DE3032025A1 - Signalverlauf-synthesizer - Google Patents

Description

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Beschre Jbunq:

Die Erfindung bezieht sich auf einen Signalverlauf-Synthesierer entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Fig. 1 der anliegenden Zeichnungen zeigt ein Blockschaltbild eines bekannten elektronischen Musikinstruments zur Erzeugung eines zusammengesetzten Signalverlaufs durch Addition von Teilwellen. Dieses Instrument ist im einzelnen in der US-PS 3 854 365 beschrieben. Bei dem Instrument der Fig. 1 werden Spitzenwerte jeder Ordnung von harmonischen Wellen bzw. jeder Teilwelle aus einem ROM als digitales Signal durch entsprechende Abtastfrequenzen ausgelesen, und die so ausgelesenen Daten· einer Frequenzoperation unterworfen. Das durch diese Frequenzoperation erhaltene Ausgangssignal wird mit Tonspektrum-, Zeitspektrum-, Hüllkurven-, Lautstärken- u.dgl. digitalen Daten der Reihe nach multipliziert, und das sich ergebende Ausgangssignal wird in ein analoges Signal umgewandelt, das durch ein Filter am Ausgang erhalten wird.

Wenn jedoch die Spitzenwerte jeder Teilwelle durch die gleichen Operationsfrequenzen wie oben erwähnt bearbeitet werden, müssen die Spitzenwerte der Teilwellen in einem Speicher einzeln gespeichert werden, so daß die Kapazität der Speicher sehr groß und auch die Anzahl der Operationen erhöht wird. Insbesondere ist es bei einem polyphonen Instrument notwendig, einen Speicher für jeden Ton und auch Operationskreise für mehrere parallele Töne vorzusehen. Der Aufbau ist daher sehr kompliziert.

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Ein weiteres bekanntes Instrument ist in der US-PS 3 515 792 beschrieben. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Signalverlauf-Synthesierer zu schaffen, bei dem die Ausgabe jeder Teilwelle wie der harmonischen und subharmonischen Komponente jeder Ordnung, einer nicht harmonischen Komponente, einer Rauschkomponente o.dgl. durch Ausgangs- bzw. Operationsfrequenzen entsprechend dem oder höher als die Abtastfrequenzen durchgeführt wird, die für jede Teilwelle erforderlich sind, um die Speicherkapazität und die Anzahl von Operationen verringern sowie den Aufbau vereinfachen und Operationstaktimpulskomponenten zuverlässig beseitigen zu können.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 und/oder 2 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die Erfindung wird somit ein Signalverlauf-Synthesierer zur Erzeugung eines bestimmten zusammengesetzten Signalverlaufs durch Addition von Teilwellen geschaffen, bei dem Spitzenwerte jeder Teilwelle mit Ausgangsfrequenzen entsprechend den oder höher als die Abtastfrequenzen ausgelesen werden, die für jede Teilwelle erforderlich sind, um akkumulierte digitale Ausgangssignale zu erzeugen, die in analoge Signale umgewandelt und Tiefpaßfilter zugeführt werden," von denen jedes eine Grenzfrequenz entsprechend jeder der Ausgangsfrequenzen hat, um die Taktimpulskomponenten zu entfernen, und die Ausgangssignale der Tiefpaßfilter in einem Analgaddierer addiert werden, um einen zusammen-

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gesetzten Signalverlauf zu erhalten.

Der Synthesierer hat einen elektronischen Speicher, in dem die Zeiten über einen vollständigen Zyklus gespeichert werden, wenn Signale entsprechend der Grundwelle, harmonischen, subharmonischen und Rauschkomponenten zur Bildung eines Ausgangssignalgemischs ausgegeben, werden soll. Ein digitaler Rechner mit einer Rückkopplungsschleife erzeugt Adressen bzw. Daten, die den Spitzenwerten jeder Sinuswelle, den Rauschkomponenten, der Lautstärke, der Hüllkurvenform und Tonamplituden zugeordnet sind. Alle diese Amplitudeninformationen haben logarithmische Form und wenn der Zeitpunkt der Ausgabe eines TeilsignaHs entsprechend z. B. einer gewählten Harmonischen erreicht wird, werden die richtigen Spitzenwerte der Sinuswelle, Hüllkurve, der Lautstärke und des Tons, alle in logarithmischer Form, in einem Akkumulator addiert. Die akkumulierten Ausgangssignale laufen über einen Numerus-Kreis, der eine digitale, nicht logarithmische, zusammengesetzte Teilwelle erzeugt, die über einen D/A-Wandler, eine Bank von Tiefpaßfiltern und schließlich einen Analogaddierer zur! Erzeugung des sich ergebenden Tonsignalgemischs geleitet wird.

Bei der Erzeugung des zusammengesetzten Signalverlaufs werden die Zeiten innerhalb eines gewählten Zyklus digital gespeichert, innerhal derer eine gewählte Grundfrequenz, ihre Harmonischen und Unterharmonischen ausgelöst werden sollen, eine charakteristische Information des zusammengesetzten Signalverlaufs wie Hüllkurvenform, Lautstärke, Ton und Spitzenwerte eines gewählten Signalverlaufs wie eine Sinuswelle über eine

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Periode digital gespeichert, die gespeicherte Zeitdaten mit einer gewählten Geschwindigkeit und für jedes Datenelement periodisch wiederholt werden, das eine bestimmte Art von Signalverlauf wie eine Grundwelle oder eine gewählte Harmonische oder Subharmonische bestimmt, ein digitales Signal entsprechend der Amplitude auf der Grundlage der gespeicherten charakteristischen Information und der zuvor in dem gleichen Zyklus berechneten digitalen Vierte gebildet wird, und die digitalen Signale in ein analoges Tonsignalgemisch umgewandelt werden. Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 2-26 beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Fig. 2-5 Diagramme zur Erläuterung des Operationsprinzip des Synthesizers,

Fig. 6-8 Schaltbilder eines Beispiels des

Synthesierers in Form tines polyphonen elektrischen Musikinstruments,

Fig. 9 ein Schaltbild eines praktischen Beispiels eines Ein/Aus-Detektors des Synthesierers,

Fig. 10 ein Schaltbild eines Beispiels eines

Ruckstellimpulsgenerabors des Synthesierers,

Fig. 11 ein Schaltbild eines Hüllkurvenaddierers des Synthesierers,

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Fig. 12 - 15 Tabellen, aus denen die Kontakte

bestimmter Speicher des Synthesierers hervorgehen, und

Fig. 16-26 Darstellungen sur Erläuterung der Operationen des Synthesierers.

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Die Figuren 2-26 zeigen ein Beispiel des Wellenform-Signalverlauf synthesierers, der darauf beruht, daß in logischen Kreisen über eine bestimmte Zykluszeit die Zeiten gespeichert werden, wenn eine bestimmte Grundwelle, ihre harmonischen und zugehöriges Rauschen ausgegeben werden sollten, um die Abtastanforderungen zu erfüllen. Bei jeder Operationszeit wird die Amplitude der auszugebenden Teilwelle berechnet.

Die ausgegebene digitale Teilwelle wird in analoge Signale umgewandelt, läuft über Tiefpaßfilter, um die nicht tonfrequenten Hochfrequenzkomponenten zu beseitigen, und werden dann zur Bildung eines synthesierten Ausgangssignals addiert.

Fig. 2 zeigt einen ausgewählten Zyklus von 6,4 msek, der verwendet wird, um eine 200 Hz Grundwelle und 20 höherfrequente harmonische zu erzeugen. Die ersten drei Reihen der Fig. 2 zeigen die Phasenwinkel als Funktion der Zeit für die Grundwelle und die erste und zweite Harmonische. Die unteren drei Reihen zeigen die Unterteilung eines Zyklus in schrittweise Operationszeiten. Am höchsten Pegel ist jeder Zyklus in acht Gruppen unterteil. Jede Gruppe ist in sechzehn Reihenzeiten unterteilt. Jede Reihenzeit ist in acht Tastenzeiten unterteilt. Jede Tastenzeit ist in acht Spaltenzeiten unterteilt. Jede Spaltenzeit ist die Grundoperationszeit, in der eine gewählte Teilwelle berechnet wird.

Die Anordnung der Fig. 2 kann zum Aufbau eines polyphonen Instruments verwendet werden, bei dem bis zu acht Tasten

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von 63 gleichzeitig gedrückt werden können.

Wie Fig. 2 zeigt, wird zuerst eine Spaltenzeit entsprechend der Grundoperationszeit betrachtet. Z. B. werden 8 Spaltenzeiten von 0-7 zur Bildung einer Tastenzeit kombiniert. In gleicher Weise werden z. B. 8 Tastenzeit 0 - 7 zu einer Reihenzeit kombiniert, und 16 Reihenzeiten 0-15 zur Bildung einer Gruppenzeit. In gleicher Weise werden z. B. 8 Gruppenzeiten 0-7 zur Bildung einer Zykluszeit kombiniert.

Z. B. kann für jede der obigen Zeiten folgendes angenommen werden:

Spaltenzeit

(Grundoperationszeit, die Operationsperiode oder

die Ausgangsfrequenz): 0.78125 ,usek.

Tastenzeit 6.25 ,usek.

Reihenzeit ■ 50 ,usek.

Gruppenzeit 0,8 msek.

Zykluszeit 6.4 msek.

Fig. .3 zeigt eine Matrixzeittabelle, aus der die 8 Gruppenzeiten der Fig. 2 zusammen mit den 8 Tastenzeiten der Fig. 2 hervorgehen. Der Schnittpunkt einer Gruppenzeit und einer Tastenzeit in Fig. 3 erfordert die Spezifizierung einer Reihen- und Spaltenzeit zur genauen Bestimmung, wo sich das Instrument in dem 6,4 mseck.-Zyklus befindet.

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Die Fig. 4 und 5 zeigen zwei Beispiele von Reihen- und Spaltenzeiten. Fig. 4 ist eine Tabelle, die an jedem Schnittpunkt einer Gruppen- und Tastenzeit der Fig. 3 verwendet wird, um die Zeiten in einem Zyklus zu bestimmen, wenn die Teilwellen für eine Taste mit einer Grundwelle von 200 Hz, ihre zugehörigen Harmonischen bzw. Unterharmonischen oder Rauschen gebildet werden sollen. Fig. 5 ist eine entsprechende Tabelle für eine Taste mit einer 800 Hz-Grundwelle.

In den Tabellen 4 und 5 sind die folgenden Symbole verwendet:

S: Sinuswelle

dabei ist S/l die erste Harmonische

(Grundwelle) S/2 zweite Harmonische

(manchmal als erste Harmonische bezeichnet)

S/— zweite Subharmonische S/— dritte Subharmonische

S/O nichtharmonische Komponente unter 0,55 kHz

S/Δ nichtharmonische Komponente unter 1,1 kHz

N: Rauschen unter 1,1 kHz

E: Hüllkurve

V: Spannung (Tastenbetätigungsstärke, Lautstärke),

T: Zeitablauf vom Moment einer Tastenbetätigung,

P: Zeitspektrum (Änderung·.der Intensität des Spektrums jeder Teilwelle entsprechend dem Zeitablauf)

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Dies bedeutet, daß die Operationen von 4 Elementen anders als den Teilwellen, d*.h. die Hüllkurve E, die Spannung V, der Zeitablauf T und das Zeitspektrum P, der gleichen Zeit der 16-Reihen- und 8-Spaltenmatrixzeittabelle bezüglich irgendeiner Taste zugeordnet sind. Die Operation jeder Teil welle ist so zugeordnet, daß sie eine Operation bzw. Ausgangsfrequenz höher als die Abtastfrequenz hat, die von dieser Teilwelle bezüglich jeder Taste gefordert wird. Wenn z. B. die Taste eine Grundfrequenz von 200 Hz hat, wie in Fig. 4, ist die Operation der ersten Harmonischen nur einer Zeit der Spalte 0 und der Reihe 6 zugeordnet. Die Operation der zweiten Harmonischen nur einer Zeit der Spalte 0 und der Reihe 14, und die Operation der dritten Harmonischen nur einer Zeit der Spallte 0 und der Reihe 0 und einer Zeit der Spalte 0 und der Reihe 8. Somit werden die höherfrequenten Komponenten mit einer höheren Geschwindigkeit als die niedrigerfrequenten Komponenten ausgegeben.

