DE2937256C2

DE2937256C2 - Elektronisches Musikinstrument

Info

Publication number: DE2937256C2
Application number: DE2937256A
Authority: DE
Inventors: Toshio Tokio/Tokyo Kashio
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1978-09-15
Filing date: 1979-09-14
Publication date: 1984-10-31
Also published as: FR2436460A1; CA1126992A; ATA604379A; GB2032160A; AT387670B; IT7925728A0; IT1123159B; HK71283A; DE2937256A1; FR2436460B1; US4419919A; GB2032160B

Description

.ronischen Musikinstruments lassen sich überraschende Vorteile erzielen, die weit über eine Summenwirkung linausgehen. So läßt sich nicht nur ein Akkord für einen einzigen Ton erzeugen, sondern jede Musiklonerzeu- »ungseinrichtung kann auf den jeweiligen Ton unterschiedlich einwirken, etwa dadurch, daß eine Einrichtung nur ein Vibrato erzeugt, während die andere die Tonerzeugung verzögert. Die Kombinationsschaltung bietet nicht nur ein Zusammenführen der erzeugten Musikionsignale, sondern auch die Möglichkeit einer Kombination zu unterschiedlichen Volumenverhältnissen der Einzelsignale zueinander. Da die Musiklonerzeugungseinrichtungen im wesentlichen gleichen SchaltungEaufbau besitzen, können sie mit niedrigen Kosten hergestellt werden; es ergibt sich insbesondere die Möglichkeit einer hohen Schaltungsintcgration. Mittels des Analogfilters können aus dem Ausgangssignal des Digital-/Anaiogwandlcrs bestimmte Frequenzkomponenten ausgesiebt werden. Es besteht ferner die Möglichkeit, unterschiedliche Hüllkurvenformen bei den Musiktonerzeugi.ingseinrichtungen vorzusehen, so daß die Klangfülle weiter verbessert wird.

Bevorzugte Weiterbildungen des elektronischen Musikinstruments sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektronischen Musikinstruments wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert:

F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen elektronischen Musikinstruments.

F i g. 2A und 2B zeigen Blockschaltbilder der die musikalischen Töne erzeugenden Einheiten in F i g. 1.

F i g. 3 zeigt in einer graphischen Darstellung die Volumenhüllkurve, die durch die Einheiten gesteuert werden kann, die musikalische Töne erzeugen und in F i g. 2A und 2B dargestellt sind.

F i g. 4 zeigt das Schaltbild einer Signalanstiegssteuerschaltung der die musikalischen Töne erzeugenden Einheil in Fig. 2A _nd2B.

Fig.5 bis 7 zeigen Volumenhüllkurven, die über die Signalanstiegssteuerschaltung in F i g. 4 gesteuert werden.

Fi g. 8 zeigt das Schaltbild des in Fig. 1 dargestellten Filters.

Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, ist dm Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen digitalen elektronischen Musikinstrumentes mit drei digitalen, musikalischen Töne erzeugenden Einheilen 1,2 und 3 versehen. Die Einheiten 1,2,3 werden von hochintegrierten HaIbleiterschaltungsplättchcn mit derselben digitalen Schaltungsanordnung gebildet. Jede musikalische Töne erzeugende Einheit umfaßt einen Tonhöhentaktgeberteil, einen eine Wellenform bildenden Teil, einen eine Volumenhüllkurve bildenden Teil, einen Teil zum Steuern der Erzeugung verschiedener Effekttönc, einen Anstiegszeitsteucrteil und ähnliche Schallungsteile, die alle aus logischen Schaltungen auf einem hochintegrierten Halbleiterschaltungsplättchen bestehen.

Die die musikalischen Töne erzeugenden Einheiten 1, 2 und 3 sind mit die musikalischen Töne bezeichnenden Schaltern verbunden, die einen die musikalischen Töne bezeichnenden Eingangsteil 4 bilden. Sie sind auch mit einem Umschalter 5 verbunden.

Der Schalter 5 wird betätigt, um irgendeine musikalische Töne erzeugende (Unheil I, 2 und 3 /u benennen oder /u bestimmen. Die !,.halter des Kingnngsteils 4 werden selektiv betätigt, um gewünschte musikalische Tondaten in die bezeichnete, die musikalische Töne erzeugende Einheit einzugeben. In dieser Weise werden die gewünschten Tondaten in die Einheiten 1, 2 und 3 dadurch eingegeben, daß die Schalter des Eingangsteils 4 betätigt werden.

