DE69118462T2

DE69118462T2 - Tonsignalsynthesizer

Info

Publication number: DE69118462T2
Application number: DE69118462T
Authority: DE
Inventors: Takaaki Muto; Norio Suzuki
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1990-08-08
Filing date: 1991-08-05
Publication date: 1996-08-08
Anticipated expiration: 2011-08-06
Also published as: EP0470566A1; CN1023580C; JP2722795B2; EP0470566B1; TW198169B; CN1059046A; DE69118462D1; HK188696A; SG52559A1; KR0121292B1; US5313013A; KR930004923A; JPH0496000A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

a) Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Tonsignalsynthesizer, bei dem ein Signalsynthesealgorithmus mit verzögerter Rückkoppelung zur Synthese eines Tonsignales unter Wellenformverarbeitung verwendet wird, wobei ein Treiberwellenformsignal in eine geschlossene Schleife eingegebenen wird, die Verzögerungsmittel und Filtermittel enthält, und das Treiberwellenformsignal in der geschlossenen Schleife zirkuliert. Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf einen Tonsignalsynthesizer, der an ein elektronisches Musikinstrument angepaßt ist und der zur Tonsteuerung geeignet ist, um Musiktöne von natürlichen Musikinstrumenten zu simulieren.

b) Beschreibung des Standes der Technik

Bei einem Tonsignalsynthesizer, bei dem eine Wellenform ausgelesen wird, werden Tonsignale verschiedener Tonhöhen dadurch synthetisiert, daß eine Fundamentalwellenform (beispielsweise eine Sinuswellenform) mit unterschiedlichen Lesegeschwindigkeiten ausgelesen wird. Da die Zahl der Abtastpunkte der Fundamentalwellenform mit zunehmender Frequenz abnimmt, werden die Eigenschaften der synthetisierten Tonsignale schlechter. Es ist ferner sehr schwierig, die Signalwellenform im Laufe der Zeit zu ändern.
In der nach Prüfung veröffentlichten japanischen Patentpublikation Nummer Sho-58-58679 ist eine Technik zur Synthetisierung von Tonsignalen vorgeschlagen, bei der ein Treiberwellenformsignal in eine geschlossene Schleife eingegeben wird, die aus einer Serienschaltung eines Filters und einer Verzögerungsschaltung besteht, und das Treiberwellenformsignal in der geschlossenen Schleife zirkuliert. Bei dieser Technik kann die Amplitude, der Anteil der höheren Frequenzen, die Phase der höheren Frequenzen, etc. des Signals in weiten Grenzen im Laufe der Zeit geändert werden, so daß Musiktöne erzeugt werden können, die perfekter die Musiktöne von natürlichen Musikinstrumenten annähern, im Vergleich zu einem Tonsignalsynthesizer, bei dem die Wellenform ausgelesen wird. Ein solcher Tonsignalsynthesizer ist auch aus EP-A- 248 527 bekannt.
Bei den neuesten elektronischen Musikinstrumenten wurde eine Technik zur Änderung verschiedener Eigenschaften durch Anspiel- oder Anschlagtechnik populär. Beispielsweise kann der Einschwingabschnitt, der Dämpfungsabschnitt, der Halte- oder Sustainabschnitt sowie der Ausklingabschnitt einer Wellenform eines Musitones in einem natürlichen Musikinstrument durch Steuerung einer Klanglautstärkehüllkurve entsprechende dem Anschlag simuliert werden. Ferner können Tonhöhenschwankungen, die durch den Anschlag hervorgerufen worden sind, simuliert werden.
Bei natürlichen Musikinstrumenten, wie beispielsweise einem Klavier, ändert sich nicht nur die Lautstärke entsprechend dem Anschlag, sondern auch die Tonhöhe und die harmonische Struktur eines Musiktons ändern sich unmittelbar nach dem Niederdrücken der Taste und sie kehren dann zu der ausgewählten Tonhöhe und der normalen harmonischen Struktur im Laufe der Zeit zurück. Was die harmonische Struktur betrifft, ist zu bemerken, daß der Musikton unmittelbar nach dem Niederdrücken der Taste viele unharmonische Tonhöhenkomponenten sowie harmonische Komponenten enthält, die Ton höhen aufweisen, die durch ganzzahlige oder durch unganzzahlige Zahlen in bezug auf die Tonhöhe des Fundamentatons ausgedrückt werden können. Die nichtharmonischen Tonkomponenten schwächen sich im Laufe der Zeit ab, so daß die reine harmonische Struktur verbleibt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Tonsignalsynthesizer zu schaffen, bei dem ein Tonsignalsynthesealgorithmus mit verzögerter Rückkopplung verwendet wird, und bei dem ein Musikton entsprechend der Anspielstärke oder Anschlagstärke gesteuert wird.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Tonsignalsynthesizer zu schaffen, bei dem verschiedene Eigenschaften entsprechend der Anspielstärke geändert werden, um Tonhöhenschwankungen und die Erzeugung von nichtharmonischen Komponenten, die durch die Anspielstärke in natürlichen Musikinstrumenten hervorgerufen werden, zu simulieren.
Diese Aufgaben werden durch die vorliegende Erfindung, wie sie in den beigefügten unabhängigen Ansprüchen 1 und 10 definiert ist, gelöst. Vorteilhafte Modifikationen der vorliegenden Erfindung sind durch die abhängigen Ansprüche definiert.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Figur 1 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau eines elektronischen Musikinstrumentes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in der Übersicht zeigt;
Figur 2 ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel für den Aufbau einer in Figur 1 gezeigten Tongeneratorschaltung zeigt;
Figur 3 ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel für den Aufbau eines in Figur 2 gezeigten Allpaßfilters zeigt;
Figur 4 ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel für einen Aufbau einer konventionellen Tongeneratorschaltung zeigt;
Figur 5 ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel für einen Aufbau einer Anschlagnachweisschaltung bei einem Tasteninstrument zeigt;
Figur 6 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Aufbaus eines ersten und zweiten Kontakts bei einer Tastatur zeigt;
Figur 7A ist eine schematische Ansicht, die den äußeren Aufbau eines elektronischen Musikinstruments in der Form eines Blasinstruments zeigt;
Figur 7B ist eine vergrößerte perspektivische Teilansicht, die den Aufbau des Endabschnitts des elektronischen Musikinstruments in Blasinstrumentform zeigt;
Figur 7C ist ein Blockschaltbild, das eine Anspielstärkenachweisschaltung zeigt, die für ein elektronisches Musikinstrument in Form eines Blasinstruments vorgesehen ist;
Figur 7D ist ein Schaubild zur Erläuterung des Nachweises eines Anspielinitialsignals;
Figur 8A ist ein Blockschaltbild, das eine Initialanschlagsnachweisschaltung bei einem elektronischen Musikinstrument von der Art eines Perkussionsinstruments zeigt;
Figur 8B ist ein Schaubild zur Erläuterung des Nachweises des Initialanschlags;
Figur 9 ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel des Aufbaus eines Adressengenerators zeigt;
Figur 10A ist ein Schaltbild zur Erläuterung der Funktion des Allpaßfilters, das in Figur 3 gezeigt ist;
Figur 10B ist ein Schaltbild, das eine Schaltung zeigt, die äquivalent zu der in Figur 10A gezeigten Schaltung ist;
Figur 11 ist eine Schaubild, das die Beziehung zwischen der Abtastperiode und der Änderung von ωT zeigt;
Figur 12 ist ein Schaubild, das die Änderung des Verstärkungsfaktors aller Allpaßfilter im Laufe der Zeit zeigt;
Figur 13 ist ein Schaubild, das die Änderung der Zahl n von Verzögerungsstufen der Allpaßfilter im Laufe der Zeit zeigt;
Figur 14 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau eines Hüllkurvengenerators vom Speichertyp zeigt;
Figur 15 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel eines Aufbaus einer Konvertierungstabelle zeigt, die der Hülkurvengenerator verwendet;
Figur 16 ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel für einen Aufbau eines Hüllkurvengenerators vom Berechnungstyp zeigt;
Figur 17 ist ein Schaltbild, das Konvertierungstabellen zeigt;
Figur 18 ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel eines Aufbaus einer Verzögerungsschaltung zeigt; und
Figur 19 ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel einer Schleifenschaltung zeigt, die aus einer Verzögerungsschaltung und einem Allpaßfilter besteht.

BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung wird zunächst ein Tonsignalsynthesizer mit verzögerter Rückkopplung beschrieben.
Figur 4 zeigt eine Tongeneratorschaltung (Tonsignalsynthesizer), der ähnlich dem in der oben genannten japanischen Patentpublikation Nummer Sho-58-58679 aufgebaut ist. Gemäß der Zeichnung erzeugt ein Adressengenerator 21 ein Adressensignal entsprechend einem Tonerzeugungsbefehl oder dergleichen, der von einer CPU (nicht dargestellt) oder dergleichen gegeben wird. Ein Treiberwellenformspeicher 22 erzeugt ein Treiberwellenformsignal auf der Grundlage des Adressensignals und liefert dieses Treiberwellenformsignal in eine geschlossene Schleife, die aus einer Verzögerungsschaltung 23 und einem Filter 24 besteht. Das Treiberwellenformsignal zirkuliert in der geschlossenen Schleifen. Die Verzögerungsschaltung 23 bestimmt die Zeit, die für einen Umlauf benötigt wird, d.h. die Tonhöhe des zu erzeugenden Tonsignals. Das Tiefpaßfilter 24 weist eine Dämpfungscharakteristik auf, bei der die Dämpfungsrate bei hohen Tönen höher ist. Das Tonsignal kann an einem gewünschten Punkt in der geschlossenen Schleife abgegriffen werden.
Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Figur 1 ist ein Blockschaltbild, das ein elektronisches Tasteninstrument gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in der Übersicht zeigt.
Die Arbeitsweise des elektronischen Tasteninstruments wird allgemein durch die zentrale Rechnereinheit (CPU) 10 gesteuert. Ein Festwertspeicher (ROM) 11, ein Direktzugriffspeicher (RAM) 12, eine Tastaturschaltung 13, eine Anschlaginformationnachweisschaltung 14, ein Bedienfeld 16 und eine Tongeneratorschaltung 17 sind mit der CPU 10 über eine bidirektionale Busverbindung BUS verbunden. Ein Klangsystem 18 ist an die Tongeneratorschaltung 17 angeschlossen. Ein Lautsprecher 19 ist an das Klangsystem 18 angeschlossen.
Gemäß Figur 1 sind Programme zur Steuerung der CPU 10 und Daten, die zur Erzeugung von verschiedenen Arten von Musiktönen erforderlich sind, in dem ROM 11 gespeichert.
Das RAM 12 wird als Zwischenspeicher oder Register verwendet, das zur Erzeugung von verschiedenen Arten von Musiktönen erforderlich ist.
Die Tastaturschaltung 13 weist eine Tastatur auf, die zum Anschlagnachweis geeignet ist. Die Tastaturschaltung 13 stellt die Betätigung einer Taste auf der Tastatur fest und erzeugt einen Tastenkode, der die betätigte Taste repräsentiert, ein Taste-EIN-Signal (KON), das den Zustand der Tastenbetätigung repräsentiert, und ein Taste-AUS-Signal (KOFF), das den Zustand des Tasteloslassens repräsentiert.
Die Anschlagsinformationsnachweisschaltung 14 stellt die Geschwindigkeit fest, mit der die Taste auf der Tastatur angeschlagen oder losgelassen wird und erzeugt eine Initialanschlagsinformation IT, die die Tastenanschlaggeschwindigkeit und eine Loslassinformation RT, die die Geschwindigkeit des Loslassens der Taste repräsentiert.
Das Bedienfeld 1 6 ist dafür vorgesehen, die Klangfarbe zu schalten und andere Parameter einzustellen, die für das elektronische Musikinstrument notwendig sind.
Die Tongeneratorschaltung 17 synthetisiert ein Musiktonsignal auf der Grundlage von Parametern, die von der CPU 10 vorgegebenen werden.
Das Klangsystem 18 wandelt die von der Tongeneratorschaltung 17 ausgegebenen Digitaldaten in Analogdaten zur Betätigung des Lautsprechers 19 um und verstärkt notwendigenfalls die Analogdaten.
Figur 2 zeigt den Aufbau der Tongeneratorschaltung 17, die in Figur 1 gezeigt ist. Die Tongeneratorschaltung 17 ändert den Filterfaktor entsprechend dem Anschlag. Die Schaltung der Figur 2 ist die gleiche wie die Schaltung, die in Figur 4 gezeigt ist, insofern als eine Treiberwellenform aus einem Treiberwellenformspeicher 22 auf der Grundlage eines von einem Adressensignalgenerator 21 erzeugten Adressensignal ausgelesen und zu einer Schleifenschaltung geliefert wird. In der Schleifenschaltung ist ein Allpaßfilter 25 in Serie zu einem Filter 24 geschaltet. Eine Filterfaktorerzeugungsschaltung zur Bereitstellung eines Filterfaktors ist an das Allpaßfilter 25 angeschlossen.
Die Verzögerungsschaltung 23, das Tiefpaßfilter 24 und das Allpaßfilter 25 stellen eine Rückkopplungsschleife dar. Die Gesamtverzögerung der Rückkopplungsschleife entspricht der Tonhöhe des auszugebenden Musiktons. Eine Konvertierungstabelle 26, ein Vergleicher 27 und ein Tonhöhenhüllkurvengenerator 28 steller eine Filterfaktorerzeugungsschaltung dar.
Das Allpaßfilter 25 ist ein Filter mit einer so flachen Amplitudencharakteristik, daß nur die Phase von der Frequenz in einem vorgegebenen Nutzband abhängt. Wenn ein Signal mit einer bestimmten Frequenz der Schleife zirkuliert, hängt die Phasendifferenz zwischen dem Originalsignal und dem Ausgangssignal von der Verzögerungscharakteristik der Schleife ab, d.h. sie hängt von der Frequenzcharakteristik der Allpaßfilters ab.
Im folgenden wird die Funktionsweise der in Figur 2 gezeigten Schaltung beschrieben. Der Adressengenerator 21 empfängt Information, wie ein Lesestartsignal ST, einen Lesestartpunkt und ein Wortängensignal DS von der in Figur 1 gezeigten CPU 10 und erzeugt eine Adresseninformation zum Auslesen des Wellenformsignals aus dem Treiberwellenformspeicher 22 auf der Grundlage dieser Information.
Der Treiberwellenformspeicher 22 gibt eine Treiberwellenform aus, die durch die Adresseninformation adressiert worden ist und liefert die Treiberwellenform in die Schleifenschaltung, die die Verzögerungsschaltung 23, das Filter 24 und das Allpaßfilter 25 enthält.
