DE3587423T2 - Tonerzeugende Vorrichtung für ein elektronisches Musikinstrument. - Google Patents

Tonerzeugende Vorrichtung für ein elektronisches Musikinstrument.

Info

Publication number
DE3587423T2
DE3587423T2 DE88119459T DE3587423T DE3587423T2 DE 3587423 T2 DE3587423 T2 DE 3587423T2 DE 88119459 T DE88119459 T DE 88119459T DE 3587423 T DE3587423 T DE 3587423T DE 3587423 T2 DE3587423 T2 DE 3587423T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
waveform
interpolation
channel
waveforms
tone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE88119459T
Other languages
English (en)
Other versions
DE3587423D1 (de
Inventor
Junichi C O Nippon Ga Fujimori
Jun C O Nippon Gakki Sugiyama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP59002667A external-priority patent/JPS60147793A/ja
Priority claimed from JP59006249A external-priority patent/JPS60151698A/ja
Priority claimed from JP59071658A external-priority patent/JPS60214397A/ja
Application filed by Yamaha Corp filed Critical Yamaha Corp
Application granted granted Critical
Publication of DE3587423D1 publication Critical patent/DE3587423D1/de
Publication of DE3587423T2 publication Critical patent/DE3587423T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H1/00—Details of electrophonic musical instruments
    • G10H1/02—Means for controlling the tone frequencies, e.g. attack or decay; Means for producing special musical effects, e.g. vibratos or glissandos
    • G10H1/06—Circuits for establishing the harmonic content of tones, or other arrangements for changing the tone colour
    • G10H1/08—Circuits for establishing the harmonic content of tones, or other arrangements for changing the tone colour by combining tones
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H7/00—Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs
    • G10H7/008—Means for controlling the transition from one tone waveform to another

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Tonsignalerzeugungsvorrichtung, die zur Verwendung bei einem elektronischen Musikinstrument und anderen Vorrichtungen mit Tonerzeugungsfunktion konzipiert ist, und insbesondere eine Tonsignalerzeugungsvorrichtung, die sowohl imstande ist, ein Tonsignal zu erzeugen, dessen Spektrumsanteile sich durch sukzessives Erzeugen von unterschiedlichen Tonwellenformen zeitlich ändern, als auch, ein einen Nichtharmonischenanteil enthaltendes Tonsignal zu erzeugen.
  • US-A-4 085 648 beschreibt eine Tonsignalerzeugungsvorrichtung mit einer ersten Tonsignalquelle (Version in piano) und einer zweiten Signalquelle (Version in forte). Die Tonsignale beider Signalquellen werden in einer Interpolationseinrichtung gemischt, die mit einem Betriebsteil, beispielsweise einer Taste, gekoppelt ist. Die Interpolationseinrichtung erzeugt ein zusammengesetztes Signal, das alle Anteile zur Synthetisierung der Klangfarbe von Musik in piano oder forte aufweist. Daher ist es nicht erforderlich, akustische Signale zu speichern, die mehrere Schallautstärkepegel einer gegebenen Tonhöhe und die eintretenden Übergangsbereiche repräsentieren und eine Einrichtung zum selektiven Abfragen eines bestimmten Speicherbereiches vorzusehen.
  • Töne, die von akustischen Musikinstrumenten, insbesondere von Musikinstrumenten, bei denen Saiten angeschlagen werden, wie beispielsweise Piano und Spinett, erzeugt werden, enthalten Anteile, die nicht in einer exakten harmonischen Beziehung zu den Noten dieser Töne stehen (d. h. Nichtharmonischenanteile). Da bei dem bekannten Tonsignalerzeugungssystem, bei dem in einem Wellenformspeicher gespeicherte Tonwellenformen einfach wiederholt ausgelesen werden, nur Harmonische ganzzahliger Vielfache erzeugt werden können, kann dieses bekannte System kein Tonsignal erzeugen, das einen Nichtharmonischenanteil enthält. Andererseits ist bei einem elektronischen Musikinstrument der Art, bei der einzelne Harmonische separat berechnet und zusammensynthetisiert werden, die Synthese eines Tonsignals mit Nichtharmonischenanteilen möglich, wie in der Beschreibung der US-A- 3 888 153 offenbart ist. Im einzelnen wird ein Partialtonsignal eines Nichtharmonischenanteils durch Verursachen einer geringfügigen Abweichung der Frequenz jedes individuell erzeugten Harmonischenanteils von einem ganzzahligen Vielfachen der Grundfrequenz, wie erforderlich, erzeugt, und dann werden Partialtonsignale mit dem Nichtharmonischen-Partialtonsignal synthetisiert, um ein Tonsignal mit eine Nichtharmonischenanteil zu liefern.
  • Diese Vorrichtung nach dem Stand der Technik hat jedoch den Nachteil, daß eine umfangreiche Hardware notwendig ist, da sie eine Konstruktion erforderlich macht, bei der der Grundschwingung und jeweiligen Harmonischen entsprechende Partialtonsignale individuell und separat erzeugt werden müssen, und relative Amplituden dieser Partialtonsignale müssen vor Synthese dieser Signale individuell gesteuert werden.
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Tonsignalerzeugungsvorrichtung zu schaffen, die imstande ist, auf einfache Weise mit einer relativ einfachen Konstruktion ein Tonsignal mit einem Nichtharmonischenanteil zu erzeugen.
  • Die erfindungsgemäße Tonsignalerzeugungsvorrichtung ist durch Anspruch 1 definiert.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Funktionserzeugungseinrichtung eine Funktionsspeichereinrichtung zum Speichern der ersten Wichtungsfunktion und eine Funktionsausleseeinrichtung zum Auslesen der ersten Wichtungsfunktion aus der Funktionsspeichereinrichtung, und zwar in Vorwärtsrichtung, auf, um die erste Wichtungsfunktion zu erzeugen, und zum Auslesen der ersten Wichtungsfunktion in umgekehrter Richtung aus der Funktionsspeichereinrichtung, um die zweite Wichtungsfunktion zu erzeugen.
  • Da die Wichtungen der ersten und zweiten Wellenformen separat durch die erste Wichtungsfunktion mit der ersten Kurve und die zweite Wichtungsfunktion mit der zweiten Kurve, deren Form gegenüber der ersten Kurve umgekehrt ist, erfolgt, werden die ersten und zweiten Wellenformen durch einander entgegengesetzte Interpolationscharakteristiken gewichtet, so daß eine Interpolation mit symmetrischen Charakteristiken, die keiner Wellenform partiell sind, ungeachtet des Typs der verwendeten Interpolationsfunktion (Wichtungsfunktion), gewährleistet ist.
  • Dies wird im einzelnen in bezug auf die Fign. 30a und 30b erläutert. Fig. 30a zeigt das Interpolationsverfahren nach dem Stand der Technik, bei dem X für einen Wichtungskoeffizienten steht, der eine gewünschte Funktion (eine Exponentialfunktion in der Zeichnung) von X = f(t) ist. A(1-X) stellt den Pegel einer vorhergehenden Tonwellenform nach der Interpolation dar, die durch von links nach rechts an steigende schräge Linien dargestellt ist. BX stellt den Pegel einer folgenden Wellenform nach der Interpolation dar, die durch von rechts nach links ansteigende schräge Linien dargestellt ist. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß die der vorhergehenden Tonwellenform zugehörigen Interpolationscharakteristiken erhalten werden. Fig. 30b zeigt das erfindungsgemäße Interpolationsverfahren, bei dem Y = g(t) eine durch umgekehrtes Auslesen der Funktion x = f(t) erhaltene Funktion darstellt. Die vorhergehende Tonwellenform wird durch diese Funktion gewichtet und der sich nach der Wichtung ergebende Pegel AY ist durch die von links nach rechts ansteigende schräge Linie dargestellt. Die folgende Tonwellenform wird durch die Funktion X = f(t) gewichtet und der sich nach der Wichtung ergebende Pegel BX ist durch die von rechts nach links ansteigenden schrägen Linien dargestellt. Wie aus Fig. 30b hervorgeht, werden die beiden Wellenformen symmetrisch interpoliert, ohne partiell zu einer zu sein. Das heißt, der Pegel AY ist zunächst hoch und der Pegel BX niedrig. Dann werden die beiden Pegel in der Mitte gleich und in der darauffolgenden Abschnittshälfte ist der Pegel BX hoch und der Pegel AY niedrig, und zwar symmetrisch zu der Veränderung in der ersten Abschnittshälfte. Dementsprechend schaltet die Wellenform glatt und gleichmäßig von einer zur anderen ungeachtet der Art der Interpolationsfunktion. Dagegen ist in Fig. 30a der Pegel A(1-X) teilweise insgesamt hoch, und der Pegel BX steigt unmittelbar vor Ende der Interpolation an, so daß sich der Übergang nicht sehr glatt vollzieht.
  • Erfindungsgemäß enthält jede in der Wellenformspeichereinrichtung gespeicherte Tonwellenform einen Grundanteil und Harmonischenanteile und, in bezug auf alle oder vorbestimmte der jeweiligen Tonwellenformen ist mindestens eine dieser Schwingungen mit einer Phasendifferenz zwischen Tonwellenformen, die in der Schaltordnung nebeneinanderliegen, vorgesehen, wodurch eine Nichtharmonie realisiert wird, die durch diese Phasendifferenz und die für den Übergang der Wellenformen für die Interpolationseinrichtung erforderliche Zeit (Interpolationszeit) bestimmt wird. Mit anderen Worten weist die erfindungsgemäße Tonsignalerzeugungsvorrichtung eine Wellenformerzeugungseinrichtung zur Erzeugung einer ersten Wellenform und einer zweiten Wellenform, deren Grundfrequenzen gleich sind, wobei eine Phasendifferenz zwischen der N-ten Harmonischen der ersten und zweiten Wellenform vorgesehen ist, wobei N eine positive ganze Zahl ist, und eine Funktionserzeugungseinrichtung zur Erzeugung einer Wichtungsfunktion sowie eine mit der Wellenformerzeugungseinrichtung verbundene Interpolationseinrichtung zur Wichtung der ersten und zweiten Wellenformen entsprechend einem Wichtungswert, der einen Wert der Wichtungsfunktion darstellt, auf, um die gewichteten Wellenformen zu kombinieren und die kombinierte Wellenform mit einer Rate auszugeben, die einer Frequenz eines als Tonsignal des Musiktones zu erzeugenden Musiktones entspricht, so daß der Musikton einen Nichtharmonischenanteil aufweist, dessen Frequenz neben den Frequenzen der N-ten Harmonischen liegt.
  • Das durch die von der Interpolationseinrichtung durchgeführte Interpolation erhaltene Tonsignal ist nicht die Wellenform selbst, die von der Wellenformerzeugungseinrichtung erzeugt wird, sondern eine Wellenform, die von einer vorhergehenden Wellenform (der ersten) glatt zu einer folgenden Wellenform (der zweiten) verschoben wird. Der Übergang zwischen den Tonwellenformen kann Anteil um Anteil analysiert werden. Das heißt, das im Fall des n-ten Anteils ein glatter Übergang von dem nten Anteil der vorhergehenden Tonwellenform zu dem n-ten Anteil der folgenden Wellenform realisiert wird. Bei Beobachtung der Anfangsphase der Tonwellenform stellt sich heraus, daß sich die durch Interpolation erhaltene Anfangsphase der Tonwellenform allmählich von der Anfangsphase des n-ten Anteils der vorhergehenden Tonwellenform zu der Anfangsphase des n-ten Anteils der folgenden Tonwellenform ändert. Bei einem Anteil, bei dem keine Phasendifferenz zwischen nebeneinanderliegenden Tonwellenformen vorgesehen ist, ändert sich dessen Anfangsphase während der Interpolation nicht. Auf diese Weise wird bei dem nicht mit einer Phasendifferenz versehenen Anteil eine Harmonischenfrequenz eines ganzzahligen Vielfachen, wie durch die Ordnungszahl der Harmonischen angegeben, erzielt. Bei Anteilen mit einer Phasendifferenz zwischen nebeneinanderliegenden Tonwellenformen ändert sich während der Interpolation deren Anfangsphase allmählich von der Anfangsphase der vorhergehenden Tonwellenform zu der der folgenden Tonwellenform. Durch den Übergang der Anfangsphase eines bestimmten Anteils während der Interpolation bildet die Frequenz dieses Anteils nicht die ursprüngliche Frequenz des ganzzahligen Vielfachen, sondern eine Frequenz, die mehr oder weniger davon abweicht. Auf diese Weise wird dieser bestimmte Anteil zu einer Nichtharmonischenfrequenz und dadurch ergibt sich ein einen Nichtharmonischenanteil enthaltendes Tonsignal.
  • Das Prinzip der Erzeugung einer solchen Nichtharmonischenfrequenz wird im einzelnen in bezug auf Fig. 31 beschrieben. In Fig. 31 wird ein in einer vorhergehenden Tonwellenform enthaltener zweite Harmonischenanteil (mit SEG1&sub2; bezeichnet) und ein in der nächsten Tonwellenform enthaltener zweiter Harmonischenanteil (mit SEG2&sub2; bezeichnet) herausgenommen und dargestellt. Eine Erläuterung erfolgt für den Fall, bei dem die zweiten Harmonischenanteile mit einer vorbestimmten Phasendifferenz versehen sind. Fig. 31 weist dreidimensionale Koordinaten auf, bei denen die X-Achse die Phase, die Y- Achse die Amplitude und die Z-Achse die Zeit darstellt.
  • Der Punkt des Einsetzens der Interpolation ist mit t1s und der ihres Beendens mit t1e bezeichnet, und es sei angenommen, daß zwischen t1s und t1e von SEG1&sub2; zu SEG2&sub2; eine lineare Interpolation durchgeführt wird. Es sei angenommen, daß die Phasendifferenz zwischen den beiden zweiten Harmonischen 22,5 Grad beträgt.
  • Es sei angenommen, daß die Grundfrequenz 440 Hz (dem Ton A4 entsprechend) und die Frequenz der zweiten Harmonischen 880 Hz beträgt (wobei 1 Periode 1,136 ms ist). Es sei ferner angenommen, daß die Interpolationsperiode von t1s bis t1e auf 18,182 ms eingestellt ist, was 16 Perioden dieser zweiten Harmonischen äquivalent ist, wenn keine Phasendifferenz zwischen diesen beiden Anteilen SEG1&sub2; und SEG2&sub2; bestünde, würde in dieser Interpolationsperiode eine zweite Harmonische mit 16 Perioden erzeugt, so daß die Frequenz des synthetisierten zweiten Harmonischenanteils die doppelte der der Grundwelle wäre. Da jedoch zwischen den Anteilen SEG1&sub2; und SEG2&sub2; die Phasendifferenz von 22,5 Grad besteht, wird die Anfangsphase der durch die Interpolation synthetisierten zweiten Harmonischen allmählich verschoben, so daß sie an dem Interpolationsendpunkt t1e gegenüber der Phase am Interpolationsanfangspunkt t1s um 22,5 Grad verschoben ist. Die Richtung dieser Phasenverschiebung wird durch die Richtung der Phasenverschiebung zu SEG2&sub2; relativ zu SEG1&sub2;, welche bei dem dargestellten Beispiel die Richtung ist, in die die Phase vorrückt, bestimmt. Da 22,5 Grad der 22,5/360 = 0,0625 einer Periode entspricht, wird während der Interpolationsperiode t1s-t1e ein zweiter Harmonischenanteil mit 16,0625 Perioden erzeugt. Die dieser zweiten Harmonischen entsprechende Frequenz f&sub2; beträgt nicht genau 880 Hz, die Frequenz einer zweiten Harmonischen, sondern beträgt
  • f&sub2; = 16,0625 (Perioden)/18,182 (ms) · 1000 (ms) = 883,44 (Hz).
  • Mit anderen Worten, der zweite Harmonischenanteil wird als um ungefähr 3,44 Hz von der Frequenz des ganzzahligen Vielfachen abweichender Nichtharmonischenanteil synthetisiert.
  • Auf der Grundlage des gleichen Prinzips können Nichtharmonischenanteile für Anteile anderer Harmonischenordnungen synthetisiert werden. Wenn beispielsweise die Phasendifferenz eines dritten Harmonischenanteils unter der gleichen Bedingung wie im oben beschriebenen Fall 45 Grad beträgt, wird eine Frequenz
  • f&sub3; = 24,125 (Periode)/18,182 (ms) · 1000 (ms) = 1326,9 (Hz),
  • während eine normale Frequenz eines ganzzahligen Mehrfachen 1320 Hz beträgt. Die der Phasendifferenz von 45 Grad entsprechende Periode ist 45/360 = 0,125 (Periode). Wenn unter den gleichen Bedingungen wie in den oben erwähnten Fällen die Phasendifferenz eines vierten Harmonischenanteils 90 Grad beträgt, beträgt die Frequenz
  • f&sub4; = 33,25 (Periode)/18,182 (ms) · 1000 (ms) = 1773,8 (Hz).
  • Die der Phasendifferenz von 90 Grad entsprechende Periode beträgt 90/360 = 0,25 (Periode). Die oben beschriebene Phasendifferenz kann nicht nur für Harmonischenanteile, sondern auch für den Grundanteil vorgesehen sein. In diesem Fall kann eine Nichtharmonischenbeziehung zwischen einem leicht von der Normalfrequenz abweichenden Grundanteil und einem in keinster Weise abweichenden Harmonischenanteil erzeugt werden.
