DE2328851B2

DE2328851B2 - Elektronisches Tasteninstrument

Info

Publication number: DE2328851B2
Application number: DE2328851A
Authority: DE
Inventors: Masahiko Suita Osaka Tsunoo (Japan)
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1972-06-03
Filing date: 1973-06-01
Publication date: 1979-10-31
Also published as: ZA733719B; GB1407666A; JPS4917220A; DE2328851A1; IT985653B; FR2188900A5; US3842702A; CA976786A; AU463066B2; JPS5723279B2; AU5623373A

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Tasteninstrument mit einem Hochfrequenzimpulsgenerator und daran angeschlossenem variablem Frequenzteiler, mit einer Steuerschaltung, die in Abhängigkeit von den jeweils betätigten Tasten Musiktonsteuersignale erzeugt, die einem Kodierer zugeführt werden, der in Abhängigkeit von den Musiktonsteuersignalen logische Kodewörter, jeweils bestehend aus einer Anzahl Bits erzeugt, die Steuereingängen des variablen Frequenzteilers zugeleitet werden, der die Frequenz des Hochfrequenz-Impulssignals in einem ganzzahligen Teilerverhältnis entsprechend dem Zahlenwert des logischen Kodewortes teilt.

Bei einem bekannten elektronischen Tasteninstrument (»Radio Electronics Sept. 1970, Seiten 47 bis 54«) wird ein Frequenzteiler in Form einer integrierten Schaltung benutzt, der ein Eingangssignal mit einer sehr hohen Frequenz von beispielsweise mehreren Megahertz durch zwölf verschiedene ganzzahlige Faktoren teilt, wobei zwölf Tonsignale einer Tonleiter mit gleichschwebend temperierter Stimmung innerhalb eines Frequenzbereichs eines Hauptoszillators erzeugt

ίο werden. Die Teilungsfaktoren einer solchen irtegrierten Schaltung stehen fest und können nicht verändert werden.

Bekannt ist weiterhin (»The Journal of Acoustical Society of America Vol. 46, Nr. 2, Seiten 478 bis 479 (1969)«), bei einem derartigen elektronischen Tasteninstrument zusammen mit einem Schiebregisterzähler einen Frequenzteiler zu benutzen, dessen Teilungsfaktor veränderbar und programmierbar ist Ein Sustaineffekt, bei dem ein Tonsignal nach dem Loslassen einer Taste allmählich abklingt, ist bei einem derartigen elektronischen Tastenmusikinstrument nicht möglich.

Ein derartiger Sustaineffekt tritt zwar bei einem Synthesizer auf, der aus einem spannungsgesteuerten Oszillator und einem tastengesteuerten Gleichspannungserzeuger besteht, dessen Ausgangssignal, das den Oszillators ansteuert, beim Loslassen einer Taste allmählich abklingt. Ein solcher Synthesizer weist jedoch den Nachteil auf, daß die Ausgangsfrequenz unstabil ist und in einer kurzen Zeitperiode nicht korrigierbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein elektronisches Tasteninstrument gemäß der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das ein angewähltes und gespieltes Tonsignal im Sustainbetrieb auch nach Loslassen der angeschlagenen Taste aufrechterhalten kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgeniäß gelöst durch Flip-Flop-Schaltungen, die die von dem Kodierer erzeugten logischen Kodewörter jeweils bis zur nächsten Tastenbetätigung speichern und den Steuereingängen des variablen Teilers zuführen.

Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe auch durch Flip-Flop-Schaltungen, die die der jeweils betätigten Taste entsprechenden Musiktonsteuersignale bis zur nächsten Tastenbetätigung speichern und dem Kodierer zuführen.

Vorteilhafterweise zeichnen sich derartige elektronische Tasteninstrumente ferner aus durch eine an den variablen Teiler angeschlossene Gatterschaltung, die

■jo dessen Ausgangf.ton durchschaltet oder sperrt, durch eine Tonfiltereinrichtung, die an die Gatterschaltung angeschlossen ist, und deren Ausgangstonsignal filtert, und durch eine Hüllkurvensteuerung, die die Gatterschaltung ansteuert und die Amplitudenhüllkurve des Ausgangssignals der Gatterschaltung bestimmt, wobei die Hüllkurvensteuerung selbst durch das Musiktonsteuersignal und die Ausgangssignale der Flip-Flop-Schaltungen angesteuert ist. Die Flip-Flop-Schaltungen des erfindungsgemäßen elektronischen Tastenistruments

bo erweisen sich insbesondere dadurch als vorteilhaft, daß ein vollendetes Legato leicht durchführbar ist, da ein Musikton vollkommen bis zur Bildung des nächsten Tons gehalten wird. Weiterhin können alle Arten von Tonhüllenkurven auf einfache Weise nur durch Zuschalten von Hüllkurvensteuerungen für gewünschte Hüllkurven an das erfindungsgemäße elektronische Tasteninstrument erzeugt werden. Hierbei kann es sich um Hüllkurven eines Orgeltones, eines Zupfinstrumentes

wie ζ. B. dem einer Gitarre, einer Harfe oder einer Geige, des Anschlagtons eines Klaviers oder einer Marimba oder eines Dauertons einer elektrischen Orgel handeln. Durch Verwendung eines kontinuierlich und genau arbeitenden Hochfrequenzimpulsgenerators sind genaue und stabile Frequenzen des Ausgangsionsignals erzielbar.

Solche Flip-Flop-Schaltungen können ferner in zu einer Baugruppe zusammengefaßten Schaltelementen integriert sein, wobei die Baugruppe eine monolithische HalbleiterscVialtscheibe aufweist, die mit der Steuerung, dem variablen Frequenzteiler und dem !Codierer zusammenhängt.

Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Tasteninstruments werden nunmehr im einzelnen an Hand der Zeichnungen beschrieben. In letzteren sind:

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Grundausführung des erfindungsgemäßen elektronischen Tasteninstrumentes,

F ig. 2—4 je ein Blockschaltbild verschiedener anderer Ausführungsformen des erfindungsgemäßen, elektronischen Tasteninstrumentes,

F i g. 5 ein Schaltplan einer Steuerschaltung und von Flip-Flop-Schaltungen, die in dem erfindungsgerräßen, elektronischen Tasteninstrument Anwendung finden,

Fig.6 ein Schaltplan für eine andere Ajsführungsform der Steuer- und Flip-Flop-Schaltungen,

F i g. 7 eine übersieht über einen beim erfindungsgemäßen, elektronischen Tasteninstrument einsetzbaren Kodierer,

Fig.8, 9 je ein Schaltplan einer Teilungseinrichtung und einer Hüllkurvensteuerung,

Fig. 10 ein Schaltplan einen Rückschaltkreis und Fig. 11 ein Schallplan für einen Stromdetektor und einen normalerweise geschlossenen Steuerschalter.

Das Blockschaltbild nach F i g. 1 zeigt eine Tastatur 1 mit einer Anzahl Tasten und eine Steuerschaltung 2, die in Abhängigkeit von den jeweils betätigten Tasten Musiktonsteuersignale 14 erzeugt, die jeweils einem Ton der Tonleiter entsprechen. Ein Kodierer 4 erzeugt in Abhängigkeit von den Musiktonsteuersignalen 14 eine Reihe logischer Kodewörter, die einem Ton der Tonleiter entsprechen und jeweils aus einer Anzahl Bits bestehen. Mit dem Kodierer 4 stehen Flip-Flop-Schaltungen 3 in Verbindung, die die von dein Kodierer 4 erzeugten logischen Kodewörter jeweils bis zur nächsten Tastenbetätigung speichern. Ein variabler Frequenzteiler 5, z. B. ein Schieberegisterzähler, ein Linear-Schieberegister, ein Maximallängenzähler, ein programmierbarer Zähler oder ein Modul-/V-Teiler, dividiert ein von einem Hochfrequenzimpulsgenerator 6 erzeugtes Hochfrequenz-Impulssignal durch einen ganzzahligen Faktor N. Der Faktor N ist veränderbar und wird von der Reihe logischer Kodewörter bestimmt, die Steuereingängen P\ bis Pn des variablen Frequenzteilers 5 zugeführt werden.

Der Ausgang">ton /ό/Λ/des variablen Frequenzteilers 5 wird von einer an letzteren angeschlossenen Gatterschaltung 9 durchgeschaltet oder gesperrt, der eine Tonfiltereinrichtung 10 und ein Verstärker 11 in Reihe nachgeschaltet sind, über die der Ausgangston zu einem Lautsprecher 12 geleitet wird.

Die Flip-Flop-Schallungen 3 können, wie aus F i g, 2 hervorgeht, zwischen die Steuerschaltung 2 und den Kodierer 4 geschaltet werden, so daß das Musiktonsteuersignal 14 gespeichert und dann zum Kodierer 4 geleitet wird. Die Flip-Flop-Schaltungen 3 können auch, wie aus Fig.3 errichtlich ist, zwischen den Kodierer 4 und den variablen Frequenzteiler 5 geschaltet werden, so daß das kodierte Musiktonsteuersignal 14 gespeichert und dann den Steuereingängen P\ - Pn des Teilers

5 zugeführt wird.

Die Fig.4 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Tasteninstrumentes mit Flip-Flop-Schaltungen gemäß der Fig.2, die zwischen die Steuerschaltung 2 und den Kodierer 4 geschaltet sind. Jede Taste der Tastatur 1 entsprich· einem Ton einer Tonleiter und betätigt die Steuerschal-

IU tung 2, die wiederum den Tasten entsprechende Musiktonsteuersignale 14 erzeugt Die Flip-Flop-Schaltungen 3 speichern die Ausgangssignale der Steuerschaltung 2. Das in den Flip-Flop-Schaltungen 3 gespeicherte Signal wird dem Kodierer 4 zugeführt der in Abhängigkeit von den Musiktonsteuersignalen 14 logische Kodewörter, jeweils bestehend aus einer Anzahl Bits erzeugt die Steuereingängen Pm(m=\,2,3 ...) des variablen Frequenzteilers 5, z. B. einem Schieberegisterzähler, zugeführt werden.

Als einstellbarer Frequenzteiler 5 wird gemäß F i g. 4 ein Sch^eberegisterzähler benutzt, dessen Faktor Λ (N= 1, 2, 3 ...) in Abhängigkeit ve einem Eingangssignal einer Reihe logischer Kodewöne / veränderbar ist die den Steuereingängen zugeführt werden. Der Schieberegisterzähler 5 dividiert ein hochfrequentes Impulssignal /ö aus dem Hochfrequenzimpulsgenerator

6 du^h den Faktor N, wobei ais Ausgang ein Tonsignal erzeugt wird, daß die Frequenz fo/N aufweist Dieses Ausgangs tonsignal wird von einer Teilungseinrichtung 7 durch einen weiteren geeigneten Faktor, beispielsweise durch 2, 3 oder 5 usw., geteilt und dann der Gatterschaltung 9 zugeführt. Das Ausgangstonsignal aus der Gatterschaltung 9 wird von der Tonfiltereinrichtung 10 in ein wellenförmiges Signal, das die geeigneten Tonmerkmale aufweist, umgewandelt, dann von dem Verstärker 11 verstärkt und von dem Lautsprecher 12 in einen Ton umgewandelt

Eine Hüllkurvensteuerung 8 ermittelt die Betätigung einer Taste und erzeugt ein Hüllkurvensignal, das die Gatterschaltung 9 so steuert, daß die riüllk^rve des Ausgangstonsignals aus der Gatterschaltung 9 beeinflußt wird. Der Hochfrequenzimpulsgenerator 6 wird von einem Vibratosignal aus einem Vibratooszillator 13 moduliert.