Die Verzögerungsschaltung 23 ist eine Schaltung zur Verzögerung eines Eingangssignals um eine vorgegebene Zeit. Die Verzögerungsschaltung 23 kann aus einem Schieberegister, einem RAM oder dgl. bestehen. DL repräsentiert die Zahl der Verzögerungsstufen in der Verzögerungsschaltung 23, die in der Konvertierungsschaltung 30 auf der Grundlage des die Tonhöhe repräsentierenden Tastenkodes KC erzeugt wird. Falls die Verzögerungsschaltung 23 aus einem Schieberegister besteht, repräsentiert DL die Zahl der Stufen des Schieberegisters.
Das Filter 24 ist ein Filter mit derselben Dämpfung wie das Filter in dem Tongenerator gemäß Figur 4. Um hohen Tönen eine starke Dämpfung zu verleihen, kann ein Filter 24, das im allgemeinen als Tiefpaßfilter aufgebaut ist, in Kombination mit einem Bandpaßfilter oder dergleichen verwendet werden, um eine spezifische Klangfarbe zu erhalten. Das bedeutet, daß das Filter 24 verwendet wird, um sowohl die Frequenzcharakteristik als auch die Dämpfungscharakteristik des Ausgabetones zu erhalten. Die Grenzfrequenz, die Dämpfungsrate oder dergleichen werden als Filterparameter FPS dem Filter 24 durch die CPU 10 zugeführt. Wenn alternativ ein gewöhnliches Digitalfilter wie ein FIR oder IIR- Filter verwendet wird, das zur Verarbeitung von Analogdaten ungeeignet ist, wird ein Satz von Filterfaktoren als Filterparameter FPS diesem zugeführt.
Das Allpaßfilter 25 unterscheidet sich von dem Filter 24 im wesentlichen dadurch, daß das Filter 25 keine Dämpfung aufweist und eine von der Frequenz abhängige Verzögerungszeit ergibt. Das Allpaßfilter 25 ist der Verzögerungsschaltung insofern ähnlich, als es eine Verzögerungszeit hervorruft, es unterscheidet sich jedoch von der Verzögerungsschaltung insofern als die Verzögerungszeit von der Frequenz abhängig ist.
Eine Filterfaktorerzeugungsschaltung, die aus einer Konvertierungstabelle 26 einem Vergeicher 27 und einem Tonhöhenhüllkurvengenerator 28 besteht, ist vorgesehen, um einen Filterfaktor α zur Steuerung der Frequenzabhängigkeit und einen Filterfaktor n zur Festlegung der Verzögerungszeit unabhängig von der Frequenz festzulegen.
Um den Filterfaktor α zu bestimmen, wird die Initialanschlagsinformation IT, die von der CPU 10 bereitgestellt wird, mit der Schellenwertinformation TO in dem Vergeicher 27 verglichen. Im Falle eines Klaviers wird ein Ausgangssignal "1" nur erzeugt, wenn der Initialanschlag nicht schwächer als eine vorgegebene Schwelle ist, entsprechend der Tatsache, daß eine Tonhöhenänderung auftritt, wenn der Tastenanschlag nicht schwächer als ein bestimmter Wert ist. Die Schwellenwertinformation TO kann durch einen Spieler über das Bedienfeld 16 eingegeben werden, oder sie kann in dem ROM 11 entsprechend der Tonfarbe voreingestellt sein. Wenn eine anschlagsbedingte Tonhöhenänderung vermieden werden soll, kann die Schwellenwertinformation TO an dem Bedienfeld 16 auf das Maximum gesetzt werden, so daß immer ein Ausgangssignal "0" erzeugt wird, weil IT immer kleiner als TO ist, jedenfalls in dem Fall, in dem die Schwellenwertinformation über das Bedienfeld 16 eingegeben wird. In dem anderen Fall, in dem die Schwellenwertinformation TO in dem ROM 11 voreingestellt ist, kann ein Schalter vorgesehen sein, um den Vergleicher zu sperren, wenn die Tonhöhenänderung vermieden werden soll.
Der Tonhöhenhüllkurvengenerator 28 gibt eine Tonhöhenhüllkurve aus, die dem Initialanschlag IT und dem Tastenkode KC entspricht. Um dem Phänomen Rechnung zu tragen, daß die Änderung der Tonhöhe größer wird, je stärker der Anschlag beim Spiel eines natürlichen Musikinstruments ist, wird eine Tonhöhenhüllkurve bereitgestellt, die von dem Initialanschlag IT abhängt. Da sich die Tonhöhenhüllkurve im Bereich hoher Töne, wo die Dämpfung im allgemeinen stark ist, rasch ändern muß, hängt die Tonhöhenhüllkurve von dem Tastenkode KC ab, d.h. es erfolgt eine Tastenskalierung.
Ein Multiplizierer 29, der dem Tonhöhenhüllkurvengenerator 28 nachgeschaltet ist, multipliziert das Ausgangssignal des Tonhöhenhüllkurvengenerators 28 mit dem Ausgangssignal ("0" oder "1") des Vergleichers 27, so daß ein Signal, das dem Filter 25 die Tonhöhenänderung mitteilt, an die Konvertierungstabelle geliefert wird, falls der Initialanschlag IT nicht schwächer als die Schwelle TO ist. Wenn folglich das Ausgangssignal des Vergleichers 27 "0" ist, wird das Ausgangssignal des Multiplizierers 29 "0" unabhängig vom Ausgangssignal des Tonhöhenhüllkurvengenerators 28, so daß keine Tonhöhenänderung stattfindet. Wenn das Ausgangssignal des Vergleichers 27 "1" ist, wird das Ausgangssignal des Tonhöhenhüllkurvengenerators 28 direkt als Ausgangssignal des Multiplizierers 29 verwendet, das an die Konvertierungstabelle 26 gegeben wird.
Die Konvertierungstabelle 26 ist eine Tabelle zur Konvertierung der Tonhöhenhüllkurve, die von dem Tonhöhenhüllkurvengenerator 28 ausgegeben wird, in einen Filterfaktor α des Allpaßfilters 25 entsprechend der realen Tonhöhenänderung. Die Konvertierungstabelle 26 dient auch als Tabelle zur Konvertierung des Tastenkodes KC in die Zahl n von Verzögerungsstufen als weiteren Filterfaktor. Die Breite der Tonhöhenänderung ist durch den Parameter n begrenzt.
Die Faktoren α und n die durch die Tabelle 26 bereitgestellt werden, werden dem Filter 25 zugeführt.