  • Die vorliegende Anmeldung ist nicht nur bei einer solchen Vorrichtung anwendbar, bei der eine Tonwellenform, die Gegenstand der Interpolation ist, durch Auslesen von Tonwellenformen aus einem Wellenformspeicher, der intermittierend abgetastete Tonwellenformen speichert, gebildet wird, sondern auch in vorteilhafter Weise bei einer Vorrichtung, bei der eine Tonwellenform durch Verwenden von Parametern gebildet wird. Als Beispiel für ein solches, Parameter verwendendes Tonwellenformerzeugungssystem kann auf das Harmonischensynthetisiersystem verwiesen werden. Bei diesem Harmonischensynthetisiersystem wurde üblicherweise eine zeitliche Veränderung im Spektrum eines Tonsignals durch Verarbeiten zahlreicher Harmonischenkoeffizienten bewirkt, wobei relative Amplituden jeweiliger Harmonischen eingestellt und diese Koeffizientensätze zeitlich verändert werden, um sie bei einem Tonwellenformerzeugungsvorgang zu verwenden. Dafür ist zur Speicherung der Harmonischenkoeffizienten ein Speicher mit großer Kapazität erforderlich, und ferner ist keine glatte zeitliche Veränderung bei der Tonwellenform zu erwarten. Wenn bei der vorliegenden Erfindung eine Parametertonerzeugungseinrichtung verwendet wird, kann eine zeitliche Veränderung in der Tonwellenform durch Interpolation erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise in dem Harmonischensyntheseoperationssystem oder anderen Parametersystemen realisiert werden. Erfindungsgemäß können der Wellenformspeicher und die Ausleseeinrichtung durch eine Tonwellenformbildungseinrichtung zur Bildung einer Tonwellenform mit einer durch einen Parameter bestimmten Gestalt und zur Bildung der Tonwellenform in Übereinstimmung mit der durch die Phasendaten bezeichneten Phase, eine Parameterspeichereinrichtung zum Speichern der Parameter, die die Gestalt der jeweiligen Wellenformen in bezug auf die unterschiedlichen Tonwellenformen, die intermittierend zwischen Anfang und Ende des Abstrahlung eines Tones abgetastet wurden, bestimmen, und eine Phasendatenerzeugungseinrichtung zum Erzeugen der Phasendaten, die sich auf die Frequenz des zu erzeugenden Tones hin ändern, und zum Liefern der Phasendaten zu der Tonwellenformbildungseinrichtung ersetzt werden.
  • In den beigefügten Zeichnungen zeigen:
  • Fign. 1a und 1b schematische Ansichten zur Erläuterung des Prinzips der Tonsignalerzeugung bei einer Ausführungsform der Erfindung;
  • Fig. 2 ein elektrisches Schaltbild, das eine Ausführungsform des die erfindungsgemäße Tonsignalerzeugungsvorrichtung verwendenden elektronischen Musikinstrumentes zeigt;
  • Fig. 3 ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel eines bei diesem Ausführungsbeispiel verwendeten Taktimpulses und eines Kanalzeitsteuerungssignals zeigt;
  • Fig. 4 ein Beispiel der Speicherbelegung eines Wellenformspeichers in dem Ausführungsbeispiel;
  • Fig. 5 ein elektrisches Schaltbild, das ein Beispiel des in Fig. 2 dargestellten Phasengenerators zeigt;
  • Fig. 6 ein elektrisches Schaltbild, daß eine in Fig. 5 dargestellte Zeitteilungssteuerschaltung zeigt;
  • Fig. 7 ein Zeitsteuerungsdiagramm, das ein Beispiel jedes der verschiedenen in Fig. 6 vorhandenen Signale zeigt;
  • Fig. 8 ein elektrisches Schaltbild, das ein Beispiel einer in Fig. 5 dargestellten Schaltung zum Erkennen des Endes des Anklangs zeigt;
  • Fig. 9 ein elektrisches Schaltbild, das ein Beispiel einer in Fig. 5 dargestellten Startadreßerzeugungsschaltung zeigt;
  • Fig. 10 ein elektrisches Schaltbild, das ein Beispiel einer in Fig. 2 dargestellten Überblendungssteuerschaltung zeigt;
  • Fig. 11 ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel jedes der verschiedenen, in den Fign. 8, 9 und 10 dargestellten Signale zeigt;
  • Fign. 12a-12e schematische Ansichten, die verschiedene Interpolationsfunktionen (Überblendungskurven) zeigt, die in einem in Fig. 10 dargestellten Überblendungskurvenspeicher vorbereitet worden sind;
  • Fign. 13 bis 17 Wellenformdiagramme, die jeweils ein Beispiel einer in dem in Fig. 2 gezeigten Wellenformspeicher gespeicherten Segmentwellenform zeigen, wobei Fig. 13 eine Segmentwellenform SEG1 der ersten Schaltordnung zeigt, Fig. 14 eine Segmentwellenform SEG2 der zweiten Schaltordnung, Fig. 15 eine Segmentwellenform SEG3 der dritten Schaltordnung, Fig. 16 eine Segmentwellenform SEG4 der vierten Schaltordnung und Fig. 17 eine Segmentwellenform SEG5 der fünften Schaltordnung;
  • Fign. 18 und 19 Wellenformdiagramme, in denen Beispiele der durch das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel unter Verwendung der Segmentwellenformen der Fign. 13 bis 17 synthetisierten Tonsignale dargestellt sind;
  • Fig. 20 ein Spektrumshüllkurvendiagramm, das die Frequenzspektren der Tonsignale der Fign. 18 und 19 zeigt;
  • Fig. 21 ein Diagramm, das die Spektrumshüllkurve einschließlich der dritten und vierten Harmonischenbereiche zeigt;
  • Fig. 22 ein elektrisches Schaltbild, das eine Modifizierung des in Fig. 10 dargestellten ersten Zählers und Veränderungsratenspeichers zeigt, nämlich eine Zählratensteuereinrichtung;
  • Fig. 23 ein elektrisches Schaltbild, das eine Modifizierung eines in Fig. 10 gezeigten zweiten Zählers darstellt;
  • Fig. 24 ein elektrisches Schaltbild, das eine Modifizierung einer in Fig. 9 gezeigten Startadreßerzeugungsschaltung zeigt;
  • Fig. 25 ein Beispiel einer von der in Fig. 1b gezeigten abweichenden Interpolation;
  • Fig. 26 ein elektrisches Schaltbild, das eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • Fig. 27 ein elektrisches Schaltbild, das ein Beispiel der in Fig. 26 gezeigten Segmentordnungsdatenerzeugungsschaltung zeigt;
  • Fig 28 ein Blockdiagramm, das schematisch ein Beispiel der in Fig. 26 gezeigten, nach dem Harmonischensynthetisierverfahren konstruierten Tonwellenformbildungsschaltung darstellt;
  • Fig. 29 ein Blockdiagramm, das schematisch ein Beispiel einer nach dem Digitalfilterverfahren operierenden Tonwellenformbildungsschaltung darstellt;
  • Fign. 30a und 30b ein Beispiel der Interpolationscharakteristiken zur Erläuterung des Unterschieds zwischen herkömmlicher Interpolation und der erfindungsgemäßen Interpolation; und
  • Fig. 31 ein Wellenformdiagramm, daß die Wellenformen (insbesondere die Phasenrelation) von Anteilen der gleichen Ordnung, die in zwei zu interpolierenden Tonwellenformen enthalten sind, zeigt, um das Prinzip zu erläutern, auf dessen Basis durch die erfindungsgemäße Interpolationssynthese Nichtharmonischenanteile erzeugt werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen erläutert.
  • Anhand der Fign. 1a und 1b erfolgt die Beschreibung des Prinzips der bei dem nachfolgend zu beschreibenden Ausführungsbeispiel verwendeten Tonsignalerzeugung. Der Einfachheit halber zeigt Fig. 1a lediglich die Amplitudenhüllkurve, um die in dem Wellenformspeicher vorzubereitende Tonwellenform in Form eines Diagramms darzustellen. Da sich die Tonwellenform während einer gegebenen Zeitperiode vom Beginn der Tonabstrahlung an auf komplizierte Weise ändert, ist die Simulierung einer Wellenform von guter Qualität für den Anklangbereich schwierig, wenn dies vom wiederholten Lesen einer Einzelperioden-Wellenform abhängt. Daher wird nach diesem Ausführungsbeispiel der Anklangbereich ganzheitlich im Wellenformspeicher gespeichert. Bei der dem Anklangbereich folgenden gesamten Klangperiode wird eine Periode mehrerer unterschiedlicher Tonwellenformen intermittierend abgetastet und in dem Wellenformspeicher gespeichert. Auf diese Weise werden mehrere Tonwellenformen entsprechend den intermittierenden Zeitperioden vorbereitet und in dem Wellenformspeicher gespeichert. Diese mehreren Wellenformen werden bei der erfindungsgemäßen Interpolationsoperation verwendet. Fig. Ia zeigt die intermittierend abgetasteten Wellenformen einer einzigen Periode SEG1 bis SEG5. Diese werden nachfolgend der Einfachheit halber als Segmentwellenformen bezeichnet. Prinzipiell werden die im Wellenformspeicher gespeicherten Wellenformen wie folgt ausgelesen: Zunächst wird die volle Wellenform des Anklangbereichs kontinuierlich ausgelesen, die Segmentwellenformen SEG1 bis SEG5 werden in einer Ordnung zu einem sich an den nachfolgend zu beschreibenden Wellenformschaltbefehl anschließenden Zeitpunkt ausgewählt und die eine Periode der ausgewählten Segmentwellenformen wird wiederholt ausgelesen. Wenn beispielsweise das Lesen der Anklangbereichswellenform beendet ist, wird die erste Segmentwellenform SEG1 über eine gewisse Zeitperiode wiederholt gelesen und dann wird die zweite Segmentwellenform SEG2 wiederholt gelesen; auf diese Weise wird danach von einer Segmentwellenform zur anderen geschaltet. Um beim Schalten dieser Wellenformen einen glatten Übergang von einem Wellenformsegment zum anderen zu erhalten, wird Interpolation angewandt. In diesem Fall werden die eine Segmentwellenform und die folgende Segmentwellenform beide mindestens in dem Intervall ausgelesen, in dem die Interpolation durchzuführen ist, und beide werden jeweils gemäß geeigneten Interpolationsfunktionen gewichtet. Beispielsweise ist das gesamte Schaltintervall der Segmentwellenformen das Interpolationsintervall, in dem die erste Segmentwellenform SEG1 zusammen mit der zweiten Segmentwellenform SEG2 ausgelesen wird, und beim nächsten Schaltintervall werden die zweite und die dritte Segmentwellenform SEG2 und SEG3 zusammen ausgelesen; somit werden bei jedem Schaltintervall zwei nebeneinanderliegende Segmentwellenformen zusammen ausgelesen.
  • Fig. 1b zeigt ein Beispiel der Interpolationsfunktionen. Die durchgezogene Linie bezeichnet eine Erstkanalinterpolationsfunktion IPF1 und die gestrichelte Linie eine Zweitkanalinterpolationsfunktion IPF2. Der erste Kanal entspricht einer der für die Interpolation gelesenen zwei Segmentwellenformen und der zweite Kanal entspricht der anderen Segmentwellenform. Diese Interpolationsfunktionen IPF1 und IPF2 geben die Wichtungsbeträge an, die auf die Wellenformamplituden in den jeweiligen Kanälen angewendet werden, wobei das Minimum Null ist (was bedeutet, daß die Wellenform nicht erzeugt wird). Im Anklangbereich, in dem die Interpolation nicht durchgeführt wird, wird die Erstkanalinterpolationsfunktion IPF1 auf ihrem Maximum gehalten, während die Zweitkanalinterpolationsfunktion IPF2 auf ihrem Minimum gehalten wird. Bei Beenden des Anklangbereiches ändern sich in den Intervallen, in denen die Interpolation an den Segmentwellenformen SEG1 bis SEG5 durchgeführt wird, die Interpolationsfunktionen IPF1 und IPF2 mit der Zeit entsprechend den jeweiligen gegebenen Charakteristiken. Die Interpolationsfunktionen IPF1 und IPF2 ändern sich entsprechend den einander entgegengesetzten Charakteristiken, so daß die Wichtung eines Kanals abnimmt, während die Wichtung des anderen Kanals zunimmt, wodurch ein glatter Übergang von einer Wellenform zur anderen erzielt wird. Zwar zeigen die Interpolationsfunktionen IPF1 und IPF2 in Fig. 1b lineare Charakteristiken, doch können diese Funktionen selbstverständlich Charakteristiken verschiedener Art aufweisen.
  • Die Steigungen der Interpolationsfunktionen IPF1 und IPF2 der jeweiligen Kanäle werden abwechselnd geschaltet, wenn die separaten Interpolationsabschnitte t&sub1;, t&sub2;, t&sub3;, t&sub4; von einem zum anderen geschaltet werden. Im Interpolationsabschnitt t&sub1; wird die Interpolation derart durchgeführt, daß ein glatter Übergang von der Segmentwellenform SEG1 zu SEG2 ermöglicht wird. In diesem Fall wird die Segmentwellenform SEG1 wiederholt im ersten Kanal gelesen, während die Segmentwellenform SEG2 wiederholt im zweiten Kanal gelesen wird. Während die Erstkanalinterpolationsfunktion IPF1 von ihrem Maximum her allmählich abnimmt, nimmt die Zweitkanalinterpolationsfunktion IPF2 von ihrem Minimum her allmählich zu. Das Mehr-Perioden-Wellenformsignal der wiederholt im ersten Kanal gelesenen Segmentwellenform SEG1 wird gemäß der Interpolationsfunktion IPF1 gewichtet (amplitudengesteuert), während das Mehr-Perioden-Wellenformsignal der wiederholt im zweiten Kanal gelesenen Segmentwellenform SEG2 gemäß der Interpolationsfunktion IPF2 gewichtet wird. Das Mischen der auf diese Weise gemäß den entgegengesetzten Charakteristiken gewichteten Wellenformsignale beider Kanäle ermöglicht das Gewinnen eines Tonsignals, bei dem die Segmentwellenform SEG1 mit der Zeit glatt in die Segmentwellenform SEG2 übergeht.
  • Im folgenden Interpolationsabschnitt t&sub2; wird die Interpolation durchgeführt, wodurch die Segmentwellenform SEG2 glatt in SEG3 übergeht. In diesem Fall wird die Segmentwellenform SEG2 wiederholt im zweiten Kanal gelesen, wie bei dem vorhergehenden Abschnitt, während im ersten Kanal die Segmentwellenformen von SEG1 zu SEG3 geschaltet werden, was wiederholt gelesen wird. In der Zwischenzeit verändern sich die Steigungen der Interpolationsfunktionen IPF1 und IPF2, um denen im vorhergehenden Abschnitt entgegengesetzte Richtungen anzunehmen.
  • Auf ähnliche Weise werden in den anderen Interpolationsabschnitten t&sub3; und t&sub4; in einem der beiden Kanäle die Segmentwellenformen von einer zur anderen geschaltet, während die Steigungen der Interpolationsfunktionen IPF1 und IPF2 so geschaltet werden, daß sie in Richtungen verlaufen, die entgegengesetzt zu denen im vorhergehenden Abschnitt sind. In Fig. 1b werden die Zeichen SEG1 bis SEG5 den in den ersten und zweiten Kanälen in den Interpolationsabschnitten t&sub1; bis t&sub4; verwendeten Segmentwellenformen hinzugefügt.
  • Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines elektronischen Musikinstruments, bei dem die erfindungsgemäße Tonsignalerzeugungsvorrichtung angewandt wird. Bei diesem elektronischen Musikinstrument wird das Tonsignal gemäß dem oben in bezug auf die Fign. 1a und 1b beschriebenen Tonsignalerzeugungsprinzip erzeugt.
  • In Fig. 2 weist eine Tastatur 10 eine Anzahl von Tasten zur Bestimmung der Tonhöhe des zu erzeugenden Tones auf. Ein Tastenzuweiser 11 erkennt das Drücken oder Loslassen der Tasten und weist die gedrückte Taste einem von mehreren Tonerzeugungskanälen zu. Beispielsweise können höchstens zwölf Töne gleichzeitig erzeugt werden, wobei der Tastenzuweiser 11 die gedrückte Taste einem der zwölf Kanäle zuweist. Ein Tastenkode KC, der die einem Kanal zugewiesene Taste bezeichnet, ein Anschlag-Signal KON, das angibt, ob die dem Kanal zugewiesene Taste gedrückt bleibt oder nicht, und ein Anschlag-Impulssignal KONP, welches sofort bei Einsetzen des Drucks auf die Taste erzeugt wird, werden von dem Tastenzuweiser bei einer gegebenen Zeitteilungszeitsteuerung in den einzelnen Kanälen erzeugt.
  • Fig. 3 zeigt ein Beispiel der Zeitteilungszeitsteuerung. Einzelne Kanalzeitsteuerungen 1 bis 12 werden synchron mit einem Taktimpuls Φ&sub2; erzeugt. Zwei Unterkanalzeitsteuerungen 1 und 2 werden durch Halbieren der Zeitschlitze der einzelnen Kanalzeitsteuerungen synchron mit einem Taktimpuls Φ&sub1;, der die doppelte Frequenz des Taktimpulses Φ&sub1; aufweist, erzeugt. Diese Unterkanalzeitsteuerungen 1 und 2 entsprechen bei der beschriebenen Interpolation den ersten und zweiten Kanälen. Somit werden bei diesem Ausführungsbeispiel die Segmentwellenformen des ersten Kanals (Unterkanal 1) und des zweiten Kanals (Unterkanal 2) für die Interpolation in Zeitteilung durch Halbieren eines Kanalzeitschlitzes gelesen. CHI bis CH12 bezeichnen die Kanalzeitsteuerungssignale, die auf die jeweiligen Kanalzeitsteuerungen 1 bis 12 hin erzeugt werden. Die Taktimpulse &sub1;, Φ&sub2; und die Signale CH1 bis CH12 werden von einem Zeitsteuerungssignalgenerator 12 erzeugt und den jeweiligen gegebenen Schaltungen in dem in Fig. 2 dargestellten elektronischen Musikinstrument zugeführt.
  • Ein Phasengenerator 13 ist vorgesehen, um eine aus einem Wellenformspeicher 14 auszulesende Tonwellenform anzugeben und die Tonwellenform entsprechend einer zu erzeugenden gegebenen Tonfrequenz auszulesen. Der Phasengenerator erzeugt Adreßdaten MADR, die die zu lesenden Abtastpunkte angeben, und zwar in Zeitteilung in 24 Zeitschlitzen in jedem der Kanäle 1 bis 12. In der erfindungsgemäßen Konstruktion weist der Generator 13 eine Leseeinrichtung zum wiederholten Lesen der Ein-Perioden-Wellenformdaten aus der Wellenformspeichereinrichtung entsprechend einer zu erzeugenden gegebenen Tonfrequenz und eine Wellenformbenennungseinrichtung zum Benennen einer aus der Wellenformspeichereinrichtung auszulesenden Tonwellenform, und zwar durch Schalten mit der Zeit, auf. Dem Phasengenerator 13 wird vom Tastenzuweiser 11 der Tastenkode KC, der Anschlag-Impuls KONP und das Anschlag-Signal KON zugeführt, die die zu erzeugende Tonfrequenz und die Klangbeginnszeitsteuerung angeben.