Da die Reihenzeit zu 50 /Usek. angenommen wird, kann die Operationsfrequenz zu maximal 20 kHz gewählt, und Harmonische bis zu etwa 8 kHz können wiedergegeben werden. In den Fig. 3-5 bezeichnet MSB ein höchstwertiges Bit und LSB ein niedrigstwertiges Bit.

Die Fig. 6 -8 zeigen ein Beispiel eines Synthesierers. Das beispielsweise Instrument ist als ein polyphones elektronisches Musikinstrument mit insgesamt 63 Tasten aufgebaut, bei dem bis zu 8 Tasten gleichzeitig gedrückt werden können. Die Funktion jedes Elements wird nun

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im folgenden im einzelnen erläutert.

In Fig. 6 erzeugt ein Taktimpulsgenerator einen Taktimpuls auf einer Leitung 15, dessen Periode kürzer als die Spaltenzeit der Fig. 2 ist, die die Grundoperationszeit ist. Die Taktimpulse auf der Leitung 15 des Generators 10 werden dem Zeitsteuerimpulsgenerator zugeführt. Der Generator 20 teilt die Frequenz der Taktimpulse auf der Leitung 15, um einen Taktimpuls auf einer Leitung 25 zu erzeugen, dessen Periode die gleiche wie die Spaltenzeit (Grundoperationszeit) ist, einen Schaltimpuls LP, Schreibimpulse WP, zusätzliche Schreibimpulse Dl, D2 und Addierimpulse Al bis A5 in dieser Spaltenzeit.

Die Taktimpulse auf der Leitung 25 des Zeitsteuerimpulsgenerators 20 werden einem Spaltenzählers 30 zugeführt. Der Spaltenzählers 30 erzeugt in binäres 3-Bit-Ausgangssignal Cl zur Unterscheidung der Spalten 0 - 7 in einer Tastenzeit. Das höchstwertige Bit des Ausgangssignals Cl des Spaltenzählers 30, d. h. der Impuls mit einer Periode gleich der Tastenzeit, wird von einer Leitung 35 einem Tastenzähler 40 zugeführt. Der Tastenzähler 40 erzeugt ein binäres 3-Bit-Ausgangssignal C2 zur Unterscheidung der Zeiten der Tasten 0-7 in einer Reihenzeit (bis zu 8 Tasten können gleichzeitig gedrückt werden). In ähnlicher Weise wird das höchstwertige Bit des Ausgangssignals C2 des Tastenzählers 40, d. h., der Impuls mit einer Periode gleich der Reihenzeit, von einer Leitung 45 einem Reihenzähler 50 zugeführt. Der Reihenzähler 50 erzeugt ein binäres 4-Bit-Ausgangssignal C3 zur Unterscheidung der Zeiten der Reihen

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O - 15 in einer Gruppenzeit. Außerdem wird das höchstwertige Bit des Ausgangssignals C3 des Reihenzählers 50, d. h. der Impuls mit einer Periode gleich der Gruppenzeit von einer Leitung 55 einem Gruppenzähler 60 zugeführt. Der Gruppenzähler 60 erzeugt ein binäres 3-Bit-Ausgangssignal C4 zur Unterscheidung der Zeiten der Gruppen 0 - 7 in einer Zykluszeit.

Ein Ein/Aus-Detektor 70 ist vorgesehen, der z. B. 63 Schalter entsprechend den manuell betätigbaren 63 Tasten hat. Das Ausgangssignal C2 des Tastenzählers 40 und das Ausgangssignal Cl des Spaltenzählers 30 werden jeweils dem Ein/Aus-Detektor 70 zugeführt, um die 63 Tasten im Zeitmultiplexverfahren abzutasten und ein Signal ¹On" und ein Signal "off" zu erzeugen, die angeben, ob eine abgetastete Taste zu Zeiten entsprechend den Zeiten berührt wurde oder nicht, die von den Ausgangssignalen C2 und Cl im Zeitmultiplexverfahren unterschieden werden.

Das Signal "on" und das Signal "off" des Ein/Aus-Detektors 70 werden einem Austauschkreis 80 zusammen mit dem Ausgangssignal C2 des Tastenzählers 40 und dem Ausgangssignal Cl des Spaltenzählers 30 zugeführt, um ein vertauschtes ON-Signal "no" und OFF-Signal "fo" zu erzeugen. Die Signale "no" und "fo" geben an, wie oft die Tasten berührt wurden und ordnen jeder solchen Taste einen Schlitz in den Tastenzeiten jeder Taste 0-7 einzeln der Reihenfolge nach zu. Der Austauschkreis erzeugt ein 6-Bit-Tastenadressensignal KA, das angibt, welche der 63 Tasten die zugeordnete Taste in einer speziellen zugeordneten Tastenzeit ist. Da bis zu 8 Tasten gleichzeitig gedrückt werden können, können die gedrückten Tasten die verfügbaren 8 Tastenzeiten füllen.

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Die später näher erläuterte Pig. 20 zeigt die Beziehung zwischen den Tastenzeiten, den gedrückten Tasten und den vom Austauschkreis 80 erzeugten Signalen.

Das Tastenadressignal KA des Austauschkreises 80 wird einanMatrixdekoder 90 zusammen mit dem Ausgangssignal C3 des Reihenzählers 50 und dem Ausgangssignal Cl des Spaltenzählers 30 zugeführt, um ein 3-Bit-Ausgangssignal auf einer Gruppe von Leitungen 95 zu erzeugen, das angibt, welche der 6 Operationen Sinuswelle, Rauschen, Hüllkurve, Spannung bzw. Lautstärke, Zeitablauf und Zeitspektrum entsprechend der berührten Taste zu einer Zeit jeder Reihe und jeder Spalte der 16-Reihen- und 8-Spalten-Matrixzeittabelle in einer der berührten Taste zugeordneten Tastenzeit durchgeführt wird. Der Matrixdekoder 90 erzeugt auch ein paralleles 5-Bit-Ausgangssignal MA, das angibt, welche von maximal 32 Operationen wie Bildung eines Elements einer ersten, zweiten Harmonischen, von Subharmonischen.., von Rauschen, der Hüllkurve, der Spannung, des Zeitablaufs und des Zeitspektrums durchgeführt werden soll.

Der Matrixdekoder 90 speichert damit die Information entsprechend der Fig. 4 oder 5 für jede der 63 verfügbaren Tasten. Der größte Teil der übrigen zu erläuternden Schaltung dient dem Zweck der Berechnung der Amplitude der gewählten Art der auszugebenden Teilwelle in einer gewählten Spaltenzeit.

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Das 3-Bit-Ausgangssignal 95 des Matrixdekoders 90 für eine der 6 Operationen wird einem Einschaltdekoder 100 zugeführt, wo es dekodiert wird, um ein 8-Bit-Ausgangssignal XM, XE₁ XV, XT, XS, XN, XW und XP zur Steuerung der Operation jeder Art von Elementenberechnung zu erzeugen. Fig. 16 zeigt die Pegel der obigen 8 Ausgangssignale, wobei XM einen hohen Pegel "H" bei den jeweiligen Operationszeiten der Hüllkurve E der Spannung bzw. Lautstärke V, des Zeitablaufs T, der Sinuswelle S und des Rauschens N und einen niedrigen Pegel "L" zu der Operationszeit des Zeitspektrums P hat. In ähnlicher Weise hat das Ausgangssignal XE nur bei der Operationszeit der Hüllkurve E, das Ausgangssignal XV nur bei der Operationszeit der Spannung V, das Ausgangssignal XT nur bei der Operationszeit des Zeitablaufs T, das Ausgangssignal XS, nur bei der Operationszeit der Sinuswelle S, das Ausgangssignal XN nur bei der Operationszeit des Rauschens N, das Ausgangssignal XW nur bei den Operationszeiten der Sinuswelle S und des Rauschens N und das Ausgangssignal XP nur bei der Operationszeit des Zeitspektrums P den hohen Pegel H. Zu den Zeiten der Reihen 0-15 und der Spalte 0 in einer Tastenzeit, die der Operation einer Taste zugeordnet ist, deren Grundfrequenz z. B. 200 Hz ist, haben daher die Ausgangssignale XM, XE, XV, XT, XS, XN, XW und XP die Pegel in Fig. 17.

In Fig. 7 führt ein RAM 110 zyklisch die Berechnungsoperationen der jeweiligen Arten von Elementen mit Ausnahme des Zeitspektrums durch. Der RAM 110 hat 63 Blöcke für die Operation von 63 Tasten. Jeder Block

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hat 32 Wörter. Die jeweiligen Wörter sind Operation der maximal 32 Elemente mit Ausnahme des Zeitspektrums zugeordnet. Jedes Wort besteht aus 16 Bits. Z. B. ist der Block entsprechend der Taste mit einer Grundfrequenz von 200 Hz wie in Fig. 12 zugeordnet. Daher wird das Tastenadressensignal KA des Austauschkreises 80 auf den Speicher 110 als das Adressensignal der Blöcke gegeben, und das Ausgangssignal MA des Matrixdekoders 90 wird diesem als das Adressensignal der Wörter zugeführt.

Das 3-Bit-Ausgangssignal C4 des Gruppenzählers 60 wird mit zwei Bits des Ausgangssignals C3 des Reihenzählers 50 mit Ausnahme seines höchst- und seines niedrigstwertigen Bits zur Bildung eines 5-Bit-Signals MB kombiniert. Das Signal MB wird einem Schalter 120 an seinem Anschluß B zugeführt, während das Ausgangssignal MA des Matrixdekoders 9 seinem Anschluß A zugeführt wird.

Der Schalter 120 erhält auch das Ausgangssignal XM des Einschaltdekoders 100, um so geschaltet zu werden, daß das Signal MB oder MA abgegeben wird. Das Signal MB, das aus dem Ausgangssignal C4 des Gruppenzählers 60 als seine oberen 3 Bits und 2 Bits des Ausgangssignals C3 des Reihenzählers 50 mit Ausnahme seines höchst- und niedrigstwertigen Bits als seinen unteren zwei Bits gebildet, wie Fig. 18 zeigt, und dient daher dazu, insgesamt 32 Zeiten der Reihen 9, 11, 13 und 15 bei jeder Gruppe 0 - 7 zu unterscheiden, in der die Operation des Zeitspektrums durchgeführt werden soll.

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Ein Zeitspektrum-RAM 130 ist zur Durchführung der Operation des Zeitspektrums vorgesehen. Der RAM hat 63 Blöcke für die Operationen der 63 Tasten. Jeder Block hat 32 Wörter, und die jeweiligen Wörter sind den Operationen des Zeitspektrums für die Sinuswelle und das Rauschen zugeordnet. Jedes Wort wird aus 10 Bits gebildet. Z. B. ist der Block entsprechend der Taste mit einer Grundfrequenz von 200 Hz wie in Fig. 14 zugeordnet. Das Tastenadressensignal KA des Austauschkreises 80 wird daher dem Speicher 130 als das Adressensignal der Blöcke und das Ausgangssignal des Schalters 120 als das Adressensignal der Wörter zugeführt.

