DE3348330C2 - Elektronisches Musikinstrument - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Musikin­ strument.

Bei derartigen Musikinstrumenten ist in einem di­ gitalen Wellenformspeicher ein bestimmter Kurven­ verlauf gespeichert, und durch Anlegen eines sich kontinuierlich ändernden Adreßsignals werden die Digitalwerte nacheinander ausgelesen und über einen Digital/Analog-Umsetzer in ein Analog-Wellensignal umgesetzt. Die Wellenform wird wiederholt auf einen Lautsprecher oder Kopfhörer gegeben, um Töne zu erzeugen. Um beispielsweise die Klangfarbe der Töne zu ändern, können nun verschiedene Maßnahmen ge­ troffen werden. Außerdem besteht die Möglichkeit, die sich wiederholenden Wellenformen einem Hüllkur­ vensignal zu überlagern, um einen langsamen Anstieg der Lautstärke des Tons, ein Anhalten des Tons und beispielsweise ein Abklingen des Tons hervorzuru­ fen.

Man kann mit Hilfe von Digitalfiltern den Frequenz­ gang der Signale beeinflussen. Dies ist jedoch aufwendig. Grundsätzlich kann man auch daran den­ ken, in dem Wellenformspeicher eine große Anzahl verschiedener Wellenformen zu speichern. Dies er­ fordert jedoch eine immense Speicherkapazität.

Aus der US-A-4 183 275 ist es bekannt, bei einem elektronischen Musikinstrument eine Adressen-Modi­ fizierung vorzunehmen. Zum Auslesen einer Periode einer Sinuswellenform zum Beispiel wird zunächst der Wellenformspeicher mit einer relativ hohen Frequenz adressiert und später mit einer relativ niedrigen Frequenz. Dadurch wird beim Auslesen der Wellenform mit einer niedrigen Adressenfrequenz die Wellenform in die Länge gezogen. Dadurch lassen sich bestimmte Klangeffekte erzielen, allerdings sind die Variationsmöglichkeiten zum Modifizieren der Adresse des Wellenformspeichers eng begrenzt.

Aus der US-A-4 249 447 ist ein Tonerzeugungsverfah­ ren für elektronische Musikinstrumente bekannt, bei dem ein Sinuswellenspeicher kontinuierlich adressiert wird. Zum Variieren der erzeugten Wellenform wird das Adreßsignal dadurch erzeugt, daß das Ausgangssignal des Wellenformspeichers mit einem gewissen Parameter multipliziert wird und das Multiplikationsergebnis auf das übliche, linear ansteigende Adreßsignal addiert wird. Man kann durch diese Maßnahme eine Reihe verschiedenartig verzerrter Sinuswellen erzeugen.

Aus der EP-A1 00 15 424 ist ein Tongenerator be­ kannt, bei dem ein Sinuswellenspeicher von einem modifizierbarem Adreßsignal modifiziert wird. Um von einer Grundschwingung höhere Harmonische zu erzeugen, werden die Signale eines Adressengenera­ tors mit einem Modulationssignal multipliziert, bevor sie dem Wellenformspeicher zugeführt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Musikinstrument anzugeben, welches eine sehr feine Modifizierung des Wellenform-Spek­ trums gestattet.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Modifiziereinrichtung bei dem erfindungsgemäßen elektronischen Musikinstrument setzt das gleichför­ mige Adreßsignal in ein modifiziertes Adreßsignal um, und mit diesem modifizierten Adreßsignal wird der Wellenformspeicher adressiert. Darüber hinaus erzeugt der Hüllkurvengenerator aus dem gleichför­ migen Adreßsignal ein Hüllkurvensignal, welches von dem Multiplizierer mit den aus dem Wellenformspei­ cher ausgelesenen Amplitudenwerten multipliziert wird. Dadurch werden die Amplitudenwerte innerhalb einer Periodendauer in ganz spezieller Weise geän­ dert. Bei dem Hüllkurvengenerator handelt es sich also nicht um den bei elektronischen Musikinstru­ menten meist ohnehin vorhandenen Hüllkurvengenera­ tor zum Erzeugen der Anschwell- und Abschwell-Hüll­ kurve für das Tonsignal, sondern es handelt sich um ein Element zum Modifizieren eines Amplitudenwertes während einer Periodendauer des erzeugten Tons.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zei­ gen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer speziellen Ausge­ staltung des Wellenform-Synthetisierers nach Fig. 1,

