DE2920298A1 - Binaere interpolatorschaltung fuer ein elektronisches musikinstrument - Google Patents
Binaere interpolatorschaltung fuer ein elektronisches musikinstrumentInfo
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Description
Beschreibung
Die Erfindung befaßt sich allgemein mit der Digitalisierung
von Kurvenzügen des zeitlichen Verlaufs von Signalen vorzugsweise für elektronische Musikinstrumente, und zwar
insbesondere beschäftigt sie sich mit einer binären Interpolierschaltung zur digitalen Reduzierung plötzlicher
Veränderungen in einem sich nur langsam verändernden Teil eines Kurvenzugs.
Die Erfindung kann in einem sehr weiten Feld Anwendung
finden; zur Vereinfachung der Beschreibung wird das spezielle Problem einer binären Interpolation des Abfallteils
der Umhüllenden (Envelope) des Signalzuges eines Tones erläutert, der von einem elektronischen Musikinstrument
erzeugt wird, vorzugsweise und im besonderen an Hand einer Umhüllenden eines Schlagtones, wie etwa beim Klavier,
bei einem derartigen Instrument. Die Erfindung ist in gleicher Weise auch auf andere datenverarbeitende Systeme
anwendbar, bei denen die Größe von Datenübergangsschritten
reduziert werden soll.
In elektronischen Musikinstrumenten werden zur Zeit viele digitale elektronische Verarbeitungsverfahren verwendet.
Diese digitale Technik hat sich zur Ausführung zahlreicher relativ komplizierter Funktionen bei der Erzeugung elektronischer
musikalischer Effekte bewährt, die das charakteristische Geräusch einer Anzahl von akustischen Instrumenten,
wie beispielsweise ein Klavier, sehr nahe approximieren. Da digitale elektronische Bausteine zunehmend
sowohl in bequemen kleinen Packungsgrößen wie auch relativ
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preiswert erhältlich sind, führte die Verwendung derartiger Bauteile außerdem zu erhöhten Einsparungen an
Kosten und Baugröße des Fertigproduktes. In elektronischen Musikinstrumenten führen derartige Bauteile relativ komplizierte
Funktionen aus, um die Geräusche akustischer musikalischer Instrumente genauer zu simulieren.
Ein Beispiel eines derartigen elektronischen Tonerzeugersystems ist in der US-Patentschrift 4 067 253 beschrieben.
Die dort erläuterte Einrichtung soll den Klang eines Klaviers entsprechend dem Anschlag des Spielers simulieren.
In der dortigen Einrichtung wird ein sich stufenweise oder digital verändernder Kurvenzug erzeugt, der den
charakteristischen Zug der Umhüllenden eines Schlagtones erzeugt, wie er von einem Spieler eines Klaviers erzeugt
wird. Wenn dieser sich stufenweise verändernde, digitale Kurvenzug den Tonfrequenz-Ausgangsschaltungen zugeführt
wird, kann er direkt in analoge Form durch einen Integrator oder durcheine Glättschaltung umgesetzt werden, die die
Übergänge zwischen benachbarten Stufen des digitalen Kurvenzugs allgemein glättet. Man bemerke, daß bei einem
sich stufenweise verändernden, digitalen Kurvenzug, bei dem die Stufen von relativ kurzer Dauer sind, d.h. in
der Größenordnung von 30 bis 40 Millisekunden Abstand haben, daß Amplitudenveränderungen zwischen benachbarten
Schritten normalerweise gehört werden können. Dies teilweise deshalb, weil die natürliche Neigung üblicher
Verstärkerschaltungen und Lautsprecher dies etwas langsamer als die erprobten Veränderungen des digitalen Kurvenzuges
an ihren Eingängen ansprechen läßt. Zu dem Glättfaktor trägt weiter die Neigung des menschlichen Ohres
bei, plötzliche Amplitudenveränderungen etwas zu integrieren oder zu glätten. Bei einer Schlagton-Umhüllenden,
wie etwa beim Klavier jedoch, dauert der Abfallabschnitt
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^FSvAL /7-.JSPECTED
relativ lang, bei dem die digitalen Stufen oder Amplitudenveränderungen
zeitlich in der Größenordnung von 300 bis 400 Millisekunden Abstand aufweisen können. Während dieses
Teils des Kurvenzuges sind hauptsächlich aufgrund des längeren Zeitintervalls zwischen den Amplitudensprüngen
alle bis auf sehr geringe Amplitudenveränderungen allgemein zu hören.
Demzufolge soll die binäre Interpolierschaltung gemäß der Erfindung diese relativ langen Schritte oder zeitlich weit
auseinanderliegenden Amplitudenveränderungen so modifizieren, daß mehrere kleinere Schritte sowohl im Zeit- wie
im Amplitudenmaß erzeugt werden. Das Endresultat ist die gleiche Amplitudenveränderung über die gleiche Zeitspanne,
besteht jedoch aus kleineren Amplitudenschritten und näher beieinander liegenden Amplitudenschritten, so daß sie
nicht mehr gehört werden können.
Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, eine binäre Interpolierschaltung zu schaffen, die Amplitudenveränderungen
in einer digital erzeugten schrittweise sich verändernden Kurvenform digital reduzieren kann. Insbesondere
soll die erfindungsgemäße binäre Interpolierschaltung nur auf solche Amplitudenveränderungen eines digitalen Kurvenzuges
einwirken, die einen größeren zeitlichen Abstand als ein vorbestimmter zeitlicher Zuwachs aufweisen. Ferner
soll die erfindungsgemäße binäre Interpolierschaltung mehrere digitale Kurvenzüge, die auf einem elektronischen
Musikinstrument gespielte Noten repräsentieren, so modifizieren können, daß Amplitudenübergänge geschaffen
werden, die nicht gehört werden können, und die die modifizierten Kurvenzüge in hörbare Töne eines zugehörigen
Instrumentes zurückführen kann, um sie in der gespielten Reihenfolge separat hörbar zu reproduzieren. Die erfindungsgemäße
binäre Interpolierschaltung soll ferner die
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ORIGINAL INSPECTED
Interpolierfunktion für die Töne eines elektronischen Musikinstruments ausführen können, etwa eines elektronischen
Klaviers, dessen Tastatur mehrere Oktaven umfaßt, wobei eine möglichst kleine Anzahl von elektronischen
Komponenten auf möglichst kleinem Raum und zu niedrigstem Preis erforderlich sind.
