DE3219254C2 - Verfahren und Gerät zur elektronischen Musikerzeugung - Google Patents

Abstract

Verfahren und Gerät zur elektronischen Musikerzeugung mit folgenden Eigenschaften: Analog wirkende Musiktasten, Verwendung eines Kleinrechners, freie Programmierbarkeit, beliebige Klangcharakteristiken, beliebige Tonleitern, für verschiedene Gruppen von Musiktasten mehrere verschiedene Klangcharakteristiken gleichzeitig möglich, freie Programmierbarkeit auch des Ankling- und Ausklingverhaltens, quasi-zufällige Schwankungen der Tonhöhe, der Lautstärke und des Klangcharakters möglich, regelmäßige Schwebungen mit frei programmierbarer Frequenz und Stärke sowie quasi-zufällige Schwebungen möglich, automatisches Hinzufügen einer zweiten und dritten Stimme auch mit wechselndem Frequenzverhältnis möglich, Stereophonie möglich. Das Gerät ist weitestgehend digital aufgebaut und deshalb gut in einem oder einigen wenigen integrierten Bausteinen zu realisieren.

Description

q)

Musikwerkversorgungs-Aufforderungsregisters,

— daß zuerst der Inhalt des Musikwerkversorgungs-Aufforderungsregisters in den Kleinrechner übertragen wird,

— und daß danach das Musikwerkversorgungs-Aufforderungsregister rückgesetzt wird,

daß für Prüf zwecke von dem bzw. von jedem Musiksignalregister eine Verbindungsgruppe zum Kleinrechner führt,

daß ein bestimmter Befehl des Kleinrechners bei seiner Ausführung bewirkt, und zwar nicht gleichzeitig mit dem Laden des Musiksignalregisters, daß der Inhalt des bzw. eines im Befehl bezeichneten Musiksignalregisters in den Kleinrechner übertragen wird, und
daß der Kleinrechner Befehle zum Datentransfer zwischen einem im Befehl adressierbaren Mehrzweckregister und eine-- Zelle des Arbeitsspeichers ausführen kann, bei ^enen die Arbeitsspeicheradresse

— in einer Ausführungsform durch Addition,

— in einer anderen, vereinfachten Ausführungsform durch logische Mischung

des Inhalts

— eines im Befehl bezeichneten Mehrzweckregisters,

— des Tonkanalnummernregisters, und zwar um N Bit nach links versetzt,

— eines bestimmten Feldes des Befehls mit der Länge N

gebildet wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemä3 dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Verfahren ist aus der DE-AS 23 62 037 bekannt. Bekannt ist ferner aus der DE-PS 29 26 548 und der DE-OS 29 45 518 die Verwendung eines Kleinrechners (Mikroprozessor) in elektronischen Musikinstrumenten. Aus der DE-OS 45 518 bekannt ist ein Verfahren zum Synthetisieren mehrerer komplexer Töne in Echtzeit aus formelmäßig festgelegten Sinustönen verschiedener Frequenzen mittels digitaler Schaltungen.

Die bekannten Verfahren zur Musikerzeugung mittels weitestgehend digital aufgebauter elektronischer Schaltungen haben Jedoch eine Reihe von Beschränkungen bzw. Nachteilen

— sowohl bezüglich der funktionellen, dem Benutzer zugänglichen Eigenschaften

— als auch bezüglich der Möglichkeiten für einen kostensparenden, kompakten inneren Aufbau.

Ein Nachteil bezüglich der funktionellen Eigenschaften ist der, daß die Musiktasten nicht analog wirken, d. h.

eo daß sie nicht ein vom Betätigungsweg oder, was auch denkbar wäre, direkt von der Betätigungskraft (ohne merkbare Bewegung) abhängiges analoges Signal (z. B. eine elektrische Spannung kontinuierlich abgeben), sondern nur ein oder bestenfalls zwei binäre Signale abgeben, wobei der Zeitabstand zwischen diesen beiden Signalen als Maß für die Geschwindigkeit des Tastendrükkens verwendet wird. Das letztere setzt allerdings voraus, daß bei der Tastenbewegung die beiden zugehöri-

gen Tastenlagen, bei denen je ein Kontakt öffnet bzw. schließt, auch wirklich durchlaufen werden; die Momentangeschwindigkeit einer Musiktaste in einer beliebigen Lage kann folglich auf diese Art nicht erfaßt werden.

Deswegen ist es bei diesem Wirkungsprinzip nicht möglich, daß der Benutzer die Lautstärke eines Tones tastenindividuell während des Klingens verändert. Das stattdessen bei einigen bekannten Verfahren verwendete Prinzip, eine Auswahl vorgeprägter und voreinzustellender Lautstärke-Hüllkurven zur Verfügung zu stellen, bietet längst nicht die wünschenswerten Möglichkeiten der tonindividuellen Klangbeeinflussung, sondern führt zu dem Eindruck einer gewissen Starre der erzeugten Musik. Lediglich zur Simulation von mechanischen Musikinstrumenten mit Anschlagverhalten, wie dem Klavier, ist dieses Wirkungsprinzip angemessen, nicht dagegen zum Beispiel zur Simulation von Blasinstrumenten wie Posaune oder Trompete.

Des weiteren ist es bei dem Wirkungsprinzip der bekannten Verfahren nicht möglich, daß der Benutzer, ausgehend von einer tastenindividuell von ihm vorgegebenen Lautstärke, durch leichtes oder stärkeres Auf- und Abbewegen der Musiktaste ein individuelles, also nicht starr per Programm oder per Zugriegel eingestelltes Vibrato erzeugt

Verfahren zum Synthetisieren gleichzeitig mehrerer komplexer Töne in Echtzeit aus Sinustönen mittels digitaler Schaltungen

30

— setzen eine hohe Rechengeschwindigkeit voraus, damit der Tonkanalbearbeitungszyklus genügend weit oberhalb der Hörfrequenz liegt,

— benötigen deshalb sehr schnelle, trotzdem aber genügend große Speicher.

— ermöglichen nicht die freie Wahl der Phasenlage jedes Obertones gegenüber dem Grundton,

— und lassen, falls nicht die erforderlichen sehr schnellen Speicher außerdem sehr groß gewählt werden, keine Abhängigkeit der Klangfarbe der Töne von der Tonhöhe und damit, bei rein digitaler Ausführung, also ohne nachgeschaltete Filter, keine festen Formanten zu.

eine Lautstärkesteuerung durch den Spieler wie bei einem konventionellen, nicht elektronischen Musikinstrument gestattet. _v

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 17 beschrieben.

Zu den folgenden Erläuterungen siehe F i g. 1 sowie weitere, jeweils angegebene Figuren.

Die für den Benutzer offensichtlichste neuartige funktionelle Eigenschaft des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die analoge Funktion der Musiktasten. In der folgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, daß die unabhängige Veränderliche die Lage der Musiktaste ist; es ist aber durchaus auch denkbar, als unabhängige Veränderliche die Kraft zu verwenden, mit der der Benutzer auf eine praktisch unbewegliche Musiktaste drückt. Die abhängige Veränderliche ist letztlich eine Zahl, die bei nicht gedrückter Musiktaste den "wen G und bei völlig gedrückter Musiktaste den Höchstwert hat.

Die Lageabhängigkeit wird man bei der Simulation z. B. von Blasinstrumenten zweckmäßigerweise direkt so benutzen, daß bei schwachem Drücken ein leiser Ton und bei starkem Drücken ein lauter Ton erzeugt wird; die ursprüngliche Kennlinie der Musikiasten könnte, falls gewünscht, im Kleinrechner z. B. per Tabelle modifiziert werden. Durch leichtes oder stärkeres Auf- und Abbewfcgen einer Musiktaste kann der Benutzer folglich dann ein Vibrato erzeugen.

Bereits diese funktionell Eigenschaft des Musikinstruments erfordert

a) die laufende Übertragung eines die Lage jeder Musiktaste beschreibenden Digitalwerts an den Kleinrechner und

b) die laufende Beeinflussung der Lautstärke jedes im rviusiksignalcfzeugungswerk gebildeten Tones durch den Kleinrechner,

Bei den bisher bekannten Verfahren zum Erzeugen mehrerer komplexer Töne durch Auslesen von Amplitudenwerten aus Wellenformspeichern werden Momentanamplituden komplexer Töne digital gespeichert, die im Zeitmultiplexverfahren in jeweils möglichst äquidistanten, aber fü^r jede Tonhöhe verschiedenen, Zeitabständen ausgelesen und in ein analoges Tonsignal umgewandelt werden. Dabei nicht vorgesehen sind jedoch '

— eine Abhängigkeit der Klangfarbe der Töne von der Tonhöhe, mit anderen Worten je eine Wellenform für jede Tonhöhe, zur Erzeugung fester Formanten,

— und eine praktikable, speicherplatzsparende Möglichkeit zum wirklich stetigen Überblenden von einem Klangspektrum eines Tones zu einem anderen Klangspektrum, d.h. einer Änderung des Klangspektrums von Schwingung zu Schwingung.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein digital aufgebautes, durch einen Kleinrechner in Echtzeit gesteuertes elektronisches Musikinstrument mit analog wirkenden Musiktasten zu konzipieren, das komoakt und damit kostensparend aufgebaut ist und also die Tätigkeit des Kleinrechners in Echtzeit, d. h. während des Spielens und nicht nur vor dem Spielen. Der Kleinrechner kann diese Tätigkeiten für jede gedrückte Musiktaste und jeden erklingenden Ton im Zeitmultiplexverfahren durchführen, wobei für die Musiktastenabfrage ein Zeitraster von einigen wenigen Millisekunden und für die Tonbeeinflussung der Zeitraster jeweils einer vollen Schwingung ausreichend sein dürften.

Bei der Simulation von Musikinstrumenten mit Anschlagcharakter wie z. B. dem Klavier ist es notwendig und per Programm auch möglich, die Geschwindigkeit zu ermitteln, mit der eine Musiktaste niedergedrückt wird, und zwar entweder aus der Zeitdauer zwischen dem Durchlaufen zweier vorgegebener Tastenlagen, ganz ähnlich der Methode bei bisherigen elektronischen musikinstrumenten mittels Ruhe- und Arbeitskontakt, oder aber aus der Änderung der abhängigen Veränderlichen zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Abtastungen. Der zeitliche Verlauf der Lautstärken-Hüllkurve kann per Programm, z. B. durch eine Tabelle im Arbeitsspeicher, vorgegeben werden, und zwar falls gewünscht getrennt und verschieden für jede Tonhöhe.

Die für viele Musikinstrumente typische Veränderung der spektralen Zusammensetzung eines Tones während seiner »Lebensdauer« kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren naturgetreuer bzw, falls »künstliche« Klangbilder gewünscht werden, in vielfältigerer Weise nachgebildet werden, und zwar dadurch.

daß einer gedrückten Musiktaste, eventuell vorübergehend, per Programm (siehe Fig. 17) zwei Tonknnäle und damit zwei Wellenformcn gleichzeitig zugeordnet werden, wobei aber die Lautstärke für die erste Wellenform stetig vermindert und die Lautstärke der zweiten Wellenform stetig erhöht wird. Dadurch ist eine praktisch scrtige (d. h. von Schwingung zu Schwingung) Veränderung des Klangspektrums jedes Tones möglich, ohne daß aber alle gewünschten Zwischenspektren vorberechnet und als Wellenform im Arbeitsspeicher hinterlegt werden müßten. Bei der Programmierung eines solchen Übergangs muß auf die Übereinstimmung der Phasenlage des Grundtones und aller Obertöne in den beiden Wellenformen geachtet werden, damit keine unbeabsichtigten Auslöschungen bzw. Schwebungen erfolgen; die Schwingungslänge der Grundschwingung in beiden Wellenformen muß exakt identisch programmiert werden. Während der Lebensdauer eines Tones sind mehrere solcher Überblendungen möglich.

Jeder Musiktaste des erfindungsgemäßen Instruments kann per Programm eine beliebige Wellenform (und damit auch eine beliebige Grundfrequenz), ein beliebiges Ankling- und Ausklingverhalten sowie, zur Simulation von Instrumenten mit Anschlagcharakter, eine beliebige Hüllkurve und ein beliebiger Zeitverlauf des Obertonspektrums zugewiesen werden. Sinnvollerweise sollten die Musiktasten aber konstruktiv in Gruppen gegliedert werden, z. B.

Gruppe A:

30 Musiktasten für die linke Hand,
Gruppe B:

30 Musiktasten für die rechte Hand,
Gruppen C, D, E und F:

Je 1 Musiktaste für einen Daumen oder einen Fuß.

Für ein bestimmtes Spiel könnte der Anwender zum Beispiel

— der Gmppe A Posaunenklang,

— der Gruppe B Trompetenklang,

— den Gruppen C bis F den Klang von 4 verschiedenen Trommeln oder dergleichen

zuordnen. Das Zuordnen erfolgt durch Laden des Arbeitsspeichers des Kleinrechners aus einem Hintergrundspeicher, z. B. einer Floppy Disk, einer Magnetbandkassette oder einem PROM bzw. ROM. Eine Ausführung des Verfahrens, bei der der Anwender selbst entsprechende Musikprogramme entwerfen und speichern können soll, benötigt selbstverständlich vom Anwender beschreibbare Hintergrundspeicher, z. B. ein EEPROM, ein elektrisch löschbares PROM, ein Floppy Disk oder eine Magnetbandkassette.