  • Der Wellenformspeicher 14 speichert mehrere Sätze der vollen Anklangsbereichwellenform und mehrere den Klangfarben entsprechende Segmentwellenformen. Im einzelnen speichert der Speicher 14 bekanntermaßen Wellenformdaten entsprechend mehreren Abtastpunkten, in welche die Wellenformen unterteilt sind (z. B. die Wellenformamplitudendaten an diesen Abtastpunkten). Fig. 4 zeigt schematisch ein Beispiel der Speicherbelegung in dem Wellenformspeicher 14. In bezug auf eine Klangfarbe A sind die Wellenformdaten der gesamten Vollanklangbereichswellenform in dem Adreßbereich von der Adresse A&sub0; bis A&sub1;-1 gespeichert und die Wellenformdaten für eine Periode der ersten Wellenform SEG1 in dem Adreßbereich von einer Adresse A&sub1; bis A&sub2;-1, und die Segmentwellenformen SEG2, SEG3, . . . sind jeweils in gegebenen Adreßbereichen gespeichert. Andere Klangfarben B, C, . . . sind in ähnlicher Weise gespeichert. In Fig. 4 bezeichnen A&sub0;, A&sub1;, A&sub2;, . . . , B&sub0;, B&sub1;, B&sub2;, . . . , C&sub0;, C&sub1;, C&sub2;, . . . die Startadressen in den jeweiligen Adreßbereichen, A&sub0;, B&sub0;, C&sub0;, . . . die Startadresse im Anklangbereich, A&sub1;, B&sub1;, C&sub1;, . . . die Startadresse der ersten Segmentwellenform SEG1, und A&sub2;, B&sub2;, C&sub3;, . . . die Startadresse der zweiten Segmentwellenform SEG2. Beispielsweise wird eine Ein-Perioden-Wellenform an 256 Abtastpunkten abgetastet und die Vollanklangsbereichwellenform weist ein Maximum von 256 Perioden auf. Wie gezeigt, verändert sich die Anzahl der Perioden der Vollanklangsbereichwellenform mit der Klangfarbe. Die Abtastpunkte (256) in einer Periode können alle im Dezimalkode unter Verwendung von 8 Bits ausgedrückt werden.
  • Somit werden die Abtastpunkte in einer Periode durch die am wenigsten signifikanten acht Bits der Adreßdaten MADR bezeichnet. Die am wenigsten signifikanten Bits der Startadressen A&sub0;, A&sub1;, . . . , B&sub0;, B&sub1;&sub1; . . . , C&sub0;, C&sub1;, . . . sind allesamt "0" und die signifikanteren Bits weisen solche Werte auf, die zum Bezeichnen der Segmentwellenformen wirksam sind. Die Segmentwellenformen SEG1, SEG2, SEG3, der verschiedenen Klangfarben sind zusammengesetzte Wellenformen, von denen jede die Grundwellenform und die Harmonischenanteile aufweist. Wenn der Nichtharmonischenanteil zu synthetisieren ist, ist wenigstens einer der mehreren Anteile in einer Segmentwellenform um einen gegebenen Betrag gegenüber dem in den angrenzenden Segmentwellenformen phasenverschoben.
  • Fig. 2 zeigt eine Klangfarbenauswählschaltung 15, die Klangfarbenauswähldaten TC erzeugt und diese dem Phasengenerator 13, dem Wellenformspeicher 14, der Überblendsteuerschaltung 16 und einem Hüllkurvengenerator 17 zuführt. Die Überblendsteuerschaltung 16 ist zur Erzeugung der Interpolationsfunktionen zum Gewichten der Tonwellenformsignale der zwei Kanäle (Unterkanäle) vorgesehen, die zu demselben Klangkanal gehören, und zwar mit entgegengesetzten Charakteristiken. Die Überblendsteuerschaltung 16 weist einen Teil der Interpolationseinrichtung zum Gewichten der beiden auszulesenden Wellenformen auf (insbesondere die Einrichtung zur Erzeugung der Interpolationsfunktion), so daß die vorhergehende Wellenform glatt zu der folgenden Wellenform geschaltet wird, eine Zähleinrichtung zum Erzeugen der Zeitfunktion zum Einstellen der zeitlichen Veränderung der durch die Interpolationseinrichtung bewirkten Wichtung, und eine der Schaltsteuereinrichtung entsprechende Einrichtung zum Steuern des Schaltens der Wellenformen, das durch die Wellenformbenennungseinrichtung auf das Ausgangssignal der Zähleinrichtung hin durchgeführt wird.
  • Der Phasengenerator 13 führt der Überblendsteuerschaltung 16 ein Anklangsendsignal ATEND zu, das angibt, daß die volle Anklangbereichswellenform ausgelesen ist, sowie ein invertiertes Anklangssignal , das angibt, daß der Anklangsbereich noch nicht ausgelesen ist. Bei einer auf der Basis dieser Signale erfolgenden Überprüfung der Beendigung dem Lesevorgangs des Anklangbereichs beginnt die Überblendsteuerschaltung 16 mit der Erzeugung einer gegebenen Interpolationsfunktion. Die Interpolationsfunktion wird von der Schaltung 16 als Überblendkurvendaten CF erzeugt und einem für den Wichtungsvorgang vorgesehenen Multiplikator 18 zugeführt. Ferner erzeugt die Schaltung 16 ein Wellenformschaltbefehlssignal WCHG und führt es dem Phasengenerator 13 zu.
  • Der Multiplikator 18 für den Wichtungsvorgang bildet zusammen mit einem Addierer 20, der das Ausgangsprodukt des Multiplikators 18 zu dem Signal hinzuaddiert, das durch Verzögern dieses Ausgangsprodukts um eine Periode des Taktimpulses Φ&sub1; mittels einer Verzögerungsschaltung 19 gewonnen wird, Teil der Interpolationseinrichtung. Die Tonwellenformdaten werden aus dem Wellenformspeicher 14 in Zeitteilung synchron mit den jeweiligen Unterkanalzeitsteuerungen jedes Kanals ausgelesen. Die Überblendsteuerschaltung 16 liest die Überblendkurvendaten CF in Zeitteilung synchron mit den jeweiligen Unterkanalzeitsteuerungen jedes Kanals aus. Auf diese Weise werden die in Zeitteilung synchron mit den jeweiligen Unterkanälen jedes Kanals ausgelesenen Tonwellenformen entsprechend den jeweiligen Überblendkurvendaten CF (d. h. den Interpolationsfunktionen) im dem Multiplikator 18 gewichtet. Der Addierer 20 addiert die zu einem Tonerzeugungskanal gehörenden zwei gewichteten Unterkanaltonwellenformdaten. Wenn das erste Unterkanaltonwellenformsignal verspätet von der Verzögerungsschaltung 19 zu dem Addierer 20 geliefert wird, werden die zweiten Unterkanaltonwellenformdaten desselben Kanals dem anderen Eingang des Addierers 20 zugeführt. Auf diese Weise werden in der zweiten Hälfte des Zeitschlitzes (entsprechend einer Periode des Taktimpulses Φ&sub2;) eines Kanals zwei diesem Kanal zugehörige gewichtete Tonwellenformdateneinheiten gemischt.
  • Der Hüllkurvengenerator 17 erzeugt das Amplitudenhüllkurvenwellenformsignal in Zeitteilung in jedem Kanal auf das Anschlag-Signal KON und den Anschlag-Impuls KONP hin, die von dem Tastenzuweiser 11 zugeführt werden. Diese Hüllkurve hält einen konstanten Pegel aufrecht, während die Taste gedrückt bleibt, und zeigt eine Abklanghüllkurvencharakteristik auf das Loslassen der Taste hin. Die in dem Wellenformspeicher 14 gespeicherte Vollanklangbereichswellenform ist zuvor mit den Anklangshüllkurvencharakteristiken versehen worden, welche daher nicht mehr von dem Hüllkurvengenerator 17 geliefert werden müssen. Die Ausgangssignale des Addierers 20 und des Hüllkurvengenerators 17 werden einem Multiplikator 21 zugeführt und die Tonwellenformdaten der jeweiligen Kanäle werden in Zeitteilung mit den dem Drücken und Loslassen der Taste entsprechenden Amplitudenhüllkurven geliefert.
  • Das Ausgangssignal des Multiplikators 21 wird den Dateneingängen der Halteschaltungen 22-1 bis 22-12 zugeführt, die parallel entsprechend den jeweiligen Kanälen angeordnet sind. Die Haltesteuereingänge L der Halteschaltungen 22-1 bis 22-12 werden mit den Ausgangssignalen der UND-Gatter 23-1 bis 23-12 versehen, die die logischen Produkte der entsprechenden Kanalzeitsteuerungssignale CH1 bis CH2 und des invertierten Signals des Taktimpulses Φ&sub2; sind. Auf diese Weise werden die Ausgangssignale des Multiplikators 21 in den entsprechenden Halteschaltungen 22-1 bis 22-12 in den zweiten Hälften der Zeitteilungszeitschlitze jedes Kanals gehalten. Wie beschrieben, werden in den Zeitschlitzen der zweiten Hälfte (die Zeitsteuerungen des Unterkanals 2) der Kanalzeitsteuerungen 1 bis 12 zwei zu diesem Kanal gehörige gewichtete Tonwellenformdaten von dem Addierer 20 addiert, so daß die den Ergebnissen der Addition entsprechenden Daten in den jeweiligen Halteschaltungen 22- 1 bis 22-12 gehalten werden. Somit ist die Zeitteilung der Tonwellenformdaten jedes Kanals gelöscht.
  • Die Ausgangssignale der Halteschaltungen 22-1 bis 22-12 werden den Halteschaltungen 24-1 bis 24-12 zugeführt. Den Haltesteuereingängen L der Halteschaltungen 24-1 bis 24-12 werden Tonhöhensynchronisationsimpulse PSP1 bis PSP12 zugeführt, die von dem Phasengenerator 13 erzeugt werden. Die Tonhöhensynchronisationsimpulse PSP1 bis PSP12 sind Impulse, die mit den Frequenzen der den jeweiligen Kanälen zugehörigen Töne synchron sind. Nichtharmonischentaktanteile werden durch Halten der Tonwellenformdaten auf diese Impulse hin entfernt. Die Ausgangssignale der Halteschaltungen 24-1 bis 24-12 werden einem Addierer 25 zugeführt und von diesem addiert und anschließend von einem Digital-Analog-Wandler 26 in ein Analogsignal umgewandelt, bevor sie ein Akustiksystem 27 erreichen.
  • Nunmehr werden die einzelnen Teile der in Fig. 2 dargestellten Schaltung im einzelnen beschrieben. Fig. 5 zeigt ein Beispiel des Phasengenerators 13. Die Leseeinrichtung zum wiederholten Auslesen von Einperiodenwellenformdaten ist mit 28 bezeichnet. Die Tastenkodes KC der jeweiligen Kanäle, die in Zeitteilung von dem Tastenzuweiser zugeführt werden, werden auf die Kanalzeitsteuerungssignale CH1 bis CH12 hin den jeweiligen Halteschaltungen 29-1 bis 29-12 zugeführt und dort gehalten. In den jeweiligen Kanälen vorgesehene variable Oszillatoren 30-1 bis 30-12 erzeugen entsprechend den Tonfrequenzen der gedrückten Tasten, die auf die von den entsprechenden Halteschaltungen 29-1 bis 29-12 gelieferten Tastenkodes KC den jeweiligen Kanälen zugewiesen sind, Notentaktimpulse NC1 bis NC12. Die Notentaktimpulse NC1 bis NC12 werden einer Zeitteilungssteuerschaltung 31 zugeführt, auf die Kanalzeitsteuerungssignale CH1 bis CH12 hin in Zeitteilung abgetastet und gemultiplext, um über eine Leitung 32 ein zeitgemultiplextes Ausgangssignal zu erhalten.
  • Fig. 6 zeigt ein Beispiel der Zeitteilungssteuerschaltung 31, bei der zwölf RS-Flip-Flops 33-1 bis 33-12 durch deren eingestellte Eingänge S die Notentaktimpulse NC1 bis NC12 zugeführt werden. Den UND-Gattern 34-1 bis 34-12 werden die Ausgangssignale Q der Flip-Flops 33-1 bis 33-12 und die Kanalzeitsteuerungssignale CHI bis CH12 zugeführt. Die Ausgangssignale der UND-Gatter 34-1 bis 34-12 werden von einem ODER-Gatter 350 gemultiplext und sowohl der Leitung 32 zugeführt als auch zu den Rücksetzeingängen R der entsprechenden Flip-Flops 33-1 bis 33-12 rückgeführt. Die Ausgangssignale der Flip- Flops 33-1 bis 33-12 werden als die Tonhöhensynchronisationsimpulse PSP1 bis PSP12 erzeugt und, wie beschrieben, den in Fig. 2 gezeigten Halteschaltungen 24-1 bis 24-12 zugeführt. Die Flip-Flops 33-1 bis 33-12 werden beim Ansteigen der Signale durch die Einstelleingänge S eingestellt und beim Abfallen der Signale durch die Rücksetzeingänge R rückgesetzt. Fig. 7 zeigt ein Beispiel der Eingangs- und Ausgangssignale an den verschiedenen Teilen der in Fig. 6 gezeigten Schaltungen. Wie aus Fig. 7 hervorgeht, sind die Notentaktimpulse NC1 bis NC12 der den jeweiligen Kanälen zugewiesenen Tasten asynchron mit den Kanalzeitsteuerungen. Der Anstieg der Impulse NC1 bis NC12 stellt die Flip-Flops 33-1 bis 33- 12 derart ein, daß die UND-Gatter 34-1 bis 34-12 freigegeben sind. Dann erzeugen die UND-Gatter 34-1 bis 34-12 auf die ersten Kanalzeitsteuerungssignale CH1 bis CH12 hin Impulse, deren Abfallen die Flip-Flops 33-1 bis 33- 12 zurücksetzt. Dadurch wird es ermöglicht, von den UND- Gattern 34-1 bis 34-12 neue Notentaktimpulse zu erhalten, die die gleichen Frequenzen wie die Notentaktimpulse NC1 bis NC12 aufweisen und synchron mit den Kanalzeitsteuerungssignalen CH1 bis CH12 sind. So werden die Notentaktimpulse, die den Frequenzen der Töne entsprechen, die den jeweiligen Kanälen zugewiesen sind (mit Frequenzen, die ein ganzzahliges Vielfaches der Frequenzen der Töne sind), synchron mit den Zeitteilungszeitsteuerungen der entsprechenden Kanäle einer Leitung 32 zugeführt.
  • Wie aus Fig. 5 hervorgeht, werden die Notentaktimpulse der jeweiligen Kanäle einem Zähler 38 zugeführt, der aus einem Addierer 35, einem Gatter 36 und einem Schieberegister 37 besteht, so daß die Impulse kanalweise in Zeitteilung gezählt werden. Das Schieberegister 37, das 24 Bit/8 Stufen aufweist, wird von dem Taktimpuls Φ&sub1;, der synchron mit der Unterkanalzeitsteuerung ist, schiebegesteuert. Das Ausgangssignal des Schieberegisters 37 wird dem Addierer 35 zugeführt, um mit dem Notentaktimpuls durch die Leitung 32 addiert zu werden. Das Additionsausgangssignal wird durch das Gatter 36 in dem Schieberegister 37 gespeichert. Die 24 Stufen des Schieberegisters 37 entsprechen den beiden Unterkanälen der zwölf Kanäle, so daß die Zählstände für einen Kanal in zwei Stufen (entsprechend den zwei Unterkanälen) gespeichert werden. Das Gatter 36 wird sofort auf den Anschlag-Impuls KONP hin unmittelbar vor Einsetzen des Klangs geschlossen, um den Speicher für die entsprechenden zwei Stufen in dem Schieberegister 37 freizumachen.
  • Das Schieberegister 37 weist ein Fassungsvermögen von acht Bits pro Stufe auf, so daß der Zähler 38 eine Modulo-256-Zählung in Zeitteilung für 24 Kanäle (tatsächlich 12 Kanäle) durchführt. Das Ausgangssignal des Gatters 36 wird als Zählstandausgangssignal des Zählers 38 herausgenommen und dem Wellenformspeicher 14 als am wenigsten signifikante Bits der Adreßdaten MADR zugeführt. Dieses Zählstandausgangssignal des Zählers 38 ermöglicht das sequentielle Auslesen der Abtastpunkte der aus 256 Abtastpunkten bestehenden Ein-Perioden-Wellenform. Die Zählung wird entsprechend den Notentaktimpulsen NC1 bis NC12 durchgeführt, so daß das Lesen entsprechend den zu erzeugenden Tonfrequenzen bewerkstelligt wird.
  • Die Adreßdaten MADR zum Auslesen des Wellenformspeichers 14 weisen N + 8 Bits (N > 8) auf. Wie erwähnt, bezeichnen ihre am wenigsten signifikanten acht Bits sequentiell die Abtastpunkte in einer Periode der Wellenform und die signifikantesten N Bits die Wellenform für eine Periode.
  • Die Adreßdaten der signifikantesten N Bits zum Benennen der Wellenform werden von einer die Wellenformbenennungseinrichtung bildenden Startadreßerzeugungsschaltung 40 durch einen Addierer 41 geliefert. Die Startadreßerzeugungsschaltung 40 erzeugt die Startadressen A&sub0;, B&sub0;, C&sub0;, . . . der vollen Anklangbereichswellenform und die Startadressen A&sub1;, A&sub2;, . . . der Segmentwellenformen.
  • Zur Benennung jeder Ein-Perioden-Wellenform der Vollanklangbereichswellenform ist ein Anklangbereichsperiodenzähler 39 vorgesehen. Ein Addierer 41 ist zur Bezeichnung der Absolutadressen der einzelnen Ein-Perioden- Wellenformen in der gesamten Anklangbereichswellenform durch Addition und Synthese der Ausgangssignale des Zählers 39 und der Startadressen A&sub0;, B&sub0;, C&sub0;, . . . des Anklangbereichs vorgesehen.