Ein Ruckstellimpulsgenerator 140 erhält z. B. das Aus-Signal PO des Austauschkreises 80 zur Erzeugung eines Rucksteilimpulses zum Löschen des Inhalts aller Wörter eines Blocks entsprechend einer betätigten Taste des Speichers 110. Ein praktisches Beispiel in Fig. 10 dieses Ruckstellimpulsgenerators 140 wird später beschrieben.

Es werden nun Einheitsdaten für Operationselemente außer der Hüllkurve und dem Zeitspektrum, und Bandunterscheidungssignale, die zu den jeweiligen Sinuskomponenten und dem Rauschen gehören, von einem Hauptdaten-ROM 150 erzeugt, der mit 63 Blöcken entsprechend 63 Tasten versehen ist. Jeder Block hat 32 Wörter, und die jeweiligen Wörter haben Einheitsdaten in logarithmischer Form für die Operationen der Sinuskomponenten, des Rauschens, der Spannung und des Zeitablaufes, und Bandunterscheidungssignale, die sich auf die jeweiligen Sinuskomponenten und das Rauschen beziehen, gespeichert. Bezüglich jeder Sinuskomponente

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und des Rauschens entsprechen die Einheitsdaten einem Phasenwinkel der Operationsperiode, der wie folgt aus gedrückt wird:

OperationsPeriode

Periode der Welle selbst

Da die Operationsperiode dabei kleiner als 1/2 der Periode der Welle selbst gewählt wird, überschreitet sie meistens 180 nicht. Bezüglich der ersten Harmonischen in der Taste mit einer Grundfrequenz von z. B. 200 Hz beträgt die Periode der obigen Welle selbst 5 msek, und wie sich aus den Fig. 2 und 4 ergibt, wird eine Operation während einer Gruppenzeit von 0,8 msek, d. h. , der Operationsperiode von 0,8 msek durchgeführt, so daß

360° χ = 57,6° im wesentlichen erhalten wird. 5 msek. '

Die Einheitsdaten werden als ein digitales 13-Bit-Signal gebildet. Das Bandunterscheidungssignal ist so ausgebildet, daß es z. B. eines von 5 getrennten Bändern unterscheidet. Jedes Band entspricht der Frequenz der Welle selbst bzw. der Ausgangs- bzw. Operationsfrequenz jeder Sinuskomponente bzw. des Rauschens und wird als digitales 3-Bit-Signal gebildet. Die obige Beziehung ist in Fig. 19 gezeigt, in der die erste Harmonische der Taste mit der Grundfrequenz von 200 Hz eine Eigenfrequenz von 200 Hz und eine Ausgangs- bzw. Operationsfrequenz von 1,25 kHz hat, so daß das Bandunterscheidungssignal "000" ist. Der Block entsprechend der Taste mit der Grundfrequenz von 200 Hz wird darin zusammen mit den Einheitsdaten und den Bandunterscheidungssignalen wie in Fig. 13 gespeichert. Das Tastenadressensignal KA des Austauschkreises 80 wird dem Speicher 150 als Adressensignal der Blöcke und das Ausgangssignal MA des Matrixdekoders 90 wird diesem als das Adressensignal der Wörter zugeführt.

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Ein Hüllkurvenadditionskreis 160 ist vorgesehen, dem ein 8-Bit-Sigrial, das die jeweilige Hüllkurvenamplitude im Zeitmultiplexverfahren angibt, von einem Hüllkurven-RAM 320, der später beschrieben wird, zugeführt wird, um ein Signal EZ zu erzeugen, das im Zeitmultiplexverfahren angibt, ob die Hüllkurve jeder Taste 0 ist oder nicht, oder ob der Ton jeder Taste abgegeben wird oder nicht, sowie ein Signal EU, das im Zeitmultiplexverfahren angibt, ob die Hüllkurve ansteigt oder abfällt. Ein Beispiel des Hullkurvenadditionskreises 160 wird später beschrieben.

Ein Hüllkurvendaten-ROM 170 erzeugt Steigungsdaten der Hüllkurve. Der Speicher 170 enthält 1048 Wörter, und verschiedene Steigungsdaten sind in den jeweiligen Wörtern gespeichert. Die Ausgangsdaten des R0J4 170 in logarithmischer Form werden als digitales 8-Bit-Signal gebildet. Hierzu werden ein 4-Bit-Wählsignal, das von einem Instrumentenwählschalter erzeugt wird, das Tastenadressensignal KA der oberen 3 Bits des Umschaltkreises 80, d. h., ein Signal, das eine Gruppe angibt, zu der die berührte Taste gehört, wenn 83 Tasten zu 8 Gruppen geordnet sind, das Signal des Speichers 320 mit "nur den oberen 3 Bits, und das Signal EU des Hullkurvenadditionskreises 160 diesem Speicher 170 als Adressensignale zur Erzeugung der Steigungsdaten zugeführt.

Ein Zeitspektrumdekoder 180 in Form eines ROM dient dazu, die Einheitsdaten für die Zeitspektrumoperation relativ zu den jeweiligen Sinuskomponenten und dem Rauschen zu bezeichnen. Der Dekoder 180 wird von einem 4-Bit-Instrumentenwählsignal, das von dem Instrumentenwählabschnitt erzeugt wird, dem Tastenadressensignal KA nur mit den oberen 3 Bits und einem 8-Bit-Signal, das den Zeitablauf eines Zeitzähl-

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ROM 200 angibt, der später beschrieben wird, und ein 7-Bit-Ausgangssignal 185 zur Bezeichnung der Daten-erzeugt, adressiert.

Das obige 7-Bit-Ausgangssignal 185 wird als Adressensignal auf einem Zeitspektrumdaten-ROM 190 gegeben, um Einheitsdaten für die Zeitspektrumoperation für die jeweiligen Sinuskomponenten und das Rauschen abzugeben. Der Speicher 190 hat 128 Blöcke für die 128 Arten von Daten, und jeder Block besteht aus 32 Wörtern. Wie Fig. 15 zeigt, werden die jeweiligen Wörter darin zusammen mit den Einheitsdaten entsprechend den jeweiligen Sinuskomponenten und dem Rauschen gespeichert. Die Daten in logarithmischer Form werden als digitales 8-Bit-Signal gebildet. Das Ausgangssignal 185 des Dekoders 180 wird auf den Speicher 190 als Adressensignal der Blöcke, und das Signal MB wird diesem als Adressensignal der Wörter zugeführt.

Der Speicher 200 wird zur vorübergehenden Speicherung der Operationsdaten des Zeitablaufs unter den Operationsdatenausgangssignalen des Speichers 110 verwendet. Hierzu hat der Speicher 200 360 Wörter zur Speicherung der Operations daten der 63 Tasten, und jedes Wort besteht aus 8 Bits. Das Tastenadressensignal des Austauschkreises 80 wird dem Speicher 200 als das Adressensignal der Wörter zugeführt.

Ein Schaltkreis 210, ein digitaler Addierer 220, Dämpfungsglieder 230 und 240 und ein Zeitzähldekoder 250 werden später unter Bezugnahme auf die Arbeitsweise beschrieben.

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Wie Pig. 8 zeigt, hat ein Sinuswellen- ROM 300 256 Wörter zur Erzeugung von Spitzenwertdaten bei einer abgetasteten Sinuswelle. Diese '256 Wörter können Spitzenwertdaten an 256 Abtaststellen in einer Periode einer Sinuswelle speichern. Hierzu wird, wie Fig. 22 zeigt, eine Sinuswelle, einer bestimmten Vorspannung überlagert, in logarithmische Form umgewandelt, die abgetastet und als digitales 8-Bit-Signal .gespeichert wird.

In gleicher vtfeise hat ein Rausch-ROM 310 1024 Wörter, um abgetastete Daten von Rauschspitzenwerten zu erzeugen. Diese Wörter können Daten von Spitzenwerten an 1024 Abtaststeilen innerhalb einer Rauschperiode speichern. Dabei wird in ähnlicher Weise ein einer bestimmten Vorspannung überlagertes Rauschen in logarithmische Form umgewandelt, die abgetastet und als digitales 8-Bit-Signal gespeichert wird.

Ein Hüllkurven-RAM 320 ist ein Pufferspeicher zur Zwischenspeicherung der Hüllkurvenoperationsdaten unter den Operationsdatenausgangssignalen des Speichers 110. Der Speicher 320 hat 63 Wörter zur Speicherung der Operationsdaten der 63 Tasten in logarithmischer Form, wobei jedes Wort aus 8 Bits besteht. Das Tastenadressensignal KA wird dem Speicher 320 als das Adressensignal der Wörter zugeführt.

Ein Spannungs- bzw. Lautstärken-RAM 330 ist ebenfalls ein Pufferspeicher zur Zwischenspeicherung der Spannungsoperationsdaten unter den Operationsdatenausgangssignalen des Speichers 110 in logarithmischer Form. Der Speicher

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hat 63 Wörter zur Speicherung der Operationsdaten von 63 Tasten, wobei jedes Wort aus 8 Bits besteht. Das Tastenadressensignal KA wird auch im Speicher als Adressensignal der Wörter zugeführt.

Ein Spannungs- bzw. Lautstärkenzählsteuerkreis 340 für den Schreib impuls VJP vom Impulsgenerator 20 dem Speicher 330 als Zählimpuls während der Spannungsoperationszeit zu einer der Taste zugeordneten Tastenzeit zu. Die Spannungs- bzw. Lautsatkrenoperationszeit ist die Zeit zwischen dem Zeitpunkt, wenn die gewählte Taste am Anfang gedrückt wird, und dem, wenn sie voll eingeschaltet ist.

Ein Spannungs-ROM 350 ist vorgesehen, um 8 Bit-Ausgangsspannungsdaten zu erzeugen. Der Speicher 350 hat 256 Wörter, in denen 256 Arten von aufeinanderfolgend geänderten Spannungsdaten gespeichert sind. Die Daten sind als digitales 8-Bit-Signal ausgedrückt, das in logarithmische Form umgewandelt wird. Die Operationsdaten des Speichers 330 werden dem Speicher 350 als Adressensignal der Wörter zugeführt.

Ein Tonspektrumdaten-ROM 360 erzeugt Daten der Spektrumsstärke zur Bestimmung des Tons. Der Speicher 360 hat 4096 Stellen, an denen 4096 verschiedene Wörter von Daten gespeichert sind. Die Daten sind als digitales 8-Bit-Signal ausgebildet und in logarithmische Form umgewandelt..Die Daten werden von dem 4-Bit-Instrumentenwählsignal, das von dem Instrumentenwählschalter erzeugt wird, dem Tastenadressensignal KA nur mit den oberen 3 Bits, d. h. , dem Signal zur Angabe einer Gruppe, zu der die berührte Taste gehört, wenn 63 Tasten zu 8

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Gruppen geordnet sind, und dem Ausgangssignal MA des Matrixdekoders 90 gewählt.