Wenn jede Tonsignaifoige (=Wellenform) die Tonfrequenzinformation mit sich trägt, muß für jede Tonhöhe und gegebenenfalls auch für jedes aktuell zu simulierende Instrument bzw. für jedes Klangbild eine eigene Tonsignalfolge bzw, falls die spektrale Zusammensetzung des Tones sich während seiner Lebensdauer ändern soll, mehrere Tonsignalfolgen im Arbeitsspeicher stehen. Der Nachteil des dafür erforderlichen größeren Arbeitsspeicherbedarfs ist, in Anbetracht des Preisverfaüs für Speicherbausteine, sehr klein; dem stehen aber folgende große Kosten- und Funktionsvorteile gegenüber:

— Die den Momentanamplitudenwerten zugeordneten Wirkungsdauerwerte können für alle Tonsignalfolgen so klein gewählt werden, dnß die durch die zeitliche Rasterung bedingte Störfrequenz für alle Tonhöhen oberhalb der Hörfrequenz liegt und folglich das gesamte Musiksignal digital erzeugt werden kann und erst danach durch einen Digital-Analog-Wandler in analoge Form umgewandelt wird und durch ein einziges Glättungsfilter geglättet werden braucht,
ίο — Der Kleinrechner kann

— vordem Erklingen eines Tones

— oder/und während des Erklingens eines Tones, also in Echtzeit,

durch (im allgemeinen leichte Veränderung von Wirkungsdauerwerten im Arbeitsspeicher die Tonhöhe modifizieren. Diese Möglichkeit kann durch entsprechende Programmierung u. a. für folgende Spielarten bzw. Effekte benyt?' wprrien:

— Erzeugung reiner Akkorde auch bei ursprünglieh temperierter Stimmung,

— Erzeugung eines Tremolos dadurch, daß (siehe Fig. 17) zwei nahe beieinanderliegende Musiktasten einem Tonkanal zugeordnet werden, wobei der Kleinrechner die Tonhöhe danach berechnet, wie stark jede der beiden Musikta

sten gestrückt ist,

— Erzeugung von quasi-zufälligen Tonhöhenschwankungen und eventuell Schwebungen, um ein natürlicheres Klangbild zu erreichen.

— Feste Formanten können direkt in den Tonsignalfolgen berücksichtigt werden (mitlaufende Formanten natürlich auch), so daß entsprechende Filter entbehrlich sind.

Zweckmäßigerweise sollte der Kleinrechner eine Gruppe von (beispielsweise 16) digital wirkenden Bedienungstasten enthalten, deren Bedeutung per Pro-• gramm festgelegt wird. Damit könnte man, bei entsprechender Programmierung, zum Beispiel das Ausklingverhalten (= die Dämpfung) der Töne bei Klaviersimulation während des Spielens verändern. Ganz allgemein könnten diese Bedienungstasten, falls gewünscht, falls paarweise mit der Funktion von Zugriegeln elektronischer Orgeln belegt werden, wobei der simulierte Zugriegel beim Drücken der einen Bedienungstaste als langsam hineingedrückt und beim Drücken der anderen Bedienungstaste als langsam herausgezogen betrachtet wird. Viele Effekte, für die bei den bekannten elektronischen Orgeln Zugriegel erforderlich sind, können allerdings bei dem erfindungsgemäßen Verfahren per Programm oder durch direkte Betätigung der Musiktasten ersieh werden.

Wie bereits beschrieben, gehören zu den Eigenschaften des erfindungsgemäßen Verfahrens

a) die Verwendung nur eines Speichers für alle Tonsignalfolgen (=Wellenformen),

b) die Zuordnung je eines ganzzahligen Wirkungsdauerwertes zu jedem Momentanamplitudenwert jeder Tonsignalfolge.

Diese beiden Eigenschaften a) und b) erfordern weitere Eigenschaften des erfindungsgemäßen Verfahrens; diese werden im folgenden erläutert Diese weiteren Eigenschaften können durch die Entwicklung eines großintegrierten Bausteins (LSI) leicht realisiert werden.
Die Eigenschaft b) führt dazu, daß die Tonsignalfol-

gen verschiedene Länge im Speicher haben können. Dies wiederum hat zwei Konsequenzen:

— Entweder müßte jede Tonsignalfolge mit einer Längenangabc verschen sein, oder ihr Ende muß markiert sein. Mit dem Ziel eines möglichst einfachen Schaltungsaufbaues und aus weiteren Gründen ist die Methode der Endemarkierung gewählt worden.

— Am Ende jeder Tonsignalfolge im Speicher muß ein Zeiger ( = Sprungadresse) auf den Anfang derselben oder auch einer anderen Tonsignalfolge hinterlegt sein.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird als Zeiger eine absolute, vollständige Sprungadresse verwendet, denn nur so ist, nach dem Durchlaufen einer Tonsignalfolge, anstelle des normalerweise vorzusehenden

D ü^I/cnrnnnc auf rian A nfonn r4a**c«kll%or» "T*/-»r»c-,r*rtotr«%lr*o

■ «WWWp. »·>£,·# M*-. ««... . tll.H.._& UW.»*.tU<»·· I VIIJIgIIUUVIgV.

ein Sprung auf den Anfang einer anderen Tonsignalfolge, zum Beispiel zum Zwecke des Überblendens auf ein anderes Klangbild, möglich.

Die Einheit der Wirkungsdauer muß so klein sein, daß die durch eine Erhöhung bzw. Verminderung der Ge-.samtdauer eines Grundtones um genau eine Wirkungsdauereinheit verursachte Tonfrequenzänderung unmerkbar klein ist Andererseits müssen während jeder Wirkungsdauereinheit alle Tonkanäle nacheinander im Zeitmultiplexbetrieb bearbeitet werden können. Die Wirkungsdauereinheit wird deshalb sinnvollerweise zu 1 bis 2 μπι festgelegt. Die Wirkungsdauereinheit wird auch als »Tonkanalzyklus« bezeichnet, weil in dieser Zeit alle Tonkanäle genau einmal bearbeitst werden.

Wenn die Wirkungsdauer eines Momentanamplitudenwertes einer Tonsignalfolge abgelaufen ist, muß innerhalb einer Wirkungsdauereinheit der nächste Momentanamplitudenwert verfügbar sein. Im Extremfall kann dies innerhalb einer Wirkungsdauereinheit für alle Tonkanäle gleichzeitig zutreffen. Weil aber alle Tonsignalfolgen in einem einzigen Speicher sind, ist ein direktes Nachladen aus diesem Speicher nicht möglich, weil dies die obige Forderung nicht erfüllen würde. Folglich muß für jeden Tonkanal der jeweils nächste Momentanamplitudenwert zusammen mit seinem Wirkungsdauerwert und dem Signalfolgenende-Markierungsbit (siehe Fig.8) rechtzeitig aus dem Arbeitsspeicher in einen schnellen Zwischenspeicher übertragen werden, aus dem er im Bedarfsfall sehr schnell abrufbar ist Erfindungsgemäß wird für diesen Zwischenspeicher dasselbe Prinzip, nämlich ein Umlaufspeicher, wie für die Speicherung der aktuellen Momentanamplitudenwerte benutzt Auch für die Zwischenspeicherung der laufenden Arbeitsspeicheradresse sowie des aktuellen und des nächsten Lautstärkewertes für jeden Tonkanal wird das Umlaufspeicher-Prinzip benutzt so daß sich ein recht regelmäßige Aufbau ergibt

Das notwendige Nachladen dieser Zwischenspeicher mit dem jeweils nächsten Wort einer Tonsignalfolge (bestehend aus Momentanamplitudenwert, Zeitdauerwert und Signalfolgenende-Markierungsbit) erfolgt vorteilhafterweise so, daß

— einerseits die Schaltung möglichst einfach ist

— andererseits aber dieses Nachladen auch im denkbaren Exremfall. nämlich wenn in einem Tonkanalzyklus für alle Tonkanäle das Ende der ibaen zugewiesenen Tonsignalfolgen erreicht wird, mit Sicherheit innerhalb einer bestimmten maximalen Zeit durchgeführt wird.
Dabei wird berücksichtigt

— daß in diesem Falle für jeden Tonkanal zwei Arbeitsspeicher-Lesezyklen nacheinander ausgeführt werden müssen, nämlich

— das Lesen der Sprungadresse (=des Zeigers),

— und das Lesen des ersten Wortes derjenigen Tonsignalfolge, auf die dieser Zeiger weist,

— und daß außerdem noch ein Auffrisch-Speicherzyklus notwendig sein könnte.

Kernstück dieser Schaltung sind

— ein Grundzähler (siehe Fig.4, 10 und 13) zur Synchronisation,

— eine aus 3 Stufen A, B und C bestehende »Pipeline« (siehe F i g. 15), deren Stufe B mit derr. Arbeitsspeicher verbunden ist,

— und zugehörige Steuerschaltungen.

Das Prinzip ist in den Ansprüchen 13 bis 16 beschrieben.

Nach der Darlegung der gegenüber bisher bekannten Verfahren neuen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im folgenden nun noch einige Zusammenhänge erläutert und für ein als besonders vorteilhaft erachtetes Durchführungsbeispiel einige Zahlenwerte zur Realisierung genannt Siehe hierzu:

F i g. 1: Blockschaltbild eines Durchführungsbeispiels

Fig.2: Bildung des Musiktastenwertzähler-Stopsignals

F i g. 3: Zeitverhältnisse und Spannungsverlauf innerhalb eines Musiktasten-Abfrageschrittes

Fig.4: Grundzähler und Musiktasten-Schreibadreßzähler

F i g. 5: Beispiel für die Bildung eines Tonsignals

Fig.6: Blockschaltbild des Musiksignalerzeugungswerkes

F i g. 7: Gliederung des Tonkanalspeichers F i g. 8: Aufbau einer Tonsignalfolge

Fig.9: Anschlüsse eines Feldes des Tonkanalspeichers

Fig. 10: Grundzähler, Musiktasten-Schreibadreßzähler und Tonkanal-Schrittzähler

Fig. 11: Musikwerk-Rechenteil und Digital-Analog-Wandler

F i g. 12: Nachladeschaltungen und Nachladesignale

Fig. 13: Grundzähler, Musiktasten-Schreibadreßzähler.Tonkanal-Schrittzähter und Nachiadeschrittzähler Fig. 14: Zuordnung der Nachladephasen

Fig. 15: Nachladefelder und Nachladesteuerfelder und -register

Fig. 16: Beispiel einer Eins-zu-Eins-Zuordnung von Musiktasten zu Tonkanälen und von Tonkanälen zu Tonsignalfolgen

Fig. 17: Beispiel einer Eins-zu-Zwei-Zuordnung sowie einer Zwei-zu-Eins-Zuordnung von Musiktasten zu Tonkanälen und von Tonkanälen zu Tonsignalfolgen.

Das Gesamtverfahren und damit auch das Gesamtgerät besteht aus Hardware und Software. Ein Musikerzeugungsprogramm befindet sich vor Beginn des Spielens im Arbeitsspeicher eines Kleinrechners (siehe F i g. 1); je nach Ausgestaltung des Verfahrens kann es

— mittels manueller Eingabe über Tasten oder Schalter, evtl. auch über die Musiktasten,

— aus einem Festspeicher (ROM. PROM o. ä.),

— von einem Magnetband, einer Magnetkassette o. ä.,

— von einer Magnetplatte (Floppy Disk),

— mittels Eingabe über Bildschirm,

— oder mittels noch anderer Methoden

oder durch eine Kombination zweier oder mehrerer solcher Methoden, die alle nicht Gegenstand der Erfindung sind, in den Arbeitsspeicher gebracht worden sein. Es ist auch denkbar, daß während des Spielens Programmteile z. B. von einer Magnetplatte nachgeladen werden.

V/ie aus F i g. 1 erkennbar, steht der Kleinrechner im Zentrum des Geräts. Taktgenerator und Grundzähler arbeiten autonom, sie dienen zur Synchronisierung aller Teile, sind jedoch von den anderen Teilen her nicht beeinflußbar. Der Taktgenerator kann quarzgesteuert oder auch, zur Anpassung an die Stimmlage anderer Musikinstrumente, innerhalb enger Grenzen in seiner Frequenz abstimmbar sein. Im folgenden wird von einer Taktfrequenz von 16 MHz und folglich von einem Zeitraster-Grundschritt von 62,5 ns ausgegangen. Als Grundzähler wird ein Binärzähler mit 16 Bitstellen verwendet

Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, haben das Musiktastenwerk und das Musiksignalerzeugungswerk keine direkte Verbindung miteinander. Der Informationsfluß im Gerät geht im wesentlichen

A) von den Musiktasten zu einem dem Musiktastenwerk zugeordneten Bereich des Arbeitsspeichers des Kleinrechners, und zwar im wesentlichen per Hardware innerhalb des Musiktastenwerks, am Ende per Programm,

B) von diesem dem Musiktastenwerk zugeordneten Bereich des Arbeitsspeichers in einen dem Musiksignalerzeugungswerk zugeordneten Bereich des Arbeitsspeichers, und zwar innerhalb des Kleinrechners und im wesentlichen per Software, d. h. vom Musikerzeugungsprogramm durchgeführt (das heißt, daß die Hardware des Kleinrechners im Kern neutral ist, also auch für andere Aufgaben verwendbar ist),

C) von diesem dem Musiksignalerzeugungswerk zugeordneten Bereich des Arbeitsspeichers in das Musiksignalerzeugungswerk und weiter zu Verstärkern) und z. B. Lautsprechern) oder auch Kopfhörern, und zwar am Anfang per Programm, dann aber im wesentlichen per Hardware.

