DE2839624A1

DE2839624A1 - Tongeneratoranordnung fuer ein elektrisches musikinstrument

Info

Publication number: DE2839624A1
Application number: DE19782839624
Authority: DE
Inventors: Osamu Hamada
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1977-09-12
Filing date: 1978-09-12
Publication date: 1979-05-17
Also published as: FR2402912B1; NL189829C; NL189829B; AU516777B2; DE2839624C2; CA1095752A; NL7809283A; AU3977778A; FR2402912A1; US4179969A

Description

Dipl.-lng. H. MITSCHERLICH Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN

Dr. rer. not. W. KÖRBER Dipl.-l η g. J. SCHMIDT-EVERS PATENTANWÄLTE

D-8000 MÜNCHEN 22 Slcinidorfstraße 10

'S* (CE3) * 29 66 8«

12. Sept. 1978

SONY CORPORATION 7-35 Kitashinagavra 6-chome Shinagawa-ku

Tokio, Japan

Tongeneratoranordnung für ein elektrisches Musikinstrument

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH Λ D-8000 MÜNCHEN 22

Dipi.-Ing. K. GUNSCHMANN * jlcinsJorfstraßelO

Dr. rer. η at. W. KÖRBER "® ^(C"> ' ^{29 66 84}

Dipl.-l η g. J. SCHMIDT-EVERS PATENTANWÄLTE

SONY CORPORATION

7-35 Kitashinagawa 6-chome, Shinagawa-ku

Tokyo / Japan

Tongeneratoranordnung für ein elektrisches Musikinstrument

Die Erfindung bezieht sich generell auf einen Tongenerator für ein elektrisches Musikinstrument oder einen auch als Synthesizer bezeichneten Synthetisator und insbesondere auf einen verbesserten Tongenerator für ein elektrisches Musikinstrument oder einen Synthetisator vom Einzeltonyp, d.h. auf ein Gerät, bei dem jeweils lediglich ein einziges Tonsignal oder eine einzige Frequenz entsprechend einem tastenbetätigten Schalter erzeugt wird, der betätigt wird.

Elektrische Musikinstrumente oder Synthesizer sind bereits mit einer Vielzahl von Tasten versehen worden, die unter Bildung einer Tastatur angeordnet sind. Ferner \tfeisen derartige Geräte einen Tongenerator auf, der Tonsignale entsprechend den Tasten erzeugt, die selektiv betätigt oder angeschlagen werden. Bei den vorhandenen elektrischen Musikinstrumenten enthält der Tongenerator einen Spannungsteiler, der an einer Gleichspannungsquelle angeschlossen ist, sowie eine Vielzahl von Schaltern, die entsprechend den Tasten der Tastatur unter Lieferung einer Ausgangsspannung betätigbar sind, welche der Position der betätigten Taste innerhalb der Tastatur entspricht. Die auf diese Weise erhaltene Spannung wird abgetastet und festgehalten, um eine entsprechende weitgehend stabilisierte Gleichspannung zu erhalten, die einem Antiloga_j:i±hmusfunktions- oder Exponential-Signalgenerator zugeführt wirdo Der Antilogarj^_thmusfunktions- oder Exponential-Signalgenerator ist so ausgelegt, daß er das Gleichspannungssignal, welches sich in Abhängigkeit von der Position der entsprechend betätigten Taste in der Tastatur linear ändert, in ein Gleichspannungssignal umsetzt, welches sich in Abhängigkeit von den Frequenzen der eine Oktave

umfassenden zwölf Tonschritte ändert. Die resultierende Spannung, die der Antiloga_ri±hmusfunktions- oder Exponential-Signalgenerator abgibt, wird einem spannungsgesteuerten Oszillator zugeführt, der daraufhin ein Ausgangsschwingungssignal oder ein Tonsignal mit einer Frequenz abgibt, die durch den Schalter festgelegt ist, der durch die Betätigung der entsprechenden Taste selektiv betätigt ist. Die Ausgangsschwingung wird dann durch ein geeignetes Hüllsignal in der Amplitude moduliert, wobei das betreffende Hüllsignal die Qualität des synthetisierten Tones festlegt.

Der oben beschriebene, für ein elektrisches Musikinstrument vorgesehene herkömmliche Tongenerator weist eine Anzahl von Nachteilen auf. So ist der beschriebene Tongenerator insbesondere für eine fehlerhafte Operation empfindlich, und zwar aufgrund eines möglichen Prellens des Schalters, der zur Auswahl der Ausgangsfrequenz oder des Ausgangstones betätigt wird» Überdies wird bei dem AntilogaLrjLthmusfunktions- oder Exponential- Signalgenerator, der bei dem herkömmlichen Tongenerator verwendet wird, die entsprechend einer Exponentialfunktion verlaufende Kennlinie oder Beziehung der Basis-Emitter-Spannung zum Kollektorstrom (Vg_E = Iq) eines Transistors ausgenutzt. Diese Kennlinie ändert sich jedoch mit Temperaturänderungen_e Demgemäß kann sich die Ausgangsfrequenz oder der Ton, der auf die Betätigung einer ausgewählten Taste der Tastatur hin erhalten wird, mit Änderungen in der Umgebungstemperatur ändern_o

Wenn, ein elektrisches Musikinstrument vom Einzeltontyp gespielt wird, tritt überdies wahrscheinlich eine gewisse Überlappung der Zeitspannen auf ₉ während welcher aufeinanderfolgend betätigt© Tasten gedrückt sind_o Mit anderen Worten ausgedrückt heißt diess, daß zu irgendeinem Zeitpunkt zwei oder mehr Tasten gedrückt ssin kÖanen_p und zwar entsprechend der gleichzeitigen Betätigung entsprechender Schalter-, In einem solchen Fall wird der herkömmlich© Tongsnerator für sin elektrisches Musik-Instrument -worn Biiizaltontyp stets dem höheren Ton oder dem tieferen Ton der Ausgangstöa® bzw,. Frequenzen entsprechend den

■f-ή .f$ /i a if=

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-Sf-

gleichzeitig betätigten Schaltern Priorität einräumen. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies folgendes: Wenn der herkömmliche Tongenerator so ausgelegt ist, daß er dem tieferen Ton oder der tieferen Frequenz Priorität einräumt und wenn die Bedienperson zuerst eine einem tieferen Ton entsprechende Taste und sodann eine einem höheren Ton entsprechende Taste betätigt oder drückt, ohne die zuvor bzw. früher betätigte Taste vollständig auszulösen bzw. loszulassen, dann \<ri.rd der tiefere Ton oder die tiefere Frequenz während der gleichzeitigen Betätigung bzw. des gleichzeitigen Betriebs beider Tasten wiedergegeben. Im Unterschied zu dieser Betriebsweise ist es bei einem elektrischen Musikinstrument vom Einzeltontyp erwünscht, daß das Ausgangssignal des Musikinstruments stets der zuletzt betätigten Taste entspricht. Der herkömmliche Tongenerator für ein elektrisches Musikinstrument weist noch den weiteren Nachteil auf, daß das Hüllsignal, mit dem der Ausgangston oder die Ausgangsfrequenz in der Amplitude moduliert wird, um die Qualität der Ausgangsschwingung oder des Ausgangstonsignals festzulegen, während eines Legato-Spieles des Instruments nicht zuverlässig erzeugt werden kann«

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Tongenerator für ein elektrisches Musikinstrument zu schaffen, bei dem die oben beschriebenen Probleme vermieden sind, die beim Stand der Technik vorhanden sind«

Überdies ist ein Tongenerator für ein elektrisches Musikinstrument zu schaffen, der bzw« das eine Rsihe von Schaltern aufweist, die in Abhängigkeit von der Betätigung oder dam Drücken entsprechender Tasten einer Tastatur betätigbar sind, und der bzw. das eine fehlerhafte Betriebsweise aufgrund des Prellens von Schaltern vermeldete

Darüber hinaus ist ein Tongenerator der zuvor genannten Art für ein elektrisches Musikinstrument zu schaffen;, bei dem die Frequenz des erzeugten Tones oder Signals weitgehend unab~ iilngig von Änderungen in der Umgebungstemperatur ist₀

Ferner soll bei einem Tongenerator für ein elektrisches Musikinstrument der zuvor genannten Art bei aufeinanderfolgender Betätigung oder bei aufeinanderfolgendem Drücken einer Vielzahl von Tasten während einander überlappender Zeitspannen der Ausgangston oder die Ausgangssignalfrequenz stets der zuletzt gedrückten oder betätigten Taste entsprechen.

Schließlich soll ein Tongenerator für ein elektrisches Musikinstrument der zuvor genannten Art geschaffen werden, bei dem die Qualität des Ausgangstones oder der AusgangsSignalfrequenz in zuverlässiger Weise durch ein geeignetes Hüllsignal bestimmt ist, durch welches eine Amplitudenmodulation des erzeugten Frequenzsignals oder Tonsignals sogar während eines Legato-Spiels des Instruments erfolgt.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Tongenerator für ein elektrisches Musikinstrument vom Einzeltontyp geschaffen. Dieser Tongenerator enthält eine Reihe von Schaltern, die den Tasten einer Tastatur entsprechen und die selektiv durch Betätigung der entsprechenden Tasten betätigbar sind. Ferner ist ein Zeitsteuersignalgenerator bzw. Taktsignalgenerator vorgesehen, der vorzugsweise ein Schieberegister enthält und der einen wiederholten Betriebszyklus besitzt. Dieser Signalgenerator ist mit den Schaltern verbunden, um auf deren Betätigung hin Zeitsteuersignale bereitzustellen. Dabei entspricht jedes zu einem Zeitpunkt während des Betriebszyklus auftretende Zeitsteuersignal der Stellung des entsprechend betätigten Schal ters innerhalb der Schalterreihe. Ferner ist ein Exponentialsignal-Generator vorgesehen, der ein Exponential signal synchron mit dem Betriebszyklus des Zeitsteuersignalgenerators abgibt. Ferner ist eine Abtast- und Halteeinrichtung vorgesehen, die das Exponentialsignal und das jeweilige Zeitsteuersignal aufnimmt und die derart betrieben ist, daß sie einen Wert des Exponentialsignals in Abhängigkeit vom Zeitpunkt des

Auftretens des Zeitsteuersignals innerhalb des Betriebszyklus abtastet und festhält. Außerdem ist eine in der Frequenz veränderbare Schwingungseinrichtung vorgesehen, die entsprechend dem Wert des Exponentialsignals gesteuert wird, der abgetastet und festgehalten ist. Auf diese Weise wird eine Ausgangs schwingung oder ein Tonsignal mit einer Frequenz abgegeben, die durch einen selektiv betätigten Schalter der vorgesehenen Schalter festgelegt ist.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einem Blockdiagramm einen Tongenerator für ein elektrisches Musikinstrument nach dem Stand der Technik. Fig. 2 zeigt den Verlauf eines Hüllsignals, das bei dem in Fig.1 dargestellten Tongenerator verwendet ist-, Fig. 3 zeigt in einem Blockdiagramm einen Tongenerator für ein elektrisches Musikinstrument des Einzeltontyps gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 4 zeigt in einem Schaltplan einen bevorzugten Logari_thmusfunktions-Signalgenerator, der bei dem Tongenerator gemäß Fig. 3 verwendet werden kann.

Fig. 5A bis 5G und Fig. 6A bis 6G zeigen den Verlauf von Signalen, auf die im Zuge der Erläuterung der Arbeitsweise des in Fig. 3 dargestellten Tongenerators Bezug genommen werden wird.

Fig. 7 zeigt in einem Blockdiagramm einen Tongenerator für ein elektrisches Musikinstrument gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 8A bis 81 zeigen den Verlauf von Signalen, auf die im Zuge der Erläuterung der Arbeitsweise des in Fig. 7 dargestellten TongeneratorsBezug genommen werden wird.

