DE2853209C2 - Digitaltechnik verwendendes elektronisches Musikinstrument - Google Patents

Description

a) eine Triggerimpuls-Erzeugerschaltung (28) zur Erzeugung von Triggerimpulsen (D) mit einer einem bezeichneten der Tastenschalter (11) entsprechenden Periode,

b) einen Konstant-Paramter-Generator (26, 27) zur Erzeugung vorbestimmter konstanter Pqrameter ff, J),

c) erste uikJ zweite, auf den periodischen Triggerimpuls (D) und die Ausgangssignale (K, J) des Konstant-Parameter-Generators (26, 27) ansprechende Wellenform-Erzeugerschaltungen (33, 34) zur Erzeugung verschiedener Wellenformen, wobei die erste Wellenform-Erzeugerschaltung (33) eine erste oszillierende Wellenform (W\) erzeugt und die zweite Wellenform-Erzeugerschaltung (34) euie zweite Wellenform (W₂) derart erzeugt, daß sich die Wellenform (W₂) von einem vorbestimmten Bezugspegel auf einen höheren Pegel aufbaut und dann zu dem Bezugspegel hin abni.imt,

d) eine die Verknüpfungsschaltung bildende Multiplizierschaltung (35) zum Multiplizieren der Wellenformen (W\, W₂) der ersten und zweiten Wellenform-Erzeugerschaltungen (33, 34) miteinander zur Bildung eines Ton-Wellenformelements (Fig.2c), wobei eine aus der Verknüpfung resultierende Hüllkurve des Ton-Wellenformelements von Null auf einen vorbestimmten Wert ansteigt und dann auf Null fällt, und

e) Mittel zum wiederholten Erzeugen des Ton-Wellenformelements mit einer Periode, die der des Triggerimpulses (D) entspricht

2. Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Wellenform-Erzeugerschaltungen (33,34) je einen Wellenform-Generator (31,32) und einen diesem als Mittel zum wiederholten Erzeugen des Ton-Wellenformelements jeweils zugeordneten Akkumulator (29, 30), der durch ein Triggerimpuls (D) zurückgestellt wird und den konstanten Parameter (K, J) infolge eines Taktimpulses (Φ) akkumuliert, umfassen,

b) die Wellenform-Generatoren (31, 32) jeweils Speichermittel zum Speichern von Amplitudenwerten bei einer Anzahl von Momentan- oder Abtastpunkten entlang der Wellenform (Wj₁ W₂) aufweisen,

c) Mittel (40) zum aufeinanderfolgenden Adressieren der Abtastpunkte im Ansprechen auf das Ausgangssignal (qK, qj) des Akkumulators (29, 30) vorgesehen sind, um nacheinander die in den Speichermitteln bei den entsprechenden Abtastpunkten gespeicherten Amplitudenwerte auszulesen, und

d) Mittel (46, 47) zum Bilden der Wellenformen (W\, W₂) als Ergebnis der ausgelesenen Amplitudenwerte angeordnet sind.

3. Musikinstrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenform-Generator (31, 32) eine Speichereinrichtung (41), die die Amplitudenwerte bei Abtastpunkten einer Sinuswelle speichert, eine erste Schaltung (39—41), in -der das Ausgangssignal (qK) des Akkumulators (29) zur Bildung einer Anzahl von Harmonischen

(sin i

Die Erfindung betrifft ein Digitaltechnik verwendendes elektronisches Musikinstrument mit einer Anzahl Tastenschalter zur Bestimmung der Tonhöhe eines von dem Instrument erzeugten Tones und mit einer Wellenform-Erzeugerschaltungen zur wiederholten Erzeugung von Wellenformen sowie eine die Wellenformsignale empfangende Verknüpfungsschaltung umfassenden Tonerzeugerschaltung zur Bildung einer Tonwelle. Bei elektronischen Musikinstrumenten werden die Tonhöhensteuerung des erzeugten Tons und die Tonerzeugungssteuerung durch Tasteninformationen ausgeführt, die in Übereinstimmung mit dem Betätigen, also dem Drücken der Tasten einer Tastatur, erzeugt

die Speichereinrichtung (4t) ansteuert, eine zweite Schaltung (42, 43) zur Erzeugung einer Anzahl von Fourier-Koeffizienten (C_n) ein Multiplizierglied (44) zum Multiplizieren der Ausgangssignale der ersten und zweiten Schaltung und ein Syntheseglied (45) zum Synthetisieren des Ergebnisses (F-) der Multiplikations-Operation des Multipliziergliedes (44) umfaßt

4. Musikinstrument nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der von der zweiten Schaltung (42, 43) erzeugten Fourier-Koeffizienten (C_n) über der Zeil variieren.

5. Musikinstrument nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schaltung eine zweite Speichereinrichtung (43) zum Speichern einer Anzahl von Fourier-Koeffizienten-Sätzen und eine Schaltung (49—52) zum Selektieren der Anzahl Fourier-Koeffizienten-Sätze über der Zeit umfaßt

6. Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Konstant-Parameter-Generator für konstante Parameter (K, J) zwei Konstant-Koeffizienten erzeugende Glieder (?6,27) umfaßt, die Konstant-Koeffizienten unterschiedlicher Werte an die Welleniorm-CTteugerschaltungen (33,34) aussenden.

7. Musikinstrument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Konstant-Parameter-Erzeugerglied (26, 27) Speichermittel zum Speichern einer Anzahl dieser konstanten Parameter und Mittel zum Selektieren (24, 25) der gespeicherten konstanten Parameter umfaßt

8. Musikinstrument nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß die Selektiermittel so geschaltet sind, daß sie zur Durchführung der Selektion auf die Ausgangssignale der Tastenschalter (11) ansprechen (F ig. 7).

werden; Wellenform-Speicher-Auslesesysteme, harmonische Synthesesysteme etc. sind als elektronische Musikinstrumente der Digital-Bauart entwickelt worden.

Bei elektronischen Musikinstrumenten der Wellenform-Speicher-Auslese-Bauart wird die in dem Wellenformspeicher gespeicherte Ton-Wellenform wiederholt mit einem Signal ausgelesen, das eine der Tonhöhe einer gedrückten Taste zwischen dem Augenblick der Erzeugung eines Tones und der Beendigung desselben entsprechende Frequenz aufweist, so daß, wenn einmal die in dem Weuenform-Speicner zu speichernde Ton-Wellenform gesetzt ist, die Farbe des erzeugten Tons fest ist mit dem Ergebnis, daß man nicht in der Lage ist, die Farbe beliebig zu variieren. Deshalb ist es unmöglich, eine Tonerzeugungsausführung zu erlangen, bei der die Farbe des erzeugten Tons über der Zeit fein variiert werden kann, wie dies bei natürlichen Musikinstrumenten der Fall ist

Auch bei herkömmlichen elektronischen Musikinstrumenten der harmonischen Synthese-Bauart wird wiederholt eine von einem in einem Speicher gespeicherten Fourier-Koeffizienten gesetzte Ton-Wellenform von einem Signal erzeugt, das eine der Tonhöhe einer eingedrückten Taste zwischen dem Augenblick der Tonerzeugung und der diesbezüglichen Beendigung entsprechende Frequenz hat, so daß es ebenso wie bei dem vorbeschriebenen Wellenform-Speicher-Auslesesystem dann, wenn der in dem Speicher zu speichernde Fourier-Koeffizient gesetzt ist, nicht nur unmöglich wird, die Farbe des erzeugten Tons zu variieren, sondern auch, die Farbe des erzeugten Tons über der Zeit zu variieren.