  • Die Hardware-Konstruktion des Anklangbereichsperiodenzählers 39 ist ähnlich der des Zählers 38 und weist einen Addierer 43, ein Gatter 44 und ein Schieberegister 45 auf. Der Zähler 39 zählt ein Übertragsignal CRY von dem signifikantesten Bit des Addierers 35 kanalweise in Zeitteilungsbetrieb. Das Übertragsignal CRY wird jedesmal erzeugt, wenn in einem bestimmten Kanal des Zählers 38 256 Notentaktimpulse gezählt werden (d. h. jedesmal, wenn eine Periode der Wellenform ausgelesen wird). Zählen des Übertragsignals CRY bedeutet Zählen der Frequenz des Anklangbereichs.
  • Das Ausgangssignal des Zählers 39 wird dem Gatter 42 zugeführt, das auf ein später zu beschreibendes Anklangsignal AT hin nur während des Lesens der Vollanklangbereichswellenform geöffnet wird, wenn das Ausgangssignal des Zählers 39 einem Addierer 41 zugeführt wird. Dem anderen Eingang des Addierers 41 werden die Ausgangssignale der am wenigsten signifikanten acht Bits der von der Startadreßerzeugungsschaltung 40 erzeugten N-Bit- Startadreßdaten zugeführt. Die 8-Bit-Ausgangsdaten des Addierers 41 werden auf der weniger signifikanten Seite der signifikantesten (N-8)-Bit-Daten der N-Bit-Startadreßdaten angeordnet, wobei beide Daten die signifikantesten N Bits der Adreßdaten MADR bilden. Der sich durch die Wirkung des Zählers 39 ergebende Zählstand gibt die Anzahl der Perioden, gezählt von der ersten Periode der Vollanklangbereichswellenform, an, während die Startadresse A&sub0;, B&sub0;, C&sub0;, . . . die erste Absolutadresse der Vollanklangbereichswellenform in dem Wellenformspeicher 14 angibt. Daher kann durch Addition des Zählstands und der Startadresse die erste Absolutadresse jeder Periode der Vollanklangbereichswellenform bestimmt (oder die einzelnen Ein-Perioden-Wellenformen können bezeichnet) werden.
  • Eine Anklangsendeerkennungsschaltung 46 ist vorgesehen, um das von dem Zähler 38 gelieferte Übertragsignal CRY zu zählen und zu überprüfen, ob das Lesen der gesamten Anklangbereichswellenform beendet ist. Fig. 8 zeigt ein Beispiel der Schaltung 46.
  • In Fig. 8 speichert ein Anklangbereichsperiodenzahlspeicher 47 die Anzahl der Perioden der Vollanklangbereichswellenform für jede Klangfarbe und liest die Periodenanzahldaten ATN entsprechend den Klangfarbenauswähldaten TC aus. Ein aus einem Subtrahierer 48, einem Gatter 49, einem Selektor 50 und einem 24-Stufen/8-Bit-Schieberegister 51 gebildeter Zähler führt das Rückwärtszählen der Anzahl der Perioden jedesmal dann durch, wenn eine Periode der Anklangbereichswellenform ausgelesen wird. Das Rückwärts zählen erfolgt kanalweise in Zeitteilungsbetrieb. Der Selektor 50 wählt bei Erzeugung des Anschlag- Impulses KONP die aus dem Speicher 47 ausgelesenen Periodenanzahldaten ATN an seinem B-Eingang aus und lädt die Daten in das Schieberegister 51. Zu anderen Zeiten wählt der Selektor 50 die seinem A-Eingang zugeführten Daten von der letzten Stufe des Schieberegisters 51 durch den Subtraktor 48 und führt die Daten dem Schieberegister 51 zu. Das von dem in Fig. 5 dargestellten Addierer erzeugte Übertragsignal wird dem Gatter 49 zugeführt. Während des Anklangs wird das Gatter 49 von dem Anklangssignal AT freigegeben, um das Übertragsignal CRY dem Subtraktor 48 zuzuführen. Bei Empfang des Übertragsignals CRY subtrahiert der Subtraktor 48 "1" von den Ausgangssignaldaten des Schieberegisters 51. So werden die die Anzahl der Perioden der Vollanklangbereichswellenform angebenden Daten zunächst dem Schieberegister 51 zugeführt, wonach "1" von den Daten immer dann subtrahiert wird, wenn eine Periode der Anklangbereichswellenform ausgelesen wird, bis schließlich das Lesen der vollen Anklangbereichswellenform beendet ist.
  • Das Ausgangssignal des Zählers 52 wird dem Selektor 50 entnommen und einer Gesamt-"0"-Erkennungsschaltung 520 zugeführt. Die Gesamt-"0"-Erkennungsschaltung 520 erkennt, ob die von dem Selektor 50 gelieferten Zählungsausgangsdaten alle 0 sind und erzeugt "1", wenn die Daten alle 0 sind. Das Ausgangssignal der Erkennungsschaltung 520 wird als invertiertes Anklangsignal erzeugt. Das durch Invertieren des inversen Anklangsignals mittels eines Inverters 53 erhaltene Signal wird als das Anklangsignal AT erzeugt. Entsprechend ist das Anklangsignal AT "1" und das inverse Anklangsignal AT "0" während des Anklangs, wobei ersteres auf "0" geht und letzteres auf "1" bei Beendigung des Anklangs. Eine Verzögerungsschaltung 54 ist zur Signalverzögerung vorgesehen- die einer Periode der Zeitteilungskanalzeitsteuerung gemäß dem Taktimpuls Φ&sub2; · 12 mit dem 12fachen der Anzahl der Perioden des Taktimpulses Φ&sub2; entspricht, und verzögert das Anklangsignal AT, bevor sie es einem UND-Gatter 55 zuführt. Dem UND-Gatter 55 wird durch seinen anderen Eingang das invertierte Anklangsignal zugeführt. Wenn das Signal von "0" auf "1" geschaltet wird, wird das Ausgangssignal des UND- Gatters während eines dem Kanal entsprechenden Zeitschlitzes (zwei Zeitschlitze des Unterkanals) zu "1", wobei dieses Ausgangssignal "1" als das Anklangendsignal ATEND erzeugt wird. Bei Beendigung des Anklangs wird das Gatter 49 auf "0" des Anklangsignals AT geschlossen, so daß keine weitere Rückwärtszählung erfolgt. Daher bleibt der von dem Zähler 52 gelieferte Zählstand immer "0" außer während des Anklangs. Fig. 11, Teil (a), zeigt ein Beispiel des Betriebs der in Fig. 8 gezeigten Schaltungen.
  • Wie Fig. 5 zeigt, wählt die Startadreßerzeugungsschaltung 40 einen Satz Startadressen entsprechend den Klangfarbenauswähldaten TC aus, erzeugt die Startadresse des Anklangbereichs entsprechend dem Anschlag-Impuls KONP und erzeugt die Startadressen der jeweiligen Segmentwellenformen, indem sie, entsprechend dem Wellenformschaltbefehlsignal WCHG, von einer zur anderen schaltet. Ein Beispiel der Startadreßerzeugungsschaltung 40 ist in Fig. 9 dargestellt.
  • Wie Fig. 9 zeigt, werden mehr als ein Satz Startadressen A&sub0;, A&sub1;, A&sub2;, . . . , B&sub0;, B&sub1;, B&sub2;, . . . , C&sub1;, C&sub2;, . . . in einem Startadreßspeicher 56 entsprechend den jeweiligen Klangfarben gespeichert. Eine dieser Startadressen (z. B. A&sub0;, A&sub1;, A&sub2;, . . . für die Klangfarbe A) wird entsprechend den Klangfarbenauswähldaten TC ausgewählt. Die ein 24- Stufen-Schieberegister 57, Selektoren 58, 59, 60, einen Addierer 61 und ein Gatter 62 aufweisende Schleife bildet einen Zähler. Der dem Gatter 62 entnommene Zählstand wird der Adresse des Startadreßspeichers 56 zugeführt. Der Startadreßspeicher 56 liest den einen ausgewählten Satz Startadreßdaten (z. B. A&sub0;, A&sub1;, A&sub2;, . . . ) sequentiell entsprechend dem dem Adreßeingang zugeführten Zählstand aus. Der Startadreßspeicher 56 liest die Startadresse A&sub0; des Anklangbereichs auf den von dem Gatter 62 gelieferten Zählstand "0", die Startadresse A&sub1; der Segmentwellenform SEG1 auf den Zählstand "1" und die Startadresse A&sub2; der Segmentwellenform SEG2 auf den Zählstand "2" hin aus. So wird die aus dem Wellenformspeicher 14 (Fig. 2) auszulesende Wellenform durch die aus dem Startadreßspeicher 56 ausgelesenen Startadreßdaten benannt.
  • Das Gatter 62 wird durch das Signal KONP, die Umkehrung des Anschlag-Impulses KONP, freigegeben. Das Gatter 62 wird in dem Kanal geschlossen, in dem der Anschlag-Impuls erzeugt wird, so daß der Speicher in dem Schieberegister 57, der diesem Kanal entspricht, freigemacht ist. Das Ausgangssignal der letzten Stufe des Schieberegisters 57 wird sowohl dem C-Eingang eines Selektors 58 als auch dem A-Eingang und dem B-Eingang des Selektors 58 über die Verzögerungsschaltung 63 bzw. 64 zugeführt. Die Verzögerungsschaltung 63 wird von dem Taktimpuls Φ&sub1; · 23, der 23 Perioden des Taktimpulses Φ&sub1; entspricht, verzögerungsgesteuert, während die Verzögerungsschaltung 64 von dem Taktimpuls Φ&sub1; verzögerungsgesteuert wird. Dem A-Auswähleingang SA des Selektors 58 wird das Ausgangssignal eines UND-Gatters 65 zugeführt, das das logische Produkt aus dem Taktimpuls Φ&sub2; und dem Wellenformschaltbefehlssignal WCHG ist. Dem B-Auswähleingang SB wird das Ausgangssignal eines UND-Gatters 66 zugeführt, das das logische Produkt aus der Umkehrung des Taktimpulses Φ&sub2; und dem Signal WCHG ist. Dem C- Auswähleingang SC wird die Umkehrung des Signals WCHG von einem Inverter 67 zugeführt.
  • Das Ausgangssignal des Selektors 58 wird dem A-Eingang eines Selektors 59 zugeführt. Dem B-Eingang des Selektors 59 wird der Zahlenwert "1" und dem C-Eingang "2" zugeführt. Dem A-Auswähleingang SA des Selektors 59 wird die Umkehrung des Anklangendsignals ATEND von einem Inverter 68, dem B-Auswähleingang SB das Ausgangssignal eines UND-Gatters 69, das das logische Produkt aus dem Taktimpuls Φ&sub2; und dem Signal ATEND ist, und dem C- Auswähleingang SC das Ausgangssignal eines UND-Gatters 70, das das logische Produkt aus der Umkehrung des Taktimpulses Φ&sub2; und dem Signal ATEND ist, zugeführt.
  • Das Ausgangssignal des Selektors 59 wird einem Addierer 61 zugeführt. Dem anderen Eingang des Addierers 61 wird das Wellenformschaltbefehlssignal WCHG zugeführt, so daß den Ausgangsdaten des Selektors 59 jedesmal "1" hinzuaddiert wird, wenn das Befehlssignal WCHG auf "1" geht. Das Ausgangssignal des Selektors 61 wird dem B-Eingang eines Selektors 60 zugeführt. Dem A-Eingang des Selektors 60 wird das Ausgangssignal eines Sequenzrückkehradreßspeichers 71 zugeführt. Das Ausgangssignal des Addierers 61 wird einer Endsegmenterkennungsschaltung 61A zugeführt, deren Ausgangssignal dem A-Auswähleingang SA des Selektors 60 zugeführt wird. Die Umkehrung des Ausgangssignals der Schaltung 61A wird über einen Inverter 72 dem B-Auswähleingang SB zugeführt. Das Ausgangssignal des Selektors 60 wird durch ein Gatter 62 dem Schieberegister 57 zugeführt.
  • Weil das Schieberegister 57 24 Stufen aufweist und der Taktimpuls Φ&sub1; als Operationstaktimpuls verwendet wird, wird der Zählvorgang in 24 Zeitschlitzen in Zeitteilungsbetrieb in jedem der Unterkanäle der Kanäle 1 bis 12 durchgeführt. Nachfolgend wird der Zählvorgang in einem Kanal beschrieben. Wie zuvor erwähnt, wird das Gatter 62 zunächst bei Erzeugung des Anschlag-Impulses KONP geschlossen, wobei der Inhalt der zwei Stufen des Schieberegisters 57 auf 0 gelöscht wird. Wie später beschrieben wird, wird das Wellenformschaltbefehlssignal WCHG nicht während des Anklangs erzeugt und daher steuert der Selektor 58 stets den C-Eingang an. Während des Anklangs bleibt das Anklangendsignal ATEND "0" und der Selektor 59 steuert den A-Eingang an. Ferner bleibt das Ausgangssignal der Endsegmenterkennungsschaltung 61A "0", bis das Lesen der Endsegmentwellenform abgeschlossen ist, so daß der Selektor 60 den B-Eingang auswählt. So zirkuliert der gelöschte Inhalt des Schieberegisters 57 durch den C-Eingang des Selektors 58, den A-Eingang des Selektors 59, den Addierer 61, den B-Eingang des Selektors 60 und das Gatter 62, wobei eine Zeitverzögerung eines Zyklus der Kanalzeitsteuerung synchron mit derselben Kanalzeitsteuerung ist. Daher bleibt der von dem Gatter 62 dem Startadreßspeicher 56 zugeführte Zählstand "0" und entsprechend werden die die Startadresse des Anklangbereichs (z. B. A&sub0;) angebenden Daten ausgelesen.
  • Wie beschrieben, wird das Anklangendsignal ATEND einmal bei Beendigung des Anklangs durch die in Fig. 8 gezeigte Anklangsenderkennungsschaltung 46 zu der passenden Kanalzeitsteuerung (Zeitschlitze für zwei Unterkanäle) erzeugt. Dies gibt die UND-Gatter 69 und 70 frei, so daß der Selektor 59 den B-Eingang bei dem Zeitschlitz für die erste Hälfte (d. h. die Zeitsteuerung des Unterkanals 1, bei der der Taktimpuls Φ&sub2; "1" ist) wählt und der Zahlenwert "1" in dem Schieberegister 57 gespeichert wird. Ferner wählt der Selektor 59 den C-Eingang bei dem Zeitschlitz für die zweite Hälfte (d. h. der Zeitsteuerung des Unterkanals 2, bei der der Taktimpuls Φ&sub2; "0" ist) aus und der Zahlenwert "2" wird in dem Schieberegister 57 gespeichert.
  • So wird nach Ende des Anklangs zunächst der Zahlenwert "1" entsprechend dem Unterkanal 1 eingestellt und der Zahlenwert "2" wird dann entsprechend dem Unterkanal 2 eingestellt. Entsprechend liest der Startadreßspeicher 56 die die Startadresse (z. B. A&sub1;) der ersten Segmentwellenform SEG1 entsprechend dem Unterkanal 1 angebenden Daten und die die Startadresse (z. B. A&sub2;) der zweiten Segmentwellenform SEG2 entsprechend dem Unterkanal 2 angebenden Daten aus. Dieser Zustand wird aufrechterhalten, bis anschließend das Wellenformschaltbefehlssignal WCHG geliefert wird. Fig. 11, Teil (b) zeigt, als Beispiel, die Veränderung des Zählstandes für einen Kanal (zwei Unterkanäle), die von dem Gatter 62 erzeugt wird.
  • Das Wellenformschaltbefehlssignal WCHG wird derart erzeugt, daß es abwechselnd einem der zwei Unterkanäle desselben Kanals entspricht, wie noch beschrieben wird. Wie in Fig. 11, Teil (b) gezeigt, entspricht das Signal WCHG dem Unterkanal 1 und dann dem Unterkanal 2, auf diese Weise entspricht es abwechselnd hintereinander jedem Unterkanal. Daher wird der Zählvorgang in der in Fig. 9 gezeigten Schaltung auf das Wellenformschaltbefehlsignal WCHG für einen der zwei Unterkanäle durchgeführt.
  • Wenn das Wellenformschaltbefehlssignal WCHG entsprechend dem Kanalzeitschlitz für die erste Hälfte, d. h. dem Unterkanal 1, erzeugt wird, wird das UND-Gatter 65 auf "1" des Taktimpulses Φ&sub2; hin freigegeben, während das UND-Gatter 66 nicht freigegeben wird. In diesem Fall wird daher das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 63 durch den A-Eingang des Selektors 58 ausgewählt, wobei von dem Addierer 61 auf das Signal WCHG hin dem Ausgangssignal "1" hinzuaddiert wird. Die Verzögerungsschaltung 63 erzeugt Daten, die unter dem Gesichtspunkt der Unterkanalzeitsteuerung 23 Zeitschlitze vorausliegen. Diese Daten sind die Zählstanddaten des Unterkanals 2 in dem denselben Kanal betreffenden vorhergehenden Zyklus. Der mit "1" addierte Zählstand des Unterkanals 2 ist der neue Zählstand. In diesem Fall ist dies, da der Zählstand des Unterkanals 2 um 1 höher ist als der des Unterkanals 1, so, als ob dem Zählstand des Unterkanals 1 2 hinzuaddiert würde. Wenn beispielsweise, wie erwähnt, der Zählstand des Unterkanals 1 "1" ist und der Zählstand des Unterkanals 2 "2", wird der Zählstand "2" in dem vorhergehenden Zyklus (d. h. das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 63) mit 1 addiert, und zwar bei der Zeitsteuerung des Unterkanals 1, wenn das erste Wellenformschaltbefehlssignal WCHG entsprechend dem Unterkanal 1 geliefert wird; so ändert sich der Zählstand des Unterkanals 1 auf "3". In diesem Fall wird das Ausgangssignal des Schieberegisters unverändert durch den C-Eingang des Selektors 58 bei der Zeitsteuerung des Unterkanals 2 ausgewählt, so daß der Zählstand nicht erhöht wird und der Zählstand des Unterkanals 2 "2" bleibt. Auf diese Weise ändert sich die Leseadresse des Unterkanals 1 auf das erste Wellenformschaltbefehlssignal WCHG hin und die die Startadresse (z. B. A&sub3;) der dritten Segmentwellenform SEG3 angebenden Daten werden aus dem Speicher 56 ausgelesen. Währenddessen bleibt die Leseadresse des Unterkanals 2 unverändert, so daß die Startadreßdaten der zweiten Segmentwellenform SEG2 weiterhin ausgelesen werden.