Dazu weist die erfindungsgemäße binäre Interpolierschaltung
eine Zählerschaltung zur Erzeugung sequentieller binär codierte Interpoliersignale mit vorgegebener Geschwindigkeit
auf, wobei die Interpoliersignale integral sequentiell fortschreitende Binärzahlen umfassen. Eine
Verknüpfungsschaltung verknüpft jedes der Interpoliersignale in der erzeugten Sequenz mit einem binär codierten
Maßsignal, das die Amplitudendifferenz zwischen zwei Stellen eines Kurvenzuges, zwischen denen eine Interpolation
erwünscht ist, aufweist und auch einer Binärzahl entspricht. Eine Vergleichsschaltung vergleicht die
Interpoliersignale in der erzeugten Reihenfolge mit dem Maßsignal und erzeugt ein Ausgangssteuersignal, das normalerweise
einen ersten Wert repräsentiert und zu einem zweiten Wert übergeht, wenn die fortschreitenden Interpoliersignale
die gleiche Binärzahl wie das binäre Maßsignal erreichen. Eine Steuerschaltung spricht auf das
Ausgangssteuersignal an und ermöglicht oder sperrt die Arbeitsweise der Interpolierschaltung in dem zum Abschluß
der Interpolsation des speziellen Kurvenzugabschnittes erforderlichen Umfang, dessen binär codiertes Maßsignal
verglichen wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Eigenschaften der Erfindung gehen aus der nachfolgenden ins einzelne gehenden
Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen hervor, worin ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt
und beschrieben ist. Im einzelnen zeigen:
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"R]G^At INSPECTED
Fig. 1 die Umhüllende eines Signals, das einem von einem Schlaginstrument erzeugten
Ton entspricht;
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Teils der Signalform aus Fig. 1 zur Erläuterung
ihrer digitalen stufenweisen Reduzierung entsprechend der Erfindung;
Fig. 3 ein Blockdiagramm eines beispielhaften Musikinstruments, in welchem der erfindungsgemäße
binäre Interpolierer enthalten ist;
Fig. 4 ein Blockdiagramm eines Teils des in Fig. 3 erläuterten Instruments;
Fig. 5 ein Blockdiagramm der binären Interpolatorschaltung gemäß der Erfindung in Verbindung
mit verwandten Teilen des Musikinstruments aus Fig. 3;
Fig. 6 Kurvenzüge zur Erläuterung einer Form von Multiplexer-Steuersignalen für die
Schaltung aus Fig. 4; und
Fig. 7
bis 10 schematische Schaltungen zur Erläuterung
von Teilen der binären Interpolator-
schaltung aus Fig. 4.
Die Umhüllende 10 aus Fig. 1 ist angenähert die Umhüllende einer zeitlichen Signalform eines Schlagtones eines elektronischen
Musikinstruments, etwa eines Klaviertones. Die Kurvenform 10 liegt in digitaler Form vor und umfaßt im
wesentlichen eine Reihe digitaler elektronischer Impulse 12, die nacheinander zur Bildung einer sich stufenweise verändernden
Kurvenform angeordnet sind. Die Kurvenform besteht im wesentlichen aus zwei Teilen, deren Nahtstelle
durch die gestrichelte Linie 14 in der bevorzugten Ausführungsform angedeutet ist. Der durch den Pfeil 16 angedeutete
links von der Linie 14 befindliche Teil entspricht gewöhnlich einem Anschlagsteil und dem Anfangsteil des
Abklingabschnittes einer typischen Schlagton-Umhüllenden.
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Man bemerke, daß in diesem Teil 16 die Impulse oder Stufen 12 durch eine relativ kurze Zeitspanne oder
Breite, beispielsweise durch den Doppelpfeil 18 angedeutet, charakterisiert sind. In der dargestellten
Ausführungsform liegt die Breite oder die Zeitspanne jedes Impulses oder jeder Stufe 12 in der Größenordnung
von 30 bis 40 Millisekunden. Man sieht, daß aufgrund
der Eigenschaften der Tonwiedergabeausrüstung wie etwa
der Verstärker und Lautsprecher, wie auch aufgrund der Neigung des menschlichen Ohres, derartige Amplitudenveränderungen
zu integrieren und auszugleichen, daß selbst große Amplitudenveränderungen, die in sehr nahe
beieinanderliegenden Zeitintervallen, wie etwa im Zeitintervall 18 auftreten, als solche nicht hörbar oder
bemerkbar sind.
Der zweite Teil der Signalform 10, allgemein durch Pfeil angedeutet, charakterisiert sich durch eine größere Impulsbreite
oder ein größeres Zeitintervall für die Impulse oder Stufen 12, welches an einem Beispiel durch den Doppelpfeil
22 angedeutet ist. Dies entspricht allgemein einem letzteren Teil der Auskling-Umhüllenden eines Schlaginstruments,
beispielsweise eines Klaviertons. In der erläuterten Ausführungsform liegen die Impulsbreiten
oder Zeitintervalle 22 in der Größenordnung von 300 bis 400 Millisekunden. Man sieht demzufolge, daß alle bis
auf sehr kleine Veränderungen der Amplitude zwischen benachbarten Impulsen oder Stufen 12 hörbar sind, und zwar
aufgrund des relativ großen Zeitintervalls. Daher ist es ein wichtiges Anliegen der Erfindung, eine Einrichtung
zum digitalen Interpolieren oder Reduzieren dieser relativ breit abgestuften Schritte 12 in dem Kurvenabschnitt
gemäß Fig. 2 zu schaffen.
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Dementsprechend arbeitet die erfindungsgemäße binäre Interpolartorschaltung
generell gemäß Fig. 2 in der Weise, daß sie den relativ breiten Impuls 24 digital reduziert.
Dieser Impuls 24 unterscheidet sich in seiner Amplitude von dem zuletzt vorhergehenden Impuls 26 durch einen mit
28 bezeichneten Betrag. Die Interpolatorschaltung wirkt
so, daß diese Amplitudenstufe in mehrere kleinere Stufen 30 umgesetzt wird. Man sieht, daß die Impulse oder Stufen
30 eine wesentlich kleinere Breite oder Zeitspanne haben als der Impuls 24 und wesentlich kleinere Amplitudenänderungen
zwischen ihnen als die Amplitudenänderung 28 zwischen den Impulsen 24 und 26 definiert. Demzufolge
wird der Impuls 24 zu mehreren kleinen Schritten 30 digital reduziert oder interpoliert, wobei das Endresultat das
gleiche ist, d.h. die gleiche Amplitudenveränderung 28 wird über die gleiche Zeitspanne oder Impulsbreite 24
verteilt.
Das Blockdiagramm gemäß Fig. 3 zeigt eine beispielhafte
Envelopenerzeuger-Schaltung 32, die die Envelopen-Kurvenform 10 aus Fig. 1 erzeugen kann. Eine binäre
Interpolatorschaltüng 34 gemäß der Erfindung wirkt mit
der Schaltung 32 so zusammen, daß Teile der Kurvenform in der in Fig. 2 dargestellten Weise reduziert werden.
