DE2945518A1

DE2945518A1 - Elektronisches musikinstrument

Info

Publication number: DE2945518A1
Application number: DE19792945518
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Nishimoto
Original assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Priority date: 1978-11-11
Filing date: 1979-11-10
Publication date: 1980-07-31
Also published as: GB2042239A; JPS6140119B2; GB2042239B; US4375777A; JPS5565995A

Description

PATENTANWALT DIPL.-ING. ULRICH KINKELIN ^^ΰΐ 7032 Sindelfingen -auf dem Goldberg- Weimarer Str. 32/34 Telefon 07031/86501

Telex 7265509 rose d

12 004

7. November 1979

NIPPON GAKKI SEIZO KABUSHIKI KAlSHA

10-1, Nakazawa-cho_# Hamamatsu-shi, Shizuoka-ken/Japan

ELEKTRONISCHES MUSIKINSTRUMENT

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Musikinstrument gemäss dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Ein elektronisches Musikinstrument mit harmonischer Synthetisierung ist im US-Patent 3 809 786 gezeigt. Dieses dort gezeigte Instrument ist typisch für diese Art von Instrumenten. Es ist so aufgebaut, dass es die jeweiligen harmonischen Komponenten berechnet, die einen musikalischen Ton ausmachen. Die berechneten harmonischen Komponenten werden dann mit entsprechenden Amplituden-Koeffizienten multipliziert. Die entstehenden Produkte werden dann synthetisiert und es wird ein musikalischer Ton gebildet. Wenn man jedoch einen musikalischen Ton synthetisieren will, der eine grosse Anzahl harmonischer Komponenten enthält, dann wird es notwendig, die Anzahl der Zeitschlitze (Zeitscheiben) zu vergrössern. Dies bedeutet, dass man extrem hohe Rechengeschwindigkeiten benötigt, um einen musikalischen Ton zu synthetisieren

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und hierdurch wird der Schaltungsaufbau kompliziert. Wenn man gleichzeitig eine Vielzahl musikalischer Töne erzeugen will, dann ist es notwendig, die Anzahl der Rechenkanäle oder der Rechen-Zeitscheiben zu erhöhen, die zur Berechnung der harmonischen Komponenten notwendig sind. Dadurch wird die Schaltung umfangreich. Im Hinblick auf diese Schwierigkeiten wurde ein verbessertes elektronisches Musikinstrument entwickelt, mit dem man einen musikalischen Ton erzeugen kann, der viele harmonische Komponenten enthält, ohne die Rechengeschwindigkeit zu erhöhen. Dieses Instrument ist im US-Patent 4 135 422 beschrieben. Gemäss diesem Patent wird ein musikalischer Ton gebildet, indem man mit den folgenden Gleichungen arbeitet:

F(x,y) =1 sin {x+(k-l) -yj

*=l

n-1 η

m sin if(x) + 2 .f(y)) - sin 2 «f(y)

——————— ·■ ...

f(y) sxn —2~~

■ H

F(x,y) =1 cos {x+(k-l) -y}

n-1 n_

ο cos (f(x) + 2 -f(y)} sin 2 .f(y)

Darin stellen f (x) und f (y) Funktionen dar, die Zeitvariable enthalten und η kann irgend eine ganze Zahl sein. Wenn man f (x) und f (y) in den Gleichungen

(1) und (2) zu f (x) = f (y) = UX (Winkelfrequenzinformation) macht, dann

0 3 0 0 31/0559

12 004 -7- y^fί A F₅5

erhält man eine Summerwelle mit einer spektralen Umhüllenden oder Verteilung, bei der die Amplituden der harmonischen Komponenten flach sind, wie dies der Kurvenverlauf in Fig. IA zeigt. Wenn ein Koeffiziententerm sin {°£ + (k zur Gleichung (1) hinzuaddiert wird und dann gemäss der folgenden Gleichung (3) berechnet wird, so ist man in der Lage, ein musikalisches Tonsignal zu erzeugen, das eine Charakteristik wie ein solches Signal hat, das durch ein Filter geschickt wird und das in Fig. IB gezeigt ist.

η
F(x,y) =2^sin{c<+ (k-1)/?} . sin{x + (k-l)y} ..

Wie man aus Gleichung (3) sieht, ist bei dem elektronischen Musikinstrument gemäss diesem US-Patent der zur Erzeugung des erwünschten musikalischen Tons notwendige Koeffiziententerm als ein bestimmter Typus einer Frequenzfunktion gegeben. Es ist daher möglich, die gesamten Eigenschaften des musikalischen Tonsignals zu ändern. Man ist jedoch nicht in der Lage, bestimmte harmonische Komponenten hervorzuheben oder zu unterdrücken und man ist deshalb nicht in der Lage, einen Strauss musikalischer Töne zu erzeugen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektronisches Musikinstrument der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem man in der Lage ist, musikalische Töne mit komplizierten harmonischen Inhalten zu erzeugen, so dass das Instrument trotz einfachen Aufbaus musikalische Töne natürlicher Instrumente simulieren kann. Weiter soll es mit der Erfindung möglich sein, ein elektronisches Musikinstrument zu schaffen, bei dem die musikalischen Töne gesteuerte Amplituden der erwünschten harmonischen Komponenten

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bestimmter Ordnungen enthalten.

Entsprechend der Erfindung wird eine Summerwelle mit η harmonischen Komponenten verschiedener Ordnungen gemäss den Gleichungen (1) oder (2) erzeugt, die eine flache Spektra !umhüllende hat. Es werden auch modifizierende harmonische Komponenten (modifizierende Komponenten genannt) entsprechend denjenigen harmonischen Komponenten erzeugt, die betont oder unterdrückt werden sollen und die Summerwelle und die modifizierten Komponenten werden addiert oder substrahiert, so dass ein erwünschtes musikalisches Tonsignal entsteht.

Das elektronische Musikinstrument umfasst einen Funktionsgenerator zur Erzeugung einer Funktion f (x), die eine Zeitvariable entsprechend der Tonlage einer angeschlagenen Taste einer Tastatur eines elektronischen Musikinstruments entspricht.

Es ist ferner ein Rechenoperator vorgesehen, mit dem man digital einen Ausdruck

sin ^n<f^(x) - sin sm ₂ sxn

£ _Hi._{f (} j

<_ _oder

_Ein Π400 . _sin

± cos Hi.f(x)

sin ^f<*>
rechnen kann, wobei η die Anzahl der harmonischen Komponenten darstellt, die

eine Summerwelle bilden, wobei Hi die Ordnung jeder harmonischen Komponente ist, die modifiziert werden soll, wobei m die Anzahl der harmonischen Komponenten darstellt, die modifiziert werden soll und wobei 1 = m < η ist. Ferner ist ein

03003 1/0! ^r>9

12004 -9- ?^f-U5ij18

digital analog Wandler vorgesehen, mit dem man den Ausgang des Rechenoperators in ein entsprechendes analoges Musiksignal umwandeln kann.

Je nach der Tonfarbe oder Unterschiedlichkeit der musikalischen Tonsignale, die man erhalten will, können die digital ausgerechneten Ausdrücke auf die folgende Weise geändert werden:

ΪΣ. sin Hi-f(x) oder

_sinJ[(20

_cos

-Z cos Hi-f(x) oder

sin -ψ.

sin² m.rixH _{±1 sin Hi}._{f(x) oder}

sin f(x)

sin²{n»f(x)} + j¹ cos Hi-f(x) . ^- oder

sin f(x) ^>s|

cosjn-f(x)} - sin{n-f(x)} + £ _s±n . \

sin f(x) ^!=l

cos jn-f (x)} · sin f n«f (x)} + »T¹ „. .. . _n, _Σ cos Hi'f (χ) oder

sin f(x) »·»

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sin {n«f (x)} · sin ί (η+1) -f (χ)} + £ _ε±η _Hi._{f (χ)} oder sin f(x) ^ί=ι

sin ί η-f (χ)3 - sin l(n+l).f(x)l + £ _{CQS Hi#f (χ)1} sin f(x) M

sinjn-f(x)} » cos i(n+l)-f(x)l +f . _Hi.*#_vl . ■

1___ — i_ sin hi * χ ixj _oc|er

sin f(x) ···

sinjn-f(x)} · cos l(n+l)»f(x)) + ^ ^_nes H₄.*,^.

¹ '"" "■■". " " " ■" ' " ·■ ^ COS XlX X \j£j

sin f(x) ^ul

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12004 __n _

2^Abb

Es werden nunmehr bevorzugte Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. IA und IB Diagramme zur Erläuterung, wie nach dem Stand der Technik musikalische Töne erzeugt wurden,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines elektronischen

Musikinstruments gemäss der Erfindung,

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Taktimpuls

generators, der im elektronischen Musikinstrument nach Fig. 2 verwendet wird,

Fig. 4 ein Diagramm über den Zusammenhang zwischen der Kanalzeit

und dem Zustand der Rechenoperation im Taktimpulsgenerator nach Fig. 3,

Fig. 5 ein Blockschaltbild über ein Detail eines Winkelfrequenz-Informations

generators, der in Fig. 2 dargestellt ist,

Fig. 6 ein Diagramm zur Erklärung der Wirkungsweise des Ausgangs des

Winkelfrequenz-Informationsgenerators,

Fig. 7 ein Blockschaltbild mit Einzelheiten der Rechenoperation-Schaltung

aus Fig. 2,

Fig. 8 ein Diagramm zur Erläuterung des Inhalts der Amplituden Koeffizient-

Speichervorrichtung von Fig. 7,

Fig. 9 ein Blockschaltbild mit Einzelheiten über den Zeitvarianten-Adressen

generator oder eines Zeitfunktionsgenerators,

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12 004 -12- *■ "·■'■ -¹^ lö

Fig. 10 ein Blockschaltbild über Einzelheiten des Klangsystems nach

Fig. 2 und

Fig. 11A, HB und

HC Diagramme mit Beispielen einer Summerwelle, sowie einer

modifizierenden Komponente, die zu einem tonerzeugenden Kanal gehört, der in dem elektronischen Musikinstrument vorgesehen ist und eines Musiktonsignals, das man erhalten kann, indem man die Summerwelle und die modifizierende Komponente kombiniert.