  • Wenn das Wellenformschaltbefehlssignal WCHG entsprechend dem Unterkanal 2 erzeugt wird, wird, im Gegensatz zu dem obigen Fall, das UND-Gatter 66 freigegeben, so daß das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 64 durch den B- Eingang des Selektors 58 ausgewählt und von dem Addierer 61 auf das Signal WCHG hin mit 1 addiert wird. Währenddes sen erzeugt die Verzögerungsschaltung 64 den Zählstand des Unterkanals einen Zeitschlitz voraus liegend, d. h. des Unterkanals 1 desselben Kanals, wobei der mit 1 addierte Zählstand der neue Zählstand des Unterkanals 2 ist. In diesem Fall ist der Zählstand des Unterkanals 1 größer als der des Unterkanals 2, so daß der Unterkanal 2 den gleichen Zählstand annimmt, als ob er mit 2 addiert worden wäre. Wenn beispielsweise bei Erzeugung des Signals WCHG entsprechend dem Unterkanal, wie beschrieben, der Zählstand des Unterkanals 1 "3" ist und der Zählstand des Unterkanals 2 "2" ist, wird der Zählstand des Unterkanals 2 auf "4" verändert, während der Zählstand des Unterkanals 1 "3" bleibt.
  • Wie oben beschrieben, nimmt jedesmal, wenn das Wellenformschaltbefehlssignal WCHG abwechselnd entsprechend einem der Unterkanäle 1 und 2 erzeugt wird, der Zählstand des entsprechenden Unterkanals um 2 zu und dementsprechend ändert sich die Ordnung der in den jeweiligen Unterkanälen benannten Segmentwellenformen abwechselnd eine über die andere Zeitsteuerung zu "1" und "2", "3" und "2", "3" und "4", "5" und "4". Diese abwechselnde Wellenformschaltsteuerung ermöglicht die Realisierung des Zuweisens der Segmentwellenformen gemäß Fig. 1b entsprechend beiden Kanälen (Unterkanäle 1 und 2).
  • Wenn eine gegebene Anzahl an Wellenformschaltbefehlssignalen WCHG geliefert worden ist und das Ausgangssignal des Addierers 61 den die letzte Segmentwellenform benennenden Wert überschritten hat, wird das Ausgangssignal der letzten Segmenterkennungsschaltung 61A "1". Die Erkennungsschaltung 61A wird beispielsweise aus einem Speicher und einem Komparator gebildet, wobei der Speicher den Zahlenwert für jede Klangfarbe speichert, die die letzte Segmentwellenform der mehreren in dem Wellenformspeicher 14 in bezug auf jede Klangfarbe gespeicherten Segmentwellenformen angibt und den Zahlenwert gemäß den Klangfarbenauswähldaten TC ausliest, wobei der Komparator die aus dem Speicher ausgelesenen numerischen Daten und die Ausgangsdaten des Addierers 61 vergleicht und das Signal "1" erzeugt, wenn der Wert der Ausgangsdaten größer ist als der Wert der Zahlenwertdaten. Wenn das Ausgangssignal der Erkennungsschaltung 61 "1" wird, wird der Selektor 60 auf den A-Eingang geschaltet. Entsprechend werden die aus dem Sequenzrückkehradreßspeicher 71 ausgelesenen Rückkehradreßordnungsdaten von dem Selektor 60 ausgewählt und in dem Schieberegister 57 gespeichert. In dem Sequenzrückkehradreßspeicher 71 werden in bezug auf die Unterkanäle 1 und 2 für jede Klangfarbe die Rückkehradreßordnungsdaten gespeichert, die angeben, welche Segmentwellenform anschließend an die letzte Segmentwellenform aus gelesen werden soll. Der Speicher 71 liest gegebene Rückkehradreßordnungsdaten auf die Klangfarbenauswähldaten TC und den Taktimpuls Φ&sub2; hin aus. Wenn der Klang nach Auslesen der letzten Segmentwellenform andauert, gewährleistet der Sequenzrückkehradreßspeicher 71, daß das Lesen fortgesetzt wird, und zwar zurück zu der Segmentwellenform, die den Rückkehradreßordnungsdaten entspricht. In diesem Fall stellen die in dem Sequenzrückkehradreßspeicher 71 gespeicherten Rückkehradreßordnungsdaten den Zahlenwert i dar, der die Ordnung der Segmentwellenform SEGi angibt, zu der bei Rückkehr entsprechend dem Unterkanal 1 ausgelesen wird, und den Zahlenwert i + 1, der die der Segmentwellenform SEGi folgende Ordnung entsprechend dem Unterkanal 2 in bezug auf die Klangfarben angibt, bei denen die Gesamtzahl der in dem Wellenformspeicher 14 gespeicherten Sequenzwellenformen SEG1, SEG2, . . . eine gerade Zahl ist. In bezug auf die Klangfarben, bei denen die Gesamtzahl der Sequenzwellenformen eine ungerade Zahl ist, wird, im Gegensatz zu dem obigen Fall, in dem Wellenformspeicher 14 der Zahlenwert i entsprechend dem Unterkanal 2 und der Zahlenwert i + 1 entsprechend dem Unterkanal 1 gespeichert.
  • Wenn beispielsweise die Klangfarbe A ausgewählt wird, wobei angenommen sei, daß die Gesamtzahl ihrer Segmentwellenformen 6 ist, und die Ordnung der Segmentwellenform, zu der zum Lesen zurückgekehrt werden soll, 3 ist, verändert sich der Zählstand des Unterkanals 1 auf "0" → "1" → "3" → "5" → "3" → "5" → "3" → "5" . . . , während der Zählstand des Unterkanals 2 sich auf "0" → "2" → "4" → "6" → "2" → "6" → "2" → "6" . . . ändert. Folglich werden die Segmentwellenformen SEG3, SEG5 wiederholt benannt, nachdem die Segmentwellenformen SEG1, SEG3 und SEG5 sequentiell in bezug auf den Unterkanal 1 benannt worden sind, während die Segmentwellenformen SEG4, SEG6 wiederholt benannt werden, nachdem die Segmentwellenformen SEG2, SEG4, SEG6 sequentiell benannt worden sind.
  • Nunmehr erfolgt die Beschreibung der Überblendsteuerschaltung 16 unter Bezugnahme auf Fig. 10.
  • Eine Zähleinrichtung 73 ist zur Erzeugung der Zeitfunktion vorgesehen, um die zeitliche Veränderung der Wichtung einzustellen, und sie weist einen ersten Zähler 73A und einen zweiten Zähler 73B auf. Die Zähler 73A und 73B weisen jeweils Addierer 74A, 74B, Gatter 75A, 75B und von dem Taktimpuls Φ&sub2; gesteuerte 12-stufige Schieberegister 76A, 76B auf. Die Ausgangssignale der Schieberegister 76A, 76B zirkulieren durch die Addierer 74A, 74B und die Gatter 75A, 75B, um einen Zählvorgang Kanal um Kanal in Zeitteilung zu ermöglichen. Der erste Zähler 73A ist vorgesehen, um zu zählen, wie oft die Segmentwellenformen geschaltet werden. Ein Veränderungsratenspeicher 77 speichert die Veränderungsratendaten für die jeweiligen Klangfarben entsprechend der Anzahl des Schaltens. Den Klangfarbenauswähldaten TC entsprechend wird ein Satz der Veränderungsratendaten ausgewählt und ein Veränderungsratenwert DT wird ferner aus den ausgewählten Daten ausgewählt, und zwar entsprechend der von dem ersten Zähler 73A gezählten zahlenmäßigen Häufigkeit des Schaltens. Das Ausgangssignal des Gatters 75A wird als das Zählstandausgangssignal des Zählers 73A herausgenommen und dem Speicher 77 zugeführt. Der erste Zähler 73A und der Veränderungsratenspeicher 77 entsprechen der Zählratensteuereinrichtung.
  • Der zweite Zähler 73B ist vorgesehen, um die Zählung von einem ersten gegebenen Wert (z. B. 0) bis zu einem zweiten gegebenen Wert (z. B. einem Maximum) mit der den aus dem Speicher 77 ausgelesenen Veränderungsratendaten DT entsprechenden Rate durchzuführen. Die Veränderungsratendaten DT werden dem Addierer 74B zugeführt und in dem zweiten Zähler 73B zu gegebenen Zeitintervallen akkumuliert. Das Gatter 75B wird von dem umgekehrten Anklangsignal freigegeben, außer während des Anklangs. Daher wird während des Anklangs der Zählstand des Zählers 73B auf "0" gebracht, bis er bei Ende des Anklangs mit dem Zählen der Daten DT beginnt.
  • Das Zählstandausgangssignal des zweiten Zählers 73B wird dem Gatter 73B entnommen und einer Funktionsumsetzschaltung 78 zugeführt, die aus exklusiven ODER-Gattern besteht. Die Funktionsumsetzschaltung 78 nimmt die am wenigsten signifikanten n-1-Bits des n-Bit-Zählstandsausgangssignals einzeln durch ihre exklusiven ODER-Gatter an und das signifikanteste Bit MSB durch ihre einzelnen ODER-Gatter gemeinsam, derart, daß die am wenigsten signifikanten n-1-Bits unverändert durchgelassen werden, wenn MSB "0" ist, die am wenigsten signifikanten n-1-Bits aber invertiert durchgelassen werden, wenn MSB "1" ist. Auf diese Weise wird der von dem Minimum 0 auf das Maximum 2 ansteigende Zählstand bei 2n-1 geknickt, so daß die Funktion die Form einer von 0 auf 2n-1 ansteigenden und von 2n-1 auf 0 abnehmenden Dreieckswelle annimmt.
  • Das Ausgangssignal der Funktionsumsetzschaltung 78 wird als Grundinterpolationsfunktion IPF2 für den zweiten Kanal (Unterkanal 2) verwendet. Zur Erzeugung einer weiteren Funktion von entgegengesetzten Charakteristiken durch Invertieren jedes Bits der Interpolationsfunktion IPF2 ist eine Inversionsschaltung 79 vorgesehen. Diese Funktion mit entgegengesetzten Charakteristiken ist die Grundinterpolationsfunktion IPF1 für den ersten Kanal (Unterkanal 1). Fig. 11, Teil (c) zeigt ein Beispiel für diese Interpolationsfunktionen IPF1, IPF2. Während des Anklangs ist das Ausgangssignal der Funktionsumsetzschaltung 78 ganz 0, weil das Ausgangssignal des zweiten Zählers 73B ganz 0 ist, so daß der Wert der Zweitkanalinterpolationsfunktion IPF2 das Minimum (0) beibehält, während die Erstkanalinterpolationsfunktion IPF1 das Maximum beibehält.
  • Zum Zeitmultiplexen der Interpolationsfunktionen IPF1, IPF2 synchron mit den Unterkanälen 1 und 2 ist ein Selektor 80 vorgesehen, dessen A-Eingang IPF2 und dessen B-Eingang IPF1 zugeführt wird, wobei IPF1 durch den B- Eingang auf den Taktimpuls Φ&sub2; im "1"-Zustand (dem Zeitschlitz des Unterkanals 1) und 1PF2 durch den A-Eingang auf den Taktimpuls Φ&sub2; im "0"-Zustand (beim Zeitschlitz des Unterkanals 2) ausgewählt wird.
  • Eine Schaltsteuereinrichtung 81 ist zur Steuerung des Wellenformschaltvorgangs durch die Wellenformbenennungseinrichtung oder die Startadreßerzeugungsschaltung 40 von Fig. 9 entsprechend dem Ausgangssignal der Zähleinrichtung 73 vorgesehen und weist eine Gesamt-"0"- Erkennungsschaltung 82 und ein UND-Gatter 83 auf, wobei die Erkennungsschaltung 82 den Gesamt-"0"-Zustand der von dem Selektor 80 erzeugten Interpolationsfunktionen IPF1, IPF2 erkennt, und dem UND-Gatter 83 das Ausgangssignal der Erkennungsschaltung 82 und das invertierte Anklangsignal zugeführt wird. Das UND-Gatter 83 wird von dem Signal freigegeben, außer während des Anklangs, um das Ausgangssignal "1" der Gesamt-"0"-Erkennungsschaltung 82 als das Wellenformschaltbefehlssignal WCHG zu erzeugen. Wenn eine der zwei Unterkanalinterpolationsfunktionen IPF1, IPF2, die eine negative Steigung aufweist oder mit der Zeit allmählich abnimmt, insgesamt 0 wird, wird bei der diesem Unterkanal entsprechenden Zeitsteuerung das Ausgangssignal der Gesamt-"0"-Erkennungsschaltung 82 "1" und entsprechend wird das Wellenformschaltbefehlssignal WCHG erzeugt. Wenn sich die Steigungen der Interpolationsfunktionen IPF1, IPF2 beider Unterkanäle bei jedem Interpolationsabschnitt ändern, wird das Wellenformschaltbefehlssignal WCHG entsprechend einem der Unterkanäle immer nach Beenden einer Interpolation abwechselnd erzeugt. Fig. 11, Teil (b) zeigt ein Beispiel der Wellenformschaltbefehlssignale WCHG, wie sie entsprechend den in Fig. 11, Teil (c) gezeigten Interpolationsfunktionen IPF1 und IPF2 erzeugt werden.
  • Die von dem Selektor 80 in Zeitteilung erzeugten Interpolationsfunktionen IPF1, IPF2 zeigen eine zeitlich lineare Charakteristik. Ein der Interpolationsfunktionsspeichereinrichtung entsprechender Überblendkurvenspeicher 84 ist zum Umsetzen der Charakteristiken dieser Funktionen in die gewünschten vorgesehen. Beispielsweise sind die verschiedenen Interpolationscharakteristikkurven (Wichtungskurven), wie in den Fign. 12a-12e in durchgezogenen Linien dargestellt, entsprechend den verschiedenen Klangfarben in dem Speicher 84 gespeichert. Eine dieser Kurven wird entsprechend den Klangfarbenauswähldaten TC (oder mittels eines speziellen Schalters etc.) ausgewählt und mit den Interpolationsfunktionen IPF1, IPF2 als Adressen ausgelesen. Da, wie zuvor beschrieben, die Interpolationsfunktionen IPF1, IPF2 beider Unterkanäle einander entgegengesetzte Charakteristiken aufweisen, ist die Richtung des Lesens aus dem Speicher 84 für einen der Unterkanäle entgegengesetzt derjenigen für den anderen Unterkanal, so daß Kurven von entgegengesetzten Charakteristiken in Zeitteilung aus dem Speicher 84 ausgelesen werden. Wenn beispielsweise die Interpolationscharakteristikkurven, wie sie in den Fign. 12a-12e in durchgezogenen Linien dargestellt sind, einem der Unterkanäle entsprechend ausgelesen werden, werden die Interpolationscharakteristikkurven, wie sie durch die gestrichelten Linien in dieser Figur dargestellt sind, dem anderen Unterkanal entsprechend ausgelesen.
  • Wie vorstehend beschrieben, werden die jedem Unterkanal jedes Kanals entsprechenden, in Zeitteilung aus dem Speicher 84 ausgelesenen Interpolationscharakteristikkurvendaten als Überblendkurvendaten CF dem in Fig. 2 dargestellten Multiplikator 18 zugeführt, um die entsprechenden Segmentwellenformdaten mit Wichtung (Amplitudensteuerung) den Eigenschaften entsprechend zu liefern. Da die Funktionen IPF1, IPF2 in dem Speicher 84 als Adreßsignale verwendet werden, wirken die Zähleinrichtung 73 und die Funktionsumsetzschaltung 78 als die Adreßerzeugungseinrichtung für den Speicher 84.
  • Eine derartige Verwendung des Speichers 84 macht es möglich, daß die Interpolationscharakteristiken gewünschte Kurven aufweisen. Da ferner die Interpolationscharakteristiken der beiden Kanäle durch Auslesen jeglicher Interpolationscharakteristiken in einander entgegengesetzten Richtungen erhalten werden, können gewünschte Interpolationscharakteristikkurven geliefert werden, und dennoch werden symmetrische Interpolationen letztendlich ohne Störung durchgeführt (insofern die Interpolationssynthese an zwei Kanälen betroffen ist), so daß eine unvoreingenommene und glatte Interpolation ermöglicht ist. Was die in den Fign. 12a-12b dargestellten Charakteristiken betrifft, so steigt das Volumen in der Mitte der Interpolation (in der Mitte der Tonwellenformveränderung) entsprechend den in Fig. 12a gezeigten Charakteristiken an, während die Wellenform sich am Anfang stark, in der Mitte mäßig und am Ende wieder stark, entsprechend der in Fig. 12b gezeigten Charakteristik, verändert. Die Wellenform verändert sich am Anfang und Ende mäßig und beträchtlich in der Mitte, entsprechend der in Fig. 12c gezeigten Charakteristik. Die Wellenformveränderung schwingt entsprechend der in Fig. 12d gezeigten Charakteristik.
  • Wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, ist eine Gesamt-"0"- und Gesamt-"1"-Erkennungsschaltung 85 vorgesehen, um das Schaltsynchronisationssignal CHGS synchron mit der Wellenformschaltzeitsteuerung zu erzeugen. Der Erkennungsschaltung 85 wird das Ausgangssignal der Funktionsumsetzschaltung 78, d. h. die Interpolationsfunktion IPF2, zugeführt, und sie erkennt, ob der Wert des Eingangssignals ganz 0 oder ganz 1 ist. Wie aus Fig. 11, Teil (c) hervorgeht, ist die sich in der Form einer Dreieckswelle verändernde Interpolationsfunktion IPF2 insgesamt 1 an ihren oberen Scheitelpunkten und insgesamt 0 an ihren unteren Scheitelpunkten, wobei diese Scheitelpunkte mit der Wellenformschaltzeitsteuerung, d. h. der Zeitsteuerung des Wellenformschaltbefehlssignals WCHG, synchron sind. Das Schaltsynchronisationssignal CHGS wird "1", wenn die Interpolationsfunktion entweder ganz 0 oder ganz 1 ist. Das Signal CHGS wird "1" bei den Zeitschlitzen beider Kanäle, d. h. bei den Zeitschlitzen für einen Kanal, der einer Periode des Taktimpulses Φ&sub2; entspricht.