Nunmehr wird auf die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung im einzelnen eingegangen werden. Ein typischer Tongenerator 10 für ein elektrisches Musikinstrument nach dem Stand der Technik wird zunächst unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben, und zwar im Hinblick auf eine Unterstützung des

Verständnisses der durch die Erfindung zu lösenden Probleme. Bin derartiger Tongenerator 10 ist als eine Konstantstromquelle 11 enthaltend dargestellt, die an einer GIeichspannungsquelle +B angeschlossen ist und die einen konstanten Strom an einen Spannungsteiler 12 abgibt, der aus einer Vielzahl von Widerständen 12a, 12b, 12c, .... 12n besteht, die alle denselben Widerstandswert besitzen und die miteinander in Reihe liegend zwischen der Stromquelle 11 und Masse bzw. Erde angeschlossen sind. Eine Vielzahl von normalerweise geöffneten Schaltern 13a₉ 13b, 13c, ... etc., die auf die Betätigung oder das Drücken entsprechender Tasten (nicht dargestellt) einer Tastatur selektiv betätigbar oder geschlossen sind, sind in einer parallelen Reihe 13 zwischen entsprechenden Widerständen des Spannungsteilers 12 und einer gemeinsamen Sammelleitung oder einem Anschluß 14 angeordnet. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß - wie dargestellt - die Schalter 13a, 13b, 13c etc. an einem Ende der Verbindungspunkte zwischen den Widerständen 12a, 12b, 12c etc. und den nächsten Widerständen in der Widerstands-Reihenschaltung angeschlossen sind, während die anderen Seiten der Schalter 13a, 13b, 13c etc, an dem gemeinsamen Verbindungspunkt oder an der gemeinsamen Sammelleitung 14 und über diese an den Eingängen einer Abtast- und Halteschaltung 15 soxtfie an einem Impulsgenerator 16 angeschlossen sind_o Es sei darauf hingewiesen, daß das Schließen irgendeines der normalerweise geöffneten Schalter 13a, 13b, 13c etc. dazu führt, daß eine Spannung an den Impulsgenerator 16 abgegeben wird, durch den dieser Impulsgenerator vorzugsweise nach einer geeigneten Verzögerungszeit veranlaßt wird, ein Impulssignal zu erzeugen,, welches an die Abtast- und Halteschaltung 15 abgegeben itfirdo Dadurch bewirkt diese Abtast·= und Halteschaltung 15 ctas Abtasten und Festhalten des Wertes der dann an die Schaltung 15 über den geschlossenen Schalter der Schalterreihe 13 abgegebenen Spannung _o

Je näher der geschlossene Schalter der Schalterreihe 13 bei der KonstantStromquelle 11 bei der in FIg₀ 1 dargestellten Schaltungsanordnung sich befindet5 umso höher wird = wie dies er-

sichtlich sein dürfte - die Spannung sein, die durch die Schaltung 15 abgetastet und festgechalten wird. Demgemäß entsprechen die Schalter 13a, 13b, 13c, etc. abnehmenden Spannungswerten, und zwar in fallender Reihenfolge, und außerdem den kleiner werdenden Frequenzen der Ausgangssignale von dem Tongenerator 10.

Da die aufeinanderfolgenden Widerstände 12a, 12b, 12c etc. des Spannungsteilers 12 gleiche Widerstandswerte besitzen, dürfte ersichtlich sein, daß die an die Abtast- und Halteschaltung abgegebene Spannung linear mit dem aufeinanderfolgenden Schliessen oder Betätigen der Schalter 13a, 13b, 13c etc. abnehmen oder sich ändern wird. Demgemäß wird bei dem Tongenerator 10 gemäß dem Stand der Technik das Ausgangssignal der Abtast- und Halteschaltung 15 einem AntilogarUhmusfunktions-Signalgenerator 17 zugeführt, der die von der Sc_haltung 15 in Abhängigkeit von der Schalterstellung des geschlossenen Schalters innerhalb der Schalterreihe 13 abgeleitete linear sich ändernde Spannung in ein Antilogari__±hmusfunktions-Signal oder in eine Spannung umsetzt^ die den Frequenzen der eine Oktave umfassenden zwölf Tonschritte entspricht. Die von der Schaltung 17 bereitgestellte resultierende Spannung wird einem spannungsgesteuerten Oszillator 18 zugeführt, der ein Schwingungs-Ausgangssignal einer Frequenz erzeugt, die durch den geschlossenen Schalter in der Schalterreihe 13 bestimmt ist.

Bei dem bekannten Tongenerator 10 wird der von dem Impulsgenerator 16 abgegebene Impuls außerdem einem Hüllsignalgenerator 19 zugeführt, der auf das Auftreten des betreffen= den Impulses hin ein Hüllsignal erzeugt^ wie es in Figo 2 gezeigt ist. Das Schwingungsausgangssignal des spannungsge= steuerten Oszillators 18 wird einem spannungsgesteuerten einstellbaren bzwβ veränderbaren Filter 20 zugeführt,, welches unter der Steuerung durch das Hüllsignal von dem Generator 19 steht. Das resultierend® Sefowingimgs-Ausgangssignal von asis Filter 20 wird einer Modulationsschaltung 21 zug®führt_s um in dieser Schaltung durch das Hüllsignal von dem Generator 19 her

in der Amplitude moduliert zu werden. Das resultierende Ausgangssignal der Modulationsschaltung 21 wird an einen Ausgangsanschluß 22 abgegeben, der über einen geeigneten Verstärker (nicht dargestellt) an einem Lautsprecher oder dgl. angeschlossen sein kann. Auf die Betätigung irgendeines der Schalter in der Schalterreihe 13 hin tritt somit an dem Ausgangsanschluß ein Schwingungssignal mit einer Frequenz auf, die dem betätigten oder geschlossenen Schalter entspricht, wobei das betreffende Schwingungssignal mit einer Qualität auftritt, die durch die Konfiguration des Hüllsignals von dem Generator 19 bestimmt ist. Wie in Fig. 2 dargestellt, kann die Signalform des Hüllsignals von dem Generator 19 so gewählt sein, daß verschiedene Änderungen in der Amplitude während der Anstiegszeit A, während der Abfallzeit D und während der Auslösezeit R vorhanden sind. Dabei wird ein erwünschter Dauerpegel S zwischen der Abfallzeit und der Auslösezeit aufrechterhalten.

Es sei darauf hingewiesen, daß bei dem oben beschriebenen herkömmlichen Tongernator 10 ein Impuls von dem Generator 16 her lediglich nach einer geeigneten Verzögerungszeitspanne auftritt, die auf die Abgabe einer Spannung an den Generator 16 auf das Schließen eines der Schalter in der Schalterreihe 13 folgt. Aufgrund der vorstehenden Verzögerung bewirkt das Prellen des betätigten Schalters zum Zeitpunkt seines Schließens keinen fehlerhaften Betrieb. Dies bedeutet, daß die erwähnte Verzögerung bei der Abgabe eines Impulses von dem Impulsgenerator 16 hinreichend lang ist um sicherzustellen, daß das anfängliche Prellen des geschlossenen Schalters beendet sein wird und daß die an die Abtast- und Halteschaltung 15 abgegebene Spannung einen stabilen Pegel zu dem Zeitpunkt erreicht haben wird, zu dem die Schaltung 15 durch einen Impuls von dem Generator 16 her aktiviert ist. Die dem Betrieb des Impulsgenerators 16 anhaftende Verzögerungsdauer verhindert jedoch keinen fehlerhaften Betrieb des Tongenerators 10 aufgrund irgendwelchen späteren Prellens des geschlossenen Schalters in der Schalterreihe 13o Überdies nutzt der AntilogarjL-thmusfunktions-Signalgenerator oder Wandler 17 die Exponential-

-yf-

funktions-Kennlinie oder -Beziehung der Basis-Emitter-Spannung zu dem Kollektor-Strom (V_BE-I_C) eines Transistors aus. Diese Kennlinie ändert sich jedoch mit Temperaturänderungen. Demgemäß kann sich die an den spannungsgesteuerten Oszillator 18 auf das Schließen irgendeines Schalters der Schalter in der Schalterreihe 13 angelegte Spannung mit Änderungen in der Umgebungstemperatur ändern und eine entsprechende Änderung bzw. Schwankung in der Frequenz des Schwingungs-Ausgangssignals oder Tonsignals hervorrufen, welches vom Anschluß 22 erhalten wird.

Es sei ferner darauf hingewiesen, daß dann, wenn bei dem Tongenerator 10 zwei Tasten in der Tastenreihe 13 gleichzeitig geschlossen werden, die an die Abtast- und Halteschaltung 15 abgegebene Spannung der Spannung entspricht, die durch denjenigen geschlossenen Schalter festgelegt ist, der näher bei Masse bzw. Erde liegt. Wenn somit beispielsweise die Schalter 13a und 13c gleichzeitig geschlossen werden, wird die durch das Schließen des Schalters 13c festgelegte Spannung diejenige Spannung sein, die an die Abtast- und Halteschaltung 15 angelegt wird. Daher wird der Tongenerator 10 dem der tieferen Frequenz entsprechenden geschlossenen Schalter den Vorrang geben. Es sei darauf hingewiesen, daß beim Spielen eines elektrischen Musikinstruments vom Einzeltontyp bzw. Eintontyp die Wahrscheinlichkeit dafür vorhanden ist, daß eine gewisse Überlappung der Zeitspannen auftritt, während der aufeinanderfolgend betätigte Tasten gedrückt sind. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß zu irgendeinem Zeitpunkt zwei oder mehr Tasten gedrückt sein können, wodurch gleichzeitig die entsprechenden Schalter betätigt sind. In derartigen Fällen räumt der oben beschriebene Tongenerator 10 stets dem tieferen Ausgangston der Ausgangstöne oder Ausgangssignalfrequenzen entsprechend den gleichzeitig betätigten Schaltern Vorrang ein. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß in dem Fall, daß die Bedienperson zunächst die Taste zum Schließen des einem tieferen Ton entsprechenden Schalters 13c drückt und sodann die Taste für das Schließen des einem höheren Ton entsprechenden Schalters 13a betätigt oder drückt, bevor die zuvor betätigte

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Taste vollständig losgelassen wird - so daß die Schalter 13a und 13c gleichzeitig geschlossen oder betätigt sind - der relativ tiefere Ton oder die tiefere Frequenz während des gleichzeitigen Schließens der Schalter 13a und 13c erzeugt wird. Der höhere Ton oder die höhere Frequenz wird lediglich dann erhalten, wenn die für das Schließen des Schalters 13c vorgesehene Taste schließlich losgelassen wird. Durch den vorstehend erläuterten Vorgang wird ein unnatürlicher Effekt beim elektrischen Einton-Musikinstrument erzeugt, bei dem es erwünscht ist, von der relativ niedrigen Frequenz oder dem relativ tiefen Ton entsprechend dem Schalter 13c zu der hohen Frequenz oder dem hohen Ton entsprechend dem Schalter 13a überzugehen, sobald der zuletzt genannte Schalter betätigt oder geschlossen ist, und zwar auch dann, wenn der zuvor geschlossene Schalter 13c noch nicht vollständig geöffnet ist.