Figur 3 zeigt ein Beispiel des Aufbaus eines Allpaßfilters erster Ordnung. Addierer 34 und 35 sind jeweils an die Eingangsseite und die Ausgangsseite einer Verzögerungsschaltung 33 angeschlossen. Das Ausgangssignal wird dem eingangsseitigen Addierer 34 in Phase über einen Verstärker 32 zugeführt, der einen Verstärkungsfaktor α aufweist. Das Eingangssignal wird in Vorwärtsrichtung zu dem ausgangsseitigen Addierer 35 in Gegenphase über einen Verstärker mit dem Verstärkungsfaktor α zugeführt. Die Frequenzcharakteristik der Phasenänderung kann beliebig durch Änderung des Verstärkungsfaktors α der Verstärker 31 und 32 geändert werden. Wenn beispielsweise der Verstärkungsfaktor α Null ist, ist das Allpaßfilter eine einfache Verzögerungsschaltung mit einer Verzögerungszeit, die für alle Frequenzen gleich ist. Bei einem Allpaßfilter mit dieser Struktur wird die von der Frequenz abhängige Phasendifferenz im allgemeinen größer in dem Maße, in dem der Verstärkungsfaktor α sich dem Wert 1 nähert.
Die Zahl n der Verzögerungsstufen, die dem Tastenkode KC als Anzahl von Stufen in der Verzögerungsschaltung (beispielsweise einem Schieberegister) 33 entsprechen, und der Faktor α, der zeitvariabel ist und von dem Tonhöhenhüllkurvengenerator 28 (Figur 2) entsprechend dem Tastenkode KC und dem Initialanschlag IT als Verstärkungsfaktor der Verstärker 31 und 32 ausgegeben wird, werden von der Konvertierungstabelle 26 der Figur 2 zu dem Allpaßfilter der Figur 3 geliefert Somit wird in der Tonerzeugungsschaltung 17 der Figur 2 ein Musikton synthetisiert, bei dem die Tonhöhe sich entsprechend den Faktoren α und n ändert.
Wie oben beschrieben kann bei einem in Figur 1 gezeigten Musikinstrument, das eine Tonerzeugungsschaltung wie in Figur 2 gezeigt aufweist, bei der ein in Figur 3 gezeigtes Allpaßfilter verwendet wird, ein Musikton fein entsprechend dem Anschlag bei der Bedienung variiert werden. Nachfolgend werden wesentliche Teile im Detail im Zusammenhang mit Modifikationen beschrieben.
Nachfolgend werden die Mittel zum Nachweis eines Anschlagsignals beschrieben. Figur 5 zeigt ein Beispiel einer Anschlagnachweisschaltung bei einem Tasteninstrument.
Eine Tastatur 40 weist eine Vielzahl von Tasten auf. Für jede Taste ist ein erster und zweiter Kontakt vorgesehen. Eine Gruppe 41 von ersten Kontakten und eine Gruppe 42 von zweiten Kontakten sind mit einer Tastatur-CPU 43 verbunden. Ein Zähler 48 zählt kontinuierlich ein Taktsignal CL und liefert den Zählwert an die CPU 43.
Wenn die CPU 43 einen Anschlag an dem ersten Kontakt einer bestimmten Taste feststellt, wird der Wert des laufenden Zählers im Zeitpunkt des Nachweises gespeichert. Wenn die CPU 43 dann einen Anschlag an dem zweiten Kontakt der Taste nachweist, wird der Wert des laufenden Zählers zum Zeitpunkt des Nachweises gespeichert. Die Zahl der Zählschritte zwischen dem Anschlag bei dem ersten Kontakt und dem Anschlag bei dem zweiten Kontakt, d.h. die Zeit zwischen dem Anschlag beim ersten Kontakt und dem Anschlag beim zweiten Kontakt wird dadurch festgestellt, daß der Wert des Zählers zum Zeitpunkt des Nachweises des Anschlags beim ersten Kontakt vom Wert des Zählers zum Zeitpunkt des Nachweises des Anschlages beim zweiten Kontakt abgezogen wird. Je stärker der Anschlag ist, um so kleiner wird die Zahl der Zählschritte. Wenn dagegen der Anschlag schwächer wird, nimmt die Zahl der Zählschritte zu. Die Zahl der Zählschritte, die die Stärke des Anschlags zum Ausdruck bringt, wird durch die CPU 43 in eine Anschlagsinformation umgewandelt. Die Anschlagsinformation wird in einem vorgegebenen Bereich eines zweitorigen Speichers 46 gespeichert. Diese Prozeduren werden entsprechend einem in dem Programmspeicher 44 gespeicherten Programm durchgeführt. Der zweitorige Speicher 46 ist auch an den BUS angeschlossen. Zwischen der CPU 10 des Musikinstruments und der CPU 43 der Tastatur 40 werden Daten über den Speicher ausgetauscht.
Figur 6 zeigt schematisch ein Beispiel eines Aufbaus des ersten und zweiten Kontakts in einer Tastatur. Jede Taste 51 ist an einem Stützpunkt 52 drehbar gelagert. Wenn die Taste 51 niedergedrückt wird, wird ein in einem Stützpunkt 54 drehbar gelagerter Hammer 53 nach unten gedrückt. An der unteren Fläche des Hammers 53 sind zwei Vorsprünge 55 und 56 vorgesehen. Zumindest die Vorsprünge 55 und 56 bestehen aus einer elastischen Substanz. Wenn der Hammer nach unten gedrückt wird, berührt er den ersten Kontakt 57, um diesen zu schließen und berührt dann den zweiten Kontakt 58, um diesen ebenfalls zu schließen. Das Berühren des ersten und zweiten Kontakts 57 und 58 wird jeweils von der CPU, die in Figur 5 gezeigt ist, detektiert.
Figur 7A zeigt den äußeren Aufbau eines elektronischen Musikinstruments in Form eines Blasinstruments. Eine große Anzahl von Tasten 62 zur Kennzeichnung von Tonhöhen sind am Hauptteil des Körpers 60 des Blasinstruments angeordnet. An einem Ende des Körpers 60 ist ein Mundstück 61 angeschlossen. Ein gewünschtes Tonsignal wird dadurch erzeugt, daß das Mundstück in den Mund genommen, in das Mundstück 61 hineingeblasen wird und die Tasten 62 betätigt werden.
Figur 7B zeigt schematisch die Struktur des Endabschnitts des elektronischen Musikinstruments 60 in Blasinstrumentform, wobei das Mundstück 61 abgenommen ist. Ein Drucksensor 63 detektiert den Blasdruck des Spielers. Ein Auslegerhebel 64 ist so ausgebildet, daß dieser Hebel sich vor und zurück bewegt entsprechend dem Grad, in dem der Spieler seinen Mund schließt, um dabei ein Ausgangssignal zu geben, das der Position des Hebels entspricht. Das bedeutet, daß der Auslegerhebel 64 den "Embouchure-Wert" des Spielers detektiert. Der Auslegerhebel 64, der in Kontakt mit einer Zunge des blasinstrumentartigen Bedienungsteils ist, detektiert die Bewegung der Instrumentzunge. Die Zunge bei dem elektronischen Musikinstrument vibriert im Gegensatz zu der eines natürlichen Blasinstruments nicht. Die Zunge bewegt sich im wesentlichen nur entsprechend dem Zustand des Mundes des Spielers.