5 Die F i g. 5 zeigt den Schaltplan für die Steuerschaltung 2 und die Flip-Flop-Schaltungen 3, die in dem erfindungsgemäßen elektronischen Tasteninstrument Anwendung finden und deren Aufbau nicht Bestandteil der Erfindung ist. Die Steuerschaltung 2 kann

,ο beispielsweise aus einer Priontätsschaltung bestehen. Die Tastenschalter 101 — 120 werden von den Tasten der Tastatur 1 be'.ätigt. Die Tastenschalter 101 — 112 der ersten Oktave bestehen aus einer Prioritätsschaltung, bei der ein normalerweise geschlossener Tastenschalter

,5 mil einem gemeinsamen Kontakt des nächsten Tastenschalters verbunden ist, wie aus der Fig. 5 zu ersehen ist. Die Tastenschalter 113 — 116 der zw-.jiten Oktave und die Tastenschalter 117—120 der dritten Oktave bestehen gleichfalls aus Prioritätsschaltungen. Die normalerweise offenen Kontakte der Tastenschalter 101 —112 der ersten Oktave stehen mit dem SKontakten der Fiip-Flop-Schaltungen 121-132 in Verbindung. Die normalerweise offenen Kontakte der Tastenschalter 117-120 stehen ferner über die Dioden 137—140 mit den 5-Kontakten der Flip-Flop-Schaltungen 121 — 132 in Verbindung. Der gemeinsame Kontakt des Tastenschalters 101 steht über einen Stromdetektor 154 mit dem positiven Pol einer Spannungsquelle 360 in

Verbindung. Ferner steht der gemeinsame Kontakt des Tastenschalters 113 über einen normalerweise geschlossenen Steuerschalter 157 und über einen weiteren Stromdetektor 155 mit dem positiven Pol einer Spannungsquelle 360 in Verbindung. Der gemeinsame Kontakt des Tastenschalters 117 steht über einen weiteren Steuerschalter 158, der normalerweise geschlossen ist, und über einen weiteren Stromdetekior 156 mit dem positiven Pol der Spannungsquelle 360 in Verbindung. Der negative Pol der Spannungsquelle 360 ist geerdet.

Der normalerweise geschlossene Steuerschalter 157 wird jedesmal geöffnet, wenn der Stromdetektor den Fluß eines Stromes ermittelt, und unterbricht dann die Verbindung zwischen dem Tastenschalter 113 und der Spannungsquelle 360.

Der normalerweise geschlossene Steuerschalter 158 wird von einer ODER-Schaltung 159 gesteuert und jedesmal geöffnet, wenn einer der Stromdetektoren 154 oder 155 den Fluß eines Stromes ermittelt, wobei die Verbindung zwischen dem Tastenschalter 117 und der Spannungsquelle 360 unterbrochen wird. Die Tasten schalter 101 — 112 der ersten Oktave haben daher die Priorität gegenüber den Tastenschaltern 113—116 der zweiten Oktave und diese Tastenschalter haben die Priorität gegenüber den Tastenschaltern 117—120 der dritten Oktave. Von den Tastenschaltern 101 — 112 der ersten Oktave weist daher bei der Betätigung die Priorität gegenüber den anderen Tastenschaltern 102—112 auf, und die Ordnung der Prioritäten ist die Ordnung der Tastenschalter 101 — 112. Von den Tastenschaltern 113 — 116 der zweiten Oktave weist der Tastenschalter 1 ΐ3 bei der Betätigung die Priorität gegenüber den anderen Tastenschaltern 114—116 auf, und die Prioritätsordnung ist die Ordnung der Tastenschalter 113—116. Von den Tastenschaltern 117—120 der dritten Oktave weist der Tastenschalter 117 bei der Betätigung die Priorität gegenüber den anderen Tastenschaltern 118—120 auf, wobei die Prioritätsordnung die Ordnung der Tastenschalter 117 — 120 ist. Von allen Tastenschaltern 101 — 120 weist daher der Tastenschalter 101 die Priorität gegenüber den anderen Tastenschaltern 102—120 auf. und die Prioritätsordnung ist die Ordnung der Tatenschalter 101 -120 bei der Betätigung.

Die Ausgangstonsignale der Flip-Flop-Schaltungen 121 — 132 für die Tonspeicherung werden den Eingangskontakten 161 — 172 de? Kodierers 4 und ferner über Widerstände 141 — 152 einem Rückschaltkreis 153 zugeführt. Letztere ermittelt den zugeführten Strom oder die Spannung und erzeugt dann eine Umschaltspannung, wenn sich von den Flip-Flop-Schaltungen 121 — 132 zwei oder mehr im Betriebszustand »1« befinden. Die Umschaltspannung wird an die Rückstell kontakte der FIip-Flop-Scha!tungen 121 — 132 angelegt, so daß alle Flip-Flop-Schaltungen 121 — 132 in den Betriebszustand »0« zurückgeschaltet werden. Hierauf wird nur eine Flip-Flop-Schaltung von dem entspre chenden Tastenschalter in den Betriebszustand »1« geschaltet, der vorzugsweise durch Betätigen der Steuerschaltung 2, d. h. der Pricritätsschaltung 2 gewählt wird. Die Ausgangstonsignale aus den Stromdetektoren 154, 155 und 156 werden den Rückschaltkontakten (Zustand »1«) von Flip-Flop-Schaltungen 181, 182 und 183 zum Speichern der Oktavinformatio-πεπ zugeführt Die in den Flip-Flop-Schaltüngen 181 — 183 gespeicherten Signale für die Oktavinforma tion werden zu einem Eingangskontakt eines weiteren

Rückschaltkreises 184 über die entsprechenden Wider stände 186, 187 und 188 geleitet. Der Rückschaltkreis 184 ermittelt einen zugeführten Strom oder eine angelegte Spannung, wobei eine Umschaltspannung erzeugt wird, wenn von den Flip-Flop-Schaltungen 181, 182 und 183 zwei oder drei Schaltungen umgeschaltet worden sind (Zustand »I«). Die Umschaltspannung wird den Rückschaltkontakten der Flip-Flop-Schaltungen 181 — 183 zugeführt, so daß alle Flip-Flop-Schaltungen 181 —183 sofort zurückgeschaltet werden (Zustand »0«), Hierauf wird nur eine Flip-Flop-Schaltung mittels eines entsprechenden Stromdetektors 154, 155 oder 156 umgeschaltet (Zustand »1«), durch den der Strom vorzugsweise fließt. Die Flip-Flop-Schaltungen 181 — 183 speichern daher eine Oktavinformation, die aus der ersten, zweiten und dritten Oktave ausgewählt worden ist, nachdem der gewählte Tastenschalter in die Ausgangsstellung zurückgekehrt ist.