Das Musikinstrument weist weiterhin eine Tastatur 6 auf. Die Tastatur 6 ist beispielsweise mit 48 Spieltasten (4 Octaven mit 12 Tönen) versehen. Wenn irgendeine Spieltaste gedrückt wird, wird allen Einheilen t, 2 und 3

to gleichzeitig ein entsprechendes Tastenkodesignal geliefert. Auf die Betätigung einer einzelnen Spieltaste erzeugen somit die Einheiten 1,2 und 3 musikalische Tonsignale. Das musikalische Tonsignal von der Einheit 1 liegt über einen Digitalanalogwandler 7 und ein Filter 10 an einer Kombinierschaltung 13. In ähnlicher Weise liegt das Tonsignal von der Einheit 2 über einen Digitalanalogwandler 8 und ein Filter 11 an der Kombinierschaltung 13 und liegt das Tonsignal von der Einheit 3 über einen Digitalanalogwandler 9 und ein Filter 12 an der Kombinicriichaltung 13. Diese Signale werden durch die Schaltung 13 kombiniert, wodurch e^i musikalischer Ton durch einen Klangausgangsteil 14 erzeugt wird, der einen Lautsprecher aufweist.

Die hochintegrierte Schaltung 1, der Digitalanalcgwandler 7 und das Filter 10 bilden einen ersten. Tonsteuerteil I. Dit hochintegrierte Schaltung 2, der Digitalanalogwandler 8 und das Filter 11 bilden einen zweiten Tonsteuerteil II. Die hochintegrierte Schaltung 3, der Digitalanalogwandler 9 und das Filter 12 bilden den dritten Tonsteuerteil 111. Das heißt, daß das Musikinstrument mit drei Tonsteuerteilen I, Il und III versehen ist.

Das Musikinstrument weist weiterhin einen Impulsgenerator 15 auf. Der Impulsgenerator 15 liefert Ausgangsimpulse den Einheiten 1, 2 und 3, so daß die Einheiten 1,2 und 3 synchron betätigt werden. Es ist weiterhin ein Befehlsteil 16 für das Kombinierverhältnis vorgesehen, der das Kombinierverhältnis der Tonsignale von den Tonstcuerteilen 1, Ii und III beispielsweise auf 2:3:1 festlegt. Weiterhin sind Schalter 17, 18 und Ü9

■to vorgesehen, die in der später beschriebenen Weise für Vibrat. effekte vorgesehen sind. Obwohl es in Fig. 1 nicht dargestellt ist, ist jeder Tonsteuerteil mit einer Energiequelle versehen.

Die F i g. 2A und 2B zeigen die musikalische Töne erzeugende Einheit 1 mehr im einzelnen. Es versteht sich, daß die anderen Einheiten 2 und 3 denselben Aufbau haben, wie er in Fig. 2A und 2B dargestellt ist. In der musikalische Töne erzeugenden Einheit 1 wird ein Tastenkodesignal, das beim Betätigen einer der Spieltasten der Tastatur 6 erzeugt wird, in einem Tastenkodespeicher 20 gespeichert. Gleichzeitig liegt ein Tastenbetätigungssteucrsignal an einer Anstiegszeitsteuerschaltung 21. Vom Speicher 20 liegt das Tastenkodesignal an einem Tonnöhentaktgeneratorteil 22. Der Tonhöhen taklgencratorteil 22 erzeugt auf den Empfang /ines Bezugsimpulses vom Impulsgenerator 15 ein Tonhöhentaktsignal mit einer Frequenz, die dem Tastenkodesignal entspricht. Das heißt, daß der Teil 22 ein Tonhöhentaktsignal liefert, dessen Frequenz der betätigten Spiel-

w) taste entsprich'.. Das Tonhöhcntaktsignal liegt an einem Addierer 23 als » + 1« Signal. Das Ausgangssigna' den Addierers 23 liegt an einem Schrittzähler 'J4. Immer wenn der Schrittzähler 24 ein Ausgangssignal vom Addierer 23 empfängt, nimmt sein Zählerstand um »1« zu.

h^r) Der Schrittzähler 24 ist ceispielsweise ein binärer 5-bit· 32-fach-Zühler. Sein Zählerstand wird einem eine Wellenform bildenden Teil 25 zugeführt. Der Teil 25 lies! eine Toinvellenforni in 32 Schritten. Schritt für Schritt

mit zunehmendem Zählerstand des Zahlers 24.

Der die Wellenform erzeugende Teil 25 weist einen Halbleiterspeicher, der eine Tonwcllenform speichert, oder einen Festwertspeicher auf, der digitale Daten speichert, die jeweils die Amplitude eines '/ ₍.>-Tciis der Tonwellenform wiedergeben. Stattdessen kann der Teil 25 auch verschiedene Tonwcllcnformen speichern, von denen eine nach Maßgabe eines Wellcnfornibefchls ausgewählt wird, wie es später beschrieben wird. Insbesondere ist jede Wellenform in 32 Teile aufgespalten und werden diese 32 Teile in Form von 32 Wellcnformsignalen mit zunehmendem Zählerstand des Schrittzählers 34 ausgelesen. Die Wellcnformsignale liegen an einer MuI-tiplikalionsschaltung 26.