Bei einem elektronischen Musikinstrument des Wellenform-Speicher-Auslesesystems ist zum Zwecke der Variation der Farbe des erzeugten Tons oder zur Variation der Klangfarbe über der Zeit bekannt, eine Mehrzahl Wellenform-Speichereinrichtungen zum Speichern unterschiedlicher Ton-Wellenformen vorzusehen (DE-T>S 27 09 530). Dabei umfaßt eine Wellenform-Erzeugerschaltung z. B. ein Paar ähnlich aufgebauter Wellenformspeicher, die gleichzeitig mit einem zu der Grundfrequenz eines Tones proportionalen Signal adressiert werden. Dieses hat zur Folge, daß jeweils die Grundgestalt der beiden hervorgebrachten Wellenfcrmen unveränderbar durch die V'ellenformspeicher vorgegeben ist Die Wellenformen werden miteinander addiert, wobei das Verhältnis ihrer Amplitudenwerte über der Zeit und/oder infolge der Anschlagstärke einer Taste gesteuert wird. Dir Änderung der Klangfarbe ist von der Änderung des gesteuerten Mischverhältnisses abhängig. Um den Bereich der Klangfarbenänderung zu verbessern, muß die Zahl der zu mischenden Komponenten, d. h. der Wellenformen mit unterschiedlichen Tonfarben, erhöht werden, wodurch eine entsprechende Anzahl Wellenformspeicher erforderlich wird.

Weiterhin ist aus der älteren deutschen Patentanmeldung P 28 30483.8-51 ein elektronisches Musikinstrument mit mindestens einem Wellenfoimspeicher bekannt (DE-OS 28 30 483), bei dem Musterwerte zweier unveränderbarer Wellenformen abhängig von der Tonfrequenz phasenverschoben addiert werden können, um entsprechend die Klangfarbe eines Musiktons zu ändern. Auch in diesem Fall ist der Variationsbereich der Klangfarbe durch die betreffende festgegebene Wellenform bei der Mischung eingeschränkt

Auch ist ein elektronisches Musikinstrument mit einem digitalen Tonsynthetisierer bekannt (DE-AS 23 02 214), der zum Erzeugen von aus verschiedenen Klangfarben zusammengesetzten Klängen einen Fourier-Koeffizienten-Speicher, einen Sinuswellen-Funktionsspeicher sowie Zwischenspeicher umfaßt Dabei werden Wellenform-Speicher-Sätze oder Fourier-Koeffizienten-Speichersätze seleketiert Diese Maßnahme erfordert jedoch die genannten Speichereinrichtungen sowie Transfer-Steuereinrichtungen für diese, wodurch der Aufbau kompliziert wird und sich die

ίο Kosten des elektronsichen Musikinstrumentes erhöhen. Schließlich ist noch eine Einrichtung zum elektronischen Erzeugen von Klängen bekannt (DE-OS 25 15 524), bei der Zeitfunktionen mit impulsförmigem Charakter erzeugt werden, um einen Klang mit vorgegebenen Formanten des harmonischen Spektrums hervorzubringen. Dabei werden steuerbare und von einem Register einstellbare Impulse erzeugt, die zur Klangfarbensynthese verwendet werden. Die Einrichtung basiert auf analoger Technik, so daß der Schaltungäaufbau und die die elektrischen Größen verarbeitenden Bauelemente von L^er Schaltung für ein Digitaltechnik verwendendes elektronisches Instrument prinzipiell verschieden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

Digitaltechnik verwendendes, verbessertes elektronisches Musikinstrument mit einem einfachen Aufbau zu schaffen, bei dem die Klangfarbe bzw. der Formant-Charakter einer betreffenden Spektralfunktion leicht und sehr vielseitig variierbar ist

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem elektronischen Musikinstrument der eingangs genannten Art gelöst durch eine Triggerimpuls-Erzeugerschaltung zur Erzeugung von Triggerimpulsen mit einer einem bezeichneten der Tastenschalter entsprechenden Periode; einen Konstant-Parameter-Generator zur Erzeugung vorbestimmter konstanter Parameter; erste und zweite, auf den periodischen Triggerimpuls und die Ausgangssignale des Konstant-Parameter-Generators ansprechende Wellenform-Erzeugerschaltungen zur Erzeugung verschiedener Wellenformen, wobei die erste Wellenform-Erzeugerschaltung eine erste oszillierende Wellenform erzeugt und die zweite Wellenform-Erzeugerschaltung eine zweite Wellenform derart erzeugt, daß sich die Wellenform von einem vorbe stimmten Bezugspegel auf einen höheren Pegel aufbaut und dann zu dem Bezugspegel hin abnimmt; eine die Verknüpfungsschaltung bildende Multiplizierschaltung zum Multiplizieren der Wellenformen der ersten und zweiten Wellenform-Erzeugerschaltungen miteinander zur Bildung eines Ton-Wellenformelements, wobei eine aus der Verknüpfung resultierende Hüllkurve des Ton-Wellenformelements von Null auf einen vorbestimmten Wert ansteigt und dann auf Null fällt; und NJitttf zum wiederholten Erzeugen des Ton- Wellenform elements mit einer Periode, die der des Triggerimpulses entspricht. Das Musikinstrument mit einer dermaßen ausgebildeten Tonerzeugerschaltung gewährleistet die Bildung eines Wellenformelements, indem dieses aus der Multiplikation von zwei verschiedenen, für sich veränderbaren Wellenformen erzeugt wird. Die Periode der durch die Wellenformen erzeugten Ton- Wellenform wird synchron zur Erzeugungsperiode d-jr Triggerimpulse bestimmt, die Frequenzen entsprechend den Tonhöhen der betreffenden Tasten haben. Die Gestalt der Wellenformen ;.< auf einfache Weise durch Wahl der Parameter vorgebbar. Damit ist die Variation der Klangfarbe bzw. die Verteilung der Harmonischen in der Ton-Wellenform mit einfachen Mitteln sehr fein

regulierbar und vorgebbar. Trotz der vielfältigen Variationsmöglichkeiten baut die Tonerzeugerschaltung sehr klein.

Eine Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Wellenform-Erzeugerschaltungen je einen Wellenform-Generator und einen diesem als Mittel zum wiederholten Erzeugen des Ton-Wellenformelements jeweils zugeordneten Akkumulator, der durch den Triggerimpuls zurückgestellt wird und den konstanten Parameter infolge eines Taktimpulses akkumuliert, umfassen; die Wellenform-Generatoren jeweils Speichermittel zum Speichern von Amplitudenwerten bei einer Anzahl von Momentan- oder Abtastpunkten entlang der Wellenform aufweisen; Mittel zum aufeinanderfolgenden Adressieren der Abtastpunkte im Ansprechen auf das Ausgangssignal des Akkumulators vorgesehen sind, um nacheinander die in den Speichermitteln bei den entsprechenden Abtastpunkten gespeicherten Amplitudenwerte auszulesen; und Mittel zum

Amplitudenwerte angeordnet sind. Eine derartige Schaltungsanordnung für die Wellenform-Erzeugerschaltungen gewährleistet in besonders einfacher Weise das Hervorbringen der ersten oszillierenden Wellenform sowie der zweiten Wellenform. Da das Adressieren der Abtastpunkte nicht durch eine Frequenz-Information erfolgt, braucht die Genauigkeit der Wellenform-Signale nicht besonders hoch zu sein.