Ein digitaler Addierer 370, ein inverser Logarithmusdekoder 380, ein D/A-Wandler 390, ein. Analogschalter 400, Tiefpaßfilter 410, 420, 430, 440 und 450, ein Analogaddierer 460, ein Lautsprecher 470, die das Ausgangstonsignalgemisch erzeugen, werden später anhand ihrer Arbeitsweise beschrieben. Die ROM-Speicher 170, 180, 360 haben jeweils ein 4-Bit-Adresseneingangssignal, das zuvor als von einem Instrumentenwählschalter kommend bezeichnet wurde. Die ROMs 170, 180, 360 können als Speicherstellenbänke ausgebildet sein. In Abhängigkeit von dem gewählten Instrument kann die geeignete Bank von 2048 Wörter des ROMs 170 oder des ROMs 180 oder die von 4096 Wörter des ROMs 360 adressiert werden, um die richtigen Hüllkurvenformen, Zeitspektra und Tonspektra für das gewählte Instrument zu bilden.

Pig. 9 zeigt ein praktisches Beispiel des Ein/Ausdetektors 70. Der Detektor 70 ist mit 63 Schaltern CO - C62 entsprechend 63 Tasten versehen. Der Detektor 70 hat auch zwei Dekoder 71 und 72. Der Dekoder 71 erhält ein binäres 3-Bit-Ausgangssignal C2 des Tastenzählers 40, um seine 8 Ausgangsleitungen YO - Y7 in den Ze'i :en der Tasten 0-7 der Fig. 2 auf den niedrigen Pegel "L" zu bringen. Der Dekoder 72 erhält das binäres 3-Bit-Ausgangssignal Cl des Spaltenzählers 30, um seine 8 Ausgangsleitungen XO - X7 während der Zeiten der Spalten.0 - 7 der Fig. 2 innerhalb jeder Tastenzeit der Tasten 0-7 auf den niedrigen Pegel "L" zu bringen. Diese Zustände sind ebenfalls in Fig. 20 gezeigt.

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In Fig. 9 sind die Ausgangsleitungen YO - Y7 des Dekoders 71 mit dem einen Eingang jedes Glieds einer Gruppe von 8 ODER-Gliedern 730 - 73 7 und mit dem einen Eingang jedes Glieds einer zweiten Gruppe von 8- ODER-Gliedern 740 - 747 verbunden. Die 63 Schalter KO - K62 sind in 8 Gruppen geordnet, von denen jede 8 Tasten mit Ausnahme der letzten Gruppe hat, die 7 Tasten aufweist. Die Ausgangs leitung XO des Dekoders 72 ist mit dem Schaltkontakt der ersten Schalter KO K56 in den jeweiligen Gruppen verbunden, die Ausgangsleitung Xl mit den zweiten Schaltern Kl - K57 und die Ausgangsleitung X7 mit den 8 Schaltern K7, K15 - K55.

Die Ausschaltkontakte (auf der linken Seite jedes Schalters in der Fig.) der Schalter KO - K62 in jeder Gruppe sind über Dioden mit einem gemeinsamen Endes eines Widerstandes RFi (i = 0 - 7) verbunden. Die Verbindungspunkte FO - F7 sind jeweils mit den anderen Eingängen von ODER-Gliedern 730 - 737 verbunden. Das andere Ende jedes Widerstands RFi ist mit einem Spannungsquellenanschluß 77 verbunden, an dem eine positive Spannung erhalten wird.

Die Einschaltkontakte (auf der rechten Seite jedes Schalters in der Fig.) der Schalter KO - K62 in jeder Gruppe sind über Dioden mit einem.gemeinsamen Ende eines Widerstands RNi (i = 0 - 7) verbunden. Die Verbindungspunkte NO - N7 sind mit den anderen Eingängen von ODER-Glieder 740 - 747 verbunden. Das andere Ende jedes Widerstands RNi ist mit dem Spannungsquellenanschluß 77 verbunden. Die Ausgänge der ODER-Glieder 730 - 73 7 sind mit den Eingängen eines NAND-Glieds verbunden. Die Ausgänge der ODER-Glieder 740 - 747 sind mit den Eingängen eines NAND-Glieds 76 verbunden.

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Wenn keine Taste berührt wird und alle Schalter KO - K62 ausgeschalter sind, sind die Potentale an den Verbindungspunkten FO - F7 stets "L", d. h., das eine der 8 an diesem Punkt angeschlossenen Dioden stets geöffnet ist. Jedes Signal der Ausgangsleitungen YO - Y7 des Dekoders 71 erscheint unverändert an den Ausgängen der ODER-Glieder 730 - 737, und eines der Signale der Ausgangsleitungen YO - Y7 ist stets "L", so daß das Ausgangssignal des NAND-Glieds 75, d. h. das Ausschaltsignal, stets "H". ist. Dagegen sind alle Potentiale an den Verbindungs punkten NO - N7 stets "H", und damit wird jedes der Ausgangssignale der ODER-Glieder 740 - 747 stets "H", so daß das Ausgangssignal des NAND-Glieds 76, d. h., das Einschaltsignal, stets ¹¹L". ist.

Wenn dagegen z. B. die drei Tasten entsprechend den SchalternKO, K8, K9 gleichzeitig betätigt werden, um diese Schalter einzuschalten, wird die Spannung am Verbindungspunkt FO zur Zeit der Spalte 9 in jeder Tastenzeit der Tasten 0 - 7 "H". Auch die -Spannung am Verbindungspunkt Fl zu den Zeiten der Spalte 0 und der Spalte und der Spalte 1 in jeder Tastenzeit wird "H". Daher werden zur Zeit der Spalte 0 in der Taste 0 und den Zeiten der Spalte 0 und 1 in der Taste 1 die Ausgangssignale der ODER-Glieder 730 bis 737 alle auf "H" gebracht, und damit wird das Ausschaltsignal zur Zeit der Spalte 0 in der Taste 0 und zu den Zeiten der Spalten 0 und 1 in der Taste 1 "L", wie Fig. 20 zeigt. Dagegen wird die Spannung am Verbindungspunkt NO "L" zur Zeit der Spalte 0 in jeder Tastenzeit der Tasten 0-7, und auch die Spannung am Verbindungspunkt Ml wird in "L" zu den Zeiten der Spalten 0 und 1 in jeder Tastenzeit. Die Ausgangsspannung des ODER-Glieds 740 wird daher ¹¹O" zur Zeit der Spalte 0 in der Taste 0,

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und auch das Ausgangssignal des ODER-Glieds 741 wird ¹¹L" zu e'en Zeiten der Spalten 0 und 1 in der Taste 1. Das Einschaltsignal wird daher zur Zeit der Spalte 0 in der Taste 0 und zu den Zeiten der Spalte 0 und 1 in der Taste 1 "H", wie Fig. 20 zeigt.

Wenn alle drei den Schaltern KO,K8 und K9 entsprechende Tasten betätigt werden, wie oben erwähnt, wird, wie Fig. 20 zeigt, das Ausschaltsignal FO des Austauschkreises 8? "L" zu den Zeiten der Tasten 0, 1 und 2, und auch das Einschaltsignal NO wird "H" zu den Zeiten der Tasten 0, 1 und 2, um dadurch die Tatsache anzugeben, daß die Tasten berührt wurden. Auch wird der Inhalt des Tastenadressensignals KA aufeinanderfolgend 000000, 001000, 001001, entsprechend den Schalter KO, K8 undK9, um die Tatsache anzugeben, daß die berührten Tasten diejenigen sind, die den Schaltern KO, K8 und K9 entsprechen. Dies bedeutet, daß die Tastenzeiten der Tasten 0, 1 und 2 den Operationen der Tasten entsprechend den Schaltern KO, K8 und K9 der Reihenfolge nach zugeordnet sind. Die Zordnung der Tasten zu den Tastenzeiten erfolgt in ansteigender Reihenfolge der Tasten, die den ansteigenden Tastenzeiten zugeordnet sind. Während der Tastenzeiten 3-7 sind alle Bits des Tastenadressensignals KA "1" entsprechend der Tatsache, daß keine Tasten gedrückt und diesen Tastenzeiten zugeordnet sind.

Wenn eine Taste betätigt wird, wird der Schaltkontakt des Schalters nicht sofort aus seinem Zustand der Berührung seines Ausschaltkcntaktes in den Zustand der Berührung seines Einschaltkontaktes geschaltet. Der Schaltkontakt durchläuft dagegen einen neutralen Zustand, in dem er weder seinen Ein- noch seinen Ausschaltkontakt berührt. Die Zeit, die erforderlich ist, um vom Ausschalt- in den

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Einschaltaustand umzuschalten, ändert sich entsprechend der Tastenbetätigungsspannung. Di« neutrale Zeit wird kürzer, wenn die Tastenbetätigung stärker wird. In dsr Praxis ist jedoch die Zeit langer als die Gruppenzeit von 0,8 msek.

In dem Zustand der Nichtberührung des Aus— und des Einschaltkontaktes eines Schalters bzw. im neutralen Zustand wird das Ausschaltsignal OF des Ein/Aus-Detektors 70 "L" zu der Zeit entsprechend dem Schalter ähnlich wie zu der Zeit, wenn er den Einschaltkontakt berührt, und das Einschaltsignal ON wird "L" zur Zeit entsprechend dem Schalter ähnlich wie zur Zeit, wenn er seinen Ausschaltkontakt, berührt. Das Einschaltsignal ON und das Aussehaltsignal OF werden daher zu den Zeiten entsprechend dem Schalter "L". Das Einschaltsignal NO und das Ausschaltsignal MO des Austauschkreises 80 werden ebenfalls zu den zugeordneten Tastenzeiten ¹¹L". Wenn daher z. B. eine bestimmte Taste betätigt wird, werden das Einschaltsignal NO und das Ausschaltsignal FO des Austauschkreises 80 der Reihe nach an cfen zugeordneten Tastenzeiten der Taste 0 geändert, wie Fig. 21 zeigt.

Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform des Rückstellimpulsgenerators 140, der mit zwei RAMs 141 und 142 versehen ist. Jeder RAM 141,· 142 hat 63 Wörter entsprechend 63 Tasten. Jedes Wort besteht aus einem Bit.. Das Tastenadressensiffnal KA des Austauschkreises 80 wird auf die Speicher 141 und 142 als da3 Adressensignal jedes Wortes gegeben. Das Ausschaltsignal FO des Austauschkreises 80 wird auf den Dateneingang des Speichers 141 gegeben. Die Ausgangsdaten des Speichers 141 werden dann dem Dafceneingane; des Speichers 172 zugeführt. Das Datenausgangssignal des

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Speichers 142 wird auf ein UND-Glied 143 gegeben. Das Datenausgangssignal des Speichers 141 wird auch von einem Inverter 44 invertiert und dem UND-Glied 143 zugeführt.

Der Zeitsteuerimpulsgenerator 20 erzeugt Impulse Dl und D2 in jeder Spaltenzeit (Grundoperationszeit), die seitlich gegeneinander verschoben sind. Der Impuls Dl wird vor dem Impuls D2 erzeugt. Das 4-Bit-Ausgangssignal C3 des Reihenzählers 50 und das 3-Bit-Ausgangssignal Cl des Spaltenzählers 30 werden auf ein NOR-Glied 145 gegeben. Zur Zeit der Spalte 0 und der Reihe 0 in der 16-Reihen- und 8-Spaltenmatrixzeittabelle wird das Ausgangssignal des NOR-Glieds 145 "H". Der Impuls D2 wird somit über ein UND-Glied 146 dem Speicher und der Impuls Dl über ein UND-Glied 147 dem Speicher 142 als Schreibimpuls zu diesen Zeiten zugeführt. Die ROMs 141 und 142 werden jeweils mit den Eingangszuständen zu einer Zeit eingeschrieben, wenn die Schreibimpulse zugeführt werden, und zu anderen Zeiten ausgelesen.