Bei einer Übersichtsbetrachtung des gesamten Systems müssen die Informationsflüsse A, B und C gemeinsam besprochen werden. Dabei ist zu beachten, daß zwar die Hardware (also A und C) einigermaßen erschöpfend behandelt werden könnte, daß jedoch die Software, das Musikerzeugungsprogramm, praktisch unendlich viele Möglichkeiten der Programmgestaltung bietet; Grenzen setzen dabei lediglich der verfügbare Arbeitsspeicherplatz und vor allem die erforderliche Programmlaufzeit Das Gerät muß ja im sogenannten Echtzeitbetrieb laufen, d. h. das Musikerzeugungsprogramm muß auf die Betätigung der Musiktasten in unmerkbar kurzer Zeit (einige Millisekunden) reagieren. Die Hardware des Geräts ist jedoch so konzipiert, daß im Falle der Programmüberlastung, also falls das Musikerzeugungsprogramm nicht mehr nachkommt, in der Regel nicht die Tonreinheit darunter leidet sondern nur Anfang und/oder Ende der Töne etwas verschoben werden bzw. schlimmstenfalls ein Ton gar nicht erscheint Ob bzw. unter welchen Umständen ein solcher Fall vorkommen kann, muß die Erfahrung zeigen.

In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird, wie weiter oben erwähnt, eine Abhängigkeit des Musiktastensignals von der Lage des beweglichen Te-Is der Musiktaste zugrundegelegt. Per Programm kann daraus auch die Geschwindigkeit ermittelt werden, mit der der bewegliche Teil einer Musiktaste seine aktuelle Lage ändert. Auch eine gemischte Abhängigkeit sowohl von !0 der Lage als auch von der Geschwindigkeit kann programmiert werden.

Im Ausführungsbeipiel sind 64 Musiktasten und 16 Tonkanäle vorgesehen. Das letztere bedeutet, daß zu jedem Zeitpunkt maximal 16 Töne gleichzeitig erklingen können. Im Arbeitsspeicher des Kleinrechners wird man in der Regel jeder Musiktaste eine, unter Umständen aber auch mehrere Tonsignalfolgen zuordnen. Jede Tonsignalfolge steht einen analogen Signalverlauf und damit einen Ϊ on in seiner Tonhohe und mit aiien Obertönen, aber noch ohne Lautstärkeangabe und, statisch gesehen, onne weitere Klangeigenschaften wie Ankling- und Ausklingverhalten, Hüllkurvenveränderungen, quasi-zufällige Schwankungen, Schwebungen u. ä. dar; das Musikerzeugungsprogramm kann die Tonsignalfolgen aber während des Klingens verändern und dadurch bestimmte Klangeigenschaften hervorrufen.

Die tatsächliche Kopplung einer Musikiaste mit einer oder mehreren Tonsignalfolgen geschieht indirekt, über einen bzw. mehrere der 16 Tonkanäle des Musiksignalerzeugungswerkes und durch das Musikerzeugungsprogramm gesteuert bzw. durchgeführt. Ein zur Kopplung verwendeter Tonkanal wird bei Beginn der Betätigung einer Musiktaste durch das Musikerzeugungsprogramm festgelegt, und zwar aus dem Reservoir der zu diesem aktuellen Zeitpunkt unbeschäftigten Tonkanäle. Diese Methode hat, neben der Hardware-Ersparnis, auch weitere Vorteile. Zum Beispiel kann einer Musiktaste während des Anklingens vorübergehend mehr als ein Tonkanal zugeordnet werde·.. Man kann auch einer ersten Stimme eine zweite und evtl. dritte Stimme automatisch zufügen, und zwar nicht nur in einem festen Tonfrequenzverhältnis, sondern nach musikalischen, in ein Programm umgesetzten Regeln auch mit wechselndem Tonfrequenzverhältnis. Umgekehrt kann je zwei benachbarten Musiktasten eine gemeinsame Tonsignalfolge zugeordnet werden, deren Grundfrequenz zum Beispiel entsprechend dem Verhältnis des Niederdrückens der beiden Musiktasten eingestellt wird, so daß gleitende Tonhöhenübergänge gespielt werden können (siehe Fig. 16und 17).

Der Nachteil dieser indirekten Kopplung liegt allerdings darin, daß das Musikerzeugungsprogramm zu einem bestimmten Zeitpunkt bzw. während einer gewissen Zeitspanne (z. B. 50 ... 100 με) jeweils nur für eine Musiktaste bzw. für einen Tonkanal tätig sein kann. Das Gerät ist deshalb so konzipiert daß sich das Musikerzeugungsprogramm in zyklischer Wiederholung jeweils einer betätigten Musiktaste nach der anderen und einem beschäftigten Tonkanal nach dem anderen widmen kann, wobei jede betätigte Musiktaste in der Regel etwa aller 4 ms bearbeitet wird

Ein Tonkanal des Musiksignalerzeugungswerkes wird einer Tonsignalfolge hardwaremäßig dadurch zugeordnet daß ihm das Musikerzeugungsprogramm die Anfangsadresse dieser Tonsignalfolge übermittelt Er beginnt seine Tätigkeit aber erst sobald ihm das Musikerzeugungsprogramm außerdem einen Lautstärkewert ungleich Null übermittelt hat Danach arbeitet er, in

Zusammenarbeit mit dem Arbeitsspeicher, völlig autonom; das Muiiiikerzeugungsprogramm kann ihm aber zu beliebigen Zeitpunkten neue Lautstärkewerte übermitteln, und es kann auch die Tonsignalfolge (z. B. bezüglich deren Tonhöhe) modifizieren. Der Tonkanal teilt dem Kleinrechner das Erreichen des Endes seiner Tonsignalfolge jedesmal mit, damit das Musikerzeugungsprogramm daraufreagieren kann. Voraussetzung für ein vernünftiges Arbeiten eines Tonkanals ist allerdings u. a, daß am Ende jeder Tonsignalfolge eine Sprungadresse, in der Regel auf den Anfang derselben Tonsigalfolge, steht (siehe F i g. 8).

Jede Tonsignalfolge besteht aus aufeinanderfolgenden Worten, wobei jedes Wort

— einen Momentanamplitudenwert oder Momentanamplituden-Änderungswert,

— einen zugehörigen Wirkungsdauerwert, und

— ein Tonsignalfolgenende-Markierungsbit

enthält. Dtr Wirkungsdauerwert legt fest, wie lange der Momentanamplitudenwert bzw. Momentanamplif-den-Änderungswert wirksam bleiben soll (siehe F i g. 5 und S). Ist der Wirkungsdauerwert JV, so beträgt die Wirkungsdauer (N + 1) mal Tonkanal-Zykluszeit Im Ausführungsbeispiel ist die Tonkanal-Zykluszeit 2 μβ. Wünscht man also z. B. einen Ton mit der Grundfrequonz 500Hz. und soll die Tonsignalfolge genau eine Grundschwingung (mit beliebigen Obertönen) erzeugen, so muß folglich die Summe der jeweils um 1 erhöhten Wirkungsdauerwerte aller Worte dieser Tonsignalfolge genau 1000 sein.

Bei der Festlegung jeder Tonsignalfolge muß beachtet werden, daß eine weitere Voraussetzung für das richrge Arbeiten des Geräts darin liegt, daß (bei 16 Tonkanälen) jeder eingetragene Wirkungsdauer mindestens 18 sein muß. da andernfalls das rechtzeitige Nachladen der Tonkanäle aus dem Arbeitsspeicher nicht mehr gewährleistet wäre.

Wenn, wie im betrachteten Ausführungsbeispiel, ein Tonkanalzyklus 2 μ5 beträgt, läßt sich jeder beliebige Grundton mit einer Genauigkeit von ± 1 (is erzeugen; bei 1000 Hz ist dies 0,1% oder ungefähr 1/60 eines HaIbtonabstandes, also genügend genau. Die kleinstzulässige Wirkungsdauer-Schrittweite beträgt 38 us; die entsprechende Tonfrequenz liegt oberhalb des Hörbereichs.

Wird an den Ausgang des digitalen Teils des Musiksignalerzeugungswerkes ein Digital-Analog-Wandler mit Spannungsausgang angeschlossen, dann wirkt jeder Momentanwert direkt als Momentanzustandswert. Wird dagegen an den Ausgang des digitalen Teils des Musiksignalerzeugungswerkes ein auf einen Integrator speisender Digital-Analog-Wandler mit Stromausgang angeschlossen, dann wirkt jeder Momentanwert als Momentanänderungswert.

Bei Verwendung von Momentanzustandswerten lassen sich beliebig steile Flanken eines Tonsignals programmieren; der Klang ist dann reicher an Obertönen. Bei Verwendung von Momentanänderungswerten lassen sich »weiche« Töne bilden; ferner ist bei Verwendung von Momentanänderungswerten, bei gegebener Bitzahl des digitalen Musiksignals, die maximal erreichbare Momentanzustandsamplitude um so höher je tiefer der Ton ist, so daß sich für alle Tonhöhen dieselbe maximale Gesamt-Lautstärke programmieren läßt. Die Verwendung von Momentanänderungswerten ist deshalb wahrscheinlich in Bezug auf die Musikquaütät günstiger.

Digital-Analog-Wandler mit Stromausgang naben in der Regel nur eine Stromrichtungspolarität Das digitale Musiksignal muß deshalb in diesem Falle aus einer ganzen Zahl in eine ganze positive Zahl umgewandelt werden. Bei der detaillierten Entwicklung des Geräts muß, zur Vermeidung eines Einschalt-Knackens, dafür gesorgt werden, daß npch dem Einschalten des Geräts Verstärker und Lautsprecher bzw. Kopfhörer erst nach einer gewissen Beruhigungszeit zugescnaltet werden; ίο dies ist auch wegen des unbestimmten Inhalts der Lautstärkefelder und Lautstärkenachladefelder aller Tonkanäle nach dem Einschalten notwendig.

Wird ein Tonsignal für eine Grundschwingung von 50 Hz in Wirkungsdauer-Schrittweiten von 40 ns programmiert, so sind für die Tonsignalfolge 500 Worte erforderlich; für eine aus 12 Halbtönen bestehende Oktave zwischen 50 Hz und 100 Hz sind rund 12mal (500 + 250)/2 Worte=4500 Worte erforderlich, für die nächste Oktave 2250 Worte usw. Bei solch tiefen Tönen wird man allerdings in den meisten Falten ohne merkbare Einbuße an Musikquahtät wesentlich größere Wirkungsdauer-Schrittweiten verwenden können und deshalb mit wesentlich weniger Worten auskommen, sofern man nicht gezielt Obertöne vorsehen möchte.
Im Musiksignalerzeugungswerk ist per Hardware dafür gesorgt daß jeder neue Lautstärkewert erst beim nächsten Beginn des Abarbeitens einer Tonsignalfolge wirksam wird. Um zu vermeiden. Haß Lautstärkesprünge hörbar werden, ist es deshalb empfehlenswert, bei der Verwendung von Momentanzustandswerten jede Tonsignalfolge mit der Amplitude »näherungsweise Null« beginnen und enden zu lassen. Bei Verwendung von Momentanänderungswerten dagegen können Lautsprünge sowieso nicht vorkommen.

Bei Verwendung von zwei Musiksignalregistern wird man zweckmäßigerweise im Programm eine feste Zuordnung jeder Gruppe von Musiktasten zu einem Lautsprecher bzw. Kopfhörer vorsehen.

Der Arbeitsspeicher des Kleinrechners sollte 64 K Worte haben, damit für jede Tonhöhe mehrere Tonsignalfolgen mit verschiedenem Klangcharakter untergebracht werden können. Als Wortbreite ist 16 bit zweckmäßig, dann ist Wortbreite gleich Adreßbreite.