Zunächst wird das Prinzip der Erfindung beschrieben. Zunächst wird eine Summerwelle mit η harmonischen Komponenten gebildet gemäss f (x) = f (y) in den Gleichungen (l)und(2).

Indem man χ = y und f (x) = f (y) in den Gleichungen (1) und Gleichungen (2) setzt, wird die Gleichung (1) zu

F (χ)«= Σ. sin kx

sin ⁿ'^fl*y . sin (n+i);f(x) _ sxn ₂ sxn ₂ ^ ₍₄₎

sin-i^l

FUr die Gleichung (2) erhält man

η
F (χ) = Σ. cos kx

_sln JUiI₂L. cos

sin —

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ORIGINAL INSPECTED

12 004 -13-

Damit hat man eine Summerwelle gebildet, die η harmonische Komponente in Hamonie enthält.

Danach wird eine harmonische Komponente sin Hi . f (x) oder cos Hi . f (x) einer bestimmten Ordnung, die modifiziert werden soll (betont oder unterdrückt werden soll) addiert oder subtrahiert, und zwar von der Summerwelle, so dass man ein musikalisches Tonsignal gemäss dem Ergebnis der arithmetischen Operation erhält. Die damit erzeugten musikalischen Tonsignale werden durch die folgenden Gleichungen (6) bis (9) dargestellt:

(a) sin * sin + «

=-= S - -i sin Hi· f (χ) ... (6)

_sin

sin . sin -« , ^-^- ^

= ±1 cos Hi-f(x) ... (7)

sin

sin f(x)

2 "

COS . ^

— ±Σ sin Hi-f(x) ... (8)

_sin ^fM. . _cos . =— = ¹I cos Hi-f(x) ... (9)

Die durch die Gleichungen (4) und (5) erzeugten Summerwellen enthalten alle geraden oder ungeraden harmonischen Komponenten. Wie jedoch in den folgenden Gleichungen (10) und (11) gezeigt ist, kann man eine lediglich ungerade harmonische Komponenten enthaltende Summerwelle erzeugen, indem man K = 2k - 1 setzt. Oder aber kann man

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eine Summerwelle mit lediglich geraden harmonischen Komponenten erzeugen, wie dies die folgenden Gleichungen (12) und (13) zeigen, wobei k irgend eine ganze Zahl sein kann.

cos <2k-l).x=

vov _ sin{n.f(x)} · sin }(n+l)'f(x)} \_% ^{k 2} sin f (χ)

£ cos k-2x = sin (n-f(x)} · cos Un+l)'f(x)l

sin f (x)

Bei den Gleichungen (4) bis (13) ist die Funktion f (x) üblicherweise als Winkelfrequenz-Information ίο t entsprechend der Tonlage einer gedrückten Taste ausgedrückt. Wie oben beschrieber, und erfindungsgemäss ist es möglich, sehr schnelle Rechenoperationen zur Erzeugung einer grossen Anzahl von musikalischen Tönen durchzuführen, da es lediglich notwendig ist, eine oder mehrere harmonische Komponenten einer oder mehrerer erwünschter Ordnungen zu addieren oder abzuziehen von einer Summerwelle, die η harmonische Komponenten enthält und dies auch dann, wenn die Anzahl derjenigen harmonischen Komponenten gross ist, die das musikalische Tonsignal bilden

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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nunmehr beschrieben.

Das elektronische Musikinstrument nach der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt und umfasst 16 Tongenerator-Kanäle zur gleichzeitigen Erzeugung von 16 Arten musikahscher Töne. Das musikalische Tonsignal in jedem Tonerzeugungskanal wird gemäss der folgenden Gleichung (14) gebildet. Diese erhält man, indem man zur Gleichung (7) einen Amplituden-Koeffizienten AO einer Summerwelle und einem Amplituden-Koeffizienten Ai der modifizierenden Komponente von jeder Ordnung zuaddiert. sin

· sin

Σ Ai-sin

sin

(14)

Das in Fig. 2 gezeigte elektronische Musikinstrument umfasst einen Zeitimpulsgenerator (TPG) 11, der einen Taktimpuls (fiO erzeugt, so dass man der Reihenfolge nach musikalische Tonsignale aus 16 Tonerzeugungskanälen bilden kann. Ferner dient der Taktimpuls dazu, dass man Rechenoperations-Zustandssignale SYl bis SY16 (P 1) und ein Kanalsynchronisations-Signal ty 2 bilden kann. Ferner ist eine Tastenschalt-Schaltung 12 mit Tastenschaltern entsprechend den jeweiligen Tasten einer Tatstatur vorgesehen. Es ist ein Tastenzuordner 13 vorgesehen, der den EIN- oder AUS-Zustand eines Tastenschalters ermittelt, der einer gedrückten Taste einer Tastatur entspricht, so dass derjenige musikalische Ton, der durch eine gedrückte Taste angeschlagen ist, einem bestimmten der 16 Tonerzeugungskanälen zugeordnet werden kann. Ferner ist ein Tonfarbenwähler 14 vorgesehen, mit dem man die Tonfarbe des erzeugten musikalischen Tons wählen kann. Ferner ist ein Winkelfrequenz-Informationsgenerator (AFG) 15

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12 004 _₁₆_

vorgesehen, der eine Winkelfrequenz-Informatio co t entsprechend der Tonlage einer gedrückten Taste erzeugt, die einem Tonerzeugungskanal zugeordnet ist, und zwar auf Zeitteilungsbasis und synchron mit einer gegebenen Kanalzeit. Ferner ist eine Rechenoperationsschaltung 16 vorgesehen, die für jeden Tonerzeugungskanal digital ein musikalisches Tonsignal errechnet, indem sie die Gleichung (14) verwendet. Schliesslich ist ein Klangsystem 18 vorgesehen, das für die jeweiligen Tonerzeugungskanäle musikalische Tonsignale Gsynthetisiert und dann die synthetisierten Signale in analoge musikalische Signale umwandelt, die dann als musikalische Töne abgegeben werden.

Wie in Fig. 3 gezeigt, umfasst der Zeitimpulsgenerator 11 einen Taktimpulsgenerator 110, der Taktimpulse 00 erzeugt, die eine bestimmte Periode fO haben, entsprechend einer Rechenzeit (Rechenoperations-Zustand) ST. Ferner ist ein Zähler 111 vorgesehen, der die Anzahl der Taktimpulse 00 zählt zwecks Erzeugung der Rechenoperations-Zustandssignale SYl bis SY16 (0 1). Ferner ist ein Zähler 112 vorgesehen, der die Anzahl der Rechenoperation-Zustandsignale SYl6 (01) zwecks Erzeugung von Kanalsignalen CHI bis CH16 (0 2), welche die jeweiligen Kanalzeiten CHT der 16 Tonerzeugungskanäle darstellen. Der Zähler 111 erzeugt das Rechenoperations-Zustandsignal SYl6, welches zum Tastenzuordner 13, zum Winkelfrequenz-Informationsgenerator 15 und zur Rechenoperations-Schaltung 16 geschickt wird, und zwar als ein Rechenoperations-Zyklussignal 01, das zeigt, dass ein Zyklus der Rechenoperation für jeden Tonerzeugungskanal vollendet wurde. Der Zähler 112 erzeugt das Kanalsignal CH16 , welches dem Klangsystem 18 zugeführt wird, und zwar als Kanal-Synchronisationssignal, welches anzeigt, dass ein Arbeitszyklus aller Tonerzeugungskanäle beendet worden ist. Dement-

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12 004 _ j ₇ _

sprechend kann der zeitliche Zusammenhang zwischen dem Rechenoperations-Zustand ST und der Kanalzeit CHT durch das Diagramm in Fig. 4 dargestellt werden. Wie gezeigt, hat der Rechenoperations-Zustand ST eine Periode, die 1/16 der Kanalzei* CHT ist, und in jeder Kanalzeit in 16 Arten von STl bis ST16 variiert wird.

Die Rechenoperations-Zustände STl bis STl 6 , welche der zeitlichen Lage der Erzeugung der Rechenoperations-Zustandsignale SYl bis SY16 entsprechen, entsprechen den in der folgenden Tabelle 1 gezeigten Rechenoperations-Inhalten. Bei diesem Ausführungsbeispiel bilden die Rechenoperations-Zustände STl bis ST3 aus 16 Rechenoperations-Zuständen eine Summerwelle und während der restlichen Rechenoperations-Zuständen ST4 bis STl6 wird die modifizierende Komponente Ai . sin (Hi . t) der erwünschten Ordnung auf Zeitteilungsbasis abgezogen. In der Tabelle 1 zeigen Il bis I 16 die Ergebnisse der Operationen der jeweiligen Rechenoperations-Zustände.