Die die musikalischen Töne erzeugende Hinheil I weist weiterhin einen Hüllkurvcn/.ähler 27 zum Steuern des Tonvolumens auf. Dieser wird beispielsweise von einem 5-bit-32-fach-Zähler gebildet und zählt die anliegenden Hüükurveniakisignaie. Die Hüiikurveniakisignale bestimmen eine Hüllkurve, wie sie beispielsweise in F i g. 3 dargestellt ist. Der Hüllkurvenzählcr 27 empfängt zunächst 31 Taktsignale Φ.\, die die Anstiegsphase der Hüllkurve bestimmen und die in regelmäßigen Intervallen erzeugt werden, anschließend 31 Taktsignal Φρ. die die Abklingphase der Hüllkurve bestimmen und in längeren regelmäßigen Intervallen erzeugt werden, und schließlich 31 Taktsignale Φκ. die die Abfaliphase der Hüllkurve bestimmen und die in noch längeren regelmäßigen Intervallen erzeugt werden. Ein Trägersignal vom HüllkurvL zähler 27 liegt an einem Statuszähler 28, dessen Zählerstand die Anstiegs-, Abkling- oder Abfallphase der Hüllkurve in F i g. 3 zeigt. Insbesondere zeigt der Zählerstand »00« eine Löschphasc. zeigt der Zählerstand »10« die Anstiegsphase, zeigt der Zählerstand »01« die Abklingphase und zeigt der Zählerstand »11« die Abfallphase. Die Ausgangssignale des Hüllkur-

.:;U1~..~ IT I J— C-. -Ll -ίο ι: _:

TVM/.OIIIVIJ A/ UItU υΐ.3 OtfllU3i.ailll;i9 AO lIVfUII Uli UIlICI Steuerschaltung 29 für den Hüllkurvenwert.

Solange der Zählerstand des Statuszählcrs 28 auf »00« bleibt, liegt der Zählerstand des Hüllkurvcnzählers 27 nicht an der Multiplikationsschaltung 26 über die Steuerschaltung 29.

Wenn der Zählerstand des Zählers 28 gleich »10« ist. liegt der Zählerstand des Zählers 27 an der Multiplikationsschaltung 26. Wenn der Zählerstand des Zählers 28 gleich »01« ist. liegt ein Zählerstand »31« an der Mulliplikationsschaltung 26. gleichgültig welchen Zählerstand der Hüllkurvenzähler 27 haben kann. Wenn der Zählerstand des Zählers 25 »11« beträgt, wird der komplementäre Wert des Zählerstandes des Zählers 27 der Multiplikationsschaltung 26 geliefert, so daß ein Zählerstand des Zählers 27 der Multiplikationsschaltung 26 geliefert wird, der durch Abzählen erhalten werden könnte. In der Multiplikationsschaltung 26 wird das Ausgangssignal des die Wellenform erzeugenden Teils 25 mit dem Ausgangssigna! der Steuerschaltung 29 für den Hüllkurvenwert multipliziert. Das Produkt liegt über einen Addierer 30 an einem Akkumulator 31. Das Ausgangssignal des Akkumulators 31 wird zum Addierer 30 rückgekoppelt. Das heißt, daß die Amplituden derjenigen Teile einer Wellenform, die durch den die Wellenform erzeugenden Teil 25 erfaßt wurden, mit dem Hüllkurvensteuerwert multipliziert werden, der von der Steuerschaliung 29 geliefert wird. Das hat zur Folge, daß das Ausgangssigna! des Akkumulators 31 einen Volumensteuerwert sowie die Wellenform eines musikalischen Tones wiedergibt.

Die musikalische Töne erzeugende Kinheit 1 weist

weiterhin einen den musikalischen Ton bezeichnenden Speicher 32 auf, der mil dem obenerwähnten Eingangsicil 4 verbunden ist. Der Speicher 32 speichert musikalische Tondaten, die dadurch zugeführt wurden, daß einer der Schalter des Eingangsiciis 4 betätigt wurde. Der Speicher J2 wird beispielsweise von einem Speicher mit direktem Zugriff gebildet und speichert musikalische Tondalcn, wenn die Einheit I durch den Umschalter 5 bezeichnet wird.