Die Envelopenerzeugerschaltung 32 kann in einem elektronischen
Musikinstrument Verwendung finden und ist im wesentlichen ähnlich der in der US-Patentschrift 4 067 253
der Anmelderin beschriebenen Schaltung. Wie in Fig. 3 gezeigt, nimmt die Schaltung 32 Eingangssignale aus einer
Tastatur 35 über Leitungen 36 auf, wobei jede der Leitungen 36 allgemein einer Note oder eine Taste der Tastatur
entspricht. Diese Leitungen 36 werden einer Vielzahl von Eingangsschaltungen 38 zugeführt. In der dargestellten
Ausführungsform kooperiert die Schaltung 32 mit zwölf
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Tönen oder einer Oktave der Tastatur 35, so daß zwölf Eingangsschaltungen 38 dargestellt sind. Man sieht jedoch,
daß eine Schaltung, wie etwa die Schaltung 32, in Verbindung mit jeder beliebigen Oktave einer mehrere Oktaven
umfassenden Tastatur 35 verwendet werden kann.
Um die Behandlung der Vielzahl von Signalen auf den Leitungen 36 entsprechend einer Vielzahl von auf der Tastatur
35 entweder gleichzeitig oder kurz hintereinander bedienter Tasten zu erleichtern, wird serielles Multiplexen
benutzt. Man sieht im einzelnen, daß jede der Eingangsschaltungen 38 zwei Gruppen von Ausgängen 4 0 und 42 umfaßt,
wobei die Ausgänge 40 einer von mehreren Envelopen-Multiplexerschaltungen
44 und die Ausgangsleitungen 4 2 einer Maß-Multiplexschaltung 46 zugeführt werden. In der
dargestellten Ausführungsform sind drei Envelopen-Multiplexerschaltungen
44 vorhanden, von denen jede die Gruppen von Ausgängen 40 aus vier Eingangsschaltungen
aufnehmen kann. Die Maß-Multiplexerschaltung 46 nimmt die
Gruppen von Eingängen 42 aus allen zwölf Eingangsschaltungen 38 auf. Die seriell multiplexten Ausgangsleitungen
48 der Envelopen-Multiplexerschaltungen 44 versorgen Envelopenmatrix-Umsetzerschaltungen, zu denen ein Lesespeicher
ROM 50 gehört. In der dargestellten Ausführungsform sind drei Lesespeicher ROM 50 vorgesehen, wobei jeweils
einer derselben einer Multiplexerschaltung 44 zugeordnet ist. In ähnlicher Weise werden die seriell
multiplexten Ausgänge auf Leitungen 52 aus dem Maß-Multiplexer 46 einer Matrix-Umsetzerschaltung zugeführt,
die einen Maß-Lesespeicher ROM 54 aufweist.
In der dargestellten Ausführungsform erzeugen die Envelopen-Lesespeicher
50 ein binär codiertes Signal auf ihren Ausgangsleitungen 56, die Envelopenform-Daten umfassen, die
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allgemein der Form der Envelope 10 aus Fig. 1 entsprechen. Der Maß-Lesespeicher gibt binär codierte Daten auf seinen
Ausgangsleitungen 58 aus, die allgemein dem Maß oder der relativen Amplitude der jeweiligen auf der Tastatur 35
betätigten Note entsprechen. In dieser Hinsicht können die Eingangsschaltungen 38 auf die relative Geschwindigkeit
oder Anschlagskraft der einzelnen Tasten der Tastatur
35 ansprechen und den Maß-Lesespeicher 54 Ausgangssignale erzeugen lassen, die der relativen Amplitude der jeweiligen
betätigten Note entsprechen. Dieses Signal bleibt natürlich das gleiche für die Dauer der Envelope jener speziellen
Note. Somit werden die Envelopen-Signale für jede auf der Tastatur 34 betätigte Taste auf den Leitungen 56 ausgegeben
und Maß- oder relative Amplitudensignale dafür werden auf Leitungen 58 ausgegeben.
Fig. 4 zeigt eine typische Eingangsschaltung 38 im einzelnen und erläutert weiter die Erzeugung dieser Envelopen-
und Maßsignale. Jede Eingangsschaltung 38 weist eine Tastensteuerschaltung 60 auf, die die relative Geschwindigkeit
oder Anschlagshärte der zugehörigen Taste oder Note, die als ein Signal auf einer der Eingangsleitungen 36 empfangen
wird, in einen binär codierten Ausgang auf den Ausgangsleitungen 42 zum Adressieren des Lesespeichers 52 in ähnlicher
Weise wie in der oben erläuterten US-Patentschrift beschrieben, umsetzt. Ein durch 64 teilender Zähler 62
erzeugt nacheinander fortschreitende Zählschritte in binärer Form an seinen Ausgangsleitungen 40 zum Adressieren
des Lesespeichers 50. Diese 64 Zählschritte entsprechender Anzahl von Impulsen oder Schritten 12, die die
Signalform 10 aus Fig. 1 bilden. Eine Geschwindigkeits-Steuerschaltung 66 nimmt einen Auslöseeingang 68 aus der
Tastensteuerschaltung 60 in Abhängigkeit von der Betätigung
einer Taste aus der Tastatur 34 (das auf Leitung 36 empfangene Signal) auf. Ein Takteingang 70 für die Geschwindigkeits-
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Steuerschaltung 66 gibt einen Taktimpuls mit schnellem Zählschritt ab, der allgemein den Zeitintervallen oder
Impulsbreiten 18 der Signalform aus Fig. 1 entspricht. Eine Zähler-Weiterstell-Eingangsleitung 72 gibt·ein Auslösesignal
auf die Geschwindigkeits-Steuerschaltung und ermöglicht das Weiterstellen des Zählers 62 über eine
Steuer- oder Zählerleitung 74. Eine Langsamzähl-Leitung 76 führt ein Steuersignal der Geschwindigkeits-Steuerschaltung
66 beim 32. Zählschritt des durch 64 dividierenden Zählers 66 zu. In der dargestellten Ausführungsform tritt
dieser 32. Zählschritt bei der Trennungslinie 14 aus Fig.
auf. Dementsprechend weist jede der beiden Hälften 16 und 20 aus der Signalform 10 jeweils 32 Impulse oder Schritte
auf. Die Langsamzähl-Leitung 76 läßt die Geschwindigkeits-Steuerschaltung 66 ein Interpolations-Auslösesignal auf
einem Ausgang 67 erzeugen und die Geschwindigkeit der Zählung des durch 64 teilenden Zählers über Zählleitung
verlangsamen oder reduzieren und damit eine langsame Zählung erzeugen. Demzufolge kennzeichnen sich die Impulse
des Teiles 20 der Signalform 10 aus Fig. 1 durch längere Breite oder ein längeres Zeitintervall 22. Aus dem Vorstehenden
sieht man, daß die Umhüllenden-Signale auf der Leitung 40 die allgemeine Form der Signalform 10 aus
Fig. 1 wie auch die Zeitintervalle oder Impulsbreiten 18 und 22 bestimmen. Die Signale auf den Leitungen 42
bestimmen das Maß oder die Amplitude der die Signalform 10 bildenden Impulse entsprechend der Geschwindigkeit
oder Anschlagshärte der zugehörigen Taste auf der Tastatur 35. Der Umhüllenden-Lesespeicher 50 und Maß-Lesespeicher
54 setzen die Signale in geeignete binär codierte Signale an ihren jeweiligen Ausgangsleitungen 56 und 58
um, die zur Bildung der Signalform 10 aus Fig. 1 verknüpft werden können.