Figur 7C zeigt eine Anspielnachweisschaltung, die für ein blasinstrumentartiges elektronisches Musikinstrument konzipiert ist. Der Drucksensor 63 und der Auslegerhebel 64 liefern Analogsignale entsprechend dem Blasdruck und dem Embouchure-Wert jeweils an Analog/Digital-Wandler 65 und 66. Die Analog/Digital- Wandler 65 und 66 wandeln analoge Eingangssignale in Digitasignale und liefern diese Digitalsignale an die CPU 67. Ein Zeitgeber 68 zählt ein Taktsignal CL und liefert den Zählwert an die CPU 67. Die CPU 67 detektiert die Änderung des Drucks und die Änderung des Embouchure-Werts in einer Periode eines vorgegebenen Zählwerts und bildet ein Anspielsignal, das in einem Speicher 69 zu speichern ist. Der Speicher 69 ist an den Datenbus des elektronischen Musikinstruments angeschlossen, um einen Datenaustausch zwischen dem Speicher 69 und der CPU des elektronischen Musikinstruments durchzuführen.
Im Falle eines Blasinstruments kann das Anspiesignal auf der Grundlage des Blasdrucksignals erzeugt werden, das durch den Drucksensor 63 detektiert wird.
Figur 7D ist ein Schaubild zur Erläuterung des Nachweises eines Initialanspielsignals IT.
Das Schaubild zeigt den Fall, in dem der Blasdruck allmählich im Laufe der Zeit ansteigt und dann nach erreichen des Maximums langsam abfällt. Die Änderung des Blasdrucks in einer vorgegebenen Zeit Tw nach Überschreiten des Schwellenpegels BR0 wird detektiert. Die verstrichene Zeit Tw wird durch Zählen der Takte des Zeitgebers 68 bestimmt. Der Blasdruck IT nach Verstreichen der Zeit Tw wird als Initialspielstärke ermittelt. Die Feststellung dieser Initialspielstärke wird durch einen Unterbrechungsprozeß zum Zeitpunkt des Nachweises des Blasdrucks durchgeführt.
Die Figuren 8A und 8B zeigen den Nachweis des Anschlags im Fall eines Perkussionsinstruments.
Figur 8A zeigt eine Initialanschlagsnachweisschaltung in einem perkussionsinstrumentartigen elektronischen Musikinstrument. Ein Vibrationssensor 71, der im Spieteil des perkussionssintrumentartigen elektronischen Musikinstruments vorgesehen ist, detektiert die Vibration und liefert ein Nachweissignal an einen Analog/Digital-Wandler 72. Der Analog/Digital-Wandler 72 wandelt das Signal in ein Digitalsignal und liefert dieses an eine CPU 73. Ein Zeitgeber 74 zählt ein Taktsignal und liefert ein Zeitsignal an die CPU 73. Die CPU 73 detektiert den Initialanschlag und veranlaßt, daß ein RAM 75 die Initialanschlaginformation speichert.
Figur 8B ist ein Schaubild zur Erläuterung des Nachweises des Initialanschlags. Im Falle eines Perkussionsinstruments ist ein auf diese Weise detektiertes Signal eine Art Wechselstromsignal, wie in Figur 8B gezeigt. Da das Detektionssignal eine Art Wechselstromsignal ist, kann ein Hüllkurvensignal, wie es durch die gestrichelte Linie in Figur 8B gezeigt ist, dadurch erhalten werden, daß das Detektionssignal einem Tiefpaßfilter zugeführt wird. Ein Initialanschlagsignal wird durch Verwendung des Hüllkurvensignals in der gleichen Weise wie oben unter Bezugnahme auf Figur 7D beschrieben, ermittelt.
Wenngleich die Beschreibung in bezug auf ein Perkussionsinstrument erfolgt, kann die zuvor erwähnte Nachweismethode auch für ein streichinstrumentartiges elektronisches Musikinstrument angewandt werden, bei dem die Vibration einer Saite detektiert wird.
Wie oben beschrieben können Initialanschlagssignale oder Initialspielstärkensignale jeweils von den Spielteilen von elektronischen Musikinstrumenten mit zahlreichen Spiestilen ermittelt werden. Für den Fachmann ist es ersichtlich, daß der Tastenkode KC, der die Tonhöhe repräsentiert, sowie andere Tonbildungsparameter entsprechend der Form des Musikinstrumentes ermittelt werden.
Im folgenden werden die Hauptbestandteile der in Figur 2 gezeigten Tongeneratorschaltung beschrieben. Figur 9 zeigt ein Beispiel eines Aufbaus eines Adressenerzeugers 21. Ein Volladdierer 81, eine Verzögerungsschaltung 82 und eine UND-Schaltungsgruppe 83 sind in Serie geschaltet, um eine Schleife darzustellen. Ein Vergleicher 84 vergleicht einen A-Eingang mit einem B-Eingang und liefert den Wert "1" zu dem Volladdierer 81, wenn der A-Eingang größer als der B-Eingang ist. Der A- Eingang des Vergleichers 84 ist mit einer Verriegelungsschaltung 85 verbunden. Das Ausgangssignal der Schleifenschaltung wird als Adressensignal durch einen Addierer 88 ausgegeben. Das Ausgangssignal einer Verriegelungsschaltung 86 wird dem Addierer 88 zugeführt. Die Verriegelungsschaltungen 85 und 86 verriegeln jeweils den Wortlängenwert DS und den Startzeiger SP.
Wenn der Startimpuls SP gegeben ist, werden die Daten in der Schleifenschaltung durch die UND-Schaltungsgruppe 83 zurückgestellt. Wenn danach der Wert in der Schleife kleiner als DS ist, wird das Signal um den Wert "1" in dem Volladdierer 81 erhöht. Wenn der Wert in der Schleife DS erreicht wird, wird das Ausgangssignal des Vergleichers 84 Null so daß der Erhöhungsvorgang in der Schleife gestoppt wird. Der Wert in der Schleife wird durch den Addierer 88 zu dem Startzeiger SP addiert, der den Adressenstartpunkt repräsentiert, um auf diese Weise ein Adressensignal AD zu erzeugen.
Figur 10A ist ein Schaltbild zur Erläuterung der Funktion des in Figur 3 gezeigten Allpaßfilters. Der Eingang, der Ausgang, der Verstärkungsfaktor und die Verzögerungskonstante der Verzögerungsschaltung sind jeweils durch X, Y, k und Z&supmin;¹ repräsentiert.