Für das Tonkanal-Amplitudenfeld und damit auch für das Tonkanal-Amplitudennachladefeld des Tonkanalspeichers (gemäß Anspruch 6b) sowie für den Momen tanamplitudenwert bzw. Momentanamplituden-Änderungswert in jedem Won einer Tonsignalfolge (gemäß Anspruch 6c) könnten z. B. 6 bit einschließlich Vorzeichenbit vorgesehen werden. Werden für das Tonkanal-Lautstärkefeld und damit auch für das Tonkanal-Lautstärkenachladefeld des Tonkanalspeichers (gemäß Anspruch 6b) ebenfalls 6 bit vorgesehen, so müssen bei 16 Tonkanälen das Musiksignalregister und das Musikwerk-Ergebmsregister6 + 6 + 4= 16 Bitstellen haben. Es ist denkbar, einen Digital-Analog-Wandler mit etwas weniger (z. B. 16-2= 14) Bitstellen als im Musiksignal· register und im Musikwerk-Ergebnisregister zu verwenden; ob und in welchem Umfang die Beeinträchtieo gung der Musikqualitäi tragbar ist, müßte untersucht werden.

Für das Wirkungsdauerfeld und damit auch für das Wirkungsdauernachladefeld des Tonkanalspeichers könnte z. B. 8 bit vorgesehen werden. Es ließen sich dann Wirkungsdauern bis zu rund 500 ^s programmieren, und für eine Grundschwingung von 50 Hz wäre eine Tonsignalfolge von 40 Arbeitsspeicherworten als Mindestlänge ausreichend.

Wird das Gerät in TTL-Technik realisiert, so ist als Tonkanalspeicher ein Schreib-Lese-Speicher (RAM) gemäß Anspruch 8 am wirtschaftlichsten. Das Gerät eignet sich aber recht gut zur Großintegration in einer MOS-Technik; in diesem Falle ist es möglicherweise, 5 — auch aus Signallaufzeitgründen, besser, den Tonkanalspeicher gemäß Anspruch 7 aus Schieberegistern aufzubauen. Da diese immer mit gleicher (hoher) Taktfre- — quenz umlaufen, kann ein dynamisches Speicherprinzip verwendet werden.

Nach dem Einschalten des Geräts haben alle Speicher, auch der Tonkanalspeicher, einen unbestimmten Inhalt. Vor dem Zuschalten von Verstärkern) und Lautsprechern) bzw. Kopfhörern muß u. a.

Werte den endgültigen neuen Lautstärkewert für die nächste Grundschwingung oder die nächsten Grundschwingungen bildet:

Der um einen bestimmten kleinen Teil seines eigenen Wertes verminderte bisherige (»alte«) Lautstärkewei-t,

der nach vorgegebener Funktion aus der Musiktastenlage bzw. der Geschwindigkeit errechnete Lautstärkewert.

— zuerst rückgesetzt werden,

— dann ein Anfangsprogramm in den Arbeitsspeicher geladen werden,

— dieses Programm die Lautstärkenachladefelder aller Tonkanäle auf Null setzen,

— dieses Programm mindestens einige, im Arbeitsspeicher verteilte Zelle mit der Markierung »Tonsignalfolgenende« versehen,

worauf per Hardware innerhalb einer gewissen Zeit auch in die Lautstärkefelder aller Tonkanäle der Wert Null übertragen wird und damit alle Tonkanäle in Ruhe sind. Zur Vermeidung von Knackgeräuschen dürfen Lautsprecher bzw. Kopfhörer erst danach zugeschaltet werden.

Das Musikerzeugungsprogramm besteht aus Befehlen und Daten. Es muß, in der Regel im Wechsel,

— den Inhalt des Musiktastenwert-Übergaberegisters (laut Anspruch 5e) abholen, speichern und auswerten,

— den Inhalt des Musikversorgungs-Aufforderungsregisters (laut Anspruch 6e) abholen und auswerten.

Die vorgesehenen Spezialbefehle ermöglichen es, den Inhalt des Tonkanalnummernregisters als Adressenindex zu verwenden und somit Adreßrechnungen zu vermeiden bzw. abzukürzen.

Das Musikerzeugungsprogramm hat im einzelnen u. a. folgende Aufgaben:

Buchführung über die Tonkanäle (frei oder beschäftigt?).
Festlegung der Zuordnung von

— Musiktasten zu Tonkanälen, und

— Tonkanälen zu Tonsignalfolgen,
Speicherung jeweils eines oder mehrerer Vergangenheitswerte jeder gedrückten Musiktaste,
Bildung der Lautstärkewerte für das Musiksignalerzeugungswerk nach vorgegebener Funktion aus den Musiktastenwerten und gegebenenfalls den letzten Lautstärkewerten.

evtl. Veränderung von Tonsignalfolgen, z. B. bezüglich der Summe ihrer Wirkungsdauerwerte und da= mit bezüglich der Tonfrequenz des Grundtones. zwar

Je mehr Bitstellen der im Programm mitgeführte Lautstärkewert mehr hat als das Lautstärkefeld des Tonkanalspeichers, um so schwächer kann der exponents tielle Abfall der Lautstärke beim Ausklingen gewählt werden, ohne daß man wegen Rundungsfehlern die Zahl 0 in den höchstwertigen, für das Lautstärke/-Jd des Tonkanalspeichers bestimmten Bitstellen gar nicht erreicht bzw. ohne daß man kompliziertere Berechnungen programmieren müßte.

Bei der Bearbeitung des Musiktasten-Wertespeichers durch das Musikerzeugungsprogramm läuft die Leseadresse der Schreibadresse in schwankendem Abstand hinterher. Falls jedoch das Musikerzeugungsprogramm mit dem Abholen der Musiktastenwerte nicht nachkommt und dadurch die I.eseadresse von der Schreibadresse überholt wird, geht in der Auswirkung des Ergebnis eines ganzen Musiktasten-Abfragezyklus im Musiktasten-Wertespeicher verloren.

Als Musiktastenabfragezyklus sind im Ausführungsbeispiel rund 4 ms vorgesehen. Werden in dieser Zeit von der Rechenkapazität des Kleinrechners 3 ms zur Bearbeitung der Tonkanäle und 1 ms zur Bearbeitung der Musiktasten vorgesehen, so stehen bei maximal 10 gleichzeitig betätigten Musiktasten jeder dieser Musiktasten 100 μπι Rechnerzeit zur Verfügung; bei nicht allzu komplizierter Berechnungsfunktion dürfte dies ausreichend sein. Allerdings muß bei solchen Abschätzungen der Rechenkapazität bedacht werden, daß ein Teil aller Arbeitsspeicherzyklen dem Kleinrechner zugunsten der Tonkanäle entzogen wird, abhängig vom mittleren Wirkungsdauerwert der Worte aller aktiven Tonsignalfolgen.
Für den Musiktastenabfrageschritt ergibt sich bei 64 Musiktasten und 4.096 ms Musiktastenabfragezyklus ein Wert von 64 μβ. Der Musiktastenwertzähler könnte dabei eine Breite vor 8 bit haben und mit einem Zähltakt von 125 ns oder auch ?50 ns betrieben werden, so daß sein Höchstwert nach 32 μβ bzw. naci 64 μβ erreicht wäre. Sehr wahrscheinlich ist es zweckmäßig, die Musiktas'.jnwerte nicht proportional direkt als Lautstärkewerte für das Muiiksignalerzeugungswerk zu verwenden, sondern eine Kennlinienumformung mittels Zuordnungstabelle per Programm vorzunehmen.

Zusammenfassend läßt sich sagen, daß das in der Erfindung beschriebene, frei programmierbare elektronische Musikinstrument u. a. folgendes ermöglicht:

55 — Festlegung beliebiger Tonleitern.
- Pro Ton individuelle Wahl der Lautstarke, und

Der im Musikerzeugungsprogramm mitgeführte Lautstärkewert für einen Tonkanal des Musiksignalerzeugungswerkes hat zweckmäßigerweise mehr Bitstellen als das Lautstärkefeld des Tonkanalspeichers. Dann läßt sich z. B. ein exponentiell Ausklingen dadurch programmieren, daß der größere der beiden folgenden entweder durch mehr oder weniger tiefes Hinunterdrücken der jeweiligen Musiktaste,
oder durch mehr oder weniger schnelles Hinunterdrücken der jeweiligen Musiktaste,
oder gemischt,

oder auch, bei anderer Ausführung der Musiktasten, durch mehr oder weniger kräftiges Be-

33

rühren der jeweiligen Musiktaste.

— Vorwahl des Klangcharakters der Töne, und zwar auch für Gruppen von Musiktasten (z. B. für linke und rechte Hand) verschieden, durch direkte Festlegung des Tonsignalverlaufs für eine oder mehrere Grundschwingung^an) mit allen Obertönen, d. h. für jeden »natürlichen« und für jeden denkbaren »künstlichen« Klangcharakter programmierbar.

— Freie Programmierbarkeit auch des Anlding- und Ausklingverhaltens. to

— Möglichkeit der Programmierung quasi-zufälliger g Schwankungen der Tonhöhe, der Lautstärke und/ oder des KJangcharakters.

— Möglichkeit der Programmierung sowohl regelmäßiger Schwebungen mit frei programmierbarer Frequenz und Stärke, als auch unregelmäßiger, quasi-zufälliger Schwebungen.

— Möglichkeit des gezielten stetigen Übergangs von einer Tonhöhe zu einer benachbarten Tonhöhe,

z. B. bei entsprechendem Musikerzeugungsprogramm ausgelöst durch gleichzeitiges, verschieden starkes Betätigen benachbarter Musiktasten.

— Möglichkeit, zu einer ersten Stimme automatisch eine zweite und dritte Stimme hinzuzufügen, wobei das Frequenzverhältnis nach musikalischen, in ein Programm umgesetzten Regel variabel sein kann.

— Möglichkeit, verschiedene Gruppen von Musiktasten mit verschiedenem Klangcharakter zwei verschiedenen Lautsprechern bzw. Kopfhörern zuzuordnen, sii daß sich eine stereophonische Wirkung ergibt

Das Gerät ist weitestgehind digital aufgebaut und somit sehr gut integrierbar.

35

Hierzu 17 Blatt Zeichnungen

40

45

50

60

65

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur musiktastengesteuerten elektronischen Erzeugung eines analogen Musiksignals aus einem digitalen Musiksignal über einen Digital-Analog-Wandler, zur Ausgabe über Verstärker und angeschlossene Wiedergabevorrichtung, wobei

— jeder Momentanwert des digitalen Musiksi- to gnals aus je einem Tonsignal-Momentanwert mehrerer verschiedener Tonsignale, wobei jedes Tonsignal in der Regel ein komplexes, viele Oberschwingungen enthaltendes Signal ist, durch deren Addition gebildet wird,

— jeder dieser Tonsignal-Momentanwerte im Zeitmultiplexverfahren durch digitale Multiplikation seines Momentanamplitudenwertes mit einem sageordneten Lautstärkewert gebildet wird,

— die Momentanamplitudenwerte in digitaler Form als Tonsignalfolgen abgespeichert sind,

— dieser Erzeugungsvorgang für jedes Tonsignal durch die Betätigung einer Musiktaste ausgelöst wird, und

— ein Taktgenerator zur Synchronisierung dient,

gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merk' ^aJe:

30

t) daß jede Musiktaste als F.usgangsfunktion ein analoges Signal abgibt daß diese Musiktastensignale digitalisiert und zeit.ch nacheinander in zyklischer Wiederholung einem Kleinrechner zugeführt werden,

b) daß die Tonsignalfolgen für alle Töne in einem gemeinsamen, durchgängig adressierten Tonsignalfolgenspeicher hinterlegt sind, wobei dieser Tonsignalfolgenspeicher der Arbeitsspeicher des Kleinrechners ist,

c) daß der Kleinrechner in Abhängigkeit

— von den digitalisierten Musiktastensignalwerten,

— von seinem Programm und

— von Daten in seinem Arbeitsspeicher in Echtzeit, d. h. während des Erklingens der Töne, ein Musiksignalerzeugungswerk steuert, und zwar dadurch,

— daß er jeder betätigten Musiktaste einen oder, falls gewünscht, mehrere Tonkanäle des Musiksignalerzeugungswerkes und jedem dieser Tonkanäle eine verschiedene Tonsignalfolge im Arbeitsspeicher zuweist,

— daß er jedem Tonkanal in kurzen Abständen einen, zeitlich veränderlichen, Lautstärkewert, somit den zeitlichen Verlauf einer von ihm in Echtzeit ermittelten Hüllkurve, übermittelt,

— daß er Tonsignalfolgen im Arbeitsspeicher modifiziert, sofern dieses erwünscht ist,

d) daß das Musiksignalerzeugungswerk, als schneller Signalprozessor, autonom, d. h. nicht vom Kleinrechner direkt gesteuert, im Zeitmultiplexverfahren für jeden Tonkanal