Der Eingangsteil 4 weist eine Gruppe von nicht dargestellten Schallcrn auf. Diese Schalter werden betätigt, um einen Wcllcnformbcfehl zum Benennen einer der verschiedenen Wellcnformcn, beispielsweise einer Drcieckwcllcnform, einer Sägczahnwellenform und einer Rechieckwellcnform, einen Befehl, um die Frequenz zu wählen, mit der die Taktsignal Ά,, ^ooder Φκ erzeugt werden, einen Befehl zum Auswählen einer Hüllkurve. einen Befehl zum Auswählen einer Anstiegszeit, einen Vibniiohöheiibeiem und einen Bcfchi 7.UiVi Auswählen eines Filters zu liefern. Der Speicher 32 liefert somit einen Wellcnformbefehl dem die Wellenform erzeugenden Teil 25, ein Signal, das die Frequenz wiedergibt, mit dcrdieTakisignale Φ_Λ, Φ»οάοΓ ^«erzeugt werden,dem Hüllkurvenzählcr 27 über den Hüllkurvcntaktgebcrteil 33, einen Hüllkurvenwählbefehl der Steuerschaliung 29 und einen Ansticgszeitwählbcfehl der Ansticgszeitsteuerschaltung 21. Der Speicher 32 liefert weiterhin einen Vibratoh*>iiicnbefehl, der Vibratosteuerschaltung 34, die später im einzelnen beschrieben wird. Der Speicher 32 liefert darüber hinaus ein binärkodiertes Filtersteuersignal dem Filter 10.

Die Ansticgszcitsteucrschaltung 21 steuert die Anstiegszeit der Hüllkurve. Das heißt, daß sie bestimmt, ob der Zählerstand des Statuszählers 28 auf »10« geändert werden soil, um den Zähler 28 auf den Empfang eines Tasienbetätigungszcitsteucrsignals oder eine gewisse Zeit späicr nach dem Empfang des Tastenbsiätigungszeitsieuersignals in den Anstiegszustand zu bringen. Das Ausgangssignal der Schaltung 21 liegt über eine Synchronisalionsstcuerschaltung 35 am Siaiuszählcr 28, wenn der Zählerstand des Schrittzählers 24 gleich »0« ist. wodurch der Siatuszähler 28 in den Anstiegszustand gebracht wird.

Die Anstiegszcitslcucrschultung 21 und die Synchronisierungssteucrschaltung 35 sind in der in Fig.4 im einzelnen dargestellten Weise aufgebaut. Die Schaltung 21 umfaßt Vcrzögerungsschaltungcn 21-1, 21-2 und 21-3, die auf ein Taktsignal Φ, ansprechen, sowie UND-Glieder 21-4, 21-5, 21-6 und 21-7. an deren einem Eingang ein Tastcnbetätigungszeilsleuersignal liegt. Die UND-Glieder empfangen am anderen Ende einen Ansticgszeitsicucrbefch! vom Speicher 32, der vom Eingangsteil 4 dem Speicher 32 zugeführt wird und der dazu dient, eine der Anstiegsverzögerungszeiten auszuwählen. Das heißt im einz.clnen, daß das UND-Glied 21-4 keine Zeitverzögerung liefert, daß das UND-Glied 21-5 eine Zeitverzögerung t liefert, daß das UND-Glied 21-6 eine Zeitverzögerung 2f liefert und daß das UND-Glied 21-7 eine Zeitverzögerung 3r liefert. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 21-5 und das Ausgangssignal der Verzögcrungsscha'tung 21-2 liegen über ein ODHR-Glied 21-8 an der Ver/ögerungsschaltung 21-1. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 21-6 und das Ausgangssignal der Verzögcrungsschallung 21-3 liegen über ein ODER-Glied 21-9 an der Vcr/ögerungsschaltung 21-2. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 21-7 liegt an der Ver/.ögerungsschaltung 21-3. Die Synchronisationssteuerschallung 35 wird von einem ODER-

Glied 35-1 mit drei l-'ingängen, UND-Gliedern 35-2 und 35-3 und einem Inverter 35-4 gebildet. Das Ausgangssignal der Ver/.ögeriingsschaluing 21-1 und das Ausgangssignal des UND-Gliedes 21-4 liegen an den l'.ingangsklemmen des ODER-Gliedes 35-1 jeweils. Über das ODER-Glied 35-1 liegen diese Signale an einer lüngangsklommc des UND-Gliedes 35-2 und an einer Eingangskit-mmc des UND-Gliedes 35-3. Die Ausgangssignale der Verzögcrungssehaltung 21-1 und des UND-Gliedes 21-4 werden somit im UND-Glied 35-3 gehalten. Ander anderen Hingangskleinmedes UND-Gliedes 35-2 liegt ein .Sehrittsignal »0« vom Schrittzähler 24. Das Schriusignal »0« wird durch den Inverter 35-4 in ein Signal »1« umgewandelt, das an der anderen l-'ingangsklcmme des UND-Gliedes 35-3 liegt.

