (Jen Wert -V. und daher liegen alle diese X-Punkte dieser Verbindungspunkte zwischen -V. und 0. Demzufolge erscheint das Potential an der Stelle, deren Ordinate auf 0 liegt, d.h. da:; Potential an dem Punkt X des Verbindungspunk tes .'¹G, der dem Ton Cl entspricht, an der Abszisse R_n durch die Diode Dl. Die Abszisse R.. ist mit dem Anschluß 5002 jedes Blocks 401, 413, 425, 437, 449, 461, 473 und 485 verbunden, während die Ordinate der Matrix 25 der Eingang zum UND-Gatter ist, an welchem das Abtastsignal aus dem Decoder 19 durch das UND-Gatter gemäß der logischen UND-Funktion verknüpft wird und danach dem Anschluß 5003 jedes Blocks 401 bis 488 zugeführt wird, und zwar in der Form von fortschreitenden Impulsen, die später als der Ausgang des Decoders 25 ansteigen, aber früher als der gleiche Ausgang des Dekoders 25 abfallen, wobei der niedrige Pegel 0 und der hohe V. beträgt.

Der Ausgang der Ordinate, d.h. der Ausgang P₇ des Decoders 8 hat die Form des Impulses SP₇ gemäß Fig. 15 und wird dem Anschluß 5003 jedes Blocks 485, 486, 487 und zugeführt und der Transistor Ql des jeweiligen Blockes wird eingeschaltet. Daher wird das Potential mit dem Kondensator C2 des Blocks 26 zu den Kapazitäten CsI und Cs2 der Gates u. dgl. der Transistoren Q4 und Q7 des Blocks 485 übertragen, und die Transistoren Q4 und Q7 werden durch das Potential eingeschaltet, das dem Gate in der oben beschriebenen Weise zugeführt wurde,wobei die Ausgangssignale von .rechtwinkliger Form aus den Transistoren Q5 und Q8 an die Gates der Transistoren Q9 und QIl weitergeleitet werden. Da in diesem Falle das Potential dynamisch in den obigen Kapazitäten CsI und Cs2 selbst

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- yr -

nachdem die fortlaufenden Impulse aus dem Decoder 10 zu anderen Teilen gelaufen sind, aufbehalten wird und der Transistor Ql abgeschaltet ist, bleiben die Transistoren Q4 und Q7 im eingeschalteten Zustand. Die Transistoren Q9 und QlO, als Quellen-Folrjer geschaltet, arbeiten als Impedanzumsetzer und verhindern das Obersprechen durch anderer Töne. Durch die vorstehend erwähnten Funktionen werden Signale rechtwinkliger Form von Grundfrequenz und einer Frequenz, die eine Oktave höher ist, erhalten und werden durch Widerstände RIl, R12 im vorbestimmten Mischungsverhältnis gemischt und vom Ausgangsanschluß 5006 aus ausgegeben.

Wenn andererseits das Potential des Ausgangs P₇ des Decoders 10 den Wert 0 annimmt, wird die Ladung des Kondensators C2 über ein Element der Elementengruppe aus variablen Impedanzelementen entladen, die gemeinsam mit der Abszisse der Matrix 25 verbunden sind, so daß das Potential an Punkt X zunehmend kleiner wird. Die erwähnte Entladung findet statt, wenn die Ordinate der Matrix ein Potential von 0 Volt annimmt, und jedesmal erniedrigt sich das Potential der erwähnten Kapazitäten CsI und Cs2 des Blocks 485 ebenfalls dauernd um ein Weniges entsprechend dem Anstieg des Einschaltwiderstandes für die Transistoren Q4 und Q7, während die Amplitude des Ton-Signals, die den Gates der Transistoren Q9 uni QlO zugeführt wurde, fortwährend abnimmt und somit einen sogenannten abklingenden Ton oder verhallenden Ton ergibt.

Wenn im nächsten Schritt die Taste freigegeben wird, kehrt der Schaltarm von SWIl zur Seite des Anschlusses NC zurück und der Kondensator wird erneut geladen und ist dann bereit für ein erneutes Niederdrücken der Tasten, während gleichzeitig der Schalter SW12 durch den Anschluß NC geerdet wird und die entgegengesetzten Seiten

- yf-

des Kondensators 2 das gleiche Potential einnehmen, wenn der Ausgangsanschluß P₇ des Decoders 10 den Wert 0 annimmt, wobei der Kondensator C2 entladen wird und das Potential des Anschlusses 5002 des Blockes 485 annimmt und damit das Potential der Kapazitäten CsI und Cs2 auf 0 setzt, wodurch die Transistoren Q4 und Q7 abgeschaltet werden und die Tonabgabe beendet wird. Wenn das Erden des Schalterarmes des Tastenschalters SW12 vermieden wird, können die Töne selbst nach Loslassen der Tasten bestehen bleiben.