— das Zwischenspeichern des aktuellen und des nächstfolgenden

— Momentanamplitudenwertes und

— Lautstärkewertes,

— und das rechtzeitige Abholen des nächstfolgenden

— Momentanamplitudenwertes
aus dem Arbeitsspeicher des Kleinrechners durchführt und an den Kleinrechner eine Rückmeldung nach jeder Abarbeitung einer einem Tonkanal zugewiesenen Tonsignalfolge pibt,

e) daß im Musiksignalerzeugungswerk bei monauraler Ausführung ein bzw. bei stereophonischer Ausführung zwei analoge Musiksignale aus (je einem digitalen Musiksignal über je) einen spannungliefemd ;n oder, in einer anderen Ausführung, über einen stromliefernden Digital-Analog-Wandler erzeugt wird bzw. werden, wobei im letzteren Falle die digitalen Musiksignalwer'.e statt als Zustandswerte als Änderungswerte wirken, und

f) daß die Abläufe durch einen vom zentralen Taktgenerator angetriebenen, als Grundzähler bezeichneten Binärzähler synchronisiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

a) daß die analogen Signale aller Musiktasten in einem Musiktastenwerk nacheinander in zyklischer Wiederholung über einen Analogmultiplexer durdigeschaltet und erst danach digitalisiert werden,

b) daß die gemäß a) digitalisierten Musiktastensignale im Musiktastenwerk in je eine jeder Musiktaste zugeordnete Zelle eines als Musiktastensignal-Wertespeicher verwendeten Schreib-Lese-Speichers eingeschrieben werden, und

c) daß der Kleinrechner in zyklischer Wiederholung den Inhalt der Musiktastenzellen ausliest, speichert und auswertet

3) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

a) daß das analoge Musiktastensignal von der Lage des beweglichen Teils der betreffenden Musiktaste abhängig ist,

b) daß diese Ldgeabhängigkeit aus der Abhängigkeit der Induktivität einer jeder Musiktaste zugeordneten elektrischen Wicklung von der Lage eines mit dem beweglichen Teil der Musiktaste verbundenen weichmagnetischen Wicklungskerns hergeleitet wird,

c) daß sich die Induktivität jeder Musiktastenwicklung beim Übergang

— von nicht betätigter Musiktaste

— zu völlig gedrückter Musiktaste
monoton ändert, und zwar, willkürlich festgelegt, monoton erhöht,

d) daß die Abhängigkeit der Induktivität von der Musiktastenlage bei allen Musiktasten näherungsweise gleich ist,

e) daß der weichmagnetische Wicklungskern jeder Musiktaste in einem magnetisch neutralen Führungszylinder gegen die Kraft einer Rückstellfeder verschiebbar ist,

daß

— als Feder entweder eine Spiralfeder dient, und daß eine Bewegungsdämpfung da-

durch erzielt wird, daß der Führungszylinder unten luftdicht abgeschlossen und der Luftspalt zwischen dem verschiebbaren Kern und dem Führungszylinder genügend klein ist,

— oder daß die Federkraft und gleichzeitig die Bewegungsdämpfung durch ein Material mit Schaumgummicharakteriitäk erzielt wird,

g) daß sich oberhalb des beweglichen Kerns ein zur Musiktastenbetätigung dienender Tastenkopf befindet, der

— entweder translatorisch geführt und betätigt wird,

— oder, wie bei Klaviertasten, als Hebel geführt und betätigt wird,

und

h) daß die Musiktasten, in ein oder mehrere Felder gruppiert, in einer gemeinsamen Halterung angeordnet sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet

a) daß die den Musiktasten zugeordneten Wicklungen an einem Ende miteinander elektrisch verbunden sind,

b) daß an diesem gemeinsamen Punkt ein als Meß- und Strombegrenzungswiderstand wirkender elektrischer Widerstand angeschlossen ist, dessen anderer Anschluß an festem, im Falle der TTL-Technik an Plus-Potential liegt,

c) daß das andere Ende jeder Musiktastenwicklung über je einen Ausgang eines als elektronischer Schalter verwendeten Musiktasten-Demultiplexers mit im nicht-aktivierten Zustand stromlosen, d. h. im Falle der TTL-Technik invertierenden, open-collector-Ausgängen, gesteuert durch die Adreßeingänge und den Frei- a) gabeeingang ( = Dateneingang) des Musiktasten-Demultiplexers, mit einem zweiten festen elektrischen Potential, im Falle der TTL-Technik 0 V, verbunden werden kann und somit die Funktion eines Analog-Multiplexers realisiert wird,

d) daß parallel zu jeder Musiktastenwicklung eine Freilaufdiode liegt.

e) daß die Ausgänge des Musiktasten-Demdltiplexers durch entsprechende Ansteuerung der Adreßeingänge und des Freigabeeingangs zeit-Hch nacheinander und in zyklischer Wiederholung für jeweils die gleiche Musiktasten-Abfragezeit auf fitromdurchgang geschaltet werden.

f) daß das zeitlich variable Potential am gemeinsa- b) men Verbindungspunkt aller Musiktastenwicklungen an einen Komparator geführt ist, der über eine Einphas-Schaltung immer dann den aktiven Wert eines Musiktastenwertzähler-Stopsignals abgibt, wenn das Potential am Meßwiderstand, je nach verwendeter Schaltkreistechnik, kleiner bzw. größer als ein vorgegebe- c)

nes konstantes Schwellenpotential ist,

g) daß zu einem bestimmten, festen Zeitpunkt innerhalb der Musiktasten-Abfragzeit, der so gewählt wird, daP bei der Abfrage jeder in der Ruhelage befindlichen Musiktaste zu diesem Zeitpunkt das Musiktastenwertzähler-Stopsienal bereits den sktiven Wert hat, ein mit einem festen Zähltakt betriebener, vorher jeweils auf Null zurückgesetzter Musiktastenwert-Zähler gestartet wird, falls nicht bereits zu diesem Zeitpunkt das Musiktastenwertzähler-Stopsignal aktiv ist,

h) daß die Musiktasten-Abfragezeit so festgelegt wird, daß an ihrem Ende auch bei völlig gedruckter Musiktaste, also höchster Induktivität, das Musiktastenwertzähler-Stopsignal mit Sicherheit bereits den aktiven Wert hat,

i) daß der Musiktastenwert-Zähler so viele Bitstellen hat und mit einer solchen Zählerfrequenz betrieben wird, daß er seinen Höchstwert nicht innerhalb der Musiktasten-Abfragezeit erreichen kann,

j) daß der Musiktastenwert-Zä!iler dann gestoppt wird und damit einen digitalisierten Musiktastenwert enthält, wenn das Musiktastenwertzähler-Stopsignal den aktive.· Wert hat, und
5c) daß die induktivität der νοίίι^ gedrückten Musiktasten durch entsprechende Wahl der Wicklung und des weichmagnetischen Kerns sowie das konstante Schwellenpotential am Komparator und damit gemäß h) die Musiktasten-Abfragezeit sowie gemäß i) der Musiktastenwert-Zähler so festgelegt werden, daß die Musiktasten-Abfragezeit

— einerseits so groß ist, daß der Musiktastenwert-Zähler eine ausreichend genaue Abbildung der aktuellen Musiktastenlage gewährleistet,

— andererseits so klein ist, daß eine genügend häufigs Abfrage des aktuellen Standes jeder Musiktaste möglich ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet.

daß zur Ansteuerung der Adreßeingänge des Musiktasten-Demultiplexers ein als Musiktasten-Schreibadreßzähler wirkender Teil des Grundzählers dient.

— der mindestens so viele Zählerstände hat, wie Musiktasten vorhanden sind,

— und dessen Lage innerhalb des Grundzählers so gewählt ist. daß die als Musiktasten-Abfrageschritt definierte zeitliche Dauer jedes Musiktasten-Schreibadreßzähler-Standes sowohl die Musiktasten-Abfragezeit als auch eine zur Wiederherstellung der Ruhelage des veränderlichen Potentials am Komparator erforderliche Erholzeit umfaßt.

daß eine Vv>m Grund/ähler gespeiste Musiktasten-Kodierschaltung bewirkt, daß der Freigabe-Eingang des Musiktasten-Demultiplexers innerhalb iedes Musiktasten-Abfrageschrittej, von dessen Beginn bis zum Ende der gemäß Anspruch 4 festgelegten Musiktasten-Abfragezeit den aktiven Signalwert führt,
daß jede Zelle des Musiktasten-Y/ertespeichers in

— ein FeH a zur Aufnahme des aktuellen Musiktastenwertes,

— ein Feld b zur Speicherung eines Markierungsbits mit der Bedeutung »der zuletzt wiedergegebene Musiktastenwert war Null/war nicht Null«,

— ein Feld c zur Speicherung eines Gültigkeitsbits mit der Bedeutung »der Inhalt der Felder a und b ist bereits/ist noch nicht weitergegeben worden«

unterteilt ist,

d) daß das Musiktastenwerk eine Schaltung enthält, die während jedes Musiktasten-Schreibadreßzähler-Standes einmal, und zwar am Ende des betreffenden Standes, bewirkt,

— daß der Musiktasten-Schreibadreßzähler auf den Adreßeingang des Musiktasten-Wertespeichers durchgeschaltet wird,

— daß der gesamte Inhalt der so adressierten Zelle des Musiktasten-Wertespeichers in ein Zwischenregister gebracht wird, das in die gleichen Felder wie jede Zelle des Musiktasten-Wertespeichers gegliedert ist, und

— daß, falls das Gültigkeitsbit im Teilfeld c des Zwischenregisters die Bedeutung »der Inhalt der Felder a und b ist bereits weitergegeben worden« hat, von der so adressierten Zelle des Musiktasten-Wertespeichers

— das Feld a mit dem aktuellen Musiktastenwert aus dem Musiktastenwert-Zähler,

— da.·. Feld b, in Abhängigkeit vom Inhalt des Feldes a des Zwischenregisters, mit der Bedeutung »alter Musiktastenwert war Null/war nicht Null«,

— das Feld c mit dem die Bedeutung »der gegenwärtige Inhalt der Felder a und b ist noch nicht weitergegeben worden« tragenden Wert

geladen wird,

e) daß das Musiktastenwerk ein als »Musiktastenwert-Übergaberegister« definiertes Register enthält, das in die gleichen Felder wie jede Zelle des Musiktasten-Wertespeichers gegliedert ist, außerdem aber ein Feld d zur Aufnahme des Standes eines Musiktasten-Leseadreßzählers hat,

f) daß der Musiktasten-Leseadreßzähler die gleiche Breite hat wie der Musiktasten-Schreibadreßzähler.

g) daß das Musiktastenwerk eine Schaltung enthält, die bewirkt, daß der Musiktasten-Leseadreßzähler immer dann an den Adreßeingang des Musiktasten-Wertespeichers angeschaltet wird, wenn nicht der Musiktasten-Schreibadreßzähler angeschaltet ist,

h) daß das Musiktasten werk eine Schaltung enthält, die bewirkt, daß,

— falls der Musiktasten-Leseadreßzähler an den Adreßeingang des Musiktasten-Wertespeichers angeschaltet ist und noch für die Zeit eines Speicherzyklus angeschaltet bleiben wird,

— und falls das Gültigkeitsbit im Feld c des Musiktastenwert-Übergaberegisters die Bedeutung »der gegenwärtige Inhalt der Felder a und b ist bereits weitergegeben worden« hat,

— und falls der Inhalt des Musiktasten-Leseadreßzählers nicht gleich dem Inhalt des Musiktasten-Schreibadreßzählersist,

folgendes geschieht:

— Der Inhalt der Felder a und b de^r adressierten Zelle des Musiktasten-Wertespeichers wird in die Felder a und b des Musiktasten' wert-Übergaberegisters eintragen,

— das Feld c des Musiktastenwert-Übergaberegisters wird auf den die Bedeutung »der gegenwärtige Inhalt der anderen Felder ist noch nicht weitergegeben worden« tragenden Wert gesetzt,

— das Feld c der adressierten Zelle des Musiktasten-Wenespeichers wird auf den die Bedeutung »der gegenwärtige Inhalt der Felder a und b ist bereits weitergegeben worden« tragenden Wert gesetzt,

— der Inhalt des Musiktasten-Leseadreßzählers wird in das Feld d des Musiktastenwcti-übergabcrcgisiers übertragen.,

— der Inhalt des Musiktasten-Leseadreßzählers wird um 1 erhöht.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

a) daß jedem Momentanamplitudenwert einer Tonsignalfolge ein eigener, auf den Grundtakt-Zyklus des Verfahrens bezogener ganzzahliger *&irkungsdauerwert zugeordnet ist, so daß jede Tonsignalfolge

— aus nicht-äquidistanten Momentanamplitudenwe; ten aufgebaut ist, und

— gleichzeitig auch die Tonfrequenzinformation mit sich trägt,

b) daß das Musiksignalerzeugungswerk aus

— einem Musikwerk-SteuerteÜ,

— einem Tonkanalspeicher, dessen Zellen als Tonkanäle wrken_ä wobei jeder Tonkanal jeweils temporär zur Erzeugung eines Tonsignals dient, d. h. während der Dauer eines Tonsignals nur für dieses Tonsignal arbeitet, danach aber zur Erzeugung eines beliebigen, ganz anderen Tonsignals herangezogen werden kann, und wobei alle Tonkanäle gleichartig in Felder unterteilt sind, die unabhängig voneinander beschrieben werden können,

— einem Musikwerk-Rechen teil zur Bildung des digitalen Musiksignals, und

— einem oder mehreren Digital-Analog-Wandlern gemäß Anspruch 1

besteht und, außer dem bzw. den Digitai-Analog-Wandlern, digital aufgebaut ist,

c) daß jeder Tonkanal

— in Felder zur direkten Tonerzeugung, und zwar

— ein Tonkanal-Lautstärkefeld zur Aufnahme des jeweils aktuellen Lautstärkewertes,