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Wie man noch einmal aus Fig. 3 erkennt, werden die Umhüllenden-Ausgangssignale auf Leitungen 56 Multiplexern
58 zugeführt, die die Ausgangssignale auf den Leitungen 56, die den einzelnen Tasten der zwölf-von
der Schaltung 32 bedienten Tasten der Tastatur 35 zugeordnet sind, seriell multiplexen. Die Multiplexer 78
geben dann das ausgewählte Signal auf Ausgangsleitungen Eine Multiplex-Steuerschaltung (MUX CONTROL) 82 liefert
geeignete Signale über Leitungen 83 an die Multiplexer 44, 46 und 78, um ihre jeweiligen Eingänge gleichzeitig seriell
zu multiplexen und sicherzustellen, daß die Signale auf den Ausgangsleitungen 56, 58 und 80 für jeden Ton oder
jede betätigte Taste auf der Tastatur 35 gleichzeitig auftreten. Die seriell multiplexten Maßsignale und Umhüllenden-Signale
auf Leitungen 58 und 80 werden dann in einer binären Multiplizierschaltung 84 verknüpft, deren
Ausgangsleitungen 86 Binärsignale entsprechend den Schritten oder Impulsen 12 der Signalform 10 aus Fig. 1 führen.
Die binäre Interpolatorschaltung 34 gemäß der Erfindung nimmt das Maßsignal auf Leitungen 58 und ein Auslöse/Sperroder
Steuersignal auf einer Leitung 88 auf, entsprechend einem Steuersignal, das durch die Multiplexer 78 aus den
Eingangsleitungen 90 von den Lesespeichern 50 multiplext ist. Dieses Steuer- oder Auslöse/Sperr-Signal wird allgemein
von den Lesespeichern 50 in Abhängigkeit davon ausgegeben, daß der durch 64 teilende Zähler 66 seinen 32.
Zählschritt erreicht. An dieser Stelle tritt das oben Erwähnte ein, daß nämlich die nämlich die Impulse oder
Stufen 12 der Signal-Umhüllenden 10 aus Fig. 1 durch ein längeres Zeitintervall oder eine größere Impulsbreite 22
charakterisiert sind. In der dargestellten Ausführungsform sind es diese Impulse von größerer Impulsbreite, die interpoliert
oder reduziert werden sollen, wie das Fig. 2 zeigt.
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Daher wird die Interpolatorschaltung 34 so ausgelöst, daß sie nur auf diese Impulse arbeitet, und wird daran gehindert,
die Impulse kürzerer Impulsbreite oder kürzerer Zeitintervalle 18 des Teils 16 der Signalform 10.aus
Fig. 1 zu bearbeiten. Die binäre Interpolatorschaltung 34 erzeugt Interpolationssignale in binärer Form auf Ausgangsleitungen
92. Diese Ausgangsleitungen 92 führen zu einer binären Summationsschaltung 94, die auch die Signalleitungen
86 aufnimmt. Somit werden die Interpoliersignale auf den Leitungen 92 mit den Umhüllenden-Impulssignalen auf
Leitungen 86 so verknüpft, daß die Interpolation oder digitale Reduzierung in der in Fig. 2 erläuterten Weise
ausgeführt wird, gemäß der Signale ähnlichen den Stufen 30 in binärer Form auf Ausgangsleitungen 96 erzeugt werden.
Diese Signale werden dann den Ausgangsschaltungen 98 zugeführt, in welchen sie in geeignete Form so umgesetzt werden,
daß sie den Tonwiedergabeschaltungen des elektronischen Musikinstruments zugeführt werden können, welche Umhüllenden-Signalformen
für die zu Gehör zu bringenden Töne erzeugen.
Fig. 5 zeigt die binäre Interpolatorschaltung 34 in weiteren Einzelheiten in schematischer Blockform zusammen mit
zugehörigen Teilen der Schaltungen aus Fig. 3.
Zunächst entnimmt man der vorstehenden Beschreibung, daß
ein binär codiertes Signal oder eine Binärzahl jeden der 64 Ausgangsimpulse oder Stufen 12 in der Signalform 10 aus
Fig. 1 charakterisiert. Während des langsamen Abschnittes der Signalform 10 können die Umhüllenden-Lesespeicher 50
Umhüllenden-Binärsignale erzeugen, die sich nur um das kleinste Bit-Inkrement für jeden Impuls 12 verändern.
Demzufolge sind die relativen Amplituden oder die Amplitudenveränderung zwischen jeweils benachbarten Impulsen 12
wirksam definiert oder bestimmt durch das binär codierte Maßsignal oder die Binärzahl, die auf den Ausgangsleitungen
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erzeugt wird. In der dargestellten Ausführungsform weist dieses Signal ein fünf Bit binär codiertes Signal auf.
Folglich kann man für einen bestimmten Ton sagen, daß die relative Amplitude oder die Amplitudenveränderung
zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen 12 bis zu dem 31-fachen des niedrigststelligen Bits sein kann.
Die binäre Interpolatorschaltung 34 weist mehrere durch 32 teilende Zähler 102 auf, die von einem Taktsignal auf
einer Leitung 104 mit einer geeigneten Interpolationsgeschwindigkeit getrieben werden. In der dargestellten
Ausführungsform werden zwölf durch 32 teilende Zähler verwendet, und zwar je einer für jeden der zwölf Töne
der Oktave der Tastatur 34, die in der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung bedient wird. Somit erzeugt
jeder der durch 32 teilenden Zähler 102 eine aus fünf Bits
bestehende binär codierte Zahl, die zunehmend von Binär eins bis Binär 32 fortschreitet und somit wie erläutert die maximale
Amplitudenveränderung reproduzieren kann. Diese integral fortschreitenden Binärsignale oder Zahlen werden mit
den Impulsen 12 im Teil 16 der Signalform aus Fig. 1 in geeigneter Weise verknüpft, um die digitale Reduzierung
gemäß DArstellung in Fig. 2 bzw. Interpolation zu erhalten.