Fig. 3, 8 und 10 jeweils eine Schaltungsskizze, die die in Fig. 2 gezeigte Anordnung im De­ tail wiedergibt, und

Fig. 12 (A1)-12 (F1), 13 (A1)-13 (F1) und 14 (A1)-14 (F1) Wellenform, die von den Ausführungsformen nach den Fig. 3, 8 und 10 erzeugt werden, während Fig. 12 (A2) bis 12 (F2), Fig. 13 (A2) bis 13 (F2) und Fig. 14 (A2) bis 14 (F2) die entsprechen­ den Spektren zeigen.

Fig. 1 zeigt als spezielle Ausführungsform der Erfin­ dung in Blockdiagrammform ein elektronisches Musik­ instrument.

Der erste Ausgang einer Tastatur 1 ist an einen Frequenzinformationsgenerator 2 angeschlossen, der zweite Ausgang der Tastatur ist an einen Steuer­ signalgenerator für höhere Harmonische, 4, und an einen Hüllkurven-Steuersignalgenerator 5 angeschlossen. Der Ausgang des Frequenzinformationsgenerators 2 ist an den ersten Eingang einer Phasenwinkel-Rechen­ schaltung 3 angeschlossen, dessen zweitem Eingang der Ausgang der Phasenwinkel-Rechenschaltung zugeführt ist. Der Ausgang ist außerdem an einen Eingang A eines Wellenform-Synthetisierers 8 angeschlossen. Der Aus­ gangsanschluß des Steuersignalgenerators für höhere Harmonische, 4, 4 ist an den ersten Eingang eines Addierers 6 angeschlossen, dessen zweiter Eingang von einer hier nicht dargestellten weiteren Schaltung ein Steuersignal empfängt. Der Ausgang des Addierers 6 liegt am Eingang B des Wellenform-Synthetisierers 8. Der Ausgang C des Wellenform-Synthetisierers 8 ist an den ersten Eingang eines Hüllkurvenmultiplizierers 7 angeschlossen. Der zweite Eingang des Hüllkurven­ multiplizierers ist an den Ausgang des Hüllkurven­ steuersignalgenerators 5 angeschlossen. Der Ausgang des Hüllkurvenmultiplizierers 7 ist mit einem nicht dargestellten Digital/Analog-Umsetzer (DAU) verbunden.