— ein Tonkanal-Amplitudenfeld zur Aufnahme des jeweils aktuellen Momentanamplitudenwertes bzw. Momentanamplituden-Änderungswertes, und

— ein Tonkanal-Wirkungsdauerfeld zur Aufnahme des jeweils aktuellen Wirkungsdauerwertes,

— in Felder zum direkten schnellen Nachladen dieser Felder, und zwar

— ein Tonkanal-Lautstärkenachladefeld,

— ein Tonkanal-Ampliiudennachladefeld, und

— ein Tonkanal-Wirkungsdauemachladefeld,

sowie

— in Felder zur Steuerung des Nachladens dieser Felder aus dem Arbeitsspeicher des Kleinrechners, und zwar

— einTonkanal-Nachladeadreßfeld,

— ein Tonkanal-Nachlademerkfeld (1 bit),

— ein Tonkanal-Sigrialfolgenende- Nachladefeld(lbit),un <]

— ein Tonkanal-Signalfolgenendefeld (1 bit)

unterteilt ist, wobei als aktiver Signalwert in den letztgenannten drei Feldern die »1« definiert ist,

d) daß. in der Reeel für jeden Tonkanal getrennt, in aufeinanderfolgenden Zellen des Arbeitsspeichers des Kleinrechners, und zwar an beliebiger Stelle, eine als Tonsignalfolge bezeichnete FoI-ge von Worten zur Beschreibung von in der Regel genau einer oder genau mehrerer Grundschwingung(en) des gewünschten Tonsignals mit allen gewünschten Obertönen, wobei jedes Wort

— einen Momentanamplitudenwert bzw. Momentanamplituden-Anderungswert,

— den zugehörigen Wirkungsdauerwert, und

— ein Signalfolgenende-Markierungsbit zur Markierung des letzten Wortes der Tonsignalfolge

enthält, hinterlegt ist, und daß in der darauffolgenden Zelle eine als Tonsignalfolgen-Sprungadresse bezeichnete Arbeitsspeicheradresse hinterlegt ist, die auf den Anfang derselben oder einer anderen Tonsignatfolge weist,

e) daß neue Lautstärkewerte für jeden Tonkanal Vom Kleinrechner in dessen Initiative an das Musiksignalerzeugungswerk übergeben werden, aber zeitlich jeweils erst bei Beginn der Abarbeitung einer Tonsignalfolge wirksam werden,

f) daß das Musiksignalerzeugungswerk dem Kleinrechner das Erreichen des Endes einer Tonsignalfolge durch Setzen einer jedem Tonkanal zugeordneten Bitstelle eines als Musikwerkversorgungs-Aufforderungsregister bezeichneten, vom Kleinrechner wiederholt auszulesenden Registers mitteilt, woraufhin der Kleinrechner durch Ändern der betreffenden Tonsignalfolge oder durch Zuteilen einer neuen Tonsignalfolge und/oder durch Übergabe eines neuen Lautstärkewertes in den Tonsignalablauf immer wieder eingreifen kann,

g) daß der Musikwerk-Steuerteil Schaltungen

— zur Verknüpfung der Felder eines Tonkanals untereinander,

— zur Auswertung und Änderung ihres Inhaltes, und

— zur Steuerung des Nachladens dieser FeI-der aus dem Arbeitsspeicher des Kleinrechners

enthält,

h) daß auch der Arbeitsspeicher des Kleinrechners durch den Grundzähler synchronisiert wird, und daß, gegebenenfalls zusammen mit Auffrischzyklen, für das Musiksignalerzeugungswerk bestimmte Lesezyklen des Arbeitsspeichers die

höchste Priorität haben, und
i) daß die V/ortbreite des Arbeitsspeichers des Kleinrechners mindestens so groß ist wie seine Adreßbrehe.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

a) daß der Tonkanalspeicher aus einer Gruppe von gleichlangen, parallelen, mit ein und demselben Schiebetakt betriebenen Schieberegistern mit seriellen Ein- und Ausgängen sowie einer gleich großen Gruppe von Schieberegistern-Zweiwegschaltern besteht, deren Ausgänge mit den Eingängen der Schieberegister verbunden sind.

b) daß jeweils der erste Eingang jedes Schieberegister-Zweiwegeschalters mit dem seriellen Ausgang des zugehörigen Scheiberegisters verbunden ist und daß die Steuereingänge jeweils aller zu einem Feld des Tonkanalspeichers gehörenden Schieberegister-Zweiwegeschalter verbunden sind, so daß jedes Feld des Tonkanalspeichers als Anschlüsse zur Umgebung

— die als »Dateneingänge« bezeichneten zweiten Eingänge der Schieberegister-Zweiwegeschalter,

— die als »Datenausgänge« bezeichneten seriellen Ausgänge der Schieberegister,

— die als »Schreibfreigabesignal« bezeichnete Verbindung zu den Steuereingängen der Schieberegister-Zweiwegschalter, als deren aktiver Signalwert derjenige Signalwert gilt, bei dem die zweiten Eingänge der Schieberegister-Zweiwegeschalter dieses Feldes durchgeschäiici sind, und

— das allen Feldern gemeinsame Schiebetaktsigna!

hat,

c) daß die Schiebestellenzahl ( = Bitzahl) der Schieberegister eine Zweierpotenz ist,

d) daß die Schieberegister mit fester Schiebefrequenz betrieben werden, die identisch mit der Zählfrequenz eines als »Tonkanal-Schrittzähler« bezeichneten Teils des Grundzählers ist, der so viele Zählerstände hat wie die Schieberegister Schiebestellen, wobei die Zeitspanne, während der die Signalwerte eines Tonkanals an den Ausgängen der Schieberegister liegen, als Tonkanalschritt bezeichnet wird, wobei jeder Tonkanalschritt

— aus einer vom Beginn des Tonkanalschrittes bis kurz vor den Wirkungszeitpunkt des Schiebetakts reichenden, als Tonkanal-Lesen bezeichneten Phase, und

— aus einer den Wirkungszeitpunkt des Schiebetakts einschließenden, als Tonkanal-Schreiben bezeichneten Phase

besteht, und

e) daß die Zellen des Tonkanaispeichers innerhalb der Schieberegister dynamisch umlaufend und so numeriert sind, daß beim Zählstand N des Tonkanal-Schrittzählers die Zelle N des Tonkanaispeichers aus den letzten, die Ausgänge der Schieberegister speisenden Speichergliedern der Schieberegister besteht, wobei

— diese Zelle als die jeweils »adressierte Zelle« des Tonkanalspeichers,

— der zugehörige Zählstand des Tonkanal-Schrittzählers als »Tonkanaladresse« oder auch als »Tonkanalnummer«,

— und die Dauer eines einmaligen Durchlaufs des Tonkanal-Schrittzählers, vom Zählstand 0 angefangen, als »Tonkanalzyklus«

bezeichnet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

to

daß der Tonkanalspeicher aus einer Gruppe von mit gleicher, und zwar fortlaufender, Adresse betriebenen Schreiblesespeichern, teils mit nachgeschalteten Tonkanal-Zwischenregistern (Latches), sowie aus je einem UND-Gatter für jedes Feld des Tonkanalspeichers besteht,
daß ein als Tonkanai-Schrittzähier bezeichneter Teil des Grundzählers zur Adressierung aller Felder des Tonkanalspeichers dient, so daß dadurch zeitlich nacheinander und in zyklischer Wiederholung jeder Tonkanal mit allen seinen Feldern adressiert wird, wobei die Adressierungsdauer eines Tonkanals als Tonkanalschritt, die Dauer eines einmaligen Durchlaufs des Tonkanal-Schrittzählers, vom Zählstand 0 angefangen, als Tonkanalzyklus, und die Adresse einer Tonkanalzelle als Tonkanaladresse oder Tonkanalnummer bezeichnet werden,
daß die Ausgänge

— des Lautstärkefeldes,

— des Amplitudenfeldes,

— des Wirkungsdauerfeldes,

— des Lautstärkenachladefeldes,

— des Nachlademerkfeldes und

30

35

imiCigcnSnuiciu€5

— das Schreibfreigabesignal,

— das Schreibtaktsignal und

— die, vom Tonkanal-Schrittzähler sten, Adreßeingänge

hat.

gespei-

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,

a) daß die Länge eines Tonkanalzyklus bei der Angabe der Wirkungsdauer jedes Momentanamplitudenwertes bzw. Momentanamplituden-Änderungswertes im Tonkanal-Wirkungsdauerfeld als Zeiteinheit dient, und

b) daß diese Zeiteinheit entsprechend dem zulässi gen Quantisierungsfehler gewählt wird.

10. Vcffähfcfi näCn Anspruch 9, bc; dem in bekannter Weise im Zeitmultiplexverfahren

sn sich

— für jeden Tonkanal nacheinander das, hier als »Tonkanalprodukt« bezeichnete, algebraische Produkt des Inhalts

— des Tonkanal-Lautstärkefeldes und

— des Tonkanal-Amplitudenfeldes

digital gebildet und in einem Tonkanalprodukt-Zwischenregister zwischengespeichert wird, und

— die Tonkanalprodukte der Tonkanäle über eine Addierschaltung nacheinander in einem Musikwerk-Ergebnisregister aufaddiert werden,

dadurch gekennzeichnet.

des Tonkanalspeichers mit den Eingängen der in a) angeführten, zum Tonkanalspeicher gehörenden, zustandsgetakteten Tonkanal-Zwischenregistern verbunden sind, daß im ersten, als Phase des Tonkanal-Lesens bezeichneten Teil jedes Tonkanalschrittes durch einen entsprechenden Übernahmetakt der Inhalt der Felder des adressierten Tonkanals in die Tonkanal-Zwischenregister übernommen wird, soweit solche vorhanden sind, b) und

daß das oder die Schreibsignale für jedes Feld des Tonkanalspeichers vom Ausgang jeweils eines, in a) angeführten, zum Tonkanalspeicher gehörenden UND-Gatters, und zwar nicht-invertierend oder invertierend, je nachdem, ob als aktiver Signalwert des Schreibsignals am Speicherbaustein 1 oder 0 erforderlich sind, gespeist werden, dessen einer Eingang mit einem festen, im zweiten, als Phase des Tonkanal-Schreibens bezeichneten. Teil jedes Tonkanalschrittes aktiven Taktsignal verbunden ist, während der zweite Eingang Schreibfreigabesignal für das jeweilige Feld des Tonkanalspeichers ist, so daß jedes Feld des Tonkanalspeichers, einschließlich der zugehörigen Tonkanal-Zwischenregister, als Anschlüsse zur Umgebung

— die Daieneingänge»

— die als Datenausgänge bezeichneten Ausgänge der Tonkanal-Zwischenregister, soweit vorhanden, bzw. der Tonkanalspeicher-Felderdirekt,

daß der Musikwerk-Rechenteil

— in einer bestimmten AusfOhrungsform, und zwar für monophonen Betrieb, ein,

— in einer anderen Ausführungsform, und zwar für stereophonen Betrieb, zwei

als Musiksignalregister bezeichnete^-,) Register enthält, deren (dessen) Eingänge mit den Ausgängen des Musikwerk-Ergebnisregisters verbunden sind, und zwar die höchstwertige Bitstelle über einen Inverter, die anderen Bitstellen direkt.

daß der Musikwerk-Rechenteil eine Schaltung enthält, die

— in der Ausführungsform mit einem Musiksignalregister nach jedem Tonkanalzyklus,

— in der Ausführungsform mit zwei Musiksignalregistern nach jedem halben Tonkanalzyklus,

bewirkt, daß

— nach dem Aufaddieren der Tonkanalprodukte alier bzw. je einer Hälfte aller Tonkanäle der Inhalt des Musikwerk-Ergebnisregisters, durch die Invertierung der höchstwertigen Bitstelle um den Absolutwert des größten vorkommenden negativen Inhalts des Musikwerk-Ergebnisregisters erhöht und somit in eine positive Zahl umgewandelt,

— in das Musiksignalregister bzw.

— im Wechsel in eines der beiden Musiksignalregister

übertragen wird,

— und danach, aber noch vor dem Hinzuaddieren des nächsten Tonkanalprodukts, das

Musikwerk-Ergebnisregister wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Musikwerk-Rechenteil pro Musiksignalrcgister

— entweder, zur Verwendung von Momentanamplitudenwerten, einen Digital-Analog-Wandler mit Spannungsausgang enthält, dessen Eingänge mit den Ausgängen des Musiksignalregisters verbunden sind und dessen Ausgang das zu erzeugerde Musiksignal führt,

— oder, zur Verwendung von Momentanamplituden-Änderungswerten, einen Digital-Analog-Wandler mit Stromausgang enthält, dessen Eingänge mit den Ausgängen des Musiksignalregisters verbunden sind und dessen Ausgang mit dem /weiten Pol eines als Integrator wirkenden Kondensators verbunden ist, dessen erster Pol an festem Potential liegt, dessen zweiter Pol außerdem mit einer Konstantstromquelle verbunden ist, die einen Strom einspeist, der gegenüber dem durch den Digital-Analog-Wandler eingespeisten Strom die umgekehrte Richtung hat und halb so groß ist wie der Maximalstrom des Digital-Analog-Wandlers beim größten Wert des Musiksignalregisterj, und dessen zweiter Pol das zu erzeugende Musiksignal führt,

— oder, zur wahlweisen Verwendung von Momentanamplitudenwerten oder Momentanamplituden-Änderungswerten, beide beschriebenen Schaltungen, und zwar für manuelle oder für programmierte Umschaltung, enthält.