Im einzelnen sind fünf Aüsgangsleitungen 106 jedes durch
teilenden Zählers 102 einem Feld von eins-von-zwölf-Multiplexern
108 zugeführt, die die Multiplex-Steuerleitungen 83 aus .den Multiplex-Steuerschaltungen 82 aus Fig. 3 aufnehmen,
um die Signale aus den zwölf-durch-32 teilenden Zählern 102 im Gleichklang mit dem seriellen Multiplexen
der Maßsignale an dem Multiplexer 46 und derjenigen der Ümhüllenden-Signale an den Multiplexern 44 und 78 seriell
zu multiplexen. In der beschriebenen Ausführungsform werden die Ausgänge der eins-von-zwölf Multiplexer 108 über
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Leitungen 112 Inverterschaltungen 114 zugeführt, deren
Ausgänge die Leitungen 92 zu den binären Summationsschaltungen 94 versorgen. Man sieht, daß die Multiplexer
108 auch das Auslöse/Sperr-Signal auf Leitung 88 .aufnehmen,
das ihre Ausgänge 112 öffnet, wenn eines der zu interpolierenden Umhüllenden-Impulssignale wie oben erläutert
vorliegt, jedoch die Ausgänge 112 sperrt, wenn das vorliegende Signal nicht interpoliert werden soll
und daher die Interpolatorschaltung 34 gesperrt werden
soll. Die binären Summationsschaltungen 94 verknüpfen somit die Daten der binär codierten Ümhüllenden-Signalform
auf Leitungen 86 mit einer invertierten Version der Interpoliersignale, die von den durch 32 teilenden Zählern
erzeugt werden und führen praktische eine binäre Subtraktion aus. Man sieht, daß eine derartige Subtraktion
für den absteigenden Abfallast der Signalform 10 aus Fig. geeignet ist. Natürlich liegt es im Rahmen der Erfindung,
auf Wunsch auch eine ansteigende Signalform in ähnlicher Weise zu reduzieren bzw. digital zu interpolieren, wobei
dann die Inverter 114 nicht benutzt würden.
Die Interpolationssignale aus den durch 32 teilenden Zählern 102 werden außerdem auf den Leitungen 112 seriell
gemultiplext und versorgen eine Koinparatorschaltung 116.
Ein zweiter Eingang zur Komparatorschaltung 116 umfaßt die
Maßsignale auf den Leitungen 58. Man erinnere sich, daß sowohl die Maßsignale auf den Leitungen 58 und die Signale
des durch 32 teilenden Zählers aus fünf Bits bestehende binär codierte Signale umfassen. Weiter erinnert man sich,
daß bei der dargestellten Ausführungsform die aus fünf
Bits bestehenden Maßsignale auf Leitung 58 den Unterschied der Amplitude zwischen aufeinanderfolgenden Stufen oder
Impulsen aus der Signalform repräsentieren, für die eine Interpolation oder digitale Reduktion ausgeführt werden
soll. Infolgedessen werden die integral zunehmenden
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Interpoliersignale aus den durch 32 teilenden Zählern 102 in der Folge, in der sie erzeugt werden, mit dem aus fünf
Bits bestehenden binären Maßsignal auf den Leitungen 58 verglichen. Wenn die Signale gleich sind, d.h. wenn sie
der gleichen Binärzahl entsprechen, ist die digitale Reduktion oder Interpolation für jene Stufe oder jenen Impuls
abgeschlossen. Um die maximale Amplitudenänderung aufzunehmen, die eine 32 Schritt-Reduktion erfordert, wird das
Interpolations-Geschwindigkeitssignal 104 so gewählt, daß es wenigstens 31 mal dem Zeitintervall 22 der Umhüllendenimpulse
ist, um eine volle digitale Reduktion jedes Impulses innerhalb des Zeitintervalls 22 sicherzustellen. Dies
trifft zu, weil die Interpoliersignale auf Leitungen 112
praktisch von dem Umhüllenden-Impuls bzw. von der Umhüllenden-Stufe
am binären Subtrahierer subtrahiert werden. Wenn somit die Größe des von der Umhüllenden-Stufe subtrahierten
Signals das Maß oder die relative Amplitudenveränderung zwischen jener Stufe bezüglich der nächstfolgenden Stufe
erreicht, ist die Reduktion bzw. Interpolation abgeschlossen, so daß keine Amplitudendifferenz für eine Reduktion mehr
verbleibt.
Demzufolge kann die Komparatorschaltung 116 ein Vergleichs-Steuersignal
auf ihrer Ausgangsleitung 118 erzeugen, wenn
die beiden Eingänge gleich werden. Das Komparator-Steuersignal auf der Leitung 118 wird einem eins-bis-zwölf-Demultiplexer
120 zugeführt, der außerdem die Steuerleitungen 83 aus den MuItiplex-Steuerschaltungen 82 aus
Fig. 3 aufnimmt, um gleichzeitig mit den vorher beschriebenen Multiplexschaltungen zu arbeiten. Dieser eins-aus-zwölf-Demultipiexer
120 erzeugt demzufolge dann einen Ausgang auf einer seiner zwölf Ausgangsleitungen, die insgesamt mit
122 bezeichnet sind, und entsprechende der zwölf durch 32 teilenden Zähler 102 steuern. Somit wird jeder durch 32
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teilende Zähler entweder gesperrt oder ausgelöst aufgrund der Steuersignale auf den Leitungen 122 und entsprechend
damit, ob der zugehörige Ton oder die zugehörige Taste mit ihrem Umhüllenden-Signal gerade eine Stufe anbietet,
die interpoliert oder digital reduziert werden soll. Im einzelnen werden die Steuersignale auf den Leitungen 122
einer Auslöse-Steuerschaltung 124 zugeführt, die auch die Interpolationsauslöseleitungen 67 aus den Geschwindigkeits-Steuerschaltungen
66 und die gleichen langsamen Taktimpulse aufnimmt, die der Zählerleitung 74 zugeführt werden. Die
Auslöse-Steuerschaltung 124 gibt dann geeignete Auslöseoder Sperr-Steuersignale über ihre Ausgangsleitungen 126
an die durch 32 teilenden Zähler 102. Diese Steuerleitungen 126 werden auch den Leitungen 72 zugeführt, um die Zählerweiterstell-Auslösesignale
für die Geschwindigkeits-Steuerschaltungen 66 aus Fig. 4 zu bilden, die, man erinnere
sich, einen Teil der Eingangsschaltungen 38 aus Fig. 3 umfassen. Demzufolge kann jeder durch 64 teilende
Zähler 62 aus Fig. 4, der einer Eingangsschaltung zugeordnet ist, deren Umhüllenden-Signal interpoliert oder
reduziert werden soll, in der richtigen Folge (durch den Demultiplexer 120) zu seinem nächsten Zählschritt weitergehen,
wodurch der nächste Impuls oder die nächste Stufe in der Signalform 10 aus Fig. 1 erzeugt wird. Man vergegenwärtige
sich jedoch, daß dieses Auslösesignal auf Leitung nicht selbst den Zähler weiterstellt, da die Zeitspannen
der Stufen 12 aus Fig. 1 festliegen, wie oben erwähnt wurde. Vielmehr stellt das Zählerweiterstell-Auslösesignal lediglich
sicher, daß der digitale Reduktions- oder Interpolationsprozeß abgeschlossen ist, ehe sein Zähler zur nächsten Stufe
oder dem nächsten Impuls 12 weitergehen kann.