  • Das Signal CHGS wird von der Verzögerungsschaltung 86 um einen Zyklus der Zeitteilungszeitsteuerung entsprechend dem Taktimpuls Φ&sub2; · 12 verschoben und dem Addierer 74A in dem Zähler 73A durch das Gatter 87 zugeführt. Das Ausgangssignal des Addierers 74A wird durch das Gatter 75A dem 12-stufigen Schieberegister 76A zugeführt und um einen Zyklus der Zeitteilungskanalzeitsteuerung verzögert, bevor es zu dem Eingang des Addierers 74A zurückgeführt wird. Das Gatter 75A wird von der Umkehrung des Anklangendsignals gesteuert und sogleich bei Erzeugung des Anklangendsignals ATEND freigemacht, um den Speicher des zu dem entsprechenden Kanal gehörenden Schieberegisters 76A freizumachen. Wie vorstehend beschrieben, wird das Ausgangssignal des Gatters 75A sowohl dem Veränderungsratenspeicher 77 als auch der Gesamt-"1"-Erkennungsschaltung 88 zugeführt. Die Gesamt-"1"-Erkennungsschaltung 88 erzeugt das Signal 1, wenn der Zählstand des Zählers 73A ganz 1 wird oder sein Maximum erreicht. Die Umkehrung dieses Ausgangssignals wird durch einen Inverter 89 dem Steuereingang eines Gatters 87 zugeführt.
  • Während des Anklangs behält der Zählstand des Zählers 73A ein Maximum bei und das Gatter 87 ist geschlossen. Wenn der Zählstand auf das Anklangsendsignal ATEND bei Ende des Anklangs gelöscht wird, wird das Ausgangssignal der Gesamt-"1"-Erkennungsschaltung 88 "0" und das Gatter 87 wird geöffnet. Anschließend nimmt der Zählstand des Zählers 73A jedesmal zu, wenn das Schaltsynchronisationssignal CHGS erzeugt wird, um zu zählen, wie oft das Schalten der Wellenformen erfolgt ist. Wenn der Zählstand ein Maximum (insgesamt 1) erreicht, wird das Gatter geschlossen, um den Zählvorgang zu stoppen. Die Verzögerungsschaltung 86 ist zur Verzögerung der Zeitsteuerung vorgesehen, bei der das Signal CHGS dem Zähler 73A zugeführt wird, und zwar um eine Zeitverzögerung zwischen der Eingabe und der Ausgabe in das Schieberegister 76A. Fig. 11, Teil (c) zeigt ein Beispiel für die Anzahl der von dein Synchronisationssignal CHGS und dem Zähler 73A durchgeführten Schaltungen.
  • Wie zuvor erwähnt, werden die gegebenen Veränderungsratendaten DT entsprechend dem Zählstand des Zählers 73A aus dem Veränderungsratenspeicher 77 ausgelesen. Auf der Basis der Veränderungsratendaten DT wird die Zuwachsrate des Zählstands von dem zweiten Zähler 73B bestimmt, die Steigungen der Interpolationsfunktionen IPF1, IPF2 festgelegt und, entsprechend, die zeitliche Länge eines Interpolationsabschnittes (t&sub1;, t&sub2;, t&sub3;, t&sub4;, . . . gemäß Fig. 1b) bestimmt. Da in dem Speicher 77 beliebige Veränderungsratendaten DT entsprechend der Anzahl der durchgeführten Wellenformschaltungen (d. h. in jedem Interpolationsabschnitt) eingestellt werden können, können die jeweiligen Längen des Interpolationsabschnitts t&sub1;, t&sub2;, t&sub3;, t&sub4;, . . . frei statt gleichförmig eingestellt werden. Wenn der Zählstand des ersten Zählers 73A ein Maximum erreicht, wird das Maximum beibehalten, so daß der Veränderungsratenspeicher 77 die Veränderungsratendaten DT dem Maximum entsprechend ausliest. Selbstverständlich führt der erste Zähler 73A den Zählvorgang in Zeitteilung in jedem Kanal durch, wie auch die anderen Zähler, so daß der Wellenformschaltzählstand und die Veränderungsratendaten DT in jedem Kanal in Zeitteilung ausgelesen werden. Die folgende Tabelle 1 zeigt ein Beispiel der Veränderungsratendaten, in Dezimalschreibweise, wie sie in dem Veränderungsratenspeicher 77 gespeichert sind. Tabelle 2 zeigt die zeitliche Länge der Interpolationsabschnitte t&sub1; bis t&sub4; . . . entsprechend den in Tabelle 1 angegebenen Zahlenwerten, wobei T eine gegebene Zeiteinheit darstellt. Tabelle 1 Häufigkeit des Schaltens Klangfarbe Veränd.ratendaten Tabelle 2 Klangfarbe Interpolationsabschnitt zeitl. Länge des Interpolationsabschn. danach gleichbl.
  • Wie aus dem Vorstehenden hervorgeht, ermöglicht die Verwendung des Überblendkurvenspeichers 84 das Erzielen einer beliebigen Interpolationscharakteristikkurve. Ferner ermöglicht die Kombination aus dem Zähler 73A zum Zählen der Anzahl des Schaltens und dem Veränderungsratenspeicher 77, die zeitliche Länge des einzelnen Interpolationsabschnittes beliebig einzustellen.
  • Nunmehr werden sowohl bestimmte Beispiele der Segmentwellenformen SEG1 bis SEG5 als auch solche der durch auf diesen Wellenformen basierende Interpolation synthetisierten Tonsignale beschrieben.
  • Die Fign. 13 bis 17 zeigen jeweils ein Beispiel der Segmentwellenformen SEG1 bis SEG5. Der Einfachheit halber sei angenommen, daß diese Segmentwellenformen SEG1 bis SEG5 aus vier unterschiedlichen Anteilen einer Grundwelle, einer zweiten Harmonischen, einer dritten Harmonischen und der vierten Harmonischen, wie sie mit der gleichen relativen Amplitude kombiniert ist, zusammengesetzt sind. Jede Figur weist die Anfangsphase dieser Anteile auf (die Ordnungszahlen 1, 2, 3, 4). Die Fign. 13 und 14 enthalten ferner ein Diagramm, das jede in den Segmentwellenformen SEG1, SEG2 enthaltene Anteilswellenform vor der Synthese darstellt.
  • Die Wellenformen SEG1 und SEG2, SEG2 und SEG3, SEG3 und SEG4 sowie SEG4 und SEG5 grenzen in der Schaltordnung aneinander an.
  • Bei diesem Beispiel ist in allen Segmentwellenformen SEG1 bis SEG5 eine gegebene Phasendifferenz in den Harmonischenanteilen zwischen den in der Schaltordnung nebeneinanderliegenden Segmentwellenformen vorgesehen. Die Phasendifferenz in den Anteilen der gleichen Ordnungszahl ist zwischen allen aneinander angrenzenden Wellenformen gleich. Die Phasendifferenz variiert zwischen den Anteilen unterschiedlicher Ordnungszahlen, und zwar derart, daß die Differenz mit ansteigender Ordnungszahl zunimmt. Im einzelnen belaufen sich die Anfangsphasen der zweiten Harmonischen in den Segmentwellenformen SEG1 bis SEG5 jeweils auf 0 Grad, 22,5 Grad, 45 Grad, 67,5 Grad und 90 Grad, wobei die Phasendifferenz zwischen allen aneinandergrenzenden Wellenformen auf 22,5 Grad eingestellt ist. Die Phasendifferenz in der Anfangsphase des dritten Harmonischenanteils ist ist zwischen allen aneinandergrenzenden Segmentwellenformen auf 45 Grad eingestellt. Die Phasendifferenz in der Anfangsphase der vierten Harmonischen ist zwischen allen aneinandergrenzenden Segmentwellenformen auf 90 Grad eingestellt.
  • Die Fign. 18 und 19 zeigen ein Beispiel der Tonsignale, die durch Interpolation der in den Fign. 13 bis 17 dargestellten Segmentwellenformen SEG1 bis SEG5 unter Verwendung der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung synthetisiert werden. Fig. 8 zeigt die Interpolationsabschnitte t&sub1; und t&sub2;. Fig. 9 zeigt die darauffolgenden Interpolationsabschnitte t&sub3; und t&sub4;. Fign. 18 und 19 zeigen Beispiele der Tonsignale, bei denen die Wellenformen aus dem Wellenformspeicher 14 entsprechend der Grundfrequenz 440 Hz des Tones A4 ausgelesen werden und die Zeiten der Interpolationsabschnitte t&sub1; bis t&sub4; auf die Zeit festgelegt sind, die acht Perioden des Tones A4 (18,182 ms) entspricht.
  • Fig. 20 zeigt ein Frequenzspektrum des in den Fign. 18 und 19 dargestellten Tonsignals, wobei die Grundfrequenz des Tones A4 bei 440 Hz liegt.
  • Fig. 21 ist ein Spektrumsdiagramm und zeigt die in Fig. 20 dargestellten dritten und vierten Harmonischen, vergrößert in Richtung der horizontalen Achse. Wie aus beiden Figuren hervorgeht, sind die Frequenzen der zweiten, dritten und vierten Harmonischenanteile, die um einen gegebenen Betrag zwischen den aneinandergrenzenden Segmentwellenformen phasenverschieden sind, entsprechend dem Betrag der Phasendifferenz gegenüber den korrekten ganzzahligen Vielfachenfrequenzen phasenverschoben. Die in dem nun beschriebenen speziellen Beispiel erforderlichen Bedingungen sind gleich denen, die in dem die Erfindung zusammenfassenden, der Beschreibung dieses Ausführungsbeispiels vorausgehenden Abschnitt dargestellt sind. Daher können die Zahlenwerte f&sub2;, f&sub3;, f&sub4; unverändert als die Frequenzen der Harmonischenanteile, nämlich 3,44 Hz für die Frequenzabweichung der zweiten Harmonischen, 6,9 Hz für die Frequenzabweichung der dritten Harmonischen und 13,8 Hz für die Frequenzabweichung der vierten Harmonischen, verwendet werden. Auf diese Weise wird die Nichtharmonie realisiert. Die Nichtharmonie, wie sie in diesem Beispiel realisiert wird, bei dem die Frequenzabweichung mit der Ordnungszahl zunimmt, ist nahe der von tatsächlich von Piano und Spinett erzeugten Tönen und daher zu bevorzugen.
  • Anhand des Vorstehenden wird deutlich, daß nur ein spezieller. Harmonischenanteil nichtharmonisch gemacht werden kann, indem eine Phasendifferenz bei diesem Anteil nur zwischen den Segmentwellenformen vorgesehen wird.
  • Da es nicht erforderlich ist, eine Phasendifferenz in einem bestimmten Anteil in allen Segmentwellenformen vorzusehen, kann eine Phasendifferenz in mehreren bestimmten Segmentwellenformen vorgesehen sein (z. B. nur SEG1, SEG2 und SEG3). In diesem Fall wird die Nichtharmonie in einem bestimmten Intervall der gesamten Klangperiode vom Anfang des Tonabstrahlung bis zum Ende realisiert.
  • Ferner kann anstatt einer gleichbleibenden Phasendifferenz eine Phasendifferenz in dem Anteil der gleichen Ordnungszahl zwischen den Segmentwellenformen vorhanden sein, die sich mit der Zeit ändert (d. h. eine Phasendifferenz zwischen wenigstens einem Paar aneinandergrenzender Segmentwellenformen kann verschieden vom der Phasendifferenz zwischen den anderen Paaren aneinandergrenzender Segmentwellenformen sein). Auf diese Weise kann sich das Ausmaß der Nichtharmonie (Frequenzabweichung) mit der Zeit ändern (in dem Interpolationsabschnitt, in dem die Phasendifferenz verschieden von der Phasendifferenz in den anderen Interpolationsabschnitten ist).
  • In dem in den Fign. 13 bis 21 gezeigten Beispiel ist die relative Amplitude des Anteils in den jeweiligen Segmentwellenformen SEG1 bis SEG5 gleich, so daß ein Schalten der Segmentwellenformen keine Veränderung in der Klangfarbe verursacht. Jedoch kann nicht nur die Anfangsphase der Anteile, sondern auch die relative Amplitude in den Segmentwellenformen SEG1 bis SEG5 verändert werden, um eine zeitliche Veränderung in der Klangfarbe zu realisieren.
  • Nachfolgend wird eine Modifizierung des obigen Ausführungsbeispiels beschrieben. Die in Fig. 10 dargestellte, den ersten Zähler 73A und den Veränderungsratenspeicher 77 aufweisende Zählstandratensteuereinrichtung kann gemäß Fig. 22 modifiziert werden. Ein Veränderungsratenanfangswertspeicher 90 speichert darin nur den Anfangswert der Veränderungsratendaten DT für jede Klangfarbe und liest die gegebenen Veränderungsratenanfangswertdaten entsprechend den Klangfarbenauswähldaten TC aus. Ein Selektor 91 wählt die Anfangswertdaten aus dem Speicher 90 auf den Anklang und das Signal ATEND hin sogleich bei Beendigung des Anklangs aus und speichert sie in einem Schieberegister 92. Das Schieberegister 92 hat 12 Stufen und ist imstande, Daten für jeden Kanal zu speichern. Das Ausgangssignal der letzten Stufe des Schieberegisters 92 wird sowohl als die Veränderungsratendaten DT erzeugt als auch einer Schiebeschaltung 93 zugeführt und auf das Steuersignal von einem UND-Gatter 94 hin zur Zirkulation durch den A-Eingang des Selektors 91 bitverschoben. Dem UND-Gatter 94 wird die Umkehrung des am wenigsten signifikanten Bits LSB der Veränderungsratendaten DCT und das von der Verzögerungsschaltung 86 (Fig. 10) verzögerte Schaltsynchronisationssignal CHGS' zugeführt. Beispielsweise verschiebt die Schiebeschaltung 93 jedes Bit der Eingangsdaten um ein Bit nach rechts, wenn ihr das Signal "1" von dem UND- Gatter 94 zugeführt wird.
  • Das UND-Gatter 94 wird freigegeben, wenn LSB der Daten DT "0" ist, so daß die in dem Schieberegister 92 gespeicherten Anfangswertdaten immer dann um ein Bit nach rechts verschoben werden, wenn das Schaltsynchronisationssignal CHGS' erzeugt wird. Die Verschiebung erfolgt in jedem Kanal in Zeitteilung. Wenn LSB "1" wird, wird das UND-Gatter 94 gesperrt und die Daten DT behalten ihren Wert bei. Die nachfolgende Tabelle 3 zeigt ein Beispiel für die Veränderungsratendaten DT in einem derartigen Fall. Tabelle 3 Häufigkeit des Schaltens Klangfarbe Veränderungsratendaten Anfangswert
  • Die in Fig. 22 gezeigte Modifizierung realisiert eine monotone Veränderung in den Veränderungsratendaten DT, ist jedoch im Vergleich zu dem in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel einfach im Aufbau.
  • Da bei den in den Fign. 10 und 22 dargestellten Ausführungsbeispielen eine Interpolationsfunktion (Grundinterpolationsfunktion, nämlich das Adreßsignal des Speichers 84), die in Form einer Dreieckswelle geknickt ist, durch Steuern der Umkehrung der am wenigsten signifikanten Bits entsprechend dem Wert des signifikantesten Bits MSB in dem Zählstand durch den zweiten Zähler 73B erhalten wird, ist es wesentlich, daß der Zählstand des Zählers 73B von-insgesamt 0 ansteigt und als Ergebnis des Überlaufs schließlich genau zu insgesamt 0 zurückkehrt. Daher ist erforderlich, daß der Wert der Veränderungsratendaten DT eine Potenz von 2 ist, wie beispielsweise "1", "2", "4" und "8". Wenn die Veränderungsratendaten DT einen beliebigen Wert haben sollen, braucht der zweite Zähler 73B lediglich gemäß Fig. 23 modifiziert zu werden.
  • Bei dem in Fig. 23 dargestellten Zähler 72B ist das Gatter 94 zwischen dem Addierer 74B und dem Gatter 75B vorgesehen. Das Übertragsignal von dem signifikantesten Bit in dem Addierer 74B wird von einem Inverter 95 umgekehrt, bevor es mit dem invertierten Anklangsignal AT einem UND-Gatter 96 zugeführt wird, dessen Ausgangssignale das Gatter 75B steuern. Das signifikanteste Bit MSB in dem Ausgangssignal des Addierers 74B wird sowohl dem Gatter 75B als auch einer Anstiegsdifferenzierschaltung 97 zugeführt und die am wenigsten signifikanten n-1-Bits werden dem Gatter 94 zugeführt. Die Anstiegsdifferenzierschaltung 97 erzeugt das Signal "1" entsprechend einer Periode des Taktimpulses Φ&sub2;, wenn MSB zu dem Signal "1" ansteigt. Dieses Ausgangssignal "1" wird von einem Inverter 98 umgekehrt, bevor es dem Steuereingang des Gatters 94 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Gatters 94 (n-1-Bits) und MSB des Addierers 74 werden dem Gatter 75B als ein n-Bit-Signal zugeführt. Das Ausgangssignal des Gatters 75B wird sowohl dem Schieberegister 76B als auch der Funktionsumsetzschaltung 78, wie beschrieben, zugeführt.