Wenn daher eine bestimmte Taste nicht betätigt wird, und der dieser· Taste entsprechende Schalter vollkommen ausgeschaltet ist, da das Ausschaltsignal FO des Austauschkreies .80 zu der der Taste zugeordneten Tastenzeit "H" ist, wie Fig. 21 zeigt, sind die Ausgangssignale der Speicher 141 und 142 "H" zu der Tastenzeit, und ein: Rückstellsignal RP des UND-Glieds 143 ist zu der Tastenseit "L", wie Fig. 24 A zeigt.

Wenn dann die Taste betätigt wird, und der Schaltkontakt des entsprechenden Schalters von seinem Ausschaltkontakt entfernt wird, wird das Ausschaltsignal FO zu dieser Zeit

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"L". Daher wird, wie Fig. 24-B zeigt, zur Zeit der Spalte O dieser Tastenzeit in der Reihe O bei der ersten Gruppenzeit der Ausgangszustand des Speichers 141 in den Speicher 142 von dem Impuls Dl eingeschrieben und sofort ausgelesen. Da das Ausgangssignal des Speichers

141 "H" ist, bleibt das Ausgangssignal des Speichers

142 auf dem Zustand "H". Der nächste Zustand des Ausschaltsignals FO zu dieser Zeit wird in den Speicher

141 von dem Impuls D2 eingeschrieben und sofort ausgelesen, Das Ausschaltsignal Fo ist dabei "L", und damit geht das Ausgangssignal des Speichers 141 von "H" auf "L". Das Rückstellsignal RP wird daher von "L" auf "H" geändert.

Da die ROM 141 und 142 keine Schreibimpulse zu den Zeiten der Reihen 1-15 erhalten, behält zu dieser Tastenzeit das Rückstellsignal RP seinen Zustand "H" bis zur Zeit der Spalte 0 in der Reihe 0 zur nächsten Gruppenzeit, in dieser Zustand wird selbst dann nicht geändert, wenn während dieses Vorganges ein Prellen auftritt. Wenn zur Zeit der Spalte 0 der Reihe 0 in der nächsten Gruppenzeit der Ausgangszustand des Speichers 141 zu dieser Zeit in den Speicher 142 durch den Impuls Dl eingeschrieben wird, wie Fig. 24C zeigt, ist das Ausgangs signal des Speichers 141 zu dieser Zeit "L",so daß das Ausgangssginal des Speichers

142 von "H" auf "L" geändert wird, und das Rückstellsignal RP ebenfalls von ^HH" auf "L" geändert wird.

Wenn somit eine bestimmte Taste betätigt wird, erzeugt der Rückstellimpulsgenerator 140 einen Rucksteilimpuls zu den dieser Taste zugeordneten Tastenzeiten in allen Reihenzeiten der Reihen 0-15 bei der ersten Gruppenzoit.

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Fig. 11 zeigt ein praktisches Beispiel des Hüllkurvenaddierers 160, der mit einem ROM 161 zur Datenunterscheidung und einem Puffer-RAM 162 zur Zwischenspeicherung versehen ist. Der Speicher

161 hat 256 Wörter, von denen jedes aus zwei Bits besteht, und wird von einem 8-Bit-Signal des Speichers 320 adressiert, der jede momentane Amplitude der Hüllkurve im Zeitmultiplexverfahren angibt.

Der Speicher 162 hat 63 Wörter entsprechend 63 Tasten, von denen jedes aus einem Bit besteht, und wird von dem Tastenadressensignal KA des Austauschkreises 80 adressiert.

Wenn die Daten des Speichers 320, die jede momentane Amplitude der Hüllkurve angeben, geändert werden, wie Fig. 25 zeigt, ist das Signal EZ, das aus einem Bit des Speichers 161 ausgelesen wird, "H" zu einer Zeit, wenn die Hüllkurve den Pegel 0 hat, jedoch.zu einer anderen Zeit "L". Dies bedeutet, daß das Signal EZ im Zeitmultiplexverfahren anzeigen kann, ob der Ton jeder Taste abgegeben wird oder nicht. Das Signal EM, das von dem anderen Bit des Speichers 161 ausgelesen wird, ist zu einer Zeit "H", wenn die Hüllkurve nahe dem Maximalwert ist, jedoch zur anderen Zeit "L".

Der RAM 162 erhält das Rückstellsignal RP von dem Ruckstellimpulsgenerator 140 an seinen Dateneingang. Wenn das Rückstellsignal RP zur Zeit der Spalte Q in der Reihe 0 zu der der betätigten Taste zugeordneten Tastenzeit "H" wird, wie zuvor erwähnt, wird das Ausgangssignal eines ODER-Glieds 163 "H", um den Schreibimpuls WP über ein UND-Glied 164 auf den Speicher zu geben, so daß das Ausgangssignal EU des Speichers

162 "H" wird, was der gleiche Zustand wie das Rückstell-

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signal RP zu der dieser Taste zugeordneten Tastenzeit ist. Wenn die Hüllkurve den maximalen Wert errreicht, um das Signal' EM zu "H" zu machen, wird das Ausgangssignal des ODER-Glieds 163 in gleicher:Weise "H", um den Schreibimpuls WP dem Speicher 162 zuzuführen, so daß das Ausgangssignal EU des Speichers 162 "L" wird, was der gleiche Zustand wie das Rückstellsignal RP zu der dieser Taste zugeordneten Taäenzeit ist. Dies bedeutet, daß das Ausgangssignal EU des Speichers 162 angeben kann, ob die Hüllkurve seitlich ansteigt oder abfällt.

Der Spannungs- bzv-j. Lautstärkenzählsteuerkreis 340 in Fig. 8 besteht aus einem UND-Glied 341 und Invertern 342 und 343.· Der Schreibimpuls WP des Zeitsteuerimpulsgenerators 20, das Signal EZ des Hüllkurvenaddierers 160 und das Ausgangssginal XV des Einschaltdekoders 100 werden jeweils direkt in das UND-Glied 341 eingegeben. Das Einschaltsignal NO und das Ausschaltsignal FO des Austauschkreises 80 werden jeweils von Invertern 342 und 343 invertiert und dann dem UND-Glied 341 zugeführt.

In Fig. 25 sei angenommen, daß eine bestimmte Taste zu einem· Zeitpunkt ti betätigt wird, so daß der Schaltkontakt des Schalters entsprechend dieser Taste von seinem Ausschaltkontakt gelöst und dann mit seinem Einschaltkontakt zum Zeitpunkt t2 in Berührung gebracht wird. Zu der dieser Taste zugeordneten Tastenzeit, vom Zeitpunkt ti an bis zum Zeitpunkt t2, in der der Schalter im neutralen Zustand unmittelbar nach der obigen Tastenbetätigung ist, sind das Einschaltsignal NO und das Ausschaltsignal FO des Austauschkreises 80 beide "L", wie

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oben beschrieben, und die Ausgangssignale der Inverter 342 und 343 werden beide "H".

Wenn dagegen die Schließkraft an der Taste aufgehoben wird, entfernt sich der Schaltkontakt des Schalters von seinem Einschaltkontakt zum Zeitpunkt t3 und berührt dann seinen Ausschaltkontakt zum Zeitpunkt t4. Zu der der Taste zwischen t3 und t4 zugeordneten Tastenzeit, in der der Schalter in seinem neutralen Zustand ist, werden das Einschaltsignal NO und das Ausschaltsignal FO des Austauschkreises 80 beide "L".

Wie Fig. 2 5 zeigt, steigt die Hüllkurve vom Zeitpunkt t2 aus an, wenn der Schalter vollständig eingeschaltet ist, fällt dann langsam von ihrem maximalen Wert ab, wird von Zeitpunkt t4 an mit einer bestimmten Zeitkonstante gedämpft, wenn der Schalter vollständig ausgeschaltet ist, und wird dann zum Zeitpunkt t5 null. Das vom Hüllkurvenaddierer 160 erhaltene Signal EZ ist zu einer Zeit "H", wenn die Hüllkurve 0 ist, und "L" zur anderen Zeit. Das Signal EZ ist daher vor dem Zeitpunkt t2 "H", wenn der Schalter vollständig eingeschaltet ist, und nach dem Zeitpunkt t3, wenn der Schalter vollständig ausgeschaltet ist, dagegen zwischen den Zeitpunkten t2 und t5

Entsprechend der Spannungs- bzw. Lautstärkenoperationszeit, wenn das Ausgangssignal XV des Einschaltdekoders 100 "1" ist, in der Tastenzeit bzw. in den Tastenzeiten, die der Taste zwischen ti und t2 zugeordnet ist, wenn der Schalter unmittelbar nach der Tastenbetätigung in seinem neutralen Zustand ist, wird der Schreibimpuls bzw. werden die Schreibimpulse WP über das UND-Glied

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zur Zählung dem Spannungs-RAM 330 zugeführt. Die Zeitperiode zwischen ti und t2 wird entsprechend der Tastenbetätigungsstärke geändert bzw. kürzer gemacht, wenn die Taste stärker betätigt wird, so daß die Zahl der dem Speicher 330 zugeführten Zählimpulse entsprechend der Tastenbetätigungsstärke geändert wird,bwz. erhöht wird, wenn die Taste schwächer betätigt wird.

Selbst wenn der Schalter zum Zeitpunkt t4 vollkommen in seinen Ausschaltzustand gebracht wird, müssen verschiedene Arten von Operationen zur Erzeugung von Tönen durchgeführt werden. Wenn der Schalter zum Zeitpunkt t4 jedoch vollständig ausgechaltet ist, wird das Ausschaltsignal OF des Ein/Aus-Detektors 70 "H". Das Signal EZ des Hüllkurvenaddierer 160 wird daher dem Austauschkreis 80 zugeführt, so daß das Signal EZ an Stelle des Ausschaltsignals OF nach dem Zeitpunkt t4 verwendet wird.

Es wird nun eine Reihe von Operationen des oben erläuterten Gerätes beschrieben.

Vor dem Betrieb wird der Einstell- bzw. Instrumentenwählteil vom Operator eingestellt, der das 4-Bit-Wählsignal dem Hüllkurvendaten-ROM 170, dem Zeitspektrumdekoder 180 und dem Tonspektrumdaten-ROM 360 zuführt.

Bei der Betätigung einer oder mehrerer Tasten werden am Ein/Aus-Detektor 70 der Schalter bzw. die Schalter entsprechend der betätigten Taste bzw. den betätigten Tasten über jeden- neutralen Zustand eingeschaltet. Am Austauschkreis 80 wird« die Tastenbetätigung den Tastenzeiten der Tasten 0,1... zur Ermittlung aufeinanderfolgend zugeordnet,

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und das Signal ER des Rückstellimpulsgenerators 140 wird "H", d. h., der Generator 140 erzeugt den Rückstellimpuls der dem Haupt-RAM 110 zugeführt wird. Wie oben erwähnt, wird der Rückstellimpuls zu den zugeordneten Tastenzeiten aller Reihenzeiten der Reihen 0-15 in der ersten Gruppenzeit erhalten. Während der obigen Zeiten wird das Ausgangssignal MA des Matrixdekoders 90 auf den Speicher 110 gegeben, um alle seine Wörter des Blocks entsprechend den Tasten zu adressieren, so daß der Inhalt aller Wörter des Blocks des Speichers 110 entsprechend den Tasten durch den Rückstellirnpuls gelöscht wird.