Um ein Wellenformsignal auf Zeitteiler-Basis (Zeitmultiplexbasis) mit beliebig komplizierter Wellenform hervorzubringen, ist es besonders vorteilhaft, daß der beschriebene Wellenform-Generator eine Speichereinrichtung, die die Amplitudenwerte bei Abtastpunkten einer Sinuswelle speichert, eine erste Schaltung, in der das Ausgangssignal des Akkumulators zur Bildung einer Anzahl von Harmonischen die Speichereinrichtung ansteuert, eine zweite Schaltung zur Erzeugung einer Anzahl von Fourier-Koeffizienten. ein Multiplizierglied zum Multiplizieren der Ausgangssignale der ersten und zweiten Schaltung und ein Syntheseglied zum Synthetisieren des Ergebnisses der Multiplikations-Operation des Multipliziergliedes umfaßt.

Lm Musiktöne zu erzielen, die äußerst natürlich sind, indem man in ganz feiner Variierung die Farbe des Musiktones über der Zeit vom Beginn der Töne variieren kann, besteht eine weitere Ausbildung darin. daß die Anzahl der von der zweiten Schaltung des Welleniorm-Generators erzeugten Fourier-Koeffizienten über der Zeit variieren, wobei es besonders z-A eckmäßig ist. wenn die zweite Schaltung eine zweite Speichereinrichtung zum Speichern einer Anzahl von Founer-Koeffirienten-Sätzen und eine Schaltung zum Selektieren der Anzahl Fourier-Koeffizienten-Sätze über der Zeit umfaßt.

Eine derartige Schaltungsanordnung für die Wellenform-Erzeugerschaltungen gewährleistet in besonders einfacher Wei^e das Hervorbringen der ersten oszillierenden Wellenform sowie der zweiten beschriebenen Wellenform. Da das Adressieren der Abtastpunkte nicht durch eine Frequenz-Information erfolgt, braucht die Genauigkeit der Wellenform-Signale nicht besonders hoch zu sein.

Eme andere Ausbildungsform der Erfindung sieht vor. daß der Konstant-Parameter-Generator für konstante Parameter zwei Konstant-Koeffizienten erzeugende Glieder umfaßt, die Konstant-Koeffizienten unterschiedlicher Werte an die Wellenform-Erzeugerschaltungen aussenden. So kann die V'erschiedenarti.ekeit der beiden Wellenformen in besonders wirksamer Weise gesteuert werden.

Um die Beeinflußbarkeit der Gestalt der beiden Wellenformen weiter zu verfeinern, kann jedes

·> Konstant-Parameter-Erzeugerglied Speichermitteln zum Speichern einer Anzahl dieser konstanten Parameter und Mittel zum Selektieren der gespeicherten konstanten Parameter umfassen. Dabei können diese Selektiermittel so gestaltet sein, daß sie zur Durchfüh-

IM rung der Selektion auf die Ausgangssignale der Tastenschalter ansprechen. Damit erreicht man in besonders zweckmäßiger Weise, daß insbesondere bei hohen Tonhöhen Geräusche vermieden werden, die sonst bei der Erzeugung der Ton-Wellenform entstehen

r, können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den .schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, woraus auch besondere, mit der Erfindung erzielbare Vorteile hervorgehen. Es zeigt

.v.· Fig.! ein Blockschaltbild <?in?^r Aiiefühningsform Hp« erfindungsgemäßen elektronischen Musikinstruments. F i g. 2A, 2B und 2C für die Erläuterung der Funktion des Tonerzeugerkreises nach F i g. I geeignete Wellenformen,

.'·, Fig. 3Λ-3Β den Zusammenhang zwischen einem von dem Akkumulator erzeugten Impuls und dem Ausgang des Tonerzeugerkreises der Fig. 1,

Fig. 4A-4D modifizierte Wellenformen des von dem : veiten Wellenform-Generator erzeugten Impul-

Sh ses.

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung abgewandelter erster und zweiter Wellenform-Generatoren.

ti Fig. 6 ein Blockschaltbild eines abgewandelten Wellenform-Generators und

Fig. 7 ein Blockschaltbild eines verbesserten Konstant-Parameter-Erzeugerkreises.

Eine in F i g. 1 gezeigte Ausführungsform eines

ii. elektronsichen Musikinstrumentes weist einen monophonischen Aufbau auf und ist mit einem Tastenschaltkreis 11 für eine Tastatur versehen. Der Tastenschaltkreis 11 umfaßt eine Anzahl Tastenschalter, die jeweils den Tasten der Tastatur entsprechen. Demgemäß wird,

j-, wenn eine Taste gedruckt ist, ein dieser entsprechender Tastenschalter betätigt, um an seinem Ausgang ein Binärsignai »1« zu erzeugen. In diesem Beispiel umfaßt der Tastenschaltkreis 11 einen Einzelnoten-Vorzugsselektor, so daß bei gleichzeitiger Betätigung einer

■" Mehrzahl von Tastenschaltern das Signal »1« nur an einem Ausgang entsprechend einem Tastenschalter erzeugt wird, der den höchsten Vorzugsgrad .jfweist Auch ist der Tastenschaltkreis 11 so aufgebaut daß er ein Taste-ein-Signal KON erzeugt, aus dem sich ergibt,

■ ι daß eine bestimmte Taste gedrückt worden ist

Die den jeweiligen Tastenschaltern des Tastenschaltkreises 11 entsprechenden Ausgänge sind mit den Eingängen einer Frequenz-Information-Speichereinrichtung 12 zur Speicherung von Frequenz-Informa-

-t tionsdaten F verbunden, die den Tonhöhen der jeweiligen Tasten entsprechen. Wenn also eine Taste gedruckt ist werden der Tonhöhe dieser Taste entsprechende Frequenz-Informationsdaten von der Frequenz-Information-Speichereinrichtung 12 ausge'esen. Die ausgelesenen Frequenz-Informationsdaten F werden einem Akkumulator 13 zugeführt, der synchron mit einem Taktimpuls Φ die Daten F sequentiell akkumuliert um den akkumulierten Wert qF (wobei

q — 1, 2, 3,... N ist) in Form von Multibits zu erzeugen; das höchstwertige Bit (MSB) des akkumulierten Werts qF wird an einen Tonerzeugerkreis 14 abgegeben. In diesem Kreis wird das höchstwertige Bit einem später noch beschriebenen Prozeß unterzogen, um eine Musikton (Tonsignal)-Wellenform MW mit einer der Tonhöhe der eingedrückten Taste entsprechenden Freqi";nz an einen Multiplizierer 15 auszusenden, der so gesciia'tet ist, daß er auch den Ausgang eines Hüllkurvenform-Generators 16 empfängt.

Im Ansprechen auf das Signal KON erzeugt der Hiillkurvenform-Generator 16 eine Hüllkurvenform FNV, die einen Aufbaubereich einen Verbindungsbereich und einen Aiisklingbereich zur Steuerung der Hüllkurve umfaßt. Der Multiplizierer 15 multipliziert also die von dem Tonerzeugerkreis 14 erzeugte Ton wellenform Λ/VVmit der von dem Hiillkurvenform-Generator 16 erzeugten Hüllkurvenform FNVund fügt so clit. llüllkurve der Tonwellenform A/lVhinzu. Die mit der Hüllkurve versehene Tonwellenform MW wird einem Klangsystem 17 zugeführt, das einen Filter, einen Verstärker und einen Lautsprecher umfaßt, um einen Aiifführungston zu erzeugen.

