DE2524062B2

DE2524062B2 - Elektronisches Musikinstrument

Info

Publication number: DE2524062B2
Application number: DE2524062A
Authority: DE
Inventors: Takatoshi Okumura; Toshio Takeda; Norio Tomisawa; Yasuji Hamakita Shizuoka Uchiyama
Original assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1974-05-31
Filing date: 1975-05-30
Publication date: 1979-07-12
Also published as: DE2524062A1; DE2524062C3; US3979996A; GB1489153A

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Musikinstrument mit digitaler Musiktonerzeugung, mit einem Frequenzzahlenspeicher, der für jede gedrückte Taste eine mehrstellige digitale Frequenzzahl entsprechend der Tonhöhe dieser Taste ausgibt, mit einem Musikton-Wellenformspeicher, der Amplituden mindestens einer Wellenform an zahlreichen diskreten Abtastpunkten in verschiedenen Speicheradressen gespeichert enthält, und mit einer Abtast-Steuereinheit, die die Geschwindigkeit, mit der die Inhalte der einzelnen Speicheradressen ausgelesen werden, in Abhängigkeit von der Frequenzzahl steuert.

Ein bekanntes elektronisches Musikinstrument dieser Art (DE-AS 19 35 306) besitzt einen Wellenformspeicher, in dem die charakteristische Wellenform mindestens eines natürlichen Musikinstrumentes gespeichert ist. Der digitale Wellenformspeicher enthält eine Anzahl von Speicheradressen, die einzelnen Abtastpunkten der Wellenform entsprechen. In diesen Speicheradressen sind die jeweiligen Amplitudenwerte, die zu den betreffenden Abtastpunkten gehören, gespeichert. Die Frequenz des erzeugten Musiktones hängt von der Abtastgeschwindigkeit ab, mit der die einzelnen Speicheradressen des Wellenformspeichers aufgerufen werden. Beim Drücken einer Taste des Musikinstrumentes wird von einem Frequenzzahlenspeicher eine mehrstellige digitale Frequenzzahl ausgegeben, die dieser speziellen Taste zugeordnet ist. Der numerische Wert der Frequenzzahl steht in einer ganz bestimmten Zuordnung zu der Frequenz des zu erzeugenden Tones. Die Frequenzzahl wird einer Abtast-Steuereinheit zugeführt, die veranlaßt, daß der Wellenformspeicher entsprechend der Frequenzzahl mit einer solchen Geschwindigkeit ausgelesen wird, daß der erzeugte Ton die Nominalfrequenz der gedrückten Taste hat.

Ein derartiges digital arbeitendes elektronisches Musikinstrument, das einen Musikton durch digitale Verarbeitung eines bei Druck einer Taste erzeugten Signals hervorbringt, hat gegenüber analog arbeitenden elektronischen Musikinstrumenten zahlreiche Vorteile, insbesondere hinsichtlich der Kompaktheit der Abmessungen und der besseren Tonqualität. Allerdings ist kein digital arbeitendes elektronisches Musikinstrument bekannt, mit dem ein Vibratoeffekt erzielbar wäre, der bei analog arbeitenden elektronischen Musikinstrumenten nicht neu ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem elektronischen Musikinstrument der eingangs genannten Art einen Vibratoeffektzu erzeugen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfiudungsgemäß vorgesehen, daß zur Erzeugung eine« Vibratoeffektes mit periodisch auftretenden Frequenzabweichungen von der Nominalfrequenz, die der gedrückten Taste entspricht,

a) eine mehrstellige Zahl, die Vibratozahl, deren Wert sich unter Taktung ändert, einem Codezahlengenerator zugeführt wird, der aus den numerischen Werten der Vibratozahl einen in seinem numerischen Wert abwechselnd in gleichen Zeitintervallen ansteigenden und wieder abfallenden Abweichungsfaktor erzeugt,

b) der Codezahlengenerator mit dem einen Eingang und der Frequenzzahlenspeicher mit dem anderen Eingangeines Multiplizierers verbund Ji sind und

c) die Ausgangssignale des Multiplizierers der Abtast-Steuereinheit zugeführt werden,

wobei der Multiplizierer aus der Frequenzzahl und dem Abweichungsfaktor modifizierte Frequenzzahlen erzeugt, deren Werte die Auslesegeschwindigkeiten der Speicheradressen des Musikton-Wellenformspeichers bestimmen.

Während der Vibratoeffekt, der aus periodischen Schwankungen der Tonhöhe um die Nominaltonhöhe besteht, üblicherweise durch Phasenmodulation des bereits erzeugten Nominaltones entsteht, wird nach der Erfindung bereits die Frequenzzahl, die noch in digitaler Form vorliegt, entsprechend dem zu erzeugenden Vibrato moduliert Dies geschieht durch Multiplizieren der Frequenzzahl mit einem Abweichungsfaktor, dessen numerischer Wert sich abwechselnd ansteigend und wieder abfallend ändert Dadurch, daß das Vibrato durch digitale Datenverarbeitung erzeugt wird, wird der Tonerzeugungsteil des Musikinstrumentes vereinfacht, weil eine Phasenmodulation nicht erforderlich ist. Darüber hinaus besteht bei einer Multiplizierung der Frequenzzahlen mit einem Abweichungsfaktor der Vorteil, daß der prozentuale Anteil der Frequenzabweichung von der Nominalfrequenz stets konstant ist, unabhängig von der Tonhöhe. Man erhält also für Töne der unterschiedlichsten Frequenzen stets die gleiche prozentuale Frequenzabweichung, was dem menschlichen Hörempfinden entgegenkommt.

Das Musikinstrument läßt sich mit geringen Kosten aus kompakten elektrischen Schaltungen, die miniaturisiert sein können, herstellen.

Ferner ist es möglich, das Musikinstrument so einzurichten, daß die Vibratotiefe für jede Tastatur individuell eingestellt werden kann.

Das Musikinstrument kann ferner so ausgebildet werden, daß das Vibrato nach dem Drücken einer Taste mit einer gewissen Verzögerung entsteht und dann langsam auf einen Maximalwert ansteigt. Dies wird gelegentlich als »Verzögerungs-Vibrato« bezeichnet.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des elektronischen Musikinstrumentes,

Fig.2 (a) bis 2 (d) jeweils Diagramme der in dem elektronischen Musikinstrument erzeugten Taktimpulse,

Fig.3 ein Schaltbild einer detaillierten logischen Schaltung des in F i g. 1 abgebildeten Signalgcncrators 2 für Tastenwörter,

Fig.4 ein Schaltbild einer detaillierten logischen Schaltung eines in Fig. 1 abgebildeten Tasten-Übertragers 3,

F i g. 5 ein Blockschaltbild eines in F i g. 1 abgebildeten Frequenzzahlengenerators 4,

F i g. 6 (a) bis 6 (h) sind Zeitdiagramme der Signale an den jeweiligen Stellen des in Fig.5 dargestellten Frequenzzahlengenerators 4,

ίο F i g. 7 ein Schaltbild des Vibrato-Codezahlgenerptors 7 in F ig. 1,

Fig.8 ein Schaltbild des in Fig. 1 gezeigten Generators 8 für Vsbrato-Tiefensignale, Fig.9 ein Schaltbild der logischen Schaltung des Vibiato-Codezahlgenerators 11 der F i g. 5,

F i g. 10 (a) eine graphische Darstellung der zeitlichen Änderung des Vibrato-Codes,

Fig. 10 (b) bis 10 (d) graphische Darstellungen der Augangssignale an verschiedenen Stellen des Vibrato-Codezahlgenerators 11 der F i g. 9,

F i g. 11 ein Schaltbild der logischen Schaltung des Multiplizierers 13 der F i g. 5,

Fig. 12 ein Blockschaltbild der Bruchzahlzähler 5a, Stund eines Ganzzahlzählers 5c,

F i g. 13 ein Schaltbild der logischen Schaltung des in F i g. 1 enthaltenen Hüllkurvenzählers,

Fig. 14 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektronischen Musikinstrumentes, wobei in der Figur nur solche Baugruppen dargestellt sind, die sich von denen der F i g. 1 unterscheiden,

Fig. 15 ein Blockschaltbild des in F i g. 14 enthaltenen Generators für die Vibrato-Tiefensignale,

F i g. 16 (a) eine graphische Darstellung einer von dem Vy Hüllkurvenzähler erzeugten Wellenform,

Fig. 16 (b) eine graphische Darstellung eines Beispiels für progressives Ansteigen der Vibrato-Tiefe,

Fig. 16 (c) und 16 (d) graphische Darstellungen von Beispielen von Änderungen in der Vibrato-Tiefe und F i g. 17 eine graphische Darstellung einer in einem

Hüllkurvenspeicher gespeicherten Wellenform.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele !.Allgemeine Konstruktion

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eines elektronischen Musikinstrumentes ist eine Manualschaltung 1 vorgesehen, die den jeweiligen Tasten entsprechende Schaltkontakte aufweist. Ein Signalgene-

¹So rator 2 für die Tastenwörter enthält einen Tastenadressenwortgenerator, der Tastenadressenwörter erzeugt, die nacheinander und repetierend die oen jeweiligen Tasten entsprechenden Noten angeben. Der Signalgenerator 2 für Tastenwörter erzeugt ein Tastenwort,

v, wenn ein einer gedrückten Taste entsprechender Kontakt geschlossen und die der gedrückten Taste entsprechende Tastenadresse erzeugt wurde. Dieses Tastenwort wird einem Tasten-Übertrager 3 zugeführt. Dieser enthält einen Tastenadressen-Generator, einen

ω) Tastenadressen-Speicher, der mehrere Tastenadressen zu speichern und nacheinander und repetierend auszugeben vermag und eine logische Schaltung die, wenn sie ein Tastenwort empfangen hat, dieses an den Tastenadressen-Speicher weiterleitet, um die entspre-

<,■> chende Tastenadresse zu speichern, unter der Bedingung, daß diese spezielle Tastenadresse bisher noch in keinem Kanal des Speichers enthalten ist, und daß einer der Kanäle des Speichers zur Speicherung dieser

Tastenadresse zur Verfügung steht.

Der Frequenzzahlengenerator 4 enthält einen Frequenzzahlenspeicher, der die Frequenzzahl entsprechend den jeweiligen Tastenadressen (die im folgenden als »Grundfrequenzzahl« bezeichnet werden) speichert und einen (nicht dargestellten) FrequenzzaMenmodulator. Der Frequenzzahlengenerator erzeugt, wenn er von dem Tasten-Übertrager 3 eine Tastenadresse empfangen hat, eine der Tastenadresse entsprechende Grundfrequenzzahl.

Wenn der Frequenzzahlenmodulator von einem Vibrato-Codezahlgenerator 7 einen Vibrato-Code, der eine Vibrato-Frequenz bestimmt und ein Vibrato-Tiefensignal, das zur Einstellung der Raste der Frequenzänderungen von einem Generator 8 für Vibrato-Tiefensignale benutzt wird, erhalten hat, erzeugt er eine Vibrato-Information. Die Grundfrequenzzahl wird von dieser Vibrato-Information moduliert. Die frequenzmodulierte Frequenzzahl besteht aus Binärdaten mit einem Bruchzahlbereich und einem Ganzzahlbereich, wie nachfolgend noch erläutert wird. Der Bruchzahlbereich wird den Bruchzahlzählern 5a und 5 6 zugeführt und der Ganzzahlbereich wird einem Ganzzahlzähler 5c zugeführt.

Der Vibrato-Codezahlgenerator 7 enthält eine Taktauswahlschaltung, die entsprechend der Geschwindigkeit des Vibratos, d. h. der Periode der Frequenzänderungen, einen Taktimpuls erzeugt und einen Vibratozähler, der durch Zählung dieser Taktimpulse ein Vibrato-Codewort erzeugt Der Generator 8 enthält ein Stellglied zur Einstellung der Tiefe des Vibratos, d. h. der Rate der Frequenzänderungen, durch eine Tastatur und eine Datenauswahlschaltung, die ein Signal erzeugt, das zur Einstellung der Rate der Frequenzänderungen durch jede Tastatur benutzt wird. Dieses Signal wird im folgenden als »Tiefensignal« bezeichnet Es wird in Abhängigkeit von demjenigen Signal erzeugt, das von dem Stellglied und den noch zu erläuternden Tastatur-Angaben K], Ki ausgesandt wird.

Der Bruchzähler 5a ist so ausgebildet daß er seine Eingangssignale kumulativ zählt und an den nächsten Bruchzahlzähler 56 ein Übertragssignal abgibt, wenn in der Addition ein Übertrag vorkommt. Der Bruchzahlzähler 56 ist von ähnlicher Konstruktion. Er liefert ein Übertragssignal an den Ganzzahlzähler 5c; wenn sich in dem Zähler 5dein Übertrag ergibt.

Der Ganzzahlzähler 5c zählt kumulativ die Übertragssignale und die Eingangssignale des Ganzzahlbereiches und liefert nacheinander Ausgangssignale, die die Ergebnisse der Addition darstellen. Die Ausgangssignale des Ganzzahlzählers 5c werden mehreren Eingängen eines Wellenformspeichers 6 zugeführt Die Wellenform eines Musiktones wird für eine Periode an π Stellen durch punktweise Tastung erzeugt und die Amplituden der getasteten Wellenform sind in Adressen 0 bis n—\ des Wellenformspeichers 6 gespeichert Die Wellenform des Musiktones wird aus dem Wellenformspeicher 6 ausgegeben, indem nacheinander die Amplituden ausgelesen werden, die in den Ausgangssignalen des Ganzzahlzählers 5c entsprechenden Adressenstellen enthalten sind

Die Amplitude des aus dem Wellenformspeicher 6 ausgelesenen Wellenformsignals wird durch ein Hüllkurven-Wellenformsignal gesteuert, das von einem Hüllkurvenspeicher 6b erzeugt wird. Der Hüllkurvenspeicher 66 speichert eine Wellenform entsprechend einer Hüllkurve, die während der Zeit vom Beginn der Reproduktion eines Musiktones bis zu seiner Beendigung gebildet wird. Der Hüllkurvenspeicher 66 ist in ähnlicher Weise konstruiert wie der Wellenformspeicher 6 und die in den Adressenstellen, die den Ausgangssignalen eines Hüllkurvenzählers 6a entsprechen, stehenden Amplituden werden nacheinander ausgelesen. Die Zählung in dem Hüllkurvenzähler 6a wird durch Signale gesteuert, die von dem Tasten-Übertrager 3 kommen und jeweils in das Anschlagen oder Loslassen einer Taste repräsentieren. Wenn die Zählung

ίο in dem Hüllkurvenzähler 6a beendet ist, wird dem Tasten-Übertrager 3 ein Zählende-Signal DFzugeführt. Der Tasten-Übertrager 3 liefert nach Erhalt dieses Zählende-Signals DF ein Rücksetzsignal cc an den Generator 8, um das von diesem erzeugte Vibrato-Tiefensignal in den Anfangszustand zu versetzen.