Es sei ferner darauf hingewiesen, daß während des Legato-Spiels eines den beschriebenen Tongenerators 10 enthaltenen elektrischen Sinton- bzw« Einzelton-Musikinstruments der Übergang bzw. Wechsel von einem Ton oder einer Frequenz zu einem anderen Ton bzw. anderen Frequenz gleichmäßig erfolgt, d.h. ohne eine Unterbrechung der an den Impulsgenerator 16 abgegebenen Spannung. Dies führt dazu_P daß dieser Impulsgenerator durch die alleinigen Spannungsänderungen nicht zuverlässig getriggert werden kann, um auf das Schließen jedes Schalters innerhalb der Schalterreihe einen Impuls für die Betätigung des Hüllsignalgenerators 19 zu erzeugen. Demgemäß kann das Hüllsignal, mit dessen Hilfe der Ausgangston oder die AusgangsSignalfrequenz in der Schaltung 21 amplitudenmoduliert wird, um die Qualität der Ausgangsschwingung oder des Ausgangstonsignals am Anschluß 22 festzulegen, nicht \ zuverlässig während des Legato-Spiels des Instruments erzeugt werden.

Aus Figo 5 dürfte ersichtlich sein, daß ein Tongenerator 30 für ein elektrisches Musikinstrument vom Eintontyp bzw. Einzel=· tontyp gemäß einer Ausführungsform der Erfindung generell eine Reihe 31 von Schaltern 31a_p 31b _OOoo 31 η enthält₉ die den

Tasten einer Tastatur (nicht dargestellt) entsprechen und. die selektiv durch eine Manipulation der betreffenden Tasten betätigbar oder schließbar sind. Ein Zeitsteuersignalgenerator 32 ist bei der dargestellten Ausführungsform als ein Schieberegister 33 enthaltend dargestellt, das einen Takteingang C zur Aufnahme eines Taktimpulses von einem Taktoszillator 34 her aufweist. Die Taktimpulse treten beispielsweise mit einer Frequenz von 50 kHz auf. Das Schieberegister 33 weist ferner einen Reiheneingangsanschluß IN auf, der an Erde bzw. Masse liegt. Ferner weist das Schieberegister einen invertierenden Rückstellsignal-Eingangsanschluß R sowie einen Reihenausgangsanschluß OUT und Parallel-Ausgangsanschlüsse Oa, Ob ....On auf. Die normalerweise geöffneten Schalter 31a, 31b .... 31n sind so dargestellt, daß sie mit ihrer einen Seite an den Parallel-Ausgangsanschlüssen Oa, Ob .... On des Schieberegisters 33 angeschlossen sind. Die anderen Seiten der betreffenden Schalter der Schalterreihe 31 sind gemeinsam über einen Widerstand 35 an einer Gleichspannungsquelle +Vcc und außerdem an einem Zeitsteuersignal-Ausgangsanschluß 36 angeschlossen» Ein zwei Eingänge aufweisendes UND-Verknüpfungsglied 37 ist an dem Zeitsteuersignal-Ausgangsanschluß 36 bzw. an dem Reihenausgangsanschluß OUT des Schieberegisters 33 eingangsseitig angeschlossen. Mit seinem Ausgang ist das UND-Glied 37 an dem invertierenden Rückstellsignalanschluß R des Schieberegisters sowie am Eingang eines Impulsgenerators 38 angeschlossen» Der Ausgang des Impulsgenerators 38 ist am Eingang einer Loga ri"thmusfunktions- oder Exponential-Signalgeneratorschaltung 39 angeschlossen, die ausgangsseitig an einer Abtast- und Halteschaltung 40 angeschlossen ist, welche ferner eine Verbindung zu dem Zeitsteuersignal-Ausgangsanschluß 36 aufweist. Das Ausgangssignal der Abtast- und Halteschaltung 40 wird als Steuerspannung einem spannungsgesteuerten einstellbaren Oszillator 41 zugeführt, dessen Schwingungsausgangssignal einer Modulationsschaltung 42 zugeführt wird, um in dieser eine Amplitudenmodulation durch ein Hüllsignal su bewirken, welches der Modulationsschaltung 42 von einem Hüllsignalgenerator 43 her zugeführt wirdo Eine RS-Flipflopsehaltung 44 ist mit einem invertierenden Setz-

Eingangsanschluß S an dem Zeitsteuersignal-Ausgangsanschluß und mit einem invertierenden Rückstell-Eingangsanschluß R an dem Reihenausgangsanschluß OUT des Schieberegisters 33 angeschlossen. Mit einem Ausgang Q ist das Flipflop 44, wie dargestellt, an einem Eingang des Hüllsignalgenerators 43 angeschlossen, um dessen Betrieb in dem Fall zu bewirken, daß infolge Setzens des Flipflops an dessen Ausgang Q ein Signal mit hohem Signalpegel "1" auftritt. Schließlich wird das amplitudenmodulierte Schwingungsausgangssignal der Modulationsschaltung 42 an einen Ausgangsanschluß 45 abgegeben.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Loga_rithmusfunktions- oder Exponentialfunktions-Signalgeneratorschaltung 39 die in Fig. 4 dargestellte Schaltungsanordnung umfassen, welche einen Transistor Q1 vom npn-Leitfähigkeitstyp und einen Transistor Q2 vom pnp-Leitfähigkeitstyp aufweist. In einer derartigen Schaltung 39 sind, wie dargestellt, Widerstände R1 und R2 insbesondere in Reihe liegend zwischen einem Eingangsanschluß 39a der betreffenden Schaltung 39 und Erde bzw. Masse angeschlossen. Ein Verbindungspunkt bzw. Anschlußpunkt zwischen den Widerständen R1 und R2 ist mit der Basis des Transistors Q1 verbunden, dessen Emitter an Masse bzw. Erde liegt. Der Kollektor des Transistors Q1 ist, wie dargestellt, über in Reihe lie.gende Widerstände R3 und R4 an einer Gleichspannungsquelle +Vcc angeschlossen. An einem Verbindungs- bzw. Schaltungspunkt zwischen den Widerständen R3 und R4 ist die Basis des Transistors Q2 angeschlossen. Der Emitter des Transistors Q2 ist, wie dargestellt, direkt an der Speisespannungsquelle +Vcc angescM pssen, während der Kollektor des

Transistors Q2 an einem Ausgangsanschluß 39b und außerdem über die Parallelschaltung eines Widerstands R5 und eines Kondensators C1 an Erde bzw. Masse angejsch_lossen.

Wenn ein positiver Impuls dem Eingangsanschluß 39a der oben unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschriebenen Schaltung 39 zugeführt wird, dann werden die beiden Transistoren Q1 und Q2 eingeschaltet bzw. in den leitenden Zustand überführt. Das Ergeb-

nis dieses Vorgangs ist, daß der Kondensator C1 aufgeladen wird und daß damit die am Ausgangsanschluß 39b auftretende Ausgangsspannung plötzlich auf den Spannungswert der von der Speisespannungsquelle +Vcc abgegebenen Spannung ansteigt. Am Ende des dem Eingangsanschluß 39a zugeführten Impulses werden die beiden Transistoren Q1 und Q2 ausgeschaltet bzw. in den nichtleitenden Zustand überführt, so daß die von dem Kondensator C1 aufgenommene Ladung über den Widerstand R5 abgeleitet wird. Damit nimmt die an dem Kondensator C1 liegende Spannung mit einer Zeitkonstante ab, die durch die Kapazität des Kondensators C1 und den Widerstandswert des Widerstands R5 bestimmt ist. Auf diese Weise wird eine logarithm! sehe Kennlinie oder ein loga-

ri-thmisches Funktionssignal am Ausgangsanschluß 39b der Schaltung 39 erhalten, wobei das betreffende Signal durch Änderungen in der Umgebungstemperatur nicht beeinflußtest.

rJunmehr wird die Arbeitsweise des Tongenerators 30 gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 5A bis 5G sowie unter Bezugnahme auf die Fig. 6A bis 6G erläutert. In diesen Figuren ist der Verlauf von Signalen bzw. Impulsen an verschiedenen Schaltungsstellen des Tongenerators 30 für den Fall veranschaulicht, daß ein Schalter der durch Tasten betätigten Schalter der Schalterreihe 31 betätigt oder geschlossen worden ist, sowie für den Fall, daß keiner der Schalter betätigt worden ist.

Wie in Fig. 5A und 6A veranschaulicht, weist das von dem Oszillator 34 an den Taktsignal-Eingangsanschluß C des Schieberegisters 33 abgegebene Taktsignal bzw. der an diesen Eingangsanschluß abgegebene Taktimpuls einen rechteckförmigen Verlauf bei einem Tastverhältnis von 50% auf. Wie zuvor erwähnt, ist die Frequenz des Taktimpulses oder Taktsignals vorzugsweise relativ hoch,· sie liegt beispielsweise in der Größenordnung von 50 kHz und besitzt eine Periode von 20/Usec. Der Reihenausgangsanschluß OUT und die Parallel-Ausgangsanschlüsse Oa, Ob .. On des Schieberegisters 33 führen normalerweise Signale mit einem hohen Signalpegel "1". Mit Beginn eines Arbeitszyklus

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des Schieberegisters 33 auf das Zurücksetzen dieses Schieberegisters hin wird ein Signal mit niedrigem Signalpegel "O" von Erde bzw. Masse an den Reiheneingangsanschluß IN des Schieberegisters abgegeben. Dieses Signal wird auf das Auftreten aufeinanderfolgender Taktimpulse von dem Oszillator 34 von links nach rechts längs der aufeinanderfolgenden parallelen Ausgangsanschlüsse Oa, Ob... On verschoben. In dem Fall, daß keiner der Schalter 31a, 31b .... 31n betätigt oder geschlossen worden ist, wird somit das den niedrigen Signalpegel "0" führende Signal schließlich am Reihenausgangsanschluß OUT auftreten und von diesem Anschluß dem entsprechenden Eingang des UND-Gliedes 37 zugeführt werden. Wenn keiner der Schalter der Schalterreihe betätigt oder geschlossen worden ist, wird ein Signal mit relativ hohem Signalpegel "1" fortwährend von der Gleichspannungsquelle +Vcc über den Widerstand 35 und den Zeitsteuersignal-Anschluß 36 dem anderen Eingang des UND-Gliedes 37 zugeführt. Demgemäß erzeugt das UND-Glied 37 mit Auftreten des einen niedrigen Signalpegel "0" besitzenden Signals am Reihenausgangsanschluß OUT ein Ausgangssignal mit einem niedrigen Signalpegel "0". Dieses Ausgangssignal wird dem invertierenden Rückstellsignal-Eingangsanschluß R des Schieberegisters 14 zugeführt; es bewirkt das Zurücksetzen dieses Schieberegisters. Auf ein derartiges Zurücksetzen des Schieberegisters 33 hin kehrt das Signal am Reihenausgangsanschluß OUT auf den Signalpegel "1" zurück (Fig. 6G), und das Verschieben eines Signals mit dem niedrigen Signalpegel "0" läuft erneut vom Reiheneingangsanschluß IN aus an, wobei das betreffende Signal an den Parallel-Ausgangsanschlüssen Oa, Ob ..„. On auftritt und die Pegel an den betreffenden Parallel-Ausgangsanschlüssen vom normalen hohen Signalpegel "1" nacheinander auf den niedrigen Pegel "0" überführt.

Wenn der Pegel am Reihenausgangsanschluß OUT des Schieberegisters 33 auf den Signalpegel ⁸¹I¹" nach dem Zurücksetzen des Schieberegisters zurückgeführt ΐ/ird, bewirkt die gleichzeitige Abgabe von Signalen mit hohsm Signalpegel ^M1" von dem Zeit= Steuersignal=Ausgangsanschluß 36 und von dem Reihenausgangs-

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anschluß OUT an die entsprechenden Eingänge des UND-Gliedes 37, daß dieses UND-Glied ein Ausgangssignal abgibt, welches wieder mit dem Signalpegel "1" auftritt. Dieses Ausgangssignal veranlaßt seinerseits den Impulsgenerator 38, ein positives Triggerimpulssignal zu erzeugen (Fig. 6C). Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß dann, wenn keinex* der Schalter der Schalterreihe 31 auf den Betrieb der entsprechenden Taste hin betätigt oder geschlossen ist, am Reihenausgangsanschluß OUT des Schieberegisters 33 ein negativer Impuls (Fig. 6G) mit Ende jedes vollständigen Arbeitszyklus des Schieberegisters 33 auftritt. Das betreffende Schieberegister 33 wird mit der Abfallflanke eines derartigen negativen Impulses zurückgesetzt, und der Impulsgenerator 38 wird mit der Anstiegsflanke des negativen Impulses ausgelöst, um den positiven Triggerimpuls abzugeben (Fig. 6C).

