DE7338355U

DE7338355U - Kurvengenerator auf einem halbleiterkoerper

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Publication number: DE7338355U
Application number: DE19737338355U
Authority: DE
Original assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Priority date: 1972-10-25
Filing date: 1973-10-25
Publication date: 1978-10-26
Also published as: DE2353502A1; GB1416220A; NL167532B; NL7314597A; NL167532C; US3890602A

Description

Nippon Gakki Seizo Kabushiki Kaisha ReiRb/Gu~9063

Kurvengenerator auf einem Halbleiterkörper

Die Neuerung betrifft einen Kurvengenerator auf einem HaTbIeiterkörper.

Ein Kurvengenerator zur Erzeugung einer Kurve oder eines Kurvenverlaufs, der durch zu nacheinander folgenden Zeitpunkten abgetastete Analogwerte gebildet wird und bei dem Widerstandsbauelemente mit Widerständen, die die zu bildenden Amplitudenwerte bestiiümen, vorgesehen sind und bei dem ferner elektrische Schaltungen für diese Bauelemente nacheinander durch mechanische Kontakte gebildet werden, 1st gut bekannt.

Diese bekannte Vorrichtung benötigt Jedoch so viele Widerstandsbauelemente ,wie Amplitudenwerte (d.h. Abtastzeitpunkte), wie sie zur Bildung des vorzusehenden analogen Kurvenverlaufs erforderlich sind, d.h. sie benötigt eine beträchtliche Anzahl von Widerstandsbauelementen, und die Größe der Vorrichtung ist deshalb in unerwünschter Weise groß. Andererseits sind mehr Amplitudenwerte erforderlich, wenn ein mehr idealer analoger Kurvenverlauf erzeugt werden soll, und das bedeutet, daß viel mehr Widerstandsbauelomente zur Bildung eines idealen analogen Kurvenverlaufs erforderlich sind. Die tatsächliche Größe der Vorrichtung ist selbstverständlich in gewisser Weise begrenzt und dementsprechend ist auch dis Zahl der darin verwendeten Bauelemente auf eine bestimmte Anzahl

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begrenzt· Dementsprechend sind analoge Kurvenverläufe, die mit der bekannten Vorrichtung gebildet werden, nichtstetige (stufenwei se) Kurvenverläufe.

Im allgemeinen streuen Widerstandbauelemente in ihrem Wider» standswert ganz beträchtlich und Präzisionswiderstandsbauelemente, deren Widerstandswerte weniger schwanken, sind sehr teuer.

Die Widerstandswerte von Widerstandsbauelementen, die auf dem Markt erhältlich sind, sind normiert. Wenn deshalb Widerstandsbauelemente mit Widerstandswerten, die nicht normiert sind, zur Bildung eines gewünschten Analogwertes erforderlich sind, dann 1st es notwendig, diese Widerstandsbe&alemente speziell zu bestellen, was zu einem erhöhten Preis für den Kurvengenerator führt.

Hilfe von mechanischen Kontakten ausgelesen werden, treten bei diesem Generator verschiedene Schwierigkeiten auf, wie beispielsweise eine verhältnismäßig geringe nutzbare Lebensdauer und eine langsame Auslesegeschwindigkeit.

Andererseits wird zur Bildung eines analogen Kurvenverlaufs entsprechend einer digitalen Information ein Digital-Analog-Umsetzer verwendet. Bei den bisher bekannten Digital-Analog-Umsetzern ist jedoch die Anzahl der Bits auf einen bestimmten Wert begrenzt, und deshalb sind die gebildeten analogen Kurvenverläufe nicht immer in der Kontinuität ihres Verlaufs zufriedenstellend.

Es wurde ferner bereits ein Kurvengenerator vorgeschlagen, der integrierte Schaltungen enthält. Bei diesem bekannten Kurvengenerator sind mehrere eindiffundierte Widerstandsschichten, von denen jede eine bestimmte Breite aufweist, auf einem Halbleitersubstrat ausgebildet, und die Widerstandswerte, die Amplitudenwerten zu bestimmten Abtastzeitpunkten einer zu bildenden

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Analogkurve entsprechen, werden auf den eindiffundierten Widerstandsschichten entsprechend eingestellt, und es werden durch eine dev Reihe nach erfolgende Abtastung dieser Widerstandsschichten von einer äußeren Schicht zur anderen Müderen Schicht die Klesssenspasnungen de? Widerstandsschichten der Reihe nach ausgelesen, wodurch die gewünschte Analogkurve gebildet wird, die Amplitudenänderungen aufweist, die Änderungen der Klemmenspannungen, die ausgelesen werden, entspricht·

Da bei diesem bekannten Kurvengenerator eine Anzahl von parallelen Widerstandsschichten auf dem Halbleitersubstrat, so wie es oben beschrieben ist, ausgebildet ist, ist ein verhältnismäßig großer Platzbedarf für diese Vorrichtung notwendig, und es wird auch eine verhältnismäßig große elektrische Leistung darin verbraucht. Diese Schwierigkelten werden beträchtlich, wenn die Anzahl der eindiffundierten Widerstandsschichten erhöht wird* dasit die Kontinuität des zu erzeugende analogen Kurvenverlaufs verbessert werden kann-

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kurvengeneratoi auf einem Halbleiterkörper zu schaffen, der zu geringen Kostex herstellbar ist, die die obengenannten Schwierigkeiten, die be den bekannten Kurvengeneratoren auftreten, nicht aufweist und der analoge Kurvenverläufe mit einer zufriedenstellenden Kontinuität bilden kann.

Gemäß der Neuerung soll ferner ein Kurvengenerator geschaffen werden, der einen Klangfarben-Kurvenverlauf oder einen HUlX-kurvenverlauf bilden kann, die eine Anstiegs- und eine Abfall-Kennlinie aufweisen, wie sie für elektronische Musikinstrument erforderlich sind.

Gemäß der Neuerung soll ferner ein Kurvengenerator geschaffen werden, der ohne weiteres einen Kurvenverlauf erzeugen kann, der Amplitudenänderungen aufweist, die Änderungen von logarith mischen Funktionen ähnlich sind.

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Gemäß der Neuerung soll ferner ein zuverlässiger Kurvengenerator geschaffen werden, der dadurch kleine Abmessungen aufweist, daß er die Techuik der integrierten MOS-Schaltungen ausnutzt.

Die der Neuerung zugrundeliegende Aufgabe wird bei einem Funktionsgenerator gelöst.durch eine mit vorgegebener Tiefe eindiffundierte Widerstandszone mit mehreren beabstandeten Verbindungspunkten und auf dem Halbleiterkörper kreuzungsfrei fest angeordneten metallischen Verbindungsbahnen von den Verbindungspunkten zu Eingangsanschlußbereichen eines Leseab-^{Vt ;} schnitte, die parallel zum Leseabschnitt längs einer Linie angeordnet sind.

Eine bevorzugte Ausführungsform des neuerungsgemäßen Kurvengenerators ist dadurch gekennzeichnet, daß sich an die BIn- * gangsanschlußbereiche eindiffundierte strelfenförmige par-ί allele erste Elektrcdsnzonen im wesentlichen gleicher Länge J anschließen, daß parallel und beabstandet zwischen A»n ersten Elektrodenzonen streifenförmige zweit- Hlektrodenzonen im wesentlichen gleicher Länge eindiffundiert sind, deren Enden mit ._: einer quer zur Elektrodenrichtung verlaufenden streifenförmigen " Ausgangsleitung verbunden sind, daß teilweise überlappend über

Jeweils eine der ersten Elektrodenzonen und eine der zweiten K Elektrodenzonen eine streifenförmige dritte, metallische Elektrodenzone parallel zu den ersten und zweiten Elektrodenzonen angeordnet ist und aus dem Leseabschnitt bis zu einem Ausgangsaaschlußbereich herausgeführt ist, und daß jeweils eine erste, eine zweite und eine dritte Elektrodenzone einen streifenför migen MOS-Transistor bilden.