Auf der Eingangsseite der Frequenz-Information-Speichereinrichtung 12 ist ein Haltokreis 12a vorgesehen, um nach Freigeben einer eingedrückten Taste einen Abklington zu erzeugen, indem der Ausgang des Tastenschaltkreises 11 der Speichereinrichtung 12 zugeführt wird. Zu diesem Zweck ist der Haltekreis 12a so geschaltet, daß er das Signal KON durch einen Monovibrator 18 erhält, der als Abtastsignal wirkt und so veranlaßt, daß der Haltekreis 12a während des Aufbaus des Signals KON emc Halteoperation au-.führt. Folglich wird der gehaltene Ausgang des Tastenschaltkreises Il so lange gehalten, bis eine neue Taste gedrückt ist und das Tasten-ein-Signal KON sich aufbaut.

Nunmehr sollen Einzelheiten des Aufbaus des Tonerzeugerkreises 14 gemäß der Erfindung erläutert werden. Wie gezeigt, umfaßt dieser Tonerzeugerkreis 14 Konstant-Parameter-Selektionsschalter 24 und 25. jeder umfassend einen bewegbaren Kontakt λ — mit einem Signal »1« gespeist — und einer Anzahl stationärer Kontakte a — n — wahlweise mit dem beweglichen Kontakt α in Verbindung stehend —, erste und zweite Konstant-Parameter-Generatoren 26 und 27, jeder eine Speichereinrichtung mit Adressen umfassend, in denen konstante Parameter K und / mit unterschiedlichen Werten gespeichert werden, wobei die Generatoren 26, 27 bei Adressierung durch die Ausgänge der Konstant-Parameter-Selektionsschalter 24 und 25 die konstanten Parameter K und /erzeugen; eine Triggerimpuls-Erzeugerschaltung in Form eines Monovibrator? 28, der so geschaltet ist, daß er das höchstwertige Bit MSB des akkumulierten Wertes qF des Akkumulators 13 zur Erzeugung eines Trigger-Impuises D synchron mit dem Aufbau des Signals MSB empfängt; und erste und zweite Akkumulatoren 29 und 30. die sequentiell die den Parameter-Generatoren 26 und 27 entsprechenden konstanten Parameter K und / unter Steuerung durch den Taktimpuls Φ akkumulieren, wobei die akkumulierten und wachsenden Parameter qKund g/der ersten und zweiten Akkumulatoren jedes Mal zurückgestellt werden, wenn der Impuls D von dem Monovibrator 28 erzeugt wird. Außerdem sind erste und zweite Wellenform-Generatoren 31 und 32 vorgesehen, die von Speichereinrichtungen gebildet werden, die von den akkumulierten Werten qK und qj.

entsprechend erzeugt durch die ersten und zweiten Akkumulatoren 29 und 30. Adressen-gesteuert sind. An aufeinanderfolgenden Abtastpunkten einer Periode einer Sinuswelle werden Amplitudenwerte in entsprechenden Adressen des ersten Wellenform-Generators 31 gespeichert, während der Amplitudenwert aufeinanderfolgender Abtastpunkte einer in Fig. 2A gezeigten Wellenform, die einseitig gerichtet ist und deren Amplitude in der zweiten Hälfte der Wellenform allmählich abnimmt, in Adressen des zweiten Wellenform-Generators 32 gespeichert werden. Der erste Akkumulator 29 und der erste Wellenfortn-Oetierator 31 sowie der zweite Akkumulator 30 und der zweite Wellenform-Generator 52 bilden erste bzw. zweite Wellenform-F.rzeugerkreise 33 bzw. 34. Außerdem ist eine Multiplizierschaltung 35 vorgesehen, um die jeweils erzeugten Wellcnformsignale IV, und ll'>. die von dem ersten und zweiten Wcllcnfnrm-Frzeugerkreis 33 und 34 erzeugt sind, miteinander zn multiplizieren und eine Ton-Wellenform MW zu erzeugen, in der (';>s Wellenform-Signal W₁ durch das Wellenform-Signal W_; moduliert wird.

Wenn bei einem Musikinstrument der beschriebenen Art die beweglichen Koniakte κ der Kotistant-Parameter-Selektionsschalter 24 und 25 mit irgendeinem der Stulioiiärkontakte verbunden werden, so werden die ilen beweglichen Kontakten χ zugeführcn Signale »I« von Jen bevorzugten Stationärkontakten erzeugt, um Adressen der ersten und /weiten Konstant-Parameter-Cienerdtoren 26 bzw. 27 zu bezeichnen. Folglich wird der konstante Parameter K. der in einem Speich^rbe-.x'icl: oder einer Adresse gespeichert worden ist. die ■,■um Ausgang des Konstant-Parameier-Selektrionsschalters 24 adressiert ist. von dem ersten Konslant-Parameter-Generator 26 auswiesen, wohingegen der konstante Parameter /. der in einer vom Ausgang des Konstant-Parameter-Selektionsschalters 25 adressierten Adresse gespeichert worden ist. von dem zweiten Konstant-Parameter-Generator 27 ausgelesen wird.

Wenn unter diesen Umständen eine "faste der Tastatur gedrückt wird, so erzeugt der Tastenschalt kreis Il ein binäres Signal »1« nur an einem der eingedrückten Taste entsprechenden Ausgang, und die Frequenz-Information-Speichereinrichtung 12 wird von diesem Ausgangssignal adressiert, um eine Frequenz-Information F auszulesen, die der Tonhöhe der eingedrückten Taste entspricht. Dann erzeugt der Tastenschaltkreis 11 ein Tasten-ein-Signal KON. durch das gezeigt wird, daß eine bestimmte Taste gedrückt worden ist. Im Ansprechen auf dieses KO.V-Signal erzeugt der Monovibrator 18 synchron mit dem Aufbau des AOiV-Signals einen Impuls, und der Haltekreis 12a der Frequenz-Information-Speichereinrichtung 12 wird vum Ausgang des Monovibrator 18 betätigt, so daß das Eingangssignal in die Frequenz-Information-Speichereinrichtung 12 so lange gehalten wird, bis ein anderes Tasten-ein-Signai KON auf das Eindrücken einer neuen Taste hin erzeugt wird. Die von der Frequenz-Information-Speichereinrichtung 12 erzeugte und der Tonhöhe der gedrückten Taste entsprechende Frequenz-Information F wird dem Akkumulator 13 zugeführt, der die Information F sequentiell unter Steuerung des Taktimpulses Φ akkumuliert und so einen akkumulierten Wert gFerzeugL

Wenn der akkumulierte Wert qF den maximal akkumulierbaren Wert (Modulo) übersteigt erfolgt ein Oberlauf des Akkumulators, um die Akkumulierungsoperation zu wiederholen. Das höchstwertige Bit-Signal

(MSB) des vom Akkumulator 13 akkumulierten Werts qF wird dem Monovibrator 28 zugeführt, um einen mit dem Aufbauen des MSß-Signals synchronen Impuls D zu erzeugen. Mit anderen Worten wird der Impuls D synchron mit der Periode des akkumulierten Werts erzeugt, um die ersten und zweiten Akkumulaluren 29 und 30 der erste/r und zweiten Wellenform-Erzeugerkreise 33 und 34 zurückzustellen. Die so zurückgestellten ersten umi zweiten Akkumulatoren 29 und 30 akkumulieren sequentiell wieder die Konstant-Parameter K und /, die jeweils von dem ersten und zweiten Konstant-Parameter-Generator 26 und 27 unter Steuerung durch den Taklimpuls Φ erzeugt sind, und erzeugen so akkumulierte Werte qK und q). Da in diesem Beispiel der konstante Parameter K so gewühlt wird, daß er größer als der konstante Parameter /ist. ist die Wiederholungsperiode des akkumulierten Wertes qK erheblich kurzer als die des akkumulierten Wertes qj. Der akkumulierte Wert qK des ersten Akkumulators