Wie dargestellt, kann der von dem Impulsgenerator 38 abgegebene positive Triggerimpuls einen rechteckförmigen Verlauf mit einer bestimmten Breite besitzen, beispielsweise in Abhängigkeit von der Zeitkonstante eines monostabilen Kippgliedes, welches den Impulsgenerator 38 bildet. Die Abgabe des positiven Triggerimpulses von dem Impulsgenerator 38 an den Eingang 39a des Loga_rithmusfunktions- oder Exponentialfunktions-Signalspannungsgenerators 39 bewirkt, daß die Ausgangsspannung an dem Anschluß 39b abrupt auf den Wert der Spannung E der Speisespannungsquelle +Vco ansteigt, wie dies in Fig. 6D veranschaulicht ist. Am Ende des positiven Triggerimpulses (Figo 6C) sinkt die Ausgangsspannung des Generators 39 mit einem exponentiellen Verlauf allmählich ab (Fig. 6D). Wenn keiner der Schalter der Schalterreihe 31 durch Drücken einer entsprechenden Taste betätigt oder geschlossen ist, ist demgemäß der Exponentialfunktions-Signalspannungsgenerator 39 mit dem Arbeits- bzw. Betriebszyklus des Zeitsteuersignalgenerators 32 synchronisiert. Dies bedeutet, daß jedes Exponential-Spannungssignal (Fig. 6D) von dem Generator 39 her synchron mit Auftreten eines Signals mit niedrigem Signalpegel ^tä0^!! am Reihenausgangsanschluß OUT des Schieberegisters 33 ausgelöst bzw_o eingeleitet

OS-

Wenn keiner der Schalter der Schalterreihe 31 geschlossen oder betätigt ist, verbleibt das Signal am Zeitsteuersignal-Ausgangsanschluß 36 auf dem hohen Signalpegel "1" während jedes der aufeinanderfolgenden Arbeitszyklen des Schieberegisters 33 (Fig. 6B), so daß die Abtast- und Halteschaltung 40 hinsichtlich der Abtastung des exponentiell verlaufenden Spannungssignals von dem Generator 39 im unwirksamen Zustand verbleibt. Demgemäß verbleibt die Ausgangsspannung der Schaltung 40 auf dem niedrigen Signalpegel "0" (Fig. 6E), so daß der spannungsgesteuerte Oszillator 41 nicht schwingt. Der invertierende Rückstelleingangsanschluß R der RS-Flipflopschaltung 44 nimmt ferner den negativen Impuls oder das Signal mit dem Signalpegel "0" von dem Reihenausgangsanschluß OUT des Schieberegisters 33 am Ende des jeweiligen Arbeits- bzw. Betriebszyklus dieses Registers auf. Dadurch wird das betreffende Flipflop 34 zurückgesetzt; es gibt an seinem Ausgang ein Signal mit niedrigem Pegel "0" ab (Fig. 6F). Solange keiner der Schalter der Schalterreihe 31 betätigt oder geschlossen ist, wird ein Dauersignal mit hohem Signalpegel "1" von dem Zeitsteuersignal-Ausgangsanschluß 36 her dem invertierenden Setzeingangsanschluß S der RS-Flipflopschaltung 44 zugeführt. Das .am Ausgang Q dieser Flipflopsyhaltung auftretende Ausgangssignal verbleibt auf dem niedrigen Signalpegel "0", mit dem der Hüllsignalgenerator 43 nicht getriggert wird. Demgemäß wird der Amplitudenmodulationsschaltung 42 weder ein Signal von dem spannungsgesteuerten Oszillator 41 her noch ein Signal von dem Hüllsignalgenerator 43 zugeführt. Das Ergebnis dieses Vorgangs ist, daß an dem Ausgangsanschluß 45 kein Ausgangssignal auftritt.

Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß in dem Fall, daß irgendeiner der Schalter inn-jerhalb der Schalterreihe 31, wie beispielsweise der Schalter 31b, durch Betätigen der entsprechenden Taste geschlossen oder betätigt wird, ein Signal mit niedrigem Signalpegel oder ein ^M0"-Signal über den zu dem betreffenden Zeitpunkt geschlossenen Schalter 31b an dem Zeitsteuersignal-Ausgangsanschluß 36 auftritt, da das "O"-Signal bzw. das Signal mit niedrigem Signalpegel an dem entsprechenden

Parallel-Ausgangsanschluß Ob während des Verschieben eines derartigen Signals mit niedrigem Signalpegel von links nach rechts innerhalb des Schieberegisters 33 auftritt. Wenn das Signal mit dem niedrigen Signalpegel "0" an dem Anschluß 36 und damit an dem entsprechenden Eingang des UND-Gliedes 37 auftritt, dann wird ein Signal mit niedrigem Signalpegel oder ein "O"-Signal an dem Ausgang des UND-Gliedes 37 abgegeben und dem invertierenden Rücksetzeingangsanschluß R des Schieberegisters 33 zugeführt. Dieses Schieberegister wird dann unabhängig von dem dann am Reihenausgangsanschluß OUT des Schieberegisters 33 vorhandenen Pegel zurückgesetzt. Wenn irgendeiner der Schalter in der Schalterreihe 31 betätigt oder geschlossen ist, wird somit ein negativer Impuls oder ein Zeitsteuersignal an den Anschluß 36 abgegeben (Fig. 5B), wobei ein derartiges Zeitsteuersignal zu einem Zeitpunkt während des Arbeitszyklus des Schieberegisters 33 auftritt. Dieser Zeitpunkt entspricht der Lage bzw. Position des entsprechend betätigten Schalters in der Schalterreihe 31.

Bs sei darauf hingewiesen, daß dann, wenn keiner der Schalter in der Schalterreihe 31 betätigt oder geso_hlossen ist, der sich wiederholende Arbeitszyklus des Schieberegisters 33 der Anzahl der von dem Oszillator 34 abgegebenen Taktimpulse entspricht, die erforderlich sind, um das Signal mit niedrigem Pegel oder das "0"-Signal vom Reiheneingangsanschluß IN zu dem Reihenausgangsanschluß OUT zu verschieben. Wenn die Tastatur eines elektrischen Musikinstruments beispielsweise fünfzig Tasten aufweist, so daß die Schalterreihe 31 in entsprechender Weise fünfzig Schalter enthält, dann beträgt demgemäß die Durchlaufzeit des Schieberegisters 33 - das ist diejenige Zeitspanne, die zur Beendigung des Arbeitszyklus des Schalters erforderlich ist, wenn kein Schalter geschlossen ist - 1,0 msec in dem Fall, daß der Taktimpulsoszillator Impulse mit einer Frequenz von 50 kHz abgibt, wie dies oben bereits angedeutet v.Orden ist. Da die minimale Zeitspanne, während der eine Bedienperson des Musikinstruments irgendeine der Tasten drücken kann, normalerweise nicht kürzer als beispielsweise 10,0 msec ist, '

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is

dürfte einzusehen sein, daß mehr als zehn Arbeitszyklen des Schieberegisters in dem Fall während der minimalen Zeitspanne auftreten, daß irgendeine der Tasten gedrückt ist. Solange irgendeine Taste der Tasten gedrückt ist, um den entsprechenden Schalter der Schalterreihe 31 zu schließen, besitzt jeder Arbeitszyklus des Schieberegisters 33 eine verkürzte Dauer. Dies bedeutet, daß das Schieberegister 33 jeweils dann zurückgesetzt wird, wenn das Signal mit niedrigem Signalpegel oder das "O"-Signal an demjenigen Parallel-Ausgangsanschluß des Schieberegisters auftritt, der dem geschlossenen Schalter der Schalterreihe 31 zugehörig ist.

Mit der Anstiegsflanke des am Zeitsteuersignal-Ausgangsanschluß 36 auftretenden negativen Impulses (Fig. 5B) - das heißt dann, wenn das Schieberegister 33 auf die Abgabe des "O"-Signals mit niedrigem Signalpegel vom Ausgang des UND-Gliedes 37 an den invertierenden Rückstellanschluß R des Schiebereigsters 33 zurückgesetzt worden ist - kehrt das Ausgangssignal des UND-Gliedes 37 zu dem hohen Signalpegel bzw. »1"-Signalpegel zurück. Dadurch wird der Impulsgenerator 38 betätigt, der dadurch veranlaßt wird, einen Triggerimpuls (Fig.5C) abzugeben, durch den der Loga_rithmusfunkticns-Signalgenerator 39 veranlaßt wird, ein Exponential-Spannungssignal (Fig. 5D) zu erzeugen.

In der Zwischenzeit wird der negative Impuls (Fig. 5B) von dem Zeitsteuersignal-Ausgangsanschluß 36 her auch an die Abtast- und Halteschaltung 40 abgegeben, um diese zu veranlassen, daß von dem Generator 39 abgegebene Exponential-Spannungssignal mit der Abfallflanke des negativen Impulses abzutasten. Solange eine bestimmte Taste gedrückt ist, um den entsprechenden Schalter in der Schalterreihe 31 zu schließen^wird die Schaltung 40 danach einen bestimmten abgetasteten Wert der exponentiellen Spannung (Fig. 5E) festhalten. Dieser Spannungswert entspricht dem geschlossenen oder betätigten Schalter» Eine derartige Gleichspannung (Fig., 5E) von der Abtast- und Halteschaltung 40 wird als Steuerspannung dem spannungsgesteuerten Oszillator 41· zuge-

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führt, der dadurch ein Schwingungssignal mit einer der betätigten Taste entsprechenden Frequenz abgibt.

Der an dem Zeitsteuersignal-Ausgangsanschluß 36 auftretende negative Impuls wird außerdem dem invertierenden Setzeingangsanschluß S der RS-Flipflopschaltung 44 zugeführt, so daß der Pegel am Ausgangsanschluß Q dieser Flipflopschaltung vom niedrigen "O"-Pegel zu einem hohen "1"-Pegel übergeht (Fig.5F). Auf das Auftreten eines Signals mit einem derartigen hohen Signalpegel "1" von dem Flipflop 44 her wird der Hüllsignalgenerator 43 getriggert. Der Hüllsignalgenerator erzeugt daraufhin ein Hüllsignal, welches beispielsweise den in Fig. 2 dargestellten Signalverlauf besitzt. Dieses Hüllsignal wird der Modulationsschaltung 42 zugeführt, um in dieser Modulationsschaltung eine Amplitudenmodulation des Schwingungsausgangssignals zu bewirken, welches von dem in der Frequenz veränderbaren oder spannungsgesteuerten Oszillator 41 erhalten wird. Demgemäß gibt die Modulationsschaltung 42 an den Ausgangsanschluß 45 ein Ausgangssignal oder ein Tonsignal mit der der gedrückten Taste entsprechenden E'requenz und Tonqualität ab.

lii's dürfte ersichtlich sein, daß am Reihen- bzw. Serienausgangsanschluß OUT des Schieberegisters 33 weiterhin ein Signal mit hohem Signalpegel "1" abgegeben wird (Fig. 5G), solange irgendeiner der Schalter in der Schalterreihe 31 betätigt oder geschlossen ist, so daß nach dem Setzen der Flipflopschaltung 44 unter Abgabe eines Signals mit hohem Signalpegel "1" an ihrem Ausgang (Fig. 5F) ein Ausgangssignal des Flipflops 44 mit einem derartig hohen Signalpegel aufrechterhalten wird_o Demgemäß setzt der Hüllsignalgenerator 43 die Erzeugung des entsprechenden Hüllsignals fort. Solange eine Taste gedrückt oder betätigt ist, um den entsprechenden Schalter der Schalterreihe zu schließen, wird somit ein Schwingungsausgangssignal mit der gewünschten Frequenz und Tonqualität an dem Ausgangsanschluß erhalten.