Gemäß der Neuerung wird eine streifenförmige Widerstandszone

: mit mehreren Verbindungspunkten durch eine eindiffundierte

Schicht auf einem Halbleitersubstrat gebildet. An die Wider- Stands schicht wird eine bestimmte Spannung angelegt, so daß

die verschiedenen Verbindungspunkte verschiedene Potentiale : aufweisen. Ein Decodierer be-

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stimmt über die Lese-Umschaltschaltung nacheinander mit einer bestimmten Geschwindigkeit und Reihenfolge, welche der Potentiale ausgelesen werden. Damit bilden die der Reihe nach ausgelesenen Spannungen einen Kurvenverlauf einer besonderen Klangfarbe oder mit einer Hüllkurve einer besonderen Form. Der Decodierer und die Lese-Umschaltschaltung können aus MOS-Transistoren gebildet sein, und die auf diese Weise ausgebildeten Schaltungen können zusammen V * mit der Widerstandsschicht zu einer-integrierten Anordnung auf dem Halbleitersubstrat ausgebildet werden.

Wie bereits erwähnt, weist die Leseschaltung vorzugsweise eine Umschaltschaltung mit mehreren MOS-Transistoren auf, die mit den Verbindungspunkten verbunden sind,sowie eine Adressierschaltung mit MOS-Transistoren, durch die die Umschaltung angesteuert wirdj so daß die MOS-Transistoren in der Umschaltschaltung in einer bestimmten Reihenfolge eingeschaltet werden, wodurch die Leseschaltung mit der Widerstandsschicht, die auf dem Halbleitersubstrat in integrierter Weise ausgebildet ist, verbunden wird.

Es können ferner T-förmige Dämpfungsglieder dadurch angeschlossen werden, daß zusätzliche Widerstände mit der Widerstandsschicht verbunden werden.

Ausführungsformen der Neuerung werden nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Kurvengenerators gemäß der Neuerung,.

Fig. 2 ein Schaltbild des Kurvengenerators nach. Fig. 1,

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt des Ausgangsabschnitts des Kurvengenerators nach Fig. 1,

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Fig. 4 ein Kurvendiagrainm eines verstellten Kurvenverlaufs,

Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht des Dekodierabschnitts des Generators nach Fig. 1,

Fig. 6(A), 6(B) und 6(C) Tabellen, die die Beziehungen zwischen

Transistorgruppen und den Adressen von Eingangsver- . bindungspunkten in dem Dekodierabschnitt nach Fig. 5 darstellen,

Fig. 7(A), 7(E) und 7 (C) Kodierungstabellen für Adresseneingänge ,

Fig. 8(A), 8(B) und 8(C) Kurvendiagramme von Hüllkurvenverläufen, die in elektronischen Musikinstrumenten verwendet werden,

Fig. 9 eine Ansicht einer zweiten Ausführungsform des Kurvengenerators gemäß der Neuerung von oben,

Fig. 10 eine vergrößerte Ansicht des Amplitudengeneratorabschnitts und des Verdrahtungsabschnitts des Kurvengenerators nach Fig. 9,

Fig. 11 ein Schaltbild des Kurvengenerators nach Fig. 9,

Fig. 12 ein Schaltbild des Widerstandsdämpfungsglieds in

dem Amplitudengeneratorabschnitt, der in den Fig. 9 und 11 dargestellt ist,

Fig. 13 ein Kurvendiagramm der Hüllkurve eines Haltetons,

Fig. 14 und 15 ebenfalls Kurvendiagramme der Hüllkurven für einen Anstiegs-Halteton und eines Stoßton ,

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Fig. 16 eine Ansicht einer dritten Ausführungsform des Kurvengenerators gemäß der Neuerung von oben,

Fig. 17 ein Schaltbild des Kurvengenerators nach Fig. 6, Fig. 18 ein Schaltbild eines Widerstandsdämpfungsglieds in einem Amplitudengeneratorabschnitt des Kurveagenerators nach den Fig. 16 und 17,

Fig. 19 ein Kurvendiagramm, das einen Ausgangskurvenverlauf des Generators nach Fig. 16 darstellt,

Fig. 20(A), 20 (B) und 20 (C) Schaltbilder verschiedener Dämpfungsschaltungen und

Fig. 21 ein Kurvendiagramm für die Hüllkurve eines Stoßtons.

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In Pig. 1 ist eine erste Ausführungsform eines Kurvengenerators für elektronische Musikinstrumente gemäß der Neuerung dargestellt, der ein N-leitendes Halbleitersubstrat 1 und einen Amplitudenspeicher ab schnitt 2 aufweist, der in der oberen Hälfte des Subtrats 1 ausgebildet ist. Der Amplitudenspeicherabschnitt 2 enthält eine P-leitende, diffundierte Widerstandsschicht 2a, die horizontal verläuft,und P-leitende, diffundierte Widerstandechichten " '- 2b und 2c, die vertikal von der linken und der rechten Seite der Schicht 2a wegragen und alle zusammen eine einzige Widerstandszone bilden. Unter dem Amplitudenspeicherabsohnitt 2 oder igi mittleren Teil des Substrats 1 ist ein Kurvenformlese-Umschaltabschnitt 4 vorgesehen, der horizontal parallel zu dem Abschnitt 2 verläuft. Zwischen dem Amplitudenspeichera'Jschnitt 2 und dem Kurvenformlese-Umschaltabschnitt ist ein Verdrahtungsabschnitt 3 vorgesehen, der diese beiden Abschnitte 2 und 4 elektrisch verbindet. Ferner befindet sich unter dem Kurvenformlese-Umschaltabschnitt 4 oder in der unteren Hälfte des Substrats ein Dekodierabschnitt 5, der den Kurven= formlese-Umschaltabschnitt 4 ansteuert.

In Fig. 1 ist durch das MusterEES eine P-leitende diffundierte Schicht dargestellt, durch das Muster ES^ eine Steuerelektrode eines P-Kanal-MOS-Transistors,durch I I eine Schicht, die durch Vakuumaufdampfung auf ein Metall, beispielsweise Aluminium gebildet ist und durch IXI ein Verbindungspunkt dargestellt, an dem die metallische im Vakuum aufgedampfte Schicht mit der P-leitenden Diffusions schicht verbunden ist. Es ist ferner eine Iaolierungsschicht (nicht dargestellt) auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats 1 ausgebildet. Die diffundierten Widerstandsschichten 2a, 2b und 2c des Amplitudenspeicherabschnitts sind als ein Gürtel oder Streifen mit gleicher Breite ausgebildet, da das linke Ende der Schicht 2a und das obere Ende der Schicht 2b durch eine metallische Verbindungsschicht 11a verbunder, sind, während das rechte Ende der Schicht 2a und das obere Ende der Schicht 2c durch eine weitere metallische Verbindungs-

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schicht 11b miteinander verbunden sind. Damit bilden die Schichten 2a , 2b und 2c eine Widerstandsanordnung, die die Widerstände R₁ bis R₈₀ enthalt, wenn man dies anhand des in Fig. 2 dargestellten Schaltbilds ausdrückt. Diese Widerstandsanordnung, hat jeweils den gleichen Widerstand pro Längeneinheit. In den Widerstandsschichten 2a, 2b und 2c, die auf diese Weise angeordnet sind, sind beispielsweise 81 Verbindungspunkte V₀, V₁, V₂ bis Vg₀ in gleichen Abständen angeordnet. Die Verbindungspuütete V₀ und V₈₀, die an den beiden Enden der Widerstandsanordnung 2 vorgesehen sind, sind mit den Anschlüssen Hasse. (OV) und Vßjjj(-4V) einer Spannungsquelle verbunden. Damit sind die an den Verbindungapunkten vorgesehenen Spannungen proportional zu den Verhältnissen der Widerstände zwischen dem Verbindungspunkt V_Q und den anderen Verbindungspunkten V₁ bis Vg₀ und dem Gesamtwiderstand von dem Punkt V₀ zu dem Punkt Vg₀,wobei die Unterschiede zwischen den Spannungen jeweils gleich sind, nämlich 4V/80 - 0,05V. Die somit an den Verbindungspunkten V₀ bis Vg₀ vorliegenden Spannungen werden als Amplitudenspannungen einer zu erzeugenden Kurve» wie es weiter unten noch beschrieben wird, verwendet.