Die Erzeugung einer Teilsinuswelle wird in der folgenden Weise ausgeführt:

Zur Operationszeit der Sinuswelle in der 16-Reihen- und 8-Spalten-Matrixzeittabelle ist das Ausgangssignal XM des Einschaltdekoders 100 "H", während sein Ausgangssignal XE "L" ist, und damit ist das Ausgangssignal des Inverters 151 "H", um das Ausgangssignal des UND-Glieds 152 "H" zu machen. Daher werden die Einheitsdaten, die zur Berechnung der Sinuswelle verwendet werden, aus den Wörtern der Sinuswelle des Hauptdaten-ROMs ausgelesen. Diese Einheitsdaten werden über den digitalen Addierer 220 dem Schaltkreis 210 zugeführt, wo sie von dem Schaltimpuls LP geschaltet werden. Wenn das Ausgangssignal XM "H" ist, wird der Schreibimpuls WP über das UND-Glied 111 dem Haupt-RAM 110 zugeführt, so daß die geschalteten Daten in die Wörter der Sinuswelle des Speichers eingeschrieben werden.

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Bei der nächsten Operationszeit der gleichen Sinuswellenkomponente werden die Einheitsdaten der Sinuswelle aus dem Speicher 150 ausgelesen. Da das Ausgangssignal XM des Einschaltdekoders 100 "H" ist, werden die Operationsdaten der Sinuswelle aus dem Speicher 110 ausgelesen. Die obigen Daten werden auf den Addierer 220 gegeben, wo sie addiert werden, und die so addierten Daten werden in den Haupt-RAM 110 eingeschrieben.

Die Erzeugung der Sinuswelle wird damit von den Wörtern der Sinuswelle des Speichers 110 durchgeführt, wie oben erwähnt.

Die Sinuswellenkomponente besteht aus harmonischen, subharmonischen und nicht harmonischen Komponenten.

Einheitsdaten der jeweiligen Sinuswellenkomponenten werden in unterschiedlichen Wörtern im Hauptdaten-ROM 150 gespeichert. Diese Einheitsdaten werden von dem Ausgangssignal MA des Matrixdekoders 90 zu den jeweiligen Operationszeiten im Zeitmultiplexverfahren ausgelesen. Der Haupt-RAM 110 enthält auch verschiedene Wörter für die Erzeugung der jeweiligen Sinuswellenkomponenten, und diese Wörter werden vom Ausgangssignal MA des Matrixdekoders 90 adressiert. Die Erzeugung der jeweiligen Sinuswellenkomponenten wird an verschiedenen Wörtern des Speichers 110 entsprechend der jeweiligen Operation bzw. den Frequenzen im Zeitmultiplexverfahren durchgeführt.

Da die Einheitsdaten jeder im Speicher 150 gespeicherten Sinuswellankomponente dem Phasenwinkel zu jeder Operations-

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zeit entspricht, wird jeder momentane Operationsdatenwert jeder Sinuswellekomponerite, der vom Speicher 110 erhalten wird, gleich dem Einheitsphasenwinkel, integriert entsprechend der Operationsfrequenz. Wenn z. B. die Taste eine Grundfrequenz von 200 Hz hat, werden die Arbeitsdaten der ersten harmonischen Welle geändert, wie durch Θ1 in Fig. 2 gezeigt ist, die der zweiten, wie durch Ö2 gezeigt ist, und in der dritten, wie durch 03 gezeigt ist.ö

Die Rauschoperation wird in der folgenden Weise durchgeführt: Zur Rauschoperationszeit in der Matrixzeittabelle ist das Ausgangssignal XM des Einschaltdekoders 100 "H" und das Ausgangssignal XE iät daher "L", so daß in der gleichen V/eise wie die Erzeugung der Sinuswelle die Einheitsdaten, die für die Rauschoperation vom Speicher 150 verwendet werden, durch die Rauschwörter des Speichers 110 sequentiell addiert werden. Die Operationsdaten wären ebenso gleich dem integrierten Einheitsphasenwinkel.

Es wird nun die Zeitablaufoperation beschrieben. Bei der Zeitoperation des Zeitablaufs in der Matrixzeittabelle werden, da das Ausgangssignal XM des Einschaltdekoders 100 "H" und dessen Ausgangssignal XE "L" ist, die Einheitsdaten des Zeitablaufs des Speichers 150 in ähnlicher Weise sequentiell durch die Wörter des Zeitablaufs des Speichers 110 addiert. Die Opejationsdaten"zeigen daher den Zeitablauf von dem Moment der Tastenbetätigung an und nehmen mit dem Zeitablauf zu.

Zur Operationszelt des Zeitablaufs wird dann, wenn das Ausgangssignal XC des Einschaltdekoders 100 "H" wird, der Schreibimpuls WP über ein UND-Glied 201 auf den Zeitzähl—RAM 200 gegeben, so daß die Operationsdaten des Zeitablaufs des Zählers 110 im Speicher 200 zwischengespeichert werden.

Die Hüllkurvenoperation wird in der folgenden Weise durchgeführt: Bei der Operationszeit der Hüllkurve in der Matrixzeittabelle ist das Ausgangssignal XE des Einschaltdekoders 100 "H" und das Ausgangssignal des UND-Glieds 152 "L", so daß diese Daten nicht aus dem Hauptdaten-ROM 150 gelesen werden. Da das Ausgangssignal XE "H" ist, werden die Steigungsdaten für die Hüllkurvenoperation aus dem Hüllkurvendaten- ROM 170 gelesen. Das Signal XM des Einschaltdekoders 100 ist ebenfalls "H", so daß die Ilüllkurvenoperation von den Hüllkurvenwörtern des Speichers 110 durchgeführt wird. Die Operationsdaten können jede momentane Hüllkurvenamplitude darstellen.

Das zur Hüllkurvenoperationszeit das Ausgangssignal XE des Einschaltdekoders 100 "H" ist, wird der Schreibimpuls VJP über ein UND-Glied 321 auf den Hüllkurven-RAM 320 gegeben, um darin die Hüllkurvenoperationsdaten des Speichers 110 zwischenzuspeichern. Wenn das Ausgangssignal XE "H" ist, und das Ausgangssignal eines ODER-Glieds 322 "H" wird, werden die gespeicherten Hüllkurvenoperationsdaten ausgelesen.

Die Operationsdaten des Speichers 23 werden dem Hüllkurvenaddierer 160 zugeführt, um das Signal EZ _Z\i erzeugen, das angibt, ob die Hüllkurve 0 ist oder nicht,

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und das Signal EU, das angibt, ob die Hüllkurve ansteigt oder abfällt, wie oben beschrieben. Das Signal EU wird dem Hüllkurvendaten-RCM 170 zusammen mit den Operationsdaten der oberen 3 Bits des Speichers 320 zugeführt, um die Wörter des Speichers 170 zu adressieren. Wenn, wie Fig. 26 zeigt, die Hüllkurve ansteigt, werden relativ niedrige Steigungsdaten a ausgelesen, so daß die Daten erhöht werden. Wenn die Hüllkurve abfällt, werden große Steigungsdaten b nahe dem Maximalwert ausgelesen, so daß die Daten verringert werden. Die Steigungsdaten werden entsprechend einer Stufe gewählt,der jede momentane Hüllkurvenamplitude entspricht, um die Hüllkurve zu bilden, wie Fig. 2 5 zeigt.

Die Spannungs- bzw. Lautstärkenoperation wird zur Spannungsoperationszeit in der Matrixzeittabelle durchgeführt. Da das Ausgangssignal XM des Einschaltdekoders 100 "H" und dessen Aus gangssignal XE "L" ist, werden die -Einheitsdaten für die Spannungsoperation des Speichers 150 zu den Spannungswörtern des Speichers 110 aufeinanderfolgend addiert. Die Operationsdaten werden daher entsprechend dem Zeitablauf erhöht.

Während eines Intervalls, in dem der Schalter im neutralen Zustand unmittelbar nach seiner Tastenbetätigung ist, wird dann der Spannungs-RAM 330 mit gezählten Impulsen gespeist, so daß die Operationsdaten des Speichers aufeinanderfolgend dem Speicher 230 zugeführt werden. Daher wird die Anzahl der gezählten Impulse entsprechend der Tastenbetätigungsstärke geändert, d. h., erhöht, wenn die Tastenbetätigung schwach durchgeführt wird, so daß die in den Speicher 330 eingeschriebenen Daten in

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ähnlicher Weise entsprechend der Tastenbetätigungsstärke geändert werden, d. h., erhöht v/erden, wenn die Tastenbetätigung schwach dirchgeführt wird.

Dabei ist, wie das Diagramm der Fig. 25 zeigt, während eines Intervalls in dem der Schaltkontakt des Schalters im neutralen Zustand am Ende der Tastenbetätigung ist, die Hüllkurve noch nicht 0, und das Signal EZ ist "L", so daß während des obigen Intervalls dem Speicher 330 keine Zählimpulse zugeführt werden können, um dessen Daten zu erneuern.

Es wird nun die Arbeitsweise der Zeitspektrumoperation beschrieben. Zur Operationszeit des Zeitspektrums, d. h. su den jeweiligen Zeiten der Spalte 0 der Reihe 9, 11, 13, 15 in jeder Gruppe 0-7 wird das Ausgangssignal XP des Einschaltdekoders 100 "H", so daß die Einheitsdaten für die Zeitspektrumoperation aus dem Zeitspektrumdaten-ROM 190 ausgelesen werden. Diese Einheitsdaten werden über das Dämpfungsglied 230 und weiterhin über den digitalen Addierer 220 dem Schaltkreis 210 zugeführt, wo sie durch den Schaltimpuls LP geschaltet werden. Das Ausgangssignal XP ist "H", so daß der Schreibimpuls WP über ein UND-Glied 131 dem Zeitspektrum-RAM 130 zugeführt wird und die geschalteten Einheitsdaten in den Speicher 130 geschrieben werden.

Die Wörter des Speichers 190 werden dabei von dem Signal MB zur Unterscheidung der Zeiten der Reihen 9, 11, 13, 15 der Gruppen 0-7 adressiert. Da das Ausgangssignal XM des Einschaltdekoders 100 "L" wird, wird der Schalter 120 auf den Kontakt B umgeschaltet, um das Signal MB zu erhalten, das die Wörter des Speichers 130 adressieren kann. Daher werden zu den Zeiten der Reihen

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9, 11, 13, 15 der Gruppen 0-7 unterschiedliche Daten für die jeweiligen harmonischen, subharmonischen, nicht harmonischen Komponenten und das Rauschen aus unterschiedlichen Wörtern des Speichers 190 ausgelesen und in unterschiedliche Wörter der jeweiligen harmonischen, subharmonischen,nicht harmonischen Komponenten und des Rauschens des Speichers 130 eingeschrieben.

Zur Operationszeit des Zeitsp.ektrums in der nächsten Zykluszeit werden die Einheitsdaten in ähnlicherweise aus dem Zeitspektrurndaten-ROM 190 ausgelesen, und die so ausgelesenen Daten über das Dämpfungsglied 230 dem digitalen Addierer 220 zugeführt. Das Ausgangssignal XP des Einschaltdekoders 100 ist "H" und das Ausgangssignal des ODER-Glieds 132 ist "H", so daß die Operationsdaten aus dem Speicher 130 ausgelesen, und die so ausgelesenen Daten über das Dämpfungsglied 42 dem digitalen Addierer 220 zugeführt werden, wo beide oben erwähnten Daten zueinander addiert, und die so addierten Daten in den Speicher 130 eingeschrieben werden.

Wie oben erwähnt, wird bei unterschiedlichen Wörtern des Speichers 130 die Zeitspektrumoperation für die jeweiligen harmonischen, subharmonischen, nicht harmonischen Komponenten und das Rauschen auf die Zeit bezogen durchgeführt.