Die Tastatur 1 erzeugt die Positionsinformation einer angeschlagenen Taste und das Zeitsteuersignal der Taste. Die Positionsinformation der Taste wird auf den Fre­ quenzinformationsgenerator 2 gegeben, und das Zeit­ steuersignal der Taste gelangt an den Steuersignal­ generator für höhere Harmonische, 4, und an den Hüll­ kurven-Steuersignalgenerator 5. Bei dem Frequenzinfor­ mationsgenerator 2 handelt es sich um eine Schaltung, die entsprechend der angeschlagenen Taste auf der Grundlage der erwähnten Positionsinformation der Taste Frequenzinformation, nämlich Phasenwinkelinformation erzeugt. Beispielsweise liefert die Schaltung 2 die Phasenwinkelinformation sukzessive nach Maßgabe von Taktimpulsen. Die Phasenwinkel-Rechenschaltung 3 addiert die an ihrem ersten und ihrem zweiten Ein­ gang anstehende Information und gibt das Ergebnis aus. Da das Ausgangssignal der Phasenwinkel-Rechenschaltung 3 an deren zweiten Eingang zurückgeführt wird, werden nach Maßgabe der Taktimpulse die von der Schaltung 2 erzeugten Phasenwinkel-Informationen sukzessiv auf die Inhalte der Phasenwinkel-Rechenschaltung addiert. D.h.: Die von dem Frequenzinformationsgenerator 2 erzeugten Phasenwinkel-Informationen werden von der Phasenwinkel-Rechenschaltung angesammelt (kumuliert). Die Kumulierung wird innerhalb eines Einzelzyklus durchgeführt, und wenn ein Phasenwinkel den erwähnten einen Zyklus erreicht hat, wird die Phase eines Zyklus subtrahiert.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 wird der Phasen­ winkel eines Zyklus (entsprechend 2 π) z. B. auf 2¹² eingestellt. Wenn dieser Wert überschritten wird, sollte ein Übertrag erzeugt werden. Da jedoch kein Übertrag verwendet wird, führt die Arbeitsweise dieser Ausführungsform zu einer Subtraktion des einem Zyklus entsprechenden Phasenwinkels. Das Ausgangssignal der Phasenwinkel-Rechenschaltung 3 wird auf den Eingang A des Wellenform-Synthetisierers 8 gegeben. Der Steuer­ signalgenerator für höhere Harmonische, 4, empfängt das Zeitsteuersignal und wandelt es z. B. in ein Klang­ farben-Steuersignal um, um eine Komponente der höheren Harmonischen mit der Zeit zu ändern. Das sich ergebende Klangfarben-Steuersignal wird in dem Addierer 6 auf das externe Steuersignal addiert, z. B. auf ein Steuersignal zum Ändern der Klangfarbe mittels eines außerhalb angeordneten Betätigungsglieds.

Der Addierer 6 kann fortgelassen werden, wenn kein Steuersignal von außen zugeführt wird. Das Ausgangs­ signal des Addierers 6 gelangt an den Eingang B des Wellenform-Synthetisierers 8. Bei diesem handelt es sich um eine Schaltung zum Zugreifen auf eine Wellen­ form, nachdem der Phasenwinkel oder das Adreßsignal, das sich beim Empfang am Eingang A mit gleichmäßiger Geschwindigkeit ändert, in ein modifiziertes Adreß­ signal umgewandelt wurde, dessen einer Zyklus gleich dem einen Zyklus des empfangenen Adreßsignals ist, in dem jedoch die erste Hälfte dieses einen Zyklus z. B. eine höhere und die zweite Hälfte eine niedrigere Ge­ schwindigkeit hat. Das Adreßsignal kann auch zu einem solchen Adreßsignal modifiziert werden, welches mehr als einen Zyklus adressiert, während das empfangene Adreßsignal einem Zyklus zugeordnet ist. Das Ausmaß der Modifizierung ändert sich abhängig von dem am Eingang B empfangenen Steuersignal.

Das von der Tastatur 1 kommende Zeitsteuersignal ge­ langt weiterhin an den Hüllkurven-Steuersignalgenera­ tor 5, der Steuerdaten zum Ändern der Amplitude des zu erzeugenden Musiktons nach Maßgabe der angeschla­ genen Taste erzeugt. Das Ausgangssignal oder Hüll­ kurvensignal der Schaltung 5 wird in den Hüllkurven­ multiplizierer eingegeben. Andererseits werden in dem Multiplizierer 7 Wellenformdaten vom Ausgang C des Wellenform-Synthetisierers 8 eingegeben. Der Hüllen­ kurvenmultiplizierer 7 multipliziert Wellenformdaten mit dem Hüllkurvensignal und gibt das Ergebnis ab. Das Ausgangssignal des Hüllkurvenmultiplizierers 7 wird auf einen nicht dargestellten DAU gegeben, der es in ein Analogsignal umwandelt.

Fig. 2 zeigt eine Ausgestaltung des Wellenform-Synthetisierers 8 der in Fig. 1 ge­ zeigten Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausge­ staltung ändert nicht nur die Zeitachse einer Welle, sondern auch zeitlich den Amplitudenwert während einer Periodendauer.

Wie Fig. 2 zeigt, besteht der Wellenform-Syntheti­ sierer 8 aus Multiplizierern 90 und 12, einem Wellenformspeicher 10 und einem Hüllkurvengenerator 11. Der am Eingang A empfangene Phasenwinkel gelangt an den Multiplizierer 90. Am Eingang B wird das Klangfarben-Steuersignal oder Steuersignal für höhere Harmonische empfangen. Die empfangenen Signale werden in dem Multiplizierer 90 multipliziert, und das Produkt- Ausgangssignal dieses Multiplizierers wird für den Zugriff auf die Adressen des Wellenformspeichers 10 verwendet. Der Wellenformspeicher 10 liefert als Ausgangssignal einen Wellenform-Wert, der durch das Ausgangssignal des Multiplizierers 90 gekennzeichnet ist. Das Ausgangssignal des Wellenformspeichers wird auf den Multiplizierer 12 gegeben. Derweil gelangt auch das am Eingang A empfangene Phasenwinkelsignal an den Hüllkurvengenerator 11, der entsprechend dem eingegebenen Phasenwinkel ein Hüllkurvensignal er­ zeugt. Das Hüllkurvensignal ist ein Signal, welches einen Amplitudenwert des Wellenformspeichers innerhalb einer Periodendauer ändert. Das Hüllkurvensignal wird auf den Multiplizierer 12 gegeben. Das Ausgangssignal des Wellenformspeichers 10 wird ebenfalls auf den Multiplizierer 12 gegeben und dort mit Hüllkurvensignal multipliziert. Das sich ergebende Produkt wird an den Ausgangsanschluß C geliefert.

Der Hüllkurvenmultiplizierer 7 in Fig. 1 ist eine Schaltung, mit der die Hüllkurve in einem mehrere Perioden der Wellenform umfassenden Bereich geändert wird, während es sich bei dem Multiplizierer 12 in Fig. 2 um eine Schaltung handelt, die den Amplitudenwert innerhalb einer Periodendauer ändert.

Die Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, daß, wie in Fig. 2 gezeigt ist, der Phasen­ winkel von dem Multiplizierer 90 modifiziert wird, während gleichzeitig die von dem Wellenformspeicher 10 abgegebenen Wellenformamplituden innerhalb eines Zyklus durch den Multiplizierer 12 geändert werden.

Fig. 3 ist eine Schaltungsskizze, die die Ausführungs­ form des Wellenform-Synthetisierers gemäß Fig. 2 im einzelnen zeigt. An die Eingänge A0 bis A11 eines Multiplizierers MPY1 sind die Eingangsanschlüsse N0 bis N11 eines Eingangs N angeschlossen. Außerdem ist ein Eingang M an die Eingänge B0 bis B11 des Multi­ plizierers MPY1 angeschlossen. Die Ausgänge Q0 bis Q7 des Multiplizierers MPY1 sind an die Adreßeingänge A0 bis A7 eines als Festspeicher ROM ausgebildeten Wellenformspeichers angeschlossen. Dessen Ausgänge 00 bis 07 sind mit den Eingängen B0 bis B7 eines Multiplizierers MPY2 verbunden. Die Anschlüsse N4 bis N11 sind über Negatoren I4 bis I11 an den Muitiplizierer MPY2 angeschlossen. Die Ausgänge Q0 bis Q7 des Multi­ plizierers MPY2 sind an den Ausgangsanschluß C ge­ führt. Der Eingang N entspricht dem Eingang A in Fig. 2, der Eingang M entspricht dem Eingang B. Der Eingang M empfängt das Ausgangssignal der Phasen­ winkel-Rechenschaltung 3 in Fig. 1, z. B. 12 Bits umfassende Phasenwinkeldaten N0 bis N11, während der Eingang M das Ausgangssignal des Addierers 6 in Fig. 1 empfängt, z. B. 12 Bits umfassende Daten M0 bis M11.

Der am Eingang N empfangene Wert, d. h. der Phasen­ winkel-Adreßwert NX, wird mit der am Eingang M empfangenen Modulationsgradinformation MX von dem Multiplizierer MPY1 multipliziert, der die Funktion hat, die Bits zu multiplizieren und die Operation (Eingangsdaten von A0-A11) × (Eingangsdaten von B0-B11) : 2 durchführt. D.h.: Es wird NX × MX : 2 ausgeführt, und die niedrigstwertigen 8 Bits Q0 bis Q7 des Rechenergebnisses werden an die Adreß­ eingänge A0 bis A7 des Wellenformspeichers ROM gegeben. Der Wellenformspeicher ROM speichert eine Periodendauer einer Kosinuswelle, deren Amplituden­ werte aus 8 Bits bestehen. Der Adreßwert NX wird variierend geändert, und zwar abhängig von der am Eingang M empfangenen Modulationsgradinformation MX. Dieses Ändern erfolgt in dem Multiplizierer MPY1. Dann wird der Adreßwert dazu benutzt, auf die Adressen des Wellenformspeichers ROM zuzugreifen. Von den Ausgängen des Wellenformspeichers ROM werden also Amplitudendaten 00 bis 07 geliefert, deren Wert sich mit der Zeit abhängig von der Modulationsgrad­ information MX ändert. Weiterhin werden die Ausgangs­ signale in den Multiplizierer MPY2 eingegeben und dort mit den invertierten Werten der Bits N4 bis N11 der am Eingang N empfangenen Daten multipliziert. Der Multiplizierer MPY2 führt eine 8-Bit-Multi­ plikation durch, nämlich (Eingangsdaten von A0-A7) × (Eingangsdaten von B0-B7) : 2. Durch die Arbeitsweise des Multiplizierers MPY2 ändert sich der Amplituden­ wert abhängig von dem jeweils anstehenden Phasen­ winkel-Adreßwert NX. Die Ausgänge Q0 bis Q7 des Multiplizierers MPY2 werden an den Ausgangsanschluß C gegeben. Der in Fig. 2 dargestellte Hüllkurven­ generator 11 entspricht den in Fig. 3 dargestellten Negatoren I¹ bis I¹¹.

Fig. 4 bis 7 sind Wellenformdiagramme, die die Aus­ gangswellenformen der jeweiligen Schaltungsteile abhängig von der Modulationsgradinformation MX zeigen. In jedem dieser Diagramme bedeutet (A) den Phasen­ winkel-Adreßwert NX, (B) das Ausgangssignal Q des Multiplizierers MPY1, (C) das Ausgangssignal des Speichers ROM, (d) die Eingangsdaten an den Eingängen A0 bis A7 des Multiplizierers MPY2, und (E) das Ausgangssignal des Multiplizierers MPY2, d. h. die am Ausgangsanschluß C abgegebenen Wellenformsignale. Weiterhin beträgt in Fig. 4 bis 7 die Modulations­ gradinformation MX jeweils "FF" (255), "17F" (383), "3FF" (1023) bzw. "FFF" (4095). Die Anführungszeichen bedeuten hier Hexadezimal-Schreibweise, die Klammern bedeuten Dezimal-Schreibweise.

In Fig. 4 stimmen die Periodendauer der Wellenform (a) und die der Wellenform (b) sowie die Phasenände­ rung überein. Mit anderen Worten: Die Zeitachse ist nicht von der Änderung betroffen. Demzufolge wird die von dem Wellenspeicher ROM, in dem die Kosinuswelle gespeichert ist, innerhalb eines Zyklus die Kosinus­ welle (c). Der Multiplizierer MPY2 empfängt die Wellenformen (c) und (d). Die Wellenform (d) ist ein Wert, den man erhält, indem man die geringwertigen Bits (N0 bis N3) aus dem Phasenwinkel-Adreßwert NX entfernt und die restlichen Bits mittels der Negatoren I4-I11 invertiert. In der Wellenform (d) ist die Zeitachse der Modulationsgradinformation MX gegen­ läufig. Da der Multiplizierer MPY2 die Wellenformen (c) und (d) multipliziert, erhält man die Wellenform (e). Fig. 4 entspricht dem Fall, daß lediglich der Amplitudenwert nach Maßgabe der Phase, d. h. der Zeit, geändert wird.

Fig. 5 bis 7 entsprechen dem Fall, daß die Modula­ tionsgradinformation MX größer als "FF" ist. Der Adreßwert zum Zugreifen auf die im Wellenformspeicher ROM gespeicherten Werte wird mehrere Male wiederholt, wie bei (b) gezeigt ist. Auf ein und dieselbe Adresse wird innerhalb einer Periodendauer gemäß Fig. 5 1,5mal, gemäß Fig. 6, 4mal und gemäß Fig. 7 16mal zugegriffen. Da weiterhin die Amplitude dieser Wellen­ form nach Maßgabe einer Periodendauer der Modulations­ gradinformation MX geändert wird, erhält man das Ausgangssignal (e). Das Ausgangssignal des Wellen­ formspeichers ROM gemäß Fig. 5 beginnt bei einem speziellen Amplitudenwert erneut bei dem Wert Null. Daher ist diese Wellenform diskontinuierlich. Da zu dieser Zeit jedoch der Amplitudenwert in dem Multi­ plizierer MPY2 Null wird, werden unnötige höhere Harmonische entfernt. Auf diese Weise werden in dem Frequenzspektrum jeder der von dem Multiplizierer MPY2 gelieferten Wellenformen die Frequenzen, die 1,5mal, 4mal oder 16mal höher sind, als die Fre­ quenz der Grundwelle hervorgehoben.

Fig. 8 ist eine Schaltungsskizze, gemäß der der Hüllkurvengenerator 11 nach Fig. 2 aus Exklusiv- ODER-Gliedern besteht. Die bereits in Fig. 3 gezeigten und oben erläuterten Teile werden hier nicht noch einmal erläutert. Die Eingangsbits N3 bis N10 des Eingangsanschlusses N werden auf die ersten Eingänge der von Exklusiv-ODER-Gliedern EOR7 bis EOR14 gege­ ben. Weiterhin wird das Bit N11 an die zweiten Ein­ gänge der Exklusiv-ODER-Glieder EOR7 bis EOR14 ge­ geben. Im obigen Fall nach Fig. 3 wird der angegebene Phasenwinkel-Adreßwert NX an die Eingänge A0 bis A7 des Multiplizierers MPY2 in der jeweiligen Ent­ sprechung gegeben, d. h. in einer proportionalen Beziehung, wohingegen im Fall nach Fig. 8 eine Periodendauer eine Dreieckform bildet, die an den Multiplizierer MPY2 gelegt wird.

Fig. 9 ist ein Wellenformdiagramm, das die Wellen­ züge der Schaltungsanordnungen der Ausführungsform nach Fig. 8 zeigt. Wie im Fall der Fig. 4 bis 7 bedeutet (a) den Phasenwinkel-Adreßwert NX, (b) das Ausgangssignal des Multiplizierers MPY1, (c) das Ausgangssignal des Wellenformspeichers ROM, (d) die Eingangsdatenwerte der Bits A0 bis A7 des Multi­ plizierers MPY2, und (e) das Ausgangssignal des Multiplizierers MPY2. Die Modulationsgradinformation MX ist hier "FFF" (4095). Also wird wie in Fig. 7 der Adreßwert für den Zugriff auf den Wellenform­ speicher ROM mehrere Male wiederholt, und innerhalb einer Periodendauer wird auf eine Adresse jeweils 16mal zugegriffen. D. h.: Das Wellenform-Ausgangs­ signal des Wellenformspeichers ROM wird auf eine 16mal höhere Frequenz heraufgesetzt. Außerdem wird die Amplitude einer solchen Wellenform von den Aus­ gangsdaten der Exklusiv-ODER-Glieder EOR7 bis EOR14, nämlich der Dreieckwellenform, multipliziert, so daß sich das Ausgangssignal gemäß (e) ergibt. Also wird wie in Fig. 7 diejenige Frequenz hervorgehoben, die 16mal größer ist als die Frequenz der Grundwelle, jedoch erhält man andere Oberwellen als in dem Bei­ spiel nach Fig. 7.

Fig. 10 ist eine Schaltungsskizze für eine Ausführungs­ form, bei der der Hüllkurvengenerator 11 in Fig. 2 durch einen Wellenformspeicher gebildet wird. Die be­ reits in Fig. 3 dargestellten Teile sollen nicht nochmals erläutert werden. Die Eingangsbits N4 bis N11 des Eingangs N werden an die Adreßeingänge des Hüllkurvenspeichers HROM gegeben, welcher Hüllkurven­ daten speichert. Die Ausgangssignale des Speichers HROM werden an die Eingänge A0 bis A7 des Multi­ plizierers MPY2 gelegt. Wenn z. B. die in dem Hüll­ kurvenspeicher HROM gespeicherte Hüllkurven-Wellen­ form eine Kosinuswelle ist, ändert sich der Amplituden­ wert der Wellenform kosinusförmig innerhalb einer Periodendauer. Wenn weiterhin die Modulationsgrad­ information MX viel größer als "FF" ist, beispiels­ weise "FFF" beträgt, erhält man den in Fig. 11 skizzierten Zyklus. In dieser Figur ist auf der Abszisse die Zeit t, auf der Ordinate die Amplitude aufgetragen. Da die in dem Hüllkurvenspeicher HROM gespeicherte Wellenform die gleiche ist wie die in den Wellenformspeicher gespeicherte Kosinuswelle, kann man auch den Wellenformspeicher ROM oder den Hüllkurvenspeicher HROM unter Verzicht auf den je­ weiligen anderen Speicher im Zeitmultiplexbetrieb betreiben.

Die in dem Hüllkurvenspeicher HROM gespeicherte Welle braucht nicht immer eine Kosinuswelle zu sein, wenn z. B. die invertierten Werte der Adreßeingangssignale oder die dreieckförmige Welle gespeichert sind, also Wellenformen wie bei den Beispielen nach Fig. 3 oder Fig. 8, so erhält man die in den Fig. 4 bis 7 bzw. 9 dargestellte Wellenform (e).

Die Wellenformen bzw. die Spektren gemäß der Schal­ tungen nach den Fig. 3, 8 bzw. 10 sind in den Fig. 12 (A1) bis 12 (F1), 12 (A2) bis 12 (F2) bzw. 13 (A1) bis 13 (F1), 13 (A2) bis 13 (F2) bzw. 14 (A1) bis 14 (F1), 14 (A2) bis 14 (F2) dargestellt. Wellenform (A1) und Spektrum (A2) entsprechen dem Fall, daß die Modula­ tionsgradinformation MX auf "FF" eingestellt ist, Wellenformen und Spektren (B1) und (B2) bis (F1) und (F2) entsprechen den Fällen, daß der Phasenwinkel- Adreßwert NX eingestellt ist auf das 1,5fache, das 2fache, das 4fache, das 8fache bzw. das 16fache von "FF". Wie aus den jeweiligen Spektren ersichtlich ist, erhält man für die Oberwelle der Ordnung 2 im Fall des 2fachen Adreßwerts einen Spitzenwert, während man für die 4-, 8- und 16fachen Adreßwert in den Oberwellen der 4., 8. bzw. 16. Ordnung Spitzen­ werte erhält. Bei diesen Ausführungsbeispielen ist es also möglich, einen sogenannten Resonanzeffekt zu erzielen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wird der Phasen­ winkel durch den Multiplizierer MPY1 geändert. Stattdessen kann jedoch auch ein Teiler oder eine Bit-Schiebeschaltung eingesetzt werden. Weiterhin muß der in Fig. 2 dargestellte Hüllkurvengenerator 11 nicht durch Negatoren I4 bis I11, durch Exklusiv- ODER-Glieder EOR7 bis EOR11 oder durch den Hüllkurven­ speicher HROM ausgebildet sein, sondern es kann auch eine Schaltung mit einer anderen arithmetischen Funktion oder einer Bit-Schiebeschaltung eingesetzt werden. Durch das zeitliche Ändern des Modulations­ gradsignals kann man ein Signal erzeugen, mit welchem sich eine Wellenform zeitlich ändert. Man kann also in sehr einfacher Weise eine Wellenform erzeugen, deren Oberwellen sich mit der Zeit ändern, und deren Resonanz-Oberwelle sich mit der Zeit ändert. Obschon es sich bei der in dem obigen Wellenformspeicher gespeicherten Wellenform um eine Kosinuswelle handelt, kann ebenso eine Sinuswelle, eine Dreieckwelle oder dergleichen gespeichert werden.