Der Lese-Umschaltabschnitt 4 enthält, wie es in Fig. 3 dargestellt ist , beispielsweise 64 MOS-Transistoren U_Q und U₁ bis U_Q0 mit schaltbarer Ausgangsleistung, die in der beschriebenen Reihenfolge horizontal nebeneinander angeordnet sind. Bei diesem Lese-Umschaltabsuhnitt 4 weisen jeweils zwei nebeneinanderliegende Transistoren eine gemeinsame P-leitende, eindiffundierte Schicht auf, die als Quellenzone S dient ui:d in vertikaler Richtung verläuft. Die benachbarten Transistoren sind durch ihre beiden P-leitenden, eindiffundierten Schichten oder Senkenzonen D, die zu beiden Seiten der Quellenzone angeordnet sind, Rücken an Rücken nebeneinander angeordnet und es sind zwei im Vakuum aufgedampfte Metallschichten oder Steuerzonen G zwischen der Quellenzone S und den Senkenzonen D gebildet, wodurch der beanspruchte Raum günstig ausgenutzt ist.

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Die einen Enden der Senkenzonen D der Transistoren Uq und U₁ bis Ug₇ sind nach oben verlängert. An den auf diese weise verlängerten Enden der Senkenzonen D sind Verbindungspunkte Py und P₁ bis Pg, vorgesehen. Die einen Enden der Quellenzonen S sind ebenfalls nach oben verlängert und sie sind mit dem Kurvengeneratorausgangsanschluß AUS verbunden. Es sind ferner die einen Enden der Steuerzonen der Transistoren Uq und U₁ bis Ug, nach unten verlängert und mit Eingangssteuerverbindungspunkten Qq und Q₁ bis Qg, verbunden.

Es wird nun wieder auf Fig. 1 Bezug genommen und der Verdrahtungsabschnitt 3 beschrieben. Der Verdrahtungsabschnitt 3 weist Verdrahtungsverbindungsschichten Hq und U₁ bis ng, auf, die die Verbindungspunkte P_n und P₁ bis Ρ_Λ-< mit ausgewählten Verbindungen punkten entsprechend eines zu erzeugenden Kurvenverlaufs der Verbindungspunkte V_Q und V₁ bis Vg₀ im Amplitudenspeicherabschnitt verbinden können. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß diese Schichten Nq und Hi₁ bis Ng, keine Kreuzungen miteinander bilden.

Es sei beispielsweise eine Periode eines Tonkurvenverlaufs eines Trompetentons als ein Beispiel für einen zu erzeugenden Kurvenverlauf betrachtet. In diesem Fall wird eine Kurve I, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, dadurch gespeichert, daß die Spannungsamplituden der zu erzeugenden Kurve in zeitlicher Folge aufgetragen werden. Wenn man nun Spannungen von 0,00V und -0,05V bis -4,00V, die entsprechend an den Verbindungspunkten Vq und V₁ bis Vg₀ vorgesehen sind, öauf der vertikalen Achse, die Spannungsamplituden wiedergibt, auf » während man Äbtastzeitpunkte tQ und -tj. bis tg, auf der Horizontalachse,,.auf der Ablesezeitpunkte vorgesehen sind, aufträgt, dann werden beispielsweise die Spannung 0,00V an dem Verbindungspunkt Vq₇die Spannung -0,05V an dem Verbindungspunkt V₁ , die Spannung -0,55V an dem Verbindungspunkt V₁₁ und die Spannung -4,00V an dem Verbindungspunkt Vq₀ zu den Zeitpunkten t_1Q, t^., t.^ bzw. t_Q abgelesen,

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wodurch ein analoger Kurvenverlauf entsteht, der dem Tonkurvenverlauf eines Trompsteri-fcpn« ShZllich ls"t =

Da gemäß der Neuerung die Potentiale an den Verbindungspunkten V₀ und V₁ bis V₈₀ an den eindiffundierten Widerstandsschichten in einer bestimmten Reihenfolge ausgewählt sind, so daß eine Änderung dieser Potentiale die Änderung der Amplituden eines zu erzeugenden Kurvenverlaufs darstellt, ist es nicht notwendig, daß sich die Verbindungsschichten n_Q bis n^ untereinander kreuzen.

Der Dekodierabschnitt 5 arbeitet so, daß er Ausgangstransistoren adressiert, die Spannungsamplituden entsprechen, die zu den Lese* Zeitpunkten t_Q, t₁ bis tg, in Fig. 4 abgelesen werden sollen. Bei dem ersten Beispiel weist dsr Dekodierabschnitt 5 sechs binare ■ Eingänge und 64 individuelle Ausgänge auf,( es handelt sich um einen Binär-ludivlduäl-ümsötzer_t}ünd er enthält 64 Transistorgruppen, wobei Jede Gruppe 6 MOS-Transistoren aufweist, und damit eine 6-Bit-Adresse darstellt, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Die Transistoren in jeder Transistorgruppe sind mit einer gemeinsamen P-leitenden, eindiffundierten Schicht oder gemeinsamen Quellenzone S versehen, die vertikal angeordnet ist,und es ist eine gemeinsame P-leitende eindiffundierte Schicht oder gemeinsame Senkenzone vorgesehen, die parallel zu der Quellenzone S und ebenfalls vertikal angeordnet ist. Die oberen Enden der Senkenzonen D sind mit den Elngangssteuerverbindungspunkten Cu und CL. bis Qg, des Lese-Umschaltabschnitts 4, der veiter oben beschrieben worden ist, verbunden, während die Quellenzone S mit Hilfe einer metallischen Verbindungsschicht S mit einem Anschluß Hasse (OV) einer Stromquelle verbunden ist. Zn diesem Fall sind auch die nebeneinanderliegenden Transistoren von nebeneinanderliegenden Transistorgruppen in der gleichen Weise Rücken an Rücken nebeneinander angeordnet, wie bei dem Lese-Umschaltabschnitt 4. Somit sind die Transistorgruppen T₀(T₀₁ bis T_Qg) und T₁ (T₁₁ bis T₁ g) bis Tg, (Tg^₁ bis Tg,g) in der beschriebenen Reihenfolge von links nach rechts angeordnet.

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Die diffundierten Schichten, die die Senkenzonen D der Transistoren in aen TransistorgruppeEi bilden, sind nach unten verlängert j und die unteren Enden dieser Schichten und eine horizontal verlaufende P-leitende Sindiffundierte Schicht bilden Lastwiderstandstransistoren Lq bis Lg,. Die Senkenzonen D und die Steuerzonen G der Lastwiderstandstransistoren sind mit Anschlüssen Vjj_D(-16V) und Vq^-So^-V) der Stromquelle verbunden,und es wird eine negative Spannung (von etwa -16V) den Senkenzonen D der Transistorgruppen zugeführt.

Dem Dekodierabschnitt 5 werden Adresseneingangssignale A₁ bis Ag mit 6 Bits, wie es aus Fig. 2 erkennbar ist, über Adresseneingangsanschlüsse AD₁ bis ADg von einem Adressensignalgenerator zugeführt, der durch einen Takt impulsgenerator 20 und einen Binärzähl er 21 gebildet ist. Diese binär kodierten Adresseneingangssignale A₁ bis Ag werden zusammen mit Ac'ressenlnversionseingangssignalen Ä"!j" bis Ag", die man durch Inversion der Adresseneingangssignale A₁ bis Ag in Adresseninvertern IN₁ bis INg erhält» AdresseneingangsverbindungspunkteiJ₁ und «Tj~ bis Jg und Jg" zugeführt, die auf metallischen Verbindungsschichten vorgesehen sind, die mit den Steuerelektroden G der Transistoren verbunden sind, die für das erste Bit bis das sechste Bit in dem Dekodierabschnitt 5 vorgesehen sind.

Wenn ein Tonkurvenverlauf, wie er in Fig. 4 dargestellt ist, erzeugt werden soll, dann werden die Steuerzonen G der Transistoren für das erste Bit bis sechste Bit In den Transistorgruppen T₀ bis Tg, des Dekodierabschnitts 5 mit Adr3sseneingangsverbindungspunkten verbunden, die aus Adresseneingangsverbindungspunkten J₁ oder J₁ bis Jg oder Tg", wie es in den Fig. 6(A), 6(B) und 6(C) dargestellt ist, vorbestimmt werden, woraufhin die Transistorgruppen $q bis Tg, In dem Dekodierabschnitt 5 und entsprechend ihre Steuerausgangsanschlüsse Q₀ bis Qg, in der beschriebenen Ordnung von links nach rechts vorgesehen werden, so daß sie mit den Steueranschlüssen Q₀ bis Qg, der Transistoren nach

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Fig. 3 verbunden werden.