IUl UdUtCIIU UK.1

rator 31, um kontinuierlich eine Sinus-Welle auszulesen, die eine kurze Periode, beispielsweise von ungefähr 0,02 bis 0.1 ms(s. Fi g. 2B), hat. Da der konstante Parameter/ auf einen relativ geringen Wert gesetzt ist, ist die Wiederholungsperiode des vom /weiten Akkumu'ator 30 erzeugten akkumulierten Werts qj verhältnismäßig lang, beispielsweise in der Größenordnung von ungefähr '.5 ms, und zwar mit dem Resultat, daß die Periode der Wellenform, die von dem zweiten, von dem akkumulierten Wert q/adressierten Wellenform-Generator 32 ausgelesen wird, sehr lang wird (s. F i g. 2A). Die jeweils von dem ersten und zweiten Wellenform-Generator 31 und 32 erzeugten Signale Wi und IVj werden von dem Multiplizierer J5 miteinander multipliziert und bilden einen Ausgang MlVmit einer Wellenform, in der das Signal W, (Fig. 2B). das von dem ersten Wellenform-Generator 31 erzeugt ist und eine kurze Wiederholungsperiode hat. von dem Signal IV, (F i g. 2A), das von dem zweiten Wellenform-Generator 32 erzeugt ist und eine lange Periode hat (%. F i g. 2C), Amplituden-moduliert ist.

Diese Ton-Wellenform MlVwird in dem Multiplizierer 15 mit einer Hüllkurvenform ENV multipliziert, die von dem Hüllkurvenform-Generator 16, in Gang gesetzt durch die Erzeugung des Taste-ein-Signals KON, erzeugt ist, und erzeugt so eine Ton-Wellenform MW. die mit einer Amplitudenhülle versehen ist. Diese Wellenform MW wird von dem Klangsystem 17 in einen Ausführungston umgewandelt.

Bei einem elektronischen Musikinstrument der vorbeschriebenen Bauart ist die Periode der Ton-Wellenform MlV (oder MW) synchron zur Periode der Erzeugung des Impulses D, d. h. der Wiederholungsperiode der Variation des akkumulierten Wertes, der von dem die Frequenz-Informationsdaten F entsprechend der Tonhöhe der gedrückten Taste akkumulierenden Akkumulator 13 erzeugt ist. wobei diese Periode die Höhe des erzeugten Tons bestimmt. Wenn der konstante Parameter K durch Betätigen des Konstant-Parameter-Selektionsschalters 24 variiert wird, variiert die Frequenz (Periode) des Signals IV₁ (F i g. 2B), das durch den ersten Wellenform-Generator 31 erzeugt ist, wohingegen beim Variieren des konstanten Parameters /durch Betätigung des Konstant-Parameter-Selektionsschalters 25 die Breite des Signals IV₂ (F i g. 2A), erzeugt durch den zweiten Wellenform-Generator 32, entlang der Zeitachse variiert Dementsprechend ^:ann die Wellenform des erzeugten Tons, d. h. die Wellenform

des von dem ersten Wellenform-Generators 31 erzeugten und durch das Signal W^ — erzeugt von dem zweiten Wellenform-Generator 32 — Amplituden-modulierten Signals Wi variiert werden durch Variieren der konstanten Parameter K und /, die von den ersten und zweiten Konstant-Parameter-Generatoren 26 und 27 durch Betätigung der Konstant-Parameter-Selektionsschalter 24 und 25 ausgegeben werden.

Der Zusammenhang zwischen dem von dem Akkumulator 13 erzeugten Impuls, d. h. dem Ausgangs-Impuls D des Monovibrators 28, und dem Ausgang MlV des Tonerzeugerkreises 14 ist in Fig. 3A-3D dargestellt, wobei die Fig. 3A und 3C die Wellenform des Ausgangsimpulses D und die Fig. 3B und 3D den Ausgang MW zeigen. Die F i g. 3A und 3B demonstrieren einen Fall, in dem die Tonhöhe einer eingedrückten Taste niedrig ist, während die F i g. 3C und 3D den Fa^!l größerer Tonhöhe zeigen.

Folglich variiert die Verteilung der jeweiligen

form enthalten sind, entsprechend der Variation in der Ton-Wellenform MlV. so daß es möglich ist, den Klang des erzeugten Musiktons leicht zu ändern. Da, wie oben beschrieben, die Höhe des erzeugten Tons nur durch die Periode des von dem Monovibrator 28 synchron mit der Variation in der Periode des akkumulierten Wertes qF des die Frequenz-Informationsdaten der Höhe der gedrückten Tast·: akkumulierenden Akkumulators 13 erzeugten lmpuls;es D bestimmt wird, brauchen die von dem ersten und zweiten Wellenform-Erzeugerkreis 33 und 34 erzeugten Wellenform-Signale IVi und Wi keine hohe Genauigkeit zu haben, sondern es reichen Genauigkeiten aus, die die Farbe des erzeugten Musiktons nicht beeinträchtigen.

Obwohl in diesem Beispiel der zweite Wellenform-Generator 32 zur Erzeugung einer in F i g. 2A gezeigten Wellenform ausgebildet ist, kann man ihn auch ohne weiteres so ausgestalten, daß er modifizierte Wellenformen, wie in F i g. 4A bis 4D dargestellt, erzeugt.

F i g. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung mit abgewandelten ersten und zweiten Wellenform-Generatoren 31 und 32 des T.'nerzeugerkreises 14. Obwohl Fig.5 nur den ersten Wellenform-Generator 31 darstellt, ist ohne weiteres klar, daß der zweite Wellenformgenerator 32 gleichen Aufbaus ist und nur in seinen Werten differiert.

Wie dargestellt, umfaßt der erste Wellenform-Generator 31 einen Taktgeber 36, der einen Taktimpuls t_c erzeugt, einen Zähler 37, der die Frequenz des Taktimpulses t_c auf 1/IV vermindert, um ein Rechenintervall-Taktsignal f_r entsprechend dem Taktimpuls Φ der F i g. 1 zu erzeugen, wobei IVdie Gesamtzahl der zu synthetisierenden Harmonischen (einschließlich der Grundschwingung oder -welle) darstellt, ein Torglied 38, das jedesmal öffnet, wenn der Taktimpuls t_c zur Bildung des akkumulierten Werts qK des in F i g. 1 gezeigten ersten Akkumulators 29 erzeugt wird, und einen Harmonische-Phasen-Inkrement-Akkumulator 39, der sequentiell die Ausgabe qK des Torgliedes 38 akkumuliert und einen akkumulierten Wert ngK (worin J7=l, 2, 3 ... IV ist) erzeugt, wobei der Inhalt (der akkumulierte Wert ngK) des Akkumulators 39 jedesmal zurückgestellt wird, wenn das Rechenintervall-Taktsignal tr erzeugt wird. Es ist weiter ein Speicher-Adressen-Dekoder 40 vorgesehen, der den von dem Inkrement-Akkumulator 39 erzeugten, akkumulierten Wert nqK dekodiert, um eine Speichereinrichtung in Form einer Sinus-Tabelle 41 zu adressieren, die

Adressen zum Speichern der Amplitudenwerte aufeinanderfolgender Punkte einer Sinus-Wellenform zum Auslesen eines Sinus-Wellen-Ampiitudenwertes

sin -2- nqK

hat, der in der Adresse gespeichert ist, und weiterhin eine Speicheradressen-Steuereinrichtung 42, die sequentiell den Taktimpuls t_c synchron mit der Operation des Zählgliedes 37 für das Zählen eines Adressensignals η zählt. Die Steuereinrichtung 42 wird von einem Zählglied mit einem Modulo Wgebildet.