DasTastenbelüügungszeitsteuersignal wird daher im UND-Glied 35-3 für eine Zeitdauer gehallen, die durch den Anstiegszeilsteuersignalbefehl bestimmt ist. Wenn der Zahlerstand des Schrittzählers 24 gleich »0« ist, sperrt das UND-Glied 35-2. so daß das UND-Glied 35-2 ein Signal »10« liefert, das den Siatuszählcr 28 in den Anstiegszustand bringt. In dem Augenblick, in dem das UND-Glicd 35-2 das Ausgangssignal »10« abgibt, sperrt das UND-Glied 35-3 und beginnt das ODER-Glied .35-1 damit, ein Ausgangssignal zu liefern. Das Signal »10« wird somit nicht langer im UND-Glied 35-3 gehalten.

Es sei angenommen, daß eine Anstiegsverzögerungszeit t im Tonsteuerteil I, nicht jedoch im Tonstcuertcil Il oder Hi angegeben ist, und daß dieselbe Hüllkurve in allen ^Tonsteuerteilen I, II, und III vorgegeben ist. Wenn irgendeine Spieltaste der Tastatur 6 gedrückt wird, liegt ein Tastenkodesignal, das der betätigten Taste entspricht, am Tastenkodcspcichcr 20 aller musikalische Töne erzeugenden Einheiten 1,2 und 3 und liegt gleichzeitig ein Tastenbetätigungszeitsteuersignal an der Anstiegszeitsteuerschaltung 21 der Einheiten 1, 2 und 3. In den Einheiten 2 und 3, in denen keine Anstiegsver/.ügcrungszeit angegeben ist, erzeugt das UND-Glied 21-4 unmittelbar ein Ausgangssignal »10«, das über das ODER-Glied 35-1 und das UND-Glied 35-2 am Slatuszähler 28 liegt und diesen in den Anstiegszustand bringt. Folglich erzeugt jede musikalische Töne erzeugende Einheit 2 und 3 ein Tonsignal, das einem derartigen Volumensteuerwert entspricht, der von der Hüllkurvcnsteuerschaltung 29 geliefert wird, wie es durch die Linie ρ in F i g. 5 dargestellt ist. Im Gegensatz dazu wird in der Einheit 1, in der eine Anstiegsverzögerungszeit ι angegeben ist, das Tastenbetätigungszcitsteucrsignal dem UND-Glied 21-5 und dem ODER-Glied 21-8 geliefert und von der Verzögerungsschallung 21-1 mit einer Zeitverzögerung f abgegeben. Das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 21-1 liegt daher am UND-Glied 35-3 über das ODER-Glied 35-1 und wird im ODER-Glied 35-3 gehalten, nachdem die Zeitdauer / abgelaufen ist. Auf den Empfang eines Schrittsignals »0« vom Schrittzähler 24 liefert das UND-Glied 35-2 ein Ausgangssignal »10« dem Statuszähler 28, wodurch dieser in den Anstiegszustand kommt. Die Einheit 1 erzeugt somit ein Tonsignal, das einem Volumensteuerwert entspricht, der von der Hüllkurvensteuerschaltung 29 geliefert wird, wie es durch eine gestrichelte Linie q in F i g. 5 angegeben ist, nach Ablauf einer Zeitdauer ;, nachdem die Einheiten 2 und 3 die Tonsignale erzeugt haben.

Wenn die Tonsteuerteile I, Il und III Tonsignale zu verschiedenen Zeitpunkten in der oben beschriebenen Weise erzeugen, werden diese Tonsignale mit einer Zeitverzögerung zwischen den Signalen synthetisiert, wodurch ein musikalischer Ton erzeugt wird, der fein ansteigt und zweimal mit einer kleinen Zeitverzögerung /wischen den Signalen synthetisiert, wodurch ein musikalischer Ton erzeugt wird, der fein ansteigt und zweimal mit einer kleinen Zeitverzögerung abklingt. Da der

"j in dieser Weise erzeugte musikalische Ton fein ansteigt, simuliert er erfolgreich einen musikalischen Ton eines Klaviers oder eines Saiteninstrumentes und wird dieser musikalische Ton wirksam beim Spielen von Blockakkordcn verwandt.