Die Rückschaltkreise 163 und 184 bestehen beispielsweise aus einem Gleichstromverstärker, der auf einen Strom oder eine Spannung anspricht, die einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, wobei eine für alle Rückschaltkontakte geeignete Spannung erzeugt wird. Die Fig. 10 zeigt ein Alisführungsbeispiel für den Rückschaltkreis 153. der kein Bestandteil der Erfindung ist, mit zwei Transistoren 281, 282 und mit drei Widerständen 283, 284 und 285. Die Basiselektrode des Transistors 281 steht über den Widerstand 283 mit einer negativen Vorspannungsquelle — Vn und über die Widerstände 141 — 152 mit den Ausgangskontakten der Flip-Flop-Schaltungen 121 — 132 in Verbindung. Die Kollektorelektrode des Transistors 281 steht mit der Basiselektrode des Transistors 282 und ferner über den Widerstand 284 mit der einer positiven Spannungsquelle + Kv in Verbindung. Die Emitterelektrode des Transistors 282 ist geerdet. Die Kollektorelektrode des Transistors 282 steht mit den Rückschaltkontakten der F'lip-Flop-Schaltungen 121 —132 sowie über den Widerstand 285 mit dem positiven Pol der Spannungsquelle K₁ in Verbindung. Die F.mitterelektrode des Transistors

281 ist geerdet. Wird eine oder keine der Flip-Flop-Schaltungen 121 — 132 in den Speicherzustand geschaltet, so liegt an der Basiselektrode des Transistors 281 ein niedrigeres Potential als an der Emitterelektrode des Transistors 281. Der Transistor 281 ist daher gesperrt während der Transistor 282 leitend ist. Dementsprechend tritt an der Kollektorelektrode des Transistors

282 keine Umschaltspannung auf. Werden andererseits zwei oder mehr Flip-Flop-Schaltungen 121 — 132 in den Speicherzustand geschaltet, so liegt an der Basiselektrode des Transistors 281 ein höheres Potential al* an der Emitterelektrode des Transistors 281. Der Transistor 281 wild daher leitend, während der Transistor 282 gesperrt wird. Dementsprechend wird an der Kollektorelektrode des Transistors 282 eine positive Umschaltspannung erzeugt so daß die umgeschalteten Flip-Flop-Schaltungen 121 — 132 sofort rückgeschaltet werder (Zustand »0«).

Der Rückschaltkreis 184 weist den gleichen Aufbai und die gleiche Arbeitsweise auf wie der Rückschaltkreis 153.

Fig.6 zeigt den Schaltplan für eine ander« Ausführungsform der Steuerschaltung 2 und dei Flip-Flop-Schaltungen 3, derer. Aufbau nicht Teil dei Erfindung ist In F i g. 6 sind die gleichen Schaltungsele mente mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig.ί versehen. Die Steuerschaltung 2 setzt sich aus einei Prioritätsschaltung zusammen, ähnlich der Schaltung

nach der F i g. 5. Da die Ilip-Flop-Schaltungen 3 nach F i g. 6 den Flip-Flop-Schaltungen nach F i g. 5 gleichen, so wird diese nicht weiter beschrieben.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der Prioritätsschaltung der Steuerschaltung 2 beschrieben. Die Tastenschalter 201—220 sind normalerweise offen und werden von Tasten in Übereinstimmung mit der Tonleiter betätigt. Die normalerweise offenen Tastenschai.er 201—212 der ersten Oktave stehen mit einem gemeinsamen Leiter 174 in Verbindung, der über den Stromdetektor 154 mit dem positiven Pol der Spannungsquelle 160 verbunden ist. Die .,ormalerweise offenen Tastenschalter 213 — 216 der /weiten Oktave sind mit einem gemeinsamen Leiter 175 verbunden, der über den Stromdetcktor 155 mit dem positiven Pol der Spannungsquelle 260 in Verbindung steht.

Die normalerweise offenen Tastenschalter 217 — 220 der dritten Oktave sind mit einem gemeinsamen Leiter 176 verbunden, der übe; den Stromdetektor 156 geerdet ist. Die beiden Spannung!)- um! SüüiViqUcllcn i&C und 260 sind einander so nachgeschaltet, daß der positive Pol der Spannungsquelle 160 mit dem positiven Pol der Spannungsqueile 260 verbunden ist, deren positiver Pol geerdet ist.

Der normalerweise geschlossene Steuerschalter 157 wird jedesmal geöffnet, wenn der Stromdetektor 154 einen Stromfluß ermittelt und die Verbindung zwischen dem gemeinsamen Leiter 175 und dem positiven Pol der Spannungsquelle 260 unterbricht. Der normalerweise geschlossene Steuerschalter 158 wird über eine ODER-Schaltung 158 jedesmal geöffnet, wenn entweder Jer Stromdetektor 154 oder der Stromdetektor 155 einen Stromfluß ermittelt und die Verbindung zwischen dem gemeinsamen Leiter 176 und Erde unterbricht. Die Tastenschalter 201 —212 der ersten Oktave haben daher die Priorität gegenüber den Tastenschaltern 213 — 216 der zweiten Oktave, deren Tastenschalter die Priorität gegenüber den Tastenschaltern 217—220 der dritten Oktave aufweisen.

Die bewegbaren Kontakte der Tastenschalter 201—212 der ersten Oktave sind mit den betreffenden Emitterelektroden der Transistoren 221—232 verbunden. Die Kollektorelektroden der Transistoren 221—232 stehen mit den Eingangsklemmen 5 für den Setzimpuls der Flip-Flop-Schaltungen 121 — 132 in Verbindung. Zwischen die Basis- und die Kollektorelektroden der Transistoren 221 —232 sind die Widerstände 241-252 geschaltet.