Der erste Wellenform-Generator 31 umfaßt weiterhin eine Hiirmonische-iFourier-j-Koeffizient-Speichereinrichtung 43, die Harmonische-(Fourier-)-Amplituden-Koeffizienten C_n für jeweilige Harmonische speichert und so aufgebaut ist, daß die Hamionische-Amplituden-Koeffizienten C_n sequentiell durch ein Adressen-

^nil η /η

Λίο RAihAr>f/-*lii

i»rl*»r Marmfinnrhpn

die durch die Steuereinrichtung 42 erzeugt werden) ausgelesen wurden. Weiter umfaßt der Wellenform-Generator 31 einen Multiplizierer 44, der den Sinus-Amplitudenwert

sin -^₇ nqK

der Sinus-Tabelle 41 mit dem Harmonische-Amplituden-Koeffizienten C_n, erzeugt "on der Harmonische-Koeffizient-Speichereinrichtung 43 zur Bildung eines Produkts Fn multipliziert, einen Akkumulator 45, der das Produkt Fn zur Erzeugung eines Ausgangs erzeugt und jedesmal bei Erzeugung des Rechenintervall-Taktsignals fr zurückgestellt wird, ein Torglied 46, das jedesmal bei Erzeugung des Rechenintervall-Taktsignals ;, zur Erzeugung des akkumulierten Wertes des Akkumulators 45 geöffnet wird, und einen Digital-Analog-Konverter 47, der den Ausgang des Torglieds 46 in eine Analoggröße wandelt, die dem in F i g. 1 gezeigten Multiplizierer 35 zugeführt wird.

Bei diesem abgewandelten ersten Wellenform-Generator 31 wird der akkumulierte Wert qK, der sequentiell durch den Taktimpuls Φ (das Rechenintervall-Taktsignal f_t) variiert wird, dem Harmonische-Phasen-Inkrement-Akkumulator 39 über das von dem Taktimpuls t_c gesteuerte Torglied 38 zugeführt. Da in diesem Beispiel der Taktimpuls t_c eine Frequenz von W-mal der des Rechen-Intervall-Taktsignals t_x (Taktimpuls Φ) hat, würde das Torglied 38 während einer Periode des Rechen-!mervall-Taktsignals r_t W-mal geöffnet werden. Folglich addiert der Akkumulator 39 sequentiell den akkumulierten Wert qK, der von dem Torglied 38 erzeugt ist, jedesmal, wenn ein Taktimpuls f_c zur Bildung des akkumulierten Wertes nqK(n= 1,2,3,... W)erzeugt ist. Wenn der Addierer 39 seine Akkumuliemngsoperation IV-mal komplettiert hat, wird er durch das Rechen-Intervall-Taktsignal f_r zurückgestellt und wiederholt dann diese Operation. Folglich erzeugt der Akkumulator 39 den akkumulierten Wert nqK, der allmählich wächst, und zwar entsprechend dem Taktimpuls t_c während einer Periode des Rechen-Intervall-Taktsignals t_x. Der akkumulierte Wert nqK wird von dem Speicher-Adressen-Dekoder 40 dekodiert, und die dekodierte Ausgabe desselben wird verwendet, um als Adressensignal für die die Amplitudenwerte aufeinanderfolgender Abtastpunkte einer Periode einer Sinus-Wellenform speichernde Sinus-Tabelle 41 -zu wirken, um den Sinus-Amplitudenwert

sin -¹^ nqK

aus der Speichereinrichtung 41 auszulesen.

Wie man der vorangehenden Beschreibung entnehmen kann, zeigt der akkumulierte Wert qK des ersten Akkumulators 29 der F i g. 1 die aufeinanderfolgenden Abtast- oder Momentanpunkte, die aus dem Weilenform-Signal W], erzeugt von dem ersten Wellenform-Generator 31, errechnet werden, wohingegen der akkumulierte Wert nqK des Harmonische-Phasen-Inkrement-Akkumulators 39 die Phase der π-ten Harmonischen eines gerade zu errechnenden bzw. zu "erarbeitenden Abtastpunktes darstellt. Deshalb erz;ugt die Sinus-Tabelle 41 sequentiell die Sinus-Amplituden-Werte

sin — IHjK in

1.2.... K)

entsprechender Harmonischer (einschließlich der Grundschwngung) an entsprechenden Abtastpunkten in der Reihenfolge Grundschwingung (erste Harmonische), zweite Harmonische ... W-tc Harmonische. Der

r> Abtastpunkt des Wellenform-Signals W₁ bewegt si^h fortlaufend jedesmal, wenn das Rechenintervall-Taktsignal /, erzeugt wird. Zu welchem Abtastpunkt die Bewegung stattfindet, wird durch den Konstanten Parameter K bestimmt, der von dem ersten Generator

in 26 (s. Fig. 1) erzeugt wird. Als Ergebnis erzeugt die Sinus-Tabelle 41 sequentiell auf Zeitmultiplex-Basis die Sinus-Amplitudenwerte

sin -^ nqK

entsprechende r Harmonischer in einer Periode, dtc dem konstanten Parameter K proportional ist.

Die Sneicheradressen-Steuereinrichtung 42 erzeugt ein Adre sen-Signal η, (das die Ordnung der harmoni-

JIi sehen Weile repräsentiert), das sequentiell synchron mit dem Taktimpuls ^-variiert. Das Adressen-Signal η wird der Harmonische-Koeffizienl-Speichereinrichtung 43 zugeführt. Bei Einsatz des Adressen-Signals η erzeugt die Harmonische-Koeffizient-Speichereinrichfng 43

■i") sequentiell den Harmonische-Amplituden-Koeifizien-'en C_n, der die Amplitudenwerte der jewe^igen, in entsprechenden Adressen gespeicherten Harmonischen setzt. In dem Harmonische-Amplituden-Multiplizierer 44 wird der Koeffizient C_n mit den Sinus-Amplituden-

^;,ii werten

sin —^ nqK

entsprechender Harmonischer multipliziert, die auf Zeitteiler-Basis an aufeinanderfolgenden Abtastpunkten von der Sinus-Tabelle 41 ausgelesen sind. Das Produkt Fn des Multiplizierers 44 wird dem Akkumulator 45 zugeführt. Da die Speicheradressen-Steuereinrichtung 42 mit dem Harmonische-Phaseri-lnkrement-Akkumulator 39 synchronisiert ist, wird der Harmonische-Amplituden-Koeffizient C_n, sequentiell für jede Harmonische ausgelesen, mit einem entsprechenden Sinus-Amplitudenwert

sin -^- nqK

multipliziert und setzt dadurch den Amplitudenwert tn jeder Harmonischen. Der Akkumulator 45 akkumuliert

sequentiell die Amplitudenwerte Fn entsprechender Harmonischer, die sequentiell von dem M jltiplizierer 44 erzeugt sind, und der akkumulierte Wert

Il

V Fn

wird dem D-A-Konverter 47 über das Torglied 46 jedesmal bei Erzeugung eines Rechen-Intervall-Taktsignals t, zugeführt Der Akkumulator 45 wird durch das Rechenintervall-Taktsignal i, zurückgestellt, um den gleichen Akkumulierungsvorgang zum Errechnen der Amplitudenwerte bei aufeinanderfolgenden Abtastpunkten zu wiederholen. Folglich wird der D-A-Konverter 47 mit den Wellenform-Amplitudenwerten aufeinanderfolgender Abtastpunkte entsprechend dem akkumulierten Wert qKdes Akkumulators 29 (s. F i g. 1) jedesmal dann gespeist, wenn ein Rechenintervall-Taktsignal t, erzeugt wird, wodurch der D-A-Konverter 47 ein Analog-Signal Wi erzeugt, das eine durch jeden Harmonische-Amplituden-Koeffizient C_n in einer dem konstanten Parameter K entsprechenden Penode gesetzte Weilenform aufweist. In dieser Hinsich', ist es möglich, die Frequenz (Periode) des Ausgang-Wellenform-Signals W\ durch Ändern des konstanten Parameters K zu variieren, indem der in F i g. 1 gezeigte Konstant-Parameter-Selektionsschalter 24 betätigt wird. Auch ist es möglich, ein Wellenform-Signal ΗΊ zu e>-zeugen, das eine beliebige komplizierte Wellenform ha:, indem verschiedene Werte des Harmonische-Amplituden-Koeffizienten C_n, der in der Harmonische-Koeffizient-Speichereinrichtung 43 zu speichern ist, ausgesucht werden. Dadurch ist es einfach, die Klangfarbe des erzeugten Musiktons kompliziert zu machen.