κι I· i g. 5 zeigt, in welcher Weise die Tonsignale mit identischer Volumenhüilkurve mit einer Zeitverzögerung I synthetisiert werden. Stattdessen können auch Tonsignale mit verschiedenen Volumenhüllkurven mit einer Zeitverzögerung 2t. wie es in F i g. 6 dargestellt ist,

r> oder mit einer Zeitverzögerung / synthetisiert werden, wie es in F i g. 7 dargestellt ist. Das heißt, daß Tonsignale mit verschiedenen Hüllkurven mit verschiedenen Zeitverzögerungen synthetisiert werden können, um einen vollen und angenehmen musikalischen Ton zu Meiern.

_>o Das kann dadurch erfolgen, daß nur die gewünschten musikalischen Tondaten in den Tonsteuerteilen I, Il und III vorgegeben werden.

Die Vibratosteuerschaltung 34, die in Fig. 2B dargestellt ist, empfängt einen Vibratohöhenbefehl vom Spei-

2·> eher 32. Der Vibratohöhenbefehl bezeichnet eine der verschiedenen Vibratohöhen beispielsweise die Höhe 1, Höhe 2 und Höhe 3. Das Vibratohöhensignal besteht aus Impulsen, deren Anzahl der benannten Vibratohöhe entspricht und liegt von der Schaltung 34 immer dann

jo am Addierer 23, wenn die Schaltung 34 ein Schrittsignal »0« vom Schrittzähler 24 empfängt, so lange der Vibratoschalter 17 geschlossen gehalten wird. So lange ein Vibratohöhensignal von der Steuerschaltung 34 nicht geliefert wird, empfängt der Addierer weiterhin die Tonhöhentaktsignale vom Tonhöhentaktsignalgeberteil 22 und zählt der Schrittzähler 24 weiter die Ausgangssignsie vom Addierer 23. Wenn jedoch ein Vibratohöhensignal von der Schaltung 34 erzeugt wird, wird dieses über den Addierer 23 dem Schrittzähler 24 zuaddiert.

Da das Vibratohöhensignal oder wenige Impulse dem Schrittzähler 24 zuaddiert werden, wenn der Zählerstand des Zählers gleich »0« ist, erzeugt der Schrittzähler 24 Ausgangssignalc in etwas kürzeren Intervallen als in dem Fall, in dem der Schalter 17 geöffnet ist. Musika-

4^ri lisehe Tonsignale, die einen Ton mit Vibratoeffekt wiedergeben, werden daher vom Tonsteuerteil 1 so lange geliefert, wie der Vibratoschalter 17 geschlossen gehalten wird. Wenn weder der Schalter 18 noch der Schalter ^geschlossen ist, erzeugen die Tonsteuerteile II und III

so Tonsignale, die Töne ohne Vibratoeffekt wiedergeben. Da. hat zur Folge, daß der musikalische Ton, der dadurch erzeugt wird, daß diese Tonsignale von den Tonsteuerteilen 1. Il und III synthetisiert werden, einer effektiven Klangfarbenänderung unterliegt und somit ein

v> voller und angenehmer musikalischer Ton ist.

Das Filter 10 des Tonsteuerteils 1 ist in der im einzelnen in F i g. 8 dargestellten Weise aufgebaut. Es versteht sich, daß die Filter 11 und 12 der Tonsteuerteile II und III denselben Aufbau haben, wie er in F i g. 8 dargestellt

Das Filter 10 weist Analogschalter 7-1,7-2... 7-n auf, an denen die Tonsignale vom Digitalanalogwandler 7 liegen. Kiner dieser Analogschalter wird nach Maßgabe einer Filterwählkodierung ausgewählt, die einem zu erb¹; zeugenden musikalischen Ton entspricht und die vom Speicher 32 geliefert wird. Das Filter 10 weist weiterhin Filterschallungen 7a. 7 b.... Tn auf. die so ausgelegt sind, daß sie Signale mit verschiedenen Frequenzbereichen

ZOO

filtern und die mit den Analogschaltern 7-1, 7-2 ... 7-/i jeweils verbunden sind. Das Aiisgangssignal des ausgewählten Analogschalters liegt an der entsprechenden Filterschaltung. In dieser Weise wird eines der Filter la, Tb...Ί η nach Maßgabe der Tondaten ausgewählt, die in <-, der Einheit 1 durch den Eingangsteil 4 vorgegeben sind, so daß ein musikalischer Ton mit der gewünschten Klangfarbe erzeugt wird.