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S-

Wenn eine Taste, die gedrückt worden ist, losgelassen wird, kehrt der entsprechende eine Schalter der Schalter innerhalb der Schalterreihe 31 in seinen normalen geöffneten Zustand zurück. Dies führt dazu, daß danach die Spannung an dem Zeitsteuersignal-Ausgangsanschluß 36 auf dem hohen Signalpegel "1" verbleibt, und zwar aufgrund der Verbindung über den Widerstand 35 zu der Gleichspannungsquelle. Wie zuvor erwähnt, tritt jedoch am Ende des Arbeits- bzw. Betriebszyklus oder Durchlaufs des Schieberegisters 33 - innerhalb welches Betriebszyklusses der zuvor geschlossene Schalter in seinen Zustand zurückgeführt worden ist - ein negativer Impuls oder ein "O"-Impuls mit niedrigem Pegel am Reihen- bzw. Serienausgangsanschluß OUT des Schieberegisters auf. Dies führt dazu, daß das betreffende Schieberegister zurückgesetzt wird und daß danach der Betrieb des Tongenerators 30 in der oben für den Fall beschriebenen Weise fortgesetzt wird, daß kein Schalter in der Schalterreihe 31 geschlossen ist.

Es sei darauf hingewiesen, daß mit Rücksicht darauf, daß die Schalter 31a, 31b, ....31n selektiv in irgendeiner gewünschten Reihenfolge geschlossen werden, jedes der exponentiellen Signale von dem Generator 39 her mit dem Zurücksetzen des Schieberegisters 33 zu Beginn eines Arbeitszyklus dieses Schieberegisters synchronisiert ist und daß die aufeinanderfolgenden exponentiellen Signale durch die Schaltung AO zu Zeitpunkten abgetastet werden, die von den Positionen bzw. Lagen der aufeinanderfolgend geschlossenen Schalter in der Scbalterreihe abhängen. Demgemäß hängen die Werte der in der Schaltung 40 aufeinanderfolgend abgetasteten und festgehaltenen exponentiellen Signale von den Positionen bzw. Lagen der aufeinanderfolgend geschlossenen Schalter in der Schalterreihe 31 ab, um Ausgangsschwingungssignale von dem spannungsgesteuerten Oszillator 41 abzugeben, dessen Schwingungssignale in entsprechender Weise von den selektiv betätigten Schaltern abhängen.

Es sei darauf hingewiesen, daß in dem Tongenerator 30 gemäß der Erfindung, wie er oben beschrieben worden ist, der

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U
- ?r -

exponentielle Verlauf des von dem Generator 40 abgegebenen Signals von dem Widerstandswert des Widerstands R5 und von dem Kapazitätswert des Kondensators C1 abhängt (Fig. 4); diese Werte ändern sich nicht bei Temperaturänderungen, so daß die

Frequenz jedes am Anschluß 45 erhält] ichen Ausgangssignals

oder Ausgangstons ebenfalls temperaturunabhängig ist. Da die am Anschluß 36 des Zeitsteuersignalgenerators 32 auftretenden Zeitsteuersignale digitale Signale sind, die zu Zeitpunkten auftreten, welche von den Positionen der geschlossenen Schalter in der Schalterreihe 31 abhängen, dürfte ferner ersichtlich sein, daß das Prellen der Schalter den Betrieb des Tongenerators 33 nicht nachteilig beeinflussen kann.

Bei dem unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschriebenen Tongenerator 30 wird jedoch einer relativ hohen Tonfrequenz Vorrang eingeräumt. Dies ergibt sich aus dem Betätigen oder Schließen eines Schalters auf der linken Seite der Schalterreihe 31. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß dann, wenn zwei Schalter, wie beispielsweise der Schalter 31b und der Schalter 31n gleichzeitig geschlossen werden, das am Anschluß 45 erhaltene Ausgangssignal mit einer relativ hohen Frequenz auftreten wird, die dem Schalter 31b entspricht, obwohl das Schließen des Schalters 31η zu einem späteren Zeitpunkt erfolgt sein kann als das Schließen des Schalters 31b. Wie oben erwähnt, ist es erwünscht, daß weder Tönen mit hoher Frequenz noch Tönen mit niedriger Frequenz Vorrang gegeben wird und daß bei einem elektrischen Musikinstrument vom Einzelton- bzw. Eintontyp die AusgangsSignalfrequenz demjenigen Schalter entsprechen sollte, der in dem Fall als letzter geschlossen wird, daß zwei oder mehr Schalter gleichzeitig ge_sch lossen werden. Sin Tongenerator 130 gemäß dex" vorliegenden Erfindung, der in dieser bevorzugten Art und Weise arbeitet, wird nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben werden, in der diejenigen Schaltungsteile, die jenen entsprechen, welche oben unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben worden sind, mit denselben Bezugszeichen versehen sind wie in Fig. 3· Derartige Schaltungselemente werden im folgenden nicht näher beschrieben

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werden.

Bei dem Tongenerator 130 ist der Reihen- bzw. Serienausgangsanschluß OUT des Schieberegisters 33 als direkt mit dem invertierenden Rückstelleingangsanschluß R des Schieberegisters verbunden dargestellt. Außerdem ist der betreffende Ausgangsanschluß direkt mit dem Eingang des Exponentialsignalgenex'ators 39 verbunden. Wie bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ist bei dem Tongenerator 130 der Ausgang des Exponentialsignalgenerators 39 an einer Abtast- und Halteschaltung 41 angeschlossen, die in diesem Fall durch einen Triggerimpuls von einem Impulsgenerator 38' her betätigt wird. Der von der Schaltung 40 abgetastete Spannungswert wird als Steuerspannung einem spannungsgesteuerten Oszillator 41 zugeführt, der sein Schwingungsausgangssignal einer Modulationsschialtung 42 zuführt. Die Modulations schaltung 42 erhält ferner- ein Hüllsignal von dem Hüllsignalgenerator 43; sie bewirkt eine Amplitudenmodulation des von dem Oszillator 41 abgegebenen Schwingungsausgangssignals durch das von dem Hüllsignalgenerator 43 abgegebenen Hüllsignal. Die Modulationsschaltung gibt dadurch ein Ausgangssignal oder Tonsignal mit der gewünschten Frequenz und Qualität an den Ausgangsanschluß 45 ab.

Der Tongenerator 130 gemäß der Erfindung enthält, v/ie dies ferner gezeigt ist, eine Diskriminatorschaltung 46, die dazu dient festzustellen, ob ein oder mehrere Schalter der Schalterreihe 31 gesc_Jilossen sind. Ferner enthält der Tongenerator eine Detektorschaltung 147, die feststellt, ob ein Schalter der Schalterreihe 31, der während eines Durchlaufs des Schieberegisters 31 geschlossen oder betätigt wird, während des vorangehenden Durchlaufs des Schieberegisters geschlossen war.

Bei der in Fig₀ 7 dargestellten Ausführungsform der Erfindung enthält die Diskriminatorschaltung 46 eine RS-Flipflopschaltung 44' und eine JK-Flipflopschaltung 48. Die Flipflopschaltung 44' ist mit einem invertierenden Setzeingangsanschluß S an dem Zeitsteuersignal-Ausgangsanschluß 36 und mit einem inver-

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tierenden Rückstelleingangssignalanschluß R an dem Reihenbzw. Ser-ienausgangsanschluß OUT des Schieberegisters 33 angeschlossen. Die JK-Flipflopschaltung 48 ist ebenfalls mit einem invertierenden Setzeingangsanschluß S an dem Zeitsteuersignal-Ausgangsanschluß 36 angeschlossen. Ein T-Eingangsanschluß der betreffenden Flipflopschaltung ist an dem Serien-Ausgangsanschluß OUT des Schieberegisters angeschlossen. Ein J-Eingangsanschluß der betreffenden Flipflopschaltung ist an dem Ausgangsanschluß Q der Flipflopschaltung 44' angeschlossen. Eine K-Eingangsanschluß nimmt ständig ein "1"-Signal mit hohem Signalpegel von einer Gleichspannungsquelle 49 her auf. Der Ausgangsanschluß Q der JK-Flipflopschaltung 48 ist an einem Eingang eines UHD-Gliedes 50 angeschlossen, welches ausgangsseitig an dem Hüllsignalgenerator 43 angeschlossen ist. Dieser Hüllsignalgenerator wird dadurch veranlaßt, ein Hüllsignal auf den Anstieg des Ausgangssignals des UND-Gliedes 50 vom "O"-Pegel zum "1"-Pegel zu erzeugen.

Die Detektorschaltung 47 besteht, wie dargestellt, generell aus einem Adreßzähler 51 und einem Speicher 52 mit wahlfreiem Zugriff, der nachstehend auch als RAM-Speicher bezeichnet wird. Der Reihen- bzw. Serien-Ausgangsanschluß OUT des Schieberegisters 33 ist an einem invertierenden Rücksetz-Eingangsanschluß R des Adreßzählers 51 angeschlossen. Die Taktimpulse oder Ausgangs signale des Taktoszillators 34 v/erden einem Taktsignal-Eingangsanschluß C des Adreßzählers zugeführt. Der Adreßzähler 51 ist derart wirksam, daß er den RAM-Speicher durch ein binär codiertes Signal mit η Bits adressiert. In diesem Signal sind die η Bits so gewählt, daß 2ⁿ nahe bei der Anzahl der Schalter in der Schalterreihe 31 liegt. So kann beispielsweise in dem Fall, daß die Schalterreihe 31 fünfzig Schalter aufweist, die Zahl η mit 6 gewählt sein, so daß 2ⁿ = beträgt.

Das Ausgangssignal des Taktoszillators 34 wird ferner einem Lese- und Schreib-Steuereingangsanschluß R/W des RAM-Speichers 52 zugeführt, so daß dieser Speicher sich in seinem Lesezustand bzw. in seinem Schreibzustand oder in den entsprechenden Zu-

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-erständen auf das Auftreten von Signalen mit dem Pegel "1" bzw. "O" des Taktimpulses befindet (Fig. 8A). Der Zeitsteuersignal-Ausgangsanschluß 36 ist, wie ferner dargestellt, mit einem Eingangsanschluß I des RAM-Speichers 52 sowie über einen Inverter 53 an einem ersten Eingang eines UND-Gliedes 34 angeschlossen, welches mit einem zweiten Eingang und mit einem dritten Eingang am Ausgang O des RAM-Speichers 52 bzw. des Taktoszillators 34 angeschlossen ist. Der Ausgang des UND-Gliedes 54 ist am Eingang des Impulsgenerators 38' sowie ferner über einen Inverter 55 an einem zweiten Eingang des UND-Gliedes 50 angeschlossen.