In den Fig. 7 bis 10 sind Teile der Schaltungen aus Fig.
einschließlich des binären Interpolators 34 in weiteren Einzelheiten dargestellt. So zeigt Fig. 7 einen typischen
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OR1 5GKAL INSPECTED "
durch 32 teilenden Zähler 102. Das Interpolations-Geschwindigkeit S- oder Taktsignal auf Leitung 104 wird
über einen geeigneten Puffer 130 dem Zähleingang eines durch 16 teilenden Zählers 132 zugeführt. Dieser-durch
16 teilende Zähler 132 kann beispielsweise vom Typ 74LS93 sein. Eine Halbierungsschaltung bzw. eine Flip-Flop-Schaltung
134 ist mit dem durch 16 teilenden Zähler 132 verbunden und bildet einen durch 32 teilenden Zähler 102.
Die zugehörige Auslöse-Steuerleitung 126 wird zur Rückstellung der Eingänge sowohl des durch 16 teilenden Zählers
132 wie auch des Flip-Flops 134 herangeführt, wobei ein geeigneter Inverter 136 in die Leitung zum Flip-Flop 134
eingeschaltet ist. Man sieht, also, daß das Auslöse-Steuersignal, das bei Abschluß der Interpolation erzeugt wird,
wie erläutert eine Rückstellung des durch 32 teilenden Zählers derart bewirkt, daß nur ein binär codiertes Null-Signal
seinen Ausgängen zugeführt wird und daher in dem binären Subtrahierer öder der Summationsschaltung 94 mit
der Umhüllenden-Stufe verknüpft wird, so daß keine weitere
Veränderung in der Stufe nach Abschluß der Interpolation bzw. Reduktion mehr ausgeführt wird.
Fig. 8 zeigt die Inverter 114, die Vergleichsschaltung und ein paar typische eins-aus-zwölf-Multiplexer 108. Man
sieht, daß die Multiplex-Steuerleitungen 83 vier Leitungen 83a, 83b, 83c und 83d umfassen. Aus Fig. 6
weiß man, daß die Multiplex-Steuersignale im wesentlichen
Taktimpulse sind, die mit vorgegebener Geschwindigkeit erzeugt werden, um einen gleichzeitigen Betrieb aller
Multiplex- und Demultiplex-Schaltungen zu erreichen. Fig. 6 erläutert ein Beispiel von Signalzügen auf diesen
Multiplex-Steuerleitungen und erläutert durch Vergleich eine typische Sequenz von Umhüllenden-Bitsignalen auf
den Ausgangsleitungen 56 der ümhüllenden-Lesespeicher 50.
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Man sieht also, daß die durch die durch 64 teilenden Zähler erzeugte Information auf den Ausgangsleitungen 4 0
seriell multiplext wird in der gleichen Folge wie das Multiplexen der Ausgänge der durch 32 teilenden Zähler
auf den Leitungen 106 geschieht, so daß sichergestellt ist, daß eine Umhüllenden-Interpolation jedes Tones gemäß
der auf der Tastatur 35 niedergedrückten Taste in der gleichen ausgelösten Sequenz ausgelöst wird, um die Ton-Umhüllenden
auf Leitungen 100 in der gespielten Folge zu reproduz ieren.
Man sieht weiter aus Fig. 8, daß die Steuerleitung 88 und die Multiplex-Steuerleitung 83d einem logischen Netzwerk
mit ODER-Gattern 136 und 138 und einem Inverter 140 zugeführt werden. Die Ausgänge der Gatter 136 und 138 und die
restlichen Multiplex-Steuerleitungen 83a, 83b, 83c werden geeigneten Eingängen noch zu beschreibender Multiplexer
zu deren Steuerung in der oben erläuterten Weise zugeführt. Die Multiplex-Funktion wird durch eins-aus-acht-Multiplexern
142 und 142a sowie einem dualen eins-von-vier-Multiplexer 144 ausgeführt, der dazwxschengeschaltet ist,
so daß sich ein Paar ein-aus-zwölf-Multiplexern ergibt.
Man sieht, daß nur zwei der eins-von-zwölf-Multiplexerschaltungen
108 dargestellt sind, wobei es natürlich selbstverständlich ist, daß der restliche der zwölf
Multiplexer ähnlichen Aufbau und Funktion haben. In der dargestellten Ausfuhrungsform werden insgesamt fünf einsvon-zwölf-Multiplexern
verwendet, um fünf Ausgänge von jedem der zwölf durch 32 teilenden Zähler 102 seriell zu
multiplexen. Demzufolge sind die Eingänge 146, 146a, 146b und 146c der jeweiligen Multiplexer 142, 142a und 144 die
seriell angeordneten Ausgänge der durch 32 teilenden Zähler 102. Die Funktion der Inverterschaltungen 114 wird
von einer Reihe von NOR-Gattern ausgeführt, die die Ausgänge
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der Multiplexer 142, 142a und 144 aufnehmen und die Zählung von den seriell multiplexten durch 32 teilenden
Zähler auf den Ausgangsleitungen 92 reproduzieren. Diese
Ausgänge werden auch im ganzen mit 148 bezeichneten Invertern zugeführt, die die Eingänge für die Komparatorschaltung
116 bilden.
Die Vergleichsfunktion der Komparatorschaltung 116 wird
durch einen fünf-Bit-Komparator IC 150 ausgeführt, der die Ausgänge dieser Inverter 148 und die Maßsignale auf
den Leitungen 58 aufnimmt. Die Komparatorschaltung 150 kann beispielsweise aus dem IC 93L24 bestehen. Der Ausgang
der Komparatorschaltung 116 auf der Leitung 118
weist den Ausgang des IC 150 auf, der durch einen Inverter 152 geleitet wurde.
Fig. 10 zeigt die binäre Summations- oder Subtraktionsschaltung 94. Diese Schaltung 94 weist vier Bit Addierschaltungen
154, 156, 158 auf, die beispielsweise aus den IC 74LS83 bestehen können. Man sieht, daß die Interpolationssignalleitungen
92, die, wie erinnerlich, einen fünf-Bit-Code führen, der den Zählstand aus dem durch 32 teilenden
Zähler darstellen, in die Addierer 154 und 156 wie durch die Bezugszeichen 92-1 bis 92-5 angedeutet ist. In ähnlicher
Weise sind die Umhüllenden-Stufensignale auf den Leitungen
86, die in der dargestellten Ausführungsform ein zwölf-Bit binär codiertes Signal führen, in die Binäraddierer
154, 156 und 158 auf den mit 86-1 bis 86-12 bezeichneten Leitungen hineingeführt. Die restlichen Eingänge der
Addierschaltungen 156 und 158 sind an eine positive Spannungsquelle
geführt. Dementsprechend weisen die Ausgänge der Addierschaltungen 154, 156 und 158 ein zwölf-Bit
umfassendes binär codiertes Signal auf den im ganzen mit 96 bezeichneten zwölf Leitungen auf, das digital
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reduziert ist, wenn und soweit gewünscht, entsprechend
den den Leitungen 92-1 bis 92-5 zugeführten Interpolationssignalen.