Wenn die Adresseneingangssignale A₁ bis Ag so kodiert sind, wie es in den Fig. 7 (A), % (B) und % (C), dargestellt ist, dann wird als Eingangssignal eine logische ⁿ0ⁿ den Steuerzonen der Transistoren Tg^₁ bis Tg,g in der Transistorgruppe Tg* zugeführt, wodurch, eine negative Spannung (-16V), die von dem Transistor ^L63 ^gegeben wird, dem Verbindungspu&kt Qg, zu dem Zeitpunkt t_Q zugeführt wird, wodurch der Ausgangstransistor Ug, eingeschaltet oder leitend werden kann, über diesen Transistor Ug, wird eine Spannung (-4,00V) an dem Verbindungspunkt V_Q0 des Amplitudenspeicherabschnitts 3 dem Ausgangsanschluß AUS zugeführt.

Anschließend wird als Eingangssignal eine logische ^B0^w den Steuerzonen der Transistoren TVq>j bis ü?=₈g in der Transistorgruppe

und es wird eine negative Spannung dem Verbindungspunkt Qcq zugeführt, woraufhin eine Spannung (-3,45V) an dem Verbindungspunkt VgQ des Amplitudenspeicherabschnitts 2 dem Ausgangsanschluß AUS zugeführt wird.

In ähnlicher Weise wie bei den beschriebenen Beispielen werden die Ausgangstransistoren, die den abgetasteten Amplituden, die ausgelesen werden sollen, entsprechen ., der Reihe nach durch Adresseneingangs signale adressiert, die dem Dekodierabschnitt zugeführt werden, und die Spannungen an den Verbindungspunkten des Amplitadenspeicherabschnitts 2, die mit den Transistoren verbunden sind, werden der Reihe nach dem Ausgangsanschluß AUS zugeführt. Beispielsweise wird zu dem Zeitpunkt t_iZf der Ausgangstransistor Ug adressiert, wodurch eine Spannung(-0,55V) an dem Verbindungspunkt V^ ₁ an den Ausgangsanschluß AUS abgegeben wird, und zu dem Zeitpunkt tg, wird der Ausgangstransistor Ug£ adressiert, wodurch eine Spannung (-3,95V) an. dem Verbindungspunkt V^q dem Ausgangsanschluß AUS zugeführt wird.

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Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß gemäß der Neuerung nur durch Festlegen einer Folge,nach der mehrere Schalttransistoren mit den Verbindungspunkten auf den diffundierten Widerstandsschichten verbunden werden, die gewünschten Analogverläufe gebildet werden können. Da die in einer Einheit gebildete eindiffundierte Widerstandsschicht, deren Verbindungspunkte mit gleichen Spannungsunterachieden versehen sind, als Amplitudenspeicherabschnitt verwendet wird, ergibt sich daraus, daß der Raum, der ν durch den Amplitudenspeicherabschnitt in dem Halbleitersubstrat beansprucht wird, vermindert sein kann. Folglich kann die Größe des Halbleitersubstrats bei der neuerungsgemäßen Anordnung viel kleiner gemacht werden als bei dem bekannten Kurvengenerator, bei dem mehrere eindiffundierte Widerstands schichten verwendet werden. Es soll ferner darauf hingewiesen werden, daß bei der neuerungsgemäßen Anordnung der Kurvenverlauf mit Hilfe nur einer eindiffundierten Widerstandsschicht in dem Amplitudenspeicherabschnitt 2 gebildet werden kann und daß aus diesem Grund der Leistungsverbrauch des Kurvengenerators nach der Neuerung wesentlich geringer ist als bei dem bekannten Kurvengenerator.

( Da gemäß der Neuerung die Ausgangs spannungen des Amplitudenspeicherabschnitts 2 mit Hilfe von Widerstandsverhältnissen im Vergleich zu dem gesamten Widerstandswert der eindiffundierten Widerstandsschichten, die in einer Einheit vorgesehen sind, gebildet werden, würde selbst dann» wenn sich das Diffusionsverfahren in einer Massenfertigung der Kurvengeneratoren gemäß der Erfindung geändert hätte, diese Änderung nicht als eine Schwankung der Ausgangs spannungen des Amplitudenspeicherabschnitt s 2 erscheinen. Folglich kann der Kurvengenerator gemäß der Neuerung Kurvenverläufe mit großer Genauigkeit reproduzieren.

Bei den bekannten Kurvengeneratoren, die weiter oben beschrieben worden sind, wird andererseits ein Kurvenverlauf in Form von Widerstandswerten der eindiffundierten Widerstandsschichten

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gespeichert, wobei Schwankungen beim Diffusionsverfahren zu Schwankungen bei der Bildung eines Kurvenverlaufs führen. Im Gegensatz dazu wird ein solches Ergebnis nicht mit der neuerungsgemäßen Anordnung errichtet. Gemäß der Neuerung lassen sich andere unterschiedlich ausgebildete Kurvenverläufe dadurch erreichen, daß man die binär kodierten Eingangssignale ändert, so daß man die Schalttransist ·> en mit einer abgewandelten Adressenfolge steuert oder leitend macht, so daß dann keine andere Abänderung notwendig ist. Zu dem gleichen

«•otcwa aoini cjoic ucaw^iuiiuc icivuououujj tuu ιgi vj n_Q bis ag3» äie dazu geeignet sind, die Verbindungspunkte Y₀ bis Yg₀ mit den Verbindungspunkten Pq bis Bg, zu verbinden, geändert werden.

Da sich ferner bei der Anordnung nach der Neuerung die Verbindungsschichten in dem Verdrahtungsabschnitt 3 nicht kreuzen, ist die Herstellung dieser Anordnung viel einfacher. .

Wenn ein Abschnitt zur Erzeugung von Hüllkurven für elektronische Musikinstrumente als eine integrierte Halbleiterschaltung ausgebildet ist, dann ergeben sich die folgenden Schwierigkeiten. Im allgemeinen liegen drei Arten von Hüllkurven vor: Die erste, die in Fig. 8 (A) dargestellt ist, ist eine Kurve, die einen Kurventeil a aufweist, der zu dem Zeitpunkt t plötzlich anwächst (und im folgenden als"Anstiegskurventeil a") bezeichnet ist, die einen Kurventeil b aufweist, (der im folgenden als "Haltekurventeil bⁿ bezeichnet ist) ,der eine bestimmte Amplitude aufweist, und die einen Kurventeil c enthält (der im folgenden als "Abstiegskurventeil c^M bezeichnet ist), der zu dem Zeitpunkt t_c einen logarithmischen Abfall beginnt, wobei ein Ton, der die erste Hüllkurve aufweist, ein sogenannter Dauerton ist; die zweite Hüllkurve ist so ausgebildet, daß die Rückflanke des Anstiegskurventeils a einmal abfällt, wie es in Fig. 8(B) dargestellt ist, wobei ein Ton, der die zweite Hüllkurve aufweist, als Anstiegsdauerton bezeichnet wird; die dritte Hüllkurve steigt ganz plötzlich an und fällt nach diesem Anstieg direkt wieder ab, da sie keinen Haltekurventeil b_ besitzt, wie man in Fig. 8 (C)

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erkennt j wird, ein Ton, der die dritte Htillkurve aufweist, als sogenannter Stoßton bezeichnet wird.

Entsprechend ist t es erforderlich, einen Hiillknrvengenerator vorzusehen, der eine Kurve erzeugen kann, die logarithmisch^ wie in dem Abfallkurventeil c abfällt,und ferner eine Kurve, die wie in dem Anstiggskurventeil a plötzlich ansteigt. Ferner ist y es notwendig, einen Htillkurvengenerator vorzusehen, der klein ^vl .) ausgebildet ist, eine geringe Leistung verbraucht und der einfach herzustellen ist.

In Fig. 9 ist eine zweite Ausführungsform eines Kurvengenerators gemäß der Neuerung dargestellt, der diese Anforderungen erfüllt und der ein N-leitendes Halbleitersubstrat 1, einenEHüllkurvengeneratorabsehnitt 2, einen Verdrahtungsabschnitt 3, einen Leseumschaltabschnitt 4 und einen Dekodierabschnitt 5 aufweist, wobei diese Abschnitte nacheinander vom oberen Teil des Substrats bis zum unteren Teil angeordnet sind.