Nunmehr wird die Arbeitsweise des Tongenerators gemäß der Erfindung näher beschrieben. Dazu sei angenommen, daß die von dem Oszillator 34 abgegebenen Taktimpulse ein Tastverhältnis von 50% aufweisen, wie dies in Fig. 8A veranschaulicht ist. Ferner sei angenommen, daß sämtliche Schalter in der Schalterreihe 31 zunächst geöffnet sind. Auf das Schließen eines der Schalter in der Schalterreiche 31 hin, wie beispielsweise des Schalters 31a, durch Betätigen der entsprechenden Taste wird ein entsprechendes negatives Zeitsteuersignal mit rechteckförmigem Verlauf (Fig. 8B) an den Zeitsteuersignal-Ausgangsanschluß 36 abgegeben. Ein derartiges Zeitsteuersignal fällt zum Zeitpunkt T1 ab und steigt zum Zeitpunkt T3 an. Diese Zeitpunkte definieren das Zeitintervall, währenddessen ein "O"-Signal oder ein Signal mit niedrigem Pegel an dem entsprechenden Parallel-Ausgangsanschluß Oa des Schieberegisters 33 auftritt. Das von dem Zeitsteuersignal-Ausgangsanschluß 36 abnehmbare negative Rechtecksignal (Fig. 8B) bewirkt auf seine Abgabe an die invertierenden Setz-Eingangsanschlüsse 'S der Flipflops 44' und 48 deren Setzen, so daß an den Ausgängen Q der Flipflops 44' und 48 zum Zeitpunkt T 1 ein Pegelanstieg vom Pegel "0" zum Pegel "1" auftritt, wie dies in Fig. 8D veranschaulicht ist. Zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Zeitsteuersignal am Anschluß 36 erhalten wird, tritt am .Serien-Ausgangsanschluß OUT des Schieberegisters 33 ein Signal mit relativ hohem Signalpegel "1" auf, wie dies in Fig. 8C veranschaulicht ist. Aufgrund der Tatsache, daß am Ausgang Q des gesetzten Flipflops 44' der "1"-Pegel vorhanden ist, der dem

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J-Jiingang des <IK-Flipf lops 4ö zugeführt wird, und aufgrund der i'atsache, daß dsr Eingang K des Flipflops 48 stets ein Signal mit dern relativ hohen .Signalpegel "1" von der Spannungsquelle her aufnimmt, ist das Flip-flop 48 so vorbereitet, daß der nächst» anden^i ngang T von dem Serien-Ausgangsanschluß Oü^r.^: des üchieberegisters 33 am Ende eines DurchlPufs oder Arbeitszyklus dieses ochieberegisters abgegebene Tri_t-Y_:;et'in)puls oder negative Impuls zu einer Umschaltung des Fiipflops 48 führt. Dadurch kehrt das Ausgangssignal am Ausgeu.^ ) dieses Flipflops mit j3eendigung eines Arbejts- bzw. Betriebszyklus des Schieberegisters vom Pegel "1" zum Pegel "O" zurück. ü!s sei ferner darauf hingewiesen, daß die Abgabe eines negativen Impulses vom Serien-Äusgangsanschluß OUT des Schieberegisters 33 am Ende jedes Durchlaufs oder Arbeitszyklus dieses Schieberegisters an den invertierenden Rücksetz-^ingangsanschluß R des Flipflops 44' dazu führt, daß das Flipflop 44' zurückgesetzt wird. Dadurch kehrt das Ausgangssignal am Ausgang Q des Flipflops 44' wieder zum "O"-Pegel zurück, und zwar beispielsweise zum Zeitpunkt T¹^ gemäß Fig. 8D.

Gleichzeitig mit dem Setzen des Flipflops 48 durch das am Anschluß 36 auftretende negative ZeitSteuersignal entsprechend dem geschlossenen Schalter 31a aktiviert der Code von dem Zähler 51 die Adresse in dem RAM-Speicher 52. Diese Adresse entspricht dem geschlossenen Schalter 31a. Innerhalb der Zeitspanne von T1 bis T2 bewirkt der von dem Oszillator 34 abgegebene Taktimpuls (Fig. 8A) die Ausführung einer Leseoperation in dem RAM-Speicher 52. Durch diese Leseoperation wird am Ausgang O des RAM-Speichers 52 ein Signal mit einem hohen Signalpegel "1" erhalten. Dies zeigt an, daß der der aktivierten Adresse entsprechende Schalter 31a während des vorangehenden Arbeitszyklus oder Durchlaufe des Schieberegisters 33 nicht geschlossen war. Gleichzeitig mit der Abgabe eines Signals mit dem Signalpegel "1" vom Ausgang O des RAM-Speichers 52 an das UND-Glied 54 wird ein negatives Zeitsteuersignal von dem Anschluß 36 aufgrund des Schließens des Schalters 31a über den Inverter 53 als Signal mit hohem Signalpegel "1" an den entsprechenden Eingang des UND-Gliedes 54 abgegeben. Dieses UND-

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Glied nimmt weiterhin ein Signal mit hohem Signalpegel "1" von dem Taktoszillator 34 her auf. Demgemäß steigt das Ausgangssignal des UND-Gliedes 54 vom Pegel "0" auf den Pegel "1" zum Zeitpunkt Ϊ1 an und verbleibt auf einem derart hohen Pegel bis zum Zeitpunkt T2 (Fig. BJiJ). Dadurch ist angezeigt, daß der Schalter 31a, der während des gegenwärtigen Durchlaufs oder ßetriebszykluc des Schieberegisters 33 genc_hlossen ist, während des vorangehenden Durchlaufs oder ^etriebszyklus des Schieberegisters nicht geschlossen war.

Wenn das Ausgangscignal des UND-Gliedes 54 zum Zeitpunkt TI vom Pegel "0" auf den Pegel "I" ansteigt (Fig. ÖL·¹), dann wird der Impulsgenerator 38' ausgelöst bzw. betätigt, wodurch ein Triggerimpuls oder Abtastsignal (B'ig. 8G) bereitgestellt wird, welches dem Abtast-Signale j iigang der Abtast- und Halteschaltung 40 zugeführt wird und diene Schaltung veranlaßt, den dann vorhandenen Wert des exponentiellen Ausgangssignals (Fig. 8H) des Exponentialsignalgenerators 39 abzutasten und festzuhalten. Das betreffende Ausgangssignal des Signalgenerators wird dabei mit Hilfe des negativen Impulses vom Serien-Ausgangsanschluß OUT des Schieberegisters 55 synchronisiert. Dieser negative Impuls tritt am rinde jedes Durchlaui's oder Arbeitszyklus auf. Der abgetastete Wert des exponentiell verlaufenden Signals wird als Steuer spannung von der Abtast- und Halteschaltung 40 an den spanniingsgesteuerten Oszillator 41 abgegeben. Dadurch wird die B'requenz des an die Modulations schal tung 42 abgegebenen Schwingungs-Auügangssignals festgelegt.

Das Ausgangssignal des UliD-Gliedes 54, das innerhalb der Zeitspanne T1-T2 mit dem Pegel "1" auftritt (Fig. 8E)₁ ^e igt an, daß das dann vom Anschluß 3ύ erhaltene Zeitsteue.signal (Fig. 813) kennzeichnend ist für einen geschlossenen Schalter der Schalter 31a bis 31n, und zwar desjenigen Schalters, der während eines vorhergehenden Durchlaufs nicht geschlossen war. Dieses Ausgangssignal wi^f>d als negativer Impuls über den inverter 55 an den entsprechenden Eingang des UND-Gliedes 50

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aogegeben. Obwohl der Ausgang υ des Flipflops 4« den Pegel "1" .führt, verbleibt das Ausgangssignal des ULiD-Gliedes 50 somit innerhalb der Zeitspanne von 1Ί bis T 2 auf dem Pegel "0", und zwar aufgrund des niedrigen Pegels des von dem inverter 55 abgegebenen Eingangssignals. Zum Zeitpunkt T2 tritt der von dem Oszillator· 34 abgegebene Taktimpuls jedoch mit niedrigem Pegel auf (Fig. SA), so daß das Aus^angssi;^!'nal des UND-Gliedes 5^¹ in entsprechender Weise vom "1"-Pegel auf den "O"-Pegel übergeht (Fig. OiD). Demgemäß gibt der Inverter ^ zum Zeitpunkt T2 ein Signal mit dem "1 "-Pegel an den entsprechenden Eingang des LJiiD-Gliedes 50 ab, wodurch das Ausgangs signal dieses UHD-Gliedes auf den "1"-Pegel ansteigt (Fig. 8F) und den Hüllsignalgenorator 43 veranlaßt, ein Hüllsignal zu erzeugen. Wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wirkt das von dem Generator 43 abgegebene Hüllsignal in der Modulationsschaltung h? in der Weise, daß eine Amplitudenmodulation des Schwingungsausgangssignals des spannungsgesteuerten Oszillators 41 auftritt und daß dadurch ein Ausgangs- oder Tonsignal mit der gewünschten Frequenz und Qualität am Ausgangsanschluß 45 auftritt.

Am Ende des Üurchlaufs oder- Betriebszyklus des Schieberegisters 33 ist der negative Impuls oder das "0"~Signal mit niedrigen; Pegel (Fig. 8C) von dom Serien-Ausgangsanschluß OUT her am Anschluß T des JK-Flipflops 48 derart wirksam, daß eine Kippwirkung auftritt, da nämlich dann an den beiden Anschlüssen J und K Signale mit dem relativ hohen Signalpegel "1" liegen. Dadurch wechselt das Ausgangssignal am Ausgang Q des Flipflops 48 vom Pegel "1" zum Pegel "0". Der von dem Serien-Ausgangsanschluß OUT des Schieberegisters 33 abgegebene negative Impuls wirkt ferner an dem invertierenden Rücksetzanschluß R des Flipflop5 44¹ ein, um dieses Flipflop zurückzusetzen und dadurch dessen Ausgangssignal am Ausgang U vom "1 "-Pegel zum "O"-Pegel zurückzuführen. Schließlich wird durch den vom Serien-Ausgangsanschluß OUT des Schieberegisters 33 abgegebeum iiegatrven Impuls die ein exponentiell verlaufendes Signal erzeugende Signalerzeugerschaltung 39 derart getriggerb, daß das exponentiell verlaufende Signal (Fig. 8f[) mit der·

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bzw. dem Abschluß des Durchlaufs oder Betriebszyklus des Schieberegisters synchronisiert ist, wie dies oben ausgeführt worden ist.

Wenn dieselbe Taste, beispielsweise die dem Schalter 31a zugehörige Taste weiterhin in aufeinanderfolgenden Durchläufen oder Betriebszyklen des Schieberegisters 33 gedrückt ist, wird das mit der betreffenden Adresse gelesene und am Ausgang 0 des RAM-Speichers 52 zur Verfügung stehende Signal dem entsprechenden Eingang des UND-Gliedes 54 mit dem niedrigen "O"-Pegel zugeführt. Dadurch ist angezeigt, daß der Schalter 31a als geschlossener Schalter zuvor innerhalb jedes der aufeinanderfolgenden Durchläufe des Schieberegisters festgehalten war. Das negative Zeitsteuersignal, das kennzeichnend ist für den geschlossenen Schalter 31a, wird über den Inverter 53 als "1"-Signal mit hohem Signalpegel dem entsprechenden Eingang des UND-Gliedes 54 zugeführt. Demgemäß verbleibt das Ausgangssignal des UND-Gliedes 54 auf dem niedrigen "O"-Pegel, und der Impulsgenerator 38' wird nicht betätigt, um einen Abtast- oder Triggerimpuls an die Abtast- und Halteschaltung 40 abzugeben. Solange dieselbe Taste, wie beispielsweise die dem Schalter 31a zugehörige Taste während aufeinanderfolgender Durchgänge des Schieberegisters 33 gedrückt bleibt, wird demgemäß die durch die Schaltung 40 während des anfänglichen Durchlaufs des Schieberegisters bei geschlossenem Schalter 31a abgetastete und festgehaltene Spannung fortwährend an den spannungsgesteuerten Oszillator 41 abgegeben. Dies führt dazu, daß die Frequenz des am Anschluß 45 erhaltenen Ausgangssignals oder Ausgangstones unverändert bleiben wird.