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12 004

-18-Tabelle 1

Rechen- operations- Zustandsignal	Rechen- operations Zustand	Inhalt der Rechenoperation	Bemerkungen
SYl	STl	sin Ty · 0) t = Il	bildet eine Summerwelle
SY2	ST2	11. sin {Jü+!L .»t]- 12	Subtraktion der modifizieren den Komponente ■
SY3	ST3	Λ ^I2 - 13
SY4	ST4	⁰ sin j - to t
	•	I3-Ai«sin (Hi'iot) - 14
SY16	ST16	•
[15-Ai; sin Hi «tot = 116 = G -

Bei der Schaltung nach Fig. 2 (diese Einzelheit ist nicht dargestellt) fühlt der Tastenzuordner 13 die EIN/AUS-Operationen der Tastenschalter ab, die zu den jeweiligen Tasten der Tastenschalter-Schaltung gehören und ordnet eine Tasteninformation zu, die eine gedruckte Taste der 16 Tonerzeugungskanäle darstellt. Dabei wird eine Tasteninformation KD erzeugt, die den jeweiligen Kanälen zugeordnet ist, und zwar auf einer Zeitteilungsbasis und synchron mit den jeweiligen Kanalzeiten. Nunmehr wird jede Kanalzeit der Reihenfolge nach durch ein Rechenoperations-Zyklussignal 0 1

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12004 -19- y:Ubb18

geteilt. Eine Kanalzeit ist gleich der Periode des Signals 0 1. Der Tastenzuordner 13 erzeugt lediglich ein Einsatzsignal AP , welches zeigt, dass mit der Erzeugung eines musikalischen Tones in einem Tonerzeugungskanal begonnen werden soll, der einer gedrückten Taste zugeordnet ist, und zwar synchron mit der Kanalzeit. Es wird dann danach ein Beendigungssignal DF aus einem zeitvarianten Adressengenerator 160 zugeführt, der später beschrieben wird und das angibt, dass die Tonerzeugung eines bestimmten Tonerzeugungskanals nun beendet ist (Vollendung des Abfalls). Als Antwort auf das Beendigungssignal DF löscht der Tastenzuordner 13 verschiedene Speicher und beobachtet den Tonerzeugungskanal, indem er auf das Anschlagen einer neuen Taste wartet.

Der Tonfarbenwähler 14 hat eine Anzahl Tonfarben-Wahlschalter und einen Verschlüssler, der ein Tonfarben-Auswahlsignal TS entsprechend einer Tonfarbe auswählt, die durch einen Tonfarben-Wahlschalter ausgewählt wurde. Es sei angenommen, dass 8 Tonfarben-Wahlschalter entsprechend den Tonfarben von 1 bis 8 vorgesehen seien. Das Tonfarben-Auswahlsignal TS kann man dann durch 3 Bits und eine geeignete Anzahl Kombinationen aus den 3 Bits aufbauen. Es ist damit möglich, die jeweilige Tonfarbe ( 1 bis 8 ) darzustellen.

Auf Zeitteilungsbasis erzeugt der Winkelfrequenz-Informationsgenerator 15 Winkelfrequenz-Informationen ot?t entsprechend den Tonlagen der jeweiligen gedrückten Tasten gemäss den jeweiligen Tasteninformationen der jeweiligen Tonerzeugungs-Känälen, die durch den Tastenzuordner 13 auf Zeitteilungsbasis erzeugt werden. Einzelheiten des Winkel-

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/ , u "ί fS

frequenz-lnformationsgenerators 15 sind in Fig. 5 gezeigt. Wie dargestellt, umfasst er einen Frequenzzahlenspeicher 150, der Frequenzzahlen R entsprechend den Tonlagen der jeweiligen Tasten in den jeweiligen Adressen speichert und er wird durch eine Tasteninformation KD zwecks Erzeugung einer Frequenzzahl R entsprechend einer Tasteninformation KD adressiert. Ferner ist ein Akkumulator 151 vorgesehen, der einen Addierer 151a und ein Schieberegister 151b umfasst. Der Addierer 151a zählt diejenige Frequenzzahl R zusammen, die durch den Frequenzzahlenspeicher 150 in jedem Tonerzeugungskanal erzeugt wurde sowie einen akkumulierten Wert q . R (q : 1, 2, 3 ...) der Frequenzzahl R eines gegebenen Kanals, der durch die letzte (oder 16.) Stufe des Schieberegisters 151b erzeugt wurde. Dieses hat 16 Stufen entsprechend der Zahl (16) der Tonerzeugungskanäle und stellt den akkumulierten Wert in der ersten Stufe des Schieberegisters 151b als neuen akkumulierten Wert q . R des gegebenen Tonerzeugungskanals ein. Der so eingegebene akkumulierte Wert q . R wird nacheinander verschoben, und zwar jedesmal dann, wenn ein Rechenoperations-Zyklussignal ζ? 1 (SY16) erzeugt wird. Nachdem ein Zyklus von 16 Operationen durchgeführt worden ist, erscheint der akkumulierte Wert q . R an der letzten Stufe des Schieberegisters in der gegebenen Kanalzeit und bildet dabei einen neuen akkumulierten Wert q . R. Dementsprechend ändert sich der akkumulierte Wert q . R eines Tonerzeugungskanals, der durch das Schieberegister 151b erzeugt wird, schrittweise mit der Zeit, wie dies Fig. 6 zeigt und die Variation des akkumulierten .Werts q . R vergrössert sich mit dem Anwachsen der Frequenzzahl R und umgekehrt. Wenn daher eine Frequenzzahl R angegeben ist, die der Tonlage einer gedrückten Taste entspricht, dann ist der akkumulierte Wert r . R , welcher durch den Akkumulator 151 erzeugt wird,

030031/0 5 59 :-..,■ ,. > _; ORIGINALINSPECTED

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eine Winkelfrequenz-Information to t, entsprechend der Tonlage der gedrückten Taste. Diese Winkelfrequenz-Information <-o\ wird dazu verwendet, ein musikalisches Tonsignal G in der Rechenoperationsschaltung 16 zu bilden, die später genauer für jeden Tonerzeugungskanal beschrieben wird.

Die Rechenoperationsschaltung 16 arbeitet so, dass sie auf Zeitteilungs-Basis musikalische Tonsignale G für den jeweiligen Tonerzeugungskanal, entsprechend der Gleichung (14) erzeugt. Einzelheiten dieser Schaltung sind in Fig. 7 gezeigt. Es ist dort ein Zeitfunktions-Generator 160 vorhanden, der Zeitfunktions-Informationen T erzeugt, die durch ein Tonfarben-Auswahlsignal TS bestimmt wurden, und zwar im Hinblick auf einen Tonerzeugungskanal, in dem der Tastenzuordner 13 einen Einsatzimpuls AP als auch ein Beendigungssignal DF im Hinblick auf den Kanal erzeugt hat. Ferner ist ein Konstantspeicher 161 vorgesehen, der Konstanten -^-\ ü_ , _ und Hi

als eine Konstante K in einem bestimmten Rechenoperationszustand erzeugt. Die Konstante wird dazu verwendet, eine Summerwelle und eine modifizierende Komponente entsprechend dem Tonfarben-Auswahlsignal TS zu erzeugen, sowie die Zeitfunktionsinformation T zu erzeugen. Der Konstantspeicher 161 hat 8 Speicherblocks entsprechend den 8 Tonfarben 1 bis 8. Jeder dieser Speicherblocks ist mjt einer Anzahl Speicher-Unterblocks versehen, und zwar entsprechend den Inhalten der jeweiligen Zeitfunktion oder den zeitvarianten Adressinformationen T. Jeder Speicher-Unterblock hat 16 Speicheradressen entsprechend den Rechenoperations-Zustandssignalen SYl bis SY16. In den jeweiligen Speicheradressen werden die Konstanten K gespeichert, was in der follgenden Tabelle 2 gezeigt ist. Wenn ein Tonfarben-Auswahlsignal TS, eine zeitvariante Adresseninformation T und eines der Rechenoperations-

0 3 0 0 3 1 / 0 Π 5 :)

Hf; -.Vr. '.",' ^r ORIGINAL INSPECTED

2 ¹H 5 S 1

Zustandssignale SYl bis SY16 als Adressensignal angelegt werden, werden die in den jeweiligen Speicheradressen der Speicher-Unterblocks gespeicherten Konstanten K entsprechend der zeitvarianten Adressinformation T der Reihenfolge nach ausgelesen, und zwar entsprechend den jeweiligen Rechenoperations Zustandssignalen
SYl bis SYl6.

Tabelle 2

Rechenoperations- Zusfandssignal	Speicheradresse	1	I	Konstante K
SYl	2	Kl = n/2
SY2	3	K2 = n+1/2
SY3	4	K3 = 1/2
SY4	5	K4 = Hi
SY5	6	K5 = Hi
SY6	7	K6 = Hi
SY7	8	K7 - Hi
SY8	9	K8 = Hi
SY9	10	K9 = Hi
SYlO	11	KlO - Hi
SYIl	12	KIl « Hi
SY12 ¹	13	K12 = Hi
SY13	14	K13 = Hi
I SY14	¹⁵	K14 = Hi
SY15	K15 = Hi
SY16	K16 - Hi

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12 004 -23- ., . _λ! , _r ,η

Die Rechenoperationsschaltung 16 umfasst weiterhin einen Multiplizierer 162, der die Winkelfrequenz-Information ω t von jedem Tonerzeugungskanal, erzeugt durch den Winkelfrequenz-Informationsgenerator 15 - auf einer Zeitteilungsbasis mit einer Konstante K - erzeugt durch den Konstantspeicher. Dies geschieht bei jeder Rechenoperations-Zustandszeit. Ferner ist eine Sinusfunktions-Tabelle 163 vorgesehen, die einen logarithmischen Sinusfunktionswert log (sin K . o\) entsprechend dem Produkt K . tut des Multiplizierers 162 erzeugt und digital den logarithmischen Sinusfunktionswert log (sin K . tJt) in jeder Adresse speichert. Die Sinusfunktionstabelle 163 wird von einem Produkt K . tO\ des Multiplizierers 162 adressiert, wodurch der Sinusfunktionswert log (sin K . Cu t) entsprechend dem Produkt K . OJ\ ausgelesen wird. Der Grund, warum der Sinusfunktionswert in einen logarithmischen Wert umgewandelt wird, liegt darin, dass die Verarbeitung des Ausdrucks

sin —rS— * sin

sin

der notwendig ist, um eine Summerwelle zu erzeugen, lediglich mit Hilfe von Addifonen und Subtraktionen verarbeitet wird, wodurch die Rechengeschwindigkeit erhöht wird.