Alle Widerstände 241—252 weisen den gleichen Widerstanuswert rauf. Zwischen die Basiselektrode des Transistors 232 und den positiven Pol einer Spannungsund Stromquelle 360 sind die Widerstände in Serienschaltung eingeschaltet. Der positive Pol der Spannungsquelle ist geerdet. Die Verbindungspunkte zwischen den Widerständen 261—272 sind mit den betreffenden Basiselektroden der Transistoren 221-231 verbunden. Alle Widerstände 261-272 weisen den gleichen Widerstandswert R auf, der gleich oder etwas höher ist als der Widerstandswert r. Die bewegbaren Kontakte der Tastenschalter 213—216 der zweiten Oktave stehen über die Dioden 133—136 mit den Emitterelektroden der zugehörigen Transistoren 221 —232 in Verbindung. Die bewegbaren Kontakte der Tastenschalter 217—220 der dritten Oktave stehen über die Dioden 137—140 mit den Emitterelektroden der zugehörigen Transistoren 221—232 in Verbindung. Die Transistoren 221 —232 werden alle gesperrt, wenn alle Tastenschalter 201—220 geöffnet werden, da dann

zwischen den Basis- und den Emitterelektroden der Transistoren 221—232 kein Strom fließt.

Wird einer der Tastenschalter 201—220 geschlossen, so wird der betreffende Transistor in den leitenden Zustand versetzt, wobei die betreffende Flip-Flop-Schaltung umgeschaltet wird. Werden von den Tastenschaltern 201—212 der ersten Oktave zwei oder mehr Schalter geschlossen, so fließt ein Strom nur durch denjenigen Transistor, der dem von den zugleich geschlossenen Tastenschaltern der Stromquelle 360 am nächsten gelegene Tastenschalter entspricht, so daß nur ein Transistor in den leitenden Zustand versetzt wird, wonach die entsprechende Flip-Flop-Schaltung in den Speicherzustand versetzt wird. Die oben beschriebene Arbeitsweise ist die gleiche wie bei den Tastenschaltern 213—216 der zweiten Oktave und bei den Tastenschaltern 217 — 220 der dritten Oktave. Von den Tastenschaltern 201 —212 der ersten Oktave wird der Tastenschalter 201 vor allen anderen Tastenschaltern 202—212 zuerst betätigt, wobei die Priorita'.sreihenfoige der Reihenfolge der Tastenschalter 201—212 entspricht. Von den Tastenschaltern 213 — 216 der zweiten Oktave wird der Tastenschalter 213 vor allen anderen Tastenschaltern 214 — 216 betätigt, wobei die Prioritätsreihenfolge der Reihenfolge der Tastenschalter 213-216 entspricht. Von den Tastenschaltern 217—220 der dritten Oktave wird der Tastenschalter 217 vor allen anderen Tastenschaltern 218—220 betätigt, wobei die Prioritätsreihenfolge der Reihenfolge der Tastenschalter 217 — 220 entspricht. Wie bereits ausgeführt, entspricht die Prioritätsreihenfolge bei der Betätigung der drei Oktaven der Reihenfolge der ersten, zweiten und dritten Oktave. Infolgedessen weist der Tastenschalter 201 die Priorität gegenüber den anderen Tastenschaltern 202—220 auf, wobei die Prioritätsreihenfolge der Reihenfolge der Tastenschalter 201—220 entspricht.

Die Stromdetektoren 154, 155 oder 156 und der normalerweise geschlossene Steuerschalter 157 oder 158 bestehen aus Transistorschaltungskreisen, wie aus Fig. 11 hervorgeht und stellen keinen Bestandteil der Erfindung dar. Der Stromdetektor 154, 155 oder 156 besteht aus einem Transistor 191, einem Basiswiderstand 192 und aus einem Kollektorwiderstand 193. Die Emitterelektrode des Transistors 191 steht mit einem Ausgangskontakt 196 in Verbindung. Die Basiselektrode des Transistors 191 steht über einen Basiswiderstand 192 mit einem Vorspannungskontakt 198 in Verbindung. Die Kollektorelektrode des Transistors 191 steht über den Kollektorwiderstand 193 mit dem Vorspannungskontakt 198 und mit einem Steuerausgangskontakt 199 in Verbindung.

Der normalerweise geschlossene Steuerschalter 157 oder 158 besteht aus einem Transistor 194 und einem Basiswiderstand 195, der zwischen die Basiselektrode und die Kollektorelektrode des Transistors 194 geschaltet ist Die Kollektorelektrode des Transistors 194 ist mit einem Eingangskontakt 197 verbunden. Die Emitterelektrode des Transistors 194 ist mit einem Ausgangskontakt 190 verbunden. Die Basiselektrode des Transistors 194 ist mit einem Steuereingangskontakt 189 verbunden.

Die Vorspannungskontakte 198 des Stromdetektors 154, 155 und 156 stehen mit dem positiven Pol der Spannungsquelle 360 nach F i g. 5 oder mit den positiven Polen der Spannungsquellen 160 und 260 sowie mit Erde nach F i g. 6 in Verbindung.

Der Steuerausgangskontakt 199 des Stromdetektors

154 steht mit dem Leiter 100 in Verbindung sowie mit dem Steuereingangskontakt 189 des nächsten Steuerschalters 157 und über das ODER-Gatter 159 mit dem Steuereingangskontakt 189 des weiteren nächsten Steuerschalters 158. Der Steuerausgangskontakt 199 des Stromdetektors 155 steht mit dem Leiter 200 sowie über das ODER-Gatter 159 mit dem Steuereingangskontakt 189 des Steuerschalters 158 in Verbindung. Der Steuerausgangskontakt 199 des Stromdetektors 156 steht mit dem Leiter 300 in Verbindung. Der Ausgangskontakt 1% des Stromdetektors 155 oder 156 ist mit dem Eingangskontakt 197 des betreffenden Steuerschalters 157 oder 158 verbunden. Der Ausgangskontakt 196 des Stromdetektors 154 ist bei der Ausführung nach F i g. 5 mit dem gemeinsamen Kontakt des Tastenschalters 101 und bei der Ausführung nach Fig. 6 mit den gemeinsamen Leitern 174 verbunden. Der Ausgangskontakt 190 des Steuerschalters 157 oder 158 ist bei der Ausführung nach Fig. 5 mit dem lator 13 hervor, die nicht Bestandteil der Erfindung ist.

Die Ausgansssignale aus den Flip-Flop-Schaltungen 3 werden den Eingangskontakten 161 —172 des Kodierers 4 zugeführt und mit Hilfe eines Diodennetzwerks 714 verschlüsselt. Die verschlüsselten Ausgangssignale des Diodennetzwerkes 714 werden den Steuereingängen P\-P\2 des Schieberegisterzählers 5 zugeführt. Ein Ausgangsimpulssignal aus dem Hochfrequenzimpulsgenerator 6 wird dem Eingangskontakt des Schieberegisterzählers 5 zugeführt. Das Signal aus dem Hochfrequenzimpulsgenerator 6 wird vom Vibratooszillator 13 frequenzmoduliert, wobei eine im Subtonbereich liegende Vibratofrequenz erzeugt wird.

Es soll nun der Fall betrachtet werden, wenn die Frequenz f_a des Ausgangsimpulssignals aus dem Hochfreqiienzimpulsgenerator 6 7,74 MHz beträgt, und wenn den Steuereingängen Pi — P^ des Schieberegi' *.erzählers 5 die logischen Kodewörter zugeführt werden, wie aus der nachstehenden Tabelle 1 zu ersehen ist,

gemeinsamen is.<jiuäiu uci ι dSicMSCüdiici" ι υ uuei' ι ι/ und bei der Ausführung nach F i g. 6 mit dem gemeinsamen Leiter 175 oder 176 verbunden.

Nachstehend wird die Arbeitsweise des Stromdetektors 154 und des Steuerschalters 157 gemäß F i g. 11 beschrieben, die bei der Ausführung nach Fig.6 verwendet werden. Wird einer der Tastenschalter 213 — 216 geschlossen, so wird an den Ausgangskontakt 190 eine hohe negative Spannung aus der Spannungsqueile 360 angelegt, so daß ein Strom von dem Eingangskontakt 198 aus zum Ausgangskontakt 190 durch die Transistoren 191 und 194 fließt. Werden die Transistoren 191 und 194 in den leitenden Zustand versetzt, so wird die Ausgangsspannung am Steuerausgangskontakt 199 negativ und ungefähr gleich der negativen Spannung am Ausgangskontakt 190. Die negative Ausgangsspannung am Steuerausgangskontakt 199 wird durch das ODER-Gatter 159 zum Steuereingangskontakt 189 des nächsten Steuerschalters 158 geleitet, der hierbei geöffnet wird. Der Stromdetektor 154 oder 155 und der Steuerschalter 158 arbeiten in der gleichen Weise wie der Stromdetektor 155 und der Steuerschalter 157.

Die Stromdetektoten 154, 155 und 156 und die Steuerschalter 157 und 158 können aus elektromechanischen Relais herkömmlicher Art bestehen.

Aus F i g. 7 geht eine Ausführungsform eines Kodierers 4 in Zuordnung zu dem Schieberegisterzähler 5, den Hochfrequenzimpulsgenerator 6 und den Vibratooszil-

Tabelle 1 WUIldlll UCI ICIIUIIgMdIMUI /V UCS OlMICLfC I VgOll. I £.<ΐΐ |-

lers 5 bestimmt wird mit beispielsweise 1850, 1960, 2077, 2200, 2331, 2470, 2616, 2772, 2937, 3111, 3296 oder 3492, wie in der Tabelle 1 angeführt. Der Schieberegisterzähler 5 dividiert daher die Eingangsfrequenz /O = 7,733 MHz durch den Faktor N und erzeugt ein Ausgangstonsignal falN, mit der Frequenz 4185,946 - 3951,020 - 3728,455 - 3520,00 - 3322,179 3136,223 - 2960,245 - 2793,651 - 2636,704 - 2489,232 2349,515 oder 2217,640Hz für die obengenannten Faktoren. Diese Ausgangstonsignale entsprechen den Tönen C, B, Ais, A, Gis, F, Fis, F, E, Dis, D und Cis der Tonleiter mit gleichschwebend temperierter Stimmung. Da die Flip-Flop-Schaltungen 3 die den Steuereingängen Pi-Pn zugeführten logischen Kodewörter speichern, wird auch der Faktor N gespeichert, bis der Zustand der Flip-Flop-Schaltungen 3 durch eine andere Wahl der Tastenschalter verändert wird. Das Ausgangstonsignal /ο/N wird daher am Ausgang des Schieberegisterzählers nach wie vor erzeugt, selbst wenn der entsprechende Tastenschalter geöffnet wird, bis der nächste Tastenschalter geschlossen wird. Das Ausgangstonsignal F₀JNwWd den Teilungseirrxhtungen 7 in der nächsten Stufe beständig zugeführt, bis der Zustand der Flip-Flop-Schaltungen verändert wird. Die Flip-Flop-Schaltungen 3 können zwischen den Enkoder 4 und das Schieberegister 5 eingeschaltet werden, so daß die Einrichtung in der gleichen Weise arbeitet, wie in bezug auf F i g. 7 beschrieben worden ist.

Ton	Divisor	/o/.V	Logische	P:	Kodierungen	, den	Programm kontaktei	P*	P₁	ι zugeführt	P«	Pw	Pu	Pn
	/V		/³I	0	! Pi	Ρλ	Λ	1	1	/³S	0	1	1	1
C	1850	4185,946 Hz	0	0	1	0	1	0	0	1	0	0	0	1
B	1960	3951,020 Hz	1	0	1	1	0	0	0	1	1	1	0	0
Ais	2077	3728,455 Hz	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	1
A	2200	3520,000 Hz	1	1	1	1	1	0	1	1	0	0	0	0
Gis	2331	3322,179 Hz	1	1	1	0	1	0	1	1	1	0	1	1
G	2470	3135,223 Hz	0	1	1	0	1	1	0	0	1	0	0	0
Fis	2616	2960,245 Hz	0	1	1	1	1	0	1	0	1	0	1	1
F	2772	2793,651 Hz	0	0	0	1	0	0	1	0	0	1	0	0
E	2937	2636,704 Hz	1	0	1	1	1	0	0	0	1	0	1	1
Dis	3111	2489,232 Hz	0	1	0	0	0	1	1	1	0	0	0	1
D	3296	2349,515 Hz	1	0	0	0	1	1	1	0	0	1	1	0
Cis	3492	2217.640 Hz	1	1	0	1	0

*· i g. 8 zeigt eine Ausführungsform der Teilungseinrichtung 7 zusammen mit dt-r Hüllkurvensteuerung 3, der Gatterschaltung 9 und der Tonfiltereinrichtung 10 lediglich zum Zwecke der Erläuterung. Das Ausgangstonsignal /"ο/Λ/aus dem Schieberegisterzähler 5 wird der Teilungseinrichtung 7 zugeführt, in der die Frequenz des Tonsignals /ή/Λ/der Reihe nach in Frequenzteilern 17,18 und 19 durch den Faktor 2 geteilt wird. Die Ausgangssignale aus den Frequenzteilern 17, 18 und 19 werden Gattern 20, 21 und 22 der Gatterschaltung 9 zugeführt, die durch ein über einen Leiter 500 zugeführtes Ausgangssignal aus der Hüllkurvensteuerung 8 gesteuert wird. Die Ausgänge der Gatter 20, 21 und 22 werden Tonfiltern 23, 24 und 25 der Tonfiltcreinrichtung 10 zugeführt, die die Wellenform der zugeführten Tonsignale umwandelt. Die Ausgangssignale aus der Tonfiltereinrichtung 10 werden zum Verstärker 11 der nächsten Stufe geleitet.

Zwischen die Eingangs- und Ausgangskontakte der Bei jeder Änderung des Speicherzustandes Jer Flip-Flop-Schaltungen 3 erzeugen die Rückschaltkreise 153 und/oder 184 Rücksetzimpulse, die der Basiselektrode des Transistors 33 über die Leiter 400 und/oder 400' und über das ODER-Gatter 35 zugeführt werden, wobei der Transistor 33 in den leitenden Zustand versetzt wird. Im Zeitpunkt Her Zuführung des Rücksetzimpulses wird der Kondensator 32 sofort über den Kollektor-Emitter-Kreis des Transistors 33 entladen. Hierauf kann der Kondensator 32 mit eine; weiteren Oktavensteuerspannung aufgeladen werden.

Das am Kondensator 32 erzeugte Hüllkurvensignal wird den Gattern 20, 21 und 22 der Gatterschaltuni! 9 über den Leiter 500 zugeführt, wobei die Hüllkurve der Ausgangssignale dieser Gatter 20, 21 und 22 beeinflußt wird. Bestehen die Widerstände 30 und 31 aus Regelwiderständen, so kann die die Abklingzeit _voder die Anhaltezeit) und/oder die Anschwellzeit nach Wunsch des Spielers des Instrumentes verändert

IJ UIlU IO MMU UlC MUIIIIdICIWCISC Jl] WCIUCII. WIIU UCI VV lUCl'MdllÜ JU WCggCldMCn UUCI

offenen Scnalter 26 und 27 eingeschaltet. Werden die Schalter 26 und 27 geschlossen, so werden die Eingangstonsignale an den Frequenzteilern 15 und 16 vorbei direkt zu den Ausgangskontakten geleitet. Wird einer der Tastenschalter 117—120 oder 217—220 der dritten Oktave wahlweise geschlossen, so wird ein gespeichertes Steuersignal für die dritte Oktave über den Leiter 300' zum Schalter 26 aus der Flip-Flop-Schaltung 183 für die dritte Oktabe und über den Leiter 300' und ein ODER-Gatter 28 um Schalter 27 geleitet. Hierbei werden die normalerweise offenen Schalter 26 und 27 geschlossen, wodurch die Arbeit der Frequenzteiler 15 und 16 beendet wird. Infolgedessen werden an den Ausgangskontakten der Frequenzteiler 17, 18 und 19 die Ausgangstonsignale f_nl2N, /Ό/4Λ/ bzw. /₀/8Λ/ erzeugt.

Wird einer der Tastenschalter 113—116 oder 213—216 der zweiten Oktave geschlossen, so wird ein gespeichertes Steuersignal für die zweite Oktave über den Leiter 200' und über das ODER-Ga'ter 28 zum Schalter 27 geleitet, wobei dieser Schalter, wenn er geschlossen ist, die Arbeit des Frequenzteilers 16 beendet. Infolgedessen werden an Ausgangskon takten der Frequenzteiler 17,18 und 19 die Ausgangstonsignale /b/4JV, /ö/8Wund /·ο/16Λ/erzeugt.

Wird einer der Tastenschalter 101 — 112 oder 201—212 der ersten Oktave geschlossen, so arbeiten die Frequenzteiler 15 und 16 normal, da die Schalter 26 und 27 offen gehalten werden. Infolgedessen werden an den Ausgangskontakten der Frequenzteiler 17,18 und 19 die Ausgangstonsignale &/8N, /"o/16/Vund /ö/32A/erzeugt.

Die Hüllkurvensteuerung 8 besteht beispielsweise aus einem ODER-Gatter 321, einer Diode 29, aus Widerständen 30, 31 und 34, aus einem Kondensator 32 und einem Transistor 33, wie aus F i g. 8 hervorgeht Wird einer der Tastenschalter der ersten, zweiten und dritten Oktave geschlossen, so wird der Kondensator 32 mit einer (nicht gespeicherten) Oktavensteuerspannung über den Widerstand 31, die Diode 29, das ODER-Gatter 321 und über die Leiter 100,200 oder 300 aufgeladen. In diesem Falle wird der Transistor 33 gesperrt, da aus dem Rückschaltkreis 153 und/oder 184 kein Rückstellimpuls zur Basiselektrode über das ODER-Gatter 35 und über die Leiter 400' und/oder 400 geliefert wird. Nach dem öffnen des geschlossenen Tastenschalters verschwindet die Oktavsteuerspannung, und der Kondensator 32 entlädt sich allmählich über die Widerstände 30 und 31.

weist dieser einen unendlich großen Widerstandswert auf, so wird eine Aufladespannung am Kundensaiur 32 gespeichert, selbst wenn eine nicht gespeicherte Oktavsteuerspannung verschwindet, bis der Basise'ektrode des Transistors 33 ein Rücksetzimpuls zugeführt wird. In diesem Falle wird ein Ausgangstonsignal gespeichert oder als Dauerton nach öffnung des gewählten Tastenschalters erhalten, bis der nächste Tastenschalter geschlossen wird.

Die in den Flip-Flop-Schaltungen 3 gespeicherten Oktavsteuerspannungen werden über die Leiter 100', 200' und 300' bzw. über die Leiter 501, 502 und 503 den Tonfiltern 23, 24 und 25 der Tonfiltereinrichtung 10 zugeführt, wobei dann die Ansprecheigenschaften der Tonfilter 23, 34 und 25 auf die Frequenz so beeinflußt werden, daß die zu der gewählten Oktave passen.

Fig. 9 zeigt eine weitere, lediglich der Erläuterung der Erfindung dienende Ausführungsform der Teilungseinrichtung 7 und der Hüllkurvensteuerung 8 zusammen mit der Gatterschaltung 9 und der Tonfütereinrichtung 10. Das Ausgangstonsignal FcJN aus dem Schieberegisterzähler 5 wird zur Teilungseinrichtung 7 geleitet, in der die Frequenz des Tonsignals FcJN von den Frequenzteilern 15—19 durch den Faktor "> dividiert wird, wobei die Ausgangssignale FJ2N, fviN, F(JSN. /Ό/16/Vund Fr/32N erzeugt werden. Diese Ausgangssignale werden zu Gattern 45—49 der Gatterschaltung 9 geleitet. Di; Ausgangssignale der Gatter 45—49 werden Tonfiltern 60—64 zugeführt. Die Ausgangssignale dieser Tonfilter werden zu einem Verstärker 11 geleitet. Die Hüllkurvensteuerspannung wird zu Schaltern 54, 55 und 56 geleitet, die über den Leiter 500 von der Hüllkurvensteuerung 8 normalerweise geöffnet werden.

Wird einer der Tastenschalter 101 — 112 oder 201—212 der ersten Oktave gewählt, so wird dem Schalter 56 ein gespeichertes Steuersignal für die erste Oktave aus der Flip-Flop-Schaltung 181 über die Schalter 100' und 501 für den ersten Oktavspeicher zugeführt, wobei der Schalter 56 geschlossen wird. Hierauf wird das Hüllkurvensteuersignal den Gattern 49, 48 und 47 von Hüllkurvensteuerung 8 über den normalerweise offenen Schalter 56 und/oder über die Dioden 69 und 68 zugeführt, wobei die Hüllkurve der Ausgangssignale aus den Gattem 45, 46 und 47 beeinflußt wird.

Wird einer der Tastenschalter 113—116 oder 213—216 der zweiten Oktave gewählt, so wird ein gespeichertes Signal für die zweite Oktave dem Schalter

13 14

55 aus der Flip-Flop-Schaltung 182 über die Leiter 200' Schalter 54 ein gespeichertes Steuersignal für die dritte

und 502 für den zweiten Oktavspeicher zugeführt, wobei Oktave zugeführt aus der Flip-Flop-Schaltung 183 über

der Schalter 55 geschlossen wird. Danach wird das die Leiter 300'und 503 für den dritten Oktavspeicher, so

Hüllkurvensteuersignal der Hüllkurvensteuerung 8 den daß der Schalter 54 geschlossen wird. Hierauf wird das

Gattern 48, 47 und 46 über den nornalerweise offenen > Hüllkurvensteuersignal der Hüllkurvensteuerung 8 den

Schalter 55 und weiterhin über die Dioden 53,67 und 68 Gattern 47, 46 und 45 über den Schalter 54 und

zugeführt, wobei die Hüllkurven der Ausgangssignale weiterhin über die Dioden 52 und 51 zugeführt, wobei

der Gatter 48,47 und 46 beeinflußt werden. die Hüllkurve der Ausgangssignale der Gatter 47, 48

Wird einer der Tastenschalter 117—120 oder und 46 beeinflußt wird.

217—220 der dritten Oktave gewählt, so wird dem io

Hier/u tX Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronisches Tasteninstrument mit einem Hochfrequenzimpulsgenerator und daran angeschlossen variablen Frequenzteiler, mit einer Steuerschaltung, die in Abhängigkeit von den jeweiligen betätigten Tasten Musiktonsteuersignale erzeugt, die einem Kodierer zugeführt werden, der in Abhängigkeit von den Musiktonsteuersignalen logische Kodewörter, jeweils bestehend aus einer Anzahl Bits erzeugt, die Steuereingängen des variablen Frequenzteilers zugeleitet werden, der die Frequenz des Hochfrequenz-Impulssignals in einem ganzzahligen Teilerverhältnis entsprechend dem Zahlenwert des logischen Kodewortes teilt, gekennzeichnet durch Flip-Flop-Schaltungen (3), die die von dem Kodierer (4) erzeugten logischen Kodewörter jeweils bis zur nächsten Tastenbetätigung speichern und den Steuereingängen (P\ Pn) des variablen Teilers (5) zuführen.

2. Elektronisches Tastenistrument mit einem Hochfrequenzimpulsgenerator und daran angeschlossenem variablem Frequenzteiler, mit einer Steuerschaltung, die in Abhängigkeit von den jeweils betätigten Tasten Musiktonsteuersignale erzeugt, die einem Kodierer zugeführt werden, der in Abhängigkeit von den Musiktonsteuersignalen logische Kodewörter, jeweils bestehend aus einer Anzahl Bits erzeugt, die Steuereingängen des variablen Frequenzteilers zugeleitet werden, der die Frequenz des Hochfrequenz-Impulssignals, in einem ganzzahlig».ii Teilerverhältnis entsprechend dem Zahlenwert des logischen K ~<iewortes teilt, gekennzeichnet durch Flip-Flop-Schaltungen (3), die die der jeweils betätigten Tasie er sprechenden Musiksteuersignale bis zur nächsten Tastenbetätigung speichern und dem Kodierer (4) zuführen.

3. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine an den variablen Teiler (5) angeschlossene Gatterschaltung (9), die dessen Ausgangston durchschaltet oder sperrt, durch eine Tonfiltereinrichtung (10), die an die Gatterschaltung (9) angeschlossen ist und de/en Ausgangston filtriert, und durch durch eine Hüllkurvensteuerung (8), die die Gatterschaltung (9) ansteuert und die Amplitudenhüllkurve des Ausgangssignals der Gatterschaltung (9) bestimmt, wobei die Hüllkurvensleuerung (8) selbst durch das Musiktonsteuersignal und die Ausgangssignale der Flip-Flop-Schaltungen (3) angesteuert ist.