Zur gleichzeitigen Erzeugung mehrerer Musiktöne besitzt das elektronische Musikinstrument eine auf dynamischer Logik beruhende Konstruktion, so daß seine Zähler, logischen Schaltungen und Speicher im time-sharing-Betrieb betrieben werden. Dementsprechend sind die Zeitbeziehungen zwischen den den Betrieb dieser Zähler usw. steuernden Taktimpulsen außerordentlich wichtige Faktoren für die Arbeitsweise des elektronischen Musikinstrumentes.

Wenn man annimmt, daß die maximale Anzahl der gleichzeitig zu erzeugenden Musiktöne 12 beträgt so sind die Beziehungen zwischen den verschiedenen in dem elektronischen Musikinstrument vorkommenden Taktimpulsen in den Fig.2 (a) bis 2 (d) dargestellt.

F i g. 2 (a) zeigt einen Haupttakt Φ\, dessen Impulsperiode 1 μ5 beträgt Diese Impulsperiode wird im folgenden als »Kanalzeit« bezeichnet F i g. 2 (b) zeigt eine Taktimpulsfolge Φ2, bei der die Impulsbreite 1 \is und die Impulsperiode 12 μί beträgt Diese Impulsperiode von 12 μ5 wird im folgenden als »Tastenzeit« bezeichnet F i g. 2 (c) zeigt eine Taktimpulsfolge Φ3 von Tasten-Abtastimpulsen, deren Impulsperiode gleich 256 Tastenzeiten ist Eine Tastenzeit wird durch 12 μβ geteilt und jeder Bruchteil der geteilten Tastenzeit wird als erster, zweiter ... zwölfter Kanal bezeichnet F i g. 2 (d) zeigt eine Taktimpulsfolge Φ4, deren Impulse nur während des zwölften Kanals in jeder Tastenzeit erzeugt werden. Ein Kanal bezeichnet in der vorliegenden Beschreibung einen Zeitkanal des tiire-sharing-Systems.

II. Erzeugung der Tastenadressen

F i g. 3 zeigt die Konstruktion des Signalgenerators 2 für die Tastenwörter im Detail. Ein Generator KAG\ für Tasten adressen besteht aus 8stufigen Binärzählern. Der Taktimpuls Φ2 mit der Impulsperiode von 12 \ls (im folgenden als Tastentaktimpuls bezeichnet) wird dem Eingang des Tastenadressen-Generators KAGj zugeführt Der dem Tastenadressen-Generator KAG] zugeführte Tastentaktimpuls ändert die Kombination der 1 und 0 in jeder der binären Zählstufen.

Erstklassige elektronische Musikinstrumente haben typischerweise ein Solomanual, obere und untere Manuale und eine Pedaltastatur. Die Pedaltastatur besitzt32Tasenim Bereich von C₂bis Q und die übrigen Tastaturen haben jeweils 61 Tasten im Bereich von Ci bis Q. Ein derartiges elektronisches Musikinstrument besitzt insgesamt 215 Tasten.

Von dem Tastenadressen-Generator KAG\ werden 256 verschiedene Codewörter erzeugt, von denen 215 Codewörter der entsprechenden Anzahl von Tasten ■ zugeteilt sind. Die Stellen des Tastenadressen-Generators KAG\ von der geringstwertigen Stelle bis zur

höchstwertigen Stelle sind mit den Bezugszeichen N\, N₂, N₃, Na, B\, B₂, K\ und K₂ bezeichnet. Hierin bilden K₂ und K\ eine Tastaturangabe, die die Art des Manuals bzw. der Tastatur angibt. B₂ und B\ bilden eine Blockangabe, die einen Block in der Tastatur bzw. dem Manual repräsentiert, und Ni bis N₄ bezeichnen eine Notenangabe, die die Note in dem jeweiligen Block angibt. Jede Tastatur ist in 4 Blocks eingeteilt und jeder Block enthält 16 Tasten. Die Blocks werden als Block 1, Block 2, Block 3 und Block 4 bezeichnet, wobei die ι ο Zählung mit dem Block der niedrigsten Noten beginnt. Es sei angenommen, daß die Tastenadressen, die 3 Noten oberhalb der tatsächlich existierenden höchsten Note (Note Q von Block 4) in dem Solo-Manual S, dem oberen Manual U und dem unteren Manual S entsprechen, und die Tastenadressen, die den Blocks 3 und 4 in der Pedaltastatur entsprechen, bei der beschriebenen Ausführungsform des Musikinstrumentes keinen Tasten zugeordnet sind.

Die Bit-Ausgänge des Tastenadressen-Generators KAGi werden zur sequentiellen Abtastung jeder Taste über Dekodierer der Tastenschaltung zugeführt. Die Abtastung beginnt bei Block 4 des Solo-Manuals S, durchläuft die Blocks 3,2 und 1 des Solo-Manuals S, die Blocks 4,3,2,1 des oberen Manuals Uund die Bocks 4,3, 2,1 des unteren Manuals L sowie die Blocks 2 und 1 der Pedaltastatur P. Danach ist ein Abtastzyklus für alle Tasten beendet und die Abtastung wird mit extrem hoher Geschwindigkeit zyklisch wiederholt. Die Abtastzeit, die für einen Abtastzyklus erforderlich ist, beträgt 256 χ 12 μβ = 3.07 ms.

Der Dekodierer D\ ist ein konventioneller binär-zu-Eins-Dekodierer, an dessen Eingang die 4stelligen Binärzahlen aus Kombinationen der Stellen N\ bis N₄ des Tastenadressen-Generators KAd anstehen und an J5 dessen Ausgang an einer von 16 einzelnen Ausgangsleitungen Wo bis HtS nacheinander und sequentiell ein Ausgangssignal erzeugt wird. Die Binärzahl am Eingang bezeichnet in jedem Augenblick jeweils eine Ausgangsleitung. Die Ausgangsleitung H₀ ist über Dioden mit den Tastenschaltern verbunden, die jeweils der höchsten Note eines jeden Blocks (außer Biock 4) der jeweiligen Tastatur entsprechen. Die Ausgangsleitung Hi ist in gleicher Weise an die in der zweithöchsten Note eines jeden Blocks, mit Ausnahme von Block 4, entsprechenden Tastenschalter gelegt. Für die 3 Zahlen der höchsten Noten in Block 4 des Solo-Manuales S, des oberen Manuales U und des unteren Manuales L sind keine Tasten vorhanden und dementsprechend sind die Ausgangsleitungen W₀ bis H₂ in den Blocks 4 nicht angeschlossen. Ausgangsleitung Hi und die folgenden Ausgangsleitungen sind in gleicher Weise mit den entsprechenden Tastenschaltern eines jeden Blocks (auch von Block 4) zu verbinden.

Fi g. 3 zeigt die Verbindungen zwischen den jeweiligen Tastenschaltern und den Ausgangsleitungen H₀ bis Hi₅. Der erste Buchstabe der an den Tastenschaltern verwendeten Symbole bestimmt die Art der Tastatur, die dem ersten Buchstaben hinzugefügte Ziffer, die Blocknummer und die dem Buchstaben K hinzugefügte Zahl ein Dezimalwert der entsprechenden Zahl aus den Zahlen Ni bis N₄.

Jeder Tastenschalter hat einen Schaltkontakt. Eine Kontaktstelle ist jeweils in der oben erläuterten Weise angeschaltet und die andere Kontaktstelle bildet einen gemeinsamen Kontakt für jeden Block. Die gemeinsamen Kontakte S₄M- P_x M sind jeweils mit UND-Toren A₀- ^verbunden.

Der Dekoder D₂ ist ein konventioneller Binär-zu-Eins-Dekodierer, dem 4stellige Binär-Zahlen eingegeben werden, die aus Kombinationen der Signale ß|, B₂, Ki und K₂ des Generators KAG\ für die Tastenadressen bestehen und an dessen Ausgang jeweils eine der 16 einzelnen Ausgangsleitungen /0 bis /15 nacheinander und sequentiell erzeugt wird, wobei die Binärzahl am Eingang jederzeit eine der Ausgangsleitungen bestimmt. Die Ausgangsleitungen J₀ bis /15 (mit Ausnahme von /12 und /13) sind an die Eingänge der UND-Schaltungen V₀ bis Yu geschaltet. Die Ausgänge der UND-Schaltungen V₀ bis Y^₃ sind über ein ODER-Tor ORi mit dem Eingang eines Verzögerungs-Flip-Flop DFi verbunden.

Der Inhalt der von dem Generator KAGi erzeugten Zahlen ändert sich jedesmal, wenn ein Taktimpuls Φ₂ angelegt wird.

Wenn eine bestimmte Taste gedruckt wird, wird der der gedrückten Taste entsprechende Schaltkontakt geschlossen. Wenn der Tastenadressen-Generator KAGi eine Zahl erzeugt, die der gedrückten Taste entspricht, wird von einem der UND-Tore A₀ bis An eine Ausgangs-»7« erzeugt. Dieses Ausgangssignal wird über das ODER-Tor OR₁ weitergeleitet. Es handelt sich um ein Tastendatensignal KD*, das das Schließen eines Schaltkontaktes anzeigt. Das Signal wird durch das Verzögerungs-Flip-Flop DF_t und eine Tastenzeit verzögert und zu dem Signal KD umgeformt. Die Tastendatensignale KD* und KD werden sequentiell mit einem Intervall von 3,07 ms solange ausgegeben, wie der Schaltkontakt geschlossen bleibt.

Die bisherige Beschreibung trägt lediglich dem Fall Rechnung, daß eine einzige Taste gedrückt wurde. Wenn mehrere Tasten gleichzeitig gedrückt sind, werden Tastendatensignale, die jeweils den gedrückten Tasten entsprechen, in der gleichen Weise erzeugt und man erhält Musiktöne mit unterschiedlichen Wellenformen, die jeweils diesen Tastendatensignalen entsprechen. Aus Gründen der Einfachheit wird in der nachfolgenden Erläuterung nur der Fall betrachtet, daß nur eine einzige Taste gedruckt ist und man dementsprechend nur eine Msuikton-Wellenform erhält

F i g. 4 zeigt ein Blockschaltbild des Tasten-Übertragers 3 in detaillierter Form. Der Tastenadressensneicher KAM besitzt so viele Speicherkanäle, wie Musiktöne gleichzeitig reproduzierbar sein sollen. Jeder dieser Kanäle vermag eine Tastenadresse entsprechend einer zu spielenden Musiknote zu speichern. Der Tastenadressen-Speicher KAM liefert die Tastenadresse im time-sharing-Betrieb an den Frequenzzahlengenerator 4 als Frequenz-Bestimmungssignal.

Bei der vorliegenden Ausführungsform wird als Tastenadressen-Speicher KAM ein Schieberegister mit 12 Worten zu je 8 Bits verwendet Die Steuerung des Schieberegisters erfolgt durch den Haupttakt Φι, der in Intervallen von 1 us erzeugt wird. Der Ausgang der letzten Stufe dieses Schieberegisters ist mit dem Frequenzzahlenspeicher verbunden und gleichzeitig erfolgt eine Rückkopplung auf den Schieberegistereingang. Jede Tastenadresse wird demnach in dem Schieberegister mit einer Zykluszeit von 1 Taktzeit (12 us) rezirkuliert, bis sie von seinem entsprechenden Kanal gelöscht wird.

Der Tastenadressen-Generator KAG₂ ist von gleicher Konstruktion wie der Tastenadressen-Generator KAG\. Diese beiden Generatoren KAd und KAd arbeiten in genauer Synchronisation miteinander. Der

Takt Φ₂ wird als Eingangssignal für beide Generatoren KAG\ und KAG₂ benutzt und die Tatsache, daß die jeweiligen Bits des Tastenadressen-Generators KAGi alle »0« sind, wird durch eine UND-Schaltung Au, festgestellt und das Erkennungssignal Φ3 wird den Rücksetzanschlüssen der betreffenden Bits des Tastenadressen-Generators KAG\ als Tastenabtast-Taktsignal zugeführt. Der Tasten-Übertrager 3 bewirkt, daß der Tastenadressen-Speicher KAM eine dem Tastendatensignal KD entsprechenden Tastenadresse speichert, wenn diese ansteht und die folgenden beiden Bedingungen erfüllt sind:

Bedingung (A): Die Tastenadresse ist mit keinem der bereits in dem Tastenadressen-Speicher KAM gespeicherten Adressen identisch.
Bedingung (B): In dem Tastenadressen-Speicher KAM ist noch ein freier Kanal, d. h. ein Kanal im dem noch keine Adresse gespeichert ist, vorhanden.

Es sei nun angenommen, daß ein Tastensignal KD von der ODER-Schaltung OR\ erzeugt wird. Zu dieser Zeit besteht Koinzidenz zwischen der Tastenadresse des Tastenadressen-Generators KAG₂ mit der Adresse des Tastenadressen-Generators KAGu Die Tastenadresse bezeichnet die Note der gedrückten Taste. Während der 12 μβ wird die Tastenadresse KA* einer Vergleichsschaltung KA Czugeführt, in der sie mit jedem Ausgang der Kanäle des Tastenadressenspeichers KAM verglichen wird. Wenn Koinzidenz festgestellt wird, wird ein Koinzidenzsignal EO* von dem Vergleicher KAC in in Form eines »1«-Signals erzeugt. Dieses Signal ist »0« wenn keine Koinzidenz besteht Das Koinzidenzsignal EQ* wird einem Koinzidenz-Detektorspeicher EQM und ferner einem Eingang einer ODER-Schaltung OR₂ zugeführt Der Speicher EQM ist ein Schieberegister S5 mit einer geeigneten Anzahl von Schiebestellen, z. B. 12 bei diesem Ausführungsbeispiel. Der Speicher EQM schiebt die Signale EQ* nacheinander, d. h. er verzögert sie um eine Tastenzeit, wenn das Signal EQ* »1« ist, und erzeugt dadurch ein Koinzidenzsignal EQ(= 1).