Fig. 6 zeigt eine weitere Abwandlung der Wellenform-Generatoren 31 oder 32, worin Elemente, die solchen entsprechen, die bereits in F i g. 5 gezeigt sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Bei dieser Ausführungsform ist ein Niederfrequenz-Oszillator 48 zur Erzeugung eines Niederfrequenz-Impulses, ein Zähler 49, der seinen Ausgang der Harmonische-Koeffizient-Speichereinrichtung 43 als Adressen-Bezeichnungssignal zuführt, einen Inverter 50, der ein bei der Maximalzählung des Zählers 49 erzeugtes Signal »1« umkehrt, ein UND-Glied 51, das den Ausgang LPdes Niederfrequenz-Oszillators 48 dem Zähleingang CP des Zählers 49 im Ansprechen auf den Ausgang des Inverters 50 hinzufügt, und ein Monovibrator 52 vorgesehen, der einen mit dem Aufbau des Taste-ein-Signals KON synchronen Impuls an den Rückstellausgang des Zählers 49 liefert, um denselben zurückzustellen.

Diese Ausführungsform arbeitet wie folgt: Der Zähler 49 wird von dem Impuls zurückgestellt, der von dem Monovibrator 52 erzeugt wird. Dies geschieht zum Zeitpunkt des Aufbaus des von einer eingedrückten Taste erzeugten Signals KON. Daher wird der Ausgang des Inverters 50, der erzeugt wird, wenn der Zählvorgang des Zählers 49 ein Maximum erreicht, »1«, wodurch der Ausgang LP des Niederfrequenz-Oszillators 48 dem Zähleingang CPdes Zählers 49 hinzugefügt würde. Jedesmal, wenn der Niederfrequenz-Oszillator 48 einen Impuls LP erzeugt, zählt der Zähler 49 diesen, und wenn die Zählung die Maximalzählung (alles »1«) erreicht, wird der Ausgang des Inverters 50 »0«. So ist das UND-Glied 51 gesperrt, um den Zählvorgang des Zählers 49 weiterzuführen. Die Zählung des Zählers 49, die allmählich in Übereinstimmung mit dem Ausgangimpuls LP des Niederfrequenz-Oszillators 48 wächst, wird der Harmonisehe-Koeffizient-Speichereinrichtung 43 zugeführt, um als Adressen-Signal t zu wirken. Die Speichereinrichtung 43 wird von dem Ausgang π der Speicher-Adressen-Steuereinrichtung 42 und dem Ausgang t des Zählers 49 adressiert, um einen vorbestimmten Harmonische-Amplitude-Koeffizienten C_n zu erzeugen, der eine Funktion der Ordnung (n) der

ι ο Harmonischen und der Zeit (t) ist

Da der Ausgang (t) des Zählers 49 mit der Oszillationsfrequenz des Niederfrequenz-Oszillators 48 variiert, variiert auch der Wert des Harmonische-Amplituden-Koeffizienten C_n der Speichereinrichtung 43 für jede Ordnung der Harmonischen mit der Zeit wird jedoch ein konstanter Wert, wenn und nachdem die Zählung des Zählers 49 den Maximalwert erreicht Wenn daher dieser Koeffizient C_n von dem Harmonische-Amplitude-Multiplizierer 44 mit dem Sinus-Amplitudenwert

sin -jj; nqK

der Sinus-Tabelle 41 multipliziert wird, variiert das erzielte Produkt Fn für jede Harmonische-Ordnung mit der Zeit und behält nach der vollen Zählung einen konstanten Wert

Wenn deshalb der Wellenform-Generator 31 (oder 32), wie in F i g. 6 gezeigt, für das in F i g. 1 dargestellte elektronische Musikinstrument verwendet wird, ist es möglich, Musiktöne zu erzielen, die äußerst natürlich sind, indem man in ganz feiner Variierung die Farbe des Musiktones über der Zeit vom Beginn der Töne variieren kann, und zwar in der gleichen Weise, wie dies

ji bei mittels natürlicher Musikinstrumente erzeugten Tönen der Fall ist.

F i g. 7 zeigt einen Teil einer weiteren Ausbildungsmöglichkeit des Musikinstrumentes nach der Erfindung, wobei die Konstant-Parameter-Erzeugermittel weiter verbessert sind, die erste und zweite Konstant-Parameter-Generatoren 26,27 und Konstant-Parameter-Selektionsschalter 24 und 25 (s. Fi g. 1) umfassen. Es ist eine Speichereinrichtung 53 zum Speichern konstanter Parameter/C' vorgesehen, die entsprechend den Oktavenbereichen (z. B. eine Oktaveneinheit und eine halbe Oktaveneinheit) entsprechender Tasten auf der Tastatur verschieden sind. Die Speichereinrichtung 53 wird vom Ausgang des Tastenschalterkreises 11 adressiert um einen konstanten Parameter K' entsprechend der einer eingedrückten Taste zugehörigen Oktave zu erzeugen. Außerdem ist eine Speichereinrichtung 5Ί vorgesehen, die die konstanten Parameter / mil unterschiedlichen Werten entsprechend den Tonhöher der jeweiligen Tasten speichert. Die Speichereinrich· tung 54 wird vom Ausgang des Tastenschaltkreises 11 adressiert, um einen konstanten Parameter / entspre chend der Tonhöhe einer eingedrückten Taste zi erzeugen.

Die jeweiligen konstanten Parameter K' und /', die

bn von den Speichereinrichtungen 53 und 54 ausgeleser werden, werden jeweils den ersten und zweiter Akkumulatoren 29 und 30 (s. F i g. 3) zugeführt unc akkumulieren darin sequentiell unter Steuerung durd den Taktimpuls Φ.