Wenn ein weiterer Schalter, wie beispielsweise der Schalter 31 η, zu einem Zeitpunkt geschlossen oder betätigt wird, zu dem der zuvor betätigte Schalter 31a sich noch in seinem geschlossenen Zustand befindet, wie dies beim Legato-Spiel des Instruments der Fall ist, dann wird während des ersten Durchlaufs des Schieberegisters 33 nach dem Schließen des Schalters 31η am Anschluß 36 ein negatives Zeitsteuersignal erhalten, welches

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dem zuvor geschlossenen Schalter 31a entspricht und welches zum Zeitpunkt 1Ί absinkt und zum Zeitpunkt T3 ansteigt. Außerdem wird ein weiteres negatives Zeitsteuersignal oder ein v/eiterer negativer Impuls entsprechend dem neu geschlossenen Schalter 31n erhalten; dieses Signal fällt zum Zeitpunkt T1"ab und steigt zum Zeitpunkt T3" an (Fig. 8B). Da der Schalter 31a während eines oder mehrerer früherer Durchläufe oder Arbeitszyklen des Schieberegisters 33 geschlossen gewesen war, gibt das UND-Glied 54 kein Ausgangssignal mit hohem "1"-Pegel auf das Auftreten des dem geschlossenen Schalter 31a entsprechenden Zeitsteuersignals ab. Dadurch wird der Impulsgenerator 38' 2u dem Zeitpunkt innerhalb des Zyklus nicht betätigt werden, der der Lage bzw. Position des Schalters 31a in der Schalterreihe 31 entspricht. Wenn jedoch das Zeitsteuersignal aufgrund des geschlossenen Schalters 31 η am Anschluß 36 während des ersten Durchlaufs erhalten wird, währenddessen der Schalter 31n geschlossen ist, wird das Signal mit bzw. aus der entsprechenden Adresse in dem RAM-Speicher 52 gelesen und vom Ausgang 0 dieses Speichers an den entsprechenden Eingang des UND-Gliedes 54 mit einem hohen "1"-Pegel abgegeben. Dadurch ist angezeigt, daß der Schalter 31 η nicht in einem vorhergehenden Durchlauf oder Betriebszyklus des Schieberegisters geschlossen war. Da das dem geschlossenen Schalter 31n entsprechende Zeitsteuersignal aufgrund der Verwendung des Inverters 53 als Signal mit hohem "1"-Pegel an dem entsprechenden Eingang des UND-Gliedes 54 zu einem Zeitpunkt auftritt, zu dem der Taktimpuls von dem Oszillator 34 ebenfalls mit dem "1"-Pegel auftritt, gibt das UND-Glied 54 ein Ausgangssignal mit dem "1"-Pegel zwischen den Zeitpunkten T"1 und T"2 ab (Fig. 8E). Mit einem solchen Ausgangssignal des UND-Gliedes 54 wird der Impulsgenerator 38' zum Zeitpunkt T"1 getriggert oder ausgelöst, wodurch die Schaltung 40 veranlaßt wird, den Spannungswert des exponentiell verlaufenden Signals von der Schaltung 39 zu dem Zeitpunkt abzutasten und festzuhalten, der dem geschlossenen Schalter 31 η entspricht. Ein derartiger¹ abgetasteter und festgehaltener Spannungswert (Fig. 81) wird als Steuerspannung an den spannungsgesteuerten Oszillator 41 abge-

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3? -je-

geben, wodurch die Frequenz des Schwingungsausgangssignals
dieses Oszillators zu der Frequenz hin geändert wird, die der Position bzw. Lage des zuletzt betätigten oder geschlossenen Schalters 31η in der Schalterreihe 31 entspricht. Aufgrund
der Abgabe des Ausgangssignals des UI\iD-Gliedes 54 über den Inverter 55 an einen entsprechenden Eingang des UND-Gliedes 50 sinkt das Ausgangssignal dieses UND-Gliedes 50, wie oben bereits beschrieben, vom "1"-Pegel auf den "O"-Pegel zum Zeitpunkt T"1, und das betreffende Ausgangssignal steigt wieder
auf den "1"-Pegel zum Zeitpunkt T"2 an (Fig. 8F), so daß die ein Hüllsignal erzeugende Signalerzeugerschaltung 43 ausgelöst wird, um ein Hüllsignal an die Modulationsschaltung 42 zum
Zeitpunkt ΐ"2 entsprechend dem Zeitsteuersignal abzugeben,
welches von dem geschlossenen Schalter 31n herrührt bzw. auf diesen zurückgeht. Demgemäß besitzt das nunmehr am Anschluß abnehmbare Ausgangssignal bzw. Tonsignal eine Frequenz, die dem geschlossenen Schalter 31η entspricht; das betreffende Tonsignal weist eine Qualität auf, die durch das Hüllsignal von der Schaltung 43 festgelegt ist. Obwohl die Schalter 31a und 31η während sich überlappender Zeitspannen geschlossen sind, ist somit die Frequenz des Ausgangssignals durch denjenigen
Schalter bestimmt, der später geschlossen wird, was im Falle eines elektrischen Musikinstruments vom Einzelton- bzw. Eintontyp erwünscht ist.

Wenn sämtliche Schalter 31a bis 31η in ihre normalen geöffneten Stellungen zurückgeführt sind, beispielsweise durch Loslassen sämtlicher entsprechender Tasten der Tastatur, werden keine negativen Impulse oder Zeitsteuersignale am Anschluß während der aufeinanderfolgenden Durchläufe oder Betriebszyklen des Schieberegisters 33 erhalten. Am b'nde jedes Durchlaufs oder Betriebszyklus des Schieberegisters 33 tritt jedoch zum Zeitpunkt T¹¹M ein negativer Impuls mit einer Abfallflanke auf; die ansteigende Impulsflanke dieses Impulses tritt nach einer bestimmten kurzen Zeitspanne auf. Ein derartiger Impuls wird
von dsm Serien-Ausgangsanschluß OUT des Schieberegisters er-

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halten (Fig. dC). Der zum Zeitpunkt T"1 auftretende negative Impuls, der dan Anschluß T des Flipflops 48 zugeführt wird, ruft eine sofortige Kippwirkung hervor, durch die das Ausgangssignal am Ausgang Q des Flipflops 48 vom "1"-Pegel auf den "O"-Pegel übergeht, wodurch ein entsprechender plötzlicher Wechsel des Ausgangspegels des UJU'D-Gliedes 50 hervorgerufen wird (Fig. 8F). Demgemäß wird der Betrieb der HüllSignalerzeugerschaltung 43 angehalten. Am Ende des ersten Durchiaufs des Schieberegisters 33 wird überdies dann, wenn keiner der Schalter 31a bis 31η geschlossen ist, der negative Impuls vom Serien-Ausgangsanschluß OUT des Schieberegisters an den invertierenden Rücksetzanschluß R des Flipflops 44' abgegeben, um dieses Flipflop zurückzusetzen, welches von seinem Ausgang Q dann ein Ausgangssignal wieder mit dem "0"-Pegel abgibt. Danach führen die Anschlüsse J und K des Flipflops 48 während aufeinanderfolgender Durchgänge des Schieberegisters 33, während derer keiner der Schaltex· geschlossen ist, einen "O"-Pegel bzw. einen "1 "-Pegel. Dadurch wirkt jeder negative Impuls von dem Serien-Ausgangsanschluß OUT des Schieberegisters auf den Anschluß T des Flipflops 48 derart ein, daß dieses Flipflop lediglich zurückgesetzt wird. Dadurch ist sichergestellt, daß am Ausgang Q des Flipflops 48 ein Ausgangssignal mit dem niedrigen "0"-Pegel verbleibt.

Obwohl der vom Serien-Ausgangsanschluß OUT des Schieberegisters 33 abgegebene negative Impuls am Ende jedes Durchlaufs des betreffenden Schieberegisters auftritt - und zwar dann, wenn sämtliche Schalter 31a bis 31 η geöffnet sind - um die Exponontialsignalerzeugerschaltung 39 tatsächlich zu triggern oder auszulösen (Fig. 8H), verbleibt das Signal am Zeitsteuersignalanschluß 36 auf dem hohen "1"-Pegel. Dies hat zur Folge, daß über den Inverter 53 ein "O"-Signal mit niedrigem Pegel an den entsprechenden Eingang des UND-Gliedes 54 abgegeben wird. Von dem Ausgang des UND-Gliedes 54 wird daher kein Ausgangssignal mit hohem Pegel abgegeben, um den Impulsgenerator 38' zu betätigen bzw. auszulösen und um dadurch für die Schaltung 40 einen Abtastimpuls oder ein Abtastsignal bereitzustellen.

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Demgemäß ist die Abtast- und Halteschaltung 40 unwirksam hinsichtlich der Abtastung des von der Schaltung 39 abgegebenen exponentiell verlaufenden Signals. Das Aus~;angssignal der Abtast- und Halteschaltung 40 ist nahe des Zeitpunkts T¹¹¹I auf den "O"-Pegel herabgesetzt (Fig. 81), so daß der spannungsgesteuerte Oszillator 41 unwirksam gemacht ist und vom Anschluß 45 kein Ausgangssignal erhalten wird.

Es sei darauf hingewiesen, daß der Tongenerator 130 gemäß der unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschriebenen Ausführungsform der Erfindung sämtliche vorteilhaften Eigenschaften aufweist, die oben in Verbindung mit dem in Fig. 3 dargestellten Tongenerator 30 aufgezeigt worden sind. Darüber hinaus gewährleistet der zuletzt beschriebene Tongenerator, daß die Frequenz des am Anschluß 45 abnehmbaren Ausgangssignals oder Tonsignals dem zuletzt geschlossenen Schalter der Schalterreihe 31 in dem Fall entspricht, daß zwei oder mehrere dieser Schalter während sich überlappender Zeitspannen geschlossen sind.

Durch die Erfindung ist also eine Tongeneratoranordnung (30,130) für ein elektrisches Musikinstrument geschaffen, umfassend eine Reihe 31 von Schaltern 31a bis 31n, die entsprechenden Tasten einer Tastatur entsprechen und die selektiv durch Manipulation der betreffenden Tasten betätigbar sind. Ferner ist ein Zeitsteuersignalgenerator 32 vorgesehen, der vorzugsweise ein Schieberegister 3J> enthält. Dieser Zeitsteuersignalgenerator besitzt einen Wiederholungs-Betriebszyklus; er ist an den Schaltern 31a bis 31n angeschlossen, um auf deren Betätigung hin Zeitsteuersignale bereitzustellen. Jedes der Zeitsteuersignale tritt zu einem Zeitpunkt während des Betriebszyklus auf, welcher Zeitpunkt der Position des betreffenden betätigten Schalters in der Schalterreihe 31 entspricht,, Ferner ist ein ein exponentiell verlaufendes Signal erzeugender Signalgenerator 39 vorgesehen, der ein exponentiell verlaufendes Signal synchron mit dem Betriebszyklus des Zeitsteuersignalgenerators 32 abgibt. Darüber hinaus ist eine Abtast- und Halteschaltung 40 vorgesehen, die das exponentiell verlaufende

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Signal aufnimmt und die einen solchen Wert des exponentiell verlaufenden Signals abtastet und festhält, der vom Zeitpunkt des Auftretens eines Zeitsteuersignals innerhalb des Betriebszyklus abhängt. Schließlich ist ein in der Frequenz veränderbarer Oszillator 41 vorgesehen, der in Übereinstimmung mit dem abgetasteten festgehaltenen Wert des exponentiell verlaufenden Signals gesteuert wird und der ein Ausgangsschwingungssignal mit einer Frequenz abgibt, die durch einen selektiv betätigten Schalter der Schalter 31a bis 31η festgelegt ist. Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist ein Detektor 47 wirksam, wenn eine Vielzahl der Schalter 31a bis 31n gleichzeitig betätigt wird, um festzustellen, welcher der gleichzeitig betätigten Schalter der zuletzt betätigte Schalter ist und um das Abtasten und Festhalten des exponentiell verlaufenden Signals in Abhängigkeit von dem Zeitsteuersignal auszulösen und zu triggern, welches dem zuletzt betätigten Schalter entspricht. Ein derartiger Detektor 47 ist als einen Speicher 52 mit einer Vielzahl von Adressen enthaltend dargestellt, die den Schaltern 31a bis 31η entsprechen und unter denen innerhalb jedes Betriebszyklus des Schieberegisters 33 ein den Zustand des betreffenden Schalters während des laufenden Betriebszyklus charakterisierendes Signal eingeschrieben wird. Ein den Zustand des betreffenden Schalters während des vorangehenden Betriebszjrklus charakterisierendes Signal wird gelesen. Eine Verknüpfungsschaltung 53, 54 spricht dann auf einen Unterschied in den unter irgendeiner Adresse eingeschriebenen und ausgelesenen Signalen an, um denjenigen Schalter zu ermitteln, der zuletzt betätigt worden ist.