Jeder der Ausgänge von der ersten bis zur 11. Stelle des Koinzidenz-Detektorspeichers EQM wird der ODER-Schaltung OA₂ zugeführt Dementsprechend erzeugt die ODER-Schaltung OR₂ ein Ausgangssignal, wenn entweder das Signa! FO* des Vergleichers KAC oder einer der Ausgänge von der ersten bis zur elften Stelle des Schieberegisters FQM»1« ist

Das Ausgangssignal EEQdes ODER-Tores OR₂ wird einem der Eingangsanschlüsse eines UND-Tores A^ zugeführt. Das UND-Tor Au erhält an seinem anderen ^r>o Eingangsanschluß den Takt Φα. Wenn die in dem Schieberegister vor dem ersten Kanal gespeicherte Information eine Falschinformation ist, wird die richtige Information, d. h. die Information, die das Ergebnis des Vergleiches zwischen der Tastenadresse KA und den Adressen in den jeweiligen Kanälen des Tastenadressenspeichers KAM darstellt, nur dann erhalten, wenn das Vergleichsergebnis in jedem Kanal vom ersten bis elften Kanal dem Koinzidenz-Detektorspeicher EQM zugeführt wird, und wenn das Vergleichsergebnis des zwölften Kanals direkt dem ODER-Tor OA₂ zugeführt wird. Dies ist der Grund dafür, warum der Takt Φα der UN D-Schaltung A17 zugeführt wird.

Wenn das Signal EEQ bei anstehendem Taktimpuls Φα »1« ist, erzeugt das UND-Tor Au ein »!«-Signal, das über ein ODER-Tor OA₃ einem Verzögerungs-Flip-Flop DF₂ zugeführt wird. Das Signal wird von diesem Verzögerungs-Flip-Flop DF₂ um eine Kanalzeit verzögert und über ein UND-Tor A_la auf das ODER-Tor OR₁ zurückgekoppelt. Auf diese Weise wird das »!«-Signal während einer Tastenzeit gespeichert, bis ein nächster Taktimpuls Φ₄ der UND-Schaltung A\s über einen Inverter /5 zugeführt wird. Die Ausgangs-» 1« des Verzögerungs-Flip-Flop DF₂ wird von dem Inverter l\ invertiert und erzeugt so ein Freigabe-Signal LWS. Dieses Freigabesignal UNB zeigt an, daß derselbe Code, wie die Tastenadresse KA nicht in dem Tastenadressen-Speicher KAM gespeichert ist, wenn es »1« ist und daß dieselbe Adresse wie die Tastenadresse KA in dem Speicher KAMbereits gespeichert ist, wenn es »0« ist.

Wie oben schon erläutert, wird die Bedingung (A) während der Erzeugung des Tastendatensignals KD* geprüft. Anders ausgedrückt: Es wird geprüft, ob das Tastendatensignal ein altes Signal ist, das bereits gespeichert ist oder ein neues Signal, das noch nicht im Speicher enthalten ist. Das Freigabesignal UNB, das das Ergebnis der Überprüfung darstellt, wird während der nächstfolgenden Tastenzeit einem Eingangsanschluß einer UND-Schaltung Λ19 zugeführt. Das Tastendatensignal KD wird um eine Tastenzeit verzögert und einem anderen Eingangsanschluß des UND-Tores Λ19 zugeführt Es wird daher in einer Tastenzeit unmittelbar vor dem Anlegen des Tastendatensignals KD geprüft, ob eine Tastenadresse einem bereits in dem Speicher KAM gespeicherten Tastendatensignal ZiD entspricht. Wenn das Freigabesignal UNB »1« ist, wird das Tastendatensignal KD über das UND-Tor A\₉ einem der Eingangsanschlüsse eines UND-Tores Λ20 zugeführt. Wenn das Freigabesignal UNB »0« ist, gelangt das Tastendatensignal KDmchi aus dem UND-Tor Λ19 heraus.

Um eine neue Taslenadresse in dem Tastenadressen-Speicher KAM zu speichern, muß mindestens einer der zwölf Kanäle des Speichers unbelegt sein. Ein Belegungsspeicher BUM erkennt, ob in dem Tastenadressen-Speicher ein unbelegter Kanal zur Verfügung steht. Der Belegungsspeicher besteht aus einem 12stelligen Schieberegister, das eine »1« einspeichert, wenn ihm ein neues Tastensignal NKD von der UND-Schaltung 20 zugeführt wird. Dieses »!«-Signa! wird sequentiell und zyklisch in dem Belegungsspeicher BUM verschoben. Das neue Tastensignal wird gleichzeitig dem Tastenadressen-Speicher KAM zugeführt, so daß dieser die neue Tastenadresse speichert Dementsprechend wird das Signal »1« in einem der Kanäle des Belegungsspeichers BUM gespeichert, der dem belegten Kanal des Tastenadressen-Speichers KAM entspricht Die Inhalte der nicht belegten Kanäle sind »0«. Der Ausgang der letzten Stufe des Belegungsspeichers BUM zeigt also an, ob dieser Kanal belegt ist oder nicht. Dieses Ausgangssignal wird im folgenden als Belegungssignal AiSbezeichnet

Dieses Belegungssignal AjS wird einem der Eingangsanschlüsse des UND-Tores A₂₀ über einen Inverter /2 zugeführt Wenn das Signal AiS »0« ist, d. h. ein bestimmter Kanal ist unbelegt, wird über das UND-Tor A₂O das Tastendatensignal als neues Tastensigna! dem Belegungsspeicher BUM zugeführt, woraufhin dieser in seinen entsprechenden Kanal eine »1« einspeichert Gleichzeitig wird das Tor G des Tastenadressen-Speichers KAM so gesteuert, daß die Tastenadresse KA von einem Verzögerungs-FIip-Flop DFi in einen unbelegten Kanal des Speichers KAM eingespeichert wird.

Das Verzögerungs-Flip-Flop OF₃ verzögen das Ausgangssignal KA* des Tastenadressen-Generators KAG van eine Tastenzeit, so daß eine dem Tastendaten-

signal KD entsprechende Tastenadresse synchron mit dem Tastendatensignal KD gespeichert werden kann, weil das um eine Tastenzeit verzögerte Tastendatensignal KD* dem Tasten-Übertrager zugeführt wird.

Das neue Tastensignal NKD, das anzeigt, daß eine bisher nicht eingespeicherte Taste gedrückt worden ist, wird von der UND-Schaltung A₂₀ über das ODER-Tor OR₃ dem Verzögerungs-Flip-Flop DF₂ zugeführt, um dieses zu setzen und das Freigabesignal UNB wird »0«. Dementsprechend wird der Ausgang des UND-Tores A₁₉ »0« wenn das Freigabesignal UNB »0« wird, wodurch das neue Tastensignal NKD zu »0« umgeschaltet wird. Diese Anordnung stellt sicher, daß die Tastenadresse KA in nur einem, und nicht zwei oder mehreren, unbelegten Kanal des Tastenadressen-Speichers KAM gespeichert wird.

Auf diese Weise werden zwölf Arten von Tastenadressen in dem Tastenadressen-Speicher KAM gespeichert und diese Adressen werden durch den Haupttakt Φ\ verschoben und die Ausgangssignale der letzten Stufe werden nacheinander dem Frequenzzahlengenerator 4 zugeführt und ferner auf die Eingangsseite des Speichers KAM zurückgekoppelt, um die Ausgangssignale zyklisch zu erzeugen. Da der Wechsel jeweils alle 1 μβ erfolgt, erscheint dieselbe Adresse alle 12 μβ.

Es sei nun angenommen, daß eine Tastenadresse in dem ersten Kanal gespeichert ist. Wenn das Tastendatensignal KD einem der Eingangsanschlüsse eines U N D-Tores A₂A zugeführt ist, wird dem anderen Eingangsanschluß des UND-Tores A₂A ein »!«-Signal zugeführt, weil in dem ersten Kanal des Koinzidenz-Speichers EQM bereits ein »1 «-Signal gespeichert ist. Das Tastendatensignal KD wird daher von der UND-Schaltung Au nur während der dem ersten Kanal entsprechenden Zeit durchgelassen und in dem ersten Kanal des Anschlagspeichers KOMgespeichert.

Die Speicherung des »1 «-Signals in dem Anschlagspeicher KOM zeigt an, daß einer der Tastenschalter geschlossen worden ist, was im folgenden als »Anschlagen« bezeichnet wird.

Das Signal »1« des ersten Kanals des Anschlagspeichers KOM wird ferner als Anhall-Siartsignal ES einem Anschluß h zugeführt. Dieses Anhalt-Startsignal ES wird kontinuierlich erzeugt, bis das Signal »1« des ersten Kanals des Anschlagspeicners KOM zurückgesetzt ist, wie nachfolgend noch erläutert wird.

Wenn die Taste losgelassen wird, wird das Tastendatensignal nicht mehr erzeugt. Hierdurch wird bewirkt, daß das von einem Inverter /₉ erzeugte »1 «-Signal einem der Eingangsanschlüsse eines UN D-Tores A₂s zugeführt wird. Das Koinzidenzsignal EQ wird immer noch dem anderen Eingangsanschluß des UN D-Tores

Tabelle I

A₂s zugeführt. Dementsprechend wird ein »1 »-Signal in dem ersten Kanal eir;es Austastspeichers KFM gespeichert. Der Inhalt des ersten Kanals wird in dem Austastspeicher KFM schrittweise weitergeschoben und aus der letzten Speicherstelle als »1 «-Signal ausgespeichert. Dies ist das »1 «-Signal, das einem Anschluß U zugeführt wird und den Austastzustand (Beendigung des Niederdrückens der Taste) darstellt und im folgenden als Abkling-Startsignal DIS bezeich-

H) net wird.

Der Inhalt der Speicher des Tastenübertragers 3 wird dadurch gelöscht, daß an den Eingangsanschluß des ODER-Tores ORg ein Zählendesignal DFangelegt wird, das von einem noch zu erläuternden Hüllkurvenzähler

Γ3 erzeugt wird, wenn die Ausgabe der Hüllkurven-Wellenformen beendet ist. Das Ausgangssignal der ODER-Schaltung OR3 wird ferner als Löschsignal CC zum Löschen sämtlicher Zähler verwandt. Ein Eingangssignal IC des ODER-Tores ORg ist gleichzeitig Eingangssignal zum Rücksetzen der jeweiligen Speicher und Zähler in ihren Anfangszustand beim Einschalten der Stromversorgung.

In der oben beschriebenen Weise werden die Tasten-Adressencodes N\ — K₂, das Anhall-Startsignal ES und das Abkling-Startsignal D/Serzeugt.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Tasten-Adressenteile N]-B₂, die die Noten repräsentieren, dem Frequenzzahlenspeicher als Frequenzzahlen zugeführt werden, und daß die Tastaturangaben Afι, K₂, dazu

U) benutzt werden, einen Musikton für die jeweilige Tastatur zu erzeugen.

III. Frequenzzahlengenerator

F i g. 5 zeigt ein schematisches Blockschaltbild des

Vi Frequenzzahlengenerators 4. Der Frequenzzahlengenerator enthält den Frequenzzahlenspeicher to, den Codezahlengenerator 11, den Multiplizierer 13 und die Gruppe der Ausgangsschieberegister 15.
Der Frequenzzahlenspeicher 10 speichert Zahlen, die mehrere bestimmte Frequenzen entsprechend den jeweiligen Tasten-Adressen repräsentieren, und erzeugt die Grundfrequenzzahl Fi bis Fu für eine bestimmte Tasten-Adresse (eine Kombination, ausgewählt aus Ni, N₂, N3, N₄, ß| und B₂), wenn diese Tasten-Adresse

4^r> ansteht

Die Frequenzzahl für jede Frequenz besteht aus einer Anzahl von Bit, z. B. 14 bei diesem Ausführungsbeispiel. Eines der 14 Bit bildet einen Ganzzahl-Bereich, und die übrigen Bits, z. B. 13, bilden einen Bruchzahl-Bereich, die

■so folgende Tabelle I zeigt ein Beispiel der den Tasten Ci, C₂, Ci, Ca, C₅, Ο,, Ds und E₅ entsprechenden Frequenzzahl.

Taste

Ganzzahl-

Binärer Bruchzahl-Bereich

Fn

F₁,

F_1n

1

F₈

F₁

F₆

Fs

Fa

Fi

Fj

F,

FZahl

Bereich

O

1

O

1

O

1

O

FlA

Fm

O

1

O

1

O

1

O

1

C₁

O

1

I

O

1

O

I

O

0,052325

C

O

1

O

1

O

1

O

1

0,104650

C,

O

1

O

1

!

I

1

O

1

O

1

O

0,209300

Q

O

I

1

O

1

I

1

O

0,418600

C₅

O

1

O

1

O

0,837200

Ds

O

1

O

1

O

1

O

1

O

1

O

0,995600

Es

I

O

1,054808

C

I

1

1,674400

In dieser Tabelle stellt die F-Zahl die Grundfrequenzzahl Fi bis Fm in Dezimalschreibweise dar, wobei die höchstwertige Stelle F₁₄ in dem Ganzzahl-Bereich liegt

Die GrundfrequenzzahJ wird so bestimmt daß sie einem Musikton mit normaler Tonhöhe entspricht ohne daß Irgendein Vibratoeffekt hinzugesetzt würde. Es sei angenommen, daß die Wellenform des zu erzeugenden Musiktones in 64 analogen Musterwerten an 64 Musterstellen gespeichert ist und daß die Frequenz des zu erzeugenden Tones durch / repräsentiert ist Die Frquenzzahl Fergibt sich durch folgende Gleichung:

F= 12 χ 64 χ f χ ΙΟ-*.

Wenn eine Tastenzeit 12 μί beträgt ist die Anzahl der pro Sekunde in den Frequenzzahlzählern 5a bis 5c

akkumulierten Ereignisse -τ= χ 10⁶.

Diese Frequenzzahl F wird in dem Speicher 10 entsprechend der zu erzielenden Frequenz /gespeichert und hierdurch entsteht die Grundfrequenzzahl Fi bis Ft₄, wie sie in der Tabelle I aufgeführt ist.

Der Codezahlengenerator 11 erzeugt einen Vibrato-Abweichungsfaktor V_xi bis V*ii, der dazu benutzt wird, einen zu reproduzierenden Musikton mit leichten Frequenzänderungen mit einer bestimmten Periode zu erzeugen. Diese Frequenzänderungen erzielt man dadurch, daß die Werte der Grundfrequenzzahl Fi bis Fu entsprechend der oben genannten Periode geringfügig verändert werden. Der Abweichungsfaktor V_x\ bis Viii ist in Binärdaten gegeben, die jeweils einen bestimmten Anteil an der Grundfrequenzzahl F_t bis Fu angeben.

Dieser Anteil ändert sich mit der Zeit entsprechend der noch xu erläuternden Vibratozahl Vi bis V6 und wird in ihrer Größe entsprechend den Werten der Tiefensignale D\ und Di gesteuert. Im einzlnen wird der Abweichungsfaktor V„\ Vm als Funktionen der Vibratozahl Vi bis V₆, die dabei als Variable verwendet wird, gebildet. Die Tiefensignale Du Di sind in den Funktionen als Koeffizienten enthalten. Die Periode der Frequenziinderungen ist daher von diesen Vibratozahlen V] bis V₆ bestimmt und der Betrag der Frequenzänderungen ist durch die Tiefenüignale D\ und Di bestimmt.

Der Codezahlgenerator 11 kann auf verschiedene Weise konstruiert sein; er muß nur imstande sein, die Vibratozahl Vti bis Kn ι in der Form der oben erläuterten Funktion zu erzeugen. Um einen exakten Vibratoeffekt zu erzielen, sollte die Funktion vorzugsweise eine periodische Funktion sein, z. B. eine trigonometrische Funktion. Der Abweichungsfaktor Vn bis VtH kann als trigonometrische Funktion gebildet werden, indem man aus einem Wellenformspeicher, in dem eine Sinusform gespeichert ist, die Binärdaten der jeweiligen Amplituden an den den Vibraiozahlen Vi bis Ve entsprechenden Adressen ausliest und die ausgeleseien Binärdaten mit den Tiefensignalen D₁ und D₁ multipliziert Aus Gründen der Einfachheit der Konstruktion des Instrumentes ist der Abweichungsfaktor bei der vorliegenden Ausführungsform als dreieckförmige Wellenform gespeichert, die von den Vibratozahlen Vi bis Ve und den Tiefensignalen D\ und Di erzeugt wird.

Die Grundfrequenzzahl Fi bis Fu wird digital frequenz-moduliert, indem sie mit dem Abweichungsfaktor Kri bis Vrii in einem Multiplizierer 13 multipliziert wird, wodurch man eine mit einem Vibratoeffekt versehene Frequenzzahl erhält.

Ein digital arbeitender Multiplizierer führt durch entsprechende Wiederholung einer Addition eine Multiplikation durch, und wenn Multiplikator und Multiplikant aus zahlreichen Bits bestehen, muß die Zeit, die für die Wiederholung der Addition und zur Beendigung einer einzelnen Multiplikation erforderlich ist in Betracht gezogen werden. Zur Durchführung einer exakten Multiplikation ist es unerläßlich, daß die für die Multiplikation erforderliche Zeit mit dem Betrieb des gesamtem Systems synchronisiert wird. Hierzu ist ein Synchronsignalgenerator 16 für Synchronisationssignale vorgesehen, der die verschiedenen Komponenten des Frequenzzahlengenerators 4 synchronisiert Der Synchronsignalgenerator 16 erzeugt einen Synchronisierimpuls SyI, der zur Synchronisierung zwischen einem Eingangssignal des Frequenzzahlenspeichers 10 und einem Eingangssignal des Codezahlengenerators 11 benutzt wird, und einen Synchronisierimpuls Sy 6, der zur Synchronisierung des Eingangssignals, das von dem Frequenzzahlenspeicher 10 zum Multiplizierer 13 geliefert wird, mit dem Eingangssignal des Codezahlengenerators 11 benutzt wird, einen Synchronisierimpuls Sy 25, der zur Ausgabe eines Ergebnisses einer Multiplikation aus dem Multiplizierer 13 benutzt wird, wenn die für die Multiplikation erforderliche Zeit seit dem Anlegen eines Eingangsimpulses mittels des Synchronisierimpulses Sy 6 verstrichen ist, und eines Signals Sy 25, das die entgegengesetzte Polarität hat wie das Signal Sy 25.

Bei der Bestimmung des Zeitintervalls zwischen den Synchronisierimpulsen Sy i und Sy 6 wird die Operationszeit des Frequenzzahlenspeichers 10 und des Codezahlengenerators 11 berücksichtigt, und bei der Bestimmung des Zeitintervalls zwischen den Synchroni sierimpulsen Sy 6 und Sy25 wird die Operationszeit des Multiplii'.ierers 13 berücksichtigt Es sei nun angenommen, daß die Maximalzahl der gleichzeitig zu erzeugenden Musiktöne 12 beträgt. Die Synchronsignalgeneratorschaltung 16 enthält ein 25-Bit-Schieberegister SR\

■to mit einem Eingang und paralleler Ausgabe, ein ODER-Tor OR₄, das an die Ausgänge der ersten bis vierundzwanzigsten Stelle des Schieberegisters SRi angeschlossen ist, und Inverter h und /₄. Der Inhalt des Schieberegisters SR\ wird, gesteuert durch den Takt Φ\ in jeweils 1 μ5 um eine Stelle weitergeschoben und der Ausgang der fünften Stelle wird als Synchronisierimpuls Sy 6 benutzt. Der Ausgang der vierundzwanzigsten Stelle dient zur Erzeugung des Synchronisierimpulses Sy 25 und der Ausgang der fünfundzwanzigsten Stelle zur Erzeugung des Synchronisierimpulses SyI. Die

Beziehung zwischen den jeweiligen Impulsen Sy 1, Sy 6, Sy25 und Sy25 sind in Fig.6 (c) bis 6 (f) abgebildet. F i g. 6 (a) zeigt die Kanalzeit. Eine Abtast- und Haltschaltung 9a hält die Tasten-

adresse AZ₁ bis B₂ während einer Impulsperiode der Synchronisierimpulse Sy 1 (d. h. 25 us) gespeichert und liefert diese gespeicherte Tastenadresse an den Frequenzzahlenspeicher, bis der nächste Impuls Sy 1 kommt. Eine Abtast- und Halteschaltung 9b hält in gleicher Weise die Vibratozahl Vi bis V₆ und die Tiefensignale Di, Di während einer Impulsperiode des Synchronisierimpulses Sy 1 gespeichert und liefert diese Signale an den Codezahlgenerator 11, bis der nächste Impuls Sy i kommt.

Eine erste Torschaltung 12a besteht aus mehreren UND-Schaltungen, von denen jede an einem Eingang mit einer entsprechenden Ausgangsstelle Fi bis Fi₄ des Frequenzzahienspeichers IO verbunden ist und an ihrem

ϊ6

zweiten Eingang den Synchronisationsimpuls Sy 6 empfängt

Eine zweite Torschaltung 126 besteht in gleicher Weise aus mehreren UND-Schaltungen, von denen jede mit einem Eingang an die entsprechende Ausgangsstelle Vxi bis V_xn des Codezahlgenerators 11 angeschlossen ist Diese Torschaltungen 12a und 126 liefern bei Ankunft des Synchronimpulses Sy 6 die Frequenz Fi bis Fm und der Abweichungsfaktor V*\ bis ν_Λ ι an den Multiplikanteneingang bzw. den Multiplikatoreingang des Multiplizierers 13.

Eine dritte Torschaltung 14 enthält UND-Tore A₂\ bis An, von denen jedes mit einem Eingang an die entsprechende Ausgangsstelle des Multiplizierers 13 angeschlossen ist, während der andere Eingang den Synchronisierimpuls Sy 25 empfängt Femer enthält die Torschaltung UND-Tore A₃S bis A«, von denen jedes mit einem Eingang ein RQckkopplungssignal von der letzten Stufe eines entsprechenden Schieberegisters von der Ausgangsschieberegistergruppe 15 erhält und am anderen Eingang das Signal Sy 25 empfängt das die entgegengesetzte Polarität des Synchronisierimpulses Sy 25 aufweist Ferner enthält die Schaltung 14 ODER-Tore ORs bis ORia, von denen jedes die Ausgangssignale entsprechender UND-Tore An bis An und A₃S bis Λ« empfängt Wenn die dritte Torschaltung 14 den Synchronisierimpuls Sy25 empfängt, liefert sie Signale a\ bis äi4, die die Ergebnisse der in dem Multiplizierer 13 durchgeführten Multiplikation darstellen (d. h. frequenzmodulierte Frequenzzahl F_mX bis F_ra14) an die jeweiligen Eingänge der Schieberegister der Ausgangsschieberegistergruppe 15. Wenn der Synchronisierimpuls Sy 25 nicht an die dritte Torschaltung 14 gelegt ist laufen die Ausgangsdaten der Schieberegistergruppe 15 weiter um. Jedes Schieberegister der Gruppe 15 hat zwölf Wörter (von denen jedes 14 Bit aufweist) und wird im Takt der Impulsfolge Φι weitergeschoben.

Die Ergebnisse der Multiplikation für jeden Kanal (d.h. jede Taste oder jeden Ton), die von dem Multiplizierer 13 errechnet worden sind, werden sequentiell mit einem Intervall von 25 us pro Kanal (d. h. eine Taste oder ein Ton) ausgegeben. Dementsprechend werden 300 \is benötigt, bevor die Ergebnisse der Multiplikation für alle zwölf Kanäle ausgegeben worden sind. Anders ausgedrückt: die Ergebnisse der Multiplikation für die jeweils in der Schieberegistergruppe 15 gespeicherten Kanäle werden von den Ausgängen des Multiplizierers 13 alle 300 \is neu geschrieben. Ferner liefert die Ausgangsschieberegistergruppe 15 sequentiell die Resultate der Multiplikation für die jeweiligen Kanäle (d.h. die Frequenzzahl F„,i bis F_mu) an die Bruchzahlzähler und Ganzzahlzähler 5a bis 5c mit einem Intervall von 1 με pro Kanal, so daß eine time-sharing-Steuerung des Instruments vorgenommen werden kann.

IV. Erzeugung der Vibratozalüen

Vor der Erläuterung der Funktion des Frequenzzahlengenerators 4 soll die Erzeugung der Vibrato-Codezahlen Vi bis V₆ und der Tiefensignale Di, D₁ unter Bezugnahme auf F i g. 7 und 8 erläutert werden.

Der Vibratozahlengenerator 7 enthält eine Taktauswahlschaltung Ta und einen Zähler Tb. Die Taktauswahlschaltung 7 a erzeugt Taktimpulse, die dem Vibratozähler Tb zugeführt werden. Bei der dargestellten Äusführungsform ist die Taktauswahischaitung Ta so konstruiert, daß ein Taktimpuls derjenigen Frequenz, die der Art der Tastatur entspricht, ausgewählt und dem Vibratozähler Tb zugeführt wird

Von einem Taktoszillator für das Solomanual SO, einem Taktoszillator für das obere Manual UO, einem Taktoszillator für das untere Manual LO und einem Taktoszillator für die Pedaltastatur PO werden Signale bestimmter Frequenzen und von geeigneter Wellenform (z. B. Rechteckwellen) den entsprechenden Anschlüssen 71 bis 7i zugeführt Die Werte dieser

Frequenzen werden in Übereinstimmung mit der Periode, d.h. mit den Frequenzänderungen des gewünschten Vibrato, bestimmt Beispielsweise erhält man ein Vibrato mit einer Frequenz von 7Hz für das Solomanual von dem 64stufigen Vibratozähler, indem man die Werte der Vibratozahl Vt bis V₆, 64x7=448-mal pro Sekunde schreibt bzw. erzeugt Die erforderliche Frequenz des Signaloszillators SO für das Solomanual beträgt demnach 448 Hz. Die Frequenzen der anderen Oszillatoren UO bis PO sind in gleicher Weise bestimmt, so daß jede Tastatur eine unterschiedliche Vibratoperiode aufweist

Ein Ausgangssignal »1« des Signaloszillators SO für das Solomanual wird einem Verzögerungs-Flip-Flop DFa über den Anschluß Ti zugeführt Das Verzöge rungs-Flip-Flop DF4 erzeugt ein »1 «-Signal sobald es einen Anfangstasten-Taktimpuls Φ₂ empfängt Dieses »1«-Signal wird einem UND-Tor AN\ und außerdem einem Verzögerungs-Flip-Flop DFs zugeführt Der Ausgang des Verzögerungs-Flip-Flop DFs ist zu dieser Zeit »0« und dieses Signal »0« wird in einem Inverter /Μ invertiert und danach dem UND-Tor AN\ als »1 «-Signal zugeführt, das das UND-Tor AN\ durchschaltet Die UND-Schaltung AN\ erzeugt daher »1 «-Signal. Danach, wenn ein Taktimpuls Φ₂ an das Verzögerungs-Flip-Flop DFs angelegt wird, wird das Ausgangssignal des Verzögerungs-Flip-Flop DF₅ »1« und die UND-Schaltung ANi erzeugt demnach »0«-Signal. Die Verzögerungs-Flip-Flops DF₆ bis DFu, die Inverter /N₂ bis INi und die UND-Schaltungen AN₂ bis ANi arbeiten in gleicher Weise. Die UND-Tore AN\ bis ANi erzeugen daher von der Zeit, wenn die Ausgänge der Oszillatoren SO bis PO von »0« auf »1« gegangen sind, und als Antwort auf den Tastentaktimpuls Φ₂ Impulssignale mit einer Tastenzeit (12 us). Die Perioden dieser Impulssignale entsprechen den Frequenzen der jeweiligen Oszillatoren. Dies liegt daran, daß die maximale Anzahl von Musiktönen, die gleichzeitig erzeugt werden sollen, bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 12 beträgt.

Der der Tastatur der gedrückten Taste entsprechende Ausgang wird aus den Ausgängen der UND-Schaltungen AN\ bis ANt ausgewählt Die Tastaturangaben K\ und K₂ werden dem Dekoder D₃ über Anschlüsse T₅ und Ti zugeführt und an der der Tastatur entsprechenden Ausgangsleitung wird ein »1 «-Signal erzeugt An die UND-Schaltung AN₅ wird ein das Solomanual SO repräsentierendes Signal gelegt, an die UND-Schaltung ANe wird ein das obere Manual UO repräsentierendes Signal gelegt, an die UND-Schaltung ANj wird ein das untere Manual LO repräsentierendes Signal gelegt, und an die UND-Schaltung ANg wird ein die Pedaltastatur PO, repräsentierendes Signal gelegt. Die UND-Schaltungen AN5 bis ANg erhalten außerdem die Ausgangssignale der UND-Schaltungen AN] bis AN*, und an eine dieser UND-Schaltungen AN₅ bis AN₈ wird ein »1 «-Signal (ein Taktimpuls zur Erzeugung des gewünschten Vibratos) über ein ODER-Tor ORw einem Addierer ADi des Zählers 76zugeführt.

Der Zähler Tb enthält den Addierer AD\, ein Schieberegister SR₂ von zwölf Worten (ein W»i»rt besteht aus 6 Bit) und eine Torschaltung G\, Die Ergebnisse der von dem Addierer ADi durchgeführten Addition werden in jeder Tastenzeit dem entsprechenden Kanal des Schieberegisters SR₂ zugeführt Im einzelnen addiert der Addierer AD_x die Ausgangswerte der Schieberegister SR₂ und die Taktimpulse der Taktauswahlschaltung 7a und liefert die Ergebnisse der Addition Ober die Torschaltung Gi an das Schieberegister SR₂. Der für jeden Kanal errechnete Wert besteht aus sechsstelligen Binärdaten und die Zählung von 0 Ibis 63 wird jedesmal bei Vorliegen eines Taktimpulses von der Taktauswahlschaltung 7a wiederholt Die Periode dieser wiederholten Zählung entspricht der Frequenz der Oszillatoren SO bis PO und ist daher in Abhängigkeit von der Art der Tastatur unterschiedlich.

Die Ausgangssignale des Zählers 7b werden dem Frequenzzahlengenerator 4 zugeführt, wenn die Vibratozahlen Vj bis V₆ jeweils Adressen im Bereich von 0 bis 63 haben. Zum Rücksetzen der in einem bestimmten Kanal gezählten Werte wird der Torschaltung G «in Löschsignal cc zugeführt.

V. Steuerung der Vibratotiefe bei jeder Tastatur

Die in F i g. 8 dargestellte Vibrato-Einstellvorrichtuing 8 enthält Einstellmittel ST UT, LTund PT, die an einem oberhalb der Tastaturen zur Einstellung der Vibratotiefe (d. h. der Größe der Frequenzänderungen) durch jede Tastatur angeordnet sind, sowie eine Datenauswahlschaltung 8& An den Einstellmitteln ST bis PT kann die Vibratotiefe stufenweise in z. B. vier Stufen eingestellt werden, wobei bei den einzelnen Stufen entsprechende Binärdaten D\ und D₂ erzeugt werden. Wenn kein Vibratoeffekt gewünscht wird, sind die binären Ausgangsdaten D₂, D\ 00, was als »Tiefe 0« bezeichnet wird. Wenn ein geringfügiges Maß an Vibrato gewünscht wird, sind die Binärdaten D₂, D\ 01, was als »Tiefe I« bezeichnet wird. Der Zustand der Binärdaten D₂, D\ für den nächsten Grad an Vibratostärke ist 10, was ds »Tiefe 2« bezeichnet wird, und der Zustand der Binärdaten D₂, D₁ bei der größten Rate der Frequenzänderung ist 11, was als »Tiefe 3« bezeichnet wird.

Der Ausgang D\ der niedrigstwertigen Stelle eines jeden Einstellmittels ist mit einem der Anschlüsse der entsprechenden UND-Schaltung AN₉ bis AN_X2 über den entsprechenden Anschluß Ti bis Τι ο verbunden. Der Ausgang D₂ der höherwertigen Stelle eines jeden Einstellmittels ist mit einem der Eingangsanschlüsiie einer entsprechenden UND-Schaltung ANn bis ANn über entsprechende Anschlüsse Tu bis TU verbunden. Die Ausgangsleitungen eines Dekoders ß», von denen je einer für eine Tastatur vorhanden ist, sind mit den anderen Anschlüssen der entsprechenden UND-Schaltungen AN₉ bis ANt₆ verbunden.

Wenn beispielsweise die an den Dekoder Da angelegten Tastaturcode ATi, K₂ das Solomanual bezeichnen, werden die UND-Schaltungen AN₉ und AN]3 durchgeschaltet und am Ausgang der Datenauswahlschaltung 8a stehen die Signale der Einstellvorrichtung ST für das Solomanual als Tiefensignale Bd_x, Bd₂ über die ODER-Schaltung OR₂₀ und OR₂, an. In gleicher Weise werden die Tiefensignale Bd_x und Bd₂, die den anderen Tastaturen entsprechen, von der Datenau ;-wahlschaltung 8a als Antwort auf die Tastaturangabe Am und K₂ ausgegeben.

Wenn eine Steuerung der Vibratotiefe oder dex Vibratoperiode für jede Tastatur nicht erforderlich ist kann die Datenauswahlschaltung 8a oder die Taktauswahlschaltung 7a entfallen. Wichtig ist jedoch, daß eine individuelle Einstellung des Vibratoeffektes an jedem Manual möglich ist, was bei konventionellen elektronisehen Musikinstrumenten, die nach dem Analogsystem arbeiten, sehr schwierig zu erreichen ist weil dazu nämlich extrem komplizierte Schaltungen benötigt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Musikinstrument ist die unabhängige Einstellung des Vibratos für jedes ίο Manual relativ leicht zu realisieren, wie die obigen Erläuterungen zeigen. Ein Beispiel der Erzeugung frequenzmodulierter Frequenzzahlen Fm_x bis F_mX* wird nachfolgend noch gegeben.

VI. Erzeugung des Abweichungsfaktors

Die Erzeugung des Abweichungsfaktors V_xX bis V_xXX wird zunächst unter Bezugnahme auf Fig.9 erläutert Der Abweichungsfaktor V_xX bis V_xU erhält solche Werte, daß die Frequenzvariation eines zu erzeugenden Musiktones, wenn die Tiefensignale B_x, B₂ die Maximalwerte einnehmen, in einem Bereich in der Größenordnung von + 25 Cent und — 25 Cent liegt Ein Cent ist ein Intervall voa '/too eines Halbtones. Ein Frequenzverhältnis (1,059463) zwischen benachbarten Noten wie C_x

und C# ι oder Es und F₅ besteht aus 100 Cent und Vioo dieses Frequenzverhältnisses ist 1 Cent Der Abweichungsfaktor Vxi bis Ku wird in einen Ganzzahlbereich und einen Bruchzahlbereich unterteilt V_xXX, das der höchstwertigen Stelle entspricht, ist dem Ganzzahlbe reich zugeordnet und der Rest ist dem Bruchzahlbe reich zugeordnet In dem Falle, daß der Ganzzahlbereich Vxii = 1 und der Bruchzahlbereich = 0 ist, ist das Verhältnis der Frequenzvariation 1, was anzeigt, daß überhaupt keine Frequenzänderung stattfindet. Der Abweichungsfaktor Ki bis V_xX\ wird auf einen solchen Wert eingestellt, daß er periodisch von dem Verhältnis 1 in positive und negative Richtung um einige Cent abweicht Der Abweichungsfaktor V_xX bis V_xXX wird in Form einer Funktion, in der die Vibratozahl Vi bis K₆ als Variable verwendet wird, ausgedrückt wie oben beschrieben wurde.

Bei der in Fig.9 dargestellten Ausführungsform ist diese Funktion so gewählt daß der als Antwort auf die Vibratozahl Vi bis V₆ erzeugte Abweichungsfaktor V_xX bis V*n eine dreieckförmige Wellenform aufweist Zur Erzeugung eines Abweichungsfaktors der geringerwertigen Stellen bei Empfang der Vibratozahl Vi bis V₆ ist eine Umwandlungsschaltung für dreieckförmige Wellen vorgesehen.

so Gemäß F i g. 10 (a) werden die Signale der niedrigstwertigen Stellen Vi bis V₄ an den Adressen 0 bis 15 des periodisch veränderten Vibratos direkt auf den Ausgang gegeben, wie der Bereich I in F i g. 10 (b) zeigt Wenn die Adressen 16 bis 31 lauten, werden dem Ausgang die invertierten Signale der niedrigstwertigen Stellen Vi bis Va zugeführt wie im Bereich II dargestellt ist Die Inversion erfolgt durch Inverter /9 bis I_x2. Bei den Adressen 32 bis 47 werden die invertierten Signale der niedrigwertigen Stellen Vj bis V* ausgegeben, wie im Bereich III dargestellt ist Bei den Adressen 48 bis 63 werden die Signale der niedrigwertigen Stellen Vi bis Va direkt ausgegeben, wie im Bereich IV dargestellt ist.

In der Dreieckwellen-Umwandlungsschaltung Ua steuert eine Exklusiv-ODER-Schaltung EOR_x die Inver sion der niedrigwertigen Stellen Vi bis Va des Vibratocodes. Die Exklusiv-ODER-Schaltung EOR_x empfängt an ihrem Eingang die Signale der höherwertigen Stellen Vi und Ve. In dem Bereich I sind die

höherwertigen Stellen V₅ und Ve 00, so daß der Ausgang der Exklusiv-ODER-Schaltung EOR, »0« ist, und der Inverter h ein »!«-Signal erzeugt Dieses »1«-Signal wird einem Eingangsanschluß von UND-Schaltungen As, bis Λμ zugeführt Hierdurch werden die UND-Schaltungen A51 bis An vorbereitet um die Signale der geringerwertigen Stellen V_x bis V₄ durchzulassen. Diese Ausgangssignale der UND-Schaltungen As\ bis Ast werden über ODER-Schaltungen ORn bis OR25 einer Tiefeneinstellschaltung llozugeführt

Die Tiefensignale Bd, und Bd₂, die in einer Funktion zur Erzeugung des Abweichungsfaktors V_x, bis V_x,, als Koeffizienten benutzt werden, werden in einem Dekoder lic dekodiert und danach der Tiefeneinstellschaltung 116 zugeführt Die dekodierten Tiefensignale Bd\ und Bd₂ werden mit den geringerwertigen Stellen des Ausgangssignals der Dreieckwellenform-Umwandlungsschaltung 11a in der Tiefeneinstellschaltung 116 multipliziert Die Ausgangssignale der Titreneinstellschaltung Wb werden in der in Fi g. 10 (c) dargestellten Weise variiert, wobei das Bezugszeichen d$ die »Tiefe 3« bezeichnet, das Bezugszeichen <h die »Tiefe 2« und das Bezugszeichen üb die »Tiefe 0«.

Wenn die Tiefensignale Bd₂, Bd, 11 sind, wird eine UND-Schaltung -Ass des Dekoders lic durchgeschaltet und erzeugt ein »1 «-Signal an einer Ausgangsleitung h

Tabelle II

für »Tiefe 3«. Wenn die Tiefensignale Bd₂, Bd\ 10 sind, wird eine UND-Schaltung A_x durchgeschaltet und erzeugt ein »1«-Signal an einer Ausgaagsleitung h füc »Tiefe 2«. Wenn die Tiefensignale Bd₂, Bd\ 01 sind, wird eine UND-Schaltung Λ57 durchgeschaltet und erzeugt ein »1 «-Signal an einer Ausgangsleitung 1, für »Tiefe 1«. Wenn die Tiefensignale Bd₂, Bd, 00 sind, wird ein »O«-Signal an allen Ausgangsleitungen A bis h erzeugt

Die Ausgangsleitung J₃ ist mit UND-Schaltungen Ass bis Aa die Tiefeneinstellschaltung llfc verbunden. Die Ausgangsleitung k ist mit UND-Schaltungen Aa bis A₆₁ und die Ausgangsleitung /1 mit UND-Schaltungen A& bis Aj₂ verbunden.

Man nehme an, daß ein »1 «-Signal an Ausgangsleitung h erzeugt wird. Die Ausgänge der ODER-Schaltungen OR₂₂ bis OR₂S gelangen dann aber UND-Schaltungen Αχ bis Aa und die ODER-Schaltungen OÄ» bis ORn an die Ausgangsanschlüsse T,$ bis Ti« des Codezahlengenerators 11. Bei den Adressen 0 bis 15 (Bereich I) werden die niedrigwertigen Stellen Vx bis H der Vibratozahl die niedrigwertigen Stellen V_x, bis V* des Abweichungsfaktors, ohne daß das Signal invertiert würde, wie Tabelle II zeigt Die höherwertigen Stellen V_x 5 bis V_xIi des Abweichungsfaktors werden von der höherwertigen Stelle V₆ der Vibratozahl erzeugt, wie noch erläutert wird.

Vibratozahl Adresse

K₅ V₄

Abweichungsfaktor (Tiefe 3) 11 10 9 8 7

0 0

0 0 0 0

0 0

14	0	1	1	1	0	I	0. 1	1	1 0
15	0	1	1	1	1	1	0 1	1	1 1
16	1	0	0	0	0	1	0 1	1	1 1
17	1	0	0	0	1	1	0 1	1	1 0

30	0	1	1	1	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1
31	0	1	1	1	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
32	1	0	0	0	0	0	0	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
33	1	0	0	0	0	1	0	1	1	1	1	1	1	1	1	1	0

46	1 0	1	1	1	0	1	1	1	1	1	1 0	1
47	1 0	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1 0	0
48	1 1	0	0	0	0	1	1	1	1	1	1 0	0
49	1 1	0	0	0	1	1	1	1	1	1	1 0	1

0 0

Bei den Adressen 16 bis 31 (Bereich II) sind die höherwertigen Stellen V₅, V₆ der Vibratozahl 1, 0. Die Exklusiv-ODER-Schaltung EOR\ erzeugt ein »!«-Signal, das den UND-Schaltungen A₇₃ bis A₇₆ zugeführt wird. Dementsprechend werden die niedrigwertigen Stellen Vj bis V* durch die Inverter /9 bis /12 invertiert und die invertierten Signale werden von den ODER-Schaltungen ORn bis OA₂₅ über die UND-Schaltungen Λ73 bis A₇₆ erzeugt Dementsprechend besteht der Anteil Ki bis V»4 des Abweichungsfaktors, der an den Anschlüssen Ti₅ bis 7Ie bereitgestellt wird, aus den invertierten Signalen des Vibratozahlanteils Vi bis V₄.

Bei den Adressen 32 bis 47 (Bereich III) wird der Abweichungsfaktor Vn bis Vn von den invertierten Signalen des Vibratozahlbereichs Vl bis V* gebildet, und bei den Adressen 46 bis 63 (Bereich IV) wird der Vibratozahlanteil Vi bis V« direkt als Anteil des Abweichungsfaktors Ki bis V* benutzt

Wenn »Tiefe 2« ausgewählt wird, wird ein Signal über Leitung I₂ den UND-Schaltungen A₆₃ bis Aa zugeführt In der Zwischenzeit gelangt das Ausgangssignal der ODER-Schaltung OA₂₂ über das UND-Tor 63 und das ODER-Tor OR» an Anschluß Ti₅. Das Ausgangssignal der ODER-Schaltung ORn gelangt über die UND-Schaltung /4β4 und das ODER-Tor OA₂₇ an Anschluß Ti₆, und das Ausgangssignal der ODER-Schaltung ORn gelangt über eine UND-Schaltung A₆₅ und eine ODER-Schaltung OA₂₈ an den Anschluß 17. Demnach ist ein Wert der niedrigwertigeren Stellen Ki bis Vt₃ des Abweichungsfaktors in »Tiefe 2« einem Wert äquivalent den man erhält wenn man die niedrigwertigeren Stellen Vu bis V₁* des Abweichungsfaktors in »Tiefe 3« gemäß Tabelle II um eine Stelle nach unten schiebt

Im Falle von »Tiefe 1« wird ein »1«-Signal den UND-Schaltungen Λ« bis A72 zugeführt Das Ausgangssignal der ODER-Schaltung OÄ24 gelangt über die UND-Schaltung A« an Anschluß Ti₅ und das Ausgangssignal der ODER-Schaltung OA₂₅ gelangt über "die UND-Schaltung Am an den Anschluß Tie- Demnach ist ein Wert der niedrigwertigen Stellen Vn bis V₁₂ des Abweichungsfaktors einem Wert äquivalent den man erhält wenn man die niedrigwertigen Stellen Va bis V<4 des Abweichungsfaktors in »Tiefe 3« gemäß Tabelle II um zwei Stellen nach unten schiebt

Die höherwertigen Stellen Vi₅ bis Kp des Abweichungsfaktors (Vxi bis VtH im Falle von »Tiefe 2« und Vu bis Vrii im Falle von »Tiefe 1«) werden aus der höchstwertigen Stelle V₅ der Vibratozahl gebildet Die höchstwertige Stelle V₆ ist ein »O«-Signal in den Adressen O bis 31 (Bereich I, II) und ein »1 «-Signal in den Adressen 32 bis 63 (Bereiche III, IV). Der Wert der höherwertigen Stellen wird derart bestimmt, daß der Abweichungsfaktor Ki bis Kn in positiver Richtung von dem oben beschriebenen Verhältnis 1 abweicht, wenn V₆ »0« ist, und in negativer Richtung, wenn Ve »1« ist Fig. 10 (d) zeigt den nach dem vorstehend beschriebenen Schema erzeugten Abweichungsfaktor Κι bis Vcii an den Ausgangsanschlüssen Tw bis Ta. Es sei darauf hingewiesen, daß der Abweichungsfaktor eine Funktion ist, in der die Vibratozahl (Fig. 10 (a)) als Variable verwendet wird. Das Bezugszeichen <k bedeutet »Tiefe 3«, U₁ bedeutet »Tiefe 2«, d\ bedeutet »Tiefe 1« und cfc bedeutet »Tiefe 0«.

Wenn die höchstwertige Stelle V₆ »0« in »Tiefe 3« ist ist der Ausgang der ODER-Schaltung OR30 »0«. Dementsprechend wird ein »1 «-Signal über einen Inverter /» an Anschluß T₂₅ erzeugt und ein »O«-Signal an Anschlüssen T« bis T₂₄. An den Adressen 32 bis 63 ist Ve »1« und über die UND-Schaltung Ae₂ wird an den Anschlüssen T19 bis Tu ein »1 «-Signal erzeugt, während ein »O«-Signal an Anschluß Ta erzeugt wird. Auf diese Weise wird der Abweichungsfaktor Vn bis Vtu einer dreieckförmigen Wellenform tfe in F i g. 10 (d) mit einem in Tabelle Il angegebenen Wert erzeugt

Im Falle der »Tiefe 2« wird der Wert V₆ den UND-Schaltungen A₆₆ und Aa und den höherwertigen Stellen Vt 4 bis V_x 10 des Abweichungsfaktors zugeführt. Im Falle der »Tiefe 1« wird V₆ den UN D-Schaltungen Λ70 bis A72 und den höherwertigen Stellen Va bis Vno des Abweichungsfaktors zugeführt

Im Falle der »Tiefe 0« (Bd₂, ä/i=00) werden die Stellen Vn, K10 des Abweichungsfaktors sämtlich 0 und die Stelle Ku ist 1.

Gemäß Tabelle Il erhält man einen Maximalwert des Abweichungsfaktors bei den Adressen 15 und 16. Dieser Maximalwert zeigt das größte Verhältnis der Frequenzänderung an, das in Dezimalschreibweise 1,0146 beträgt Dieses Verhältnis gibt die Grundfrequenzzahl Fi bis Fm mit einer Frequenzvariation von etwa +25 Cent an. Ein Minimalwert der Vibratozahl wird an den Adressen 47 und 48 erzeugt Dies ist in Dezimalbezeichnungsweise 0,9844 und zeigt an, daß die Grundfrequenzzahl Fi bis Fm mit einer Frequenzvariation von etwa -27 Cent versehen wird.

Der Abweichungsfaktor Kt bis Kn wird dem Multiplizierer 13 zugeführt wo er mit der Grundfrequenzinformation multipliziert wird.

VIII. Multiplizierer

Fig. 11 zeigt die Schaltung eines Ausführungsbeispiels des Multiplizierers 13. Das Multipükanten-Schieberegister SRs besteht aus einem Schieberegister mit parallelen Eingängen und parallelen Ausgängen. Wenn der Synchronisierimpuls SyB an die erste Torschaltung 12a angelegt wird (F i g. 5), wird die Grundfrequenzzahl Fi bis Fm von der ersten Torschaltung 12a dem Multiplikanten-Schieberegister SR3 zugeführt und darin gespeichert Der Wert der Grundfrequenzzahl wird, getaktet durch die Taktimpulse Φι, sequentiell von der höchstwertigen Stelle bis zur niedrigstwertigen Stelle verschoben. Das Multiplikator-Schieberegister SRa besteht aus einem Schieberegister mit parallelen Eingängen und seriellem Ausgang, dem die Vibratozahl VtI bis Vtu von der zweiten Torschaltung 126(Fig.5) zugeführt wird. Der Wert des gespeicherten Abweichungsfaktors Vti bis Vti 1 wird sequentiell von der niedrigstwertigen Stelle bis zu höchstwertigen Stelle verschoben, wobei die Verschiebung durch die Taktimpulse Φι erzeugt und das Ausgangssignal von der niedrigstwertigen Stelle abgenommen wird.

Die Ausgänge Y₁ bis Yi₄ des Multiplikanten-Schieberegisters SR3 sind jeweils mit UND-Toren A₇₇ bis A₉₀ verbunden. Ein Ausgang Xn des Multiplikator-Schieberegisters SRa ist ebenfalls mit jeweils einem anderen Eingang der UND-Tore A77 bis A» verbunden. Die Ausgänge der UND-Schaltungen An bis Ag₀ sind mit den Eingangsanschlüssen A von Addierern ADi bis AD\5 verbunden. Die Ausgangsanschlüsse S der Addierer AD2 bis ADis sind über Verzögerungs-Flip-Flops DFw bis DFn mit einer Verzögerungszeit von 1 us auf die Eingangsanschlüsse B der Addierer AD₂ bis AD\$ rückgekoppelt, wobei im Rückkopplungszweig jeweils eine UND-Schaltung A91 bis Ai₀₄ liegt

Die Eingangssignale werden den Anschlüssen A und -B jeweils in Zeitabständen von 1 us zugeführt, wobei die Steuerung durch den Taktimpuls Φι erfolgt Dagegen ist

die Zeit zum Übertragen eines Übertragungssignals, das bei einer Einzeladdition erzeugt worden ist, von dem Addierer AD₂ zum Addierer AD^ länger. Es ist daher möglich, daß die nächsten Eingangssignale an den Anschlüssen A und B anstehen, bevor das Übertragungssignal weitergegeben wurde, mit dem Ergebnis, daß das Übertragungssignal auf dem Wege verschwindet. Da die kürzeste Antwortzeit eines normalen 1-Bit-Addierers 0,2 bis 0,3 μβ beträgt und ein Übertragungssignal maximal 14 Addierer bei einer Einzeladdition durchlaufen muß, wird eine Übertragungszeit von mindestens etwa 3 μβ erforderlich. Um derartige Fehloperationen zu vermeiden, sind Verzögerungs-Flip-Flops DF\2 bis DFu jeweils zwischen zwei Addierern vorgesehen, die das Übertragssignai für 1 μ5 festhalten um es dadurch an einen Eingangsanschluß Q eines Addierers einer höheren Stelle anzulegen. Beispielsweise ist der Übertragsausgang C₀ des Addierers AD₃ mit dem Eingangsanschluß des Verzögerungs-Flip-Flops DFn verbunden und der Ausgangsanschluß des Verzögerungs-Flip-Flops £>Fi2 ist mit dem Übertragssignaleingang C\ des Addierers ADt, verbunden. Durch diese Anordnung ist die Übertragung des Übertragssignals sichergestellt. Die Weiterleitung des Übertragssignals erfordert jedoch maximal eine Ubertragszeit von 6 μβ. Diese Übertragszeit bestimmt das Intervall zwischen den Synchronisierimpulsen Sy 6 und Sy 25.

Die in dem Schieberegister SRa des Multiplizierers bei Auftreten des Synchronisierimpulses Sy 6 gespeicherte Vibratoinformation V_x\ bis VVu wird mit einer Geschwindigkeit von einer Stelle pro 1 \is ausgegeben, beginnend mit der höchstwertigen Stelle V_X]\. Anders ausgedrückt: jede Stelle des Multiplikators wird von dem Schieberegister SfU sequentiell ausgegeben und einem der Eingangsanschlüsse der jeweiligen UND-Schaltungen /I77 bis Ago zugeführt. Da jede Stelle des Multiplikanten Vj bis Yn von dem Multiplikanten-Schieberegister SR3 dem jeweils anderen Anschluß der betreffenden UND-Schaltung Λ77 bis Aw zugeführt wird, erzeugen die UND-Schaltungen A₇₇ bis Ag₀ logische Produkte der Multiplikanten Vi bis Yu und des Ausgangssignals (1 Einzelbit) des Schieberegisters SRa. Diese logischen Produkte werden den Eingangsanschlüssen A der jeweiligen Addierer ADi bis AD15 zugeführt. Den Eingangsanschlüssen B der Addierer AD₂ bis ADm werden ebenfalls die partiellen Produkte von den Verzögerungs-Flip-Flops DF\% bis DFu zugeführt. Die logischen Produkte und die Partialprodukte werden in den Addierern ADi bis AD\s addiert, so daß neue Partialprodukte entstehen. Diese neuen Partialprodukte werden von den Ausgangsanschlüssen S der Addierer ADi bis AD\s abgegeben und den Verzögerungs-Flip-Flops DFw bis DFu zugeführt. Gleichzeitig wird von dem Schieberegister SRa ein Einzelzeichen ausgegeben, dessen Wertigkeit um eine Stelle geringer ist als diejenige des vorherigen Einzelzeichens. Dann werden die logischen Produkte der Multiplikanten Y\ bis Yu und die Ausgangssignale des Schieberegisters SRa den Eingangsanschlüssen A der Addierer ADi bis AD\% zugeführt Diese logischen Produkte werden den Partialprodukten der Verzögerungs-Flip-Flops DF\b bis DFn hinzuaddiert Es sei darauf hingewiesen, daß der Multiplikant Vi bis Yu nicht stets denselben Wert hat sondern einen Wert, der durch Herunterschieben der Grundfrequenzzahl Fi bis Fn erzeugt wurde, welche bei Eintreffen eines jeden Synchronisierimpulses Sy 6 alle 1 us eingespeichert wurde. Dies ist notwendig, weil ein Einzelzeichen, das um eine Stelle abwärtsgeschoben wird, alle 1 μβ von dem Multiplikator-Schieberegister SRa ausgegeben wird und die Stellen der Eingangssignale an den Eingangsanschlüssen A (logische Produkte) und die Stellen der Eingangssignale an den Eingangsanschlüssen (Partialprodukte) miteinander koinzidieren müssen. Wie vorstehend beschrieben, wird das logische Produkt eines Einzelzeichens, das von jeder Stelle des Multiplikators ausgegeben wird, und dessen Multiplikanten Vi bis Vm, der in Einklang mit dem Ausgangssignal des Einzelzeichens verschoben wird, dem Partialprodukt hinzugefügt, so daß ein neues Partialprodukt entsteht und die Addition nachfolgend in der gleichen Weise wiederholt wird. Der Augenblick, in dem die niedrigstwertige Steiie VVi des Abweichungsfaktors von dem Multiplikator-Schieberegister SRa ausgegeben wird, liegt 11 μβ hinter dem Eintreffen des Synchronisierimpulses Sy 6. In diesem Augenblick ist die Addition der Eingangssignale an den Λ-Eingangsanschlüssen (logische Produkte) zu den Eingangssignalen an den ß-Eingangsanschlüssen (Partialprodukte) beendet. Ein bei Beendigung der Addition erzeugtes Übertragssignal wird vorübergehend in jedem der Verzögerungs-Flip-Flops DFn bis DF17 festgehalten und danach dem Eingangsanschluß Q eines Addierers einer höherwertigen Stelle zugeführt. In dem Addierer, dem das Übertragssignai zugeführt wird, wird dieses dem Eingangssignal an Anschluß B hinzuaddiert. Da das Übertragssignai in einem der Flip-Flops DFn bis DF17 für 1 μβ gehalten wird, ist die für alle diese Flip-Flops erforderliche Gesamtzeit 6 μβ. Wenn die Addition des Übertragungssignals beendet ist, ist die Summe in den Addierern gleich einem Gesamtprodukt. Die Multiplikation wird daher 17 μ5 nach Eintreffen des Synchronisierimpulses Sy6 beendet Die Ausgangssignale A\ bis A\a der Addierer AD2 bid AD\s stellen in diesem Augenblick das Gesamtprodukt der Multiplikation dar, d. h. das Ergebnis der Multiplikation der Vibratoinformation V_x\ bis KtH, die den Multiplikator darstellt, und der Grundfrequenzzahl Fi bis F14, die den Multiplikanten bildet.

Die Ausgangssignale A\ bis Au werden der Ausgangsschieberegistergruppe 15 zugeführt und in diese bei Eintreffen eines Synchronisierimpulses Sy 25 eingespeichert, der 19 Minuten nach Erzeugung des Synchronisie- rimpulses Sy6 erscheint Zu diesem Zeitpunkt wird der Impuls Sy25, der an die UND-Schaltungen Ag\ bis Aw gelegt worden ist, zu »0«, so daß die Werte in den Addierern ADi bis ADn gelöscht werden.

VIII. Erzeugung der Frequenzzahl

Die Erzeugung der Frequenzzahl F_n, 1 bis F_mu wird im

folgenden unter Bezugnahme auf F i g. 5 und 6 erläutert Es sei angenommen, daß der Synchronisierimpuls Sy i den Abtast- und Halteschaltungen 9a und 9b zugeführt wird, wenn die Tastenadresse Ni bis K₂ des ersten Kanals von dem Tastenübertrager 3 erzeugt wird, wie F i g. 6 {a) zeigt

Die Vibratozahl Vi bis Ve und die Tiefensignale Bd₁, Bd₂ sind zu dieser Zeit ebenfalls Information einer Tastatur entsprechend der Tastenadresse Wi bis K₂ des ersten Kanals. Als Antwort auf eine solche Information wird der Abweichungsfaktor V_xi bis V_xU in dem Generator 11 erzeugt, und die Grundfrequenz Fi bis Fm aus dem Frequenzzahlen-Speicher 10 ausgelesen. Da die erste und die zweite Torschaltung 12a, 126 von dem Synchronisierimpuls Sy 6 aufgesteuert werden, erfolgt die Erzeugung des Abweichungsfaktors V_xX bis V»n und

das Auslesen der Grundfrequenzzahl Fi bis Fh innerhalb von 5 \is, wie F i g. 6 (g) zeigt. Hierdurch ist sichergestellt, daß ausreichend Antwortzeit für den Frequenzzahlenspeicher 10 und den Generator 11 zur Verfügung steht. Als Folge davon kann ein Festwertspeicher mit niedriger Operationsgeschwindigkeit in dem Frequenzzahlenspeicher 10 verwendet werden und der Frequenzzahlengenerator 11 kann dementsprechend kompakt und mit relativ geringem Kostenaufwand hergestellt werden.

Bei Auftreten des Synchronisierimpulses Sy6 wird die Vibratoinformation V,i bis Vri ι in dem Multiplikator-Schieberegister SRt, und die Grundfrequenzzahl Fi bis F₁₄ in dem Multiplikanten-Schieberegister S'R-j gespeichert. Die Verschiebung des Multiplikators V_x\ bis V_xIi wird 12μ5 später als in Fig.6 (h) dargestellt beendet. Da jedoch das Übertragssignal in jedem der sechs Verzögerungs-Flip-Flops DF12 bis DF17 festgehalten wird, und da βμβ für die Weiterleitung der Übertragssignale erforderlich sind, wie F i g. 6 (i) zeigt, wird die Multiplikation beendet, nachdem weitere 6 μβ verstrichen sind.

Nach dem Auftreten des Synchronisierimpulses Sy 25 werden die Ausgangssignale a\ bis a\\ über die dritte Torschaltung 14 dem Ausgangsschieberegister 15 zugeführt. Diese Ausgangssignale a\ bis au bilden das Ergebnis der Multiplikation der Grundfrequenzzahl Fi bis Fi4 des ersten Kanals mit der Vibratoinformation V_x\ bis Vrii des ersten Kanals, und bilden daher die frequenzmodulierte Frequenzzahl. Dementsprechend wird die Frequenzzahl F_m) bis F_m\* des ersten Kanals in dem Ausgangsschieberegister 15 gespeichert. Die Frequenzzahl F_mi bis F_mu wird von dem Ausgabeschi«- beregister 15 12 μ$ später ausgegeben. Das Ausgangssignal des Ausgabeschieberegisters 15 wird den Zählern 5a bis 5c zugeführt und gleichzeitig auf das Ausgabeschieberegister 15 zurückgekoppelt. Die anschließend folgende Frequenzzahl F_mi bis F_mu wird den Zählern 5a bis 5c in jeder Tastenzeit in gleicher Weise zugeführt

Wenn der nächste Synchronisierimpuls Sy 1 gemäß Fig.6 (c) erzeugt wird, wird den Abtast- und Halteschaltungen 9a, 9b die Information des zweiten Kanals zugeführt, wie F i g. 6 (a) zeigt Auf diese Weise wird die Frequenzmodulierte Frequenzzahl F_m, bis F'_mu des zweiten Kanals in dem entsprechenden Kanal des Ausgabeschieberegisters 15 gespeichert. Anschließend werden bei jedem Auftreten des Synchronisierimpulses Sy 1 (mit einer Periode von 25 μβ) der Abweichungsfaktor Vri bis Vrii und die Grundfrequenzzahl Fi bis Fm der nachfolgenden Kanäle sequentiell miteinander multipliziert und das Ergebnis der Multiplikationen, d. h. die Frequenzzahl F_mi bis F_mi4, wird fortlaufend beim Auftreten der Synchronisierimpulse Sy 25 in den entsprechenden Kanälen des Ausgabeschieberegisters 15 gespeichert Da die maximale Anzahl gleichzeitig reproduzierbarer Musiktöne 12 beträgt, beträgt die Periode, mit der die Frequenzzahl F_m\ bis F_mn eines bestimmten Kanals in dem Ausgabeschieberegister 15 gespeichert wird, 25 U5 χ 12=300 us. Daher werden die Daten desselben Wertes von dem betreffenden Kanal des Ausgabeschieberegisters 15 während mindestens 300 us zyklisch ausgegeben. Dies hat keinerlei nachteiligen Effekt auf die Erzeugung des Vibratoeffektes, weil, wenn beispielsweise ein Vibratoeffekt mit einer Periode von 7 Hz erzeugt werden soll, die Daten 448mal pro Sekunde erzeugt werden können, wobei die Neuschreibperiode etwa 2 ms beträgt

Tabelle III zeigt ein Beispiel für das Frequenzzahl-Ausgangssignal F_mi bis F„,i4 des Ausgabeschieberegisters 15 anhand der Note C2. In der Tabelle sind die Daten in Dezimalschreibweise ausgedrückt. Der Abweichungsfaktor Vri bis Vvii ist in »Tiefe 3« (Bdi, Bd\ = 11) gewählt und entspricht den Daten Vn bis Vm in Tabelle II.

	Tabelle HI	V\-Vt	Abweichungs-	Frequenz
IO	Grund-	Adresse	faktor	zahl
	frequenz		y_xi-y_x,	Fml-FmU
	(C₂)	0	1,0000	0,10465
15		1	1,0009	0,10474
		2	1,0019	0,10484
		3	1,0029	0,10495
20		13	1,0126	0,10596
		14	1,0136	0,10607
	0,10465	15	1,0146	0,10617
25		16	1,0146	0,10617
		17	1,0136	0,10607

30		30	1,0009	0,10474
		31	1,0000	0,10465
		32	0,9990	0,10454
		33	0,9980	0,10444

47

63

0,9844

0,9990

0,10301

0,10454

Wenn die Vibratoperiode 7 Hz beträgt, wechselt die Frequenzinformation F_mi bis F_mi4 alle 2 ms entsprechend der jeweiligen Adresse der Vibratocodes V₁ bis V₆. Während dieser 2-ms-Periode wird die Frequenzinformation F_mi bis F_mi4 desselben Wertes alle 12μ5

so wiederholt von dem Ausgabeschieberegister ausgegeben.

IX. Erzeugung der Wellenform eines Musiktones

Die niedrigstwertigen Stellen bis hinaus zur sechsten Stelle der Frequenzzahl F_mi bis F_m!4 werden von der Ausgabeschieberegistergruppe 15 dem Bruchzahlzähler 5a zugeführt, die Stellen von der siebten Stelle an aufwärts bis zur dreizehnten Stelle werden dem Bruchzahlzähler 5b zugeführt und die höchstwertigen Stellen werden dem Ganzzahlzähler 5c zugeführt Die Zähler 5a bis 5c enthalten Addierer AD\s bis AD\* und Schieberegister 5Fi bis SFy, wie F i g. 12 zeigt Jeder der Addierer AD16 bis ADn addiert das Ausgangssignal des Frequenzzahlspeichers 4 und das Ausgangssignal des entsprechenden Schieberegisters SFi bis 5F₃ miteinander. Die Schieberegister 5Fi bis SF₃ können zwölf Art von Ausgangssignalen in zeitlicher Folge von den Addierern AD\s bis ADm speichern, und sie auf die

Eingangsseite der Addierer AD\t bis ADw zurückkoppeln. Die Schieberegister SFi bis SF₃ haben jeweils die gleiche Anzahl Stellen wie Musiktöne gleichzeitig reproduzierbar sein sollen, z. B. zwölf bei dem vorliegenden Beispiel. Diese Anordnung hat den Zweck, die Frequenzzähler im time-sharing-Betrieb zu betreiben, da der Frequenzzahlspeicher 4 die in den 12 Kanälen (Schieberegisterstellen) des Tastenadressen-Speichers KAM gespeicherten Tastenadressen im time-sharing-Betrieb erhält und die Frequenzzahl für die jeweiligen Kanäle erzeugt.

Im folgenden wird die Schaltungsanordnung in bezug auf den ersten Kanal erläutert. Wenn der Inhalt des ersten Kanals des Schieberegisters SFi des Bruchzahlzählers 5a »0« ist, werden anfangs die ersten 6 Bit des Bruchzahlbereichs in den ersten Kanal des Schieberegisters SFe eingespeichert. Nachdem eine Tastenzeit vergangen ist, werden neue Frequenzzahlsignale F_m) bis Fm6 zu den bereits in dem ersten Kanal gespeicherten Inhalt hinzuaddiert. Diese Addition wird in jeder Tastenzeit wiederholt und die Signale F_m\ bis F_n*, werden kumulativ zu den gespeicherten Inhalten hinzuaddiert. Wenn bei der Addition ein Übertrag stattfindet, wird ein Übertragssignal Qa von dem Zähler 5a zum nächsten Zähler 5b gegeben. Der Bruchzahlzähler 5b besteht aus dem Addierer ADu und dem Schieberegister SF2, das ebenfalls eine kumulative Addition der Frequenzzahlsignale F_m7 bis F_mi3 durchführt, d. h. der nächsten 7 Bit des Bruchzahlbereichs. Das Übertragssignal Qo führt, wenn ein Übertrag als Ergebnis der Addition stattfindet, dem Addierer ADm ein Übertragssignal C20 zu. Der Ganzzahlzähler 5c besteht aus dem Addierer AD\& und dem Schieberegister SF3 und empfängt das Einzelbit F_mu und das Übertragssignal 20 vom Addierer ADu und erzeugt eine kumulative Addition in derselben Weise wie oben anhand der Bruchzahlzähler 5a und 5b beschrieben wurde. Die Ganzzahl-Ausgangssignale der in dem ersten Kanal des Schieberegisters SF3 gespeicherten 7 Bit werden nacheinander dem Wellenformspeicher zugeführt, um die auszulesenden Adressen zu bestimmen.

Wenn die Tiefensignale Bd\, Bd₂ 00 sind, wird die Grundfrequenzzahl Fj bis Fu direkt den Zählern 5a bis 5c zugeführt und eine Ausleseperiode des Wellenformspeichers 6 ist konstant. Wenn andererseits der Abweichungsfaktor V_x\ bis V»n den Zählern 5a bis 5c zugeführt wird, ändert sich der Wert der Frequenzzahl F_mi bis F_mi4 in der in Tabelle III gezeigten Weise periodisch. Dementsprechend steigt der Wert der Kumulativzählung des Ganzzahlzählers 5c während einer Zeitperiode, während der die Frequenzzahl F_mi bis F_rai4 größer ist als die Grundfrequenzzahl Fi bis Fm schnell an, wodurch die Auslesegeschwindigkeit des Wellenformspeichers 16 erhöht wird. Dies zeigt ein Anwachsen der Frequenz des zu erzeugenden Musiktones an. Im entgegengesetzten Sinne wird die Frequenz des zu erzeugenden Musiktones während einer solchen Zeitperiode geringer, während der der Wert der Frequenzzahl F_roi bis F_mu kleiner ist als die Grundfrequenzzahl Fi bis F|4-

In Tabelle III steigt die Frequenz für etwa 32 ms an, während die Vibratozahl Vl bis V₆ an den Adressen 0 bis 15 ansteht, bis sie auf etwa +25 Cent über die Grundfrequenz (180,81 Hz im Falle der Note C₂) ansteigt Danach verringert sich die Frequenz graduell für die nächsten 32 ms der Adressen 16 bis 31, bis sie zur Grundfrequenz zurückkehrt Für die nächsten 32 ms der Adressen 32 bis 47 verringert die Frequenz sich weiter und fällt auf -37 Cent unter die Grundfrequenz.