Aus Fig. 5 sieht man, daß diese Leitungen 96 einer Digital-Analog-Umsetzerschaltung
160 zugeführt werden. Der analoge Ausgang des Umsetzers 160 wird auf einer Leitung 162 einer
Sample/Hold-Demultiplexerschaltung 164 zugeführt, die geeignete
Steuersignale auf den im ganzen mit 166 bezeichneten Leitungen aus einem Decoder 168 aufnimmt, der von
den MuItiplex-Steuerleitungen 83 betrieben wird. Demzufolge
weisen die im ganzen mit 170 bezeichneten Ausgangsleitungen der Demultiplexerschaltung 164 zwölf analoge
Ausgänge entsprechend den zwölf Tönen der Tastatur 35 des dargestellten Ausführungsbeispiels auf. Diese Ausgangsleitungen
170 führen dann die gegebenenfalls interpolierten entsprechenden analogen Umhttllenden-Signale dieser zwölf
Tastaturtöne gemäß Anschlag oder Spiel den Tonwiedergabeschaltungen des zugehörigen Instruments zu, um die Umhüllenden
der zugehörigen Tonsignale zu bilden.
Fig. 9 zeigt die eins-bis-zwölf-Demultiplexerschaltung 120
sowie die Auslöse-Steuerschaltungen 124 zusammen mit einem Teil der Multiplexerschaltungen 78 aus Fig. 3, die mit jenen
zur Bildung von Steuersignalen auf der Leitung 88 kooperieren, sowie die jeweiligen Rückstell- und Auslösesignale
auf den Leitungen 126 zu den durch 32 teilenden Zählern 102 und den durch 64 teilenden Zählern 62. Die eins-biszwölf-Demultiplexerschaltung
120 weist eine vier Leitungen auf sechzehn Leitungen demultiplexende Demultiplexer IC auf,
die etwa vom Typ 74LS64 sein kann. Man sieht jedoch, daß nur zwölf der Ausgänge dieses IC verwendet werden. Vier
Eingangssignale bestehend aus den Multiplex-Steuersignalen auf den Leitungen 83a, 83b, 83c und 83d werden den Eingängen
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dieses Demultiplexer IC zugeführt, um seriell demultiplexte Signale aus ihm in der gleichen Folge zu erhalten,
in der die anderen Multiplexelemente betätigt werden. Die Interpolationsgeschwindigkeit 104 und Leitung 118
des Komparators 116 bilden Steuereingänge für die Demultiplexerschaltung
120, um deren Betrieb entsprechend dem Geschwindigkeitssignal 104 sowie mit den verglichenen
Signalen (d.h. den Interpolationssignalen und Maßsignal} zu steuern. Die Leitungen 122 werden den Eingänge der
Auslöse-Steuerschaltung 124 zugeführt, die Eingänge zu einem Feld von Flip-Flops 170 aufweisen, von denen bei
dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung zwölf vorgesehen sind, entsprechend den zwölf Tönen der
Oktave der Tastatur 35. Die Flip-Flops 170 nehmen auch die gleichen Eingänge aus der langsamen Taktgeschwindigkeit
auf, die den Leitungen 74 der durch 64 teilenden Zähler in Fig. 4, hier 74a bezeichnet, zugeführt werden. Die im
ganzen mit 172 bezeichneten Ausgänge dieser Flip-Flops 170 werden einem Eingang jedes der zwölf NAND-Gatter 174
zugeführt, deren Ausgänge die zwölf Steuerleitungen 126 bilden, die die Rückstellsignale der durch 32 teilenden
Zähler 102 und die Auslöseleitungen zu den Geschwindigkeits-Steuerschaltungen
66 für die durch 64 teilenden Zähler 62 aus Fig. 4 zuführen.
Im unteren Teil der Fig. 9 ist der Teil der Multiplexerschaltungen
78 dargestellt, der die Auslöse/Sperr-Steuersignale auf den Leitungen 90 aus Fig. 3 behandelt. Man
9ieht, daß die Leitungen 90 und die Leitungen 67 aus den Interpolations-Auslöseausgängen der Geschwindigkeits-Steuer
schaltungen 66 aus Fig. 4 den jeweiligen Eingängen mehrerer im ganzen mit 124b bezeichneten UNDrGatter zugeführt
sind, die einen Teil der Auslöse-Steuerschaltung bilden» Dieae UND-Gatter 124b nehmen zehn der zwölf Leitungen
67 und entsprechende 10 der zwölf Leitungen 90 auf.
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Die Ausgänge dieser UND-Gatter 124b führen die Eingänge eines eins-aus-zwölf-Multiplexers, der ein Paar eins-ausacht-Multiplexer
78a und 78b aufweist, die zur Bildung eines eins-aus-zwölf-Multiplexers zusairanengeschaltet sind,
der Teil der Schaltungen 78 ist. Die restlichen beiden jeder der zwölf Eingangssignal-Leitungsgruppen 67 und 90
führen die restlichen Eingänge der Multiplexerschaltungen 78a und 78b, die beispielsweise ICs der Art 74LS151 sein
können. Man sieht, daß diese Multiplexerschaltungen auch die Multiplex-Steuerleitungen 83 aufnehmen. Man sieht ferner,
daß die entgegengesetzten Eingänge der NAND-Gatter 174 die gleichen Eingangssignale empfangen wie die Multiplexerschaltungen
78a und 78b. Die Ausgänge der Multiplexerschaltungen 78a und 78b werden einem UND-Gatter 176 zugeführt,
dessen Ausgang die Steuerleitung 88 aufweist, die .zu der eins-aus-zwölf-Multiplexerschaltung 108 aus Fig. 8
führt.
Man sieht aus der vorstehenden Beschreibung, daß die verschiedenen
IC-Komponenten relativ wirtschaftlich eingesetzt werden, und zwar aufgrund des seriellen Multiplexens in
der zugehörigen Schaltung, um binäre Interpolation bis zu zwölf Envelopen-Umhüllenden je nach Wunsch zu erreichen,
während gleichzeitig nur eine minimale Anzahl von Schaltungskomponenten
dazu erforderlich ist.