Die von dem Zeitzähl-RAM 200 erhaltenen Zeitablauf-Operationsdaten werden dem Zeitspektrumdekoder 160 zur Änderung des Ausgangssignals des Dekoders 180 bzw. des Adressensignals des Blocks des Speichers 190 entsprechend dem Zeitablauf zugeführt, so daß die aus dem Speicher 190 ausgelesenen Daten entsprechend dem Zeitablauf gewählt werden. Damit wird die Stärke des Spektrums in der definierte-n Weise bezüglich der jeweiligen harmonischen, subharmonischen, nicht harmonischen Komponenten und des

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Rauschesn derart geändert, daß es relativ zur ersten harmonischen Welle allmählich erhöht und relativ zur dritten harmonischen Welle allmählich verringert wird, wenn die Grundfrequenz der Taste z. B. 200 Hz beträgt und zwar mit einer weit längeren Umschaltperiode als die Zykluszeit, wie Fig. 23 zeigt.

Die Zeitablaufoperationsdaten des Speichers 200 werden dem Zeitzähldekoder 250 zur Erzeugung eines Signals zur Unterscheidung der ersten Zykluszeit unmittelbar nach der Tastenbetätigung von der folgenden Zeit zugeführt. Dieses Signal wird den Dämpfungsgliedern 230 und 240 zugeführt. Damit gibt bei der ersten Zykluszeit unmittelbar nach der Tastenbetätigung das Dämpfungsglied 230 Daten vom Speicher 190 unverändert ab, während das Dämpfungsglied 240 Daten vom Speicher 130 auf 0 gedämpft abgibt, so daß die Operationsdaten des Speichers 130 zu den Daten des Speichers 190 su diesem Zeitpunkt addiert werden und stark ansteigen. Zu der der ersten Zykluszeit folgenden Zeit gibt das Dämpfungsglied 230 die Daten des Speichers 190 auf 1/8 gedämpft ab, während das Dämpfungsglied 240 die Daten des Speichers 130 auf 7/8 gedämpft abgibt. Die Stärke des Spektrums wird daher allmählich geändert, wie die durchgehenden Linien in Fig. 23 zeigen, und nicht rasch, wie die unterbrochenen Linien zeigen.

Der Zeitsteuerimpulsgenerator 20 erzeugt 5 Addierimpulse Al - A5 in einer Spaltenaeit (Grundoperationszeit). Diese Impulse sind zeitlich aufeinanderfolgend verschoben, so daß sie in der Reihenfolge Al - A 5 erhalten werden. Die Einheit 3 70 ist ein digitaler Addierer und Akkumulator. Am Beginn jeder Spaltenzeit wird der Akkumulator 3 70 auf 0 gesetzt. Alle dem Akkumulator 3 70 zugeführten Daten haben logarithmische Form.

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Zur Operationszeit jeder Sinuswellenkomponente bzw. des Rauschens wird, wenn das Ausgangssignal XW des Einschaltdekoders 100 zuerst "H" wird, ein Impuls Al über ein UND-Glied 323 und ein ODER-Glied 322 dem Hüllkurven-RAM 320 zum Auslesen der Daten jeder momentanen Hüllkurvenamplitude, die zur HUllkurvenoperationszeit gespeichert wurde, zugeführt. Die so ausgelesenen Daten werden auf den digitalen Addierer 3 70 gegeben.

Zur Operationszeit jeder Sinuswellenkomponenten bzw. des Rauschens wird, wenn das Ausgangssignal XW des Einschaltdekoders 100 zum zweiten Mal "H" wird, der Impuls A2 über ein UND-Glied 3 51 dem Spannungs- bzw. Lautstärken-ROM 350 zugeführt, um die Spannungsdaten auszulesen, die durch die Operationsdaten des Speichers 330 adressiert werden, die während eines Intervalls eingeschrieben werden, in dem der Schalter unmittelbar nach der Tastenbetätigung im neutralen Zustand ist und durch diese Daten bestimmt wird. Damit werden die Lautstärkedaten dem digitalen Addierer 370 zugeführt und zu der Hüllkurveninformation addiert, die durch den Impuls Al geliefert wird.

Die Spannungsdaten, die vom Speicher 350 ausgelesen werden, werden· groß, wenn die Operationsdaten des Speichers 330 in Folge der starken Tastenbetätigung klein werden.

Zur Operationszeit jeder Sinuswellenkomponente bzw. des Rauschens wird, wenn das Ausgangssignal XW des Einschaltdekoders 100 zum dritten Mal "H" wird, der Impuls A3 über ein UND-Glied 133 und ein ODER-Glied 132 dem Zeitspektrum-RAM 13 0 zugeführt, um die

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Operationsdaten des "Zeitspektrums auszulesen, die dem digitalen Addierer zugeführt werden und zu der Hüllkurven- und Spannungs- bzw. Lautstärkeninformation addiert werden, die von den Impulsen Al, A2 geliefert wird.

Zur Operationszeit jeder Sinuswellenkomponente bzw. des Rauschens wird, wenn das Ausgangssginal XM des Einschaltdekoders 100 "H" wird, der Schalter 120 zum Anschluß A umgeschaltet, wie gezeigt ist, um das Ausgangssignal MA des Matrixdekoders 90 abzugeben, das die Wörter des Speichers 130 adressieren kann. Wie Fig. 14 zeigt, werden daher zur Operationszeit der ersten harmonischen Welle die Daten ausgelesen, die die Stärke des Spektrums zu dieser Zeit für die erste harmonische Welle angeben, zur Operationszeit der zweiten harmonischen Welle werden die Daten angegeben, die die Stärke des Spektrums zu dieser Zeit für die zweite harmonische Welle angeben,usw. Wie oben erwähnt, werden zu den Operationszeiten der jeweiligen Sinuskomponenten und des Rauschens Daten ausgelesen, die Stärke der Spektra zu diesen Zeiten für die Sinuskomponenten und das Rauschen angeben.

Zur Operationszelt jeder Sinuskomponente bzw. des Rauschesn wird, wenn das Ausgangssignal XW des Einschal tsdekoders 100 zum vierten Male ¹¹H" wird, der Impuls A4 über ein UND-Glied 361 dem Tonspektrumsdaten-ROM 360 zugeführt, um die Daten auszulesen, die die Stärke Spektrum bestimmender Töne angeben. Diese Daten werden dem digitalen Addierer 30 zugeführt und zu der Hüllkurven-, Lautsätkren- und Zeitspektrumsinformation hinzugefügt, die zuvor durch d.e Impulse Al .- A3 geliefert wurden.

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Da die Wörter des Speichers 360 durch das Ausgangssignal MA des Matrixdekoders 90 adressiert werden, die zu den jeweiligen Operationszeiten der jeweiligen Sinuskornponenten und des Rauschens ausgelesen werden, sind dies die Daten, die die Stärke der Spektra für die jeweiligen Sinuskomponenten und das Rauschen angeben.

Zur Operationszeit jeder Sinuskomponente wird dann, wenn das Ausgangssignal XS des Einschaltdekoders 100 zum fünften Male "H" wird, der Impuls A5 über ein UND-Glied 301 dem Sinuswellen-ROM 300 zugeführt, um die die Spitzenwerte der Sinuswelle angebenden Daten auszulesen, die durch die momentanen Operationsdaten jeder Sinuskomponente adressiert werden und durch diese Operationsdaten bestimmt sind. Diese ausgelesenen Daten werden dem digitalen Addierer 370 zugeführt. Bei der Operationszeit des Rauschens wird, wenn das Ausgangssignal XN des Einschaltdekoders 100 zum fünften Male "H" wird, der Impuls A3 über ein UND-Glied 311 dem Rausch-ROM 310 zugeführt, um die Daten auszulesen, die die Rauschspitzenwerte angeben, die von den momentanen Rauschoperationsdaten adressiert werden und durch diese Operationsdaten bestimmt sind. Diese ausgelesenen Daten werden dem digitalen Addierer 3 70 zugeführt und zu der zuvor durch die Impulse Al - A4 gelieferten Information addiert.

Die momentanen Operationsdaten der jeweiligen Sinuskomponenten des Speichers 110 werden durch Integration des Einheitsphasenwinkels der Sinuskomponenten gebildet. Diese Daten der integrierten Phasenwinkel werden als Adressen dem Speicher 300 zugeführt, um die darin gespeicherten Daten zu adressieren und die Spitzenwerte

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an 256 Abtaststellen einer Sinuswelle innerhalb einer Periode anzugeben. Die aus dem Speicher 300 zu den Operationszeiten der jeweiligen Sinuskomponenten ausgelesenen Spitzenwertdaten geben daher die Wellenformen der jeweiligen Sinuskomponenten wieder. In gleicher Weise geben die aus dem speicher 13 zur Rauschoperationszeit ausgelesenen Spitzenwertdaten den Wellenverlauf des Rauschens wieder. Es ist nur ein ROM 300 notwendig, um die Amplitudenwerte einer Sinuswelle zu speichern, unabhängig von den gewünschten Ausgangsfrequenzen, da die im ROM 300 gespeicherten Vierte mit verschiedenen Geschwindigkeiten ausgelesen werden.

Wie oben.beschrieben, werden im digitalen Addierer 3 70 zu jeder Operationszeit jeder Sinuskomponente bzw. des Rauschens (entsprechend jeder Spaltenzeit) logarithmische Daten sequentell addiert, die die momentane Hüllkurvenamplitude angeben, logarithmische Spannungsdaten, logarithmische Daten, die die Stärke jedes momentanen Spektrums für jede Sinuskomponente oder das Rauschen angeben, logarithmische Daten der Stärke des Spektrums für jede Sinuskomponente oder das Rauschen, die den Ton bestimmen, und logarithmische Spitzenwertsdaten jeder Sinuskomponenten oder des Rauschens einschließlich ihrer Vorspannung. Die addierten Daten werden bei jeder Spaltenzeit dem inversen Logarithmusdekoder 380 zugeführt, der sie auf linearen Maßstab zurückführt, und auch die Vorspannung für die Spitzen— werde jeder Sinuskomponente bzw. das Rauschen wird beseitigt, um das vielfache von Daten zu erhalten, die die momentane Hüllkurvengröße, die Spannungsdaten, die Daten, die die Stärke jedes momentanen Spektrums für

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jede Sinuskomponente oder das Rauschen angeben, die Daten für die Stärke des Spektrums für jede Sinuskomponente oder das Rauschen, die den Ton bestimmen, und die Daten der Spitzenwerte für jede Sinuskomponente oder das Rauschen zu erhalten.

Diese multiplizierten Daten werden dem D/A-Wandler 390 zur Umwandlung in ein analoges Signal zugeführt, das dann auf den Analogschalter 400 gegeben wird.

Der Analogschalter 400 erhält das Bandunterscheidungssignal, das aus dem Hauptdaten-ROM 150 ausgelesen wird, als Umschaltsignal. Das Bandunterscheidungssignal dient dazu, ein Band aus den getrennten fünf Bändern zu unterscheiden,das der Frequenz der Welle selbst jeder Sinuskomponente und des Rauschens bzw. deren Operationsfrequenz entspricht. Der Speicher 150 wird vom Ausgangssigncil MA des Dekoders 90 adressiert, um das Bandunterscheidungssignal entsprechend jeder Sinuskomponente bzw. dem Rauschen zur Operationszelt der Sinuskomponente oder des Rauschens auszulesen. Das. Bandunterscheidungssignal verteilt das multiplizierte Signal des Wandlers 93 zu den Operationszeiten der Sinuskomponenten und des Rauschens auf die fünf Ausgänge des Analogschdters 400, um 5 Signale abzugeben. Diese verteilten Ausgangssignale werden den Tiefpaßtfiltern 410 - 450 zugeführt, die obere Grenzfrequenzen haben und von denen jedes dem Frequenzband der Welle selbst bzw. der Operationsfrequenz entspricht, wie Fig. 19 zeigt. Die Ausgangssignale der Tiefpaßtfilter 410 - 450 werden an dem Analogaddierer 460 addiert, und das so addierte Signal wird dem Lautsprecher 470 zugeführt.