35

gelöscht — des Lautstärkefeldes und

— des Lautstärkennachladefeldes

des Tonkanalspeicher einen Zahlen wert Φ 0 führt,

g) daß der Musikwerk-Steuerteil ein- Schaltung enthält, die den aktiven Signalwert eines Steuersignals mit der Bedeuturrg »Momentanvrertzeit abgelaufen« immer dann erzeugt, wenn die Ausgänge des Wirkungsdauerfeldes des Tonkanalspeichers den Zahlenwert 0 führen und wenn das Signal »Tonkanal ist in Betrieb« den aktiven Wert hat,

h) daß das Signal »Tonkanal ist in Betrieb« als Schreibfreigabesignal für das Wirkungsdauerfeld des Tonkanalspeichers verwendet wird,

i) daß das Signal »Momentanwertzeit abgelaufen« als Steuersignal für den Wirkungsdauer-Zweiwegeschalter so verwendet wird, daß im aktiven Zustand dieses Signals die erste Gruppe von Eingängen des Wirkungsdauer-Zweiwegeschalters und damit die Ausgänge des Wirkungsdauer-Nachladefeldes des adressierten Tonsignals an die Eingänge des Wirkungsdauerfeldes des Tonkanalspeichers durchgeschaltet v/erden, und

j) daß das Signal »Momentanwertzeit abgelaufen« als Schreibfreigabesignal für das Amplitudenfeld und das Signalfolgenendfeld des Tonkanalspeichers verwendet wird.

IO

15

20

Vz. Verfahren nach Anspruch i i, dadurch gekennzeichnet,

a) daß die Eingänge des Lautstärkefeldes des Tonkanalspeichers mit den Ausgängen des Lautstärkennachladefeldes des Tonkanalspeichers verbunden sind,

b) daß die Eingänge des Amplitudenfeldes des Tonkanalspeichers mit den Ausgängen des Amplitudennachladefeldes des Tonkanalspeichers verbunden sind,

c) daß die Eingänge des Wirkungsdauerfeldes des Tonkanalspeichers mit den Ausgängen eines Wirkungsdauer-Zweiwegschalters verbunden sind, und daß dessen erste Gruppe von Eingängen mit den Ausgängen des Wirkungsdauer-Nachladefeldos des Tonkanalspeichers verbunden sind,

d) daß die zweite Gruppe von Eingängen des Wirkungsdauer-Zweiwegeschalters mit den Ausgängen eines 1-Subtrahierers verbunden sind und daß dessen Eingänge mit den Ausgängen des Wirkungsdauerfeldes des Tonkanalspeichers verbunden sind,

e) daß der Eingang des Signalfolgenendfeldes des Tonkanalspeichers mit dem Ausgang des Signalfolgende-Nachladefeldes des Tonkanalspeichers verbunden ist,

f) daß der Musikwerk-Steuerteil eine Schaltung enthält, die den aktiven Signalwert eines Steuersignals mit der Bedeutung »Tonkanal ist in Betrieb« immer dann erzeugt, wenn mmdesteT"; eine der beiden Gruppen von Ausgängen 40

45

50

55

60

65

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachladen

— der Tonkanal-Amplitudennachladefelder und

— der Tonkanal-Wirkungsdauernachladefelder

aiierTonkanäie aus dem Arbeitsspeicher so erfoigt,

a) daß die beiden oben angegebenen Nachladefelder jedes Tonkanals, nach der Übertragung ihres Inhalts in das Amplitudenfeld bzw. das Wirkungsdauerfeld des betreffenden Tonkanals, innerhalb einer maximalen, die geforde" ■ e Tonqualität gewährleistenden Zeitspanne aus dem Arbeitsspeicher wiederaufgefüllt werden,

b) daß alle Nachladevorgänge in einem festen, durch einen als Nachladeschrittzähler bezeichneten Teil des Grundzäh'ers definierten Zeitraster liegen, dessen als Nachladeschritt bezeichnete Rastereinheit durch die Zeitdauer jeweils eines Zählstands des Nachladeschrittzählers gegeben ist,

c) daß Naohladeschritt und Tonkanalzyklus identisch sind und folglich der Nachladeschrittzähler in Richtung der höherwertigen Bitstellen des Grundzählers unmittelbar an den Tonkanalschrittzähler angrenzt,

d) daß der Nachladeschrittzähler dieselbe Länge hat wie der Tonkanalschrittzähler,

e) daß jedes Nachladen der beiden oben angebebenen Nachladefelder eines Tonkanals, gegebenenfalls außerdem die vorherige Durchführung eines als Tonkanal-Sprung bezeichneten Einschreibens eines neuen Inhalts in das Tonkanal-Nachladeadreßfeld, in drei als

— Nachladephase A,

— Nachladephase B und

— Nachladephase C

des betreffenden Tonkanals bezeichneten auf-

10

15

20

einanderfolgenden Nachladeschri:ten erfolgt, wobei

— in der Nachladephase A ein Nachladevorgang angefordert wird,

— in der Nachladephase B das Lesen aus dem Arbeitsspeicher erfolgt, und

— in der Nachladephase C die gelesenen Daten in den betreffenden Tonkanal eingeschrieben werden, und

f) daß, wenn das Nachladen eines Tonkanals aus dem Arbeitsspeicher erforderlich ist, der entsprechende Nachladevorgang erst bei einem für den betreffenden Tonkanal spezifischen, für alle Tonkanääe verschiedenen Zählstand des Nachladeschrittzählers beginnt, so daß das Nachladen zweier Tonkanäle zwar zeitlich überlappt, aber nicht synchron erfolgen kann, wobei die willkürliche Festlegung getroffen wird, daß die Nachladephase A eines Tonkanals der Nummer N mit dem Zählstand N des Nachladeschrittz-ohlers zeitlich zusammenfällt (siehe F i g. 14).

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,

25

a) daß der Musikwerk-Steuerteil eine Schaltung enthält, die den aktiven Wert eines als Tonkanal-Nachladefreigabesignal A bezeichneten Signals dann erzeugt, ν,-enn der Tonkanalschrittzähler den gleichen Zählstand wie der Nachladeschrittzähler hat (siehe F i g. 13),

b) daß der Musikwerk-Steuerteil eine Schaltung enthält, die in jedem Tonkanalschritt bewirkt, daß, wenn das Signal »Momentanwertzeit abgelaufen« den aktiven Signalwert hat, in der Phase des Tonkanal-Schreibens eine »1« mit der Bedeutung »Nachladend in das Nachlademerkfeld des adressierten Tonkanals eingeschrieben wird und damit die für den Start und den Ablauf des Nachladens aus dem Arbeitsspeicher erforderliche Steuerinformation in dem betreffenden Tonkanal vorhanden ist, derart, daß

— als Dateneingangssignal für das Nachlademerkfeld des Tonkanalspeichers das Signal »Momentanwertzeit abgelaufen«, und

— als Schreibfreigabesignal für das Nachlademerkfeld des Tonkanalspeichers die logische Mischung der Signale

— »Momentanwertzeit abgelaufen« und

— Nachladefreigabesignal A
verwendet wird, wobei das letztere zum Löschen dient,

c) daß der Musikwerk-Steuerteil als Zwischenregister für die Nachladephase A jedes Tonkanals drei als

— Nachladeadreßregister A,

— Nachlademerkregister A, und

— Signalfolgenenderegister A

bezeichnete Register enthält, deren Eingänge, 6ö in dieser Reihenfolge, mit den Ausgängen

— des Nachladeadreßfeldes,

— des Nachlademerkfeldes, und

— des Signalfolgenendefeldes

des Tonkanalspeichers verbunden sind,

d) daß der Musikwcrk-Stcucrtcil eine Schaltung enthält, die in Durchführung der Nachladephase A bewirkt, daß, falls während eines Tonka-

nalschrittes das Tonkanal-Nachladefreigabesignal A aktiv ist in der Phase des Tonkanal-Schreibens

— der Inhalt des Nachladeadreßfeldes des adressierten Tonkanals in das Nachladeadreßregister A,

— der Inhalt des Nachlademerkfeldes des adressierten TonkanaJs in das Nachlademerkregister A, und

— der Inhalt des Signalfolgenendefeldes des adressierten Tonkanals in das Signalfolgenenderegister A

übertragen wird,

e) daß der Musikwerk-Steuerteil als Zwischenregister für die Nachladephase B jedes Tonkanals drei als

— Nachladeadreßregister B,

— N achlademerkregister B, und

— Signalfolgenenderegister B
bezeichnete Register enthält, deren Eingänge, in dieser Reihenfolge, mi: den Ausgängen

— eines Nachladeadreßregister-Zweiwegeschalters,

— des Nachlademerkregisters A, und

— des Signalfolgenenderegisters A
verbunden sind,

f) daß von den Eingängen des Nachladeadreßregister-Zweiw egeschalters

— die erste Gruppe von Eingängen mit den Ausgängen des Nachladeadreßregisters A,

— die zweite Gruppe von Eingängen, zur Durchschaltung einer Tonsignalfolgen-Sprungadresse, mit den Wortausgängen des Arbeitsspeichers bzw., falls die Wortbreite des Arbeitsspeichers größer als seine Adreßbreite ist, mit einem Teil der Wortausgänge

verbunden sind,

g) daß der Musikwerk-Steuerteil eine Schaltung enthält, die bewirkt, daß. zur Einleitung der Nachladephase 8. zu Beginn jedes Nachladeschrittes

— der Inhalt des Nachladeadreßregisters A über den Nachladeadreßregister-Zweiwegeschalter in das Nachladeadreßregister B,

— der Inhalt des Nachlademerkregisters A in das Nachlademerkregister B,

— der Inhalt de- Signalfolgenenderegisters A in das Signalfolgenenderegister B

übertragen wird,

h) daß der Musikwerk-Steuerteil ein als Nachladewortregister C bezeichnetes. Platz für ein Arbeitsspeicherwort bietendes, ais Zwischenregister für die Nachladephaie C dienendes Register enthält, dessen Eingänge mit den Wortausgängen des Arbeitsspeichers verbunden sind.

i) daß der Musikwerk-Steuerteil ein als Nachladeadreßregister C bezeichnetes. Platz für eine Arbeitsspeicheradressc bietendes, als weiteres Zwischenregister für die Nachladephase C dienendes Register enthält, dessen Eingänge mit den Ausgängen eines 1-Addierers verbunden sind, dessen Eingänge mit den Ausgängen des Nachladeadreßregisters B verbunden sind,

j) daß der Musikwerk-Steuerteil eine Schaltung enthält, die. falls das Niiclilademcrkregi.stcr B den Wert 1 und somit den Hinweis auf die Notwendigkeit des Ablaufs der Nachladephase B

enthält, in Zusammenarbeit mit der Arbeitsspeichersteuerung des Kleinrechners während eines Nachladeschrittes bewirkt, daß

— zuerst, falls auch das Signalfolgenenderegister B den Wert 1 und somit den Hinweis auf die Notwendigkeit eines Tonsignalfolgen-Sprungs enthält, mit dem im Nachladeadreßregister B stehenden Wert als Arbeitsspeicheradresse ein Arbeitsspeicher-Lesezyklus abläuft und das aus dem Arbeitsspeicher gelesene Wort über die zweite Gruppe von Eingängen des Nachladeadreßregister-Zweiwegeschalters in das Nachladeadreßregister B übertragen wird,

— dann mit dem im Nachladeadreßregister B stehenden, gegebenenfalls neuen Wert als Arbeitsspeicheradresse ein weiterer bzw. ein Arbeitsspeicher-Lesezykius abläuft, und zwar zeitlich so, daß das aus dem Arbeitsspeicher gelesene Wort an der. Arbeitsspeicher-Wortausgängen am Ende des Nachladeschrittes zur Verfügung steht und genau am Ende des Nachladeschrittes

— das aus dem Arbeitsspeicher gelesene Wort in das Nachladewortregister C,

— die um 1 erhöhte Arbeitsspeicheradresse in das Nachladeadreßregister C

übertragen werden,

k) daß der Musikwerk-Steuerteil ein als Nachlademerkregister C bezeichnetes, als weiteres Zwischenregister für die Nachladephase C jedes Tonsignals dienendes 1-bit-Register enthält, dessen Eingang mit dem Eingang des Nachlademerkregisters B verbunden ist.