Wie man in Fig. 10 erkennt, weist der Hüllkurvengeneratorteil 2 .^i' einen Gürtel oder ringförmigen Abschnitt aus einer P-leitenden eindiffundierten Widerstands schicht 2a auf, der horizontal verläuft und ferner P-leitende eindiffundierte Widerstandsschichten 2B und 2C, die vertikal zu beiden Seiten der Schicht 2a verlaufen. Die P-leitenden, eindiffundierten Widerstandsschichten 2b und 2c sind mit Hilfe von metallischen Verbindungsschichten 11a und 11b mit dem linken Ende und dem rechten Ende der P-leitenden diffundierten Widerstandsschicht 2a verbunden, so daß eine Folge von eindiffundierten Widerstandsschichten entsteht. Das heißt, daß ein Widerstand gebildet wird, der, wie es in Fig. 11 dargestellt ist, Widerstände T₁ bis r_Q0 enthält und der pro Längeneinheit den gleichen Widerstand aufweist,- wobei in Fig. 11 ein Ersatzschaltbild des zweiten Generators gebildet ist. Auf den Widerstandsschichten 2a, 2b und 2c, die eine Einheit bilden, sind 81 V srbindungspunkte V_Q und V₁ bis V₈₀ in gleichen Abständen

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vorgesehen.

Ferner sind P-leitende, eindiffundierte Widerstandsschichten vorgesehen, die wie Beine von einigen Verbindungspunkten, die in bestimmten Abständen auf der Widerstandsschicht 2a vorhanden

sind, wegragen (und die"im folgenden als ~ -.-_ —

"Widerstandsschichtbeine¹¹ bezeichnet sind),und es sind die unteren Enden dieser Widerstandsschichtbeine ebenfalls mit Ver-Λ bindungspunkten versehen. Znsbesondere ragen gemäß Fig. 10,sechzehn Widerstandsschichtbeine M₁₀, M₁^ bis Mgg und My₀ von den Verbindungspunkten V₁₀, V₁ ^ bis Vgg und, Vy₀ weg, wobei sich diese Widerstandsverbindungsbeine an jedem vierten Verbindungspunkt der Verbindungspunkte Vg bis V₇₀ an der Widerstandsschicht 2a befinden.

Ein bestimmter Verbindungspunkt (Vco ^Dei der zweiten Vorrichtung nach Fig. 10) auf der Widerstandsschicht 2a ist mit einem Anschluß V_EIN(-4V) einer Stromquelle verbunden, während die Verbindungspunkte V₀ und Vg₀, die an den Enden der Widerstandsschichten 2b und 2c vorgesehen sind, mit einem Masseanschluß Masse (OV) der Stromquelle verbunden sind. Entsprechend sind an den unteren Enden der Widerstandsschichtbeine Meg bis M₁₀ Verbindungspunkte meg bis m₁₀ vorgesehen, die auf der linken Seite des Verbindungspunkts Vcq angeordnet sind. Die in dieser Weise vorgesehenen Verbindungspunkte meg bis m_1Q sind mit einer gemeinsamen Verbindungsschicht 12 verbunden, die horizontal angeordnet ist. Diese Verbindungsschicht 12 ist mit dem Verbindungspunkt V₀ auf der Widerstandsschicht 2b verbunden.

Damit lassen sich an den Verbindungspunkten der Widerstandsschichten 2a und 2c auf der rechten Seite des Verbindungspunkts Ve₈ Spannungen erzeugen, die den Widerstandsverhältnissen der Widerstände zwischen dem Punkt V₈₀ und diesen Verbindungspunkten zu dem Ge samtwiderst and zwischen dem Punkt Vc₈ und dem Punkt V₈₀ entsprechen, erhalten werden können. Die Unterschiede zwischen den

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(47/24 = 0,166V), d.h. daß die auf diese Weise erhaltenen Spannungen in die lineare Beziehung zueinander stehen. Aus diesem Grund können sie zur Erzeugung einer Anstiegskurve «erwendet werden.

Für jedes der Widerstandsschichtbeine Meg bis M₁₀ der Widerstandsschicht 2a zur linken Seite des Verbindungspunkts Ve₃ ist ein T-förmiges Widerstandsdämpfungslied'', gebildet. Diese Dämpfungsglieder bilden eine Kettenteiler schaltung, wie es in Fig. 11 dargestellt ist.

Bei diesem Dämpfungsglied wird angenommen, wie es in Fig. 12 dargestellt ist, daß der Widerstand eines Widerstandsschichtbeins durch R"bezeichnet ist,daß der gesamte widerstand zwischen zwei Verbindungspunkten, die die zweiten Verbindungspunkte. von. dem Verbindungspunkt des Widerstandsschichtbeins R sind, durch r bezeich .net ist, daß ein Dämpfungskoeffizient η von4öBe^n = 4dB) vorhanden ist und daß die folgende Gleichung (1) gilt:

= ⁴
η

^ ⁰*²

Dabei ist k = 10^° = 10,

Dann lassen sich an den Verbindungspunkten Spannungen erhalten, die sich voneinander um Dämpfungswerte von etwa 1 dB unterscheiden.

Der Wellenwiderstand Z dieses Dämpfungsglieds ergibt sich aus der folgenden Gleichung (2) :

²O = EZ^T ^ = 2,096 r (2).

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BeJL diesem zweiten Generator bildet die Widerstandsschicht 2b den Abschlußwiderstand des Dämpfungsglieds. In den obigen Gleichungen werden vorzugsweise die folgenden wert« eingesetart? η = 4dB; r = 780Λ; R = 3610A; Z_Q = 1634JL; und k = 1,5849

Die auf diese Weise an den Verbindungspunkten V=g bis Vg der Widerstandsschicht 2a erreichten Spannungen stehen in einem y logarithmischen Verhältnis zueinander und sie können zur Bildung ' V einer Abfallkurve verwendet werden. Ferner können bei diesem zweiten Generator an den Verbindungspunkten der Widerstandsschicht 2b, die den Abschlußwiderstand bildet, Spannungen gebildet werden, die sich um bestimmte Spannungswerte voneinander unterscheiden,und der zweite Generator kann daher zur Bildung \ des Endteils einer abfallenden Hüllkurve verwendet werden. \

In ähnlicher Weise wie in Fig. 5 wird der Leseumschaltabschnitt ohne Kurvenausgangsabschnitt 4 beispielsweise durch 64 MOS-Schalttransistoren gebildet, und er arbeitet in ähnlicher Weise.

Der Verdrahtungsabschnitt 3 weist metallische Verbindungs-( schichten n_Q und n^ bis ng, auf, durch die Verbindungspunkte P₀ und P₁ bis Pg, mit Verbindungspunkten, die entsprechend der Ausgangskurve aus den Verbindungspunkten Vq₀ bis Vq in der -beschriebenen Art ausgewählt sind, verbunden werden. In diesem Zusammenhang soll darauf hingewiesen werden, daß diese metallischen Verbindungsschichten so angeordnet sind, daß sie sich nicht kreuzen «und einige von ihnen sind über den Widerstandsschichtbeinen Meg bis M₁₀ mit Hilfe von Isolierungsschichten angeordnet. Diese Anordnung der Verbindungsschichten trägt dazu bei, die Größe des Halbleitersubstrats zu vermindern.

In Fig. 13 ist der Anstiegshüllkurventeil a des Dauertons nach : Fig. 8(A) durch eine Kurve I dargestellt, wobei die vertikalen Achse eine lineare Skala aufweist, und es ist die Abfallhüllkurve durch eine Kurve II wiedergegeben, deren vertikale Achse eine ί dB-Skala enthält. Es sind ferner die ;

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Verbinduagspunkte P_Q, P₁ bis P₁^, P₁^ und P₁₇ bis Pg A'Jtastzeitpunkten t_Q und t₁ bis t_ß3 auf der horizontalen Achse her Fig» 13 entsprechend zugeordnet, während die Spannungen an Verbindungspunkten V₈₀ ^₇₆ bis V₅₉, V₅₈ und V₅₇ bis V_Q als Spannungsanplituden auf der vertikalen Achse in Fig. 13 verwendet werden.

Der Dekodierabschnitt 5 arbeitet so, daß er die Ausgangstransistoren adressiert, die den abgetasteten Spannungen, die zu den Zeitpunkten t_Q und t₁ bis tg, ausgelesen werden sollen, entsprechen. Der Dekodierabschnitt 5 der zweiten Vorrichtung nach der Neuerung hat sechs Binäreingange und 64 Einzelausgänge und er enthält 64 Transistorgruppen, von denen ^ede 6 MOS-Transistoren aufweist, und damit eine 6-Bit-Adresse darstellt, wie es anhand von Fig* 5 beschrieben worden ist» und, der I Dekodierabschnitt arbeitet in der gleichen Weise, wie es weiter | oben beschrieben worden ist.

Wenn bei einem in dieser Weise ausgebildeten Dekodierabschnitt 5 die Adre&ueneingangssignale so kodiert sind, wie es in Jen Fig. 7 (A), 7 (B) und 7 (C) dargestellt ist, und dann der Reihe nach den Adresseneingangsanschlüssen AD₁ bis ADg zu den Zeiten t_Q bis tg, zugeführt werden, dann wird zu dem Zeitpunkt t_Q ein Eingangssignal einer logischen "0" den Steuerelektroden der Transistoren T₁ bis Tq/- in dem Dekodierabschnitt 5 zugeführt und als Folge davon wird eine negative Spannung (-I6V), die von dem Transistor L_Q abgegeben wird, dem Verbindungspunkt CU zugeführt, wodurch der Transistor Ü_Q eingeschaltet oder leitend gemacht wird. Über diesen nun leitend gemachten Transistor Uq wird eine Spannung (OV) an dem Verbindungspunkt Vg₀ in den. Amplitudenspeicherabschnitt 2 dem Ausgangsanschluß AUS zügeführt. In ähnlicher Weise, wie es oben beschrieben ist, werden Spannungen an den Verbindungspunkten, die mit den Verbindungsschichten n^ bis n^z in dem Amplitudenspeicherabschnitt 2 verbunden sind, der Reihe nach dem Ausgangsanschluß AUS zugeführt.

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Damit läßt sich der Anstiegskurventeil I (in Fig. 13) der ein der Änderung de3 Potentials an den Verbindungspunkten Vq₀ bis Vc₈ entspricht, «während des Zeitabschnitts zwischen deaa Zeitpunkt t_Q bis zu dem Zeitpunkt t^c erhalten. Ferner erhält man während des Zeitabschnitts von dem Zeitpunkt t^e bis zu dem Zeitpunkt tg, den Abfallkurventeil II», der ent- . : · sprechend einer Änderung des Potentials an den Verbindungspunk tjn Vcg bis V₈ logarithmisch abfällt, und ferner auch den (■ ^] Abfallkurventeil II".

Wenn nach dem Auslesen der Anstiegskurve die Haltekurve mit Hilfe einer konstanten Spannungsquelle, die getrennt angelegt wird, gebildet wird und wenn anschließend der Abfallkurventeil gebildet wird, dann erhält man eine Hüllkurve, wie sie in Fig. θ (A) dargestellt ist.

Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß gemäß der Neuerung der Verdrahtungsabschnitt 3 auf der Grundlage der Spannungsamplituden, die eine zu erzeugende Hüllkurve bilden, zwischen dem Lese-Umschaltabschnitt 4 und dem Amplitudenspeicherab-( schnitt 2 gebildet ist und daß eine gewünschte Ausgangskurve dadurch erreicht wird, daß die Arbeitsweise der Ausgangsschalttransistoren gesteuert wird oder daß die Ausgangsschalttransistoren in einer bestimmten Folge leitend gemacht werden. Außerdem läßt sich durch die T-förmige Dämpfungsschaltung, die durch eine Kombination des gürteiförmigen Abschnitts der eindiffundierten Widerstandsschicht und der eindiffundierten Widerstandsbeine, die von dem gürteiförmigen Abschnitt wegragen, gebildet wird, zur Erzeugung einer logarithmisch abnehmenden Kurve verwenden, die als Abfallhüllkurve wirksam ist.

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• ■

• · ■

- 22 -

Die obigen Beschreibungen beziehen sich auf die Erzeugung eines Dauertons, wie er in Fig. 8 (A) dargestellt ist.

Der Anstiegsdauer, der in Fig. 8 (B) dargestellt ist, läßt sich dadurch erzeugen, daß eine .Anstiegshüllkurve I gebildet wird und daß ferner eine Abfallhüllkurve II gebildet wird, vie sie in Fig. 14 dargestellt ist und anstelle der Fig. 13 / verwendet wird, während der Stoßton, der in Fig. 8 (C) dargestellt ist, dadurch gebildet werden kann, daß man nur eine Hüllkurve II, wie sie in Fig. 15 dargestellt ist, erzeugt. Die Hillkurve, die in Fig. 15 dargestellt ist, hat keinen Amrfciegsteil und sie läßt sich dadurch erreichen, daß man die gemeinsame Verbindungsschicht 12 der Amplitudenspeicher schicht 2 mit all den eindiffundierten Widerstandsbeinen verbindet und daß man den Anschluß V_EIN der Stromquelle mit dem Verbindungspunkt Vyp verbindet. Auf diese Weise lassen sich verschiedene Hüllkurven dadurch bilden, daß man die Verdrahtung des Verdrahtungsabschnitts 3 verändert oder daß man die Adressenfolge der Ausgangstransistoren U_Q bis Ug, verändert.

C In Fig. 16 ist eine dritte Ausführungsform des Kurvengenerators gemäß der Neuerung dargestellt, die ein N-leitendes Halbleitersubstrat 1, einen Amplitudenspeicherabschnitt 2, einen Verdrahtungsabschnitt 3, einen Lese-Umschaltabschnitt 4 und einen Dekodierabschnitt 5 aufweist, wodurch eine logarithmische Abfällhüllkurve gebildet werden kann.

Der Amplitudenspeicherabschnitt 2 enthält einen gürteiförmigen Abschnitt aus einer P-leitenden eindiffundierten Widerstandsschicht 2a, die horizontal verläuft und aus einer P-leitenden, eindiffundierten Widerstandsschicht 2b, die auf der linken Seite der eindiffundierten Widerstandsschicht 2a vertikal verläuft. Das linke Ende der eindiffundierten Widerstandsschicht 2a

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ist durch eine metallische Verbindungs schicht 11a mit dem oberen

Ende der eindiffundierten Widerstands schicht 2b verbunden. Das i

heißt, daß diese Schichten 2a und 2b als eine Einheit ausge- I-

bildet sind oder als ein Widerstand, der Widerstände r₁ bis Cy₂ f

enthält und die einen gleichen Widerstand pro Längeneinheit |

aufweist. Es sind ferner beispielsweise 73 Verbindungspunkce |

V₀, V₁ und V₂ bis Vy₂ in gleichen Abständen auf diesen Wider- I

Standsschichten 2a und 2b, die zu der Einheit zusammengesetzt |

sind, vorgesehen. f

Von einigen der Verbindungspunkte, die sich in bestimmten Ab- \ ständen auf der Widerstandsschicht 2a befinden, ragen als Beine ausgebildete P-leitende, eindiffundierte Widerstandsschichten der Widerstandsschicht 2a (die im folgenden als "Widerstandsschichtbeine" bezeichnet werden) nach unten weg. Insbesondere ragen in Fig. 16 sechzehn Widerstandsschichtbeine M_1Q. M₁. bis Mgg und My₀ nach unten von den Verbindungspunkten ^V10* ^V14 ^{feis V}66 ^^{010 V}70 ^wegf ^^ei sich diese Verbindungspunkte an jedem vierten Verbindungspunkt der Verbindungspunkte V_1Qbis V™ befinden.

Die unteren Enden der Widerstandsschichtbeine My₀ bis M₁₀ mit den Verbindungspunkten my₀ bis m₁₀ ragen bis zu einer gemeinsamen Verbindungsschicht 12, die horizontal unter dem Amplituden speicherabschnitt 2 verläuft, jedoch sind auch außer den Verbindungspunkten ISy₀ bis m₁₀ diejenigen Verbindungspunkte, die durch eine zu erzeugende Kurve bestimmt sind, mit der gemeinsamen Verbindungsschicht 12 verbunden. Insbesondere sind in Fig. 16 alle anderen Verbindungspunkte der Verbindungspunkte my₀ bis m₁₀, nämlich die Verbindungspunkte my_Q, mg₂, nw bis m₁^ mit der gemeinsamen Verbindungsschicht 12 verbunden.

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Ferner sind die danebenliegenden Verbindungspunkte ^V70 u^{und V}69* ^V68_t,^und ^ß^^W ^{und V}9 ^{auf der} schicht 2a durch Verbindungsschichten Y₇₂* ^Y7o» ^T68 ~ kurzgeschlossen.

Die Verbindungspunkte V₇₂ und Vq an den Enden der Widerstandsschichten 2a und 2b sind mit Anschlüssen Vgju (-4V) und MASSE (OV) einer Stromquelle verbunden und die gemeinsame Verbindungs-

v ) schicht 12 ist mit demmAnschluß MASSE verbunden. Folglich bilden die Widerstandsschicht 2a» die Widerstandsschichtbeine My₀, Mg₂, Mc^ bis M^ und die gemeinsame Verbindungsschicht 12 einen Kettenspannungsteiler, wobei ein T-förmiges Widerstands-

; dämpfungsglied K für jede Widerstands schicht My₀, Mg₂, Mc^ bis M₁^ gebildet ist. Wenn man annimmt, daß so, wie es in Fig. 18 dargestellt ist, iii diesem Glied K der Widerstand eines Widerstandsschichtbeins (beispielsweise von HI54) durch einen Widerstand R dargestellt wird, dann wird der gesamte Widerstand zwischen zwei Verbindungspunkten (V=_Q und Vc₈Ji die die zweiten Verbindungspunkte von dem Verbindungspunkt (V54) des Widerstandsschichtbeins sind ,durch r dargestellt,und ein Dämpfungs-

/ ₍ koeffizient η beträgt 4 dB, so daß dann das Verhältnis zwischen den Widerständen R und r durch die Gleichung (1), die weiter oben beschrieben worden ist, dargestellt werden kann,und es lassen sich dann an den Verbindungspunkten (Vc₈) Vcg, ^V54» ^V52 und Vk₀O, wobei immer ein Verbindungspunkt übersprungen ist, Spannungen erzielen, die sich voneinander in ihrer Dämpfung um im wesentlich ein dB unterscheiden. Der Wellenwiderstand Z_Q dieses Glieds K läßt sich aus der oben beschriebenen Gleichung (2) ermitteln. Bei dieser Ausführungsform ist die Widerstandsschicht 2b der Abschlußwiderstand des Dämpfungsglieds. In den beiden obigen Gleichungen (1) und (2) werden für die einzelnen Größen vorzugsweise folgende Werte eingesetzt: η s 4dB; r = 78OiL; R = 361 OJl ; Z_Q = i634Hund k = 1,5849.

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II··· 1 I ·

Damit sind die Spannungen, die an jedem zweiten Verbindungspunkt und zwar an V₇₂, V₇₀, Vg₈ bis V₁₀ abgegeben werden, logarithmisch angeordnet.

Der Lese-Umschaltabschnitt 4 wird beispielsweise durch 64 MOS-Ausgangstransistoren gebildet und er arbeitet in ahnlicher Weise wie in Fig. 3.

' Der Verdrahtungsabschnitt 3 weist metallische Drahtverbindungsschichten auf, die die Verbindungspunkte P_Q und P₁ bis Pg, der Transistoren in dem Lese-Umschaltabschnitt 4 mit Verbindungspunkten verbinden, die durch eine zu erzeugende Kurve aus den Verbindungspunkten V₇₂ bis V_Q auf der Widerstandsschicht 2a in der beschriebenen Reihenfolge ausgewählt werden. Bei dieser dritten Ausführungsfonn der Neuerung wie sie in Fig. 16 dargestellt ist, werden (jeweils zwei nebeneinander liegende 'Verbindungspunkte Pq und P₁, P₂ und P,, P^ und Pc bis Pg₂ und Pg, mit Hilfe von Verbindungsschichten Z_Q, Z₂, Z^ bis entsprechend Zg₂ kurzgeschlossen. Ferner werden die Verbindungspunkte P_Q und P₁, P₂ und P, bis F^₂ und Pg, mit Hilfe von Verbindungsschichten ( , n_Q, n₂ bis ng₂ mit den Verbindungspunkten V₇₂ und V₇₁, V₇₀ und VgQ, bis entsprechend V₁Q und Vq verbunden» Damit liegen die Verbindungsschichten n_Q bis ng₂ über den Widerstandsschichtbeinen M₇₀ bis M₁Q. Sie sind jedoch untereinander nicht gekreuzt.

Der Dekodierabschnitt 5 soll die Ausgangstransistoren adressieren, die den Spannungen entsprechen, die zu den Zeitpunkten t_Q und t₁ bis tg,aausgelesen werden sollen. Der Dekodierabschnitt 5 bei der dritten Ausführungsform der Neuerung enthält auch 6 Binäreingän£2 und 64 Einzelausgänge und er enthält 64 Trauisistorgruppen, von denen jede 6 MOS-Transistoren aufweist, wie sie für 6 Bit-Adressen, wie es weiter oben anhand von Fig. 5 beschrieben worden ist, erforderlich sind, und der in dieser Weise aufgebaute Dekodierabschnitt 5 arbeitet in der gleichen Weise, wie es weiter oben beschrieben worden ist.

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Wenn bei einem in dieser Weise aufgebauten Dekodierabschnitt 5 die Adresseneingangssignale A₄ bis A_£ der Reihe nach den Adresseneingangsanschlüssen AD₁ bis ADg zu den Zeitpunkten t_Q bis ig, zugeführt werden, dann wird als ein Eingangssignal eine logische "0ⁿ den Steuerelektroden der Transistoren Tq₁ bis T_Qg in der Transistorgruppe T_Q des Dekodierabschnitts 5 zu einem Zeitpunkt t_Q zugeführt, woraufhin eine negative Spannung (-16V) die an dem Transistor L_Q anliegt, dem Verbindungspunkt Qq zugeführt wird, ¹C woraufhin der Transistor U_Q eingeschaltet oder leitend gemacht wird. Über den auf diese Weise leitend gemachten Transistor Uq wird eine Spannung (-4,00V) an den Verbindungspunkten V₇₂ und V₇₁ in dem Amplitudenspeicherabschnitt 2 dem Ausgangsanschluß AUS zugeführt. Ähnlich wie bei dem oben beschriebenen Betrieb werden Spannungen an den Verbindungspunkten, die mit den Verbindungsschichten n₂ bis ng₂ in dem Amplitudenspeicherabschnitt 2 ver uunden sind, der Reihe nach dem Äusgarigsanschluß AUS zugeführt _T

Damit wird eine Ausgangsspannung eines abfallenden Verlaufs, die mit einer Neigung von OdB bis -30 dB in einer logarithmischen Skala abfällt, so wie es in Fig. 19 dargestellt ist, erzeugt.

Für Fig. 16 ist angenommen, daß die kurzschließenden Verbindungsschichten Y₇₂, Y₇₀ biä Y₁₀ und Z_Q, Z₂ bis Zg₂ weggelassen sind, daß die Verbindungspunkte P_Q und P₁ bis Pg, mit den Verbindungspunkten V₇₂ und V₇₁ bis Vg über metallische Verbindungsschichten verbunden sind und daß alle Verbindungspunkte rn^g, mgg bis m_1Q auf den Widerstandsschichtbeinen mit der gemeinsamen Verbindungsschicht 12 verbunden sind. Als Folge davon wird das Widerstandsdämpfungsglied K, das in Fig. 18 dargestellt ist, für jede der Widerstandsschichten M₇₀, Mgg bis M_1Q, wie es in Fig. 20 (B) dargestellt ist, gebildet. Aus einem Vergleich der Schaltung, die in Fig. 20 (B) dargestellt ist, mit der die in Fig. 20 (A) dargestellt ist, wobei diese eine äquivalente Schaltung für das Dämpfungsglied der dritten Vorrichtung gemäß der Neuerung . die in Fig. 16 dargestellt ist, ergibt sich,dass die Dämpfungsgröße

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!•■•••■■II»

für die Schaltung nach Fig. 20 (B) zwei mal so groß ist, wie die für die Schaltung a-ieh FLs, 20 (A) «nd zwar für den Zeitabschnitt von dem Zeitpunkt -t_Q bis zu dem Zeitpunkt tg*. Entsprechend fällt der Abfallhüllkurventeil, der von dem Ausgangsanschluß AUS abgegeben wird, von OdB bis -6OdB mit einer Steigung ab, die zweimal so groß ist wie die für die in Fig. 19 dargestellte Kurve.