Durch die oben beschriebene Erfindung ist es möglich, eine Wellenform zu erzeugen, deren Spektrum eine sich glatt ändernde Hüllkurve aufweist, wobei von einer einfachen Digitalschaltung Gebrauch gemacht wird. Außerdem kann die Wellenform rechteckförmig, säge­ zahnformig oder anders gestaltet sein, ohne daß Ober­ wellen höherer Ordnung vorhanden sind. Außerdem kann man in sehr einfacher Weise die Art und Weise, in der die Oberwellen erhalten werden, d. h. die Gestalt der Oberwellen ändern, wobei sich die Gestalten der Oberwellen auch mit der Zeit ändern können.

Durch die Erfindung ist es möglich, einen Musikton zu erzeugen, in dessen Spektrum der größte Wert bei einer speziellen Oberwelle liegt. Außerdem kann man die Spitzenwert-Lage innerhalb der Oberwellen ab­ hängig von einem Modulationsgradsignal ändern, und es besteht die Möglichkeit, einen Musikton zu er­ zeugen, der einen dem Resonanzeffekt ähnlichen Effekt zeigt, wie er bei einem Spannungssteuerfilter (VCF) in einem Analog-Synthesizer erzielt wird.

Claims (5)

1. Elektronisches Musikinstrument, mit

• a) einem Adreßsignalgenerator (2, 3) zum Erzeugen eines gleichförmigen Adreßsignals, welches sich mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit entsprechend einer Frequenz der zu erzeugenden Wellenform inner­ halb der Periodendauer der Wellenform ändert,
• b) einem Modulationssignalgenerator (4, 6) und
• c) einer Wellenform-Synthetisiereinrichtung (8), die folgende Schaltungsteile aufweist:
  • c1) einen Wellenformspeicher (ROM 10);
  • c2) eine Modifiziereinrichtung (90), die abhängig von dem Modulationssignal das gleichförmige Adreß­ signal in ein modifiziertes Adreßsignal umsetzt, welches den Wellenformspeicher adressiert,
  • c3) einen Hüllkurvengenerator (HROM, EOR7-EOR14, 11, I4-I11), der aus dem gleichförmigen Adreßsignal ein Hüllkurvensignal erzeugt, und
  • c4) einen Multiplizierer (12), welcher die aus dem Wellenformspeicher ausgelesenen Amplitudenwerte mit dem Hüllkurvensignal multipliziert, so daß die Amplitudenwerte innerhalb einer Periodendauer ge­ ändert werden.

2. Musikinstrument nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Hüllkurvengenerator Negatoren (I4-I11) aufweist, die das von dem Adreß­ signalgenerator (2, 3) erzeugte, gleichförmige Adreßsignal invertieren.

3. Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hüllkurvengenerator eine Mehrzahl von Exklusiv- oder -schaltungen (EOR7-EOR14) aufweist, die jeweils mit einem ersten Ein­ gang das höchstwertige Bit des gleichförmigen Adreßsignals empfangen, und die mit den anderen Eingängen die Bit-Signale des gleichförmigen Adreß­ signals mit Ausnahme des höchstwertigen Bitsignals empfangen.

4. Musikinstrument nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Hüllkurvengenerator einen Wellenformspeicher (HROM) aufweist, der durch das von dem Adreßsignalgenerator (2, 3) erzeugte, gleichförmige Adreßsignal adressiert wird.

5. Musikinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Modifi­ ziereinrichtung (90) ein derart modifiziertes Adreßsignal für den Wellenformspeicher (ROM 10) erzeugt, das innerhalb einer Periodendauer die Wellenform mehrmals ausgelesen wird.