Die Erfindung ist selbstverständlich auf Einzelheiten des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels nicht
beschränkt. Insgesamt wurde eine binäre Interpolatorschaltung beschrieben, die in einem elektronischen Musikinstrument
einen relativ glatten unhörbaren Übergang
zwischen verschiedenen Amplitudenstufen einer stufenweise ansteigenden oder abfallenden Signalform, wie etwa einem
UmhÜllenden-Signal für einen Ton aus einem Schlaginstrument, wie etwa einem Klavier, erzeugt. Die binäre Interpolator-
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ORIGINAL INSPECTED
schaltung weist eine Zählerschaltung zur Erzeugung einer
Folge von schrittweise sich verändernden binär codierten Signalen sowie eine Verknüpfungsschaltung zur Verknüpfung
der Interpolationssignale in der erzeugten Folge.mit einem binär codierten Maßsignal auf, welches der Amplitudendifferenz
zwischen den beiden Punkten in der schrittweise sich verändernden Signalform entspricht, zwischen
denen Interpolation gewünscht wird. Eine Komparatorschaltung
vergleicht die Interpolationssignale in der erzeugten Fplge mit dem Maßsignal und erzeugt ein Ausgangs-Steuersignal
zur Anzeige, ob die binär codierten Zahlen entsprechend dem jeweiligen Interpolations- und Maßsignal,
gleich sind. Eine Steuerschaltung spricht auf dieses
Steuer-Ausgangssignal an und löst aus oder sperrt die Erzeugung der Interpolationssignale. In einer bevorzugten
Ausführungsform sind Multiplex- und Demultiplexschaltungen zum seriellen Multiplexen mehrerer zu interpolierender
Signalformen und zum gleichzeitigen seriellen Multiplexen mehrerer Interpolationssignale zur Verknüpfung in der
Verknüpfungsschaltung vorgesehen. Die Multiplexschaltungen sind zur seriellen Ausgabe sowohl der Steuersignale wie
auch der auf diese Weise interpolierten Signalformen
vorgesehen.
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Claims (7)
1., Interpolatorschaltung für ein elektronisches Musikinstrument
mit einer Umhüllenden-Erzeugerschaltung, die eine aus einer Folge von Stufen zusammengesetzte
Signal-Envelope erzeugt, wobei die Stufen verschiedene Zeitperioden und Amplituden derart umgreifen, daß sich
ein elektrisches Klangbild entsprechend einem Anschlag und einem Abklingen eines Schlagtons eines Schlaginstruments
(Klavier) ergibt, wobei die benachbarten Abschnitte der Folge in der Amplitude um einen Faktor
sich unterscheiden, der durch eine vorgegebene digitale
Zahl definiert ist, wobei Schaltungen (34, 94) zum digitalen
Reduzieren der Amplitudenunterschiede zwischen
HZ/il
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aufeinanderfolgenden Stufen der Folge von die Umhüllenden-Signalform
zusammensetzenden Stufen vorgesehen sind, und die Reduzierung durch Umsetzen jeder Stufe in eine Folge
von Impulsen ausgeführt wird, die sich in der Amplitude um einen Betrag unterscheiden, der durch das niedrigststellige
Bit der vorgegebenen digitalen Zahl definiert ist und während der Zeitspanne auftritt, während der der
Impuls umgesetzt wird.
2. Interpolatorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Zählerschaltung (102) zur Erzeugung einer Folge von digital codierten Interpoliersignalen
mit vorgegebener Geschwindigkeit vorgesehen ist, wobei die Interpoliersignale fortschreitenden digitalen Zahlen
entsprechen, und daß Verknüpfungsschaltungen (34, 94) zur Verknüpfung jedes der Interpoliersignale in der erzeugten
Folge mit einem digital codierten Maßsignal vorgesehen sind, welches die digitale Zahl repräsentiert,
die die Amplitudendifferenz zwischen den beiden Stufen der Ümhüllenden-Signalform definiert, zwischen denen
eine Interpolation ausgeführt werden soll, so daß sich eine interpolierte Ausgangs-Kurvenform ergibt, die aus
der umgewandelten Stufe besteht; daß eine Vergleichsschaltung (116) zum Vergleichen der Interpoliersignale
in der erzeugten Folge mit dem Maßsignal und zum Erzeugen eines Ausgangs-Steuersignals vorgesehen ist, das sich
von einem ersten Wert zu einem zweiten Wert verändert, wenn die Interpoliersignale die gleiche entsprechende
Digitalzahl erreichen wie das digital codierte Maßsignal; und daß eine Steuerschaltung (124) auf den zweiten Wert
des Ausgangs-Steuersignals anspricht und die Zählerschaltung (102) zurücksetzt und bei Null hält und dadurch
die Erzeugung der Interpoliersignale anhält.
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3. Interpolatoischaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Signalquelle (104) zur Abgabe von Signalen mit variabler Geschwindigkeit vorgesehen
ist, welche die vorgegebene Erzeugungsgeschwindigkeit der Interpoliersignale durch die Zählerschaltung (102)
derart einstellt, daß das Rückstellen und Halten der Zählerschaltung (102) während der Zeitspanne auftritt,
während der die Signalform umgesetzt wird.
4. Interpolatorschaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählerschaltung (102)
mehrere digitale elektronische Zähler (132, 134) zur Erzeugung einer entsprechenden Vielzahl von Interpoliersignalen
aufweist; daß eine Multiplexerschaltung (108) zum seriellen Multiplexen der Vielzahl von Interpoliersignalen
vorgesehen ist, um die Interpoliersignale zum seriellen Interpolieren der vorgewählten Abschnitte
einer Vielzahl von gleichzeitig seriell raultiplexten Signalformen in einer vorbestimmten Sequenz wiederzugeben.
5. Interpolatorschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Demultiplexerschaltung (120)
zwischen der Komparatorschaltung (116) und jedem der digitalen elektronischen Zähler (132, 134) zwischengeschaltet
und gleichzeitig mit der Multiplexerschaltung
(108) betrieben wird, um das Ausgangs-Steuersignal für jeden digitalen elektronischen Zähler (132, 134) seriell
zuzuführen.
6. Interpolatorschaltung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (124) Auslöseschaltungen (124b, 170, 174) aufweist,
die auf einen nachfolgenden vorbestimmten Abschnitt (Stufe) der zu interpolierenden Signalform ansprechen und die
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Zählerschaltung auslösen, um die Erzeugung der Interpoliersignale wiederaufzunehmen.
7. Interpolatorschaltung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite
Demultiplexerschaltung (164) gleichzeitig mit der Multiplexer schaltung (108) und der ersten Demultiplexerschaltung (120) betrieben wird, um die interpolierten Ausgangs-Signalformen in der gleichen Folge wie sie
interpoliert wurden, seriell auszugeben.
Demultiplexerschaltung (164) gleichzeitig mit der Multiplexer schaltung (108) und der ersten Demultiplexerschaltung (120) betrieben wird, um die interpolierten Ausgangs-Signalformen in der gleichen Folge wie sie
interpoliert wurden, seriell auszugeben.
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