Für die nächsten 32 ms der Adressen 48 bis 63 steigt die Frequenz graduell an, bis sie zur Grundfrequenz zurückkehrt. Die Zählgeschwindigkeit des Ganzzahlzählers 5c wechselt in Einklang mit der Änderung der Frequenzzahl F_mt bis F_mM. Dies bewirkt einen Wechsel im Auslesen der Wellenformamplitude aus dem Wellenformspeicher 6, was zur Erzeugung eines Musiktones mit Vibratoeffekt führt. Auf diese Weise werden zwölf Musiktöne mit Vibratoeffekt im timesharing-Betrieb erzeugt. Jeder erzeugte Ton ist in seiner Vibratoperiode und Vibratotiefe abgestimmt, so daß man einen farbigen (vielseitigen) Vibratoeffekt erhält.

Fig. 16 (a) zeigt die umhüllende Wellenform eines durch Druck einer Taste erzeugten Musiktones. Die Wellenform-Hüllenkurve besteht aus einer Anhall-Hüllkurve A TT, die durch den Tastenanschlag entsteht, einer Abkling-Hüllkurve DEC, die durch das Loslassen der Taste entsteht, und dem Aufrechterhaltungszusland SUS.

F i g. 13 zeigt ein Beispiel eines Hüllkurvenzählers 6a Der Hüllkurvenzähler 6/j enthält einen Addierer /tft und ein Schieberegister SRs für zwölf Wörter zu je 7 Bit Das Additionsergebnis des Addierers AD$ wird in je 1 Tastenzeit den entsprechenden Kanälen des Schieberegisters SR5 zugeführt Im einzelnen addiert der Addierer 5 die Ausgangssignale des Schieberegisters SRs und die Taktimpulse und erzeugt ein Ergebnis S, das dem Eingangsanschluß des Schieberegisters SRs zugeführt wird. Dadurch wird bewirkt daß der Hüllkurvenzähler 6a fortlaufend eine Kumulativzählung in bezug auf jeden der Kanäle durchführt.

Ein Ausgangssignal, das den gezählten Wert reprä-

j5 sentiert, wird von dem Hüllkurvenzähler einem Hüllkurvenspeicher 6b zugeführt. Die in einer dem gezählten Wert entsprechenden Adresse gespeicherte Wellenform wird fortlaufend aus dem Speicher Sb ausgelesen. Der Hüllkurvenspeicher Bb speichert eine Anhall-Wellenform A TT bei Adressen, die von 0 ausgehen, bis zu einer vorbestimmten Adresse, z. B. 16, und eine Abkling-Wellenform DEC bei Adressen, die bei der nächstfolgenden Adresse beginnen und bis zur letzten, z. B. dreiundsechszigsten Adresse, reichen.

Die Zähloperation des Hüllkurvenzählers wird im folgenden mit Bezugnahme auf den ersten Kanal erläutert.

Wenn das Anhall-Startsignal £S einem Anschluß TE\ zugeführt wird, gibt eine UND-Schaltung 106 einen Taktimpuls APan den Addierer AD₉. Die UND-Schaltung 106 ist zuvor dadurch vorbereitet worden, daß an ihren anderen Eingängen die invertierten Ausgangssignale »0« einer UND-Schaltung 105 bzw. einer ODER-Schaltung ORn anlagen. Die Umkehrung der Signale der UND-Schaltung Λ105 und der ODER-Schaltung ORn erfolgte durch Inverter /|₆ und /17. Der Addierer AD₃ und das Schieberegister SR₅ zählen nacheinander die Anhall-Taktimpulse und geben dabei die Anhall-Wellenform des Hüllkurvenspeichers 11 aus.

Wenn der gezählte Wert 16 erreicht hat, wird ein Ausgangssignal »1« von der ODER-Schaltung OR₃\ erzeugt und der Anhall-Taktimpuls AP wird von der UND-Schaltung Λιοβ nicht mehr durchgelassen. Demnach wird die Zählung beendet und die bei der Adresse 16 des Hüllkurvenspeichers ßWgespeicherte Amplitude wird weiterhin ausgelesen.

Auf diese Weise ist der Aufrechterhaltungszustand erreicht

In diesem Stadium erhält die UND-Schaltung y4₁₀6 ein »1 «-Signal von der ODER-Schaltung OR₃] und ein weiteres »1 «-Signal, das iurch Inversion des Ausgangssignals »0« der UND-Schaltung A\<a durch den Inverter /ie entstanden ist Wenn das Abkling-Startsignal D/5 dem Anschluß TE₂ zugeführt wird, läuft der Abkling-Takiimpuls DP durch die UND-Schaltung A,_m und gelangt zum Addierer ADs. Dadurch wird bewirkt daß «Jer Hüllkurvenzähler die Zähloperation für die Zählwerte nach 16 wieder aufnimmt und die Abkling-Wellenform aus dem Hüllkurvenspeicher 11 ausgelesen wird. Wenn der gezählte Wert 63 erreicht hat, werden alle Eingänge der UND-Schaltung A\os »1«, so daß die UND-Schaltung Akb am Ausgang ein »1 «-Signal erzeugt Die: UND-Schaltung: /W hört auf, den Abkling-Taktimpuls DPdurchzulsssen und die Zähloperation wird! beendet. Das Auslesen der Hüllkurven-Wellenform ist auf diese Weise beendet. Dieses Ausgangssignal ZVzugeführt

Die vorhergehende Beschreibung erfolgte bei einer Ausführungsform, bei der die Vibratotiefe während einer Zeitperiode vom Beginn der Erzeugung des Musiktones durch Anschlagen der Taste, bis zur Beendigung des Abklingens nach dem Loslassen der Taste konstant bleibt Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt sondern die Vibratotiefe kann auch während der Reproduktion des Musiktones verändert werden. Eine Ausführungsform, bei der die Vibratotiefe progressiv verändert wird, (»Abklingvibrato«) wird im folgenden erläutert.

Fig. 14 zeigt die Ausführungsform des elektronischen Musikinstruments zur Erzeugung des Abkling-Vibratos. F i g. 14 zeigt lediglich einen Schaltungsteil, der sich von der in F i g. 1 dargestellten Konstruktion unterscheidet und der Rest der Schaltung ist derselbe wie in F i g. 1. Eine Taktauswahlschaltung 9a dient dazu, einen Taktimpuls mit einer Frequenz, die der Art der Tastatur entspricht, auszuwählen. Die Konstruktion dieser Taktauswahlschaltung 9a ist dieselbe wie die der Schaltung 7a in F i g. 7.

Bei Eintreffen eines Signals ES, das das Anschlagen einer Taste vom Tastenübertrager 3 anzeigt, beginnt der Vibratotiefen-Signalgenerator 9b die von der Taktauswahlschaltung 9a zugeführten Taktimpulse zu zählen. Wenn der Zählwert einen ersten, einen zweiten, einen dritten usw. vorbestimmten Wert erreicht hat, erzeugt der Vibratotiefen-Signalgenerator 96 Vibratotiefensi gnale, die progressiv ansteigende Vibratotiefen repräsentieren.

Erzeugung von progressiv wechselnden Vibratotiefensignalen

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ändern sich die Vibratotiefensignale D\, Di progressiv vom Drücken der Taste an. Wie in F i g. 15 anhand eines Beispiels dargestellt ist enthält der Vibratotiefen-Si gnalgenerator 96 einen Addierer AD\o und ein Schieberegister SR₆ mit 12 Wörtern zu je 6 Bit Beim Anlegen des Anhall-Startsignals £9 von dem Tastenübertrager 3 wird der Taktimpuls von der Taktauswahlschaltuing 9a dem Addierer ADw zugeführt und in

is diesem in jeweils 1 Taktzeit kumulativ addiert Das Ergebnis der Addition wird einem entsprechenden Kanal des Schieberegisters SR₆ zugeführt und dort gezählt. Ein Bit-Ausgang 5b der höchstwertigen Stelle und ein Bit-Ausgang Ss, der den Ausgang derjenigen Stelle mit der nächst geringeren Wertigkeit bildet werden als Vibratotiefensignale D₁, A verwandt. Dementsprechend sind die Vibratotiefensignale Di, D\ 00 (Tiefe 0), während die Zählung zwischen 0 und 16 liegt Ol (Tiefe 1) w ährend die Zählung zwischen 16 und 32 liegt, 10 (Tiefe 2) während die Zählung zwischen 32 und 48 liegt und 11 (Tiefe 3) während die Zählung zwischen 48 und 63 liegt wie Fig. 16 (c) und 16(d) zeigen.

Die Vibratotiefe, d. h. der Betrag der Frequenzände-

rungen, steigt eine bestimmte Zeitspanne nach dem Drücken der Taste progressiv an, wie F i g. 16 (b) zeigt. Die Geschwindigkeit des progressiven Anstiegs der Vibratoliefe kann eingestellt werden, indem man die Frequenz der Taktimpulse ändert Da die Taktauswahl- Schaltung 9a einen Taktimpuls zu erzeugen vermag, der in Abhängigkeit von der Art der Tastatur unterschiedlich ist, kann die Änderuingsgeschwindigkeit der Vibratotiefe in Abhängigkeit von der jeweils betätigten Tastatur variiert werden. So kann man beispielsweise einen Verzögerungsvibratoeffekt erhalten, der für alle Tastaturen unterschiedlich ist

Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die progressiv veränderten Vibratosignale D\, Di der Abtast· und Halteschaltung 9b zugeführt Die anschlie ßende Betriebsweise des Instruments ist dieselbe wie zuvor anhand der ersten Ausführungsform beschrieben wurde.

Hierzu 15 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronisches Musikinstrument mit digitaler Musiktonerzeugung, mit einem Frequenzzahlenspeieher, der für jede gedrückte Taste eine mehrsteElige digitale Frequenzzahl entsprechend der Tonhöhe dieser Taste ausgibt, mit einem Musikton-Wellenformspeicher, der Amplituden mindestens einer Wellenform an zahlreichen diskreten Abtastpunkten in verschiedenen Speicheradressen gespeichert enthält, and mit einer Abtast-Steuereinheit, die die Geschwindigkeit, mit der die Inhalte der einzelnen Speicheradressen ausgelesen werden, in Abhängigkeit von der Frequenzzahl steuert, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines Vibratocffektes mit periodisch auftretenden Frequenzabweichungen von der Nominalfrequenz, die der gedrückten Taste entspricht,

a) eine mehrstellige Zahl, die Vibratoznhl (V_x — V₆), deren Wert sich unter Taktung ändert, einem Codezahlengenerator (11) zugeführt wird, der ebenfalls unter Taktung einen in seinem numerischen Wert in Abhängigkeit von den numerischen Werten der Vibratozahl (V_x bis V₆) ansteigenden oder abfallenden Abweichungsfaktor (V_x\ bis Viii) erzeugt, wobei die numerischen Werte der Vibratozahl (V_x bis 7β) Betrag und Vorzeichen der Änderung bestimmen, JO

b) der Codezahlengenerator (11) mit dem einen Eingang und der Frequenzzahlenspeicher (110) mit dem anderen Eingang eines Multiplizier ers (13) verbunden sind und

c) die Ausgangssignale des Multiplizierers (13) <aler y> Abtast-Steuereinheit (5a, 5b, 5c) zugeführt werden,

wobei der Multiplizierer (13) aus der Frequenzzahl CFi bis Fm) und dem Abweichungsfaktor (V_x\ bis V,.n) modifizierte Frequenzzahlen (F_m\ bis F_roH) erzeugt, -to deren Werte die Auslesegeschwindigkeiten der Speicheradressen des Musikton-Wellenformspn;ichers (6) bestimmen.

2. Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Vibratozahl 4^r> (V_x bis V₆) ein von einem Taktoszillator (SO, UO, LO, PO; F i g. 7) getakteter Zähler (Jb) vorgesehen ist, dessen ansteigender Zählerstand in festen Zeitintervallen abgefragt und dem Codezahlengenerator zugeführt wird. ■> <>

3. Musikinstrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tastendatensignalgenerator (2) vorgesehen ist, der beim Drücken einer Taste ein diese Taste repräsentierendes Tastenwort (Ku K₂, B_x, B₂, N_x, N₂, N₃, /V₄) erzeugt, das in dem v> Frequenzzahlenspeicher (10) in die Frequenzzahl (Fi bis Fu) umgesetzt wird, die der betreffenden Taste entspricht, und eine Angabe (K_x, K₂) über die Tastatur enthält, der die Taste angehört, daß mehrere mit unterschiedlichen Frequenzen arbeiten- e>o de Taktoszillatoren (SO, UO, LO, PO) vorgesehen sind, die jeweils einer Tastatur zugeordnet sind, und daß die die Tastatur betreffende Angabe (K_x, K₂) eine Torschaltung (AN₅ bis AN»; Fig.7) dereirt steuert, daß der Zähler (7b) die Impulse desjenigen μ Taktoszillators (SO, UO, LO, PO) empfängt, der der Tastatur zugeordnet ist, der die gedrückte Taste angehört.

4. Musikinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Generator (8, 9b) Vibratotiefen-Signale (Bd_x, A4) erzeugt und dem Codezahlengenerator (U) zugeleitet werden und der Codezahlengenerator (11) ao ausgebildet ist, daß die Größe des von ihm erzeugten Abweichungsfaktors durch die Werte der Vibratotiefen-Signale (Bd_x, Bd₂) beeinflußbar ist

5. Musikinstrument nach Aspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer Anhallphase, während der sich zu Beginn eines Tones die Amplituden der Wellenform stetig vergrößern, zu Beginn des Tones von einem Tasten-Übertrager (3) ein Anhall-Startsignal (ES) erzeugt wird, das den Generator für Vibratotiefen-Signale (9Zj; Fig. 15) anstößt, der daraufhin Augangssignale erzeugt deren numerischer Wert mit der Zeit bis auf einen Endwert ansteigt