  • Während des Anklangs wird das UND-Gatter 96 von dem invertierten Anklangsignal im 0-Zustand gesperrt, das Gatter 75B wird geschlossen und der Zählstand des Zählers 73B bleibt insgesamt 0. Wenn der Anklang endet, wird das Gatter 75B geöffnet und, da das Gatter 94 normalerweise offen ist, der Zählvorgang ermöglicht, so daß der Wert der Veränderungsratendaten DT wiederholt bei gegebenen Zeitintervallen (bei einem Zyklus der Kanalzeitsteuerung) addiert wird. Auf diese Weise steigt der Zählstand mit einer gegebenen Rate entsprechend dem Wert der Daten DT an. Wenn das signifikanteste Bit MSB des Additionsergebnisses von "0" auf "1" geht, wird bei seiner Kanal zeit von der Anstiegsdifferenzierschaltung 97 zum temporären Verschließen des Gatters ein Impuls erzeugt. Da der Zählstand mit jeder beliebigen Rate zunimmt (nicht notwendigerweise mit einer Rate einer Potenz von 2), sind die am wenigsten signifikanten n-1- Bits nicht unbedingt insgesamt 0, wenn MSB des Additionsergebnisses von "0" auf "1" geht. Da jedoch, wie oben erwähnt, das Gatter 94 temporär geschlossen ist, werden die am wenigsten signifikanten n-1-Bits zwangsweise auf insgesamt 0 gelöscht, so daß der durch das Gatter 75B dem Schieberegister 76B zugeführte Zählstand MSB im "1"-Zustand aufweist und die am wenigsten signifikanten n-1-Bits bei insgesamt 0.
  • Wenn das signifikanteste Bit MSB des Additionsergebnisses von "1" auf "0" geht, d. h. wenn das Übertragsignal von dem Addierer 74B erzeugt wird, wird das UND-Gatter 96 gesperrt und das Gatter 75B geschlossen. Auch in diesem Fall ist das Ausgangssignal des Addierers 74B nicht notwendigerweise 0, da der Zählstand mit jeder beliebigen gegebenen Rate ansteigen kann. Durch das temporäre Verschließen des Gatters 75B jedoch wird der Zählstand des Gatters 75B insgesamt zu 0.
  • Entsprechend wird das Ausgangssignal der Funktionsumsetzschaltung 78 genau am Rückkehrpunkt zu insgesamt 0 oder insgesamt 1, so daß die Erkennungsschaltungen 82 und 85 (Fig. 10) problemlos den Gesamt-"0"-Zustand oder den Gesamt-"1"-Zustand erkennen, so daß die Wellenformschaltsteuerung ohne Schwierigkeiten durchgeführt wird. Daher können nach der in Fig. 14 dargestellten Konstruktion die Veränderungsratendaten DT einen beliebigen Wert annehmen, ohne auf eine Potenz von 2 begrenzt zu sein. In diesem Fall kann das Schalten der Segmentwellenformen genau dann durchgeführt werden, wenn die Segmentwellenform für ganzzahlige Perioden ausgelesen worden ist, und zwar durch Bestimmen des Wertes der Daten DT in Verbindung mit der Tonfrequenz.
  • Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Zählungsrate in der Zähleinrichtung 73 durch wiederholtes Zählen der Daten DT mit einem angemessenen Wert zu gegebenen Intervallen entsprechend dem Wert der Daten DT bestimmt. Die Zählungsrate kann jedoch auch anders bestimmt werden, beispielsweise durch Durchführen einer variablen Steuerung an dem Zählungszeitintervall (Zähltakt), während der Wert DT konstant gehalten wird, oder alternativ durch Durchführen einer variablen Steuerung an sowohl dem Wert der Daten DT als auch dem Zählzeitintervall.
  • Bei dem in Fig. 9 gezeigten Beispiel wird der Zählstand in einem Unterkanal (die Segmentwellenformordnungsdaten) äquivalent um 2 in der Startadreßerzeugungsschaltung 40 erhöht, indem 1 zu dem Zählstand in dem anderen Kanal hinzuaddiert wird. Der Zählstand in einem Unterkanal kann jedoch um 2 erhöht werden, indem 2 direkt zu diesem Zählstand hinzuaddiert wird, wobei die gemäß Fig. 24 konstruierte Startadreßerzeugungsschaltung 40 verwendet wird.
  • In Fig. 24 werden zur Bezeichnung identischer Schaltungen die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 9 verwendet. Die mit 58, 63 bis 67 in Fig. 9 bezeichneten Schaltungen sind in Fig. 24 weggelassen. Das Ausgangssignal des Schieberegisters 57 wird direkt dem A-Eingang des Selektors 59 zugeführt. Ferner ist ein Gatter 99 vorgesehen, so daß bei jeder Zufuhr des Wellenformschaltbefehlssignals WCHG der Zahlenwert "2" dem Addierer durch das Gatter 99 zugeführt wird. Entsprechend wird, wenn das Wellenformschaltbefehlssignal bei der einem der Unterkanäle entsprechenden Zeitsteuerung erzeugt wird, der bei der diesem Unterkanal entsprechenden Zeitsteuerung von dem Schieberegister 57 erzeugte Zählstand mit dem Zahlenwert "2" addiert. Somit arbeitet die in Fig. 24 gezeigte Schaltung im wesentlichen in gleicher Weise wie die in Fig. 9 gezeigte.
  • Während sich nach den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen die Grundinterpolationsfunktionen IPF1, IPF2 (die Adreßsignale des Speichers 84) zur Form einer Dreieckswelle ändern, wie in Fig. 1b gezeigt, um jederzeit zwei Segmentwellenformen zu wichten, können zwei Segmentwellenformen nur zur Zeit des Schaltens gewichtet werden. Fig. 25 zeigt ein Beispiel der Grundinterpolationsfunktionen IPF1 und IPF2 (die Adreßsignale des Speichers 84) in einem solchen Fall. Diese Funktionen IPF1 und IPF2 ändern sich derart, daß sie einander kreuzen, beispielsweise an einem Übergang P&sub1; von der Segmentwellenform SEG1 zu SEG2, wobei anschließend die Interpolationsfunktion IPF2 für SEG2 auf ihrem Maximum und IPF1 für SEG1 auf ihrem Minimum gehalten wird. Die Interpolationsfunktionen IPF1, IPF2 ändern sich gleichermaßen an einem Übergang P&sub2;. Um die Steuerung nach Fig. 25 zu bewirken, sollten die in Fig. 10 dargestellten Erkennungsschaltungen 82,85 so ausgestaltet sein, daß sie die Veränderung von dem Gesamt-"0"-Zustand oder dem Gesamt-"1"-Zustand in zunehmender oder abnehmender Richtung erkennen, anstatt lediglich den Gesamt-"0"-Zustand oder den Gesamt-"1"-Zustand zu erkennen, so daß das Wellenformschaltsignal WCHG oder das Schaltsynchronisationssignal CHGS auf der Basis einer solchen Erkennung erzeugt wird.
  • Zwar werden gemäß den vorstehenden Ausführungsbeispielen die beiden Kanäle (Unterkanäle) für die Interpolation im Zeitteilungsbetrieb behandelt, doch können sie auch parallel behandelt werden. Während in der in Fig. 2 gezeigten Schaltung die Tonwellenformsignale von zwei für die Interpolation gewichteten Kanäle von Digital- in Analogsignale umgesetzt werden, nachdem sie von dem Addierer 20 digital addiert worden sind, können die Tonwellenformsignale gemischt oder einzeln abgestrahlt werden, nachdem sie in jedem Kanal separat in Analogsignale umgesetzt worden sind.
  • Während der Wellenformspeicher 14 nach Fig. 2 die Amplitudendaten an den Wellenformabtastpunkten unverändert speichert, können die Daten auch auf andere Weise gespeichert werden. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, die Differenzen zwischen den Amplitudenwerten an verschiedenen Abtastpunkten zu speichern und nach Auslesen dieser Werte durch Akkumulieren der ausgelesenen Werte Amplitudendaten an den Abtastpunkten zu erhalten. Alternativ kann die reale Anzahl der Amplitudendaten an den Abtastpunkten gespeichert werden, Mantissen- und Exponentialabschnitt separat, um die reale Anzahl der Amplitudenwerte an den Abtastpunkten nach dem Auslesen durch den Verarbeitungsvorgang zu erhalten. Es gibt noch verschiedene andere Arten.
  • Während gemäß den obigen Ausführungsbeispielen eine Periode der Wellenform unverändert als Segmentwellenform (SEG1, SEG2, . . . ) in dem Wellenformspeicher 14 gespeichert wird, kann statt dessen eine halbe Periode gespeichert werden. In diesem Fall wird die positive und negative Polarität abwechselnd zu der ausgelesenen Wellenform mit halber Periode addiert, um eine Periode der Wellenform zu errechnen. Ferner muß die in dem Wellenformspeicher 14 zu speichernde Segmentwellenform nicht unbedingt eine Ein-Perioden-Wellenform sein, sondern kann eine Mehr-Perioden-Wellenform (z. B. eine 2-Perioden-Wellenform) sein.
  • Nach dem obigen Ausführungsbeispiel wird eine kontinuierliche Mehr-Perioden-Wellenform unverändert in dem Wellenformspeicher 14 gespeichert, so daß der Anklangsbereich des Tonsignals durch dessen Auslesen erzeugt wird. Jedoch können erfindungsgemäß auch für den Anklangsbereich mehrere Segmentwellenformen in dem Wellenformspeicher 14 gespeichert werden, so daß diese Wellenformen beim Auslesen sukzessive geschaltet werden können, während die oben beschriebene Interpolationsbehandlung zum Zeitpunkt des Schaltens durchgeführt wird, wodurch ein Tonsignal erzeugt wird. Ferner kann die erfindungsgemäße Segmentwellenforminterpolationssynthese auch auf nur einen Teil der Klangperiode angewendet werden.
  • Während die erfindungsgemäße Tonsignalerzeugungsvorrichtung bei einem polyphonen elektronischen Musikinstrument der oben beschriebenen Art verwendet werden kann, kann sie aber auch bei einem monophonen elektronischen Musikinstrument sowie bei einer beliebigen Tonsignalerzeugungsvorrichtung verwendet werden, ob dies nun ein elektronisches Musikinstrument ist oder nicht. Ferner kann die Erfindung nicht nur zur Erzeugung von Tönen der Tonleiter, sondern auch von Rhythmustönen usw. verwendet werden.
  • Während nach dem in Fig. 10 gezeigten Ausführungsbeispiel die endgültige Interpolationsfunktion oder die Überblendkurvendaten CF von dem Speicher 84 erhalten werden, können die Funktionen IPF1, IPF2 unverändert als Wichtungskoeffizienten zu dem Multiplikator 18 (Fig. 2) geliefert werden, ohne den Speicher 84 vorzusehen, oder, alternativ, können die Funktionen IPF1, IPF2 so, wie sie durch eine angemessene logische Operation variiert worden sind, dem Multiplikator 18 zugeführt werden.
  • Die in dem Überblendkurvenspeicher 84 (Interpolationsfunktionsspeichereinrichtung) gespeicherten Kurven (Interpolationsfunktionen) müssen nicht notwendigerweise ansteigende Kurven sein, wie es durch die Vollinien in Fig. 12a bis 12d dargestellt ist, sondern können auch abfallende Kurven sein, wie durch die gestrichelten Linien angezeigt. Die Überblendkurvendaten CF in der Adresse 0 und die größte Adresse müssen nicht unbedingt exakt den Wert 0 oder den höchsten Pegel annehmen.
  • Während erfindungsgemäß die zwei Kanäle (Unterkanäle) für die Interpolation wie von der Stufe des Phasengenerators 13 aus als separate Kanäle ausgebildet sind, kann das die Abtastpunkte in einer Periode angebende Adreßsignal in beiden Kanälen gemeinsam erzeugt werden, während die Wellenform (Startadresse) separat in den zwei Kanälen angegeben wird.
  • Nach den obigen Ausführungsbeispielen werden die Wellenformdaten an dem Segmentwellenformen SEG1, SEG2, . . . im voraus in dem Wellenformspeicher 14 vorbereitet, so daß die Segmentwellenformen (folglich die Anklangbereichswellenform) durch Auslesen der Daten erzeugt werden. Die Segmentwellenformen können jedoch durch das Harmonischensyntheseverfahren oder das Digitalfilterverfahren unter Verwendung einer Tonwellenformbildungseinrichtung erzeugt werden, die auf Parametern (Harmonischenrelativamplitudenkoeffizienten oder Filterkoeffizienten) basierende Tonwellenformen erzeugt. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der eine Parameter verwendende Tonwellenformbildungseinrichtung verwendet wird, wird nachfolgend in bezug auf Fig. 26 beschrieben.
  • In Fig. 26 wirken die Schaltungen oder Vorrichtungen, die mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 2 versehen sind, auf gleiche Weise, so daß deren Beschreibung entfällt.
  • Eine Ein-Perioden-Phasendatenerzeugungsschaltung 100 ist vorgesehen, um Phasendaten ADR zu erzeugen, die sequentiell die Phasen (Abtastpunkte) in einer Periode der Tonwellenform benennen, und die in gleicher Weise aufgebaut sein kann wie die in Fig. 5 dargestellte Leseeinrichtung 28.
  • In einem gegebenen Vorgang erzeugt eine Tonwellenformbildungsschaltung 101 eine Tonwellenform unter Verwendung von Parametern, wobei die Gestalt der Wellenform entsprechend der Phase (Abtastpunkt), die von den von der Phasendatenerzeugungsschaltung 100 gelieferten Phasendaten angegeben wird, von den Parametern bestimmt wird. Die Tonwellenformbildungsschaltung 101 kann derart ausgebildet sein, daß sie beispielsweise eine gewünschte Tonwellenform durch einen Harmonischensynthesevorgang bildet. Eine derartige Tonwellenbildungsschaltung, bei der ein Harmonischensynthesevorgang auftritt, ist in U.S-Patent Nr. 3 821 714 (ein Schaltungstyp, bei dem die Harmonischensignale parallel erzeugt werden) und in U.S.-Patent Nr. 3 809 786 (ein Schaltungstyp, bei dem die Harmonischensignale in Zeitteilung erzeugt werden) offenbart, so daß die Einzelheiten hier nicht angegeben werden. Fig. 28 zeigt schematisch eine derartige Tonwellenbildungsschaltung. Bei dieser Art von Schaltung besteht der bei diesem Vorgang verwendete Parameter aus relativen Amplitudenkoeffizienten von Harmonischen einschließlich der Grundwellenform. Die in Fig. 28 dargestellte Harmonischenwellenformerzeugungsschaltung 107 erzeugt Harmonischensignale (einschließlich der Grundwellenform) entsprechend den Phasendaten ADR, ein Multiplikator 108 steuert die relativen Amplituden der jeweiligen Harmonischensignale gemäß den entsprechenden Relativamplitudenkoeffizienten (Parametern) und eine Zusatzsyntheseschaltung 109 führt eine Zusatz-Synthese dieser gesteuerten Amplituden durch, um eine Tonwellenform einer gewünschten Charakteristik zu erhalten.
  • Ein Parameterspeicher 102 speichert die Parameter, die die Charakteristiken (insbesondere die Gestalt) der verschiedenen Tonwellenformen oder der an intermittierenden Punkten zwischen dem Beginn der Tonabstrahlung und deren Ende abgetasteten Segmentwellenformen bestimmen. Nach diesem Ausführungsbeispiel werden die Segmentwellenformen an intermittierenden Punkten abgetastet, und zwar sowohl im Anklangbereich als auch in dem anderen Teil. Den Segmentwellenformen werden Zahlen 1, 2, 3 . . . zugewiesen, die zur Unterscheidung die Ordnung der Erzeugung angeben, wie im obigen Fall. Der Parameterspeicher 102 speichert, wie in Tabelle 4 gezeigt, Parameter a1, a2, . . . , b1, b2, . . . , c1, c2, . . . der Ordnung 1, 2, . . . der Segmentwellenformen für jede der Klangfarben A, B, C, . . . entsprechend. Den Klangfarbenauswähldaten TC entsprechend wird eine einer gegebenen Klangfarbe entsprechende Parametergruppe ausgewählt und der Parameter aus der ausgewählten Parametergruppe, der den Segmentordnungsdaten entspricht, die von der Segmentordnungsdatenerzeugungsschaltung 103 erzeugt worden sind, wird ausgelesen und der Tonwellenformbildungsschaltung 101 zugeführt. Tabelle 4 Klangfarbe Segmentordnung
  • Jeder der Parameter a1, a2, . . . , b1, b2, . . . , c1, c2, . . . entspricht einem Satz Parameter, der aus mehreren Parametern besteht, die zur Bildung einer gewünschten Wellenform erforderlich sind. Beispielsweise entspricht der Parameter a2 einem Parametersatz, der zur Bildung der zweiten Segmentwellenform SEG2, die zu der Klangfarbe A gehört, erforderlich ist, wobei der Parametersatz beispielsweise aus den Harmonischen entsprechenden Relativamplitudenkoeffizienten besteht.
  • Die der Wellenformbenennungseinrichtung entsprechende Segmentordnungsdatenerzeugungsschaltung 103 erzeugt die Segmentordnungsdaten, die die Ordnung der Segmentwellenformen in Zeitteilung in jedem der Unterkanäle 1 und 2 benennen, und führt die Daten, wie zuvor beschrieben, dem Parameterspeicher 102 zu. Fig. 27 zeigt ein bestimmtes Beispiel der Schaltung 103. Die mit den Bezugszeichen 57, 60, 61, 61A, 71, 72 und 99 versehenen Schaltungen üben die gleichen Funktionen aus wie die mit den gleichen Bezugszeichen versehenen Schaltungen in Fig. 24, so daß deren ausführliche Beschreibung hier entfällt. Wenn der Anschlag-Impuls KONP "1" ist (d. h. zu Beginn des Tonabstrahlung), wählt ein zwischen dem Selektor 60 und dem Schieberegister 57 vorgesehener Selektor 104 den Zahlenwert "1" in der ersten Hälfte der Periode des Taktimpulses Φ&sub2; aus, nämlich in dem Unterkanal 1, und wählt den Zahlenwert "2" in der zweiten Hälfte der Periode oder dem Unterkanal 2 aus. Wenn der Anschlag-Impuls KONP "0" ist, wählt der Selektor 104 den Ausgang des Selektors 60 aus. So wird bei Drücken einer Taste der Zahlenwert "1" zunächst entsprechend dem Unterkanal 1 eingestellt und der Zahlenwert "2" entsprechend dem Unterkanal 2, wobei anschließend der Zahlenwert, der dem Unterkanal entspricht, an dem das Befehlssignal WCHG geliefert wird, bei jeder Zufuhr des Signals WCHG um 2 ansteigt. Das Ausgangssignal des Selektors 104 wird dem Parameterspeicher 102 als Segmentordnungsdaten zugeführt. Daher sind die Segmentordnungen der Unterkanäle 1 und 2 zunächst "1" bzw. "2", wonach sie sich abwechselnd um 2 verändern, nämlich zu "3", "2" → "3", "4" → "5", "4" → "5", "6" → . . . .