Wenn die jeweiligen Werte wie oben beschrieben repräsentiert werden, kann das Ausgangssignal durch die folgende Gleichung angegeben werden.
Y = kYZ&supmin;¹ + XZ&supmin;¹ - kX
Y(1 - kZ&supmin;¹) = X(Z&supmin;¹ - k)
Y/X = (Z&supmin;¹ - k)/(1 - kZ&supmin;¹)
Figur 10B zeigt eine Schaltung, die äquivalent zur der in Figur 10A gezeigten Schaltung ist und durch eine andere Form der Schaltung dargestellt ist.
Die Verzögerungscharakteristik der Übertragungsfunktion
H(Z) = (Z&supmin;¹ - k)/(1 - kZ&supmin;¹)
wird durch die Gleichung
(τ(ωX) = T(1 - k2)/(1 - 2kcosωT + k2)
ausgedrückt, bei der ω die Winkelgeschwindigkeit und τ(ωX) die Verzögerungszeit für die Winkelgeschwindigkeit ωX ist.
Figur 11 ist ein Schaubild, in dem das Verhältnis der Verzögerungszeit zu der Abtastperiode T gegen die Änderung von ωT aufgetragen ist. Diese Beziehung ist die Beziehung zwischen dem Phasenwinkel und der Frequenz. Wenn diese Beziehung umgesetzt wird in eine Beziehung zwischen der Frequenz und der Verzögerung, wird die gestrichelte Kurve erhalten.
Aus Figur 11 ist ersichtlich, daß sich der Phasenwinkel im weiten Umfang entsprechend der Frequenz ändert, wenn der Verstärkungsfaktor α (k in der vorhergenannten Gleichung) der Verstärker 31 und 32 in der Schaltung gemäß Figur 3 geändert wird.
Figur 12 ist ein Schaubild, das die Änderung des an das Allpaßfilter 25 gelieferten Verstärkungsfaktors α im Laufe der Zeit zeigt. Der Verstärkungsfaktor α steigt auf einen Wert nahe 1 im Ansprechen auf das Taste-EIN-Signal KON an, das einem Tastenanschlag auf der Tastatur (oder dergleichen) entspricht, und fällt dann in Form einer Exponentialfunktion ab. Wenn α nahe 1 ist, werden viele nicht harmonische Komponenten erzeugt, wie dies aus Figur 11 ersichtlich ist. Der Verstärkungsfaktor α muß kleiner als 1 sein, da das Allpaßfilter für einen Gleichstrom divergent wird, wenn α den Wert "1" annimmt.
Figur 13 ist ein Schaubild, das die zeitliche Änderung der Anzahl der Verzögerungsstufen des Allpaßfilters 25 zeigt. Die Zahl n der Verzögerungsstufen nimmt um einen vorgegebenen Wert ausgehend von einem Referenzverzögerungswert N entsprechend dem Taste-EIN-Signal KON ab und steigt dann allmählich an, um den Originalreferenzverzögerungswert N zu erreichen.
Im allgemeinen steigt bei einem Klavier oder dergleichen die Tonhöhe im Moment des Saitenanschlags an und konvergiert dann allmählich zu einem vorgegebenen Wert. Um dieses Phänomen durch Verwendung der Anzahl der Verzögerungsstufen zu realisieren, ist es nötig, die Anzahl der Verzögerungsstufen zum Zeitpunkt des Taste-EIN-Signals KON zu reduzieren und dann die Tonhöhe einem vorgegebenen Wert allmählich zuzuführen. Figur 14 zeigt den Aufbau eines speicherartigen Hüllkurvengenerators 28.
Ein Volladdierer 91, eine Verzögerungsschaltung 92 und eine UND-Schaltungsgruppe 93 stellen eine Schleifenschaltung dar, die die gleiche wie die in Figur 9 gezeigte ist. Verriegelungsschaltungen 96 und 97 verriegeln die Tastenkodeinformation KC und die Initialanschlagsinformation IT und liefern diese zu einer Tabelle 94 zur Ableitung eines Akkumulationswertes aus dem Tastenkode KC beziehungsweise zu einer Tabelle zur Ableitung eines Faktors aus dem Initialanschlag IT. Die Verriegelungsschaltungen 96 und 97 werden durch Empfang eines Startimpulses ST freigeschaltet. Der Startimpuls ST setzt auch einen Zähler 98 zurück. Der Zähler 98 empfängt ein Durchführsignal von dem Volladdierer 91. Ein dem Wert KC entsprechender Wert wird in der Schleife akkumuliert, um dabei ein Übertragsignal von dem Volladdierer 91 zu erzeugen und dabei den Wert des Zählers 98 zu erhöhen. Wenn der Wert des Zählers 98 sein Maximum erreicht, wird der Zählvorgang des 3 0 Zählers gestoppt, um den Maximalwert beizubehalten. Wenn der Tastenkode KC größer wird, wird ein größerer Wert in die Tabelle 94 gesetzt, um einen Akkumulationswert aus dem Tastenkode KC abzuleiten. Entsprechend schreitet die Hüllkurve um so rascher fort je höher der Ton ist. Der Zählwert des Zählers 98 wird als Adresse für einen Speicher 99 verwendet, so daß ein Signal mit einer in Figur 14 gezeigten Wellenform aus dem Speicher 99 ausgelesen wird. In einem Multiplizierer 100 wird das aus dem Speicher 99 ausgelesene Signal mit einem von der Tabelle 95 bereitgestellten Faktor multipliziert, so daß eine Tonhöhenwellenform IT entsprechend der Initialanschlagsinformation IT erzeugt wird. Diese Tonhöhenhüllkurve IT' weist die in der rechten Seite der Figur 14 gezeigte Form auf, bei der die Tonhöhe in umso weiteren Grenzen sich ändert je größer das Eingangssignal ist. Wenn die Tonhöhenhüllkurve IT, gleich "0" ist, wird die Gesamttonhöhe gleich der Tonhöhe des Tastenkodes KC.
Im folgenden werden Beispiele für den Aufbau der in Figur 2 gezeigten Konvertierungstabelle 26 beschrieben.
Figur 15 zeigt ein Beispiel für den Aufbau der Konvertierungstabelle unter Verwendung eines Hüllkurvengenerators der Figur 14. In bezug auf den Verstärkungsfaktor α kann die gelieferte Tonhöhenhüllkurve IT' direkt verwendet werden. In bezug auf die Zahl n der Verzögerungsstufen ist die Durchführung einer Subtraktion von der Fundamentalverzögerungslänge N erforderlich. Da es notwendig ist, den Bereich der Änderungen der Verzögerungslänge entsprechend dem Tastenkode KC zu skallieren, wird ein dem Tastenkode entsprechender Faktor unter Verwendung einer Tabelle 102 zur Ableitung eines Faktors aus dem Tastenkode KC erzeugt. Dieser Faktor wird mit der Tonhöhenhülkurve in einem Multiplizierer 103 multipliziert, in einem Verstärker 104 invertiert und dann zu der Fundamentalverzögerungslänge N addiert (oder von dieser subtrahiert). Auf diese Weise wird die Verzögerungsänge n erzeugt.
Figur 16 zeigt ein Beispiel für den Aufbau eines Hüllkurvengenerators nach der Berechnungsmethode. Ein Volladdierer 106, eine Verzögerungsschaltung 107 und eine UND-Schaltungsgruppe 108 stellen eine Schleifenschaltung dar. Das Ausgangssignal der Tabelle 109 zur Ableitung eines Akkumulationswerts aus dem Tastenkode wird dem Volladdierer 106 zugeleitet. Der Tastenkode KC wird der Tabelle 109 über eine Verriegelungsschaltung 111 zugeführt. Andererseits wird der Initialanschlag IT einer Tabelle 113 zur Ableitung eines Faktors über eine Verriegelungsschaltung 112 zugeführt. Der Ausgang der Tabelle 113 wird zu einem Rückwärtszähler 114 geleitet. Der Startimpuls ST wird den Verriegelungsschaltungen 111 und 112 und dem Rückwärtszähler 114 zugeführt. Wenn der Startimpuls ST den Wert "1" hat, lädt der Rückwärtszähler 114 den Wert von IT. Danach führt der Rückwärtszähler 114 eine Rückwärtszählung durch, jedesmal wenn ein Übertragssignal von dem Volladdierer 106 ansteht. Eine abfallende Funktion mit einer linearen Charakteristik in einem Bereich von einem gewissen Wert bis Null wird wie folgt erzeugt: Zu Beginn wird ein Wert entsprechend dem Initialanschlag IT in den Rückwärtszähler gesetzt; der Wert wird in dem Rückwärtszähler jeweils um 1 erniedrigt mit einer Zeitgebung entsprechend dem Tastenkode KC. Der Rückwärtszähler ist hier als ein Zähler definiert, dessen Zählvorgang stoppt, um den Ausgangszählwert Null beizubehalten, wenn der Wert des Zählers Null erreicht hat.
Bei der Tonhöhenhüllkurve der Figur 16 wird ein linear abfallendes Ausgangssignal erhalten. Um dieses in die Form eines U wie in der in Figur 14 rechts gezeigten Wellenform abzuändern, können Konvertierungstabelen wie in Figur 17 gezeigt, verwendet werden. Die Konvertierungstabellen 116 und 117 empfangen das Ausgangssignal des in Figur 16 gezeigten Zählers 114 und erzeugen einen Faktor α mit U-förmiger Charakteristik und einen Faktor n der die Charakteristik einer umgekehrten U-Form aufweist.
In Figur 16 werden Tabellen mit einer Zeitachse verwendet, die der Zeitachse der Tabellen 12 entgegengesetzt ist, da ein Rückwärtszähler verwendet wird. Der Grund, warum Theorien in Figur 16 und 17 in bezug auf die Zeitachsen umgekehrt sind, ist der folgende. Die Ausgangswerte dieser Tabellen können entsprechend dem Ausgangswert des Vergleichers Null werden. In diesem Fall werden die zuvor genannten Tabellen zur Ausgabe von Standardwerten benötigt. Die Tabelle 117 für die Zahl der Verzögerungsstufen ist so eingerichtet, daß einige Kurven von dem Tastenkode KC ausgewählt werden können.
Figur 18 zeigt ein Beispiel für einen Aufbau der Verzögerungsschaltung 23 der Figur 2. Eine Vielzahl von Verzögerungsschaltungen 121, 122, ..., 126 sind in Serie geschaltet, so daß ihre jeweiligen Ausgänge einer Auswahlschaltung 128 zugeführt werden. Die Auswahlschaltung 128 liefert ein Ausgangssignal für eine vorgegebene Anzahl von Verzögerungsstufen entsprechend dem Auswahleingang. Auf diese Weise wird eine Verzögerungsschaltung gebildet, deren Zahl von Verzögerungsstufen variabel ist.
Die Schaltung der Figur 2 oder eine zu der Schaltung der Figur 2 äquivalente Schaltung kann unter Verwendung der oben beschriebenen Bestandteile gebildet werden.
Um den nichtharmonischen Effekt kurz nach dem Taste-EIN-Ereignis zu realisieren, ist es wichtig, daß die Phase des Allpaßfilters 25 frequenzabhängig geändert wird. Wenngleich die Schleifenschaltung der Figur 2 die Verzögerungsschaltung 23, das Tiefpaßfilter 24 und das Allpaßfilter 25 enthält, muß das Tiefpaßfilter 24 nicht immer vorgesehen sein.
Figur 19 zeigt ein Beispiel einer Schleifenschaltung, die aus einer Verzögerungsschaltung 23 und einem Allpaßfilter 25 besteht. Die nach dem Taste- EIN-Ereignis auftretende Änderung kann durch eine solche Schaltung realisiert werden.
Wie oben beschrieben kann ein Musikton, der dem Musikton eines natürlichen Musikinstruments sehr nahe kommt, durch das Vorsehen eines Allpaßfilters in einer Verzögerungsrückkopplungsschleife gesteuert werden und insbesondere können nichtharmonische Komponenten auf der Grundlage der Spielstärke- oder Anschlagsinformation beeinflußt werden.
Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die zuvor genannten Ausführungsbeispiele beschränkt ist und daß Änderungen im Rahmen der Erfindung, die durch die Ansprüche definiert ist, möglich sind.
Wenngleich beispielsweise in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen die Tonhöhe durch Änderung des Filterfaktors des Allpaßfilters entsprechend der Spielstärke oder dem Anschlag moduliert wird, kann die Frequenzänderung in einem größeren Bereich durch Änderung der Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung entsprechend dem Anschlag oder Spielstärke erhalten werden.
Die Ziele der Erfindung können nicht nur durch in der CPU verwendete Software sondern auch durch Hardware erreicht werden.
Wenngleich sich die obige Beschreibung auf den Fall bezieht, in dem ein lineares Allpaßfilter verwendet wird, kann die Erfindung auch in dem Fall angewendet werden, in dem ein mehrdimensionales Allpaßfilter eingesetzt wird.
Obwohl sich die Beschreibung auf eine beschränkte Anzahl von Ausführungsformen bezieht, ist die Erfindung nicht auf diese beschränkt. Es ist für den Fachmann ersichtlich, daß verschiedene Änderungen, Ersatzkonstruktionen, Abwandlungen, Verbesserungen und Kombinationen im Rahmen der beigefügten Ansprüche möglich sind.