Wie es oben erwähnt wurde, sind die musikalische Töne erzeugenden Einheiten 1,2 und 3 jeweils von idcn- in tischen hochintegrierten Halbleiterschallungsplättchen gebildet. Ihre Speicher 32 können verschiedene Tondaten speichern, die vom Eingangsteil 4 geliefert werden. Jede Einheit kann somit ein Tonsignal nach Maßgabe eines Wellenformbefchls, eines Hiillkurvcnwählbefchls. r> eines Anstiegszeitwählbefchls. eines Fillcrwählbefchls und ähnlicher Befehle erzeugen. Immer dann, wenn eine der Spieltasten der Tastatur 6 gedrückt wird, gibt der I niilmFDpltar/lM W 1·» ηιτ<ι , ic er Q η rrC t f»i\v 11 PinPfl ITlI I<»1 Ii Jl Ij-

LiUUIJpi VWlIbI U^O I «>t*ll£UU.*£W*>^.*»*,,>.> a . ~ . . . ·. —

sehen Ton ab, der eine Kombination der drei Tonsignalc ist, die von den Einheiten 1,2 und 3 über die Digitalanalogwandler 7,8 und 9 und die Filter 10,11 und 12 jeweils kommen. Die Tonsteuerteile I, 11 und III, die ein einfaches Schaltungssystem bilden und die verschiedene Tonsignale liefern, arbeiten so zusammen, daß eine gro- 2s ße Anzahl verschiedener musikalischer Töne erzeugt wird. Da verschiedene Volumcnhüllkurven in den Einheiten 1, 2 und 3 vorgegeben werden können, erzeugt der Klangausgangsteil 14 einen musikalischen Ton, der sich fein insbesondere beim Anstieg ändert. Da jede jo musikalische Töne erzeugende Einheit eine Volumenhüllkurve speichern kann, die eine Volumenänderung eines stimmhaften Klangs im typischen Fall eines Selbstlautes oder eines stimmlosen Klangs beispielsweise eines Frikativkonsonanten oder eines Exposivkon- r> sonanten wiedergibt, ändert sich der durch den Klangausgangsteü 14 erzeugte musikalische Ton so fein, wie es bei einem musikalischen Ton der Fall ist. der von einem herkömmlichen Musikinstrument erzeugt wird.

Bei dem oben beschriebenen Ausführung.sbcispicl wurden drei hochintegrierte Halbleiterschallungen verwandt. Stattdessen kön.ien auch zwei oder vier oder noch mehr hochintegrierte Halblciterschaltungen vorgesehen sein. Der Schaltungsaufbau der Einheiten 1, 2 und 3 ist nicht auf den in den F i g. 2A und 2B dargestcll- -r> ten Aufbau beschränkt, vielmehr sind eine Reihe verschiedener Abwandlungen möglich.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

^r)0

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronisches Musikinstrument mit einem eine Gruppe von Spieltasten umfassenden Tastenfeld ^r» und einer über die Spieltasten ansteuerbaren Musiktonerzeugungseinrichtung, in der verschiedene Klangeffekte hervorrufende Musiktondatcn vorangestellt und beim Drücken einer Spieltaste digitale Musiktonsignale erzeugt werden, wobei die Musiktonerzeugungseinrichtung einen Wellenformgcncrator zum digitalen Erzeugen eines Wcllcnformsignals und eine damit gekoppelte Volumenhüllkurvensteuerung zum digitalen Steuern einer Volumenhüilkurve und zum Erzeugen eines hüllkurvengcsteuerten digitalen Wellenformsignals aufweist, und mit einer Ausgabevorrichtung für die durch die Musiktonerzeugungseinrichtung bei Betätigen von Spieltasten erzeugten Tonsignale, dadurch gckennzeichnet, daß mehrere im wesentlichen den gleicher: Schaltungssufbsu aufweisende, unterschiedlich voreinstellbare beim Drücken einer Spieltaste gleichzeitig angesteuerte Musiktonerzeugungseinrichtungen (I, Il und III) vorgesehen sind, die aus je einem hochintegrierten Halbleiterschaltungsplättchen (1, 2, 3) bestehen, daß je ein von einem Filter (10, 11, 12) gefolgter Digital-/Analogwandler (7, 8, 9) mit der Volumenhüllkurvensteucrung (26, 27, 29, 33) jeder Musiktonerzeugungscinrichtung (I, II, 111) gekoppelt ist und daß die Ausgabevorrichtur^ eine Schaltung (13) aufweist, die mit den Ausgängen der Filter (10. 11, 12) verbunden ist und die musikalischen Tonsignale aller Musiktonerzeugungseinrichtungen (1. M, IIP zu einem einzigen Musikton zusammensetzt. r>

2. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Musiktonerzeugungseinrichiungen (I, II) vorgesehen sind.

3. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Musiktonerzeugungseinrichtung (I) digitale Daten entsprechend einer Konsonanten-Volumenhüllkurvervariation und die andere (II) digitale Daten bezüglich einer Vokal-Volumenhüllkurvenvariation speichert. «

4. Elektronisches Musikinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Musiktoner/.cugungscinrichtung (z. B. I) den Beginn der Erzeugung eines Musiktones um eine gewünschte Zeit digital verzö- w gert.