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Wie oben beschrieben, wird der Ton entsprechend einer beäigten Taste von einer bestimmten Hüllkurve mit einer Stärke entsprechend der Tastenbetätigungsstärke wiedergegeben.

Bei den obigen Beispielen kann die Zuordnung jedes Elements an der Matrxxzeittabelle in irgendeiner Weise durchgeführt werden, vorausgesetzt, daß die Operationsbzw. Ausgangsfrequenzen für die Sinuskomponenten und das Rauschen so gewählt werden, daß sie die erforderlichen Abtastfrequenzen überschreiten. Bei den erläuterten Beispielen ist die Anzahl der OperationsZuordnungen zu den Sinuskomponenten und das Rauschen ander Matrixzeittabelle in .einer Relation wie zweifach, vierfach, achtfach und sechzehnfach gewählt, es ist jedoch auch möglich, sie in einer Relation wie zweifach, dreifach, vierfach, sechsfach usw. zu wählen. Auch können andere Elemente als die der Figuren 4 und 5 zugeordnet werden. Die Anzahl der Gruppen, Reihen, Tasten und Spalten in der Matrixzeittabelle ist ebenfalls frei wählbar. Es ist z. B. möglich, die Tastenzeit kurz zu machen, d. h., die Anzahl der 'Tasten in einer Reihe wird erhöht, so daß die Anzahl der Töne, die gleichzeitig erzeugt werden können, erhöht wird, oder die Tastenzeit kann groß gemacht und damit die Anzahl der Spalten in einer Taste erhöht werden, so daß die Anzahl der Töne, die gleichzeitig erzeugt werden, verringert und höher Harmonische zugeordnet werden. Es ist auch möglich, daß die Länge der Tastenzeit und damit die Anzäl der Spalten in einer Taste entsprechend dem Tonumfang geändert wird. In bestimmten Fällen kann die Tastenzeit gleich der Spaltenzeit gleich gemacht und stattdessen die Anzahl der Reihen in einer Gruppe erhöht werden.

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Bezüglich der Schaltungsanordnung können der Zeitzähl-RAM 200, der Hüllkurven-RAM 23 und der Spannungs-RAM 330, die alle Puffer-RAMs zur Zwischenspeicherung sind, integriert werden. Wenn der RAM 110 eine hohe Geschwindigkeit hat, können die obigen Puffer-RAMS vernachlässigt werden. Wenn der Haupt-RAM 110 eine hohe Geschwindigkeit hat, kann auch der Zeitspektrum-RAM 130 mit dem Speicher 110 integriert werden, um die Daten im Zeitmultiplexverfahren auszulesen. Der Hauptdaten-ROM 150, der Hüllkurvendaten-ROM 170 und der Zeitspektrumdaten-ROM 190 können ebenfalls integriert werden. Wenn die Zykluszeit, die 6.4 msek bei dem erläuterten Beispiel beträgt, kürzer als die Erholungszeit ist, können der Haupt-RAM 110 und der Zeitspektrum-RAM 130 dynamisch sein.

Die Addition der Daten jedes Elements zur Operationszeit jeder Sinuskomponente oder des Rauschens kann mit der für jeden Kreis gewünschten Reihenfolge durchgeführt werden. Statt die Daten jedes Elements bei jeder Operationszeit der Sinuskomponente oder des Rauschens sequentiell zu addieren, können die Daten mit Ausnahme der Spitzenwertsdaten jeder Sinuskomponente oder des Rauschens zu jeder Zykluszeit addiert und in einem Puffer-RAM gespeichert werden. Während der Operationszeit jeder Sinuskomponente oder des Rauschens können die vorgenannten, im Puffer-RAM gespeicherten Daten zu den Spitzenwertdaten jeder Sinuskomponente oder des Rauschens addiert werden, so daß die Anzahl der Additionen verringert werden und die Schaltung eine hohe Geschwindigkeit haben kann.

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Es ist möglich, die Wiedergabe der Tastaturstärke zu unterdrücken oder die Hüllkurvenelemente, das Zeit- und das Tonspektrum durch das Element des Zeitspektrums zu ersetzen, so daß die Schaltung vereinfacht wird. Es ist auch möglich, die Einheitsdaten für die Erzeugung jeder Sinuskomponente oder das Rauschen, die aus dem Hauptdaten-ROM 150 ausgelesen werden, in Zeitabhängigkeit zu ändern, um einen Vibrator- oder Portamenteffekt zu erzielen.

Die Erzeugung jeder Teilwelle jeder harmonischen, subharmonischen, nicht harmonischen Komponente, des Rauschens od.dgl. wird durch de Operationsfrequenzen entsprechend den für jede Teilwelle erforderlichen Abtastfrequenzen durchgeführt, so daß es genügt, die den jeweiligen Teilwellen gemeinsamen Spitzenwerte zu speichern.

Z. B. braucht nur ein Satz von Spitzenwerten der Sinuswelle für die Erzeugung aller Sinuswellen gespeichert werden. In ähnlicher V/eise muß nur ein Satz von Rauschwerten gespeichert werden.

Die Erfindung ist auch auf Instrumente anwendbar, bei denen der gespeicherte Signalverlauf nicht sinusförmig, sondern sägezahnförmig ist und sein Spitzenwert über einen Zyklus im ROM 300 gespeichert wird.

Die Kapazität des Speichers kann daher klein gemacht und auch die Operationsfrequenzen verringert werden, so daß der Aufbau selbst im Falle eines polyphonen Systems vereinfacht wird. Die Operationsausgangssignale der Spitzenwerte jeder Teilwelle werden dann Tiefpaßfiltern

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zugeführt, von denen jedes eine obere Grenzfrequena entsprechend jeder Operabionsfrequenz der obigen Ausgangssignale, und damit können Operationstaktirnpulskomponenten sicher beseitigt werden.

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Claims (12)

3P3202 It 4820 Sony Corporation 7-35, Kitashinagawa 6-chome, Shinagawa-ku, Tokyo, Japan Signalverlauf-Synthesizer Patentansprüche:

1. Signalverlauf-Synthesizer zur Erzeugung eines bestimmten zusammengesetzten Signalverlaufs durch Addition von Teilwellen, dadurch gekennzeichnet, daß Spitzenwerte jeder Teilwelle zuerst gespeichert und dann bei ausgewählten Frequenzen entsprechend Abtastfrequenzen, die für jede Teilwelle erforderlich sind, ausgelesen werden, um Teilausgngssignale zu erzeugen, daß die Teilausgangssignale Tiefpaßtfiltern zugeführt werden, von denen jedes eine obere Grenzfrequenz entsprechend jeder der gewählten Frequenzen hat, um Taktimpuls-

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komponenten zu beseitigen, und die Ausgangssignale der Tiefpaßfilter zur Bildung des zusammengesetzten Signalsverlaufs addiert werden.

2. Synthesierer, insbesondere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur digitalen Speicherung von Zeiten über einen ausgewählten Zyklus zur Erzeugung von Amplitudenabschnitten zurvor ausgewählter und gespeicherter Komponenten eines zusammenzusetzenden analogen Tonausgangssignals, eine Einrichtung zur digitalen Abtastung der Zeiten und zur Berechnung der ausgewählten Komponenten jedes Amplitudenabschnitts zu jeder abgetasteten Zeit, eine Einrichtung zur digitalen Kombination der ausgwählten Komponenten, um einen digitalen Wert entsprechend jedem Amplitudenabschnitt zu jeder abgetasteten Zeit zu bilden, und eine Einrichtung zur Bildung des analogen Tonausgangssignals.

3. Synthesierer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur digitalen Speicherung eine Einrichtung zur Bestimmung der Zeiten durch Teilung j edes Zyklus in eine bestimmte Anzahl von Unterteilungen, und eine auf jede Unterteilung ansprechende Einrichtung zur Erzeugung eines artbestimmenden digitalen Signals, um zu kerinzeichnenen, welche von zuvor ausgewählten und gespeicherten Arten während jeder Unterteilung zu erzeugensind.

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4. Synthesierer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Unterteilung jedes Zyklus in eine bestimmte Anzahl von Unterteilungen eine Einrichtung zur Erzeugung einer Reihe von Taktimpulsen einer Frequenz entsprechend der vorbestimmten Anzahl von Unterteilungen aufweist.

5. Synthesierer nach Anspruch 4, dadurch g e kennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung einer Reihe von Taktimpulsen eine Einrichtung zur Erzeugung einer Reihe von .Steuerimpulsen in jeder vorbestimmten Unterteilung aufweist.

6. Synthesierer nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, zur Unterteilung des Zyklus in eine vorbestimmte Anzahl von Unterteilungen mehrere in Reihe geschaltete Zähler aufweist, um Spaltenzeiten, Tastenzeiten, Reihenzeiten und Gruppenzeiten innerhalb jedes Zyklus zu definieren, wobei jede Spaltenzeit jeder Unterteilung entspricht.

7. Synthesierer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die auf jiede Unterteilung ansprechende Einrichtung einen Matrixdekoder zur Speicherung aufweist, um Spalten- und' Reihenzeiten abzutasten und das artdefinierende digitale Signal in Abhängigkeit davon auf der Grundlage mehrerer zuvor ausgewählter und gespeicherter Arten von Signalverläufen zu erzeugen.

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8. Synthesierer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Matrixdekoder einen Speicher zur·' Speicherung mehrerer Arten von Signalverläufen aufweist, von denen jeder einer von mehreren manuell betätigbaren Tasten zugeordnet ist, eine Einrichtung zur Abtastung einer geivählten, manuell betätigten Taste, und eine Einrichtung zum Wählen der jeweiligen Arten von Signalverläufen.

9. Synthesierer nach Anspruch 8 gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Abtastung jeder der manuell betätigbaren Tasten in Abhängigkeit von den Spalten- und Tastensignalen.

10. Synthesierer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die auf die Unterteilung ansprechende Einrichtung zur Erzeugung eines artdefinierenden, digitalen Signals, eine Einrichtung zur Speicherung wenigstens einer Gruppe von harmonisch in Beziehung stehenden-Arten von Sinuswellen, wobei das artdefinierende Signal angibt, welche der harmonisch verbundenen Sinuswellen während der gewählten Unterteilungen erzeugt werden soll.

11. Synthesiecer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß der Speicher eine Einrichtung zur Speicherung auf gewählte Arten von Rauschsignalen bezogene Information aufweist, wobei das artdefinierende Signal angibt, welche Rauschsignale während der gewählten Unterteilungen erzeugt werden sollen.

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12. Synthesierer nach Anspruch 11, dadurch g-e kennzeichnet, daß der Speicher auch eine Einrichtung zur Speicherung v;enigstens einer Gruppe von subharmonisch in Beziehung stehenden Arten von Sinuswellen aufweist, wobei das artdefinierende Signal angibt, welche der subharmonisch in Beziehung stehenden gewählten Sinuswellen während der ausgewählten Unterteilungen erzeugt werden sollen.

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