Claims

1.) Tonsignalsynthesizer, der folgendes aufweist:

eine Schleifenschaltung (23, 24, 25) zur Zirkulation eines Tonsignals;

Mittel (21, 22) zum Einspeisen einer Treiberwellenform in die Schleifenschaltung;

eine in die Schleifenschaltung geschaltete Verzögerungsschaltung (23) zur Festlegung einer der Tonhöhe des zirkulierenden Tonsignals entsprechenden Verzögerungszeit;

Anspielstärkesignalerzeugungsmittel (14) zur Erzeugung eines Anspielstärkesignals; pein in die Schleifenschaltung geschaltetes variables Allpaßfilter (25), das geeignet ist, die Phase des Tonsignals entsprechend dessen Frequenz auf der Grundlage des Anspielstärkesignals zu ändern;

Faktorerzeugungsmittel (26, 27, 28, 29) zur Erzeugung eines Verstärkungsfaktors α, der sich im Laufe der Zeit entsprechend einem Anspielstärkesignal ändert; und

Mittel (26), um den Verstärkungsfaktor dem Allpaßfilter zuzuführen.

2.) Tonsignalsynthesizer nach Anspruch 1, bei dem die Faktorerzeugungsmittel Mittel zur Erzeugung einer Tonhöhenhüllkurve aufweisen, durch die die Tonhöhe um einen dem Anspiestärkesignal entsprechenden Wert gleichzeitig mit Beginn der Spielbetätigung gesteigert und dann nach einer exponentiellen Funktion verringert wird.

3.) Tonsignalsynthesizer nach Anspruch 2, bei dem die Faktorerzeugungsmittel das Abfallen der Tonhöhenhüllkurve entsprechend der Tonhöhe steuern.

4.) Tonsignalsynthesizer nach Anspruch 1, bei dem die Anspielstärkesignalerzeugungsmittel das Anspiestärkesignal auf der Grundlage von Spielinformation bilden, die durch eine Spieleinrichtung entsprechend einem Spiel geliefert wird, und bei dem ferner Mittel vorgesehen sind, um das Anspielstärkesignal den Faktorerzeugungsmitteln zuzuleiten.

5.) Tonsignalsynthesizer nach Anspruch 4, bei dem die Spieleinrichtung eine große Zahl von Tasten aufweist, und die Anspielstärkesignalbildungsmittel Mittel zur Feststellung der Geschwindigkeit des Tastenanschlags aufweisen.

6.) Tonsignalsynthesizer nach Anspruch 4, bei dem die Spieleinrichtung ein Mundstück aufweist, durch das mit dem Mund Luft geblasen wird und die Anspielstärkesignalbildungsmittel einen Drucksensor zum Feststellen des Blasdrucks aufweisen.

7.) Tonsignalsynthesizer nach Anspruch 4, bei dem die Spieleinrichtung ein Vibrationsteil aufweist, und die Anspielstärkesignalbildungsmittel Mittel aufweisen, um eine Hüllkurve für die am Vibrationsteil erzeugte Vibration zu bilden und eine Änderung der Hüllkurve festzustellen.

8.) Tonsignalsynthesizer nach Anspruch 1, bei dem das Allpaßfilter folgendes aufweist: ein Verzögerungselement zur Verzögerung eines Eingangssignals; einen ersten Verstärker zum Verstärken des Eingangssignal mit dem Verstärkungsfaktor α;

einen ersten Addierer zum Addieren des verstärkten Eingangssignals zu dem Ausgangssignal des Verzögerungselements in Gegenphase; einen zweiten Verstärker zur Verstärkung des Ausgangssignals des ersten Addierers mit dem Verstärkungsfaktor α;

und einen zweiten Addierer, um das Ausgangssignals des zweiten Verstärkers zu dem Eingangssignal in Phase an der Eingangsseite des Verzögerungselements zu addieren, wobei die Verzögerungszeit des Verzögerungselements und der Verstärkungsfaktor α des ersten und zweiten Verstärkers auf der Grundlage eines von außen angelegten Steuersignals gesteuert werden.

9.) Tonsignalsynthesizer nach Anspruch 8, der ferner Mittel aufweist, um ein Signal, das die Tonhöhe repräsentiert, und ein Signal, das die Anspielstärke repräsentiert, zu empfangen und dem Allpaßfilter ein Signal zur Steuerung des Verstärkungsfaktors α und der Verzögerungszeit zuzuleiten.

10.) Tonsignalsynthesizer für ein elektronisches Musikinstrument, der folgendes aufweist:

Schleifenmittel (23, 24, 25) für die Zirkulation eines Tonsignals;

Einspeisemittel (22) zum Einspeisen eines Treibersignals in die Schleifenmittel; in die Schleifenmittel geschaltete Verzögerungsmittel (23), um das zirkulierende Tonsignal um eine Verzögerungszeit zu verzögern, die der Tonhöhe eines zu erzeugenden Tonsignals entspricht;

in die Schleifenmittel geschaltete Allpaßfiltermittel (25) zur Änderung der Phase des zirkulierenden Tonsignals entsprechend seiner Frequenz gemäß einer Allpaßfiltercharakteristik;

Anspielstärkesignalerzeugungsmittel (14) zur Erzeugung eines Anspielstärkesignals, das den Grad einer Spielbetätigung repräsentiert;

Steuermittel (26, 27, 28, 29) zur Steuerung der Allpaßfiltercharakteristik im Ansprechen auf das Anspielstärkesignal.

11.) Tonsignalsynthesizer für ein elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 10, bei dem die Allpaßfiltermittel die Phase des zirkulierenden Tonsignals im Laufe der Zeit im Ansprechen auf das Anspielstärkesignal ändern.

12.) Tonsignalsynthesizer für ein elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 10, bei dem die Anspielstärkesignalerzeugungsmittel Spielbetätigungsmittel zum Durchführen eines Spiels sowie Anspielstärkesignalbildungsmittel zur Bildung eines Anspielstärkesignals auf der Grundlage der Stärke des Spiels aufweist.