Natürlich arbeitet die Einrichtung nicht nur wie beschrieben für die Taste Cl, sondern ebenfalls in gleicher Weise für die anderen Töne. Die Anordnung ist gemäß vorstehender Beschreibung so getroffen, daß dann, wenn der Ausgang des Decoders 10 nacheinander von Pq zu P₇ durchläuft, das Abtasten sequentiell von Oktave zu Oktave bewirkt wird, wobei während dieser Zeitspanne die analoge Amplitudeninformation in den Kapazitäten CsI und Cs2 jedes der Blöcke 401 bis 488 gespeichert und einbehalten wird, während das Entladungselement der Envelopen-Steuerung jeweils für sich mit der Abszisse der Matrix verbunden ist und auf Zeitteilerbasis verwendet werden kann. Die Ausgänge der Blöcke 401 bis 406 sind mit einem Tonfilter verbunden, das mit dem linksten Anschluß der Anschlußgruppe 13 verbunden ist und mit dem vorbestimmten Ton beaufschlagt wird. Danach werden sechs Töne gleichzeitig zu einem in ähnlicher Weise wie oben beschrieben kombiniert und jedem Tonfilter zugeführt, so daß sie an dem Tonfilter mit einem Ton aus jedem Tonbereich beaufschlagt werden, mit Ausnahme der vier Töne an dem rechtesten Anschluß.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich leicht, daß die für die Pegelverschiebung angegebene Energiequelle Bs, wie für den Block 26 in Fig. 13 dargestellt,

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als solche nicht unbedingt erforderlich ist, daß jedenfalls eine Energiequelle für jede Ordinate der Matrix 25 für den Zweck ausreicht.

Man bemerke, daß verschiedene Arten von variablen Impedanzelementen, die in den oben erwähnten Veröffentlichungen beschrieben sind, an der mit Bezugszeichen 16 versehenen Stelle verwendet werden können und dort zu einem Block 24 verbunden sind, in welchem Falle Abklingeigenschaften für die Töne erzielt werden können, die denjenigen des Klaviers außerordentlich nahe kommen. Der Block 24 kann in dem gleichen Chip wie die anderen Schaltungsteile mit Ausnahme von Block 9 aus Fig. 1 oder in einem separaten IC integriert sein, das nur den Block 24 enthält, oder Block 24 kann natürlich auch aus einzelnen Teilen aufgebaut sein.

In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist für jede Abszisse der Matrix 25 genau ein variables Impedanzelement in dem Block 24 vorgesehen; jedoch kann die Erfindung auch so abgewandelt werden, daß die Blöcke für die Töne sowohl vertikal wie auch lateral bei einer im übrigen wie Fig. 1 ausgeführten Anordnung abgetastet werden können, wobei dann nur ein variables Impedanzelement für die aufeinanderfolgende Obergabe beispielsweise durch ein Übergabeelement verwendet werden kann, obgleich die Entladungszeit für den Kondensator C2 in diesem Falle auf die Zeitspanne beschränkt ist, während der das Entladeelement mit der entsprechenden Leitung verbunden ist. Da außerdem der Eingangsanschluß 2 der Rückstelleingang zum Rückstellen der Dividierer in der Anordnung ist und mit der Phasenausrichtung zusammenhängt, wenn mehr als zwei Schaltungen gemäß Fig. 11 gleichzeitig durch den gleichen Takt getrieben werden, kann der Anschluß 2 falls wünschenswert auch entfallen.

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- vT -

In der Ausführungsform von Fig. 11 sind die Teile mit Ausnahme der Matrix 25 für den Tastaturblock zu einem LSI-Chip mit vierzig bis zweiundvierzig Stiften zusammengefaßt, wobei diese Anordnung zu einer außerordentlich kompakten Form der Einrichtung im ganzen sowie auch zu einer entsprechenden Kostenreduzierung führt. Da weiter verschiedene Abänderungen und Ausgestaltunaen der Erfindung möglich sind, beispielsweise indem der Block 24 mit variabler Impedanz in Form eines separaten Chips zur Veränderung der Eigenschaften entsprechend der Systemkonfiguration angefertigt wird, wobei dann die Anzahl der Anschlüsse des LSI-Hauptchips nicht geändert wird.

Man bemerke weiter, daß bei Anwendung der Erfindung auf 88 Tasten, d.h. auf eine bei Klavieren oder Flügeln übliche Anzahl von Tasten, die Erfindung auf diese 88 Tasten nicht beschränkt ist, sondern natürlich auch auf eine andere Tastenzahl angewandt werden kann, wobei die Matrix 25 mit einer Tiefe 12 und Breite 8 auf andere Abmessungen, beispielsweise 16x 16 abgeändert werden kann. In diesem Fall ist der Decoder ein Vier Bit Decoder, wobei dennoch das LSI-Chip 40 bis 42 Stifte haben kann, selbst dann, wenn ein derartiger Vier Bit Decoder 10 und Oberste-Oktaven-Teiler 11 außerhalb des Chips untergebracht sind, obgleich ein Decoder für die Versorgung fortschreitender Impulse für die ÜND-Gattergruppe 20 im Inneren des LSI-Chips benötigt wird, so daß ein separater Vier Bit Decoder oder eine äquivalente Schaltung, beispielsweise ein Schieberegister, erforderlich ist.

Man bemerke weiter, daß die Gate-Kapazitäten Cs1 und Cs2 der MOS-Transistoren als elektrische Kapazitäten zum Speichern und zum Aufbewahren analoger Werte verwendet werden; die Anordnung kann jedoch auch so abgeändert werden, daß die elektrischen, für das Speichern und Aufbewahren analoger

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Werte zuständigen Bauteile andere sein können, beispielsweise die Gate-Kapazität der Transistoren, die Verdrahtungs-Kapazität, die parasitäre Kapazität, u. dgl.

Da bei der Ausführungsform nach Fig. 11 die beispielsweise analoge Information dynamisch in der kleinen Kapazität, wie sie etwa in der Gate-Kapazität der MOS-Transistoren vorliegt, gespeichert und aufbewahrt werden kann, können verschiedene, nachstehend aufgeführte Funktionen in dem elektronischen Musikinstrument ausgeführt werden, bei welchem die Gruppen von Tastatur-Kontakten in einer elektrischen Matrix angeordnet sind.

1. Die Envelope der Tonsignale kann frei gesteuert werden.

2. Die Lautstärke der Töne entsprechend der Geschwindigkeit des Tastenanschlags kann erreicht werden.

3. Da die variablen Impedanzelemente zur Entladung der elektrischen Ladung für die Beeinflussung der Envelope gleichzeitig für mehrere Tasten verwendet werden, kann ihre Anzahl kleiner als die Anzahl der Tasten sein.

4. Da das Entladen der elektrischen Ladung zur Beeinflussung der Envelope intermittierend ausgeführt wird, kann die Kapazität des Kondensators für das Sammeln der Ladung relativ klein sein.

5. Das Beenden des Tones durch Loslassen der Taste kann sehr schnell erfolgen.

Fig. 16 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Tastenschalter-Verbindungspunktes, der in der Matrix 25 der Fig. 11 mit kleinem Kreis umringelt ist, sowie des Blockes 26, der als zugehörige Schaltung dafür vorgesehen ist. In dieser

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- yr-

Ausführungsform ist der VerbJndunqspunkt 26 die Schnittstelle zwischen der Ordinate verbunden mit dem Ausgang P.

des Decoders 10 und der Abszisse R

(Γ

Es wird jetzt die Wirkungsweise des Verbindungspunktes 26 unter Bezugnahme auf Fig. 16 beschrieben, wobei die Spannung zwischen Basis und Emitter des Transistors 011 nicht vernachlässigt sondern vielmehr als V₀ angenommen wird.

In Fig. 16 werden die Spannungen zur Beeinflussung der Lautstärke der Töne, der Envelope und der Abklingeigenschaften den Steueranschlüssen 911, 912 zugeführt, und die Beziehung zwischen den Werten der Steuerspannungen, die an jeden der Anschlüsse 911, 912 angelegt werden, und die zugehörigen Betriebsweisen gehen aus den nachfolgenden Tabellen 2 und hervor, bei denen die Spannungsstufe V in Fluß

richtung des 0,6 Volt hat.

p-n Übergangs einen Wert von ungefähr

Tabelle 2

Spannung am Anschluß 911

Betriebsweise

Lautstärke des Tons wird entsprechend der

„ Anschlagsgeschwindigkeit der Taste verändert,

während die Envelope des Tons vom Anfangszustand bei Tastenanschlag abnimmt (Pianoklang)

Lautstärke des Tons wird nicht entsprechend V_ der Anschlaggeschwindigkeit der Taste vari

iert und die Envelope des Tons behält konstante Größe während die Taste niedergedrückt bleibt (Orgelklang)

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Tabelle 3

Spannung am Betriebsweise

Anschluß 912

Der Ton verschwindet bei Loslassen der angeschlagenen Taste

Der Nachklang der Note bleibt selbst nach Loslassen der angeschlagenen Taste

Zunächst werden die Funktionen für den Fall beschrieben, bei denen der Anschluß 911 die Spannung -V- hat und der Anschluß 912 die Spannung 0 hat, d.h. ein Zustand, bei dem das Dämpferpedal des Instruments nicht gedrückt ist.

Wenn die Tasten nicht niedergedrückt sind, sind die Tastenschalter SW11 und SW12 jeweils mit der Seite des Anschlusses NC (normalerweise EIN) verbunden, und daher wird der Kondensator C1 auf V. - 2V aufgeladen, wobei V die Anstiegsspannung des pn-Übergangs in der Flußrichtung wie erwähnt bedeutet und zwei 2V der Spannungsabfall an der Reihenschaltung der Dioden D4 und D5 ist.

Unter der Annahme, daß der Spieler die Taste C1 drückt, wird der Tastenschalter SW11 am Anschluß NC geöffnet und die Ladung im Kondensator C1 beginnt sich über die Widerstände R101 und R102 sowie die Diode D3 zu entladen, wobei die Potentialdifferenz über dem Kondensator C1 abnimmt. Wenn die öffnung des Tastenschalters zunimmt, ist der Kontakt des Tastenschalters SW11 mit der Seite des Anschlusses NO (normalerweise AUS) verbunden. Im erwähnten Fall ist die Ordinate der Matrix, die mit dem Ausgang P₇ des Decoders

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verbunden ist, gleich -V₁, und der Entladestrom des Kondensators C1 fließt auch in die Basis des Transistors 011, erfährt dann eine Stromverstärkung und lädt Kondensator C2. Man bemerke, daß dann, wenn das Kapazitätsverhältnis der beiden Kondensatoren C1 und C2 hinreichend groß ist, die Stromverstärkung nicht nötig ist, und daß der Transistor 011 durch eine geeignete Diode ersetzt werden kann. Wenn die Potentialdifferenz über dem Kondensator C1 in dem Moment, wenn der Schaltarm des Tastenschalters SVi11 mit der Seite des Anschlusses NO verbunden ist, durch V„ dargestellt ist, was einen Wert zwischen V₁ - 2V und 0 annimmt, dann werden die gegenüberliegenden Seiten des Kondensators C2 auf die Potentialdifferenz (V₁, + 2V„) - V_n., d.h., V₁, + V_n.

Unter der Annahme, daß der Kontaktarm des Tastenschalters SW11 mit dem Anschluß NO während der Zeitspanne verbunden ist, in der die Ordinate der Matrix 0 ist, dann wird der Transistor 011 in dem erwähnten Moment nicht leitend, wird jedoch eingeschaltet, nachdem die Ordinate der Matrix, d.h. die rechte Seite des Kondensators C2 in Fig. 3, den Wert -V₁ angenommen hat und den Kondensator C2 lädt. Im erwähnten Fall ist die Verzögerung der Ladefunktion ersichtlich äquivalent einer geringfügigen Verzögerung in der Geschwindigkeit des Tastenanschlags, was zu einer fehlerhaften Feststellung der Anschlagsgeschwindigkeit führt. Wenn jedoch das von außen angelegte Signal einer Frequenz von 2 MHz hat, beträgt der Fehler etwa 4 μβ. maximal, während für die Betriebsweise des Instruments durch den Spieler diejenige Zeit, die zwischen Verlassen des Schaltarms des Tastenschalters SW11 des Anschlusses NC und Ankunft am Anschluß NO erforderlich ist, etwa 0.1 ms. bis 100 ms. beträgt, so daß in Ansehung der verschiedenen Zeiten im praktischen Betrieb sich tatsächlich kein Problem ergibt. Wenn der Ausgang P₇ des Decoders 10 den Wert -V₁ hat, ist das Potential am X-Punkt V₁, + V_. - V₁, wobei V₁, ein Wert zwischen V₁ - 2V_,

Iv IJ I K I IJ

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£0

und O ist, und der X-Punkt folglich einen Wert zwischen -V und -(V₁ - V) hat, so daß die Zeitspanne zwischen Verlassen des Schaltarms des Tastenschalters in Fig. 11 des Anschlusses NC bis zum Erreichen des Schaltpunktes NO um so kurzer ist, je höher die Anschlagsgeschwindigkeit ist, und je näher ist dann auch der Wert an der -V Seite.

Wenn in dem vorstehenden Beispiel die weiterlaufenden Impulse am Ausgang P₇ des Decoders 10 auftreten, d.h. wenn die Ordinate den Wert 0 hat, steigt das Potential am Punkt X auf die positive Seite durch V. und erreicht einen Wert zwischen V. - V und V . Die gleiche Abszisse der Matrix und die Ordinate entsprechen den anderen Verbindungsstellen, die mit der Abszisse R_Q verbunden sind, sind im obigen Fall sämtlich auf einem Wert -V. in diesem Augenblick, und daher liegen die Werte an den Punkten X dieser Verbindungsstellen sämtlich zwischen -V und -(V₁ - V). Daher wird das Potential an den Verbindungsstellen, an denen die Ordinate den Wert 0 hat, d.h. das Potential am Punkt X der Verbindungsstelle 26 für den Ton C1 einen Spannungsabfall von V durch die Diode D1 erleiden und an der Abszisse R- als Spannung im Bereich zwischen V₁ - 2V_n und V erscheinen. Die Ordinate, die jetzt abgefragt wird, d.h. der Ausgang P₇ des Decoders 10, wird als Impuls SP6 gemäß Fig. 15 gebildet, der den Anschlüssen 5003 der Blöcke 485, 486, 487, 488 zum Einschalten der Transistoren 01 in diesen Blöcken zugeführt wird. Dementsprechend ist das Potential über dem Kondensator C2 des Blocks 26 um V abgefallen und wird auf die Kapazität Cs1 und Cs2 der Gates u. dgl. der Transistoren Q 4 und Ql für den Block 485 zugeführt. Da die Funktion des Blocks 485 die gleiche wie in der Anordnung aus Fig. 13 ist, kann an dieser Stelle auf eine weitere Beschreibung verzichtet werden.

Nachfolgend wird das Betriebsverhalten in dem Falle erläutert, bei dem das Potential am Anschluß 912 den Wert V₁ hat,

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wobei das Potential am Anschluß 911, der im Verbindungspunkt 26 der Tastaturmatrix 25 angeordnet ist, auf dem Wert -V- wie nachfolgend beschrieben gehalten wird.

Zu Beginn des Tastenanschlags und während des Niederdrückens der Taste sind die Funktionen die gleiche wie im vorstehenden Beispiel. Jedoch bei Freigabe der Taste wird die elektrische Ladung des Kondensators C1 nicht entladen, da die Diode D2 in der Sperrichtung beaufschlagt wird, bzw. bei einer Vorwärtsspannung von weniger als V nicht leitet, und der Kondensator C2 wird hauptsächlich über das Impedanzelement des Blockes 24 selbst nach Freigabe der niedergedrückten Taste entladen. Folglich verschwindet der Ton nicht sofort, sondern klingt noch weiter aus.

Es wird jetzt der Fall betrachtet, bei dem das Potential am Anschluß 911 dei
klang beschrieben.

am Anschluß 911 den Wert V_Q hat, dh. es wird jetzt der Orgel-

Während bei der vorstehenden Anordnung der Tastenschalter SW11 mit der Seite des Anschlusses NC verbunden ist, liegt fast überhaupt keine Potentialdifferenz über dem Kondensator C1 vor, so daß dann, wenn der Tastenschalter SW11 mit der Seite des Anschlusses NO verbunden ist, unabhängig von der Anschlagsgeschwindigkeit das Potential 0 an die Basis des Transistors 011 weitergeleitet wird, während das gleiche Potential solange anhält, während die Taste niedergedrückt gehalten wird.

Während des Niederdrückens der Taste bleibt daher das Potential V₁ - 2V_D an den Gates der Transistoren 0.4 und Q5 des Blocks 185, ohne daß die Lautstärke des Tons in irgendeiner Weise verändert wird. Da die weiteren Wirkungsweisen bei Freigabe der niedergedrückten Taste die gleichen sind wie dann, wenn der Anschluß 911 auf -V₁ gehalten wird, braucht

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hier die diesbezügliche Beschreibung nicht noch einmal wiederholt zu werden.

Obgleich in der vorstehenden Beschreibung das Potential am Anschluß 911 als V angenommen wurde, kann der gleiche Effekt natürlich erhalten werden, selbst wenn das Potential den Wert 0 hat, so daß es sich unter gewissen Umständen als praktisch erweisen kann, das Potential auf den Wert 0 für den Orgelton festzulegen.

Man sollte weiter sich vor Augen halten, daß bei Betriebsweise im Orgelton die Entladung des Kondensators C2 durch das Impedanzelement des Blocks 24 stattfindet. Dies schafft jedoch keine speziellen Probleme, wenn die Abtastfrequenz der Matrix-Ordinate außerhalb des Hörbereichs liegt, oder wenn die Zeitkonstante für das Abklingen (oder ein äquivalentes) hinreichend länger ist als die erwähnte Abtastfrequenz .

Obgleich in der vorstehenden Beschreibung die Dioden D4, D5 und D6 jeweils in den Schaltungen an den jeweiligen Verknüpfungsstellen der Tastaturmatrix 25 eingeschaltet sind, ist diese Gruppe von Dioden D4, D5 und D6 nicht an jedem Verbindungspunkt erforderlich, es reicht vielmehr aus, wenn eine Gruppe dieser Dioden in der Tastaturmatrix 25 aus Fig. 11 vorgesehen ist. Mit anderen Worten, die vorstehende Anordnung kann leicht so abgeändert werden, daß der Punkt Y in Fig. 16 zur Hauptleitung aus der Matrix 25 gemacht wird.

Man sieht ferner aus Fig. 16, daß zwar zwei Widerstände und eine Diode für die Entladungsschaltung parallel zum Kondensator CI vorgesehen sind, so daß die Entladung schnell vom Anfangszustand aus erfolgt und später langsamer wird, entsprechend einem exponentialen Abfall, daß jedoch diese Entladungsschaltung auf verschiedene Weise je nach Bedarf und Wunsch abgeändert wer den kann.

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Man sieht, daß es bei der Einrichtung aus Fiq. 16 möqlich ist, den Übergang zwischen Pianoklang, bei welchem die Envelope des Tones vom anfänglichen Auejenblick des Tastenanschlags mit dem Abklingen beqinnt, und dem Orqelklang, bei dem die Tonlautstärke durch die Anschlagsge^hwindigkeit der Tasten nicht variiert wird, und die Envelope des Tones während des Tasten-Niederdrückens konstant bleibt, ferner das Umschalten zwischen einer Betriebsart, bei der der Ton bei Loslassen der Taste verschwindet und einer solchen, bei der das Abklingen des Tones selbst nach Loslassen der Tasten möqlich ist, in besonders einfacher und wirkungsvoller Weise auszuführen.

Ferner geht aus der vorstehenden Beschreibung hervor, daß das Betätigen einer oder mehrerer Tasten des elektronischen Musikinstruments, bei dem eine Tastatur-Abtastung vorgesehen ist, durch eine extrem einfache Schaltung gespeichert werden kann. Weiter ist vorteilhaft, daß die Tongeneratorschaltung des elektronischen Musikinstruments in besonders einfacher Weise sich in ein einziges Chip integrieren läßt. Da die Information betreffend das Niederdrücken einer oder mehrerer Tasten in der Gate-Kapazität od. dql. Kapazitäten des MOS-Transistors dynamisch gespeichert ist, kann die TonqeneratorschaItunq des elektronischen Musikinstruments in einer sehr einfachen Schaltung ausgeführt werden, die ebenfalls besonders leicht integrierbar ist. Weiter kann der Tongenerator-Abschnitt in der erfindunqsqemäßen Schaltung dadurch auch besonders einfach realisiert werden, daß das Speichern der das Niederdrücken einer Taste darstellenden Information in Form einer Rastschaltung oder Kippschaltung geschieht, die zur Vielzahl der Tasten im Verhältnis 1 : 1 steht. Dadurch, daß in der Tastaturmatrix eine Schaltergruppe für die Klangfarbe und das Umschalten eingebaut ist , so daß das Abtasten dieser Schalter gleichzeitig innerhalb der gleichen Abtastroutine, wie sie für die

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Schalterabtastunq vorgesehen ist, ausgeführt werden kann, ergeben sich verschiedene Funktionen, wie etwa die Variation der Töne, das Abschneiden der Vier-Fuß-Systemtöne, wenn diese nicht benutzt werden, ohne daß die Anzahl der Anschlüsse entsprechend erhöht werden müßte, so daß auch in dieser Hinsicht die Anordnung für die Großintegration besonders prädestiniert ist.

Mit dem erfindungsgemäßen elektronischen Musikinstrument können daher insgesamt folgende Funktionen ausgeführt werden, bei einem elektronischen Musikinstrument, bei dem die Gruppe von Tastenschaltern in der Form einer Matrix angeordnet ist:

(1) Die Envelope oder Umhüllende des Tonsignals, d.h. der zeitliche Verlauf der Tonsignal-Amplitude, kann nach Wunsch beeinflußt werden.

(2) Die Tonlautstärke kann entsprechend der Anschlaggeschwindigkeit gestaltet werden.

(3) Da die variablen Impedanzelemente zum Entladen der elektrischen Ladung, mit denen die Tonsignal-Envelope beeinflußt wird, für mehrere Schalter gleichzeitig verwendet werden, kann deren Anzahl kleiner sein als die Anzahl der Schalter.

(4) Da das Entladen der elektrischen Ladung zur Beeinflussung der Envelope intermittierend ausgeführt wird, kann die Kapazität des Ladekondensators sehr klein sein.

(5) Es ist möglich, daß das Tonsignal beendet wird, wenn die Taste losgelassen wird.

(6) Es ist ferner möglich, zwischen einem Pianoklang, bei dem die Envelope des Tonsignals vom Beginn des Tastenanschlags an abklingt, und dem Orgelklang, bei dem die Tonlautstärke durch die Art und Geschwindigkeit des Tastenanschlags nicht verändert wird und bei dem die Envelope des Tonsignals konstant bleibt, während die Taste gedrückt bleibt, umzuschalten.

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(7) Es ist ferner möglich, zwischen einer Betriebsart, bei der der Ton bei Loslassen einer niedergedrückten Taste verschwindet, und einer Betriebsart, bei der das Abklingen des Tones auch nach Loslassen der niedergedrückten Taste anhält, umzuschalten.

Es versteht sich, daß die Erfindung, die vorstehend an bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, auf Einzelheiten derselben nicht beschränkt ist, daß vielmehr zahlreiche Änderungen denkbar sind, ohne daß dadurch vom Erfindungsgedanken abgewichen wird.

Insgesamt wurde ein elektronisches Musikinstrument beschrieben, bei dem das Betätigen einer oder mehrerer Tasten durch Abtasten der Tastatur festgestellt wird. Das elektronische Musikinstrument enthält wahlweise betätigbare Tasten zur Erzeugung Noten entsprechender Töne, eine Schaltung zum sequentiellen Abtasten der Tastatur zur Feststellung der Betätigung eines oder mehrerer Tasten, sowie eine Speicherschaltung für jede der Tasten, so daß die Information über das Betätigen einer oder mehrerer Tasten in der Speicherschaltung gespeichert werden kann.

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Le e rs e i t e

Claims

-JtS - 2723259 Patentansprüche

1. Elektronisches Musikinstrument mit mehreren Tasten, von denen jede für die Erzeugung eines einer Note entsprechenden Tones durch das Musikinstrument bei Betätigung vorgesehen ist, mit einer elektrischen Abtastschaltung zum sequentiellen Abtasten sämtlicher Tasten auf Feststellung der Betätigung einer oder mehrerer Tasten, sowie mit einer Speichereinrichtung für jede Taste zum Speichern der das Niederdrücken einer oder mehrerer Tasten darstellenden Information.

2. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung jede Taste einzeln abtastet.

3. Musikinstrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung mehr als zwei Tasten gleichzeitig abtastet.

4. Elektronisches Musikinstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiederholfrequenz für das Abtasten der Tastatur außerhalb des Hörfrequenzbereiches oder desjenigen Frequenzbereiches liegt, der für den erzeugten Ton von Bedeutung ist.

5. Elektronisches Musikinstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung eine elektrische Kapazität aufweist.

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ORIGINAL INSPECTED

6. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Kapazität hauptsächlich die Gate-Kapazität eines oder mehrerer MOS-Transistorelemente ist.

7. Elektronisches Musikinstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Kapazität von der Gate-Kapazität, der Verdrahtungs-Kapazität, der parasitären Kapazität o. dgl. des Transistorelements gebildet wird, welches die Speichereinrichtung bildet.

8. Elektronisches Musikinstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch das in der elektrischen Kapazität gespeicherte elektrische Signal eine Gatterschaltung getrieben wird.

9. Elektronisches Musikinstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die rückseitige Stufe der Speichereinrichtung einen Inverter aufweist, mit dem das Vermischen des Rauschens aufgrund des Abtastens der Tasten vermieden wird.

10. Elektronisches Musikinstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung mit der elektrischen Kapazität ein analog arbeitendes Gatter ist.

11. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Kapazität gleichzeitig als ein Element mit Zeitkonstante zur Erzielung einer Sustain-Funktion dient.

12. Elektronisches Musikinstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische

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- JKJ -

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Entlade-Impedanzelementefür die Sustain-Funktion vorgesehen ist, welches sequentiell entsprechend dem Abtasten der Tasten umgestellt wird.

13. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Entlade-Impedanzelement nur in einer Schaltung pro Stufe der Tastatur zum sequentiellen Umschalten von einer Taste zur anderen entsprechend dem Abtasten der Schalter vorgesehen ist.

14. Elektronisches Musikinstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für das Abtasten von jeder Taste eine vorbestimmte Zeitspanne vorgesehen ist.

15. Elektronisches Musikinstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung in das gleiche Chip integriert ist wie der Frequenzteiler-Abschnitt für die Töne.

16. Elektronisches Musikinstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastsignal für die Tasten und das Eingangssignal für den Frequenzteiler-Abschnitt aus der gleichen Signalquelle erhalten werden.

17. Elektronisches Musikinstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das durch Betätigung einer oder mehrerer Tasten ausgelöste Signal durch einen rechteckigen Signalzug darstellbar ist.

18. Elektronisches Musikinstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das durch

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Betätigen einer oder mehrerer Tasten zu erzeugende Signal durch einen treppenartiqen Signalzug darstellbar ist.

19. Elektronisches Musikinstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung von einer Kippschaltung gebildet ist.

20. Elektronjsches Musikinstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtasten der Schalter zum Umschalten der Klangfarbe gleichzeitig während der Abtastroutine für die gesamten Tasten erfolgt.

21. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das durch Niederdrücken einer oder mehrerer Tasten erzeugte Signal von einer rechteckigen Signalform in eine treppenförmige Signalform und umgekehrt durch Verwendung des Ausgangs des Schalters umschaltbar ist.

22. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Ein- und Ausschalten für nicht benötigte Fuß-Gruppenton durch den Schalter für das Umschalten der Klangfarbe erfolgt.

23. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter die Signalform beim Umschalten verändert.

24. Elektronisches Musikinstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Information bezüglich des Betätigens eines der Schalter als Analogwert entsprechend der Amplitude o. dgl. des Tones vorliegt.

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25. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Tastenschalter, ein erstes kapazitives Element, das an einem Ende mit dem Schaltarm des ersten Schalters verbunden ist und dessen Entladezeit von der Anschlaggeschwindigkeit der Taste abhängt, sowie ein zweites kapazitives Element vorgesehen sind, welches zum Speichern und Aufbewahren des Potentials des ersten kapazitiven Elements durch einen Arbeitskontakt des ersten Schalters ausgerüstet ist, wobei das in dem zweiten kapazitiven Element aufbewahrte und behaltene Potential durch Abtastimpulse feststellbar ist, die auf das erste kapazitive Element gegeben werden.

26. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schalter an einem Verknüpfungspunkt der Tastaturmatrix angeordnet ist, welche eine Ordinate aufweist, welcher Abtastimpulse für das Abtasten der Tastenschalter zugeführt werden, und welche eine Abszisse aufweist, von welcher Analogwerte als Ausgang abgenommen werden, daß der erste Schalter mit seinem Schaltarm über ein erstes kapazitives Element mit der Ordinate verbunden ist, daß der Ruhekontakt des Schalters über eine Vorspannungsquelle mit der Ordinate verbunden ist, und daß der Arbeitskontakt mit einem Ende eines zweiten kapazitiven Elementes verbunden ist, dessen anderes Ende mit der Ordinate entweder über eine Diode oder einen Transistor verbunden ist, wobei der Arbeitskontakt mit der Abszisse über eine weitere Diode verbunden ist und das erste kapazitive Element wahlweise geladen und während der Zeitspanne entladen wird, die zwischen Lösen des Schaltarmes vom Ruhekontakt und Obergang auf den Arbeitskontakt entsprechend der Anschlaggeschwindigkeit der Tastenschalter verstreicht, wobei das Potential des ersten kapazitiven Elementes an dem Zeitpunkt, an dem der Schaltarm mit dem Arbeitskontakt des Schalters verbunden ist, über den Arbeitskontakt zu dem zweiten kapazitiven Element übertragen wird,

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so daß die Tastaturmatrix als Analoqwert über die Abszisse entweder das Potential des zweiten kapazitiven Elementes oder einen dazu äquivalenten Wert durch das Diodenelement nur dann abgibt, wenn die Abtastimpulse an der Ordinate auftreten.

27. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Tastaturschalter entsprechend der Tastatur vorgesehen ist, dessen Kontakt durch Rückkehr der niedergedrückten Tasten nach Freigabe in ihre Ruhestellung geschlossen wird, wobei das zweite kapazitive Element wahlweise geladen und durch den Kontakt des zweiten Tastaturschalters entladen wird, so daß das zweite kapazitive Element auf einem Dauerwert während der Zeit gehalten wird, während der die Tasten nicht niedergedrückt werden.

28. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das kapazitive Element am Schnittpunkt der Ordinate, welcher die Abtast impulse zugeführt werden, und der Abszisse, von welcher der Analogwert ausgegeben wird, angeordnet ist, wobei ein Ende des kapazitiven Elements mit der Ordinate und das andere Ende mit einem Anschluß des Tastaturschalters sowie über eine Diode mit der Abszisse verbunden ist, wobei die Abszisse über entweder eine direkte Verbindung oder einen Umschalter mit einem Impedanzelement zum Laden und Entladen des kapazitiven Elementes verbunden ist, so daß der Analogwert durch das selektive Laden und Entladen über die Diode zur Veränderung der Amplitude o. dgl. des Tones verändert wird.

29. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Niederdrücken der Taste betriebener Schalter vorgesehen ist, dessen Ruhekontakt

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mit einer ersten Energiequelle verbunden ist, daß eine Parallelschaltung aus einem ersten kapazitiven und * dessen eines Ende mit dem Schaltarm des Schalters verbunden ist und dessen anderes Ende mit einer zweiten Energiequelle und einem Impedanzelement verbunden ist, und ein zweites kapazitives Element zum Speichern des Potentials am ersten kapazitiven Element über den Arbeitskontakt des Schalters vorgesehen sind, wobei das zweite kapazitive Element an Referenzpotential liegt und die Abtastimpulse das im zweiten kapazitiven Element gespeicherte Potential abtasten.

30. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß entweder das Potential der ersten Energiequelle oder ein diesem Potential sehr naher Wert und entweder das Potential des zweiten kapazitiven Elementes in dem Zeitpunkt, wenn der Abtastimpuls den Anschluß des Referenzpotentials noch nicht erreicht hat, auf das Potential der zweiten Energiequelle umschaltbar sind, wodurch zwischen Pianoklang, bei dem die Lautstärke des Tones entsprechend der Anschlaggeschwindigkeit der Taste sich verändert, und Orgelklang, bei dem die Lautstärke des Tones sich nicht mit der Anschlaggeschwindigkeit verändert, erreicht werden.

31. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ein/Aus-Schalter vorgesehen ist, der entsprechend der Betätigung einer oder mehrerer der Tasten der Tastatur geöffnet und geschlossen werden kann und mit seinem Ruhekontakt mit einer dritten Energiequelle und mit seinem anderen Kontakt mit dem zweiten kapazitiven Element durch eine Diode verbunden ist, wobei das zweite kapazitive Element an der Referenz-Potentialseite mit Abtastimpulsen zum Ablesen des im zweiten kapazitiven Element gespeicherten Potentials beaufschlagt ist.

* Impedanzelement

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32. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Pianoklang, bei dem die Tonlautstärke sich entsprechend der Anschlaggeschwindigkeit der Taste ändert, und der Orgelklang, bei dem die Tonlautstärke sich nicht entsprechend der Anschlaggeschwindigkeit der Taste ändert, durch wahlweises Umschalten eines der Potentiale von der ersten Energiequelle zu dem Potential der Ordinate _an einem Zeitpunkt erreicht werden kann, wenn der Abtastimpuls den Anschluß der Referenz-Potential sei te nicht erreicht hat.

33. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Potential der ersten Energiequelle und das Potential, das die Diode im gesperrten Zustand hält, derart umgeschaltet werden können, daß sie als dritte Energiequelle zum wahlweisen Umschalten zwischen einer Betriebsart, bei der der Ton bei Freigabe einer niedergedrückten Taste beendet wird, und einer Betriebsart, bei der das Abklingen des Tones nach Freigabe der niedergedrückten Taste anhält, geeignet ist.

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