  • Eine Überblendsteuerschaltung 105 ist im Grunde die gleiche wie die in den Fign. 2 und 10 gezeigte Überblendsteuerschaltung 16. Der Unterschied besteht darin, daß in der Überblendsteuerschaltung 105 die Segmentwellenforminterpolation auch für den Anklangbereich durchgeführt wird, so daß die Überblendkurvendaten CF bereits zu Beginn der Tonabstrahlung gebildet und erzeugt werden. Daher entspricht die Schaltung 105 der in Fig. 10 dargestellten Schaltung 16; sie ist dahingehend modifiziert, daß die Umkehrung des Anschlag-Impulses KONP dem Steuereingang der Gatter 75A, 75B zugeführt wird, um die Zähler 73A, 73B zu Beginn der Tonabstrahlung freizumachen, und daß das UND-Gatter 83 bei der Schaltsteuerschaltung 81 weggelassen ist, so daß das Ausgangssignal der Gesamt-"0"-Erkennungsschaltung 82 selbst das Wellenformschaltbefehlssignal WCHG ist.
  • Auch ein Hüllkurvengenerator 106 ist im Grunde der gleiche wie der in Fig. 2 dargestellte Hüllkurvengenerator 17, außer daß ersterer das die Anklangscharakteristiken enthaltende Hüllkurvenwellenformsignal erzeugt.
  • Wenn die Tonwellenformbildungsschaltung 101 die Digitalfilteroperation durchführen soll, weist die Schaltung 101, wie in Fig. 29 gezeigt, eine Klangquellen-Wellenformerzeugungsschaltung 110 auf, die digital ein gegebenes Klangquellen-Wellenformerzeugungssignal entsprechend den Phasendaten ADR erzeugt, wobei eine Digitalfilterschaltung 111 dieses Klangquellen-Wellenformsignal filtersteuert. In diesem Fall werden die Filterkoeffizienten als Parameter verwendet und der Parameterspeicher 102 speichert die Filterkoeffizienten, die den Segmentwellenformen SEG1, SEG2, SEG3, . . . für jede der Klangfarben A, B, C, . . . entsprechen.
  • Die Tonwellenformbildungsschaltung 101 kann derart ausgebildet sein, daß sie Tonwellenformen durch eine beliebige Parameteroperation außer dem Harmonischensyntheseverfahren und dem Digitalfilterverfahren bildet, wie beispielsweise die Frequenzmodulationsoperation (FM) und die Amplitudenmodulationsoperation (AM). Die Schaltung 101 kann von beliebiger Art sein, vorausgesetzt, daß die gebildeten Tonwellenformen von Parametern steuerbar sind. In diesem Fall variieren die Arten von in dem Parameterspeicher 102 gespeicherten Parameter natürlich entsprechend dem Tonwellenformbildungsverfahren, das von der Tonwellenformbildungsschaltung 101 angewandt wird.
  • Anstatt die Tonsignale für den Anklangsbereich durch Interpolation der Segmentwellenformen zu bilden, können die gesamten Anklangsbereichwellenformen durch eine geeignete Einrichtung erzeugt werden, wie bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel. Die Vollanklangbereichswellenformen können beispielsweise durch Speichern eines gegebenen Parameters für jede Periode der Vollanklangbereichswellenformen in dem Parameterspeicher 102 erzeugt werden, so daß die Tonwellenformbildungsschaltung 101 Tonwellenformen für den Anklangbereich unter Verwendung von Parametern der jeweiligen Perioden bilden kann.
  • Die gleichen Modifizierungen wie die im Hinblick auf das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel können bei dem in Fig. 26 gezeigten Ausführungsbeispiel durchgeführt werden.
  • Während nach dem in Fig. 11 gezeigten Beispiel das Schalten der Segmentwellenformen in zeitlicher Hinsicht gesteuert wird (ungeachtet der Höhe des Tones, für den die Veränderungsratendaten DT erzeugt werden sollen), kann das Schalten jedesmal erfolgen, wenn die Segmentwellenform eine gegebene Anzahl von Perioden wiederholt wird. In diesem Fall kann die Zählung durch die in Fig. 10 dargestellte Zähleinrichtung 73 beispielsweise entsprechend dem Übertragsignal CRY von dem in Fig. 5 dargestellten Zähler durchgeführt werden. In diesem Fall kann die Anzahl der Perioden, in denen eine Segmentwellenform zu schalten ist, zwischen den Interpolationsabschnitten t&sub1;, t&sub2;, t&sub3;, . . . oder zwischen den Klangfarben oder Notenbenennungen variiert werden oder alternativ bei einer bestimmten Anzahl an Perioden festgesetzt werden.
  • Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich, wird der Betrag der erfindungsgemäß erhaltenen Nichtharmonie nicht nur durch die Phasendifferenz in jedem Anteil zwischen zwei zu interpolierenden Segmentwellenformen bestimmt, sondern auch durch die für die Interpolation erforderliche Zeit. Daher kann, wenn die Segmentwellenformen in dem Wellenformspeicher 14 mit den gewünschten Charakteristiken (gewünschte Phasencharakteristiken jedes Anteils) gespeichert sind, der Betrag der Nichtharmonie (Betrag der Frequenzabweichung von einem ganzzahligen Vielfachen der Frequenz) variabel gesteuert werden. Diese Interpolationszeitsteuerung (Steuerung der Zeit der Interpolationsabschnitte t&sub1; bis t&sub4;) kann durch variables Steuern der Veränderungsratendaten DT aus Fig. 10 realisiert werden, oder, wenn, wie oben beschrieben, das Schalten der Segmentwellenformen in jeder gegebenen Anzahl von Perioden durchgeführt wird, durch variables Steuern der Anzahl der Perioden.
  • In der Erfindung werden mehrere Tonwellenformen (Segmentwellenformen), darunter die Grundwelle und die Harmonischenanteile, in der Wellenformspeichereinrichtung gespeichert und durch sukzessives Schalten von einer Wellenform zur anderen ausgelesen, während zwischen in Schaltordnung aneinander angrenzenden Tonwellenformen eine zeitliche Interpolation durchgeführt wird, wodurch Tonsignale erzeugt werden. Diese zu speichernden Tonsignale sind so bestimmt, daß sie eine Phasendifferenz in wenigstens einem Anteil zwischen den aneinander angrenzenden Tonwellenformen sicherstellen, um diese Anteile zu Nichtharmonischen zu machen. Daraus ergibt sich, daß Nichtharmonie durch eine relativ einfache Konstruktion realisiert werden kann.

Claims (1)

1. Tonsignalerzeugungsvorrichtung, mit:
einer Wellenformerzeugungseinrichtung (13,14) zum Erzeugen einer ersten Wellenform und einer zweiten Wellenform;
einer Funktionsgeneratoreinrichtung (16) zum Erzeugen einer Wichtungsfunktion; und
einer mit der Wellenformerzeugungseinrichtung (13, 14) verbundene Interpolationseinrichtung (18, 19, 20) zum Wichten der ersten und zweiten Wellenform entsprechend einem einen Wert der Wichtungsfunktion darstellenden und zeitlich variierenden Wichtungswert (CF) derart, daß die Interpolation zwischen der ersten und zweiten Wellenform zeitlich variiert, zum Kombinieren der gewichteten Wellenformen und zum Ausgeben der sukzessive variierenden kombinierten Wellenform mit einer Rate, die einer Frequenz eines Musiktones entspricht, die als Tonsignal des Musiktones erzeugt werden soll,
wobei die erste und zweite Wellenform beide eine gleiche Grundfrequenz aufweisen und eine Phasendifferenz zwischen den N-ten Harmonischen der ersten und zweiten Wellenform vorgesehen ist, wobei N eine positive ganze Zahl ist, derart, daß der Musikton eine nichtharmonische Komponente aufweist, deren Frequenz neben der Frequenz der N-ten Harmonischen liegt.
DE88119459T 1984-01-12 1985-01-11 Tonerzeugende Vorrichtung für ein elektronisches Musikinstrument. Expired - Fee Related DE3587423T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59002667A JPS60147793A (ja) 1984-01-12 1984-01-12 楽音信号発生装置
JP59006249A JPS60151698A (ja) 1984-01-19 1984-01-19 楽音信号発生装置
JP59071658A JPS60214397A (ja) 1984-04-10 1984-04-10 楽音信号発生装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3587423D1 DE3587423D1 (de) 1993-07-29
DE3587423T2 true DE3587423T2 (de) 1994-01-05

Family

ID=27275471

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE8585100233T Expired - Lifetime DE3575031D1 (de) 1984-01-12 1985-01-11 Tonerzeugende vorrichtung fuer ein elektronisches musikinstrument.
DE88119459T Expired - Fee Related DE3587423T2 (de) 1984-01-12 1985-01-11 Tonerzeugende Vorrichtung für ein elektronisches Musikinstrument.

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE8585100233T Expired - Lifetime DE3575031D1 (de) 1984-01-12 1985-01-11 Tonerzeugende vorrichtung fuer ein elektronisches musikinstrument.

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4633749A (de)
EP (2) EP0150736B1 (de)
DE (2) DE3575031D1 (de)
HK (2) HK17095A (de)
SG (1) SG6095G (de)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0199192B1 (de) * 1985-04-12 1995-09-13 Yamaha Corporation Tonsignalerzeugungsvorrichtung
US4864625A (en) * 1985-09-13 1989-09-05 Casio Computer Co., Ltd. Effector for electronic musical instrument
US5050216A (en) * 1985-09-13 1991-09-17 Casio Computer Co., Ltd. Effector for electronic musical instrument
JPH0631989B2 (ja) * 1985-11-14 1994-04-27 ロ−ランド株式会社 電子楽器の波形発生装置
EP0229926B1 (de) * 1985-11-29 1993-11-18 Yamaha Corporation Tonsignalsbehandlungsvorrichtung
DE3604686A1 (de) * 1986-02-14 1987-08-27 Rainer Gallitzendoerfer Elektronisches musikinstument
JPH0778676B2 (ja) * 1986-02-28 1995-08-23 ヤマハ株式会社 楽音信号発生装置
JPH0772829B2 (ja) * 1986-02-28 1995-08-02 ヤマハ株式会社 電子楽器におけるパラメ−タ供給装置
US4916996A (en) 1986-04-15 1990-04-17 Yamaha Corp. Musical tone generating apparatus with reduced data storage requirements
US4713997A (en) * 1986-07-18 1987-12-22 Kawai Musical Instrument Mfg. Co., Ltd Dual mode musical tone generator using stored musical waveforms
US5262582A (en) * 1986-11-10 1993-11-16 Terumo Kabushiki Kaisha Musical tone generating apparatus for electronic musical instrument
US5086685A (en) * 1986-11-10 1992-02-11 Casio Computer Co., Ltd. Musical tone generating apparatus for electronic musical instrument
JPS6477095A (en) * 1987-06-04 1989-03-23 Casio Computer Co Ltd Key scaling apparatus
KR940001090B1 (ko) * 1987-10-02 1994-02-12 야마하 가부시끼가이샤 악음신호 발생장치
US5086475A (en) * 1988-11-19 1992-02-04 Sony Corporation Apparatus for generating, recording or reproducing sound source data
JPH02173698A (ja) * 1988-12-26 1990-07-05 Yamaha Corp 電子楽器
US4953437A (en) * 1989-01-17 1990-09-04 Gulbransen Incorporated Method and apparatus for digitally generating musical notes
US5069105A (en) * 1989-02-03 1991-12-03 Casio Computer Co., Ltd. Musical tone signal generating apparatus with smooth tone color change in response to pitch change command
US5140886A (en) * 1989-03-02 1992-08-25 Yamaha Corporation Musical tone signal generating apparatus having waveform memory with multiparameter addressing system
JP2689646B2 (ja) * 1989-10-04 1997-12-10 ヤマハ株式会社 電子楽器
JP3092808B2 (ja) * 1989-12-20 2000-09-25 カシオ計算機株式会社 電子弦楽器
WO1991010987A1 (en) * 1990-01-18 1991-07-25 E-Mu Systems, Inc. Data compression of sound data
US5166745A (en) * 1990-05-01 1992-11-24 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Rapid re-targeting, space-based, boresight alignment system and method for neutral particle beams
US5420860A (en) * 1990-06-18 1995-05-30 Intelect, Inc. Volume control for digital communication system
JPH0666748B2 (ja) * 1990-08-27 1994-08-24 ヤマハ株式会社 時分割データレジスタ
JP3175179B2 (ja) * 1991-03-19 2001-06-11 カシオ計算機株式会社 デジタルピッチシフター
US6150598A (en) * 1997-09-30 2000-11-21 Yamaha Corporation Tone data making method and device and recording medium
DE60026189T2 (de) * 1999-03-25 2006-09-28 Yamaha Corp., Hamamatsu Verfahren und Vorrichtung zur Wellenformkomprimierung und Erzeugung
FR2856817A1 (fr) * 2003-06-25 2004-12-31 France Telecom Procede de traitement d'une sequence sonore, telle qu'un morceau musical
DE102004028694B3 (de) * 2004-06-14 2005-12-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung und Verfahren zum Umsetzen eines Informationssignals in eine Spektraldarstellung mit variabler Auflösung
CN1848720B (zh) * 2005-04-05 2013-03-27 创新音速有限公司 检测状态回报单元是否含有错误序号的方法及装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1409763A (en) * 1972-01-17 1975-10-15 Nippon Musical Instruments Mfg Musical tone wave shape generating apparatus
US3809786A (en) * 1972-02-14 1974-05-07 Deutsch Res Lab Computor organ
US3888153A (en) * 1973-06-28 1975-06-10 Nippon Gakki Seiko Kk Anharmonic overtone generation in a computor organ
DE2429871C3 (de) * 1974-06-21 1981-05-14 CMB Colonia Management- und Beratungsgesellschaft mbH & Co KG, 5000 Köln Verfahren zum Erzeugen von elektrischen Klangsignalen entsprechend Klängen bestimmter Klanghöhe jedoch unterschiedlicher Lautstärkewerte
US4133241A (en) * 1975-05-27 1979-01-09 Nippon Gakki Seizo Kabushiki Kaisha Electronic musical instrument utilizing recursive algorithm
JPS5917838B2 (ja) * 1977-11-01 1984-04-24 ヤマハ株式会社 電子楽器の波形発生装置
US4231277A (en) * 1978-10-30 1980-11-04 Nippon Gakki Seizo Kabushiki Kaisha Process for forming musical tones
US4215619A (en) * 1978-12-22 1980-08-05 Cbs Inc. System for recording and automatic playback of a musical performance
DE2926548C2 (de) * 1979-06-30 1982-02-18 Rainer Josef 8047 Karlsfeld Gallitzendörfer Wellenformgenerator zur Klangformung in einem elektronischen Musikinstrument
US4352312A (en) * 1981-06-10 1982-10-05 Allen Organ Company Transient harmonic interpolator for an electronic musical instrument
EP0114123B1 (de) * 1983-01-18 1987-04-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Einrichtung zur Wellenerzeugung
JPS59188697A (ja) * 1983-04-11 1984-10-26 ヤマハ株式会社 楽音発生装置

Also Published As

Publication number Publication date
US4633749A (en) 1987-01-06
EP0150736B1 (de) 1989-12-27
HK134095A (en) 1995-09-01
DE3575031D1 (de) 1990-02-01
EP0311152B1 (de) 1993-06-23
DE3587423D1 (de) 1993-07-29
EP0150736A2 (de) 1985-08-07
EP0150736A3 (en) 1986-06-25
EP0311152A3 (en) 1989-11-15
EP0311152A2 (de) 1989-04-12
HK17095A (en) 1995-02-17
SG6095G (en) 1995-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3587423T2 (de) Tonerzeugende Vorrichtung für ein elektronisches Musikinstrument.
DE69804518T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Tönen durch Zeitstrecken- und Kompressionstechnik
DE3650389T2 (de) Tonsignalerzeugungsvorrichtung.
DE69026966T2 (de) Elektronisches Musikinstrument mit mehreren verschiedenen Tonerzeugern
DE2945901C2 (de) Elektronisches Musikinstrument
DE2362050C3 (de) Elektronisches Musikinstrument
DE2518633C3 (de) Elektronisches Tastenmusikinstrument
DE2431161C2 (de) Tonerzeugungseinrichtung für ein elektronisches Musikinstrument
DE3177313T2 (de) Elektronisches Musikinstrument
DE69128857T2 (de) Vorrichtung zur Erzeugung eines Tonsignals
DE3688600T2 (de) Musikinstrument mit digitalem Filter mit programmierten variablen Koeffizienten.
DE2404431A1 (de) Elektronisches musikinstrument
DE2920298A1 (de) Binaere interpolatorschaltung fuer ein elektronisches musikinstrument
DE3689305T2 (de) Tonsignalsbehandlungsvorrichtung.
DE3003385A1 (de) Elektronisches musikinstrument
DE2617573A1 (de) Elektronisches musikinstrument
DE69130339T2 (de) Vorrichtung zur Erzeugung einer Ton-Wellenform
DE3013250A1 (de) Digitalsignalgenerator
DE3586366T2 (de) Verfahren und schaltung zur erzeugung eines zeitvariablen signals.
DE2638820A1 (de) Elektronisches musikinstrument
DE2853209C2 (de) Digitaltechnik verwendendes elektronisches Musikinstrument
DE2524063C3 (de) Elektronisches Musikinstrument mit digitaler Musiktonerzeugung
DE3146000C2 (de) Elektronisches Musikinstrument
DE2500720A1 (de) Elektronisches musikinstrument
EP0036074B1 (de) Syntheseschaltung für periodische Signale, insbesondere als Teil eines Musikinstruments

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee