DE3135970A1 - Elektronisches musikinstrument - Google Patents
Elektronisches musikinstrumentInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Musikinstrument, und zwar insbesondere ein elektronisches Musikinstrument zum
sequentiellen Berechnen einer Mehrzahl Teiltonsignale, mit einer Mehrzahl zeitmultiplexierter Zeitschlitze oder -kanäle
in der Art, daß diese Teiltonsignale zur Bildung eines Musiktonsignals synthetisiert werden.
Es ist ein elektronisches Musikinstrument (JP-Veröffentlichung
32 028/1980) vorgeschlagen worden, in dem ein vorherbestimmtes Zeitfenstersignal, z.B. ein Hanning-Fenstersignal, mit einem
vorherbestimmten Frequenzsignal, z.B. einem Sinuswellensignal, multipliziert wird, um gleichzeitig eine Mehrzahl Teiltonkomponenten
oder -Schwingungen mit einem vorherbestimmten Frequenzsignal als Mittenschwingung über eine vorherbestimmte
Frequenzbandbreite zu berechnen.
Bei diesem elektronischen Musikinstrument wird jedoch eine Wellenform, die durch Amplitudenmodulation eines vorherbestimmten
Frequenzsignals mit einem Hanning-Fenstersignal hervorgebracht ist, in einer Speichereinrichtung vorgespeichert
und dann aus dieser mit einem Adressensignal ausgelesen, das eine der Zeitdauer des Hanning-Fenstersignals entsprechende
Periode aufweist, so daß die Beziehung zwischen dem Hanning-Fenstersignal und dem vorherbestimmten Frequenzsignal
fest gegeben ist. Dadurch ist es unmöglich, die Frequenzbandbreite einer Mehrzahl Teiltonschwingungen, die gleichzeitig
berechnet werden, beliebig zu setzen oder einzustellen.
Zusammenfassende Darstellung der Erfindung
Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, unter
O * ♦ ·
— 5 —
Vermeidung der beschriebenen Nachteile ein elektronisches Musikinstrument zu schaffen, das bei einfachem Aufbau eine
Mehrzahl Teiltonschwingungen bilden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe umfnßt ein elektronisches Musikinstrument
mit SchnJ.LunqHin.H-.teln /um llervorbri ικιοη einer Mehrzahl
Signale auf Zeitmultiplexbasis, wobei jedes Signal mindestens
einen Teil oder Abschnitt eines Teiltonsignals mit einem Zeitfenstersignal amplitudenmoduliert, und mit Synthese-mitteln
zum Synthetisieren der Mehrzahl Signale, um ein Musiktonsignal zu bilden, Phasenbestimmungserzeugungsmittel zum
Hervorbringen eines ersten und eines zweiten Phasenbestimmungssignals
auf Zeitmultiplexbasis, Funktionserzeugungsmittel, die an die Phasenbestimmungserzeugungsmittel geschaltet sind, um
ein eine Frequenz aufweisendes Frequenzsignal auf das erste Signal hin sowie ein Fenstersiqnal mit einer Zeitdauer oder
-breite auf das zweite Signal hin hervorzubringen, Modulationsmittel zum Amplitudenmodulieren des Frequenzsiqnals entsprechend
dem Fenstersignal und zum Hervorbringen eines modulierten Signals sowie Mittel zum Bilden eines dem modulierten Siqnal
entsprechenden Musiktones.
Im einzelnen wird ein erster Zeitschlitz verwendet, um ein Funktionssignal (Sinus- oder Kosinuswellensignal) bei einer
Periode hervorzubringen, die der Zeitdauer eines von dem Funktionssignalgenerator
zu erzeugenden Zeitfenstersignals entspricht. Ein zweiter Zeitschlitz wird verwendet, um ein anderes
Funktionssignal (Sinus- oder Kosinussignal) mit einer Frequenz des in dem Funktionssignalgenerator zu erzeugenden Frequenzsignals
hervorzubringen. Das mit dem ersten Zeitschlitz hervorgebrachte Funktionssignal wird arithmetisch verarbeitet (z.B. wird
der Amplitudenwert des Funktionssignals quadriert), um ein Zeitfenstersignal mit einer vorherbestimmten Zeitdauer oder
-breite zu bilden. Das mit dem zweiten Zeitschlitz gebildete und als Frequenzsignal wirkende Funktionssignal wird mit dem
Zeitfenstersignal amplitudenmoduliert, um gleichzeitiq eine Zahl Teiltonschwingungen (Teiltonkomponenten)
mit dem Frequenzsignal als Mittenschwingung zu berechnen,
die über eine vorherbestimmte Frequenzbandbreite verteilt sind.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispieles des elektronischen Musikinstruments nach der
Erfindung,
Fig. 2 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen Rechenkanälen für das Berechnen von Teiltonschwingungen
und Zeitimpulsen angibt,
Fig. 3a bis 3e Wellenformen zur Erläuterung eines Verfahrens zur Bildung eines Zeitfenstersignals
und eines Frequenzsignals der Ordnung k,
Fig. 4 ein Schaubild zur Erläuterung eines Verfahrens zur Steuerung der Zeitdauer eines Zeitfenstersignals,
Fig. 5 ein Beispiel für Wellenformen der Zeitfenstersignale und der Frequenzsignale, die in entsprechenden
Rechenkanälen hervorgebracht sind,
Fig. 6 ein Spektraldiagramm für unter Verwendung der in Fig. 5 dargestellten Zeitfenstersignale und Frequenzsignale
berechnete Teiltonschwingungen,
Fig. 7a bis 7c Wellenformen zur Erläuterung des Eliminierens
oder Unterdrückens von geradzahligen Teilschwingungen oder Komponenten,
Fig. 8 bis 10 Einzelheiten sowie die Wirkungsweise des
in Fig. 1 dargestellten Zeitimpulsgenerators,
Fig. 11 Einzelheiten eines in Fig. 1 dargestellten Hüllkurvengenerators
anhand eines Blockdiagramms und
Fig. 12 ein Beispiel für eine Hüllkurvensignalwellenform.
Ausführungsbeispiele
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, umfaßt das gemäß einem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 dargestellte elektronische Musikinstrument
acht zeitmultiplexierte Zeitschlitze tsO bis ts7, deren vier Paare tsO und ts1, ts2 und ts3, ts4 und ts5 sowie ts6 und ts7
vier einen Teilton berechnende Kanäle chO bis ch3 bilden, die die gewünschten Teiltonschwingungen entsprechend berechnen.
Im einzelnen erzeugen die Vorderhälfte-Zeitschlitze (tsO, ts2, ts4 und ts6) in jedem Rechenkanal das eine gewünschte Zeitdauer
Tw aufweisende Zeitfenstersignal W, wohingegen die Folgehälfte-Zeitschlitze (ts1, ts3, ts5 und ts7) ein Frequenzsignal
der Ordnung k einer Sinuswellenform mit einer gewünschten Frequenz kf erzeugen (, wobei f die Frequenz eines zu
erzeugenden Musiktonsignals und k die Ordnung eines Teiltons darstellen). Darauf wird das Zeitfenstersignal W mit dem Frequenzsignal
Hk der Ordnung k multipliziert, um Teiltonschwingungen oder -komponenten hkw über eine gewünschte Bandbreite
zu berechnen, die die Teiltonkomponente hk ,der Ordnung k mit einer Frequenz kf als Mittenkomponente umfaßt.
In diesem Fall werden das Frequenzsignal Hk und das Zeitfenstersignal
W in der folgenden Weise hervorgebracht. Hinsichtlich des Frequenzsignals Hk wird ein Sinuswellensignal sin wt
(w: Winkelfrequenz) einer Periode (s. Fig. 3a) in einer Speichereinrichtung als digitaler Wert gespeichert. Dann wird eine
zu der Tonhöhe einer gedrückten Taste entsprechende Frequenzzahl F mit vorherbestimmter Geschwindigkeit sequentiell akkumuliert,
um einen akkumulierten Wert qF (q = 1, 2, 3...) zu bilden, der eine zu der Frequenz f der Tonhöhe der gedrückten
Taste (Frequenz f des Musiktonsignals) gleiche Wiederholfrequenz aufweist. Der akkumulierte Wert qF wird als Phasenbestimmungssignal
einer Periode der Sinuswelle an den Adresson-
.. .. .. .» ... 3Ί35970
eingang der Sinusfunktion-Speichereinrichtung gegeben, um
das Sinuswellensignal sin wt der Frequenz f aus der Sinusfunktion-Speichereinrichtung
auszulesen, wobei das erzeugte Sinuswellensignal sin wt als Frequenzsignal Hk verwendet wird.
Nach Multiplikation eines Signals wt mit k wird das Produkt darauf der Sinusfunktion-Speichereinrichtung als Adressensignal
zugeführt, um ein in Fig. 3c dargestelltes Frequenzsignal mit einer Frequenz kf hervorzubringen.
Bezüglich eines Zeitfenstersignals W wird ein Signal wt an die Sinusfunktion-Speichereinrichtung als Adressensignal gegeben,
um das Sinuswellensignal sin wt einer Frequenz f auszulesen. Darauf wird das Sinuswellensignal sin wt zur Bildung eines
Signals sin wt quadriert, das, wie in Fig. 3b gezeigt, nur positive Amplitudenkomponenten umfaßt. Der Phasenabschnitt
zwischen 0 bis Tw des Signals sin wt wird als Zeitfenstersignal W verwendet. Aus diesem Grund beträgt die Zeitdauer Tw
des Zeitfenstersignals W 1/2 mal eine Periode T des Sinuswellensignals sin wt. So ist es durch Ändern der Periode des
Sinuswellensignals sin wt möglich, die Zeitdauer Tw des Zeitfenstersignals W auf einen beliebigen Wert zu ändern. Wenn
z.B. das Signal wt zu wt/2 gemacht wird, wird Tw T. Wenn dagegen das Signal wt zu 2wt gemacht wird, gilt Tw = T/4, und
bei wt = kwt erhält man Tw =T/2k. Mit dieser Steuerung ist es möglich, eine einzige Sinusfunktion-Speichereinrichtung zu
veranlassen, ein Zeitfenstersignal W mit einer gewünschten Zeitdauer Tw und ein Frequenzsignal Hk mit einer gewünschten
Frequenz kf hervorzubringen.
Durch Multiplizieren eines auf diese Weise hervorgebrachten Frequenzsignals Hk mit dem Zeitfenstersignal W kann man ein in
Fig. 3d gezeigtes amplitudenmoduliertes Signal Hkw erhalten. Wenn die Zeitdauer Tw gleich N mal (N ist eine positive ganze
Zahl) der Periode 1/kf eines Frequenzsignals Hk mit einer Frequenz
kf gemacht wird, hat das modulierte Signal Hkw eine spektrale Hüllkurve mit einer Bandbreite (Hauptkeule (main lobe))
4/Tw, d.h. 4kf/N als Frequenzsignal Hk einer
Frequenz kf als die Mittenkomponente, wie in Fig. 3e gezeigt.
Man erkennt also, daß das modulierte Signal Hkw durch eine Zahl von Frequenzkomponenten gebildet wird, die
über eine durch 4kf/N dargestellte Frequenzbandbreite verteilt sind. Wenn das modulierte Signal Hkw wie beschrieben
gebildet ist und die einen Teil bildenden Frequenzkomponenten als Teiltonkomponenten verwendet werden, kann dementsprechend
eine Mehrzahl Teiltonkomponenten zur gleichen Zeit berechnet werden. Da die das modulierte Signal Hkw bildenden Frequenzkomponenten
als Teiltonschwingungen oder -komponenten verwendet werden, wird das modulierte Signal Hkw in der folgenden
Beschreibung als Teiltonschwingung oder -komponente Hkw bezeichnet.
Das elektronische Musikinstrument nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist so aufgebaut, daß die Zeitdauer Tw des
Zeitfenstersignals W und die Frequenz kf des Frequenzsignals Hk in Übereinstimmung mit der durch eine Klangfarben-Einstelleinrichtung
eingestellten Klangfarbe und der Tonhöhe einer gedrückten Taste gesteuert werden. Hinsichtlich des in Fig.
gezeigten Fenstersignals W wird ein Zeitfenptersignal W mit einem konstanten Pegel durch später zu erläuternde Steuersignale
NW, S1 und S2 hervorgebracht (dieses ist gleichbedeutend
mit dem NichtVorhandensein eines Zeitfenstersignals W), oder eine Mehrzahl Zeitfenstersignale W wird auf Zeitmultiplexbasis
in demselben Rechenkanal in der Weise erzeugt, daß mit demselben Rechenkanal Teiltonkomponenten hkw über eine Mehrzahl
Gruppen von Frequenzbandbreiten berechnet werden.
Der Aufbau und die Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 werden nachstehend beschrieben.
Das elektronische Musikinstrument nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 umfaßt eine mit einer Mehrzahl Tasten ausgestattete
Tastatur 1 und eine Tastenschalterschaltung 2. Diese umfaßt
eine Mehrzahl den Tasten der Tastatur 1 entsprechender Tastenschalter und ist so aufgebaut, dan beim Drücken einer bestlmm-
- 10 -
O O ·
- 10 -
ten Taste ein dieser entsprechender Tastenschalter betätigt wird, so daß entsprechend der gedrückten Taste ein Tastencode
KC (der einen einen Oktavenbereich repräsentierenden Oktavencode BC und einen einen Notennamen repräsentierenden
Notencode NC umfaßt) und ein Taste-Ein-Signal KON erzeugt werden, das das Drücken einer bestimmten Taste anzeigt- Weiterhin
umfaßt das Instrument eine Frequenzzahl-Speichereinrichtung
3, die in ihren Adressen die den Tonhöhen betreffender Tasten entsprechende Frequenzzahlen F (digitale Werte)
speichert, um die der Tonhöhe der gedrückten Taste entsprechende Frequenzzahl F abzugeben, und einen Akkumulator 4,
der jedesmal, wenn ein Zeitimpuls T1 erzeugt wird, die Frequenzzahl F sequentiell akkumuliert, um den akkumulierten
Wert qF (q = 1, 2, 3...) als Phasenbestimmungssignal wt zum
Hervorbringen eines Zeitfenstersignals und eines Teiltonsignals abzugeben. Der Akkumulator 4 ist so aufgebaut, daß
das von ihm abgegebene höchstwertige Bitsignal P1 des Phasenbestimmungssignals
wt die gleiche Frequenz f (mit einer Periode T = 1/f) wie ein zu bildendes Musiktonsignal aufweist.
Dementsprechend können das höchstwertige Bitsignal P1 und das Bitsignal PO nächster Ordnung des von dem Akkumulator 4
abgegebenen Bit-Phasenbestimmungssignals wt entsprechende Phasenteile ph1 bis ph4 bezeichnen, die - wie in Fig. 2 gezeigt durch
Teilung einer Periode T des Musiktonsignals in 4 Teile
erhalten werden. Wenn das Phasenbestimmungssignal wt unverändert an eine Sinusfunktion-Speichereinrichtung gegeben wird,
kann ein erstes Frequenzsignal H1 (= sin wt) einer Sinuswellenform
einer Frequenz f erhalten werden. Wenn dagegen das Signal wt mit k multipliziert wird und dann an die Sinusfunktion-Speichereinrichtung
gegeben wird, kann man ein Frequenzsignal Hk (sin kwt) k-ter Ordnung mit einer Sinuswellenform
einer Frequenz kf gewinnen.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wird der Zeitimpuls T1 zum Akkumulieren
der Freguenzzahl F durch einen später beschriebenen Taktimpulsgenerator oder Taktgeber 7 jedesmal erzeugt, wenn
die Zeitschlitze tsO bis ts7 einen Zyklus durchlaufen haben. Dementsprechend wird das Phasenbestimmungssignal wt jedesmal,
- 11 -
- 11 -
wenn die Zeitschlitze tsO bis ts7 (Uechenkanäle chO bis ch3)
einen Zyklus ausführen, auf einen neuen Wert gebracht oder geändert.
Das in Fici. 1 darqo.sLol J tt? oJokhmniriclit! Muü i klnatrunieivL
umfaßt weiterhin einen Oszillator b zum Erzeugen eines Takt impulses 0o mit einer vorherbestimmten Frequenz, einen Zähler
6, der die Zahl der Taktimpulse jzSo zum Erzeugen eines Schlitzzahlsignals
B zählt, das aus drei die zeitmultiplexierten Zeitschlitze tsO bis ts7 darstellenden Bitsignalen b2, b1
und bO besteht, sowie den Taktgeber 7,- der verschiedene Zeitimpulse (T1 , T2, T3, T4, T5, SO, S1 , S2, S3- SE, G, INV, NV7
und SUB) erzeugt, die notwendig sind, um vorherbestimmte einer eingestellten Klangfarbe und einem Tonbereich einer gedrückten
Taste entsprechende Teiltonkomponenten in den Rechenkanälen chO bis ch3 zu berechnen, und zwar entsprechend dem Taktimpuls
φο, dem Schlitzzahlsignal B, dem Tastencode KC, Bitsignalen
P1 und PO oberer Ordnung des Phasanbestimmungssiqnals
wt und einem Tonfarben-Einstellsignal Ts, das eine durch eine Klangfarben-Einstelleinrichtung 8 wahlweise eingestellte Klangfarbe
repräsentiert. Die Beziehung zwischen den Zeitimpulsen T1 bis T5 und den Zeitschlitzen tsO bis ts7 (Rechenkanäle
chO bis ch3) geht aus Fig. 2 hervor. Die anderen Zeitimpulse SO bis S3, SE, G, SUB, INV und NW werden verwendet, um das
Phasenbestimmungssignal wt in Übereinstimmung mit der Zeitdauer Tw des in den Rechenkanälen chO bis ch3 verwendeten
Zeitfenstersignals W sowie die Frequenz kf des Frequenzsignals Hk zu ändern. Die Erzeugungszahlen und Erzeugungszeiten dieser
Zeitimpulse sind in Abhängigkeit von der eingestellten Klangfarbe und von dem Ton- oder Klangbereich einer gedrückten
Taste verschieden. Unter verschiedenen Zeitimpulsen wird der Zeitimpuls INV in dem zweiten Halbteil einer Periode eines
Musiktonsignals "1". Dort werden die Teiltonkomponenten geradzahliger Ordnungen von den in entsprechenden Rechen·
kanälen chO bis ch3 gebildeten Musiktonsignalen eliminiert, so daß Musiktonsignale gebildet werden die nur die Teiltonkomponenten
ungeradzahliger Ordnungen enthalten. Folglich
- 12 ■
wird eine musikalische Klangfarbe ausgewählt, die Teiltonkomponenten
gerader und ungerader Ordnungszahlen enthält, und der Zeitimpuls INV ist stets "O'. Nur wenn das Zeitfenstersignal
W nicht erzeugt, aber eine einzige auf dem Frequenz signal Hk basierende Teiltonkomponente hk berechnet wird
wird der Zeitimpuls NW "1".
Die Periode, in der die Zeitschlitze ts1 bis ts7 (Rechenka
näle chO bis ch3) umlaufen, bildet einen DAC-Zyklus in dem
die in dieser Periode berechneten Teiltonkomponenten synthetisiert werden. Der synthetisierte Viert wird in einen Momentanwert
MW(t) eines analogen Musiktonsinnais umgesetzt.
Außerdem ist ein Phasenbestimmungssignalgenerator 9 vorgesehen, der das Phasenbestimmungssignal wt entsprechend den
Zeitimpulsen SO bis S3, SE, G, NVi und SUB ändert, die der Zeitdauer Tw der Zeitfenstersignale W entsprechen, die in
betreffenden Rechenkanälen chO bis ch3 erzeugt werden, und die Frequenz kf des Sinuswellenform-Freguenzsignals kf. Der
Phasenbestimmungsgenerator 9 umfaßt einen Frequenzverdoppler 90, ein Schieberegister 91, eine AND-Torschaltung 92, einen
Selektor 93, Verstell- oder Verschiebeeinrichtungen 94 bis 96, eine Torschaltung 97, eine Addition-Subtraktion-Schaltung
9ö und einen Datenkonverter 99. Entsprechende Rechenkanäle
chO bis ch3 werden gebildet, um die Phasenbestimmungssignale wt mit den Zeitimpulsen SO bis S3,... SUB zum Hervorbringen
von Phasenbestimmungssignalen kwt zu ändern, wie dieses aus der Tabelle I hervorgeht.
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chO | Rechenkanal | ch2 | ch3 | |
1/2 wt | chi | 1/2 wt | l/2wt | |
Wt | l/2wt | Wt | Wt | |
2wt | Wt | 2wt | 2wt | |
3wt | 2wt | 3wt | 3wt | |
4wt | 3wt | 4wt | 4wt | |
5 wt | 4wt | 5wt | 5wt | |
6wt | 5wt | 6 wt | 6 wt | |
• | 7wt | 6wt | 7 wt | 7 wt |
8wt | 7wt | 8 wt | 8wt | |
Phasen- | 9wt | 8wt | 9 wt | 9 wt |
be s t iiranungs - | IOwt | 9 wt | IOwt | IOwt |
signal | 12wt | IOwt | 16wt | 16 wt |
kwt | 14wt | 12wt | 24wt | 3 2 wt |
16wt | 16wt | 32wt | 4 8wt | |
18wt | 20wt | 4 O wt | 64wt | |
20 wt | 2 4wt | 4 8 wt | 80wt | |
2 8 wt | 56wt | 96wt | ||
32wt | 6 4 wt | 112wt | ||
3 6 wt | 72wt | 128wt | ||
40wt | 80wt | 144wt | ||
160wt | ||||
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In einem Zeitschlitz unter den Zeitschlitzen tsO, ts2, ts4
una ts6, in denen ein Zeitfenstersignal W hervorgebracht wird, d.h. in den Rechenkanäleri cliO bis ch3, in denen das niedrigstwertige
Bitsianal bO des Schlitzzahlsignals B "O be
trägt, sei angenommen, daß die Beziehung zwischen der Zeitdauer Tw des zu erzeugenden Zeitfenstersignals W und
der Periode T des Musiktonsignals durch die Gleichung
Tw = T/2k (1)
gegeben ist. Die Schaltung 9 ist ausgebildet um ein Phasen
bestimmungssignal kwt mit k = T/2Tw hervorzubringen,- um das
in der Sinusfunktion-Speichereinrichtunq 10 gespeicherte Sinuswellensignal mit diesem Phasenbestimmungssignal auszu
lesen.
Obwohl es nach diesem Ausführungsbeispiel möglich ist, die Zeitdauer Tw des Zeitfenstersignals VJ durch Steuern des
Phasenbestimmungssignals kwt auf irgendeinen gewünschten Wert einzustellen, beschränkt sich die Zeitdauer Tw in diesem
Fall auf die in Fig. 4 dargestellten Werte, nämlich auf Tw = T, 1/2T, 1/4T und 1/öT. Auch ist es möglich, stets ein
eine Konstante bildendes Phasenbestimmungssignal hervorzubrin gen, so daß ein konstanter Amplitudenwert aus der Sinusfunk
tion-Speichereinrichtung 10 ausgelesen wird, um kein Zeitfenstersignal
W zu bilden. Ein Zeitfenstersignal W mit einer solchen verschiedenartigen Zeitdauer kann durch normalerweise
zu "0" gemachte Zeitimpulse SE und G gewonnen werden. Dadurch werden die Erzeugungszeiten der Zeitimpulse S1, S2 und
NW gesteuert.
Es erfolgt die Beschreibung der Wirkungsweise des Phasenbestimmungssignalgenerators
9.
Das von dem Akkumulator 4 abgegebene Phasenbestimmungssignal wt wird an den Eingang "0" des Selektors 93 gegeben. Ent-
sprechende, das Signal wt bildende Bitsignale werden durch
den Verdoppler 9O um 1 Bit zu den Bits oberer Ordnuna verschoben,
um 2wt zu werden. Dieser Wert wird an das Schieberegister 91 gegeben.
Beim Abfallen des Zeitimpulses T4 (bei Beginn des DAC-Zyklus)
wird das Schieberegister 91 mit dem Ausgangssignal 2wt des Verdopplers 90 geladen. Jedesmal, wenn ein Schiebe
impuls SFT durch die AND-Torschaltung 92 zugeführt wird, verschiebt das Schieberegister 91 ein Bit zu den Bits
oberer Ordnung des geladenen Signal 2wt, um ein Signal (2wt)x(2 ) hervorzubringen, das durch Multiplizieren des
Signals 2wt mit 2m in Übereinstimmung mit der Erzeugungszahl
m des Schiebeimpulses SFT gebildet wird. Zu dieser Zeit wird die Erzeugungszahl m der Schiebeimpulse SPT durch ein
Intervall bestimmt, in dem sich der 2eitimpuls SO im "0 Zustand
befindet. Wenn dieses Intervall m Perioden des Takt impulses φο entspricht, werden durch die AND-Torschaltung
92 m Schiebeimpulse SFT erzeugt. Obwohl der Zeitimpuls SO über die gesamten Periode der Zeitschlitze tsO bis ts7 "1"
werden kann, beträgt die maximale Erzeuqungszahl m der Schiebeimpulse SFT beim Starten des DAC-Zyklus 7, da dem
Laden des Signals 2wt von dem VerdopDler 90 eine Priorität gegeben wird.
Aus diesem Grund können durch Steuern des Intervalls, in dem der Zeitimpuls SO "1" beträgt, die in der Tabelle II angegebenen Signale von dem Schieberegister 91 gewonnen werden.
- 16
• * nt
- 16 -
Erzeugungszahl | m der | Schieberegister | •2m) |
Schiebeimpulse | SFT | ausgabe (2wt | Wt |
m = | O | 2 | wt |
- | 1 | 4 | Wt |
= | 2 | 8 | Wt |
= | 3 | 16 | Wt |
= | 4 | 32 | Wt |
= | 5 | 64 | Wt |
6 | 128 | Wt | |
7 | 256 |
- 17 -
In diesem Ausführungsbeispiel ist die maximale Erzeugungs
zahl m der Schiebeimpulse SFT auf 3 begrenzt.
Das von dem Schieberegister 91 abgegebene Phasenbestimmungs
signal (2wt)x(2m) wird an einen Eingang "1" des Selektors 93
gegeben. Darauf wählt der Selektor 93 das bei dem Zeitimpuls SE "1" an seinen Eingang "1" gegebene Phasenbestimmunqs
signal (2wt)x(2m) aus und gibt es ab. Wenn dagegen der Zeitimpuls
SE "O" ist, wählt er das an seinen Eingang "0" gegebene Phasenbestimmungssignal wt aus und gibt es ab.
Folglich bringt der Selektor 93 unter Steuerung mit dem Zeitimpuls
SE die in der Tabelle III angegebenen Signale hervor.
Zeit impuls SE |
Erzeugungszahl m der Schiebeimpulse SFT |
Ausgabe des Selektors 93 |
"0" | — | Wt |
M1.. | m = 0 1 ™" J- ■— 0 = 3 |
2 wt 4 wt 8 wt 16 wt |
- 18 -
Sämtliche von dem Selektor 93 abgegebenen Phasenbestiaumiage-signale (vt, 2wt, 4wt, 8wt und 16wt) werden mit χ bezeichnet.
Unter der Steuerung Bit den Zeitirnpulsen St und S2 wird
dieses Phasenbestlmmungssignal χ in der Verschiebevorrichtung
94 ait 2ίβ * ' multipliziert, um in ein Phasenbestiaunungsslgnal 2tm * 'x(x) geändert su werden, wie dieses aus
Tabelle IV ersichtlich ist. In der Verschiebevorrichtung
95 wird das Phasenbestimmungsslgnal χ nit 2* unter der
Steuerung mit den Zeitimpuls S3 multipliziert, um unter Steuerung alt de» Zeltimpuls S3 in ein Phaseebestimmungssignal 2 getndert zu werden, wie dieses in Tabelle V
dargestellt ist.
Zeitimpuls | St |
Ausgabe 2(β1+β2) χ (χ) der
Verschiebevorrichtung 94 |
S2 |
O
1 O 1 |
2° x (X) 21 χ (χ) 22 χ (χ) 23 χ (χ) |
O
O 1 1 |
Zeltimpuls
S3 |
s3
Ausgabe 2 χ (χ) der Verschiebevorrichtung 95 |
O
1 |
2° χ (χ) 21 χ (χ) |
- 19 -
geändert
Heiterhin wird das Ausgangesignal 2("1+*2)x(x) der Versohle-
!^vorrichtung 94 In der Verschiebevorrichtung 96 unter der
Steuerung mit dem niedrigstwertigen Signal bO des Sohlltscahlsignale B mit 2 multipliziert, um in Tabelle VI gezeigte
Phaeenbeetiamungesignale (V*1"1"*2^] χ (2"^)X(X) geändert su
werben. Mit anderen Worten wird das Ausgangesignal 2** * 'x(x)
der Verschiebeeinrichtung 94 in einen für die Erzeugung des
Seltfenstersignals W verwendeten Zeitschlitz (tsO, ts2, ts4,
ts6; das Signal bO wird 14O ) mit 1/2 multipliziert.
Schlitaaahleignal
bO |
Ausgabe (2*1+e2]x(2-*bO)x<x)
der Verschiebevorrichtung 96 |
0
1 |
R/2 (2s1+·2)] x(x) g (e1+e2>J x(x) |
- 20 -
nachträglich - 20 - j geändert
Das Auegangssignal [2is1+s2>]x(2~bO)x(x) der Verscaiebevorrichtung 96 wird dem Eingang λ der Addition-Subtraktion-Schaltung 98 «ugeführt.
Andererseits wird das Auegangssignal 2* x(x) der Verschiebevorrichtung 95 Ober die Torschaltung 97 an den B-Eingang
der Addition-Subtraktion-Schaltung 98 gegeben, und zwar nur dann, wenn der Zeitiapuls 6 "1" beträgt. Xn der Schaltung 98
wird das Ausgangssignal 2* x(x) su bws. von den» Signal ^ (s1+s2yj χ(2-*>0) X(jt)# da8 unter Steuerung alt dem Seitimpuls SUB an den Α-Eingang gegeben ist, entweder addiert oder
subtrahiert.
Infolgedessen gibt die Addition-Subtraktion-Schaltung 96
die in Tabelle VII aufgeführten Phasenbestiiasmngesignale
ax ab. Wenn der Zeitimpuls SUB 1" beträgt, führt die Addition-Subtraktion-Schaltung 98 eine Subtraktionsoperation A-B
aus.
Oa dieses Ausführungsbeispiel so ausgebildet ist, daß der Zeit-Impuls G bei dem Signal bO mit dem Wert n0k stets "O' betragt
(der Zeitschiita, in dem das Zeitfenstersignal hervorgebracht wird), wird das Ausgangesignal (1/2)x (2(β1*β2ί]χ(χ) der
Verschiebevorrichtung 9C durch die Addition-Subtraktion-Schaltung 98 unverändert abgegeben, um als Phasenbestimmungssignal ax zu wirken.
- 21 -
Sl | Zeitimpuls | S2 | G | S3 | SUB | Ausgabe ax der Addition-Subtraktion- Schaltung 98 |
|
bO | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | X | |
1 | 0 | U | 0 | 0 | 2x | ||
1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 3x (= 2x+x) | ||
0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 4x | ||
0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 5x (= 4x+x) | ||
1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 6x (= 4x+2x) | |
1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 7x (8x-x) | ||
1 | 1 | 0 | 0 | 0 | Gx | ||
1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 9x (= 8x+x) | ||
1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1Ox (= 8x+2x) | ||
0 | 0 | 0 | - | - | l/2x | ||
0 | 1 | 0 | - | - | X | ||
O | 1 | 0 | 0 | - | - | 2 χ | |
1 | 1 | 0 | — | — | 4 χ | ||
ft « tfr ·· Ο« ti » {»«
- 22 -
Das Ausgangssignal ax der Addition-Subtraktion-Schaltung 98
wird an einen Datenkonverter 99 gegeben, der mit einem als Steuersignal wirkenden Zeitimpuls NW beaufschlagt ist, so daß
der Datenkonverter 99 ungeachtet des Wertes des Eingangssignals ax so lange einen konstanten Wert oC hervorbringt, wie der
Zeitimpuls NW "1" beträgt. Wenn dagegen der Zeitimpuls NW "0" beträgt, bringt der Datenkonverter 99 das Eingangssignal
ax unverändert hervor. In diesem Fall wird der Zeitimpuls NW nur in dem Zeitschlitz "1", der zum Hervorbringen des
Zeitfenstersignals W eines gegebenen Kanals verwendet ist, wenn die Rechenkanäle chO bis ch3 nicht verwendet sind, um
das Zeitfenstersignal W (s.Fig.4) zu erzeugen. Folglich bringt der Datenkonverter 99 normalerweise das Ausgangssignal
ax der Addition-Subtraktion-Schaltung 98 unverändert als Phasenbestimmungssignal kwt hervor, wohingegen ein konstanter
Wert cC als Phasenbestimmungssignal kwt abgegeben
wird, wenn der Zeitimpuls NW in einem zum Hervorbringen des Zeitfenstersignals verwendeten Zeitschlitz "1" wird.
Wenn die Zahl m der von der AND-Torschaltung 92 abgegebenen
Schiebeimpulse SFT für entsprechende Kanäle chO bis ch3, wie in Tabelle VIII gezeigt, bestimmt wird, können durch Steuerung
der Erzeugung der Zeitimpulse S1, S2, S3, G und SUB die in Tabelle I dargestellten Phasenbestimmungssignale kwt
aus der Addition-Subtraktion-Schaltung 98 gewonnen werden.
Rechenkanal | m |
chO | 0 |
chi | 1 |
ch2 | 2 |
ch3 | 3 |
- 23 -
Auf Fig. 1 zurückkommend, speichert eine Sinusfunktion-Speichereinrichtung
10 in ihren betreffenden Adressen bei entsprechenden Abtastpunkten in einer Periode eines in Fig. 3a
gezeigten Sinuswellenformsignals Sinusamplitudenwerte in logarithmischen Ausdrucken. Sie bringt einen Sinusamplitudenwert logisin kwt) mit einer einem Signal kwt entsprechenden
Phase hervor, wenn sie von dem Phasenbestimmungssignalgenerator 9 mit einem Phasenbestimmungssignal kwt beaufschlagt
wird, das als Adressensignal wirkt.
Ein riüllurvengenerator 11 erzeugt ein logarithmisches Hüllkurvensignal
log EVK, das geeignet ist, entsprechende in betreffenden Rechenkanälen chO bis ch3 berechnete Teiltonkomponenten
mit einer Amplitudenhüllkurve zu versehen, die auf den Bitsignalen P1 und P2 oberer Ordnung des Phasenbestimmungssignals
wt, auf den Bitsignalen oberer Ordnung b2 und b1, auf dem Klangfarben-Einstellsignal TS, auf dem Tastencode
KC und auf dem Taste-Ein-Signal KON basiert.
Eine Rechenschaltung 12 für arithmetische Operationen berechnet einen Zeitfenstersignal-Amplitudenwert 21og(sin kwt),
der eine in Fig. 3b dargestellte Wellenform aufweist, indem ein von der Sinusfunktion-Speichereinrichtung 10 in den
Vorderhälften-Zeitschlitzen tsO, ts2, ts4 und ts6 entsprechender Rechenkanäle chO bis ch3 abgegebener Sinusamplitudenwert
log(sin kwt) verdoppelt wird. Weiterhin addiert die Rechenschaltung
12 den von der Sinusfunktion-Speichereinrichtung in Folgehälften-Zeitschlitzen (ts1, ts3, ts5 und ts7) entsprechender
Rechenkanäle chO bis ch3 abgegebenen Sinusamplitudenwert log(sin kwt) zu dem Zeitfenstersignal-Amplitudenwert 21og(sin kwt), um Teiltonkomponenten zu berechnen,
die sich über eine mit 4kf/N dargestellte Frequenzbandbreite verteilen und in der Mitte die Frequenz kf aufweisen.Weiterhin
addiert die Rechenschaltung 12 das ilüllkurvensignal log EVK zu den Teiltonkomponenten hkw zur Steuerung der
Amplitudenhüllkurve. Die Rechenschaltung 12 umfaßt einen Verdoppler
120, Selektoren 121 und 122, einen Addierer 123,
- 24 -
ein Register 124 sowie einen LOG-LIN-Konverter 125 für
die Umsetzung logarihtmischer Werte in unlogarithmierte Zahlen. In diesem Fall werden die von dem LOG-LIN-Konverter
125 abgegebenen Teiltonkomponenten für betreffende Rechenkanäle
chO bis ch3 durch die Gleichung
hkw = (sin2kwt)x(EVK)x(sin kwt) (3)
ausgedrückt.
Eine Synthetisierschaltung 13 synthetisiert in den Rechenkanälen chO bis ch3 entsprechend berechnete Teiltonkomponenten
hkw. Die Synthetisierschaltung 13 umfaßt einen Akkumulator 130,
der bei zeitlichem Abfall des Zeitimpulses T3 die Teiltonkomponenten hkw für entsprechende Rechenkanäle cn3 bis chO sequentiell
akkumuliert, sowie ein Register 131, das bei zeitlichem Abfall des Zeitimpulses T5 mit dem durch den Akkumulator
130 erzeugten akkumulierten Wert ^ hkw geladen wird und
den geladenen akkumulierten Wert hält, bis ein nächster neuer akkumulierter Wert ΣΓ hkw gegeben wird. Der Inhalt des Akkumulators
130 wird zurückgesetzt oder gelöscht, wenn der Zeitimpuls T4, der dem Zeitimpuls T5 etwas nacheilt, abfällt. Der
Ausgang 23. hkw der Synthetisierschaltung 13 wird durch einen
Digital-Analog-Konverter 14 in einen ein analoges Musiktonsignal bildenden Momentanwert MW(t) umgesetzt und dann einem
Klangssystem 15 zugeführt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Schaltung vorgesehen, die den Umstand berücksichtigt, daß die Polaritäten der in dem
späteren Halbteil einer Periode des Musiktonsignals berechneten Teiltonkomponenten zu invertieren sind, wenn die Teiltonkomponenten
in jedem DAC-Zyklus synthetisiert werden. Diese Schaltung umfaßt eine AND-Torschaltung 32, eine Exklusiv-OR-Torschaltung
33 sowie eine AND-Torschaltung 34; diese Schaltungen sind in Fig. 1 mit einer strichpunktierten Linie
umrandet. Wenn der Zeitimpuls INV in dem späteren Halbteil einer Periode des Musiktonsignals "1" wird, in dem das
höchstwertige Bitsignal P1 des Phasenbestimmungssignals wt
- 25 -
ebenso wie in Folgehälfte-ZeitschJLitzon entsprechender
Rechenkanäle chO bis ch3 "1" beträgt, invertiert diese Schaltung die Polarität des höchstwertigen Bit-Signals des von dem
Datenkonverter 99 abgegebenen Phasenbestimmunqssignals kwt und führt das invertierte Signal an einen Vorzeichen-Biteingang
des Akkumulators 130, Dementsprechend synthetisiert der Akkumulator 130 entsprechende Teiltonsiqnale nach Invertieren
ihrer Polaritäten. Wenn man annimmt, daß eine Periode eines Musiktonsignals kontinuierlich ist, werden nur die
Komponenten mit geraden Ordnungszahlen eliminiert, so daß ein Musiktonsignal erzeugt wird, das nur aus Komponenten mit ungeradzahligen
Ordnungszahlen besteht.
Selbst in den normalen vorderen Halbteilen und späteren Halbteilen,
wenn das Signal INV "0" beträgt (d.h. nicht invertiert ist), wird das höchstwertige Bit des Signals kwt unverändert
in die Vorzeichen-Biteingangsklemme des Akkumulators 130
eingegeben.
ZoB. enthäl^t eine in dem vorderen Halbteil und dem späteren
Halbteil einer Periode des Musiktonsignals punktsymmetrische Musiktonsignalwellenformf wie aus Fig. 7a ersichtlich, sowohl
Komponenten mit geraden Ordnungszahlen als auch Komponenten mit ungeraden Ordnungszahlen. Wenn jedoch die Polarität der
zweiten Halte der Wellenform invertiert wird, erhält man die in Fig. 7b dargestellte Wellenform des Musiktonsignals. Mit
anderen Worten ist die Wellenform der Musiksignaltonwellenform liniensymmetrisch, und den vorderen Halbteil einer Periode
kann man allgemein mit
sin nwt (4)
angeben, den zweiten Halbteil hingegen mit -LAn sin (nwt - η 7C)
- 26 -
£(sin nwt)x(cos η X) - (cos nwt)x(sin η K)J
= -ΣΑη [(sin nwt)x (-1)nJ
= 5l(-1)n+1x(An sin nwt) (5).
Durch Verknüpfen der Gleichungen (4) und (5) erhält man
Σ. An sin nwt + ZL (-1) An sin nwt
= Al sin wt + A2 sin 2wt +A3 sin 3wt + A4 sin 4wt + A5 sin 5wt...
+ Al sin wt - A2 sin 2wt + A3 sin 3wt - A4 sin 4wt + A5 sin 5wt.
In dieser Gleichung sind die Komponenten mit geradzahligen Ordnungszahlen eliminiert und man erhält schließlich:
2 [Al sin wt + A3 sin 3wt + A5 sin 5wt j (6)
Folglich sind aus einer in Fig. 7b gezeigten Musiktonsignalwellenform
Komponenten mit geradzahligen Ordnungszahlen eliminiert, d.h., daß sie nur Komponenten mit ungeradzahligen Ordnungszahlen
enthält. In diesem Fall werden die Teiltonkomponenten mit geradzahligen
Ordnungszahlen durch Zusammenfügen mit dem späteren Halbteil nach Invertieren seines Vorzeichens unterdrückt, und
zwar auch dann, wenn - wie in Fig. 7c - der vordere Halbteil und der folgende Halbteil einer Periode des Musiktonsignals nicht
vollständig liniensymmetrisch sind, solange in beiden Halbteilen Komponenten mit geraden Ordnungszahlen vorhanden sind.
Dieses ist außerordentlich wirkungsvoll bei der Tonbildung von Blasinstrumenten, z.B. einer Klarinette.
Die Wirkungsweise des bereits im Aufbau beschriebenen elektronischen
Musikinstruments wird nachstehend angegeben:
Nach Schließen eines nicht dargestellten Versorgungsschalters erzeugen der Zähler 6 und der Taktgeber 7 Schlitzzahlsignale B
(b2, b1, bO) und Zeitimpulssignale T1 bis T5. Wenn in diesem
Zustand ein Spieler eine Taste der Tastatur 1 drückt, nachdem
- 27 -
a m
er eine gewünschte Klangfarbe mit der Klangfarben-Setzeinrichtung 8 eingestellt hat, wird aus der Frequenzzahl-Speichereinrichtung
3 eine der Tonhöhe der gedrückten Taste entsprechende Frequenzzahl F ausgelesen. Darauf akkumuliert der
Akkumulator 4 bei einer Erzeugungsperiode des Zeitimpulses T1 sequentiell die ausgelesene Frequenzzahl F und gibt den akkumulierten
Wert qF als Phasenbestimmungssignal wt ab, um ein Zeitfenstersignal und ein Sinuswellenform-Teiltonsignal hervorzubringen
.
Die Bitsignale P1 und PO oberer Ordnungen des Phasenbestimmunqssignals
wt werden dem Taktgeber 7 und dem Hüllkurvengenerator 11 zugeführt, um als Signale für das Bezeichnen des ersten
bis vierten Phasenteils ph1 bis ph4 zu wirken, die durch Teilung einer Periode T des Musiktonsignals durch 4 gebildet
sind. Dementsprechend erzeugt der Taktgeber 7 Zeitimpulse SO bis S3, SE, ... SUB, die zum Berechnen vorherbestimmter Teiltonkomponenten
verwendet werden, die der eingestellten Klangfarbe und dem Tonbereich der gedrückten Taste in betreffenden
Rechenkanälen in entsprechenden Phasenteilen ph1 bis ph4 einer Periode des Musiktonsignals entsprechen. Das von dem Akkumulator
4 abgegebene Phasenbestimmungssignal wt wird unter Steuerung mit den Zeitimpulsen SO bis S3, ... SUB in dem PhasenbestimmungsSignalgenerator
9 geändert.
Zum Zwecke einer vereinfachten Beschreibung sei angenommen, daß - wie in Fig. 5 gezeigt - die betreffenden Rechenkanäle
chO bis ch3 Teiltonkomponenten hkw berechnen, basierend auf
einem Zeitfenstersignal W und einem Frequenzsignal Hk. Im einzelnen berechnet der Rechenkanal chO die Teiltonkomponente
h1 1. Ordnung, indem ein Zeitfenstersignal W mit normalerweise konstantem Pegel mit einem Frequenzsignal H1 einer Frequenz f
multipliziert wird. In dem Rechenkanal chi wird ein Zeitfenstersignal
W mit einer Zeitdauer Tw = T mit einem Frequenzsignal H4 einer Frequenz 4f multipliziert, um eine
Teiltonkomponente h4w zu berechnen. Dabei wird die über eine Frequenzbandbreite verteilte Breite M ihrer Hauptkeule (main
lohe) mit
- 28 -
• · · it a * β « « β
M = (4)x(4f)/4
ausgedrückt. Die Teiltonkomponente h4w umfaßt die Teiltonkoraponente
h4 (einer Frequenz 4f) 4. Ordnung als Mittenkomponente .
In dem Rechenkanal ch2 werden zwei Zeitfenstersignale W hervorgebracht,
die in einem vorderen Halbteil (ph1 und ph2) und einem späteren Halbteil (ph3 und ph4) einer Periode T des
Musiktonsignals Zeitbreiten Tw = (1/2)χ(T) aufweisen. Entsprechende
Zeitfenstersignale W werden mit einem Frequenzsignal H8 einer Frequenz 8f multipliziert, um eine Teiltonkomponente
h8w zu berechnen, die sich über eine Frequenzbandbreite verteilt und die Teiltonkomponente h8 (einer
Frequenz 8f) 8.Ordnung als Mittenkomponente aufweist, wobei die Hauptkeulenbreite M der Frequenzbandbrexte mit
M = (4)x(8f)/4 angegeben wird.
In dem Rechenkanal ch3 wird in jedem Phasenteil ph1 bis ph4 in einer Periode T des Musiktonsignals ein Zeitfenstersignal
W mit einer Zeitdauer Tw = (1/4)χ(T) erzeugt. Das Zeitfenstersignal
W in dem ersten Phasenteil ph1 wird mit einem Frequenzsignal H16 einer Frequenz 16f multipliziert, um eine
Teiltonkomponente h16w zu berechnen, die über eine Frequenzbandbreite
verteilt ist, die die Teiltonkomponente h16 16. Ordnung als Mittenkomponente aufweist, wobei für die Hauptkeulenbreite M der Frequenzbandbreite die Gleichung
M = (4)x(16f)/4
geschrieben wird. Dagegen wird das Zeitfenstersignal W in dem zweiten Phasenteil ph2 mit einem Frequenzsignal H24 einer
Frequenz 24f multipliziert, um eine Teiltonkomponente h24w
- 29 -
zu berechnen, die sich über eine Frequenzbandbreite verteilt, die die Teiltonkomponente h24 24. Ordnung als Mittenkomponente
aufweist, wobei für die Hauptkeulenbreite M der Frequenzbandbreite die Gleichung
M = (4)x(24f)/4
geschrieben wird. Das Zeitfenstersignal W in dem dritten Phasenteil ph3 wird mit einem Frequenzsignal H32 einer Frequenz
32f multipliziert, um eine Teiltonkomponente h32w zu berechnen, die über eine Frequenzbandbreite verteilt ist, die
die Teiltonkomponente h32 als Mittenkomponente aufweist, wobei die Hauptkeulenbreite M der Frequenzbandbreite mit der Gleichung
M = (4)x(32f)/8
angegeben wird. In der gleichen Weise wird das Zeitfenstersignal W in dem vierten Phasenteil ph4 mit einem Frequenzsignal
H4O einer Frequenz 4Of multipliziert, um eine Teiltonkomponente h4Ow zu berechnen, die sich über eine Frequenzbandbreite
verteilt, die die Teiltonkomponente h4O 40. Ordnung als Mittenkomponente aufweist, wobei die Hauptkeulenbreite
M der Frequenzbandbreite mit der Gleichung
M = (4)x(4Of)/4 wiedergegeben wird.
Bei den beschriebenen, in entsprechenden Rechenkanälen chO bis ch3 zu berechnenden Teiltonkomponenten hkw erzeugt der Taktgeber
7 während eines Intervalls zwischen dem ersten Phasenteil ph1 bis vierten Phasenteil ph4 einer Periode T des
Musiktonsignals in den Vorderhalbteil- und Folgehalbteil-Zeitschlitzen der entsprechenden Rechenkanäle chO bis ch3
die in der Tabelle IXa bis IXd dargestellten Zeitimpulse.
- 30 -
U)
Phasen kompo nente |
Rechen kanal |
Zeit schlitz |
Zeitimpuls | SO | 0 | SE | Sl | S2 | S3 | G | SUB | NW | INV |
ph 1 | chO | tsO | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | τ J. |
0 | ||
chi | tsl | 0 | 0 | 0 | 0 | U | 0 | 0 | 0 | 0 | |||
ch 2 | ts2 | "j | 0 | 0 | 0 | υ | 0 | 0 | 0 | 0 | |||
ch 3 | ts3 | 0 | 0 | 0 | 1 | U | 0 | 0 | 0 | 0 | |||
ts4 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||||
ts5 | υ | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||||
ts6 | ο | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||||
ts7 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
4 C
• · C
OCSt 6 f
* fc
• ·
GO
OO cn co
CD
Zeitimpuls | INV | O | O | O Xi υ |
O | O | chi | O | O | CN Λ O |
O | O | η x: O |
CN XJ CU |
1 | rH | O | O | O | O | O | O | O | ||||||
SUB | O | O | O | O | O | O | O | O | ||||||
O | O | O | O | O | O | O | O | rH | ||||||
co | O | O | O | O | O | O | O | O | ||||||
«Ν CO |
O | O | O | rH | O | O | rH | O | ||||||
rH CO |
O | O | O | O | •Η | rH | O | rH | ||||||
H to |
O | O | O | O | O | rH | O | rH | ||||||
O co |
O | O | O | O | rH | O | rH | |||||||
Zeit schlitz |
O U) ■P |
tsl | CM Ul |
η LQ |
ι* U) |
in U) |
VO U) |
I-- 0) |
||||||
Rechen kanal |
||||||||||||||
Phasen kompo nente |
- 3 2 -
Tabelle IX c
Phasen kompo nente |
Rechen kanal |
Zeit schlitz |
Zeitimpuls | SO | SE | Sl | S2 | S3 | G | SUB | NW | INV |
ph 3 | chO | tsO | 0 | ü | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | |
chi | tsl | ■ 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
ch2 | ts2 | 0 | U | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
ch 3 | ts3 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
ts4 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |||
ts5 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |||
ts6 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |||
ts7 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Zeitirapuls | INV | Zeit- . schlitz |
ο | σ | ChO | ο | O | chi | ο | ο |
<Ν
Xi υ |
O | ο |
η
.C υ |
·<# χ: α, |
I | Rechen kanal |
ο | O | O | ο | ο | O | ο | |||||||
SUB | Phasen kompo nente |
O | ο | O | O | ο | ο | O | ο | ||||||
O | σ | σ | O | O | O | O | O | rH | |||||||
η
cn |
ο | ο | O | O | O | O | O | O | |||||||
«Ν
tn |
ο | ο | O | ιΗ | O | O | rH | ιΗ | |||||||
Ul | ο | ο | O | O | ■Η | O | O | σ | |||||||
ω
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ο | ο | O | O | O | H | O | •Η | |||||||
ο
tn |
ο | ο | O | O | O | O | ■Η | ||||||||
ο
Ul |
tsl |
(N
(0 +J |
01 |
T
(0 4J |
ΙΓ>
(0 |
U)
(0 -P |
Γ-
(0 -P |
- 34 -
Darauf beträgt in dem Zeitschlitz tsO des Rechenkanals cho von
den Zeitimpulsen SO bis INV nur der Impuls NW über dem ersten Phasenteil ph1 bis zu dem vierten Phasenteil ph4 "1"; die anderen
Impulse sind alle "O". Aus diesem Grund erzeugt der Datenkonverter
99 des PhasenbestimmungsSignalgenerators 9 ungeachtet des in ihn eingegebenen Signals einen konstanten
Wert OC als Phasenbestimmungssignal kwt, wodurch der von der
Sinusfunktion-Speichereinrichtung 10 abgegebene Sinusamplitudenwert log(sin kwt) ebenfalls ein konstanter Wert log(sin«C)
wird. Dieser konstante Sinus amplitudenwert log(sin<£) wird
durch den Verdoppler 120 der Arithmetik-Rechenschaltung 12 auf 21og(sin<*!) verdoppelt. Dieser Wert wird an den "O'-Eingang
des Selektors 122 gegeben. Zu dieser Zeit erzeugt der Hüllkurvengenerator 11 ein Hüllkurvensignal log EV1 (k = 1) für die
in dem Rechenkanal chO zu berechnende Teiltonkoitroonente h1 ,
und das Hüllkurvensignal· log EV1 wird dem 11O''-Eingang des
Selektors 121 der Rechenschaltung 12 zuaeführt. Da der Zeitschlitz
das Zeitfenstersignal W hervorbringt, beträgt der Wert
des niedrigstwertigen Bitsignals b0 des Schlitzzahlsignals B zu dieser Zeit "0", wobei das Hüllkurvensignal log EV1 und
der konstante Sinusamplitudenwert 21og(sindC) entsprechend an die "O"-Eingänge der Selektoren 121 und 122 geführt, ausgewählt,
abgegeben und dem Addierer 123 zugeführt werden, wodurch der Addierer 123 die Additionsoperation
log EV1 + 21og(sinoc)
ausführt. Bei Abfall des Zeitimpulses T2 wird diese Summe in
das Register 124 geladen und darauf von der Ausgangsklemme des Register 124 an den "1"-Eingang des Selektors 122 zurückgeführt
.
Darauf sind die Zeitimpulse SO bis INV in dem Zeitschlitz ts1 sämtlich "0". Aus diesem Grund bringen die verschiedenen
Schaltungen des PhasenbestimmungsSignalgenerators 9 die in Tabelle X angegebenen Signale hervor.
- 35 -
Schaltung | Ausgangesiqnal |
Selektor 93 | Wt |
Verschiebevorrichtung 94 | Wt |
Verschiebevorrichtung 95 | Wt |
Verschiebevorrichtung 96 | Wt |
Torschaltung 97 | 0 |
Addition- Subtraktion- Schaltung 98 |
wt |
Datenkonverter 99 | Wt |
- 36 -
So wird ein Sinusamplitudenwert log(sin wt), bei dem k = 1
ist, aus der Sinusfunktion-Speichereinrichtung 10 ausgelesen. Im einzelnen wird das Frequenzsignal H1 (= log sin wt) 1. Ordnung
abgegeben und dem "1"-Eingang des Selektors 121 der Arrithmetik-Rechenschaltung 12 zugeführt. Da das niedrigstwertige
Bitsignal bO des Schlitzzahlsignals B den Wert "1" aufweist, wählt der Selektor 121 zu dieser Zeit das an seinem
"1"-Eingang liegende Frequenzsignal H1 1. Ordnung aus und gibt es ab. Ebenso wählt der Selektor 122 das an seinem "1"-Eingang
liegende Signal [[log EV1 + 21og(sind)J und gibt es ab, wodurch der Addierer 123 die Additionsoperation
[log EV1 + 2 log (sind)] + log(sin wt)
ausführt. Das bedeutet, daß das Frequenzsignal H1 £= log(sin
wt)J 1.Ordnung mit dem Hüllkurvensignal EV1 multipliziert wird.
Die Summenabgabe des Addierers 123 wird beim Abfall des Zeitimpulses T2 in das Register 124 geladen und dann an
den LOG-LIN-Konverter 125 gegeben, um dadurch in einen nicht
logarithmischen Zahlenwert "(EV1)x(sinci ) x(sinwt)" umgesetzt
zu werden. Dieser wird darauf an den Akkumulator 130 der Synthetisierschaltung
13 gegeben, um jedesmal, wenn der Zeitimpuls T3 abfällt, akkumuliert zu werden. Infolgedessen ist in dem
ersten Rechenkanal chO die erste mit einer Hüllkurve versehene Teiltonkomponente berechnet.
In dem Zeitschlitz ts2 des Rechenkanals chi sind sämtliche
Zeitimpulse SO bis INV "0"; und das niedrigstwertige Bitsignal bO des Zeitschlitzzahlsignals B ist "0;I.
Dementsprechend bringen verschiedene Schaltungen des Phasenbestimmungssignalgenerators
9 die in Tabelle XI angegebenen Signale hervor.
- 37 -
Schaltung | Ausgangssignal |
Selektor 93 | Wt |
Verschiebevorrichtung 94 | Wt |
Verschiebevorrichtung 95 | Wt |
Verschiebevorrichtung 96 | wt/2 |
Torschal tuner 97 | 0 |
Addition- Subtraktion- Schaltung 98 |
wt/2 |
Datenkonverter 99 | wt/2 |
- 38 -
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- 38 -
Im einzelnen wird in dem Zeitschlitz ts2 der Wert des Phasenbestimmungssignals
wt einer Frequenz f mit 1/2 multipliziert und dann abgegeben. Dementsprechend wird ein Sinusamolitudenwert
log(sin wt/2) einer Frequenz wt/2 aus der Sinusfunktion-Speichereinrichtung
10 ausgelesen. Dieser Sinusfunktion-AmoIitudenwert
log(sin wt/2) wird in dem Verdoppler 120 der Arithmetik-Rechenschaltung
12 verdoppelt und als ein in Fig. 3b dargestelltes Zeitfenstersignal W abgegeben. In diesem Fall
hat das Zeitfenstersignal W eine Zeitdauer Tw = 1/f = T.
Dieses Zeitfenstersignal W mit einer Zeitdauer Tw = T wird über den Selektor 122 an den Addierer 123 gegeben, um mit dem
Hüllkurvensignal log EV4 (k = 4) addiert zu werden, das dem Addierer 123 über den Selektor 121 zugeführt ist. Die Summe
log EV4 + log W = log EV4 + 21og (sin wt/2) wird vorübergehend in dem Register 124 gespeichert.
In dem nächsten Zeitschlitz ts3 werden die Zeitimpulse SO und S2 "1", so daß verschiedene Schaltungen des Phasenbestimmungssignalgenerators
9 die in Tabelle XII aufgeführten Signale hervorbringen.
- 39 -
Schaltung | Ausgangssignal |
Selektor 93 | Wt |
Verschiebevorrichtung 94 | 4wt |
Verschiebevorrichtung 95 | Wt |
Verschiebevorrichtung 96 | 4wt |
Torschaltung 97 | 0 |
Addition- Subtraktion- Schaltung 98 |
4wt |
Datenkonverter | 4wt |
- 40 -
Auf diese Weise wird aus der Sinusfunktion-Speichereinrichtung
10 ein Sinusaraplitudenwert log(sin 4wt) ausgelesen, bei dem k = 4 gilt, wodurch das Frequenzzahlsignal H4 [= log (sin 4wt)j
4. Ordnung hervorgebracht wird, das zu dem Signal [log EV4 + 21og sin(wt/2)J addiert wird, das vorübergehend
in dem Register 124 der Arithmetik-Rechenschaltung 12 gespeichert
ist. Dementsprechend wird das Frequenzsignal H4 (j= log (sin 4 Wt)] 4. Ordnung mit dem Hüllkurvensignal
EV4 und mit dem Zeitfenstersignal W einer Zeitdauer von Tw = T multipliziert.
Dementsprechend ist in dem Rechenkanal chi ein Signal berechnet,
das durch Amplitudenmodulation des Frequenzsignals H4 4. Ordnung mit dem Zeitfenstersignal W einer Zeitdauer Tw = T
und mit dem Hüllkurvensignal EV4 gewonnen ist. Mit anderen Worten ist es möglich, eine Teiltonkomponente h4w zu erhalten,
die über eine Frequenzbandbreite verteilt ist, die die Teiltonkomponente h4 4. Ordnung als Mittenkomponente sowie eine
Hüllkurvenbreite M entsprechend der Gleichung
M = (4)x(4f)/4 aufweist.
Die Ausgabe {log EV4 + 21ogVwt/2 + log (sin 4wt)J des Addierers
123 wird dem LOG-LIN-Konverter 125 durch das Register 124
zugeführt. Nach Umsetzung der Ausgabe in einen Wert [(EV4)x(sin2 wt/2)x(sin 4wtf] mit nichtlogarithmischen (natürlichen)
Zahlenausdrücken wird dieser Wert an den Akkumulator 130 der Synthetisierschaltung 13 gegeben, um mit der in dem
vorangegangenen Rechenkanal chO berechneten Teiltonkomponente h1 1. Ordnung synthetisiert oder zusammengefügt zu werden.
In den Rechenkanälen ch2 und ch3 werden vorherbestimmte Teiltonkomponenten
hkw in der gleichen Weise berechnet. Verschiedene in diesem Fall abgegebene Signale sind in den Tabellen XIII
- 41 -
bis XVII angegeben. Obwohl sich eine detaillierte Beschreibung der aufgeführten Signale für die Rechenkanäle erübrigt,
sind die Operationen für die Phasenteile ph1 bis ph4
verschieden.
- 42 -
(Rechenkanal· ch2)
Schaltung | Ausgangssignal | ts 4 | 0 | wt | ts 5 |
Schieberegister 91 | 4wt | Wt | 8wt | ||
Selektor 93 | Wt | log (sin wt) | 8wt | ||
Verschiebevor. 94 | 2wt | log EV8 | 8wt | ||
Verschiebevor. 95 | wt | 21og (sin wt) | 8wt | ||
Verschiebevor. 9 6 | wt | log EV8 + 21og (sin wt) |
8wt- | ||
Torschaltung 97 | log F.V8 + 2log (sin wt) |
0 | |||
Addition- 98 Subtraktionschaltung |
8wt | ||||
Datenkonverter 99 | 8wt | ||||
Sinus funktion- Speichereinrichtung |
log (sin 8wt) | ||||
Hüllkurvengene rator 11 |
log EV8 | ||||
Verdoppler 120 | — | ||||
Addierer 123 | log EV8 + 21og (sin wt) + log (sin 8wt) |
||||
Register 124 | dito | ||||
LOG-LIN- Konverter 125 |
(EV8) χ (sin2 wt) χ (sin 8wt) |
- 43 -
Tabelle XIV (Phasenteil ph1 des Rechenkanals ch3)
Schaltung | Ausganassianal | ts 6 | ts 7 |
Schieberegister 91 | 16wt | 16wt | |
Selektor 93 | Wt | 16wt | |
Verschiebevor. 94 | 4wt | 16wt | |
Verschiebevor. 95 | Wt | 16wt | |
Verschiebevor. 96 | 2wt | 16wt | |
Torschaltung 97 | 0 | 0 | |
Addition- Subtraktion- Schalf.nnn QR |
2wt | 16wt | |
Datenkonverter 99 | 2wt | 16wt | |
Sinusfunktion- Sppi nhprpi ηγ-ί ph+-nnq |
log (sin 2wt) | log (sin 16wt) | |
Hüllkurvengenerator 11 |
log EV16 | log EV16 | |
Verdoppler 120 | 2log (sin 2wt) | — | |
Addierer 123 | log EVl6 + 21og (sin 2v/t) |
log EV16 + 21og (sin 2wt) + log (sin 16wt) |
|
Register 124 | dito | dito | |
LOG-LIN- Konverter 125 |
,,..,.■ ... | (EVlS) :c (sin2 2wt) χ (sin 16wt) |
- 44 -
(Phasenteil nh2 des Rechenkanals ch3)
Schaltung | Ausaangssianal | ts 6 | ts 7 |
.Schieberegister 91 | 4wt | 8 wt | |
Selektor 93 | Wt | 8 wt | |
Verschiebevor. 94 | 4wt | 16wt | |
Verschiebevor. 95 | wt | 8 wt | |
Verschiebevor. 96 | 2 wt | 16wt | |
Torschaltung 97 | 0 | 8 wt | |
Addition- Sub traktion- Fjchaltung 98 |
2 wt | 24wt | |
Datenkonverter 99 | 2wt | 24wt | |
Sinusfunktion- Speichereinrichtuna |
log (sin 2wt) | log (sin 24wt) | |
Hüllkurvengenerator 11 |
log EV24 | log EV24 | |
Verdoppler 120 | 21og (sin 2wt) | — | |
Addierer 123 | log EV24 + 2log (sin 2wt) |
log EV24 + 2l6g (sin 2wt) + log (sin 24wt) |
|
Register 124 | dito | dito | |
LOG-LIN- Konverter 125 |
(EV24) χ (sin2 2wi), χ (sin 24wt) |
- 45 -
- 45 -
(Phasenteil ph3 des Pechenkanals ch3)
bchaltung | Ausgangssignal | ts 6 | ts 7 |
Schieberegister 91 | 16 wt | 16wt | |
Selektor 93 | Wt | 16wt | |
Verschiebevor. 94 | 4 wt | 32wt | |
Verschiebevor. 95 | Wt | 16wt | |
Verschiebevor. 96 | 2wt | 32wt | |
Torschaltung 97 | 0 | 0 | |
Addition- Subtraktion- Schaltunq 98 |
2wt | 32wt | |
Datenkonverter 99 | 2wt | 32wt | |
Sinusfunktion- Sp.e icher einr ich tunq |
log (sin 2wt) | log (sin 32wt) | |
Ilüllkurvenqenerator 11 - |
log EV32 | log EV32 | |
Verdoppler 120 | 21og (sin 2wt) | — -. | |
Addierer 123 |
log EV32 +
21og (sin 2wt) |
i?§,EYil„+2«) ♦
log (sin 32wt) |
|
Register 124 | dito | dito | |
LOG-LIN- Konverter 125 |
(EV32) χ (sin* 2wt)
χ (sin 32wt) |
- 46 -
- 46 Tabelle XVII
(Phasenteil· nh4 des Rechenkanals ch3)
Schaltuna | Ausgangssignal | ts 6 | ts 7 |
Schieberegister 91 | 16wt | 8wt | |
Selektor 93 | Wt | 8wt | |
Verschiebevor. 94 | 4wt | 32wt | |
Verschiebevor. 95 | Wt | 8wt | |
Verschiebevor. 96 | 2wt | 32wt | |
Torschaltung 97 | 0 | 8wt | |
Addition- Subtraktion- Schaltuna 98 |
2wt | 40wt | |
Datenkonverter 99 | 2wt | 40wt | |
Sinus funktion- Sneichereinrichtuna |
log (sin 2wt) | log (sin 40wt) | |
Hüllkurvengenerator 11 |
log EV4 0 | log EV40 | |
Verdoppler 1 20 | 21og (sin 2wt) | — | |
Addierer 123 | log EV4 0 + 21og (sin 2wt) |
log EV40 + 21og (sin 2wt) + log (sin 4 0wt) |
|
Register 124 | dito | dito | |
LOG-LIN- Konverter 125 |
(EV40) χ (sin2 2wt} χ (sin 40wt) |
- 47 -
• a · «
- 47 -
Die in obiger Weise berechneten Teiltonkomponenten h1, h4w,
h8w, h16w, h24w, h32w und h4Ow werden bei jedem DAC-Zyklus
in der Synthetisierschaltung 13 synthetisiert (künstlich zusammengefügt). Der synthetisierte Wert wird in dem Digital-Analog-Konverter
14 in einen Momentanwert Mw(t) eines analogen rfusiktonsignals umgesetzt und dann dem Klangsystem 15 zugeführt,
wodurch es ein Tonsignal hervorbringt, das mit einer in Fig. dargestellten spektralen Hüllkurve versehen ist.
Da, wie oben beschrieben, in dem elektronischen Musikinstrument dieses Ausführungsbeispiels eine einzige Sinusfunktion-Speichereinrichtung
verwendet ist, um auf Zeitmultiplexbasis Zeitfenstersignale und Teiltonsignale hervorzubringen,
ist es möglich, mit einem äußerst einfachen Aufbau Teiltonkomponenten hkw zu berechnen, die über eine
weite Frequenzbandbreite verteilt sind. Da die Amplitudenmodulation durch eine logarithmische Additionsoperation zur
Berechnung solcher Teiltonkomponenten hkw bewirkt wird, ist es darüberhinaus möglich, die Rechenzeit zu verkürzen. Da
das Zeitfenstersignal W durch Verdopplung des Sinuswellensignal-Amplitudenwertes
gebildet wird, ist es außerdem möglich, die für die Berechnung des Fenstersignals notwendige
Schaltung beträchtlich zu vereinfachen. Im folgenden werden der Taktgeber 7 und der Hüllkurvengenerator 11 im Detail beschrieben.
Der Taktgeber 7 ist als eine - z.B. in Fig. 8 gezeigte - Nur-Lesespeicher
(Festspeicher)-Einrichtung (ROM)70 ausgebildet. Der ROM 70 umfaßt eine Mehrzahl Speicherblöcke MB, die durch
ein Klangfarben-Einstell-(Setz)signal TS und einen Tastencode KC bezeichnet werden. Entsprechende Speicherblöcke MB speichern
Zeitimpulse T3 bis T5, SE, SO bis S3, G, SUB, INV und NW zum Erzeugen vorherbestimmter Zeitfenstersignale W oder der Frequenzsignale
Hk in entsprechenden Zeitschlitzen tsO bis ts7, bezeichnet durch Signale b2, b1 und bO sowie Signale P1 und
PO, die der eingestellten Klangfarbe und dem Ton- oder Klangbereich einer gedrückten Taste entsprechen.
- 48 -
- 48 -
Wenn ein Klangfarben-Setzsignal T-S, ein Tastencode KC, Signale
b2, b1 und bO sowie Signale P1 und PO als Adressensignale zugeführt werden, werden folglich entsprechend der eingestellten
Klangfarbe und entsprechend dem Klangbereich (der durch den Tastencode KC identifiziert ist) der gedrückten Taste
Zeitimpulse T3 bis T5, ... NW synchron mit den Teilton-Rechenzeiten entsprechender Rechenkanäle chO bis ch3 hervorgebracht.
Obwohl - wie aus Fig. 2 ersichtlich - die Zeitimpulse T1 und T2 dieselben Signale wie die Signale b2 und φΌ darstellen,
werden sie mit verschiedenen Signalnamen bezeichnet.
Wenn die vier Bits oberer Ordnungen des Tastencodes KC in den ROM 70 eingegeben werden und unter Berücksichtigung, daß das
Klangfarben-Setzsignal TS vier Bits umfaßt, muß der ROM 70 eine
1 3
Speicherkapazität von (2 )χ(1Ο) = 80K Bits umfassen, da die Arten der Zeitimpulse 10 (10 Bits) sind; so wird die Speicherkapazität beträchtlich erhöht.
Speicherkapazität von (2 )χ(1Ο) = 80K Bits umfassen, da die Arten der Zeitimpulse 10 (10 Bits) sind; so wird die Speicherkapazität beträchtlich erhöht.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, können die Zeitimpulse T3, T4 und T5 durch etwas verzögerte oder verschobene Signale bO und b2
gebildet werden, so daß, wie in Fig. 9 gezeigt, das Signal bO mit einer Verzögerungsschaltung DL1 verzögert wird, um einen
Zeitimpuls T3 zu bilden, während das Signal b2 durch eine Verzögerungsschaltung DL2 verzögert wird, um einen Zeitimpuls
T4 zu bilden, und das Signal b2 durch eine Verzögerungsschaltung DL3 verzögert wird, um einen Zeitimpuls T5 zu bilden. Die
Verzögerungszeiten der Verzögerungsschaltungen DLI bis DL3 werden
mit ti, tr2 bzw. t3 bezeichnet. Die Verzögerungszeiten
werden eingestellt, um der Beziehung f1 <t3 <-j2 zu genügen.
Die anderen Zeitimpulse sind in eine erste Gruppe Zeitimpulse NW, S1 und S2 aufgeteilt, die zum Erzeugen der Zeitfenstersignale
W notwendig sind, und in eine zweite Gruppe Zeitimpulse SO, S1, S2, S3, SE, G, SUB und INV, die zum Erzeugen eines Frequenzsignals
Hk notwendig sind. Die Schaltung ist so aufgebaut, daß die zu
- 49 -
" * " "" 3Ί35970
der ersten Gruppe gehörenden Taktimoulse von einem ersten
ROM (Festsoeicher) 71 abgegeben werden, der freigegeben ist,
wenn das Signal bO "O" ist, wohingegen die zu der zweiten Gruppe gehörenden Taktimpulse von einem zweiten ROM (Festspeicher)
72 hervorgebracht werden, der freigegeben ist, wenn das Signal bO "1" ist. Da die Zeitimpulse S1 und S2 sowohl
zu der ersten Gruppe als auch zu der zweiten Grupoe gehören, werden sie über OR-Torschaltungen 73 und 74 abgegeben.
Da das Adressensignal im ganzen 10 Bits umfaßt und das Ausgangssignal drei Bits aufweist, beträgt die Speicherkapazität
10
des ersten ROM's 71 (2 )x(3) Bits. Da das Adressensignal im ganzen 12 Bits und das Ausgangssignal 8 Bits umfaßt, beträgt weiterhin die Speicherkapazität des zweiten ROM's 72
des ersten ROM's 71 (2 )x(3) Bits. Da das Adressensignal im ganzen 12 Bits und das Ausgangssignal 8 Bits umfaßt, beträgt weiterhin die Speicherkapazität des zweiten ROM's 72
12
(2 }x(8) Bits, so daß die gesamte Speicherkapazität des ersten
(2 }x(8) Bits, so daß die gesamte Speicherkapazität des ersten
ROM's 71 und des zweiten ROM's 72
(21O)x(3) + (212)x(8) = 35.840 Bits
beträgt.
Es ist zu beachten, daß diese Speicherkapazität ungefähr 1/2 der aus Fig. 8 hervorgehenden ist.
Die Speicherkapazität kann weiter reduziert werden, wenn die Arten der Zeitfensterformen oder -muster Pw, die in Rechenkanälen
chO bis ch3 hervorgebracht werden, auf 16 begrenzt werden, wie dieses aus Fig. 10a für eine Klangfarbe ersichtlich
ist, die durch eine Kombination eines Tastencodes KC und einer Klangfarben-Setzinformation TS bezeichnet werden kann, und
durch Einstellen (Setzen) der in entsprechenden Rechenkanälen chO bis ch3 hervorgebrachten Frequenzsignale Hk auf 8 Frequenzen,
die durch eine Kombination des Tastencodes KC und der Klangfarben-Setzinformation TS bezeichenbar sind, um
Kombinationen dieser 8 Frequenzen zur Bildung von 32 Klangfarbenkomponenten der in Fig. 10b gezeigten Formen oder
Muster PlH bis PH32 zu veranlassen.
Die Schaltung in Fig. 10c ist entsprechend obiger Vorgabebedingungen
gebildet und entspricht einem in Fig. 9 gezeigten Schaltungsteil, der den ersten ROM 71 und den zweiten
ROM 72 sowie die OR-Torschaltungen 73 und 74 umfaßt. In Fig.
10c erzeugt ein erster ROM 700 ein 4 Bitsignal, das eines der Zeitfenstermuster bezeichnet. Das 4 Bitsignal wird durch Kombination
des Tastencodes KC und des Klangfarben-Setzsignals TS unter 16 Arten der Zeitfenstermuster P 1 bis P ..,bezeichnet.
Dieses von dem ersten ROM 700 abgegebene 4 Bitsignal wird einem zweiten ROM 701 zusammen mit den Signalen b2 und b1 zugeführt,
die die Rechenkanäle als Adressensignal bezeichnen.
Der zweite ROM 701 speichert in seinen Adressen zwei Bitsignale d1 und dO, die geeignet sind, Zeitimpulse NW, S1 und S2
zu bilden, die zum Bezeichnen der Art des in Fig. 4 gezeigten Zeitfenstersignals W verwendet werden. Der zweite ROM 701 wird
nur dann freigegeben, wenn das Signal bO "0" beträgt. Im einzelnen
bringt der zweite ROM 701 zwei Bitsignale d1 und dO hervor, die geeignet sind, ein Zeitfenstermuster (eines von
Pw1 bis Pw16) zu bilden, das durch eine eingestellte Klangfarbe
(basierend auf dem Tastencode KC und auf dem Klangfarben-Setzsignal
TS) für jeden Rechenkanal chO bis ch3 bezeichnet ist. Diese beiden Bitsignale d1 und dO werden durch eine AND-Torschaltung
702 und eine NOR-Torschaltung 703 dekodiert, um als Zeitimpulse S1, S2 und NW abgegeben zu werden.
Ein dritter ROM 705 erzeugt ein 3 Bitsignal, das ein Frequenzsignal
Hk bezeichnet, das in entsprechenden Rechenkanälen in entsprechenden Phasenteilen ph1 bis ph4 für jeden Rechenkanal
chO bis ch3 hervorzubringen ist, und zwar unter Frequenzsignalen mit 8 Frequenzen, die in den Rechenkanälen chO bis ch3 zu berechnen
sind.
Ein fünfter ROM 706 erzeugt ein 5 Bitsignal, das geeignet ist, eines der Erzeugungsmuster PH1 bis PH32 des Frequenzsignals
Hk zu bezeichnen, das einer eingestellten, auf dem Tastencode KC und dem Klangfarben-Bestimmungssignal TS basierenden Klangfarbe
entspricht, und ebenso einen Zeitimpuls INV, um geradzahlige Komponenten des Musiktonsignals zu löschen.
- 51 -
B 1 β!