5. Elektronisches Musikinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Musiktoncrzeugungseinrichtung (z. B. I) ein Musiktonsignal mit Vibratoef- v> t'ekt erzeugt.

6. Elektronisches Musikinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombinationsschaltung (13) von einer Vorrichtung (16) zum Bestimmen des Verhältnisses M) der Volumina der von den Musiktoner/eugungseinrichtungen (I. II. Ill) gelieferten Musiktonsignale beim Zusammensetzen gesteuert wird.

7. Elektronisches Musikinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch jjekenn/eich- i>^r» net, daß der Frequenzbereich der Filter (10, II. 12) durch eine biniirc Codierung bestimmt wird.

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Musikinstrument gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In einem elektronischen Musikinstrument, beispielsweise in einem elektronischen Klavier oder einer elektronischcn Orgel, können verschiedene musikalische Töne vorgegeben werden. Der Spieler wählt von den vorgegebenen Tönen die gewünschten musikalischen Töne aus und spielt in dieser Weise einen Ton oder Klang. Bekannte elektronische Musikinstrument dicscr Art sind mit einem digitalen Schaltungssystem, d. h. mit einer Tonsieucreinrichtung versehen, die verschiedene musikalische Töne erzeugen kann.

Ein derartiges Musikinstrument ist in der DE-OS 28 08 283 offenbart. Es besitzt eine einzige Mudktoner- > "ugungseinrichtung mittels der der einer gedrückten Taste entsprechende Ton mit verschiedenen Effekten versehen werden kann, nämlich einem Vibratoeffekt, einem Einrcgel-Tonhöheneffckl und einem Glissandoeffekt. Die Musiktonerzeugungseinrichlung besitzt dazu einen ersten Schaltkreis zum Erzeugen eines Digitalwertes, der einer zu einer betätigten Taste gehörenden Frequenz entspricht, einen /weiten Schaltkreis zum Modifizieren des numerischen Wertes, um ein modifiziertes Signal zu erzeugen, einen dritten Schaltkreis zum Erzeugen eines Musiktones mit einer Frequenz, die vom modifizierten Signal bestimmt wird und einen vierten Schaltkreis, um ls den /weiten Schaltkreis ein Signal anzulegen, dessen Wert fortschreitend von einem ersten Wert auf einen zweiten ansteigt und anschlicßend auf dem zweiten Wert gehalten wird. Das von der Musikioner/eugungseinrichtung gelieferte Signal wird direkt dem Musikton-Ausgabcsystcm zugeführt, obwohl durch die vorgesehene Musiktonerzeugungscinrichtung eine gewisse Anreicherung der Klangfarbe des gewählten Tones erreicht wird, ist diese, verglichen mit derjenigen eines Musiktones der mit einem herkömmlichen Musikinstrument erzeugt wurde, vergleichsweise arm.

Die DE-OS 28 00 858 beschreibt ..:hen Frequcnzgencralor, bei dem ein Frcqucn/.signal der höchsten Oktave erzeugt wird, wobei die Frequenzsignalc niedrigerer Oktaven dann durch Frequenzteilung generiert werden. Hierzu sind entsprechend den zwölf Halbtönen zwölf Gruppen von Frequcnz/.weigen angeordnet. Eine Anreicherung der Klangfarbe oder besondere Toneffekte sind bei dem bekannten Musikinstrument nicht vorgesehen.

Die DE-OS 26 17 573 befaßt sich mit einem elektronischen Musikinstrument, das zwei Musiktonerzeugungseinrichtungen aufweist, die jedoch einen unterschiedlichen Aufbau besitzen. Das bekannte Musikinstrument verwendet einen analog arbeitenden Musiksynthetisiercr mit automatischer Spannungsregelung, über den die Ausgangssignalc eines Hüllkurvenspeichers und eines Sinuswcllcnspeichers kombiniert werden. Dies bedeutet, daß die eigentliche Wellenform Signalerzeugung und die Hüllkurvenstcuerung nicht digital durchgeführt werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Musikinstrument der gatiungsgcmäßen ArI anzugeben, bei dem die erzeugten Mtisiktönc denjenigen herkömmlicher Musikinstrumente noch näher kommen, wobei besonderer Weit auf einen einfachen ΛιιΓΙιιιυ ilcs Musikinstruments gelegt wird.

(iemiiß der l"rfindiii!|_^T wird dies erreicht durch die Ausbildung des elektronischen Musikinstruments mil ilen Merkmalen des Kenti/eichens des l'iilentiinspruchs I.

Durch die erfindungsgemiiUc Ausgestaltung des elek-