Wenn andererseits in Fig. 16 die Verbindungspunkte Vy₂ bis V3 in Verbindungsvon Gruppen aufgeteilt werden, die Jeweils aus vier nebeneinanderliegenden Verbindungspunkten bestehen und wobei in jeder Verbindungspunktgruppe der erste Verbindungspunkt mit seinem vierten Verbindungspunkt verbunden ist und wenn ferner die Verbindungspunkte, die an jedem vierten Verbindungspunkt der Verbindungspunkte m»₀ bis m_1Q an den Widerstandsschichtbeinen rirjf, wxo ^ι'^ιΛΓ\ ^U1J·¹' ucx gciucxuoaiucu ν ei uxuuuugoouuxuu l· ic vcruuimca sind, dann wird das Widerstandsdämpfungsglied K, das in Fig. 18 dargestellt ist, für jeweils 4 Widerstandsschichtbeine gebildet, so wie es in Fig. 20 (C) dargestellt ist. Folglich ist während &?s Zeitabchnitts von dem Zeitpunkt t_Q zu dem Zeitpunkt tg, die Dämpfungswirkung durch die Schaltung, die in Fig. 20 (C) dargestellt ist, halb so groß, wie durch die Schaltung, die in Fig. 20 (A) dargestellt ist, die die Äquivalentschaltung für die Dämpfungs- ' glieder der Vorrichtung nach Fig. 16 ist. Folglich fällt die Abfallhüllkurve an dem Ausgangsanschluß AUS von OdB nach -15dB _L mit einer Neigung ab, die halb so groß ist, wie die der Kurve \ in Fig. 19. ?

Aus der Beschreibung der dritten Ausführungsform der Neuerung | gemäßen Vorrichtung läßt sich entnehmen, daß ein logarithmisch ab- \ fallender Kurvenverlauf in der gewünschten Weise dadurch herge- ί stellt werden kann, daß die Verbindungspunkte auf der eindiffun- \ dierten Widerstandsschicht 2a in dem Amplitudengeneratorabschnitt 2 wahlweise verkürzt werden und daß die Widerstandsschichtbeine der gemeinsamen Verbindungsschicht 12 wahlweise verbunden werden.

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Gemäß den obigen Erläuterungen werden die Ausgangstransistoren Uq bis Og, in dem Dekodierabschnitt 5 in der beschriebenen Weise adressiert, jedoch kann die Reihenfolge der Adressierung

\ der Ausgangstransistoren in erforderlicher Weise geändert werden.

j Ferner ist die Verdrahtung des Verdrahtungsabschnitts nicht auf

die beschriebene Ausführungsform begrenzt, sondern sie kann so

\ geändert werden, daß einige der Verbindungsschichten sich kreuzen.

Bei den obigen Erläuterungen wurde von miniaturisierten MOS-Schaltungen mit MOS-Transistoren ausgegangen, jedoch können diese MOS-Transistoren auch durch bipolare Transistoren ersetzt werden. Ferner kann ein P-leitendes Halbleitersubstrat als Halbleiti

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Es wurde zwar eine Ausführungsform beschrieben, bei der eine Hüllkurv die eine bestimmte Neigung aufweist, so wie es in Fig. 9 dargestellt ist, erzeugt wird, jedoch an eine solche Ausführungsform praktisch bei einem berührungsempfindlichen Hüllkurvengenerator für Abfallhüllkurven in einem elektronischen Musikinstrument verwendet werden.

Wenn bei dieser Ausführungsform der Amplitudenspeicherabschnitt neu angeordnet wird, so daß sich die Dämpfung pro Einheit der Auslesezeit zu einem bestimmten Auslesezeitpunkt ändert, dann kann eine Vorrichtung zur Erzeugung einer logarithmischen Abfallkurve vorgesehen werden, die aus Abfallkurven besteht, die verschiedene Neigung aufweisen« Solcha eine Vorrichtung kann bei einem Generator zur Erzeugung einer Hüllkurve für einen Stoßton in einem elektronischen Musikinstrument verwendet werden. Ferner- kann die neue- | rungsgemäße Anordnung bei einer Vorrichtung zur Erzeugung einer I logarithmischen Kurve verwendet werden.

Die Kurvengeneratoren, die als zweite und dritte Ausführungsbeispiele für die Neuerung beschrieben worden sind, konneu auch die gleichen Vorteile aufweisen, die der Generator nach der ersten Ausführungsform aufweist.

substrat 1 verwendet werden.

Als Anwendung für die neuerungsgemäße Vorrichtung wurde der Kurvengenerator in elektronischen Musikinstrumenten genannt. Jedoch ist die Anwendung nicht darauf beschränkt, d.h. die Neuerung kann nicht nur bei einer Vorrichtung zur Erzeugung einer bestimmten Kurve und einer Hüllkurve in elektronischen Musikinstrumenten verwendet werden, sondern auch in Vorrichtungen zur Erzeugung anderer Kurvenverläufe.

Nach den obigen Erläuterungen hat ferner der Amplitudenspeicherabschnitt 2 eine Gestalt wie der Buchstabe "U", dadurch ,daß drei eindiffundierte Widerstandsschichten 2a, 2b und 2c zu einer Einheit miteinander verbunden sind; diese Gestalt und die Anzahl der eindiffundierten Widerstands schichten kann .jedoch in geeigneter Weise abgewandelt sein, wenn dies erforderlich ist. Beispielsweise kann der Amplitudengeneratorabschnitt 2 nur durch eine gürtelfSrmige Widerstandsschicht gebildet werden, ohne daß die Widerstandsschichten 2b und 2c vorgesehen i>ind.

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Claims

r. Patentanwälte * Dr.-ing.Wiiiieim Wli Dipl-Ing. Woligmg Reidhel .-.'.. · :..:...:' · :..: 6 Frankfurt d; Mi 1 PcakBtiaße 13 B 73 38 355.8 20. April 1978 Nippon GalEki Seizo K.K. ReiRb/Gu- 9063 Schutzansprüche

1. Kurvengenerator auf einem Halbleiterkörper, gekennzeichnet durch eine mit vorgegebener Tiefe eindiffundierte Widerstandszone (2a, 2b, 2c) mit mehreren beabstandeten Verbindungspunkten (V₀, V₁, ... V₈₀) und auf dem Halbleiterkörper (1) kreuzungsfrei fest angeordnetes metallischen Verbindungsbahnen

H₁, ... ngj) von den Verbindungspunkten (V₀, V₁, ... ₈₀ zu Eingangsanschlußbereichen (P₀, P₁, ... Pg^) eines Leseabschnitts (A), die parallel zum Leseabschnitt (4) längs einer Linie angeordnet sind.

2. Kurv^ngenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Ei?gangsanschlußbereiche (P₀, P₁, ?« £53) eindiffundierte streifenförmige parallele erste Elektrodenzonen (D) im wesentlichen gleicher Länge anschließen, daß parallel und beabstandet zwischen den ersten Elektrodenzonen (D) streifenförmige zweite Elektrodenzonen im wesentlichen gleicher Länge eindiffundiert sind, deren Enden mit einer quer zur Elektrodenrichtung verlaufenden streifenförmigen Ausgangsleitung (12) verbunden sind, daß teilweise überlappend über jeweils eine der ersten Elektrodenzonen (D) und eine der zweiten Elektrodenzonen (S) eine streifenförmige dritte, metallische Elektrodenzone (G) parallel zu den ersten und zweiten Elektrodenzonen angeordnet ist und aus dem Leseabschnitt (4) bis zu einem Ausgangsanschlußbereich (Q₀, Q₁, ... Q₆₃) herausgeführt ist, und daß jeweils eine erste, eine zweite und eine dritte Elektrodenzone einen streifenförmigen MOS-Transistor bilden.

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