DE2808285C3

DE2808285C3 - Elektronisches Musikinstrument

Info

Publication number: DE2808285C3
Application number: DE2808285A
Authority: DE
Inventors: Akira Kashikara Nara Tanimoto
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1977-02-28
Filing date: 1978-02-27
Publication date: 1981-10-01
Also published as: DE2857808C3; US4452119A; DE2808285B2; US4450743A; DE2808285A1; DE2857804C3

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Musikinstrument nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, bei

ίο dem über Eingabe- und Speichermittel beliebige Tonfolgen und Musikstücke (im folgenden »Musikinformation«) eingebbar und wieder abrufbar sind.

Aus der US-PS 38 78 750 ist ein programmierbarer Musiksynthesizer bekannt, bei dem Tonhöhenwerte

ι; unterteilt nach zugeordneter Oktave innerhalb der jeweiligen Oktave sowie Tondauer und Tonpauseninformation über Tasten eines oder mehrerer Tastenfelder als einzelne Digitalwerte nach Codierung in einen Speicher einschreibbar und zur Steuerung eines digitalsteuerbaren Tongenerators wieder abrufbar sind, um ein im Digitalformat gespeichertes Musikstück hören zu können. Bei diesem bekannten fviusiksynthesizer wird ein bestimmter gewählter Ton eines Musikstücks durch gleichzeitiges Drücken einer entsprechenden Taste eines ersten Tastenfelds und einer weiteren Taste eines anderen Tastenfelds in den Speicher eingeschrieben. Eine zugeordnete »7eitinformation« (also eine Tondauer- bzw. Pauseninformation) und eine »Oktavinformation« — bezogen auf einen bestimmten

so Ton — wird andererseits wiederum durch gleichzeitiges Drücken von zwei weiteren Tasten im ersten und zweiten Tastenfeld in den Speicher übernommen. Bei der Oktavinformation ist außerdem noch zwischen »oberen« und »unteren« Oktaven durch kombinierte

ü Auswahl unterschiedlicher Tasten des ersten Tastenfelds und des zweiten Tastenfelds zu unterscheiden.

Für den Laien, der beispielsweise ein in Notenschrift vorliegendes Musikstück speichern und wieder abhören möchte, ist es ohne erhebliche Übung schwierig, den bekannten elektronischen Musik^rithesizer zu programmieren, da unterschiedliche Kombination von Tasten in verschiedenen Tastenfeldern erforderlich sind, so daß es leicht zu Programmierfehlern kommt, weil an den Tasten keine klare Unterscheidung zwischen der

■»■> Tonhöheninformation und der Tondauer- bzw. Pauseninformation möglich ist.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, die Programmierung eines elektronischen Musikinstruments der genannten Art so zu vereinfachen, daß auch

w der Laie ein beliebiges Musikstück, beispielsweise nach einer Notenvorlage, rasch in den Speicher eingeben kann, weil die Eingabe- und Bedienungsmittel eine eindeutige, insbesondere getrennte Zuordnung von Tonhöhen- und Tondauerinformation ohne nennens-

■" werte Vorkenntnisse ermöglichen.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe gibt der Patentanspruch 1 in kurzer Zusammenfassung an. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

In vergleichbarer Funktionszuordnung wie bei dem bekannten Musiksynthesizer sind auch beim elektronischen Musikinstrument nach der Erfindung zwei unterschiedliche, an den Speicher angeschlossene Umsetzefeinheiten vorhanden, über die einerseits die Tonhöheninformatiön und andererseits die Tonlängen- bzw. Tonpauseninformation codiert vorgegeben wird. Gemäß der Erfindung jedoch ist der für die Tonhöheninformation zuständigen Umsetzereinheit wenigstens

eine separate Taste zugeordnet, die keinen Einfluß auf die Tondauer bzw. Tonpause hat, die jedoch bei der Eingabe einer bestimmten Tonhöhe zunächst ein erstes Mal betätigt wird, um die betreffende Oktave festzulegen, während bei einer zweiten Tastenbetätigung die Tonhöhe innerhalb der gewählten Oktave bestimmt wird.

Um den gesamten Tonumfang wenigstens einer Oktave zu erfassen, ist der ersten Umsetzereinheit vorteilhafterwtjse eine Gruppe von Tonhöhentasten, deren Anzahl den Tonschritten innerhalb einer Oktave entspricht, sowie Halbtonschrittasten zugeordnet, mittels der sich entsprechend dem Tonvorzeichen die jeweilige Tonhöhe im Speicher um einen Halbtonschritt erhöhen oder erniedrigen läßt.

Für die der zweiten Umsetzereinheit zugeordneten Tasten, die die Tonlänge bzw. die Tonpausen festlegen, ist es zur einwandfreien Unterscheidung von Vorteil, soviele Tasten vorzusehen, wie in der Praxis Tondauer bzw. Tonpausen vorkommen, nämlich Ton- bzw. Pausendauern, die einer Ganzen-, Halben-, Viertel-, Achtel-Note usw. entsprechen, wobei für die Fermate bzw. für Triolen noch separate Tasten und entsprechende nachgeschaltete Zeitglieder vorgesehen sein können.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein integrierter elektronischer Rechner mit prinzipiell bekanntem Aufbau, wie er beispielsweise in der US-PS 38 29 957 beschrieben ist, als Teil des elektronischen Musikinstruments verwendbar. Zusammen mit Toneingabe- und Speichermitteln läßt sich dann ein beliebiges Musikstück gemäß einer Musikinformation in Einzelschritten eingeben und im Bedarfsfall wieder abhören.

Bei einer anderen ergänzten Ausführungsform der Erfindung ist eine elektronische Uhr vorgesehen, die zeitbezogen ein beliebiges vorprogrammiertes Musikprogramm wieder.abzurufen gestattet.

In vorteilhafter Ergänzung lassen sich bei dem erfindungsgemäßen Musikinstrument auch bestimmte fehlerhafte Bedienungs- bzw. Betriebszustände anzeigen, etwa e.ie fehlerhafte Betätigung von Tasten, eine Speicherüberbelegung, verminderte Spannungs- und Spannungsversorgungszustände usw.

Die vorteilhafte Ergänzung des elektronischen Musikinstruments gemäß der Erfindung um einen elektronischen Zeitgeber kann sowohl in Kombination mit dem elektronischen Rechner als. auch ohne diesen vorgesehen sein. Damit läßt sich die eingegebene und gespeicherte Musikinformation im Bedarfsfall in Abhängigkeit von der Zeit abrufen.

Die Erfindung und vo. teilhafte Einzelheiten werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung in beispielswdsen Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die schematische Draufsicht auf ein elektronisches Musikinstrument mit Merkmalen nach der Erfindung;

F i g. 2 und 3 Oktavdiagramme für das Musikinstrument nach Fig. 1;

F i g. 4 ein Notenbeispiel für eine in dem Musikinstrument nach F i g. 1 speicherbare Melodie;

Fig.5 das Beispiel eines Konlroilprogramms zur Speicherung des Musikstücks gemäß Fi g, 4;

Fig.6 und 7 Flußdiagramme zur Eingabe des Musikstücks nach Fig.4 in das Musikinstrument nach Fig. Is

F i g. 8 das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels für das elektronische MYfi-kinstrument nach F i g. 1 j

F i g. 9 Notenvorzeiclienbeispiele für in dem Musikinstrument verwendbare Töne;

Fig. 10 und Il andere Flußdiagramme für in einem Musikinstrument gemäß der Erfindung auftretende Betriebsabläufe;

Fig. 12 das Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform einer elektronischen Schaltung für ein elektronisches Musikinstrument gemäß Fig. 1;
Fig. 13 die Notenvergleichsdarstellung von Triolen

ι ο im Vergleich zu zeitgleichen Einzelnoten;

Fig. 14 ein weiteres Flußdiagramm zur Erläuterung eines bestimmten vorteilhaften Teilmerkmals der Erfindung;
Fig. 15 ein weiteres Blockdiagramm einer elektronisehen Schaltung bei einer Ausführungsform der Erfindung;

Das in F i g. 1 von oben gezeigte elektronische Musikinstrument 1 weist eine Mehrzahl von bezifferten Eingabetasten 2 (im folgenden »Zifferntasten«) von

2u Wähltasten 10 bis 20, eine Betriebsartwähltaste 3 sowie einen Lautsprecher 4 auf.

Mittels der Tasten 2 und !0 bis 2"> läßt sich ein im Prinzip beliebiger Musikprogramm in das elektronische Musikinstrument 1 eingeben.

Mittels der Zifferntasten 2 werden die Tonhöhen von Noten eines beispielsweise in Schriftform vorgegebenen Musikprogramms festgelegt. Die Tasten 12 bzw. 13 dienen zur Eingabe von Halbtonschritten nach oben bzw. nach unten, bezogen auf die jeweiligen Tonhöhen

so der Noten des Musikprogramms. Die F i g. 2 und 3 veranschaulichen Oktavdiagramme, die sich mittels der Zifferntasten 2 und der Halbtonschrittasten 12 (nach oben) bzw. 13 (nach unten) einprogrammieren lassen. Die Oktave einer Note wird durch eine übergeordnete

J5 Einheit innerhalb der numerischen Information, einge geben durch die Betätigung der Zifferntasten 2, gewählt (vgl. die Oktavfolgen in F i g. 2). Die Tonhöhe innerhalb der gewählten Oktave ist durch eine niederrangige Einheit innerhalb der numerischen Information bestimmt, die sich durch eine weitere Betätigung der Zifferntasten 2 festlegen läßt. Mit der Taste 12 läßt sich dar Vorzeichen »Kreuz«, also eine Halbtonschritterhöhung festlegen, während mit der Taste 13 die Vorzeicheninformation »b«, also eine Halbtonschritterniedrigung bestimmen läßt. Wie die F i g. 3 zeigt, lassen sich damit innerhalb einer Oktave unte/ Zuhilfenahme der Halbtonschrittasten 12 und 13 zwölf Tonhöhen realisieren.

Mit den Tasten 14, 15, 16, \7 und 18 läßt sich die

Ή) Dauer einer gewählten Note oder eines gewählten Tons bestimmen. Jede dieser Tondauer-Tasten 14 bis 18 bestimmt eine bestimmte Pausen- und Tondauer in Abhängigkeit davon, ob eine der Tasten 2 und/oder d.e Halbtonschrittasten 12 bzw. 13 betätigt worden sind, um

π ciie betreffende Tonhöhe festzulegen. Mit einer zusätzlichen Dauer-Taste 19 läßt sich zu einer bestimmten Note bzw. einem bestimmten Tow nochmals die halbe Dauer ergänzen, was durch einen Punkt angedeutet ist. Mittels einer Räumtaste 10 läßt sich das Einschreiben oae' Einspeichern einer eingegebenen Musikinformation bzw. das »Auslesen« oder »Abrufen« einer eingespeicherten Müsikinföfmätiön auslösen, und zwar in Abhängigkeit von der Stellung eine? Betriebsartwähltaste 3, an der sich ein Programmeinschreibbetrieb W und ein Programmauslesebetrieb R einstellen lassen. Eine Progr« Äimendetaste 20 wird betätigt, um das Ende eines bestimmten Musikstücks festzulegen.
Unter Bezug auf die Fig.5 wird nachfolgend ein

10

15

20

Prüfprogramm zur Einspeicherung eines Musikstücks gemäß dem Notenbeispiel der Fig.4 in das Musikinstrument 1 erläutert:

Im Prüfprogramm der F i g. 5 bezieht sich die Spalte SWauf die Symbole der zu betätigenden Zifferntasten 2 und der Wähltasten 10 bis 20; die Spalte P bezieht sich auf einen Adressenzähler; X betrifft ein Register, das zwei RS-Flip-Flops A und B umfaßt und Kbezieht sich auf einen Programmspeicher. Die durch Klammern zusammengefaßten Abschnitte des Prüfprogramms in Fig. 5 beziehen sich jeweils auf eine Note im Notenbeispiel der Fig.4. Ein gemäß dem Prüfprogramm der Fig.4 in dem Musikinstrument eingespeichertes Musikstück läßt sich durch Betätigung der Räumtaste 10 in der Stellung R des Schalters 3 über den Lautsprecher 4 automatisch wiedergeben. Der Ablauf des Steuerungs- und Prüfprozesses gemäß F i g. 5 wird nachfolgend unter Bezug auf die Flußdiagramme der ir : — c u:_ ο „-ix..*,»_«

I Ig. V t/fO XJ Ul ICXUtLI I.

»Einschreiben des Musikprogramms«

Zunächst wird die Betriebsartwähltaste 3 in die Stellung W. also auf »Einschreiben« eingestellt. Eine Prüfschaltung JW stellt fest, ob das Musikinstrument 1 auf die Betriebsart W. also auf »Einschreiben« eingestellt ist oder nicht. Ist dies der Fall, so wird im Flußdiagramm der F i g. 6 vom Programmschritt n, zum Programmschritt n₂ übergegangen. Im Verlauf der Programmschritte 112 bis ns wird ermittelt, welcher der Tasten aus der Gruppe der Räumtasten 10, der jo Zifferntasten 2, der Halbtonschrittasten 12 bzw. 13, der ergänzenden »Dauer«-Taste 19 sowie der Tondauertasten 14 bis 18 betätigt worden ist.

Der Programmschriit /*> folgt in Abhängigkeit von der Betätigung der Räumtaste 10. woraufhin der Adressenzähler P im Programmspeicher Y rückgesetzt wird. d. h_ der Adressenzähler P wird auf Null gesetzt, um zum ersten Schritt zu gelangen. Die beiden RS-Flips-Flops A und B werden vor dem Ablauf des Programmschritts /J12 rückgesetzt. Das Register X umfaßt beispielsweise zehn Ziffernstellen oder Bits mit zwei Rinf-Bit-Registern XA und XB. Im Programmschritt Πι j werden Mikrobefehle!^ und iT' erzeugt, um die Register XA und XB zurückzusetzen, also Nullen auf die einzelnen Speicherplätze einzugeben.

Nun wird beispielsweise die Zifferntaste »1« betätigt, um die erste Note des Musikstücks gemäß Fig.4 einzuprogrammieren; durch diese Betätigung der Zifferntaste »1« wird die zweite der möglichen Oktaven gewählt. Ein nicht dargestellter Detektor überprüft ob sonst irgendeine d"T Zifferntasten 2 betätigt worden ist Vom Programmschritt n₃ wird zum Programmschritt /Ju übergegangen, der für die Betätigung der Zifferntasten 2 zuständig ist. Das Flip-Flop B wird gesetzt um jetzt die Betätigung irgendeiner der Zifferntasten 2 zu speichern, bevor zum Programmschritt n» übergangen wird.

Der Programmschritt nu ist erforderlich um zu überprüfen, ob die vorrangige, also erste oder nachrangige, also zweite Betätigung einer Zifferntaste 2 vorliegt um zu unterscheiden, ob sich die Tastenbetätigung auf die Wahl einer Oktave oder auf die Wahl einer bestimmten Tonhöhe innerhalb der Oktave bezieht Wird festgestellt daß es sich um die erste Betätigung einer der Zifferntasten 2 handelt so wird zum nächsten Programmschritt üis fibergegangen, da das RS-FIip-Flop A im Programmschritt flio zurückgesetzt wurde. Das RS-Flip-Flop A ist jetzt gesetzt um die Information gemäß der ersten Betätigung einer der Zifferntasten 2 zu speichern. Im nächsten Programmschritt n₁₆ wird der Inhalt des Registers X des Programmspeichers Y festgelegt der ein Permanentspeicher, also ein energieunabhängiger Speicher sein kann.

Da im ProgfariimschriU /J₉ der Adressenzähler P zurückgesetzt Wurde, wird der Inhalt des Registers Xin einem ersten Schritt des Programmspeichers Y festgehalten. Eine Schlüsselbefchlseinheit oder Tasteneinheit KU liefert ein Ünterdrückungssignal das nach Codierung in einem Codierer EQ in einem Eingabe-Pufferregister η festgehalten wird, ohne in das Register X zu gelangen. Der erste Schritt des Programmspeichers K ist bezüglich des Registers X irrelevant, da dieses im Programmschritt nn zurückgesetzt wurde. Im Programmschritt /Ji₇ rückt der Adressenzähler P bei einem Zählschritt »1« durch einen Addierer AD\ im zweiten Schritt vor. Im Register XA sind die der Zifferntaste »1« \ Ei ff

g
Eingangs Piifferrsgis

g g „

entsprechenden Codes gespeichert. Danach folgt der Programmschritt n\.

Wird anschließend als zweite Zifferntaste die Taste »3« betätigt um die Tonhöhe innerhalb der gewählten Oktave festzulegen, so wird vom Programmschritt n₃ zum Programmschritt Π|₄ übergegangen, und es folgt der Programmschritt πι« wegen des im Programmschritt Π15 gesetzten RS-Flip-Flops A. Das heißt, die der zweitbet""igten Zifferntaste »3« entsprechende Information im Eingabe-Pufferregister η gelangt in das Register XB. Im Register XA ist die der erstbetätigten Zifferntaste »1« entsprechende information gespeichert.

Nach dem Rücksetzen des RS-Flip-Flops A im Programmschritt /J20 wird zum Programmschritt n_t übergegangen. Zur Speicherung der der zweitbetätigten Zifferntaste entsprechenden Information dient ein zweiter Codierer Ed, der die Ziffern bzw. Zahlen »1« bis »12«,entsprechend den Angaben der Fig.3 enthält, unabhängig davon, welche Note nach Fig.2 durch Betätigung einer der Zifferntasten 2 bestimmt wurde. Das heißt der Inhalt des Eingabe-Pufferregisters η wird über den zweiten Codierer ECi entsprechend den

Die in das Register XB gelangenden Codes dienen zur Auswahl einer Ton- oder Musikinformationsquelle wie nachfolgend noch erläutert wird. Mit diesen Schritten wird im Register X die Musikinformalion gespeichert die sich auf die Tonhöhe der jeweiligen Note bezieht

Anschließend wird die Dauer-Taste 14 betätigt, wobei im Programm die Programmschritte m bis Π21 ablaufen.

Angaben der m Tabelle I	(do = C)	ichtolgenaer	des ersten	um	ges	t.	1 Codierers £C?>	0	0	1	I
Gedruckte	(re = D)	1 1 aDelle 1	EC_x)	In das			0	I	1	I
Ziffern taste	(mi = E)	In das Eingabe-	1	ietz	Register XB	0	1	0	1	I
	(fa = F)	PufTerregisler η	0	gelangende Codes	0	1	1	0	I φ
	(SO = G)	gelangende Codes	1	(Ausgang des zvvei-	0	0	0	0	I
	(πι-H)	(Ausgang	0	tei	0	0	1	0	t- I
1	(shi = C)	Codierers	1		1	1	0	0	I
2	0 0 0	0	0	1			1
3	0 0 I	1	0	1	ΐ
4	0 0 1	0
5	0 1 0	0
6	0 1 0	0
7	0 1 I	0
	0 1 I	0

In einem zweiten Schritt (gegebenenfalls auch einem ersteh Schritt) des Programmspeichers Y wird die sich auf die Tonhöhe beziehende Information gespeichert, da für den Ad'reisenzähler gilt P—\ entsprechend X-* K_n. Im Schritt nn wird der inhalt des Adressenzählers P erhöht also auf P=2. Mit der Betätigung der Dauertaste 14 wird die Tonwertinformation unabhängig von der ?auseniiiförfnätion festgelegt, da die Betätigung der Daue^taste 114 unmittelbar auf die Betätigung einer bestimmten Zifferntaste folgt. Die Unterscheidung wird erreicht durch Setzen des RS-Flip-Flops Bim Schritt nn.

Es läuft die Schrittfolge n₂₃ — n₂4 ab, da 5=1 Eingabecodes von 0 nämlich »000CO« im Register XB bewirkt. Ist S== 0 so gelangt die Zahl 13, nämlich »01101« im Schritt n_2S in das Register XB wie nachfolgend noch beschrieben. Die Schritte /?24 und n^ sind erforderlich um zu bestimmen, ob die Betätigung der Dauertaste 14 sich auf einen Tonwert bzw eine Tondauer oder auf eine Pause bezieht, um einen entsprechenden Code in das Register XB einzugeben. Die in das Register XB gelangenden Codes umfassen »00000« und »01101«; sie sind nicht mit den Tonhöhencodes, nämlich »00001« bis »01100« verwechselbar. Beim Programmauslesebetrieb wird die Tondauer durch die Ausgänge entsprechend den Codes »00000« oder »01101« gesteuert.

Nach Ablauf der Schritte nu und n₂₅ wird im Schritt /J₂₆ das RS-Flip-Flop Brückgesetzt. Im Schritt n₂₁ erfolgt die Übertragung η -+ XA, um die sich auf die Betätigung der Dauertaste 14 beziehenden Codes über einen dritten Codierer ECi in das Register XA zu überschreiben. Die Dauer einer Sechzehntelnote wird beispielsweise mit »1« festgelegt. Die übrigen Noten oder Tondauerwerte lassen sich aus der folgenden Tabellenübersicht ersehen.

In Fig.

Dauerverhältnis

Codes
(Binärverschlüsselung)

Dauertaste 15

Dauertaste 14

bauertaste 17

Dauertaste 16

Dauertaste 18

1	00001
7	non 1 η
4	00100
8	01000
16	10000

40

45

Die Tondauern, festgelegt durch die jeweilige Dauertaste 14 bis 18, werden im Regiser XA nach Umsetzung der Dauerverhältnisse 1, 2, 4, 8 und 16 gespeichert

Nach dem Betätigen der Dauertaste 14 (vgl. erste Note im Musikstück der Fig.4) befindet sich im Register XA die sich auf die Tonhöhe beziehende Codeinformation und im Register XB die sich auf den Notenwert oder die Tondauer oder die Pause beziehende Information, also die Codes »00000« oder »01101«.

Um eine zweite Note oder einen zweiten Ton, beispielsweise des Musikstücks gemäß F i g. 4 einzugeben, werden weitere Tasten betätigt, ähnlich den bereits erläuterten Abläufen.

In Abhängigkeit von einer ersten Zifferntaste »1« laufen die Schritte m -+ n« -* Πι* ->- nis -»■ nie ab. Um die sich auf die Dauer des ersten Tons im dritten Schritt des Programmspeichers Y beziehende Information zu speichern, erfolgt im Schritt ms die Übertragung Χ— Υ!» Der Inhalt des Adressenzählers Pwird auf P= 3 im Schnitt nn erhöht₍ und die sich auf die zweite Note beziehende Oktavinformation gelangt im Schritt nie in das Register XA, In Abhängigkeit von der Betätigung der nächsten Zifferntaste »6« laufen die Programmschritte πα-*/3ΐ3-*ΠΗ -*n\9 ab, wobei die sich auf die innerhalb der gewählten Oktave beziehende Tonhöheninformatiori in das Register XB gelangt. Bei der Betätigung der Däuertäste 17 laufen die Programmschritte r\i-*ni\ ab, um in einem Vierten Schritt des Programmspeichers Kdie sich auf die Höhe der zweiten Note beziehende Information zu speichern. Auch diese Vorgänge laufen sukzessiv entsprechend dem Prüfprogramm der Fig.5 ab. Schreibt das Notenbild eine Halbtonschritterhöhung oder -erniedrigung vor (vgl. Stelle _yi) im Notenbeispiel der F i g. 4), so wird nach der ersten und zweiten Betätigung der bezifferten Tasten 2 im gegebenen Fall die Taste 12 für einen Halbtonschritt nach oben betätigt, so daß die entsprechende Tonhöheninformation für die betreffende Note in die Register XA bzw. XB gelangt. Vom Schritt /74 wird zum Schritt /7₂₈ in Abhängigkeit vom Drücken der Halbtonschrittaste 12 übergegangen, um XB+ 1 festzulegen, was einer Halbtonschritterhöhung entspricht, da die im Register XB gespeicherte Codeinformation auf Halbtonschritte abgestellt ist. Wird andererseits die Halbtonschrittaste 13 betätigt, so wird im Schritt nn XB- 1 festgelegt so daß ein betreffender Ton um einen Halbtonschritt erniedrigt νικά. Durch einen Mikrobefehl (j?) wird ein Addierer/Subtrahierer AD₂ auf Subtraktionsfunktion geschaltet.

Die Schritte nv> und ni\ dienen zur Kontrollprogramm-Korrektur, wenn sich die Oktave entsprechend dem vorgeschriebenen Vorzeichen um einen Halbtonschritt erhöht oder erniedrigt. Die Überprüfung auf XB- 13 ist erforderlich, wenn die Oktave wechselt, d. h. wenn XD+ 1 =13 ist, und um den Inhalt des Registers XBauf »1« im Schritt nn zurückzubringen. Gilt XB—0, so wird die gewählte Oktave durch Halbtonschritterniedrigung in einen niedrigeren Oktavbereich geschoben. Dies erfordert den Programmschritt Π33, um die entsprechende Überprüfung durchzuführen und die gewählte Oktavenerniedrigung mit XA — 1 zu bewirken.

ι ..π ι :-

des Registers XB auf »12« zurückzubringen, wenn XB=OgHt
Die Betätigung der zusätzlichen Dauer-Taste 19

bewirkt im Schritt /J₃₆ XA +

XA

• ΧΑ.

Da die Dauertaste immer vor der zusätzlichen Dauertaste 19 zu betätigen ist, enthält das Register XA die Dauerinformation für einen entsprechenden Ton bzw eine Note, und im Register XB wird eine ergänzende Information festgehalten, um festzulegen, ob es sich um eine Toninformation oder um die zugeordnete Pausen-Information handelt In der Position ©des Musikstücks nach Fig.4 wird im Register XA die Information »4« durch Betätigung der Dauertaste 17 gespeichert. Eine Viertelnote in der Position®würde einer »6« hinsichtlich der Dauer entsprechen, mit dem Dauerverhältnis XA + ^XA

'XA.

Die Programm-Ende-Taste 20 wird betätigt, um den Abschluß eines Musikprogramms zu markieren und auf die Schritte ns -* n& überzuleiten. X-* V_n bewirkt beim Schritt Λ37 die Übernahme der Dauerinformation einer bestimmten Note in den Programmspeicher Y. Beim Schritt Π38 wird der Code »15« als Ende-Code übernommen. Der Ende-Code mit »15« wird beim

letzten Schritt eingeführt, da der Inhalt des Adressenzählers Pbe\m Schritt /J39 um Eins erhöht wird und im Schritt /740die X-* Y_n Übernahme erfolgt.

Zu diesem Zeitpunkt kann im Register XA irgendeine Programminformation enthalten sein. Das Überwachungsprogramm ist damit abgeschlossen.

»Auslesendes gespeicherten Musikprogramms

Das Auslesen eines gespeicherten Musikprogramms erfolgt in der Auslesestellung R der Betriebsartwähltaste 3 und wird nachfolgend in Verbindung mit dem Flußdiagramm der F i g. 7 erläutert:

1st die Räumtaste 10 beim Auslesebetrieb R nicht betätigt worden, so laufen die Schritte m -* m -* m ab. d.h., das Auslesen bleibt gesperrt. Die Räumtaste 10 wirkt also in diesem Fall als Auslösetaste; ist sie betätigt, 10 folgt auf den Schritt /73 der Schritt Π41. Bei diesem Schritt Π41 wird der Adressenzähler P aktiviert wenn Register ZA

0: die Frequenz am Ausgang der Oktavsteuerschaltung KVbeträgt der Frequenz des Eingangssignals; 1: die Frequenz des Ausgangssignals der Oktavsteuerschaltung VV beträgt die Hälfte der Frequenz des Eingangssignals;

2: die Frequenz des Ausgangssignals der Oktavsteuerschaltung VV ist gleich der Frequenz des Eingangssignals.

Werden also beide Zifferntasten »1« und »6« betätigt, so liegt das Ausgangssignal der Oktavsteuerschaltung Wbei

χ 1.76 kHz = 88OHz.

da die Frequenz des Eingangssignals 1,76 kHz beträgt.

i/43 wiru ocaiimiTit, öu ure *u Vr'cFucri uic liciucfi Zincf masicn »0« ui'iu »6« Deiue

Ausgänge des Programmspeichers Y sich auf die Tonhöhe oder die Dauer einer Note bzw. eines Tons beziehen. Liegt eine Tonhöheninformation vor, so folgt Λ42-► Π43 - Π44, da \<YB<\2 gilt. Der Inhalt des Programmspeichers Y gelangt jetzt beim Schritt /744 in ein Pufferregister Z, das Ziffernstellenregister ZA und ZB aufweist. Das Pufferregister Zkann die beim zweiten Schritt des Programmspeichers Y gespeicherte Information übernehmen bzw. enthalten, da P= 1 bewirkt wird. Der Schritt /742 wird also wiederholt.

Die F i g. 8 zeigt den prinzipiellen Schaltungsaufbau des Musikinstruments nach Fig. 1. Die in dieser Schaltung angegebenen Baugruppen werden nachfolgend in Verbindung mit dem Auslesen eines gespeicherten Musikprogramms beschrieben:

Zur Erzeugung der Töne einer Oktave in Halbtonichritten dient eine Mehrzahl von Tonquellen Vi bis V_)?. deren Abgabesignale mit dem Oktavdiagramm der Fig.3 übereinstimmen. Die von den Ton- oder Musikquellen Vi bis Vi; abgegebenen Töne liegen in der dritten Oktave (vgl. F i g. 2) die beim gewählten Beispiel also mit den höchsten Frequenzen abgegeben werden.

Die Tonquellen V, bis ΐ'._? wprripn iihpr pinp Tnrwhgltung GVgesteuert die ihrerseits durch Auswahlsignale gesteuert beaufschlagt wird, die von einem Register ZB nach Decodierung in einem Decodierer DCi abgegeben werden. Um die von den Tonquellen V₁ bis Vn abgegebenen Ausgangssigale in den richtigen Oktavbereich zu legen, ist eine Oktavsteuerschaltung W vergesehen, durch die die von den Quellen Vi bis Vi₂

1
abgegebenen Frequenzen mit einem Faktor -j oder

4 modifiziert werden. Beispielsweise liegt der im

Oktavdiagramm der F i g. 2 mit »06« bezeichnete Ton bei 88 Hz, während der mit »26« bezeichnete Ton einer Grundfrequenz von 1,76 kHz entspricht Die Frequenz der Tonquelle Vio wird also auf 1,76 kHz eingestellt

Werden die beiden Zifferntasten »1« und »6« aufeinanderfolgend betätigt, d. h. ZA— 1 und ZB= 10 so gibt die Torschaltung GVdie Tonquelle Vi₀ bei ZB= 10 frei.

Andererseits liefert ein Decodierer DC2 das Steuersignal für die Oktavsteuerschaltung W in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Registers ZA. Die Beziehung zwischen dem Register ZA und dem Decodierer DC2 ist wie folgt festgelegt:

betätigt, so liegt die Frequenz des Ausgangssignals der Oktavsteuerschaltung VVbei

χ 1.76 kHz = 440Hz.

da wiederum das Eingangssignal eine Frequenz von 1,76 kHz aufweist.
Wie erwähnt beaufschlagen die Ausgangssignale der

Tonquellen ein Tor G_D und werden über einen Treiber Dr auf einen Lautsprecher SP übertragen, wenn ein Flip-Flop D gesetzt worden ist; es wird damit ein bestimmter Ton über den Lautsprecher SD abgestrahlt Der Ton wird andererseits dann nicht erzeugt, wenn

Y-* Z beim Schritt Mn bewirkt wird. Der Inhalt des Adressenzählers P wird beim Schritt /745 erhöht und damit wird der Schritt /742 wiederholt Beim nächsten Schritt wird die Dauer für den Schritt /742 festgelegt, nämlich YB=O oder YB= 13. Mit VB=O wird beim

to Schritt /746 das RS-Flip-FIop D gesetzt, so daß beim Schritt /747 ein bestimmter gewählter Ton erzeugt wird. Mit YB= 13 bleibt das RS-Flip-FIop D im aücksetzzustand. wohei iet7t hpjm Srhritt n« dip Paucpninfnrmation übertragen wird. Beim Schritt Π46 -► Π47 gelangt der Inhalt des Registers YA noch vor dem Schritt n^ in einen Zähler CO. Enthält der Zähler CO keine Null, so wird beim Schritt /749 noch vor Einleitung des Schritts n» CO-1 bewirkt

Bei den Schritten ηχ, nsi und /752 wird eine Zeiteinheit für den Zähler CO festgelegt d. h, der Anfangswert N wird beim Schritt 7750 in einen Zähler ZA überschrieben, und im Schritt /7₅i erfolgt die Oberprüfung CA=O. Beim Schritt Π52 wird CA—1 so lange durchgeführt bis CA=0, woraufhin zum Schritt /T₄₈ übergegangen wird.

Wie sich aus der soweit gegebenen Beschreibung ersehen läßt ist der Inhalt des Zählers CO direkt proportional zur Dauer eines Tons und der sich darauf beziehende Informationsinhalt wird aus dem Register YA geholt Bei Ansteuerung des Zählers CO mit Hochpegel wird dessen Inhalt unmittelbar zu NuIL Der Inhalt des Zählers CA sollte auf eine bestimmte Note oder einen bestimmten Ton angepaßt sein; dementsprechend sind die Zeitperioden für N Zählschritte des Zählers CA so gewählt, daß sie der Länge einer Sechzehntelnote entsprechen. Die Dauer eines Tons muß selbstverständlich entsprechend dem vorgeschriebenen Wert gewählt werden. Um hier eine Anpassungsmöglichkeit zu haben, kann es vorteilhaft sein, den

28 08 235

Anfalls- oder Setzwert Λ/für den Zähler CA über eine nicht gezeigte Schalteinrichtung vorwählen zu können.

Ist CO=O gegeben, so wird das RS-Flip-FIop D im Schritt /753 zurückgesetzt Über den Lautsprecher SP tritt ein bestimmter gewählter Ton auf, da das FKp-'/Hop D gesetzt worden ist. Ist YB= 13, so wird bei Beibehalten am Rücksetzzustand des RS-Flip-Flops D die Pause durch einen Zählvorgang bewirkt.

Beim Schritt n_H wird der Inhalt des Adressenzählers P erhöht, bevor im Schritt /?₅₅ mit YB= 15 die Endprüfung erfolgt. Entspricht der Inhalt des Registers YB dem Endecode »15«, so folgt wiederum der Schritt Mi. Wird kein Endecode ermittelt, so folgt der Schritt m* Der Ausgang des Programmspeichers Y geht mit P+ 1 beim Schria n_v zum nächsten Schritt über. Auf diese Weise wird über den Lautsprecher SP das gesamte fespeicherte Musikprogramm abgerufen bis der Ende-Code auftritt.

Bis jetzt wurde von der Erzeugung von Tönen in der Grundtonart, aiso C-Dur ausgegangen. Nachfolgend werden die Tonvariationen in Halbtonschritten nach oben bzw. unten erläutert:

Wie bereits oben erwähnt, dienen zur Halbtonschritt-Variation die Halbtonschrittasten 12 (Halbtonschritt nach oben) und 13 (Halbtonschritt nach unten). Die Tonart G-Dur wird bei einmaliger Betätigung der Halbtonschrittaste 12 gefolgt auf die Betätigung der Räumtaste 10 erreicht Bei einer dreimaligen Betätigung der Halbtonschrittaste 12 wiederum nach einer Betätigung der Räumtaste 10 -»rird die Tonart A-Dur eingestellt Wird F-Dur gewünscht, so ist die Halbtonschrittaste 13 einmal zu betätigen, während zur Einstellung von E-MoII eine dreimalige Betätigung der Halbtonschrittaste 13, wiederum nach einer Betätigung der Räumtaste 10 erforderlich ist

Diese Tonveränderungen werden nachfolgend in Einzelheiten unter Bezug auf das Flußdiagramm der Fig. 10 beschrieben.

Die Halbtonschrittasten 12 und 13 werden zur Festlegung eines bestimmten Tons im Einschreibprogrammbetrieb W betätigt, und zwar bevor irgendeine der Zifferntasten 2 betätigt worden ist. Die Aktivierung der Dauertasten 14 bis 19, wodurch alle mit der Notierung »Halbtonschritterhöhung« im Notenbild der Fig.9 angegebenen »Plätze« um einen Halbtonschritt erhöht werden.

s Ein Mikrobefehl @ dient zur Festlegung XB- 1 im Rücksetzzustand des Flip-Flops F und füi X3+\ im Setzzustand dieses Flip-Flops XB+ 1 tritt im Setzzustand des Flip-Flops F auf, da dieses in Abhängigkeit von der Betätigung der Halbtonschrittaste 12 gesetzt in wird. Ist andererseits die Halbtonschritlaste 13 betätigt, so wird XB-\ festgelegt, so daß mit F=O eine Halbtonschritterniedrigung erfolgt.

Wird durch eine zweimalige Betätigung der Halbtonschrittaste 12 D-Dur eingestellt, so gilt n₄₅-+π,,, da C¹O= 2, so daß XB=8 vernachlässigt wird, um die Ä-Dur-Notierung nochmals um einen Halbtonschritt zu verschieben.

Die Prüfschaltung JX gemäß Fig. 12 dient zur Überprüfung der Schritte nn, n« und n₅|. Die zu Bedingungen des Fnp-Fiops Fsteuern die Prüfschaltung JX, d.h. wenn F=O gilt, erfolgt die Überprüfung auf XB=\2, Xi)=S und A^-S=I. Diese Überprüfung ist erforderlich für F-Dur, B-Moll und E-MoII.

Die Tonänderungen werden vervollständigt durch Änderungen bei den Schritten n₂, und n» beim Flußdiagramm der Fig.6, das gemäß dem Flußdiagramm der F i g. 11 abgewandelt wurde.

Nachfolgend wird die Eingabe von Triolen beschrieben: Zur Eingabe von Triolen (vgl. Fig. 13) ist zunächst die Betätigung der Triolentaste 11 in F i g. 1 erforderlich. Zur Eingabe einer Triole die beispielsweise aus drei Viertelnoten besteht, sind folgende Tasten in dieser Reihenfolge zu betätigen: Dauertaste 17, Triolentaste 11, Dauertaste 17, Triolentaste 11, Dauertaste 17 und Triolentaste 11. Die Teil-Blockschaltbild-Darstellung der Fig. 14 und 15 zeigen die Steuerungsvorgänge für eine Triole. Bei der Betätigung der Triolentaste 11 wird eine Tonhöheninformation in Relation zur Dauertaste 17 zweimal im Register X abgespeichert, d. h. die Tonhöheninformation für an halbe Note. Anschließend erhält das Register XA ein Drittel der Torihöheninformation eines halben Tons. Durch diese Vorgänge wird

4 J \/l

·η I nn«~» J_n. \/*n»4nl«n*» i«nn»Unl

erfolgt zur Eingabe eines Tons jeweils nach der ietätigung der Zifferntasten 2. Wird beispielsweise bei der Bedienung G=O die Halbtonschrittaste 12 aktiviert, »o gilt die Schrittfolge lUo-^nti. so daß ein Flip-Flop F gesetzt wird und ein Wert »1« zum Inhalt eines Zählers CB hinzuaddiert wird, da das RS-Flip-Flop B in Abhängigkeit von einer der Zifferntasten 2 stets im Setzzustand steht CB+i wird - falls die Halbton-■chrittaste 13 betätigt wurde — vor dem Setzen des Flip-Flops F bewirkt Der Zähler CB speichert die Anzahl der Betätigungen der beiden Halbtonschrittaiten 12 bzw. 13. Das Flip-Flop F bestimmt auch die Unterscheidung, ob die Halbtonschrittaste 12 oder die Halbionschrittaste 13 betätigt wurden.

Der Schritt itu wird durch die Betätigung der Dauertasten 14 bis 19 bewirkt, die zur Eingabe einzelner Töne dienen. Bei den Schritten /I₄₄, n₄₅ und n₄s erfolgt die Überprüfung des Inhalts des Zählers CB.

Ist die Tonart A-Dur oder E-MoII vorgeschrieben, so folgt mit der Bedingung CB=Z der Schritt an, der XB+1 bewirkt, mit Grenzen XB=8, XB= 1 und XB=6. XB+1 bewirkt eine Halbtonschritterhöhung, da das Register XB die Tonhöheninfonnation unmittelbar nach der Betätigung der Daiertasten 14 bis 19 enthält Im Schritt /si folgt X^- Y unmittelbar auf die Betätigung Drittel der Dauer einer halben Note festgelf st, d. h.

•»5 Χ4χ2-=-3-*Λ"Α erfolgt mit der Betätigung der Triolentaste 11.

Bei den Flußdiagrammen der Fig.6 und 7 ist die Steuerung des Einschreib/Lesebetriebs für das Musikinstrument über die Räumtaste 10 vorgesehen. Eine unterteilte Speicherung des Musikprogramms ist jedoch zu bevorzugen, um in einem einzigen Programmspeicher Keine Mehrzahl von Musikprogrammen speichern zu können. Zu diesem Zweck dient ein Programmunterteilungs-Schalter, der den Zifferntasten zugeordnet ist, um die Zuordnung der Unterteilung des gesamten Musikprogramms im Programmspeicher Y zu ermöglichen. Außerdem ist eine Starttaste vorgesehen, um das Einschreiben bzw. Auslesen des Musikprogramms auszulösen. Der Programmunterteil-Schalter und die Starttaste sind nicht gezeigt

Beim Einschreiben des Musikprogramms gemäß Fig.6 wird der Adressenzähler Pdurch die Betätigung der Räumtaste 10 ausgelöst Bei dieser Anwendung wird der Adressenzähler P jedoch entsprechend dem Inhalt der Zifferntasten unmittelbar nach der Betätigung der Programmunterteil-Taste gesteuert, wie nachfolgend beschrieben.

Betätigung der Programmunterteil-Taste und der

Zifferntaste »1«: Der Adressenzähler Pbeginnt mit »0« und durchläuft die Schritte »0« bis »49« irr Programmspeicher Y.

Betätigung der Programmunterteil-Taste und der Zifferntaste »2«: Der Adressenzähler P erhält die Zahleninformation »50« und durchläuft die Schritte »50« bis »99« im Programmspeicher Y.

Betätigung der Programmunterteiltaste und der Zifferntaste »3«: Der Adressenzähler P erhält die Zahleninformation »100« und durchläuft die Schritte »100« bis »149«.

Die Eingabe der Ziffern bzw. Zahleninformation »0«, »50« und »100« wird im Schritt m an Stelle von 0 — P bewirkt

An Stelle der Räumtaste 10 können auch Fehlersignale zur Auslesung des Musikprograrnms verwendet werden. Treten Rechenfehler auf, so erfolgt in Abhängigkeit von einem auftretenden Fehlersignal im FluBdiagramm der Fig.7 im Schritt λ« der Ablauf 1 _ p. wird eine zu frühzeitige Betätigung der Tasten angezeigt, so erfolgt im Schritt Ji₄₁ gemäß obigem

Flußdiagramm 50 -► P in Abhängigkeit von einem die vorzeitige Tastenbetätigung ermittelnden Signal. Wird eine Oberschuß-Eingangsinformation festgestellt, so wird beim Schritt n₄i in Abhängigkeit von der Ermittlung eines entsprechenden Signals die Vorgabe 100 —Pbewirkt.

Es ist außerdem erwünscht, daß die Anfangsadresse im Schritt n₄i durch Betätigung der Programmunterteiltaste und einer der Zifferntasten »1«, »2« bzw. »3« erfolgt, um eine Mehrzahl von Musikprogrammen

--, abspeichern zu können und ein gewünschtes Musikprogramm abrufen zu können.

Hierzu S BIaIt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronisches Musikinstrument mit

— einer tastensteuerbaren Umsetzerschaltung zur Erzeugung einer digitalen Einzeldarstellung einer Folge von musikalischen Tönen,

— einer elektronischen Speichereinrichtung zur sequentiellen Speicherung der digitalen Tondarstellung,

— einer Einrichtung zur sequentiellen Rückgewinnung jeder digitalen Einzeldarstellung der Tonfolge aus der Speichereinrichtung und

— einer durch die rückgewonnene Tonfolgendarstellung steuerbaren Tongeneratorschaltung zur sequentiellen akustischen Darbietung der Tonfolge, wobei

— die tastensteuerbare Umsetzerschaltung zwei durch unterschiedliche Tasten gesteuerte Umsetzereinheiten umfaßt, von denen

— die er'*e Einheit wenigstens eine Taste zur Festletiflig einer Tonhöheninformation innerhalb der gewünschten Oktave aufweist, welche Tonhöheninformation nach Codierung an ein Feld der Speichereinrichtung abgegeben wird,

— die zweite Einheit bei Betätigung einer zugeordneten Taste eine auf die Länge der gewählten Töne bzw. die dazwischenliegenden Pausen bezogene Zeitinformation erzeugt und codiert an ein anderes Feld der Speichereinrichtung abgibt und

— eine der beiden Einheiten bei Betätigung einer zugeordneten Taste eine Oktav-Information des jeweils gewünschten Tor -s erzeugt und codiert an ein weiteres Fv-Id der Speichereinrichtung abgibt,

dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einheit (KU, EC_U n. EC₂, Χλ, Xb) so ausgebildet ist, daß sie bei einer ersten Betätigung einer der tugeordneten Tasten die gewünschte Oktav-Information und bei einer nachfolgenden Betätigung einer der zugeordneten Tasten (2) die Tonhöheninlormation erzeugt und codiert an die Felder (Xa, Xa) der Speichereinrichtung (X) abgibt.

2. Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einheit eine der Anzahl von Tonschritten innerhalb einer Oktave entsprechende Mehrzahl von Tasten ([1-8]), eine Weitere Taste zur Festlegung einer Grundoktave ([O]) im Register (X) sowie Halbtonschrittasten (12, 13) aufweist, mittels derer sich der im Register jeweils auf eine gespeicherte Tonhöhe beziehende Digitalwert über einen Addierer/Subtrahierer (ADj) Um einen Halbtonschritt erhöhen oder erniedrigen läßt.

3. Musikinstrument nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einheit (KU. EC, - η - EC,, Xb i. V. m. P. DC. Y) eine Mehrzahl von Tonlängen- bzw. Tonpausentasten (14 bis 20 in KU) umfaßt, die jeweils der Dauer einer Ganzen-, Halben-, Viertel-, Achtel- bzw. Sechzehntel-Note oder Pausendauer zugeordnet sind.

4. Musikinstrument nach Anspruch 1 oder 2 gekennzeichnet durch einen Betriebsart-Wähler (3; Jw) zur Auswahl einer Betriebsart (W), bei der eine Musikinformation, beispielsweise gemäß einer in Noten geschriebenen Vorlage, durch Betätigen der der ersten Einheit zugeordneten Tastün in die

Speichereinrichtung (X) eingebbar ist, während bei einer anderen wählbaren Betriebsart (R) das Auslesen der gespeicherten Musikinformation bei Betätigung einer Starttaste erfolgt.