''" J.y.; Die von dem dritten ROM 705 und dem fünften POM 706 abgegebenen ·,
'■f " Il
' Ausgangssignale werden einem vierten ROM 707 als Adressensig !|
nale zugeführt. Das" Zeitimpulssignal INV wird allerdings un ■
j J? verändert nach außen abgegeben. Das von dem fünften ROM 706 .';|v,3 abgegebene 5 Bitsignal wird als Adressensignal zusammen mit s*·?! f
; 1^ Signalen b2, bi, P1 und PO einem sechsten ROM 708 zugeführt. ^p"
■ Der vierte ROM 707 erzeugt zur Bildung von FrequenzSignalen
Hk Signale C3, C2, C1;und CO*.· die durch ein von dem dritten
ROM 705 abgegebenes 3 Bitsignäl bezeichnet sind. Dabei er-F7!
folgt die Bildung des Frequenzsignals Hk unter Frequenzsig-
"''^f nalen Hk von 8 Frequenzen der 'Erzeugungsmuster (eines von
■Si - PH1 bis PH32) des Frequenzsignfels Hk, die durch das von dem .,--"'0^
.. s/ fünften ROM 706 gelieferte 5 Bitsignal bezeichnet sind. Der '\ 4
Jk"- sechste ROM 708 erzeugt Zeitimpulse SE und SO, die geeignet h ^^p
* sind, Frequenz signale mit b Frequenzen von den Erzeugungsmustern^jL_- ϊ
. (eines von PH1 bis PH32) des Frequenzsignals Hk zu bilden, bezeichnet
durch das von dem fünften ROM 706 abgegebene 5 Bitsignal·.
Die 4 Bit-Ausgangssignale C3 bis CO des vierten ROM's 707 werden , ;
verwendet, um Zeitimpulse S1, S2, S3, G, SUB vorzubereiten. Diese Ein-Bit- Signale werden in einer AND-Torschaltungen
709 und 710, OR-Torschaltungen 711 bis 713 sowie einen Inverter 714 umfassenden Schaltung - wie in Tabelle XVIII gezeigt
- dekodiert und als Zeitimpulse abgegeben/ die in der gleichen Weise wirken, wie die in Tabelle VII angegebenen ■
Signale S1 bis SUB.
Mit dem beschriebenen Aufbau werden die Speicherkapazitäten . ." , der sechs ROM's 700 bis 708 zu den in Tabelle XIX angegebenen,
woraus die Abnahme der Speicherkapazitäten gegenüber , dem in Fig. 9 dargestellten Fall ersichtlich ist.
Tabelle XVIII
Ausgabe | des 4 | . ROM's 707 | CO | ax | χ |
C3 | C2 | Cl | 0 | 2 χ | |
U | O | 0 | 0 | 3 χ | |
O | 1 | 0 | 0 | 4 χ | |
O | 1 | 1 | 0 | 5 χ | |
1 | O | 0 | 0 | 6 χ | |
1 | O | 1 | 1 | 7 χ | |
1 | O | 1 | 1 | 8 χ | |
1 | 1 | 0 | 0 | 9 χ | |
1 | 1 | 0 | 0 | 10 χ | |
1 | 1 | 1 | 1 | ||
1 | 1 | 1 | |||
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ROM | Adressen signal |
Ausqanqs- signal |
Speicher kapazität |
(Bits) | |
1. | KOM | 8 bits | 4 bits | 28 χ 4 = | 1024 |
2. | ROM | 6 bits | 2 bits | 26x2 = | 128 |
3. | ROM | 4 bits | 3 bits | 24 χ 3 = | 48 |
4. | ROM | 8 bits | 4 bits | 28 χ 4 = | 1024 |
5. | ROM | 8 bits | 6 bits | 28 χ 6 = | 1536 |
6. | 9 bits | 2 bits | 29 χ 2 = | 1024 | |
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Aus Fig. 11 sind Einzelheiten des Schaltunqsaufbaus des Hüllkurvengenerators
11 ersichtlicli. Dieser bildet Hüllkurven signale EVk (EV1 bis EV4O) für entsprechende Frequenzsignale
(ill bis H4O in Fig. 5) und gibt die so gebildeten Signale
EVk synchron mit den Rechenzeiten entsprechender Teiltonsignale ab. Wie aus Fig. 12a ersichtlich umfaßt jedes Hüllkurvensignal
EVk vier Hüllkurvensegmerite oder -abschnitte, nämlich
einen Einkling- oder Anstiegsabschnitt einen ersten Abkling- oder Abfallabschnitt, einen Aufrechterhaltungs oder
rialteabschnitt sowie einen zweiten Abkling- oder Abfallab
schnitt. Ein solches Hüllkurvensignal EVk wird durch sequentielles Akkumulieren einer Information AkIM] mit einer vorherbestimmten
Geschwindigkeit gebildet wobei die Information Ak[k] in jedem für jedes Frequenzsignal verwendeten Abschnitt
des Signals EVk Inkremente (Zuwächse) (z.Zt. des Anstiegs) oder Dekremente (Abnahmen) (für die Zeit des ersten Abfalls, des
Aufrechterhaltens und des zweiten Abfalls) darstellt, wobei M die Arten der Segmente oder Abschnitte repräsentiert. In
diesem Ausführungsbeispiel werden der Anstieg durch "O", der erste Abfall durch "1", das Aufrechterhalten durch "2" und
der zweite Abfall durch "3" dargestellt. Die Wellenformen entsprechender Signale sind jedoch in Abhänaigkeit von den Klangfarben
verschieden und entsprechen Klangfarben die durch den Klangfarbensetzer 8 eingestellt sind. Aus diesem Grund
werden die Information Ak[k] und eine Abfallpegelinformation
DL Qc] für betreffende den eingestellten Klangfarben entsprechende Frequenzsignale bestimmt.
Z.B. wird die sequentielle Akkumulation der Inkrementinformation Ak [o] fortgesetzt, bis der akkumulierte Wert2Ak [Ö]
der Inkrementinformation Δ-k fo] mit einer Einschwingpegelinformation
AL Qc] des Signals EVk übereinstimmt. die bei jedem der eingestellten Klangfarbe entsprechenden Frequenzsignal
gegeben ist.
- 55
— 55 —
Die sequentielle Akkumulation der Dekrementinformation mit M = 1 in einem Abschnitt des ersten Abfalls dauert an, bis
die Differenz "AL (V] - ZAk jY]" zwischen der Einschwingpegelinformation
AL Qk] und dem mit Δ-k QQ akkumulierten Wert 2&k QQ
mit der Abklingpegelinformation DL QkJ des Signals EVk übereinstimmt. Weiterhin wird die sequentielle Akkumulation der
Dekrementinformation Ak [YJ mit M = 2 eines Halteabschnitts
fortgeführt, bis das Taste-Ein-Signal KON abfällt. Die sequentielle
Akkumulation der Dekrement information Ak \3] mit M = 3
in einem Abschnitt des zweiten Abfalls wird fortgesetzt, bis die Differenz "SL Qk] -2£k QO" zwischen dem Haltepegel SL Qk"]
bei einem Taste-Aus-Punkt und dem mitA.k Qf] akkumulierten
Wert Σ.Λ k Q?] "O" wird.
Wie aus Fig. 11 ersichtlich, sind eine erste Parameterspeichereinrichtung
1180 und eine zweite Parameterspeichereinrichtung 1190 mit Adressen vorgesehen, die durch Schlitzzahlsignale b2
bis b1, Phasenbestimmungssignale P2 und P1, ein Klangfarbenbestimmungssignal
TS und eine Segmentinformation Mk, darstellend ein gegenwärtig berechnetes Segment, bezeichnet werden.
Entsprechende Speicheradressen speichern zu betreffenden, den eingestellten Klangfarben entsprechenden Frequenzsignalen
gehörende Inkrementinformationen Ak QmQ, Einschwingpegelinformationen
AL Qk^J sowie Abklingpegelinformationen DL
Eine Modusspeicheeinrichtung 1100 umfaßt Speichofidressen, die
durch Schlitzzahlsignale b2 und b1 sowie Phasenbestimmungssignale P2 und P1 bezeichnet werden, und speichert Segmentinformationen
Mk, die im Hinblick auf entsprechende Frequenzsignale berechnete Segmente der Signale EVk darstellen. Beim Ausschalten
der Taste sind alle zu entsprechenden Frequenzsignalen gehörenden Segmentinformationen der Signale EVk "3". Da
das Taste-Ein-Signal KON "0" wird, wenn eine gedrückte Taste freigegeben wird, wird dadurch der Ausgang eines Inverters
1110 "1", und zwar mit dem Ergebnis, daß beide Ausgänge von OR-Torschaltungen 1120 und 1130 "1" werden. Dieses Signal "11"
- 56 -
("3" in Dezimaldarstellung) wird als Segmentinformation von Mk = 3 an die Modusspeichereinrichtung 1100 gegeben, um darin
entsprechend einem durch einen Inverter 1101 abgegebenen Takt
signal φο geschrieben zu werden.
Wenn in diesem Zustand das Taste-Ein-Signal KON infolge des
Drückens einer Taste "1" wird, wird aus einer monostabilen (one-shot) Schaltung 1170 ein monostabiler (one-shot) Impuls
WP geringer Breite synchron mit dem Anstieg des Taste-EinSignals KON abgegeben (s. Fig. 12c). Dieser monostabile Impuls
WP wird durch einen Inverter 1160 invertiert und darauf
als Sperrsignal an AND-Torschaltungen 1140 und 1150 sowie als
Rücksetzsignal an die Modusspeichereinrichtung 1100 gegeben, um sämtliche gespeicherte Informationen zu löschen oder zu
rückzusetzen. Dementsprechend werden in allen Adressen der Modusspeichereinrichtung 1100 gespeicherte Segmentinformationen
Mk = 3 zurückgesetzt, um Mk = 0 zu werden.
Wenn die von der Modusspeichereinrichtung 1100 abgegebenen Segmentinformationen
Mk "O1' werden, bringen die erste Parameter-speichereinrichtung
1180 und die zweite Parameterspeicherein richtung 1190 synchron mit den Rechen-Zeitschlitzen der Frequenzsignale
InkrementinformationenAk [o] und Einschwinginformationen
AL [_kj hervor, die die Einschwingvorgänge für betreffende,
der Klangfarben-Setζinformation TS entsprechende
Frequenzsignale berücksichtigen. Die das Einschwingen für jedes Frequenzsignal betreffende InkrementinformationAk (o~f
wird in jedem DAC-Zyklus (s. Fig. 2) in einem Akkumulator ACC sequentiell akkumuliert, der einen Addierer 1200, eine
Torschaltung 1210, eine Pufferspeichereinrichtung 1220 und einen Inverter 1230 umfaßt.
Im einzelnen umfaßt die Pufferspeichereinrichtung 1220 Speicheradressen,
die den Arten der Frequenzsignale H1 bis H40 entsprechen. Diese Adressen speichern mit der Information Ak ΪΜ~}
nacheinander akkumulierte Werte X-Ajcfflf] eines entsprechenden DAC-Zyklus
und geben diese sequentiell akkumulierten Werte
- 57 -
als die gegenwärtigen Amplitudenwerte des Hüllkurvensignals EVk ab. Wenn ein das Einschwingen betreffendes Inkrementsignal
j^kjol jedes Frequenzsignals an den einen Eingang des
Addierers 1200 gegeben wird, wird das Inkrementsignal Ak (p]
zu dem akkumulierten Wert ΣΔΐ<(θ] eines entsprechenden Frequenzsignais
addiert, der aus der Pufferspeichereinrichtung 1220 ausgelesen wird, um einen neuen akkumulierten Wert
"S-Ak [o] +Ak β)]" zu bilden, der durch die Torschaltung
1210 in die Pufferspeichereinrichtung 1220 geschrieben wird.
In diesem Fall betragen die die Einschwingvorgängen der Frequenzsignale betreffenden akkumulierten Werte 2AkQ)], die von
der Pufferspeichereinrichtung 1220 abgegeben werden, in dem frühen Stadium sämtlich Null. Nach dem Hervorbringen eines
Taste-Ein-Signals infolge des Drückens einer Taste nehmen dementsprechend die akkumulierten, die Einschwingvorgänge entsprechender
Frequenzsignale betreffenden Werte SAk[O] fortschreitend
von Null zu, wie dieses in Fig. 12 gezeigt ist, und die Zunahmegeschwindigkeit wächst mit dem Wert der Inkrementinformation
Δ k [b~j.
Wie beschrieben, werden die zu den Einschwingsegmenten gehörenden Hüllkurvensignale EVk für entsprechende Freguenzsig ·
nale unabhängig gebildet, und die akkumulierten Werte Σ.Δ k Q)]
der entsprechenden.Frequenzsignale werden mit einem Komparator 1240 dauernd mit den Einschwingpegelinformationen AL Qc] für
entsprechende Frequenzen verglichen. Wenn das Vergleichsergebnis anzeigt, daß S^k Q)] = AL £k] gilt, bringt der Komparator
1240 ein Koinzidenzsignal EQ hervor, das anzeigt, daß der akkumulierte Wert ΣΔk Q)] eines gegebenen Frequenzsignals
einen Einschwingpegel erreicht hat. Dieses Koinzidenzsignal EQ wird an einen Eingang einer AND-Torschaltung 1280 gegeben,
deren anderer Eingang mit einem Signal "1" beaufschlagt ist, da die Segmentinformation Mk einer Beziehung Mk£2 nicht
genügt (da der Ausgang eines Modusdetektors 1260 "O1' beträgt.,
ist der Ausgang einer NAND-Torschaltung 1270 "1"). Infolgedessen wird das Koinzidenzsignal EO über die AND-Torschaltung
1280 dem "+1"-Eingang eines Addierers 1290 zugeführt, so daß
- 58 -
der Addierer 1290 "+1" zu der Segmentinformation Mk = O addiert,
die ein Frequenzsignal betrifft, bei dem " Σ-ΔΚ Γρ] = AL Pk]" gilt. Das Ergebnis der Additionsoperation
wird der Modusspeichereinrichtung 1100 über die OR-Torschal~
tungen 1120, 1130 und über die AND-Torschaltungen 1140 und
1150 zugeführt, so daß die Segmentinformation Mk in der Modusspeichereinrichtung
1100, die das zu " Σ.ΔΚ [p] = AL Qk]" geänderte
Frequenzsignal betrifft, auf den neuesten Stand MK = gebracht wird. Danach wird die Akkumulationsoperation ausgeführt,
die auf der zu dem Abfall des ersten Abklingens gehörenden Dekrementinformation Ak Q] basiert.