Wenn der Konstant-Parameter-Erzeuger wie vorste hend beschrieben aufgebaut ist, erzeugt der erst« Akkumulator 29 einen akkumulierten Wert qK\ der ii Übereinstimmung mit der Oktave bzw. dem Oktavenbe

reich einer eingedrückten Taste variiert, wahrend der zweite Akkumulator 30 einen akkumulierten Wert qj' erzeugt der entsprechend der Tonhöhe der gedrückten Taste variiert So erzeugt der erste Wellenform-Generator 31, der von dem akkumulierten Wert qK' des ersten Akkumulators 29 adressiert ist ein Wellenform-Signal W] (F i g. 2B), das eine Periode entsprechend dem Oktavenbereich der zugehörigen Taste hat wobei die Periode des Wellenformsignals W_t in Abhängigkeit von dem Oktavenbereich der betreffenden Taste variiert Der zweite Wellenform-Generator 32, der von dem akkumulierten Wert qj' des zweiten Akkumulators 30 adressiert wird, erzeugt ein Wellenform-Signal W₂ (F i g. 2A), das eine Periode entsprechend der Tonhöhe der gedrückten Taste hat, wobei die Periode des Wellenform-Signals W₂ mit der Tonhöhe der gedrückten Taste variiert

Damit variiert die Wellenform MW(= Wi χ W₂) des von dem Multiplizierer 35 erzeugten Tons entsprechend dem Oklavenbereich der zugehörigen Taste, da das Wellenform-Signal Wi in Übereinstimmung mit dem Oktavenbereich der gedrückten Taste variiert. Der von dem Monovibrator 28 (s. Fig. 1) erzeugte Impuls D bestimmt die Periode (Frequenz) der Ton-Wellenform MW. Wie bereits beschrieben, variiert die Periode des erzeugten Impulses in Übereinstimmung mit der Tonhöhe der gedrückten Taste. In Übereinstimmung mit dieser variiert ebenfalls die Periode des Wellenform-Signals W₂. So stimmen die Periode der Erzeugung des Impulses D und die des Wellenform-Signals in VZ₂ miteinander überein (bei Abnehmen der Periode des Impulses nimmt auch die Periode des Wellenform-Signals W₂ ab). Daher erfolgt das Zurückstellen des WeL'snform-Signals W; durch den Impuls D immer im wesentlichen an der gleichen Stelle des Welienform-Si- y, gnals W₂ unabhängig von der Tonhöhe der eingedrückten Taste. Um es noch klarer auszudrücken. Wenn der Impuls D erzeugt wird, nimmt das Wellenform-Signal W₂ immer die spätere Hälfte an (d. h. den Teil, in dem die Amplitude der in Fig. 2A gezeigten Wellenform im u\ wesentlichen gleich 0 ist), so daß durch das Zurückstellen kein Geräusch verursacht wird, selbst wenn das Wellenform-Signal W₂ in dieser Lage zurückgestellt wird. Ganz im Gegensatz dazu würde ein Geräusch entstehen, wenn das Wellenform-Signal W₂ im vorderen Halbteil (Fig. 2A) der Wellenform zurückgestellt würde, da das Signal W₂ von einem bestimmten Amplitudenwert schnell gegen Null abnehmen würde. Wenn das Wellenform-Signal W₂ im Ansprechen auf einen konstanten Parameter /(s. Fig. I) erzeugt wird, -,0 ist die Periode des Signals W₂ immer konstant, und zwar ungeachtet von der Tonhöhe der eingedrückten Taste, so daß die Erzeugungsperiode des Impulses D kürzer wird, wenn dir, Tonhöhe der betreffenden Taste zunimmt. Das führt dazu, daß das Wellenform-Signal W₂ in der -,-, vorderen Hälfte zurückstellt, was ein das Zurückstellen begleitendes Geräusch verursacht. Diese Schwierigkeit kann jedoch mittels der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform beseitigt werden.

Entsprechend dieser Ausführungsform ist es möglich, ho Musiktöne hoher Qualität zu erzeugen, bei denen die Klangfarbe entsprechend dem Oktavenbereich der eingedrückten jeweiligen Tasten variiert, ohne daß ungewünschte Geräusche gebildet werden.

Da die konstanten Parameter K' und /' dieser tv. Ausbildungsform nicht verwendet wer 11. um die Frequenz der erzeugten Töne zu erzeugei,, brauchen sie keine solchen Genauigkeiten zu haben wie die weiter

llicr/u (1 BIaIi / oben beschriebenen Frequenz-Informationsdaten F. Außerdem ist es nicht notwendig, den konstanten Parameter /' für jede Taste zu setzen, sondern dieser kann dem gleichen Oktavenbereich entsprechen wie der konstante Parameter K'. Zusätzlich können die konstanten Parameter K'vma }'durch Verwendung der Frequenz-Informationsdaten F ahne besondere Speichereinrichtungen 53 und 54 gebildet werden.

Obwohl in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen von dem ersten Wellenform-Generator eine Sinus-Welle in ständiger Wiederholung erzeugt wird und von dem zweiten Wellenformgenerator 32 eine Wellenform mit einer einzelnen Polarität wobei diese Wellenform in der späteren Hälfte einer Periode im wesentlichen gegen Null abnimmt erkennt man ohne weiteres, daß die Erfindung nicht auf solche speziellen Angaben und Ausführungen beschränkt ist und daß beliebige Wellenform-Generatoren verwenvi",: werden können, die jeweils in Wiederholung eine Welle mit relativ kurzer Periode bzw. eine Wellenform mit relativ langer Periode und in der zweiten Hälfte einer Periode allmählich im wesentlichen gegen Null gehend erzeugt.

Als Wellenform-Generatoren 31 und 32 können u. a. ein Frequenz-Modulationssystem, das z. B. in der US-PS 40 18 121 beschrieben ist, ein WALSCH-Funktionssy· stern gemäß US-PS 38 78 749 oder jedes andere Sy.nverwendet werden, das Wellenform-Signale zur Erfüi lung der oben beschriebenen Aufgaben und Erfordernisse erzeugt.

Statt den akkumulierten und anwachsenden Wert qF. der durch Akkumulieren der Frequenz-Information F entsprechend der Tonhöhe einer eingedrückten Taste bei vorbestimmter Geschwindigkeit akkumuliert wird, als Mittel zum periodischen Zurückstellen der Wellenform-Generatoren 31 und 32 entsprechend der Tonhöhe einer gedrückten Taste zu verwenden, ist es ebenso möglich, Impulssignale zu bilden, die Frequenzen entsprechend den Tonhöhen der jeweiligen Tasten haben und von den Impulssignalen eines entsprechend einer gedrückten Taste zum Zurückstellen der Wellenform-Generatoren auszuwählen. Natürlich kann man auch jedes andere Verfahren anwenden, solange damit ein Impulssignal erzeugt werden kann, das eine Frequenz (Periode) entsprechend der Tonhöhe der gedrückten Taste hat.

Wie bereits beschrieben, werden mit dem elektronischen Musikinstrument nach der Erfindung in sich ständig wiederholender Weise eine Wiederholungswellenform, die periodisch mit einer einem ersten konstanten Parameter entsprechenden Periode erzeugt wird, und eine weitere Wellenform, die ebenfalls periodisch entsprechend einem zweiten konstanten Parameter und mit einer gegenüber der ersten Wellenform größeren Periode, jedoch in der zweiten Hälfte einer Periode im wesentlichen gegen Null abnehmend, erzeugt und in einer Periode zurückgestellt, die der Tonhöhe einer gedrückten Taste entspricht, worauf die beiden Wellenformen miteinander zur Bildung einer Musikton-Wellenform multipliziert werden. So ist es möglich, leicht und schnell die Klangfarbe des erzeugten Tons mit einfachen konstruktiven Mitteln zu ändern, indem nur die konstanten Parameter, wie vorstehend beschrieben, geändert werden. Außerdem ist es durch Veränderung der konstanten Parameter über der Zeit möglich, Musiktöne zu erzeugen, die äußerst natürlich sind und über der Zeit sehr fein in ihrer Farbe variiert werden können.

,, 230 228/26e

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Digitaltechnik verwendendes elektronisches Musikinstrument mit einer Anzahl Tastenschalter zur Bestimmung der Tonhöhe eines von dem Instrument erzeugten Tones und mit einer Wellenform-Erzeugerschaltungen zur wiederholten Erzeugung von Wellenformen sowie eine die Wellenformsignale empfangende Verknüpfungsschaltung umfassenden Tonerzeugerschaltung zur Bildung einer Tonwelle,gekennzeichnet durch