Der/,Patentanwalt

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Claims

Patentansprüche

Tongeneratoranordnung für ein elektrisches Musikinstrument mit einer Reihe von Schaltern, die Tasten einer Tastatur entsprechen und die durch Manipulation der betreffenden Tasten selektiv betätigbar sind, und mit einem in der Frequenz veränderbaren Oszillator, der durch ein Spannungssignal steuerbar ist, welches durch die Betätigung der betreffenden Schalter bestimmt ist, wobei der Oszillator jeweils ein Schwingungsausgangssignal mit einer ausgewählten Frequenz abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitsteuersignalgenerator (32) vorgesehen ist₉ der einen wiederholt ablaufenden Betriebszyklus aufweist und der an den genannten Schaltern (31a bis 31n) derart angeschlossen ist, daß er auf die Betätigung der betreffenden Schalter hin Zeitsteuersignale (50, 83) abgibt, die während des be= treffenden Betriebszyklus jeweils zu einem Zeitpunkt auftreten, der der Position des entsprechend betätigten Schalters innerhalb der Schalterreihe (31) entspricht, daß ein ein exponentiell verlaufendes Signal synchron mit dem Betriebszyklus des Zeitsteuersignalgenerators (32) abgebender Exponentialsignaigenerator (39) vorgesehen ist und daß eine das exponentiell verlaufende Signal aufnehmende Abtast= und Halteschaltung (40) vorgesehen ist, mit deren Plilfe ein solcher Wert des exponentiell verlaufenden Signals .abtastbar und festhaltbar ist«, der vom Zeitpunkt des Auftretens ©ines Zeitsteuersignals innerhalb des betreffenden Betriebszyklus abhängt;, wobei der jeweils abgetastete und festgehaltene Wart des exponentiell verlaufenden Signals an d©n in u®r Frequenz veränderbaren Oszillator (41) zum Zwecke der Steuerung als

INSPECTED

Spannungssignal abgebbar ist.

2. Tongeneratoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Modulator (42) vorgesehen ist, der das genannte Schwingungsausgangssignal aufnimmt_s und daß ein Hüllsignalgenerator (43) vorgesehen ist, der an den Modulator (42) ein Hüllsignal zur Amplitudenmodulation des genannten Schwingungsausgangssignals abgibt.

3« Tongeneratoranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hüllsignalgenerator (43) lediglich dann in Betrieb ist, wenn zumindest einer der Schalter (31a bis 31n) betätigt ist.

4. Tongeneratoranordnung nach Anspruch 3j dadurch gekennzeichnet, daß zur Beeinflussung des Betriebs des Hüllsignalgenerators (43) zumindest ein Flipflop (44, 44«) vorgesehen ist, ΐ/elches auf das Auftreten des ersten Zeitsteuersignals innerhalb des jeweiligen Betriebszyklus setzbar und auf das Auftreten des Endes des betreffenden Betriebszyklus zurücksetzbar ist, und daß auf das Setzen des Flipflops (44„ 44") hin der Hüllsignalgenerator (43) in Betrieb setzbar ist„

5ο Tongeneratoranordnung nach Anspruch 3 oder 4_Ρ dadurch gekennzeichnen daß ein Detektor (47) vorgesehen is't₉ der bei gleichzeitiger Betätigung einer Vielzahl von Schaltern (31a bis 31 n) derart wirksam ist, daß er eins Feststellung darüber trifft, welcher der gleichzeitig betätigten Schalter der zuletzt betätigte Schalter ist^und den Hüllsignalgenerator⁵ (43) auf das dem zuletzt betätigten Schalter entsprechende Zeitsteuersignal hin triggert₀

ο Tongeneratoranordnung nach Anspruch 5_S dadurch gekennzeichnet,, daß der Detektor (47) einen Speicher (52) mit einer Vislzanl von den Schaltern (31a bis 31 n) ent·=» sprechenden Adressen aufweist_s daß in dam betr©ffanden

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Speicher (52) innerhalb jedes Betriebszyklus ein den Zustand des entsprechenden Schalters während des laufenden Betriebszyklus angebendes Signal einschreibbar ist, daß ein den Zustand des betreffenden Schalters während des vorangehenden Betriebszyklus angebendes Signal aus dem betreffenden Speicher lesbar ist und daß eine Verknüpfungsschaltung (53, 54) vorgesehen ist, die auf die Ermittelung einer Abweichung zwischen dem mit irgendeiner Adresse in den Speicher eingeschriebenen Signal und dem mit der betreffenden Adresse aus dem Speicher ausgelesenen Signal den betreffenden einen Schalter als den zuletzt betätigten Schalter zu ermitteln gestattet.

7. Tongeneratoranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungsschaltung ein UND-Glied (54), dessen Eingängen die in den Speicher eingeschriebenen Signale bzw. die aus dem Speicher ausgelesenen Signale zuführbar sind, und einen Inverter (53) enthält, der auf eines der Signale einwirkt, die dem einen Eingang des betreffenden UND-Gliedes (54) zugeführt sind, derart, daß das betreffende UND-Glied (54) ein Ausgangssignal lediglich in dem Fall abgibt, daß die mit einer Adresse des Speichers (52) in diesen eingeschriebenen und aus diesem ausgelesenen Signale unterschiedliche Zustände des betreffenden Schalters angeben.

8. Tongeneratoranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtast- und Halteschaltung (40) auf das Auftreten des Ausgangssignals des UND-Gliedes (54) hin in den Betriebszustand überführbar ist.

9. Tongeneratoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Detektor (47) vorgesehen ist, der bei Ermittelung der gleichzeitigen Betätigung einer Vielzahl von Schaltern (31a bis 31n) derart wirksam ist, daß er denjenigen Schalter ermittelt, der von den gleichzeitig betätigten Schaltern der zuletzt betätigte Schalter ist, und

daß die Abtast- und Halteschaltung (40) lediglich zu einem Zeitpunkt wirksam machbar ist, der dem zuletzt betätigten Schalter entspricht.

10. Tongeneratoranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (47) einen Speicher (52) mit einer den betreffenden Schaltern (31a bis 31n) entsprechenden Vielzahl von Adressen enthält, mit denen innerhalb jedes Betriebszyklus ein den Zustand des jeweiligen Schalters während des laufenden Betriebszyklus charakterisierendes Signal in den Speicher (52) einschreibbar und ein den Zustand des betreffenden Schalters während des vorangehenden Betriebszyklus angebendes Signal aus dem Speicher (52) lesbar ist, und daß eine Verknüpfungsschaltung (53, 54) vorgesehen ist, die auf das Vorhandensein eines Unterschieds in den mit irgendeiner der Adressen in den Speicher eingeschriebenen und aus diesem ausgelesenen Signalen den betreffenden Schalter als den zuletzt betätigten Schalter ermittelt.

11. Tongeneratoranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungsschaltung ein UND-Glied (54), dessen Eingängen die in den Speicher eingeschriebenen und aus diesem ausgelesenen Signale zuführbar sind, und einen Inverter (53) enthält, der auf eines der betreffenden Signale einwirkt, die dem einen Eingang des betreffenden UND-Gliedes (54) zugeführt sind, derart, daß dieses UND-Glied (54) ein Ausgangssignal lediglich in dem Fall abgibt, daß die mit einer Adresse des Speichers (52) in diesen eingeschriebenen und aus diesem ausgelesenen Signale unterschiedliche Zustände des betreffenden Schalters angeben.

12. Tongeneratoranordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß für den Betrieb der Abtast- und Halteschaltung (40) ein Impulsgenerator (38^!) vorgesehen ist, der durch das Ausgangssignal des UND-Gliedes (54)

derart wirksam steuerbar ist, daß er einen Abtastimpuls an die Abtast- und Halteschaltung (40) abgibt.

13· Tongeneratoranordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Modulationsschaltung (42) vorgesehen ist, die das genannte Schwingungsausgangssignal aufnimmt, daß ein Hüllsignalgenerator (43) vorgesehen ist, der ein Hüllsignal an die Modulationsschaltung (42) für eine Amplitudenmodulation des Schwingungsausgangssignals abgibt, und daß eine Verknüpfungsschaltung (50) vorgesehen ist, die durch den Detektor (47) gesteuert den Hüllsignalgenerator (43) auf das Auftreten des dem zuletzt betätigten Schalter entsprechenden Zeitsteuersignals triggert.

14. Tongeneratoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitsteuersignalgenerator (32) ein Schieberegister (33) mit Parallel-Ausgängen (Oa₉ Ob .„. On) enthält, mit denen die Schalter (31a bis 31n) verbunden sind, daß das Schieberegister (33) einen Serien-Eingang (IN) aufweist, dem ein Zeitsteuerimpuls zu Beginn eines Durchlaufs des betreffenden Schieberegisters (43) zu= führbar ist, daß das Schieberegister (33) einen Rücksetz= Eingang (R) und einen Serien-Ausgang (OUT) aufweist, an welchem ein Serien-Ausgangssignal am Ende eines Schieberegisters-Burchlaufs auftritt, und daß ein Taktimpulsoszillator (34) vorgesehen ist, der derart mit dem Schieberegister (33) verbunden ist, daß er die Abgabe eines Zeit-Steuerimpulses an den Serien=Eingang (IN) zum Zwecke des nacheinander erfolgenden Überlaufens der Parallel=Aus~ gänge (Oa₉ Ob _{o o} <> ₀ On) während wiederholter Betriebszyklen das Schieberegisters (33) bewirkt, wobei die auf die Betätigung der Schalter Mn bereitgestellten Zeitsteuersignale durch den Zeitsteuerimpuls der betreffenden Parallel-Ausglnge des Schieberegisters (33) gebildet sind₀

15« Tongsnsratoranördnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,, daß ©ine Verknüpfungsschaltung (37) vorgesehen

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ist, die die Zeitsteuersignale und das Serien-Ausgangssignal aufnimmt und die entweder auf das Zeitsteuersignal oder auf das Serien-Ausgangssignal hin ein Rücksetzsignal an den Rücksetz-Eingang (R) des Schieberegisters (33) abgibt.

16. Tongeneratoranordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Serien-Ausgangssignal dem Rücksetz-Eingang (R) des Schieberegisters (33) zur Einleitung eines neuen Schieberegister-Durchlaufs auf die Beendigung jedes Schieberegister-Durchlaufs hin zuführbar ist_e