1) daß der Musikwerk-Steuerteil eine Schaltung enthält, die bewirkt, daß zur Einleitung der Nachladephase C am Ende jedes Nachladeschrittes der Inhalt des Nachladeiierkregisters B in das Nachlademerkregister C übertragen wird,

m) daß der Musikwerk-Steuerteil eine Schaltung enthält, die den aktiven Wert eines als Tonkanal-Nachladefreigabesignal C bezeichneten Signals dann erzeugt,

— wenn das Signal »Tonkanal ist in Betrieb« den aktiven Wert hat. und

— wenn der Nachladeschrittzähler einen um 2 höheren Zählstand, modulo gerechnet, als der Tonkanal-Schrittzähler hat, und

— wenn das Nachlademerkregister C eine 1 (= aktiver Wert) enthält.

n) daß von den Ausgängen des Nachladewortregisters C entsprechend der in Anspruch 6c definierten Zusammensetzung jedes Wortes einer Tonsignalfolge

— ein Teil mit den Eingängen des Amplitudennachladefeldes.

— ein weiterer Teil mit den Eingängen des Wirkungsdauernachladefeldes,

— ein dritter Teil (1 bit) mit dem Eingang des Signalfolgenende-Nachladefeldes

des Tonkanalspeichers verbunden sind, p) daß der Musikwerk-Steuerteil einen Nachladeadreßfeld-Zweiwegeschalter enthält,

— dessen erste Gruppe von Eingängen vom Kleinrechner gespeist wird,

— dessen zweite Gruppe von Eingängen mit

den Ausgängen des Nachladeadreßregisters C verbunden ist,

— der durch eine Schaltung des Musikwerk-Steuerteils so gesteuert wird,

— daß dann, wenn das Tonkanal-Nachladefreigabesignal C den aktiven Signalwert hat, der Weg für die zweite Gruppe von Eingangssignalen, vom Nachladeadreßregister C her, durchgeschaltet ist,

— daß andernfalls der Weg für die erste Gruppe von Eingangssignalen, vom Kleinrechner her, durchgeschaltet ist,

— und dessen Ausgänge mit den Eingängen des Nachladeadreßfeldes des Tonkanalspeichers verbunden sind,

und

q) daß der Musikwerk-Steuerteil eine Schaltung enthält, die in Durchführung der Nachladephase C bewirkt, daß, falls während eines Tonkanalschrittes das Tonkanal-Nachladefreigabesignal C den aktiven Signalwert hat, in der Phase des Tonkanal-Schreibens

— der Inhalt des Nachladewortregisters C, entsprechend der Zuordnung laut n) aufgeteilt, in

— dasAmplitudennachladefeld,

— das Wirkungsdauernachladefeld, und

— das Signalfolgenende-Nachladefeld des adressierten Tonkanals,

— der Inhalt des Nachladeadreßregisters C in das Nachladeadreßfeld des adressierten Tonkanals

eingeschrieben werden.

15. Verfahren nach Anspruch 14. dadurch gekennzeichnet,

a) daß das Musikwerkversorgungs-Aufforderungsregister pro Bitstelle einzeln setzbar, aber gemeinsam rücksetzbar ist,

b) daß der Musikwerk-Steuerteil eine Schaltung enthält, die den aktiven Wert eines als Musikwerkversorgungs-Aufforderungssignal bezeichneten Signals in der Phase des Tonkanal-Schreibens des ietzten Tonkanalschrittes eines Tonkanalzyklus dann erzeugt, wenn

— der Inhalt des Nachladenrrkregisters A und

— der Inhalt des Signalfolgenendregisters A beide 1 sind, d. h. den aktiven Wert haben,

c) daß der Musikwerk-Steuerteil eine Demultiplexerschaltung mit Freigabeeingang enthält,

— deren Ausgänge mit den Setzeingängen des M usikwerkversorgungs-Auf forderungsregisters verbunden sind,

— deren Adreßeingänge mit den Ausgängen des Nachladeschrittzählers verbunden sind, und

— an deren Freigabeeingang das Musikwerkversorgungs-Aufforderungssignal liegt,

so daß die demjenigen Tonkanal zugeordnete Bitstelle des Musikv/erkversorgungs Aufforderungsregisters, für dessen Nachladephase A der aktuelle Nachladeschritt reserviert ist, ohne Änderung der anderen Bitstellen am Ende der Nachladephase A dann gesetzt wird, wenn das Ende der Tonsignalfolge dieses Tonkanals er-

reicht ist

daß der Musikwerk-Steuerteil eine Schaltung enthält, die den aktiven Wert eines mit Signalfolgenende bezeichneten Signals dann erzeugt.

wenn

das Signal »Momentanwertzeit abgelaufen« den aktiven Signalwert hat und
der Ausgang des Signalfolgenendefeldes des Tonkanalspeichers den aktiven Signalwert führt.

10

und

daß der Musikwerk-Steuerteil eine Schaltung enthält, die bewirkt, daß in einem Tonkanalschritt in der Phase des Tonkanal-Schreibens der am Ausgang des Lautstärkenachladefeldes des Tonkanalspeichers liegende Zahlenwert dann in das Lautstärkefeld des adressierten Tonkanals geschrieben wird, wenn das Signal »Signalfolgenende« denaktiven Wert hat.

20

16. Verfahren nach Anspruch i5, dadurch gekennzeichnet,

a) daß die Arbeitsspeichersteuerung des Kleinrechners in Zusammenarbeit mit dem Grundzähler alle erforderlichen Auffrisch-, Schreibund Leseoperationen des Arbeitsspeichers in einem festen, durch den Grundzähler bestimmten Raster durchführt, dessen Einheit

— größer gleich der erforderlichen Zeitspanne fur einen Schreibzyklus des Arbeitsspeichers und

— eine Zweierpo'enz der Zykluszeit des Grundzähler-Zähitakte

ist.

b) daß der Beginn jedes Tonkanalzyklus und damit auch der Beginn jedes Tonkanal-Nachladeschrittes mit einem solchen Zeitrasterpunkt zusammenfällt,

c) daß die Länge eines Tonkanal-Nachladeschrittes so gewählt ist und die Schreibzykluszeit des Arbeitsspeichers so beschaffen ist, daß während der Zeitspanne eines Tonkanal-Nachladeschrittes mindestens 4 Arbeitsspeicherzyklen ablaufen können,

d) daß, gleichartig für alle Tonkanal-Nachladeschritte, aus der Menge der in einem Tonkanal-Nachladeschritt möglichen Arbeitsspeicherzyklen

— zwei mögliche Arbeitsspeicherzyklen für die Nachladephase B des jeweiligen Tonkanals

— ein möglicher Arbeitsspeicherzyklus für eine Auffrischoperation, falls der Arbeitsspeicher diese benötigt,

mit der Maßgabe reserviert sind, daß diese möglichen Arbeitsspeicherzyklen zur anderweitigen Benutzung freigegeben werden, wenn sie für die oben angegebenen Zwecke im jeweils aktuellen Zeitintervall nicht benötigt werden, ao wobei die willkürliche Festlegung erfolgt, daß für den Nachladevorgang vom Arbeitsspeicher zum Musiksignalerzeugungswerk der vorletzte und der letzte der möglichen Arbeitsspeicherzyklen innerhalb jedes Tonkanal-Nachlade-Schrittes reserviert sind,

e) daß zur Informationsübertragung vom Musiksignalerzeugungswerk zum Arbeitsspeicher des

Kleinrechners

— eine vom Nachladeadreßregister B ausgehende Verbindungsgruppe zur Übertragung einer Arbeitsspeicheradresse, und

— eine durch die Schaltung gespeiste Verbindung zur Anforderung von Arbeitsspeicher-Lesezyklen

vorhanden sind,

f) daß zur Informationsübertragung vom Arbeitsspeicher des Kleinrechners zum Musiksignalerzeugungswerk eine Verbindungsgruppe zur Übertragung eines gelesenen Wortes vorhanden ist

17. Verfahren nach den Ansprüchen 5 und 16, dadurch gekennzeichnet

a) daß eine vom Musiktastenwert-Übergdberegister gespeiste Verbindungsgruppe zum Kleinrechner führt,

b) daß eine Steuerieitung itiii der Bedeutung »Musiktastenwert ist abgeholt worden« vom Kleinrechner zum Musiktastenwerk führt

c) daß ein bestimmter Befehl des Kleinrechners während seiner Ausführung bewirkt, daß, und zwar nicht gleichzeitig mit dem Füllen des Musiktastenwert-Übergaberegisters aus dem Musiktasten-Wertespeicher,

— der Inhalt des Musiktastenwert-Übergaberegistws in den Kleinrechner übertragen wird, und

— danach mit Hilfe der Steuerleitung laut b) das Feld c des Musiktastenwert-Übergaberegisters den Signalwert mit der Bedeutung »Der Inhalt der Felder a. b und d ist bereits weitergegeben worden« erhält,

d) daß der Kleinrechner ein als Tonkanalnummernregister bezeichnetes, Platz für die Nummer eines Tonkanals bietentt, durch einen be stimmten Befehl ladbares Register enthält

e) daß eine von diesem Tonkanalnummernregister gespeiste Verbindungsgruppe vom Kleinrechner zum Musiksignalerzeugungswerk führt,

f) daß eine weitere Verbindungsgruppe vom Kleinrechner

— gemäß Anspruch 14p zu der ersten Gruppe von Eingängen des Nachladeadreßfeld-Zweiwpgeschalters.

— und außerdem zu den Eingängen des Tonkanal- Lautstärkenr hladefeldes

führt,

g) daß eine Steuerleitung mit der Bedeutung »Tonsignalfolgen-Startadresse übernehmen« vom Kleinrechner zum Musiksignalerzeugungswerk führt,

h) daß eine Steuerleitung mit der Bedeutung »Lautstärkewer', übernehmen« vom Kleinrechner zum Musiksignalerztugungswerk führt,

i) daß eine Steuerleitung mit der Bedeutung »Wort übernommen« vom Musiksignaler/eugungswerk zum Kleinrechner führt,

j) daß der Kleinrechner und der Musikwerk-Steuerteil Schaltungen enthalten, die zusammen gewährleisten, daß ein bestimmter Befehl des Kleinrechners mit der Bedeutung »Tonsignalfolgen-Startadesse laden« bei seiner Ausführung bewirkt,

— daß der Inhalt eines im Befehl angegebe-

nen Registers oder einer Arbeitsspeicherzelle auf die in f) angegebene Verbindungsgruppe durchgeschaltet wird,

— daß danach die Steuerleitung »Tonsignalfolgen-Startadresse übernehmen« den aktiven Signalwert erhält,

— daß danach, soba!d

— der Tonkanalschrittzähler den gleichen Wert wie das Tonkanalnummernregister des Kleinrechners hat,

— und gleichzeitig das Tonkanal-N achladefreigabesignal C den nicht-aktiven Wert hat,

in dem dadurch ausgewählten Tonkanalschritt in der Phase des Tonkanal-Schreibens die auf der in 0 beschriebenen Verbindungsgruppe vorhandenen Signalwerte über den Nachladeadreßfeld-Zweiwegeschalter in das Nachladeadreßfeld der adressierten Zelle des Tonkanalspeichers eingeschrieben werden, und

— daß danach bis zu einem auf den Befehlszyklus bezogenen Zeitpunkt das Signal »Wort übernommen« laut i) den aktiven Signalwert erhält, und daß währenddessen die Steuerleitung »Tonsignalfolgen-Startadresse übernehmen« wieder inaktiv geschaltet wird,

k) daß der Kleinrechner und der Musikwerk-Steuerteil Schaltungen enthalten, die zusammen gewährleisten, daß ein bestimmter Befehl des Kleinrechners mit der Bedeutung »Lautstärkefeld laden« bei seiner Ausführung bewirkt,

— daß der Inhalt eines im Befehl angegebenen Registers oder einer Arbeitsspeicherzelle auf die in f) beschriebene Verbindungsgruppe durchgeschaltet wird,

— daß danach die Steuerleitung »Lautstärke-.vert übernehmen« den aktiven Signalwert erhält,

— daß danach, sobald der Tonkanalschrittzähler den gleichen Wert wie das Tonkanalnummernregister des Kleinrechners hat, in dem dadurch ausgewählte Tonkanalschritt in der Phase de Tonkanal-Schreibens die auf der in f) beschriebenen Verbindungsgruppe vorhandenen Signalwerte in das Lautstärke-Nachladefeld der adressierten Zelle J;s Tonkanalspeichers eingeschrieben werden, und

— daß danach bis zu einem auf den Befehlszyklus des Kleinrechners bezogenen Zeitpunkt das Signal »Wort übernommen« laut i) den aktiven Signalwert erhält, und daß währenddessen die Steuerleitung »Lautstärkewert übernehmen« wieder inaktiv geschaltet wird.

1) daß eine Verbindungsgruppe vom Musikwerkversorgungs-Aufforderungsregister zum Kleinrechner führt,

m) daß eine Steuerleitung mit der Bedeutung »Musikwerkversorgungs-Aufforderungsregister
rücksetzen« vom Kleinrechner an den Rücksetzeingang des Musikwerkversorgungs-Aufforderungsregisters führt,

n) daß ein bestimmter Befehl des Kleinrechners bei seiner Ausführung bewirkt, und zwar nicht gleichzeitig mit dem Setzen einer Bitstelle des

P)