Ein Befehlsspeicher 164 dient dazu, Steuerbefehlsignale an komplementäre Schaltungen 166 und 172, an Addierer 167 und 173, an eine Verriegelungsschaltung 171 und an UND-Schaltungen 168 und 177 anzulegen, die alle später noch beschrieben werden, und zwar in einem einzigen Rechenoperations-Zyklus. Der Befehlsspeicher 164 ist mit 16 Speicheradressen versehen, in denen Steuerbefehlsignale Gl, Ll, G2, L2 und L3

12004 -24- 2'-^J^Böl8

gemäss der folgenden Tabelle 3 gespeichert sind. Wenn Rechenoperations-Zustandsignale SYl bis SY16 als Adress-Signale angelegt werden, dann werden die Steuerbefehlssignale Gl, Ll, G2, L2 und L3 ausgelesen, die in den Speicheradressen entsprechend den Zustandssignalen SYl bis SYl 6 gespeichert worden sind. Ferner ist ein Amplitudenkoeffizienten-Speicher 165 vorgesehen, der einen Amplitudenkoeffizienten log A (log AO, log Ai) für die Summerwelle und die modifizierende Komponente erzeugt. Ähnlich wie der oben beschriebene Kontantspeicher 161 umfasst der Amplitudenkoeffizienten-Speicher 165 ebenfalls 8 Speicherblocks, entsprechend den Tonfarben-Auswahlsignalen TS . Jeder Speicherblock speichert ein Paar der Amplitudenkoeffizienten log A im Hinblick auf 8 Typen von Perkussions -Umhüllenden gemäss Fig. 8 und entsprechend den 8 Tonfarben-Arten. Der Einfachheit halber sind in Fig. 8 nur 4 Arten gezeigt. Jeder Speicherblock umfasst eine Vielzahl von Speicher-Unterblocks entsprechend dem Inhalt der Zeitfunktionsinformation T. Jeder Speicher-Unterblock speichert 16 Koeffizientenwerte log Al (tn) bis log AlO (tn), die in der Tabelle 4 gezeigt sind. Dies geschieht zu den jeweiligen Zeiten tn der Perkussions-Umhüllenden. Wenn daher ein Tonfarben-Auswahlsignal TS, eine zeitvariante Adresseninformation T und eines der Rechenoperations-Zustandsignale SYl bis SYl6 als ein Adressensignal angelegt werden, so wird einer der Speicher-Unterblocks eines Speicherblocks entsprechend dem Tonfarben-Auswahlsignal TS ausgewählt, und zwar zu einer Zeit, die durch den Wert der zeitvarianten Adressen-Information dargestellt wird. Es werden dann der Reihenfolge nach 16 Koeffizientwerte log Al (tn) bis log Al6 (tn) ausgelesen, die in dem zugehörigen Speicher-Unterblock während jedes Rechenoperations-Zustands gespeichert worden waren.

030031/05 5 9

004

? :U b b I 8

Tabelle 3

Rechenzustandssignal

Speicheradresse Steuerbefehlsignal

Ll

G2

L2

SYl

SY 2

SY3

SY4

SY5

SY6

SY7

SY8

SY9

SYlO

SYIl

SY12

SY13

SYl 4

SYl 5

SY16

10 11 12 13 14 15 16

0 0 0 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

0 0 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0

030031 /0559

12 004

26-Tabelle 4

2345518

	Speicher adresse	Amplituden Koeffizient A	log	AO	(tn)
Rechenzustand - Signal	1	log Al (tn) =	log	Ai	(tn).
.... SYl-	2	log A2 (tn) -	log	Ai	(tn)
SY2	3	log A3 (tn) =	log	Ai	(tn)
SY3	4	log A4 (tn) =	log	Ai	(tn)
SY4	5 • •	log A5 (tn) = • •
SYS •	• • 15	• 1 · log Al5 (tn) =
• • SY15	16	log A16 (tn) =
j SY16

Die komplementäre Schaltung 166 gibt das Komplement des Sinusfunktionswert log (sin K.tJt) jedes Tonerzeugungskanals ab, der aus der Sinusfunktionstabelle 163 erzeugt wurde, und zwar auf einer Zeitteilungsbasis und dies sofern das Steuerbefehlssignal Gl = "1" ist. Das Komplement wird jedoch nicht angelegt, wenn das Steuerbefehlssignal Gl = "σ¹ ist. Der Addierer 167 addiert den Ausgang SR eines Schieberegisters 169 zum Ausgang der komplementären Schaltung 166. Der Addierer 167 arbeitet mit der komplementären Schaltung 166 zusammen und subtrahiert, wenn das Steuerbefehlsignal Gl ="1" ist, wogegen er addiert, wenn das Signal Gl ="0" ist. Im einzelnen:

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. η / r, (^ ι Q /. h jD Io

Wenn das Steuerbefehlsignal Gl = "0" ist (Rechenoperationszustände STl bis ST2, ST4 bis ST16, siehe Tabelle 3), dann wird der Sinusfunktionswert log (sin K .to t) direkt an den Addierer 167 gelegt, ohne dass komplementiert wird. Wenn das Steuersignal Gl "1" (Rechenoperationszustand ST) ist, dann wird der Sinusfunktionswert log (sin K . UO t) an den Addierer 167 angelegt, nachdem das Komplement gebildet worden ist. Da das Steuerbefehlsignal Gl mit dem Inhalt "1" ebenso an den Übertrag-Eingang des Addierers 167 angelegt wird, wird eine Subtraktion zwischen dem Ausgang SR des Schieberegisters 169 und dem Sinusfunktionswert log (sin K . 03 t) durchgeführt. Die UND-Schaltung 168 lässt die Summe log 2. des Addierers 167 zum Schieberegister 169 durchlaufen, wenn das Steuerbefehlsignal "1" ist (Rechenoperationszustände STl bis ST2_# siehe Tabelle 3). Das Schieberegister 169 speichert zeitweise die Summe log S des Addierers 167, die über die UND-Schaltung 168 jedesmal dann angelegt wird, wenn der Taktimpuls 00 angelegt wird. Ein Addierer 170 addiert die Summe log £ , die vom Addierer 167 zu jedem Rechenoperationszustand erzeugt wird und den Amplituden-Koeffizienten log A (log Al, log A2 ...), der durch den Amplituden-Koeffizientenspeicher 165 erzeugt wurde. Ein logarithmisch/linear Wandler (LLC) wandelt die Summe (log Σ ⁺ '°9 ^), die durch den Addierer 170 erzeugt wurde, in eine entsprechende lineare Information A . £ um. Die komplementäre Schaltung

172 legt das Komplement der linearen Information A an, die durch den Wandler 171 erzeugt wurde, sofern das Steuerbefehlsignal G2 "1" ist (Rechenoperationszustände ST4 bis STl6, siehe Tabelle 3). Sie legt jedoch kein Komplement der linearen Information A . JT an, sofern die Rechenoperationszustände STl bis ST3 vorliegen. Der Addierer

173 addiert die Ausgänge der komplementären Schaltung 172 zu dem Ausgang LD eines

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12 004 -28- , ,, , ,. _r

Schieberegisters 175. Zusammen mit der komplementären Schaltung 172 führt der Addierer 173 eine Addition durch, wenn das Steuerbefehl signal G2 = "0" ist, während eine Subtragktion durchgeführt wird, wenn das Signal G2 = "1" ist. Genauer: Wenn das Steuerbefehlsignal G2 ="0" ist (Rechenoperationszustände STl bis ST3), dann wird die lineare Information A . Σ. direkt an den Addierer angelegt, ohne komplementiert worden zu sein und wird dann zum Ausgang des Schieberegisters 175 addiert. Wenn jedoch das Steuerbefehlsignal G2 = "1" ist (Rechenoperationszustände ST4 bis STl6), dann wird die lineare Information A .2 an den Addierer 173 angelegt, nachdem sie komplementiert worden ist. Weiterhin: Wenn das Steuerbefehlsignal G2 im Zustand "1" ebenfalls an den Übertrageingang des Addierers 173 angelegt wird, dann wird eine Substraktion zwischen dem Ausgang LD des Schieberegisters 175 und der linearen Information A .£ durchgeführt. Eine UND-Schaltung 174 schickt die Summe Z des Addierers 173 an das Schieberegister 175 (das später beschrieben wird), sofern das Steuerbefehlsignal L2 "1" ist (Rechenoperationszustände ST3 bis ST15, siehe Tabelle 3). Das Schieberegister 175 ist auf die Summe Z des Addierers 173 eingestellt und hat diese über die UND-Schaltung 174 zwecks zeitweiliger Speicherung erhalten. Eine Verriegelungsschaltung 176 verriegelt die durch den Addierer 173 erzeugte Summe Z, sofern das Steuerbefehlssignal L3 ="1" ist (Rechenoperationszustand STl6, siehe Tabelle 3) und erzeugt ein musikalisches Tonsignal G für jeden tonerzeugenden Kanal.

Einzelheiten des Zeitfunktionsgenerator 160 (zeitvarianter Adressengenerator) ist in Fig. 9 gezeigt. Er dient dazu, der Reihenfolge nach die oben erwähnte Konstante K

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zu erzeugen. Ferner erzeugt er den Amplituden-Koeffizienten log A mit dem Ablauf der Zeit nach dem Drücken einer Taste. Er ist so aufgebaut, dass er mit der Periode des Rechnungszyklussignals 01 sequensie!I die Zeitinformation ausliest, und zwar von einem Variationsraten-Speicher 16Oa₇ wenn dieser durch ein Farbeinstellungssignal TS adressiert wird, um somit den akkumulierten Wert q ^~ (q : 1, 2, 3 ...) als Zeitfünktions-Information T zu erzeugen. Es wird damit ein Beendigungssignal DF erzeugt, wenn der akkumulierte Wert einen vorherbestimmten Wert erreicht. Genauer: Der Adressengenerator 160 ist aus einem Addierer 160c aufgebaut, der die Variationsraten-Information J zu dem akkumulierten Wert qCT"der Variationsraten-Information in jeden Tonerzeugungskanal hinzuaddiert und die auf Zeitteilungsbasis erzeugt wurde von der letzten oder 16. Stufe eines y bit/16 Stufen-Schieberegisters 160b synchron mit jeder Kanalzeit. Ferner ist eine UND-Schaltung 16Oe vorgesehen, die den Ausgang des Addierers 160c zum Schieberegister 160b nur dann schickt, wenn ein Anschlagsimpuls AP = "1" _t der von einem Inverter 16Od erzeugt wurde. Ferner ist eine UND-Schaltung 16Of vorgesehen, die'ein Beendigungssignal DF erzeugt, wenn alle Bits des akkumulierten Werts qT* = "1" sind, der von der letzten Stufe des Schieberegisters 160b erzeugt wurde. Wenn ein Anschlagimpuls AP vom Tastenzuordner 13 (siehe Fig. 2) während einer Kanalzeit angelegt wird (AP = "1"), dann wird der akkumulierte Wert q7*entsprechend dem Tonerzeugungskanal gelöscht. Danach wird mit einer Periode von 16 mal derjenigen des Operationszyklussignal <$ 1 ein akkumulierter Wert q!Tim Hinblick auf den Tonerzeugungskanal gebildet. Wenn daher ein Anschlagsimpuls AP (AP = "Ί"), während einer gegebenen Kanalzeit angelegt wird, dann wird ein durch Inversion des Anschlagimpulses AP erhaltener Anschlagimpuls AP (= "0") an einen Eingang der UND-Schaltung 16Oe angelegt,

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29Ä5518

so dass diese während der Kanalzeit gesperrt ist. Aus diesem Grund wird der Inhalt der Eingangsstufe des Schieberegisters 160b zu "0". Dieser Inhalt der Eingangsstufe wird reihenfolgemässig bei jedem Operationszyklussignal 0 1 verschoben und stellt einen akkumulierten Wert "0" während der Kanalzeit nach 16 Zyklen der Rechenoperationen dar. Da nun der Anschlagimpuls AP auf "0" zurückgesetzt wird, wird die UND-Schaltung 16Oe durchlässig. Dementsprechend wird diejenige Summe (qT'+ J ) welche der Summe des akkumulierten Werts (0) entspricht und diejenige Variationsrateninformation ^", die durch den Addierer 160c errechnet worden ist, an die Eingangsstufe des Schieberegisters 160b als neuer akkumulierter Wert angelegt. Danach wird ein akkumulierter Wert q^~im Hinblick auf den Tonerzeugungskanal in der gleichen Weise gebildet. Da das Schieberegister 160b eine Kapazität von 16 Stufen entsprechend der Anzahl der Tonerzeugungskanäle hat, werden die akkumulierten Werte für die jeweiligen Tonerzeugungskanäle unabhängig gebildet. Dabei wird synchron mit jeder Kanalzeit auf Zeitteilungsbasis die .zeitvariante Adresseninformation T für jeden Tonerzeugungskanal erzeugt.

Wie genauer in Fig. 10 gezeigt ist, umfasst das Klangsystem 18 einen Akkumulator mit dem man über 16 Kanalzeiten hinweg (während deren alle Tonerzeugungskanäle einen Zyklus vollenden) die Musiktonsignale G jedes tonerzeugenden Kanals akkumulieren kann. Die Verriegelungsschaltung 181 verriegelt den akkumulierten Wert £ G , der durch den Akkumulator 180 zum Zeitpunkt eines Kanalsynchronisierungssignais 02 erzeugt worden ist. Ein digital/analog Konverter 182 wandelt den Ausgang ^E G der Verriegelungsschaltung 181 in ein entsprechendes analoges Musiktonsignal GS um. Ein Lautsprecher 183 wandelt das Musiktonsignal GS in einen musikalischen

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Ton um. Der im Akkumulator 180 akkumulierte Wert Jg" G wird durch ein Kanalsynchronisationssignal ty 2* gelöscht, der ein wenig durch eine Verzögerungsschaltung 184 verzögert wird. Deren Verzögerungszeit wird wesentlich kürzer eingestellt als die Impulsbreite des Operationszyklussitjnals ty I .

Das oben beschriebene elektronische Musikinstrument arbeitet wie folgt: Nachdem es an die Stromversorgung angelegt wurde erzeugt der Zeitimpulsgenerator 11 konstant einen Taktimpuls tyO, der eine bestimmte Periode hat, ferner Rechenoperations-Zustandssignale SYl bis SYl 6 (ty 1), die eine Zeitbeziehung gemäss Fig. 4 haben und ein Kanalsynchronisationssignal ty 2. Nachdem man eine bestimmte Tonfarbe mit dem Tonfarbenwähler 14 ausgewählt hat und nachdem man an eine bestimmte Anzahl Tasten der Tastatur angeschlagen hat, ordnet der Tastenzuordner 3 der Reihenfolge nach die Tasteninformationen entsprechend den angeschlagenen Tasten 16 Tonerzeugungskanälen zu. Hierbei werden Tasteninformationen KD, Anschlagimpulse AP auf Zeitteilungsbasis und synchron mit den Kanalzeiten entsprechend den zugeordneten Kanälen erzeugt. Die von dem Tastenzuordner 13 erzeugten Tasteninformationen KD werden an den Winkelfrequenz-Informationsgenerator angelegt, der dann auf Zeitteilungsbasis Winkelfrequenz-Informationen Dt entsprechend den Tonlagen der gedrückten Tasten erzeugt. Die Winkelfrequenz-Informationen COt werden an die Rechenoperationsschaltung 16 angelegt, die musikalische Tonsignale G entsprechend den Tonlagen der angeschlagenen Tasten während der jeweiligen Kanalzeiten erzeugt.

0 3 1/07-59

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Rechenoperationszustand STT

Der Konstantspeicher 161 erzeugt durch das Rechenoperations-Zustandssignal SYl entsprechend dem Tonfarben-Auswahlsignal TS und der zeitvarianten Adresseninformation T , d.h. einer Konstanten -^- (siehe Tabelle 2) eine Konstante K (Kl). Diese wird durch den Multiplizierer 162 mit der Winkelfrequenzinformation tut multipliziert. Das Produkt -=- . tot wird an die Sinusfunktionstabelle 163 angelegt, wirkt als Adressensignal, so dass aus ihr ein Sinusfunktionswert log sjnry- . LO \ entsprechend dem Produkt -~- . 6>9t ausgelesen werden kann. Andererseits erzeugt in diesem Rechenoperationszustand STl der Befehlspeicher 164 Steuerbefehlsignale Gl = "0",Ll ="1", G2 ="0", L2 ="0", und L3 ="0" (siehe Tabelle 3) entsprechend dem Rechenoperations-ZustandssignaI SYl. Dementsprechend legt die komplementäre Schaltung 166 an den Addierer 167 den Sinusfunktionswert log sin yr- . tot an, der der Sinusfunktionstabelle 163 entnommen wurde, ohne jedoch den komplementären Wert anzulegen. Zu diesem Zeitpunkt ist der Ausgang SR des Schieberegisters 169 = "0". In anderen Worten: Nachdem der Rechenoperationszustand ST3 im vorhergehenden Operationszyklus, da das Steuerbefehlsignal Ll "0" wird, wird "0" in das Schieberegister 169 im Rechenoperationszustand eingegeben und danach wird sein Ausgang SR auf "0" gehalten. Aus diesem Grund ist die durch den Addierer 167 beim Rechenoperationszustand STl erzeugte Summe log Σ =:

log Σ. = log sin K-tot + SR = log sin ^-tot + 0 = log sin -^ »tot.

030031/0:. ο'-*

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IH 4 B 5 1 8

Da das Steuerbefehlssignal Ll ="1" gemäss Tabelle 3 ist, wird über die UND-Schaltung 168 die Summe log SE. in das Schieberegister 169 eingegeben. Gleichzeitig wird diese Summe auch an den Addierer 170 angelegt, so dass sie mit dem Amplituden-Koeffizienten log A addiert werden kann, der durch den Amplituden-Koeffizientenspeicher 165 erzeugt wurde. Da jedoch der Amplituden-Koeffizientenspeicher 165 bei diesem Rechenoperationszustand STl (siehe Tabelle 4) keinen Amplituden-Koeffizienten erzeugt, wird die Summe (log JT+ log A) des Addierers 170 = log JT. Dies wird dann durch den log/lin Wandler 171 in eine entsprechende lineare Information SL verwandelt und dann ohne Komplementbildung an den Addierer 173 angelegt. Zu diesem Zeitpunkt ist der Ausgang LD des Schieberegisters 175 = "0", der an den anderen Eingang des Addierers 173 angelegt wurde. In anderen Worten: Da das Steuerbefehlsignal L2 "0" wird, wird beim Rechenoperationszustand während der vorhergehenden Ausrechnungszyklen "0" in das Schieberegister 175 eingegeben, und zwar während des Rechenoperationszustands STl6, wobei sein Ausgang LD zu "0" wird, und zwar während des Rechenoperationszustands STl des neuen Operationszustands. Die vom Addierer 173 erzeugte Summe 3£. wird dementsprechend zu SL , was an die Verriegelungsschaltung 176 angelegt wird. In anderen Worten: Da beim Rechenoperationszustand während des vorhergehenden Rechnungszyklus das Steuerbefehlssignal L2 zu "0". wird, wird der Wert "0" in das Schieberegister 175 eingegeben, und zwar beim Rechenoperationszustand STl6 . Dabei wird sein Ausgang LT zu "0" und zwar beim Rechenoperationszustand STl des neuen Operationszustands. Dementsprechend wird die durch den Addierer 173 erzeugte Summe %. zu ^. und dieser Wert wird der Verriegelungschaltung 176 zugesandt. Da jedoch das Steuerbefehlssignal L3 = "1" nur beim Rechenoperations-

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zustand ST16 an die Verriegelungsschaltung 176 angelegt wird, wird die Summe Z (=£. ) nicht durch die Verriegelungsschaltung 176 verriegelt. Daher hält die Verriegelungsschaltung 176 weiterhin das musikalische Tonsignal G im vorhergehenden Operationszyklus. Daher ist während dieses Zustande STI nur die in das Schieberegister 169 eingegebene Summe log Σ. (⁼ l°9 sin ■=- . u>t) wirksam.

Rechenoperationszustand ST2

Während dieses Zustands wird die durch das Rechenoperationssignal SY2 aus dem

Konstantspeicher 161 ausgelesene Konstante K2 zu —= (siehe Tabelle 2).

Als Konsequenz hiervon multipliziert der Multiplizierer 162 die Winkelfrequenzinformation LO t mit der Konstanten —=— und legt das Produkt —s— . LOt an die Sinus-

funktionstabelle 163 an und erhält damit den Sinusfunktionswert log sin —= . LO\.

Während des Rechenoperationszustands ST2 erzeugt auf der anderen Seite der Befehlspeicher 164 Steuerbefehlsignale Gl = "0", LI = "Γ, G2 = "0", L2 = "0" und L3 = "0" (siehe Tabelle 3) entsprechend dem Rechenoperationszustandsignal SY2. Dementsprechend legt die komplementäre Schaltung 166 den aus der Sinusfunktionstabelle 163 ausgelesenen Wert log sin —s— . Ιύ\ direkt an, ohne das Komplement hinzuzuaddieren. Der Ausgang SR des Schieberegisters 169 entspricht zu diesem Zeitpunkt dem Wert log sin —=— . LO\, der während des Zustands STI dort eingegeben wurde. Dementsprechend wird die durch den Addierer 167 erzeugte Summe log durch folgende Gleichung ausgedruckt:

log!» log sin -J-tft + log sin ^

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; 9 4 5 5 1

Da das Steuerbefehlssignal Ll = "1" zu diesem Zeitpunkt ist, wird über die UND-Schaltung 168 die Summe log ^_ in das Schieberegister 169 eingegeben. Gleichzeitig wird diese Summe auch an den Addierer 170 angelegt, damit sie mit dem Amplituden-Koeffizienten log A addiert werden kann, der durch den Amplituden-Koeffizientenspeicher 165 erzeugt wurde. Da jedoch während des Zustands ST2 der Amplituden-Koeffizientenspeicher 165 keinen Amplituden-Koeffizienten erzeugt, (siehe Tabelle 4) wird die Summe (log ^ + log A) des Addierers 170 zu log Σ. Dieser Wert wird über den log/lin Wandler 171 an die Verriegelungschaltung 176 angelegt, ferner an die komplementäre Schaltung 172 und an den Addierer 173, und zwar in der gleichen Weise wie beim Rechenoperationszustand STl. Da jedoch das Steuerbefehlsignal L3 = "0" ist, wird diese Summe durch die Verriegelungsschaltung 176 nicht verriegelt, so dass diese Schaltung weiterhin das musikalische Tonsignal G in einem Zustand gemäss dem vorherigen Operationszyklus hält. Obwohl das Ausgangssignal Z des Addierers 173 ebenfalls an die UND-Schaltung 174 angelegt wird, wird die Summe Z nicht in das Schieberegister 175 eingegeben und sein Ausgang LD bleibt bei "0", da während des Zustands ST2 das Steuerbefehlsignal L2 = "0" ist. Es wird daher bei diesem Zustand im Schieberegister 169 lediglich die Summe log £i festgehalten. Dies bedeutet, dass im Zustand ST2 log sin

n_ .U>\ +log sin -^- . \£> t (= log sin ~ . φ t sin ^-= .(jD t)

wirksam ist.

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/»9A5518

Rechenoperationszustand ST3

Während dieses Zustands wird die durch das Rechenoperations-Zustandsignal SY3 aus dem Konstantspeicher 161 ausgelesene Konstante K (K3) zu 1/2 (siehe Tabelle 2). Der Multiplizierer 162 multipliziert daher die Winkelfrequenzinformation LUt mit einer Konstanten 1/2 und legt dieses Produkt ~z~ . LO t als Adressensignal an die Sinusfunktionstabelle 163 an. Man erhält daher von dort einen Sinusfunktionswert log sin -ψ . U? t entsprechend dem Produkt -=- . u5t . Im Zustand ST3 erzeugt der Befehlspeicher 164 Steuerbefehlsignale Gl = "1",Ll = ¹¹O", G2 = "0", L2 = "1" und L3 = "0" entsprechend dem Rechenoperationszustandsignal SY3 (siehe Tabelle 3). Damit legt die komplementäre Schaltung 166 ein Komplement zum Sinusfunktionswert log sin -=- . W t an, der aus der Sinusfunktionstabelle 163 erhalten wurde und legt diesen Wert dann an den Addierer 167 an. Zu diesem Zeitpunkt wird dauch das Steuerbefehlsignal Gl = "1" an den Übertragseingang des Addierers 162 angelegt. Damit subtrahiert der Addierer 167 den Sinusfunktionswert log sin -r- . U) t vom Ausgang SR des Schieberegisters 169. In anderen Worten: Es wird im Zustand ST3 durch den Addierer 167 folgende Operation durchgeführt:

log£ = SR - log sin ^««jt

= ( log sin -Q-. «j t + log sin ~ -Wt)- log sin -j'

log si" (4-tüt) · sin (V « tot)

sin -τ-' «3t

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12004 -37- 29Wi8

Diese Summe log ^ wird an den Addierer 170 und die UND-Schaltung 168 angelegt. Die im Addierer 170 befindliche Summe wird zum Amplituden-Koeffizienten AO der Summerwelle hinzuaddiert, der durch den Amplituden-Koeffizientenspeicher 165 erzeugt wurde. Da jedoch das Steuerbefehlsignal Ll = "0" der Summe log ^jT nicht durch die UND-Schaltung 168 hindurchlaufen kann, wird sie nicht in das Schieberegister 169 eingegeben. Die Summe (log Σ. + l°g AO) des Addierers 170, das heisst, die Summerwelle wird durch den log/lin Wandler 171 in eine entsprechende lineare Information A . Σ, (= AO . JC.) umgewandelt, die dann an die komplementäre Schaltung 172 angelegt wird. Da das Steuerbefehl signal G2 = "0" ist, legt zu diesem Zeitpunkt die komplementäre Schaltung 172 die lineare Information A .Σ entsprechend der Summerwelle direkt an den Addierer 173 an ohne dass auch irgend ein Komplement angelegt würde. Da der Ausgang LD des Schieberegisters 175 = "0" ist, ist die durch den Addierer 173 erzeugte Summe Z = AO .JS , was die Summerwelle selbst darstellt. Da das Steuerbefehlsignal L2 = "1" ist, läuft sie bei diesem Rechenoperationszustand ST3 durch die UND-Schaltung 174 hindurch und wird dann in das Schieberegister 175 eingegeben. Da das Steuerbefehlsignal L3 = "0" ist, wird diese Summe von der Verriegelungsschaltung 176 nicht verriegelt, obwohl die Summe Z = AO .JjST ebenfalls an die Verriegelungsschaltung 176 angelegt wird. In diesem Zustand ST3 wird die Summe Z ausgedrückt durch

ZO «= AO sin (τ-«t) · sin (Ψ-i»t)

sin -j

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29A5B18

und diese im Schieberegister 175 stehende Summe bildet die Summerwelle. Genauer In den Zuständen STl bis ST3 wird während eines Operationszyklus eine Summerwelle gebildet, bestehend aus η harmonischen Komponenten entsprechend dem Tonfarben-Auswah!signal TS und der zeitvarianten Adresseninformation T.

Rechenoperationszustand ST4

In diesem Zustand ist die durch das Rechenoperationszustandsignal SY4 aus dem Konstantspeicher 161 ausgelesene Konstante K (K4) eine Konstante Hi₇ die von harmonischer Ordnung ist, welche zur Bildung einer erwünschten modifizierenden Komponente notwendig ist. Der Multiplizierer 162 multipliziert daher die Winkelfrequenzinformation IU t mit der Konstanten Hi, so dass das Produkt Hi . UJt als Adressensignal an die Sinusfunktionstabelle 163 angelegt werden kann. Man kann daher einen Sinusfunktionswert log sin Hi . (Vt entsprechend dem Produkt Hi . UO t aus der Sinusfunktionstabelle 163 auslesen. Im Zustand ST4 erzeugt die Steuerbefehlsvorrichtung 164 Steuerbefehlsignale Gl = ¹¹O", Ll = "0", G2 = "1", L2 = "1" und L3 = ¹¹O" (siehe Tabelle 3) entsprechend dem Rechenoperations-Zustandsignal SY4. Dementsprechend liefert die komplementäre Schaltung 166 den Sinusfunktionswert log sin Hi . u?t, der aus der Sinusfunktionstabelle 163 stammt, direkt an den Addierer 167 ohne irgend ein Komplement hinzuzuaddieren. Im vorhergehenden Zustand ST3 wurde der Ausgang SR des Schieberegisters 169 zu "0" gemacht, wo er auch jetzt noch ist, so dass der Ausgang log JL des Addierers 167 ausgedruckt wird durch

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^'H5518

l°g Σ ⁼ l°9 ^s'ⁿ Hi . um

Dieser Ausgang wird sowohl an die UND-Schaltung 168 als auch an den Addierer 170 gelegt. Da die UND-Schaltung 168 durch das Steuerbefehlsignal Ll gesperrt ist, während der Zustände ST4 bis STl6, wird der Ausgang log J£ der Ordnung nicht in das Schieberegister 169 eingegeben. Im Addierer 170 wird die Summe log zu dem Amplituden-Koeffizienten Ai addiert, der die modifizierende Komponente der Ordnung Hi darstellt und der im Zustand ST4 aus dem Amplituden-Koeffizientenspeicher 165 ausgelesen wurde. Die damit erhaltene Summe (log £ + log A) stellt die modifizierende Komponente der Ordnung Hi dar, die durch folgenden Ausdruck dargestellt werden kann:

log 1+ log A = log sin Hi- w) t + log Ai = log Ai· sin Hi · to t

Die Summe log ^ + log A , die die modifizierende Komponente einer bei Hi gezeigten Ordnung darstellt, wird in eine entsprechende lineare Information umgewandelt, dh. Ai sin Hi . ti* t durch den log/lin Wandler 171 und wird dann an die komplementierende Schaltung 172 angelegt. Da das Steuerbefehlsignal G2 = "1" ist, legt die komplementierende Schaltung 172 ein Komplement zur linearen Information Ai sin Hi . U31 an und legt die komplementierte Information an den Addierer 173 an. Zur gleichen Zeit wird ein Steuerbefehlsignal G2 = "1" an den Übertrag-Eingang des Addierers 173 angelegt. Daher zieht der Addierer 173 die lineare Information A . SZ vom Ausgang LD des Schieberegisters 175 ab. Anders ausgedrückt führt der Addierer 173 im Zustand ST4 die folgende Rechnung durch:

r 0 3 0 0 3 1 / 0 5 5 9

Z - LD - Ai · sin lut Hi »u>t

sin

Es wird daher die modifizierende Komponente der durch Hi gezeigten Ordnung von der Summerwelle abgezogen, und zwar während der Rechenoperationszustände STl bis ST3. Da zu dieser Zeit das Steuerbefehlsignal L2 = "1" ist, wird das Ergebnis der Subtraktion Z über die UND-Schaltung 174 in das Schieberegister 175 eingegeben, Obwohl dieses Ergebnis der Subtraktion Z auch an die Verriegelungsschaltung 176 angelegt wird, wird sie nicht verriegelt, weil das Steuerbefehlssignal L3 = "Ö" ist, so dass die Verriegelungsschaltung 176 das musikalische Tonsignal im vorhergehenden Operationszyklus aufrecht erhält. Es wird daher im Zustand ST4 der Unterschied zwischen der Summerwelle und der modif! zierten Komponente einer durch Hi gezeigten Ordnung zeitweilig im Schieberegister 175 gespeichert.

Rechenoperationszustände ST5 bis STl6

Die Operationen in diesen Zuständen sind ähnlich derjenigen des Zustands ST4. Es werden daher die während der jeweiligen Zustände aus dem Konstantspeicher 161 ausgelesenen Konstanten K (K5 bis K16) - d.h. eine Konstante Hi, die die Ordnung einer gewünschten modifizierenden Komponente darstellt - mit einer Winkelfrequenzinformation Wt im Multiplizierer 162 multipliziert und das sich ergebende Produkt Hi . Cut wird dazu verwendet, die Sinusfunktionstabelle 163 zu adressieren. Man kann dann aus dieser einen Sinusfunktionswert log sin Hi . ait auslesen, der direkt ohne durch die komplementierende Schaltung 166 komplementiert worden zu sein

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an den Addierer 167 angelegt wird, und zwar weil während der Zustände ST4 bis ST15 die Steuerbefehlsignale Gl = "0", Ll = "0", G2 = "1" und L3 = "0" sind. Da während der Zustände ST3 bis ST16 der Ausgang SR des Schieberegisters 169 = "0" ist, ist die Summe log Σ des Addierers 167 = dem Sinusfunktionswert log sin Hi .COt, der in jedem Zustand aus der Sinusfunktionstabelle 163 ausgelesen wird. Die durch den Addierer 167 erzeugte Summe log £., d.h. der Sinusfunktionswert log sin Hi . t*> t wird zum Amplituden-Koeffizienten log Ai, während jedes Zustands im Addierer 170 addiert, so dass folgende Summe entsteht:

log I + log A = log sin Hi-fOt + log Ai = log Ai · sin Hi»uJt

Wenn diese Summe durch den log/lin Wandler 171 in eine lineare Information umgewandelt wird, dann erhält man eine lineare Information A . Σ. nämlich:

A . Σ" = Ai . sin Hi . ü> t

Man erhält damit während jedes Zustands eine modifizierende Komponente. Da das Steuerbefehlsignal G2 = "1" ist, wird während der Zustände ST4 bis ST 16 die modifizierende Komponente durch die komplementierende Schaltung 172 komplementiert, dann an den Addierer 173 angelegt und im Addierer 173 vom Ausgang LD des Schieberegisters 175 abgezogen. Auf diese Art und Weise werden während der jeweiligen Zustände reihenfolgemässig die modifizierenden Komponenten vom Ausgang LD des Schieberegisters 175 abgezogen. Die Ergebnisse dieser Substraktionen sind im Schieberegister 175 bis zum Zustand STl5 eingestellt. Dagegen wird beim Zustand

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ST16 das Ergebnis der Substraktion durch die Verriegelungsschaltung 176 verriegelt, weil das Steuerbefehlsignal L3 = "V ist. Die Ergebnisse der Rechenoperationsschaltung 16 während der Zustände ST4 bis STl 6 werden durch die folgende Gleichung dargestellt. Genauer: m modifizierende Komponenten der durch Hi gezeigten Ordnungen werden der Reihenfolge nach von der Summerwelle abgezogen, die während der Zustände STl bis ST3 berechnet worden ist.

r-Ä. sin (T'iot)' sin (ψ-νΟί) ?■ . . . ^ G-A₀* —— ϊ-i i χ Ax-sxn Hi- «>t

sin —»tut ~-\

Gemäss der obigen Beschreibung hat man 13 Zustände ST4 bis STl6 , welche die modifizierten Komponenten bilden. Es ist jedoch möglich, maximal 13 Arten von modifizierenden Komponenten zu bestimmen. In der obigen Gleichung ist daher bei diesem Ausfuhrungsbeispiel m = 13 das Maximum.

Das durch die Verriegelungsschaltung 176 verriegelte musikalische Tonsignal G entspricht dem Tonfarben-Auswahlsignal TS und entspricht ebenso den augenblicklichen Werten der Winkelfrequenzinformation U>t und der zeitvarianten Adressinformation T. Da die Anzahl der tonerzeugenden Kanäle gleich 16 ist wird der Operationszyklus des tonerzeugenden Kanals mit einer Periode von 16 mal derjenigen des Operationszyklussignals 01 vollendet, während dessen auf Zeitteilungsbasis für jeden Tonerzeugungskanal das musikalische Tonsignal G gebildet wird. Daher zeigen nach einer Periode von 16 01 die durch den Winkelfrequenz-Informationsgenerator erzeugte Winkelfrequenzinformation tut und die durch den zeitvarianten Adressengenerator erzeugte

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zeitvariante Adresseninformation T neue Werte. Auf der Grundlage dieser neuen zeitvarianten Adresseninformation T und der neuen Winkelfrequenzinformation tot wird im Hinblick auf den bestimmten Tonerzeugungskanal eine neue Rechenoperation durchgeführt, wobei für diese neue Zeit ein musikalisches Tonsignal G erzeugt wird. Wenn die zeitvariante Adresseninformation T in diesem Kanal einen bestimmten maximalen Wert erreicht, erzeugt danach der zeitvariante Adressengenerator 160 ein Abfall-Schluss-Signal OF und zwar synchron mit der Kanalzeit. Es werden damit verschiedene Speicher des Tastenzuordners dieses Kanals gelöscht. Indem man den Amplituden-Koeffizienten log A (log AO, log Ai) so auswählt, dass er einem in Fig. 8 gezeigten Perkussionston entspricht, hat die Impulswelle dieses Tonerzeugungskanals die in Fig. llAgezeigte Gestalt, während die modifizierende Komponente die in Fig. HB gezeigte Gestalt hat. Dementsprechend hat das musikalische Tonsignal die in Fig. HC gezeigte Gestalt, das man erhalten hat, indem man die modifizierende Komponente von der Summerwelle abgezogen hat. Die obige Beschreibung bezieht sich auf nur einen Tonerzeugungskanal. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass musikalische Tonsignale G entsprechend den angeschlagenen Tasten auf ähnliche Weise für andere Kanüle gebildet werden können.

Die musikalische Tonsignale G der unterschiedlichen Tonerzeugungskanäle werden dem Klangsystem 18 zugeführt und werden durch den Akkumulator 180 synthetisiert. Das Ergebnis 21G wird durch die Verriegelungschaltung 181 verriegelt. Dies ge-

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2^α45518

schieht zum Zeitpunkt der Erzeugung des Kanalsynchronisationssignals ty 2. Die Resultierende wird dann in ein entsprechendes analoges Musiktonsignal GS umgewandelt, und zwar durch den D/A-Konverter 182. Dies hat zum Ergebnis, dass der Lautsprecher 183 einen musikalischen Ton entsprechend den musikalischen Tonsignalen erzeugt.

Wie oben beschrieben wird mit dem elektronischen Musikinstrument des Ausführungsbeispiels während jeder Kanalzeit von 16 Tonerzeugungskanälen eine Summerwelle mit η Harmonischen erzeugt. Dies geschieht auf der Basis einer Winkelfrequenzinformation IPf und eines Tonfarben-Auswahlsignals entsprechend den Tonlagen der angeschlagenen Taste während der Rechenoperationszustände STl bis ST3, dann während der Zustände ST4 bis STl 6, auf der Basis von m modifizierenden Komponenten der durch Hi angezeigten Ordnungen und versehen mit der Reihenfolge nach abgezogenen bestimmten Amplituden-Koeffizienten Ai auf Zeitteilungsbasis von der Summerwelle. Die Operationen werden wiederholt, so dass musikalische Tonsignale G gebildet werden, die die entsprechenden Tonfarben haben. Aus diesem Grund können musikalische Tonsignale mit vielen Amplituden-Komponenten gebildet werden, obwohl man eine kleinere Anzahl Zeitschlitze benötigt. Es ist in anderen Worten möglich, mit hoher Geschwindigkeit musikalische Tonsignale zu erzeugen, die viele harmonische Komponenten enthalten. Weiterhin: Da man diejenigen harmonischen Komponenten einer Summerwelle, die man unterdrucken will, durch Substraktion der modifizierten Komponenten auf Zeitteilungsbasis erhält, kann man die Anzahl der Unterdrückungen unabhängig davon steuern. Solche Beträge an Unterdrückungen

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können wunschgemäss gesteuert werden, indem man die Speicherinhalte des Amplituden-Informationsspeichers ändert. Als Konsequenz hiervon ist es möglich, irgend einen musikalischen Ton zu erzeugen, der eine Tonfarbe hat und viele harmonische Komponenten ähnlich denjenigen natürlicher musikalischer Instrumente zu erzeugen.

Obwohl beim obigen Ausführungsbeispiel das musikalische Tonsignal gemäss der Gleichung (14) erzeugt worden ist, kann man wunschgemäss auch ein mu&alisches Tonsignal erzeugen, indem man bestimmte harmonische Komponenten im Hinblick auf die Summerwelle betont. Man kann hierzu eine modifizierende Komponente ^- . _. .Ai . sin Hi . U?t zur Gleichung 14 addieren (siehe Gleichung (6)). Weiterhin: Zwar wurde die harmonische Komponente jeder Ordnung auf einen Sinusfunktionswert sin Ü3t entsprechend der Winkelfrequenzinformation (*)t gebildet. Es kann jedoch auch ein Kosinusfunktionswert cos . Ct?t verwendet werden. Es kann daher das musikalische Tonsignal gemäss den Gleichungen (8) und (9) gebildet werden. Wenn es erwünscht ist, musikalische Tonsignale zu erzeugen, die harmonische Komponenten lediglich ungerader Ordnung enthalten, dann werden die Gleichungen (10) und (11) verwendet. Ist es jedoch erwünscht, musikalische Tonsignale mit harmonischen Komponenten zu erzeugen, die lediglich gerade Ordnungen enthalten, dann kann man die Gleichungen (12) und (13) verwenden. Man kann ein musikalisches Tonsignal mit der Gleichung (6) erzeugen, indem man alle Steuerbefehl signale G2 zu"0" macht, die während der Zustände ST4 bis ST16 durch den in Fig. 7 gezeigten Steuersignalspeicher 164 erzeugt werden. Um mit den Gleichungen (8) und (9) musikalische Signale erzeugen zu können, kann man einen Kosinus-Funktionsspeicher hin-

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zufügen, der einen Kosinusfunktionswert cos K .iU> t entsprechend einer Information K . u9 t erzeugt, die als ein Adressensignal verwendet wird. Die Kosinusfunktion wird dann durch ein neues Steuersignal gesteuert, das von dem Befehlspeicher 164 erzeugt wird. Ferner: Um mit den Gleichungen (10) bis (13) ein musikalisches Signal erzeugen zu können, werden die im Konstantspeicher 161 gespeicherten Werte der Konstanten K in geeigneter Weise variiert. Sofern ein musikalisches Signal mit den Gleichungen (12) und (13) erzeugt wird, wird eine zusätzliche Vorrichtung vorgesehen, mit der man die fundamentale Komponente des musikalischen Tonsignals erzeugen kann. Die Rechenoperationsschaltung 16 kann man durch eine Rechenvorrichtung mit ge-r speichertem Programm oder durch einen Microcomputer ersetzen. Mit diesen Computern kann man musikalische Tonsignale beliebiger Tonfarben erzeugen.

Zwar wurde beim obigen Ausfuhrungsbeispiel die Amplitudenumhüllende des erzeugten musikalischen Tones so gestaltet, dass sie einem Perkussionston entspricht. Diese Umhüllende kann jedoch auch so gestaltet werden, dass sie den Umhüllenden kontinuierlicher Betriebsarten, wie Anschlag, Dauerton und Abfall entsprechen, die durch Übliche Generatoren zur Erzeugung von Wellenumhüllenden erzeugt werden. Dabei wird der Inhalt des Amplitudeninformationspeicher ein wenig geändert und es wird auch der Aufbau des Zeitfunktionsgenerators etwas geändert.

Die Erfindung kann auch abgeändert werden. Statt gemäss Gleichung (14) im Hinblick auf Fig. 7 auf Zeitteilungsbasis die Summerkomponente

12 004 - ⁴⁷ -

	sin	η	•cut	sin	sin	(n+l)£0t
V			2	to t	2

und die modifizierende Komponente . , Ai sin Hi mit einer einzigen gemeinsamen Schaltung auszurechnen kann man diese Ausdrücke auch unabhängig voneinander in unterschiedlichen Schaltungen ausrechnen und dann diese Ausdrücke in einem Addierer oder Subtraktor zwecks Berechnung der Gleichung (14) auszurechnen. Hierzu muss die Schaltung nach Fig. 14 ein wenig geändert werden. Man nimmt dann z.B. die Elemente 172, 173, 175 und 176, die in Fig. 4 zur Bestimmung der Summerwelle verwendet wurden, heraus. Man nimmt ferner die Elemente 160, 166, 167, 168, 169 und 176 aus der Schaltung zur Bestimmung der modifizierten Komponenten heraus. Nachdem man diese Komponenten in einem Addierer addiert hat, werden diese Komponenten durch einen Verriegelungsschaltkreis verriegelt, wodurch man ein musikalisches Tonsignal erhält. Die g'sichen Modifikationen können auch bei anderen Gleichungen als der Gleichung (14) verwendet werden.

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Claims

Iι;' 4 Γ) 51 8 PATENTANWALT DIPL.-ING. ULRICH KINKELIN Sindelfingen -auf dem Goldberg- Weimarer Str. 32/34 Telefon 07031/86501 Telex 7265509 rosed 12 004 7. November 1979 Patentansprüche:

1. Elektronisches Musikinstrument, dadurch gekennzeichnet, dass ein Funktionsgenerator vorgesehen ist, der eine Funktion f (x) erzeugt, welche eine Zeitvariable entsprechend der Tonlage einer angeschlagenen Taste unter den Tasten des elektronischen Musikinstruments erzeugt und dass ein digitaler Rechner zur Berechnung einer der nachfolgenden Ausdrücke vorgesehen ist:

_sin nifiüL . _sin

- t sin Hi-f(x),

• f (x) sin ■

_sin nf(x) - _sin

+ cosHi-f(x),

sin

_sin =-«=,_ . cos

in iA

+ sinHi-f(x),

COS

- ± cos Hi-f(x)

..Ix

sin² n-£i:-) + _{sin Hi}._f(x)f

sin fix)

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12004 -2-

2 sin n-f(x) + cos Hi'f(x), sin f(x)

cos n-f(x) · sin n'f(x) + sin f(x)

sin Hi* f(χ),

cos n-f(x) · sin n-f(x) ₊ cosHi.f(x), sin f(x)

_± _sinHi._f(x) sin f(x)

^sin ⁿ'^fM · si" (n+D-f(x) + _cos „χ·f(χ)

sin f(x)

+ _{sin Hi}._{£(x) # and} sin f(x)

sin n-f(x) · cos (n+l)-f(x) + _coeHi._f(x) sin f(x)

worin η die Anzahl der harmonischen Komponenten einer Summerwelle dar stellt, wobei Hi die Ordnung jeder harmonischen Komponenten zur modifizierung der Summerwelle darstellt, wobei m die Anzahl der modifizierenden harmonischen Komponenten darstellt und 1 = m JL η und dass ein digital/ analog Konverter vorgesehen ist, mit dem der Ausgang des Rechners in ein entsprechendes analoges musikalisches Tonsignal umwandelbar ist.

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004 -3- V°/»^ri518'

2. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion

f (x) eine Winkelfrequenzinformation u>t entsprechend einer Tonlage der angeschlagenen Taste enthält.

3. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion

f (x) eine Winkelfrequenzinformation 2 uit entsprechend einer Tonlage der angeschlagenen Taste enthält.

4. Musikinstrument nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Funktionsgenerator einen Frequenzzahlspeicher umfasst, der in seinen Adressen Frequenzzahlen entsprechend den Tonlagen der Tasten speichert und eine Frequenzzahl entsprechend der Tonlage der angeschlagenen Taste erzeugt, wenn er durch eine Tasteninformation entsprechend der angeschlagenen Taste adressiert wird und dass ein Akkumulator vorgesehen ist, der mit einer bestimmten Geschwindigkeit eine Frequenzzahl akkumuliert, die aus dem Frequenzzahlspeicher ausgelesen wurde, zwecks Erzeugung eines akkumulierten Werts als Winkelfrequenzinformation tVt oder 2 tut.

5. Elektronisches Musikinstrument mit einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Summerwellensignals, das aus einer Grundwellen-Komponente und einer Vielzahl harmonischer Komponenten unterschiedlicher Ordnungen besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten des Summerwellensignals

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gleiche Amplituden haben und eine flache Spektral verteilung aufweisen, dass eine Modifizierungsvorrichtung zur Modifizierung derjeniger Signale vorgesehen ist, deren jeweilige Frequenzen gleich denjenigen sind, die den ausgewählten harmonischen Komponenten entsprechen, dass eine Steuervorrichtung zur Steuerung des Summerwellensignals gemöss den modifizierenden Signalen vorgesehen ist, zwecks Modifizierung des Summerwellensignals im Hinblick auf die Amplituden der harmonischen Komponenten entsprechend den modifizierenden Signalen und dass Empfangsvorrichtungen zum Empfang des modifizierenden Summerwellensignals zwecks Erzeugung eines musikalischen Tonsignals vorgesehen sind.

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ORIGINAL INSPECTED