Wenn im einzelnen die von der Modusspeichereinrichtung 1100 abgegebene
Segmentinforamtion Mk von Mk = 0 auf den neuesten Wert Mk = 1 gebracht wird, geben die erste Parameterspeichereinrichtung
1180 und die zweite Parameterspeichereinrichtung 1190 eine
Dekrementinformation Ak Jj] (negativer Wert) ab, die sich auf
den Abschnitt (Segment) des ersten Abklingens bezieht, bzw. eine Abklingpegelinformation DL Qc]. Darauf addiert der den
Addierer 1200, die Torschaltung 1210, die Pufferspeichereinrichtung
1220 und den Inverter 1230 umfassende Akkumulator ACC sequentiell die negative Dekrementinformation Δ k Qi] zu dem akkumulierten
Wert ΣΑ k [θ] (= AL (je] ) , der bei Erreichen des Einschwingpegels
in jedem DAC-Zyklus so gewonnen wird, daß der akkumulierte Wert 2.Ak Q] bei dem Abschnitt des ersten Abklingens
fortschreitend abnimmt, wobei der derart forschreitend abnehmende akkumulierte Wert ΣΔ k (jQ normalerweise in dem Komparator
1240 mit einer Abklingpegelinformation DL Qk] verglichen wird. Wenn das Vergleichsergebnis "2Ak Q 3 = DL Qc]"
wird, wird von dem Komparator 1240 ein Koinzidenzsignal EQ hervorgebracht. Da zu dieser Zeit die Segmentinformation Mk
einer Beziehung Mk^ 2 nicht genügt, wird das von dem Komparator
1240 abgegebene Koinzidenzsignal EQ durch die AND-Torschaltung
1280 an den "+1"-Eingang des Addierers 1290 gegeben, wodurch der Addierer 1290 "+1" zu der Segmentinformation Mk =
addiert, die zu dem Frequenz signal gehört, das " Γ/S^ Qf] = DL Fk]]'
wird. Das Additionsergebnis wird als Informationsschreibsiqnal
- 59 -
über die OR-Torschaltungen 1120, 1130 und über die AND-Torschaltungen
1140, 1150 an die Modussoeichereinrichtunq 1100
gegeben. So wird die Segmentinformation Mk, die sich auf ein Frequenz signal bezieht, das "2Ak \j] = DL [k| " geworden ist,
in der Modusspeichereinrichtung 1100 auf den neuesten Wert Mk = 2 gebracht. Danach wird die Akkumulationsoperation ausgeführt,
die auf einer zu dem Aufrechterhaltunqsabschnitt qehörenden
Dekrementinformation Δ-k Q] basiert.
Wenn im einzelnen die von der Modussoeichereinrichtunq 1100 abgegebene Segmentinformation Mk von Mk = 1 auf den neuesten
Wert Mk = 2 gebracht ist, erzeugt die erste ParametersDeicher einrichtung 1180 eine Dekrementinformation (negativer Wert),
die zu dem Aufrechterhaltungsabschnitt gehört. Darauf wird die negative Dekrementinformation Δ k [2*] in dem Akkumulator
ACC sequentiell zu dem akkumulierten Wert Σ-Ak Q] addiert,
der bei Erreichen eines ersten Abklingpeqels DL [k] in jedem
DAC-Zyklus gewonnen werden kann, wodurch der akkumulierte Wert SlAk QO in dem Aufrechterhaltungsabschnitt aufeinanderfolgend
abnimmt. Wenn das Taste-Ein-Sianal während einer solchen Akkumulationsoperation
infolge einer Tastenfreigabe "0 ■ wird, beaufschlagt der Inverter 1110 die OR-Torschaltungen 1120 und
1130 mit einem Signal "1". Darauf werden die von diesen abgegebenen
Signale "1" als Informationsschreibsignale über die AND-Torschaltungen 1140 und 1150 in die Modusspeichereinrichtunq
1100 gegeben. Dementsprechend wird die Segmentinformation Mk
von Mk = 2 auf den neuesten Wert Mk = 3 gebracht. Danach wird die Akkumulationsooeration fortgesetzt, die auf der zu dem
zweiten Abklingabschnitt gehörenden Dekrementinformation Ak QfJ basiert.
Obwohl die die zweite Abklinginformation betreffende Akkumulationsoperation
in der bereits beschriebenen Weise ausaeführt wird, wird sie beendet, wenn der akkumulierte Wert 2.Ak [3]
Null wird.
- 60 -
Wenn im einzelnen der akkumulierte Wert ZlAk [3J Null wird,
wird ein diesen Umstand anzeigendes Erkennungssignal EVO von
einer NOR-Torschaltung 1250 abgegeben. Da zu dieser Zeit die
Segmentinformation Mk = 3 wird, bringt der Modusdetektor
1260 ein Signal "1" hervor, das Mk =2 anzeigt. Dementsprechend
wird das Ausgangssignal der NAND-Torschaltung 1270 "O',
um die AND-Torschaltung 1210 des Akkumulators ACC zu sperren.
Folglich wird die das Frequenzsignal betreffende Akkumulations operation, dieZLAk [_3J = 0 geworden ist, gestoppt.
Wenn die zu einem Aufrechterhaltungsabschnitt gehördende Dekrementinformation
Ak \_2j einen großen Wert aufweist, kann
der akkumulierte Wert ElAk [2} Null werden, bevor das Taste-Ein-Signal
KON "0" wird. Auch in einem solchen Fall wird die Torschaltung 1210 von der NAND-Torschaltung 1270 mit einem
Signal "0" beaufschlagt, so daß die Akkumulationsoperation beendet wird. In diesem Fall wird die Segmentinformation auf
den neuesten Wert Mk = 3 gebracht, wenn das Taste-Ein-Signal
KON "0" wird.
Die akkumulierten WerteEAk [o],£Ak [1] ,1IAk [2 J bzw. ZAk [3]
für jedes Frequenzsignal, die in der beschriebenen Weise gebildet werden und zu dem Einschwingabschnitt, dem ersten Abklingabschnitt,
dem Aufrechterhaltungsabschnitt bzw. dem zweiten Abklingabschnitt gehören, werden durch einen Logarithmuskonverter
1300 in logarithmische Werte umgesetzt und dann als Hüllkurvensignale log EVk synchron mit den Rechenzeiten entsprechender
Frequenzsignale abgegeben, wodurch für die entsprechenden Frequenzsignale verschiedene Amplituden der Hüllkurvenwellenformen
eingestellt oder gesetzt werden.
Obwohl das Frequenzsignal und das Zeitfenstersignal bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel von einer eine Sinuswellenform
speichernden Speichereinrichtung hervorgebracht werden, können sie von einer eine Kosinuswellenform speichernden
- 61 -
Speichereinrichtung erzeugt werden. Anstelle des Hervorbringens von Abtastpunkt-Amplitudenwerten einer Sinus- oder
Kosinuswellenform aus einer Speichereinrichtung können solche Amplitudenwerte natürlich auch durch arithmetische Verfahren
oder Bearbeitungen gebildet werden.
Es versteht sich, daß die Zahl der Rechenkanäle nicht wie in dem Ausführungsbeispiel auf 4 begrenzt sein muß und daß die
Rechenkanäle der Art sein können, daß anstelle eines Zeitmultiplexbetriebs eine Parallelumsetzung oder ein Simultanbetrieb
möglich ist.
Leerseite
Claims (8)
1. Elektronisches Musikinstrument mit Schaltungsmitteln
zum Hervorbringen einer Mehrzahl Signale auf Zeitmultiplexbasis, wobei jedes Signal mindestens einen Teil oder
Abschnitt eines Teiltonsignals mit einem Zeitfenstersignal amplitudenmoduliert, und mit Synthesemitteln
zum Synthetisieren der Mehrzahl Signale, um ein Musiktonsignal
zu bilden, gekennzeichnet durch
a) Phasenbestimmungserzeugungsmittel (9, 7) zum Hervorbringen eines ersten und eines zweiten Phasenbestimmungssignals
auf Zeitmultiolexbasis,
b) Funktionserzeugungsmittel (10), die an die Phasenbestimmungserzeugungsmittel
(9,7) geschaltet sind, um ein eine Frequenz aufweisendes Frequenzsignal auf das
erste Signal hin sowie ein Fenstersignal mit einer_
Zeitdauer oder -breite auf das zweite Signal hin hervorzubringen, und
c) Modulationsmittel (12) zum Amplitudenmodulieren des
Frequenzsignals in Übereinstimmung mit dem Fenstersignal und zum Hervorbringen eines modulierten Signals
2. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Funktionserzeugungsmittel (10) Speichermittel zum Speichern einer Wellenform umfassen, wobei das Frequenzsignal
und das Fenstersignal bezüglich Form oder Gestalt mit der Wellenform in Beziehung stehen.
β « tr »
3. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es
Tastaturmittel mit einer Mehrzahl Tasten und Schaltungsmittel umfaßt, um ein einer gedrückten Taste der Tastatur
entsprechendes Tastensignal hervorzubringen und dieses den Phasenbestimmungserzeugungsmitteln (9, 7) zuzuführen,
wobei die Frequenz und die Zeitdauer mit dem Tastensignal in Beziehung stehen.
4. Elektronisches Musikinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wellenform eine sinusförmige Wellenform ist, und die Modulationsmittel (12) Mittel zum Quadrieren
eines Amplitudenwertes des Fenstersignals und zum Bilden eines Zeitfenstersignals sowie Multiplikationsraittel
umfassen, um das Frequenzsignal mit
dem Zeitfenstersignal zu multiplizieren, wobei das modulierte Signal von den Multiplikationsmitteln
ausgegeben wird.
5. Elektronisches Musikinstrument nach einem der Ansprüche
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenbestimmungserzeugungsmittel (9, 7) den
Funktionsgenerator zum Hervorbringen des Phasenbestimmungssignals mit einer Perioden-Zeitdauer veranlassen,
die zweimal der Zeitdauer des zu bildenden Zeitfenstersignals ist.
6. Elektronisches Musikinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das elektronische Musikinstrument Klangfarbeneinstell- oder -setzmittel umfaßt, um von vorherbestimmten
Klangfarbenarten eine Klangfarbe des Musiktons auszuwählen, und ein der gewählten Klangfarbe entsprechendes
Klanqfarbensignal den Phasenbestimmungserzeuqungsitiitteln
zuführt, wobei die Frequenz und die Zeitdauer mit dem Klangfarbensignal in Beziehung stehen.
7. Elektronisches Musikinstrument mit SchaltungsmitteIn
zum Hervorbringen einer Mehrzahl Signale auf Zeitmultiplexbasis, wobei jedes Signal mindestens einen Teil oder
Abschnitt eines Teiltonsignals mit einem Zeitfenstersignal amplitudenmoduliert, und mit Synthesemitteln zum
Synthetisieren der Mehrzahl Signale, um ein Musiktonsignal zu bilden, dadurch gekennzeichnet
, daß das elektronische Musikinstrument eine Mehrzahl Musikton-bildender Kanäle aufweist,
wobei jeder Kanal
a) Phasenbestirnmungserzeuqungsmittel (9, 7) zum Hervorbringen
eines ersten und eines zweiten Phasenbestimmungssignals auf Zeitmultiplexbasis,
b) Funktionserzeugungsmittel (10), die an die Phasenbestimmungserzeugungsmittel
(9, 7) geschaltet sind, um ein eine Frequenz aufweisendes Frequenzsignal auf das erste Signal hin sowie ein Fenstersignal mit einer
Zeitdauer oder -breite auf das zweite Signal hin hervorzubringen, und
c) Modulationsmittel (12) zum Amplitudenmodulieren des
Frequenzsignals entsprechend dem Fenstersignal und zum Hervorbringen eines modulierten Signals
umfaßt.
8. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mehrzahl Teilton-bildender Kanäle unabhängige Teilton-Komponenten eines Musiktones in einer Mehrzahl
zeitmultiplexierter Zeitschlitze bilden.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP55124930A JPS5748792A (en) | 1980-09-08 | 1980-09-08 | Electronic musical instrument |
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Family
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Family Applications (1)
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DE3135970A Expired DE3135970C2 (de) | 1980-09-08 | 1981-09-08 | Elektronisches Tastenmusikinstrument |
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Also Published As
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GB2086118B (en) | 1983-11-09 |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: YAMAHA CORP., HAMAMATSU, SHIZUOKA, JP |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |