DE2417308B2

DE2417308B2 - Elektronisches Musikinstrument

Info

Publication number: DE2417308B2
Application number: DE2417308A
Authority: DE
Inventors: Teruo Hamamatsu Hiyoshi; Eisaku Hamakita Okamoto
Original assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1973-04-11
Filing date: 1974-04-05
Publication date: 1980-11-20
Also published as: US3897709A; GB1442063A; DE2417308A1; DE2417308C3

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Musikins'rument mit einer Tastatur mit mehreren Tasten, die bei Niederdrücken eine Tonhöhenspannung, deren Wert der Tonhöhe der niedergedrückten Taste entspricht, und ein Triggsrsignal erzeugen, das die Betätigung der niedergedrückten Taste anzeigt, mit einem Tongenerator, der einen mit der Tastatur gekoppelten spannungs-

gesteuerten Oszillator umfaßt, welcher ein Tonsignal mit einer Frequenz erzeugt, die durch die Tonhöhenspannung der niedergedrückten Taste bestimmt ist, mit einem spannungsgesteuerten Filter, dem das Tonsignal zum Kolorieren zugeleitet wird, und mit einem Steuerspannungsgenerator zum Erzeugen einer Steuerspannung zum Steuern des Filters,

Elektronische Musikinstrumente dieser Art sind beispielsweise durch die DE-AS 19 39 029 und DE-OS 20 50 357 offenbart Aus der Literaturstelle Electronics ι ο World, 1967, S. 42—46 sind Schaltungsmaßnahmen bekannt, mit denen ein komplexes An- und Abklingverhalten der erzeugten Töne erreicht wird. Ferner gehen aus der Literaturstelle ITT Intermetall, Integrierte Schaltungen für elektronische Musikinstrumente, 1972, S. 64—78, Hüllkurvenschaltungen hervor, mit denen man, um natürliche Klangbilder besser annähern zu können, elektronische Orgeln ausrüstet, so daß Effekte wie Perkussion, Sustain, Kontrakursion und Piano-Forte erzielbar sind. ·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem elektronischen Musikinstrument der eingangs genannten Art ein komplexes An- und Abklingverhalten der erzeugten Töne zu gewährleisten, wie es etwa dem bei elektronischen Musikinstrumenten anderer Gattung bekannten An- und Abklingverhalten entspricht

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst

Die weitere Ausbildung des Erfindungsgegenstandes jo geht aus den Unteransprüchen hervor.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, daß beim Hervorbringen eines Tones durch Niederdrükken einer Taste die höheren harmonischen Bestandteile, die im Tonsignal enthalten sind, in der Zeit veränderlich sind und somit die Klangfarbe des Tones in allen seinen Zuständen, d. h. des Aufbaus, des Bestehens und des Abklingens, variierbar ist

Zur Erläuterung der Erfindung werden anhand der Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele erläutert

Es zeigt

F i g. 1 ein Blockdiagramm der elektrischen Schaltung eines Ausführungsbeispiels des elektronischen Musikinstrumentes nach der Erfindung,

F i g. 2 die Regelung der Spannmigsschwingungsformen, die von den Schwingungsformgeneratoren in der Schaltung nach F i g. 1 erzeugt werden,

Fi g. 3A und 3B elektrische Schaltbilder der Schwingungsformgeneratoren :um Erzeugen der regelnden ίο Schwingungsformen nach F i g. 2,

F i g. 4 i;.t ein elektrisches Schaltbild des Tastenschalters in der Schaltung nach F i g. 1,

F i g. 5 ein Schaltbild des Schwingungsformreglers in der Schaltung nach F i g. 1,

F i g. 6 ein Schaltbild des spannungsgeregelten Oszillators der Schaltung nach F i g. 1,

F i g. 7 ein Schaltbild des spannungsgeregelten Filters in der Schaltung nach F i g. 1,

F i g. 8 ein Schaltbild des spannungsgeregelten Verstärkers der Schaltung nach Fig. I,

Fig.9 ein Schaltbild des Schwingungsformgenerators für den spannungsgeregelten Oszillator und den spannungsgeregelten Filter der Schaltung nach Fig. 1,

Fig. 10 ein Schiitbild des Schwingungsformgenera- ^f<^r> tors für den spannungsgeregelten Verstärker der Schaltung nach Fig. 1,

Fig. II ein Blockdiagrarnm der Schaltung eines anderen Ausführungsbeispiels des elektronischen Musikinstruments,

Fig. 12 ein Blockdmgramm der Schaltung eines weiteren Ausführungsbeispieles des Musikinstrumentes,

F i g. 13 eine perspektivische Ansicht eines elektronischen Musikinstruments mit einer Schalttafel,

Fig. 14 eine Vorderansicht der Schalttafel aus Fig. 13,

Fig. 15 eine Schaltung des Schwingungsformreglers,

F i g. 16 eine Schaltung einer Informationskopieranlage zum Kopieren der Information auf der Schalttafel,

Fig. 17A, 17B und 17C eine Schaltung, eine Vorder- und Seitenansicht einer festen Speichertafel zur Verwendung beim Schwingungsformgenerator,

F i g. 18 ein Schema der Voreinstellwählereinrichtung,

Fig. 19A und 19B eine Seiten- und eine Vorderansicht der Voreinstellspeicherplatte mit mehreren festen Speichereinheiten,

F i g. 20 die Ansicht einer anderen Voreinstellspeicherplatte,

Fig.21 ein Blockdiagramm eines» anderen Ausführungsbeispiels des Musikinstruments,

Fig.22 ein Blockdiagramm der Schaltung eines weiteren Ausführungsbeispiels,

F i g. 23 eine Schaltung des Schwingungsformreglers in der Schaltung nach F i g. 20,

Fig.24 die Schaltung eines anderen Beispiels des Schwingungsformreglers in der Schaltung nach F i g. 21 und

F i g. ?5 eine schematische Seitenansicht eines veränderbaren Widerstands, der in der Schaltung nach F i g. 24 verwendet wird.

F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines elektronischen Musikinstruments. Eine Tastentafel 11 erzeugt Spannungssignale, die den Grundtönen der gedrückten Tasten entsprechen, und auch Auslösesignale, die das Drücken und Loslassen der Tasten in Verbindung mit der Tastenbetätigung darstellen. Das Gmndtcnsignal wird an einen spannungsgesteuerten, frequenzveränderlichen Oszillator gegeben (nachstehend mit »VCO« bezeichnet), der ein Tonsignal von der der gedrückten Taste entsprechenden Frequenz erzeugt Das Tonsignal dieses VCO 12 wird über einen spannungsgeregelten, frequenzveränderlichen Filter 13 (nachstehend mit » VCF« bezeichnet) übertragen, die den Ton färbt, d. h. das Tonsignal in ein musikalisches Tonsignal abändert Das gefilterte Tonsignal wird dann an einen spannungsgeregelten Verstärker 14 (nachstehend als »VCA« bezeichnet) gegeben, der den gewünschten Umfang des Tonsignals gibt Das Tonsignal, das wie oben geregelt wird, wird dann über einen Verstärker 15 (einschließlich einer Ausdruckssteuerung) an eine Lautsprecheranlage gegeben, um einen musikalischen Ton wiederzusehen. Die Geräte VCO, VCFund VCA 12,13 und 14 wurden mit den Spannunijsschwingungsformen der entsprechenden Generatoren 17,18 und 19 gesteuert, die durch die Tastensignale von der Tastentafel Il ausgelöst werden und von den Schwingungsformregelsignale eines Reglers 2t) ~sregelt Die Regelspannungsschwingungsformen für den VCO, VCFund VCA 14 werden in F i g. 2 gezeigt. Die Scliwingüngsförfn A in F i g. 2 ist für den VCOM und/oder den VCF13 be3t^;mmt, der von einen, Ausgangspegel in einer Anhallzeit, die dem Drücken einer Taste folgt, auf einen Anfallwert ansteigt und auf die normal» Höhe in einer ersten Abklingzeit abfällt und schließlich auf der Normalhöhe anhält, bis die Taste losgelassen wird, und dann aui die Anfangshöhe in einer zweiten Abklingzeit abfällt. Der

VC012 ändert schließlich die Schwingungsfrequenz nach der Regelspannungswdlenform zum Angleichen des Grundtones eines Tonsignals dem natürlichen Musikton. Die Schwingungsfrequenz steigt nämlich von einer etwas niedrigeren Frequenz auf eine etwas höhere Frequenz beim Drücken einer Taste in der Anhallzeit rasch ar. und nimmt auf die Normalfrequenz in der ersten Abklingzeit ab und bleibt von dort konstant auf der Normalfrequenz bis die Taste losgelassen wird, und nimmt dann in der zweiten Abklingzeit auf die Ausgangsfrequenz ab. Der VCF13 ändert die Abschaltfrequenz entsprechend der Regelspannungsschwingungsform A, ähnlich dem VC012. Für einen musikalischen Ton soll der Grundton und die Tonfärbung grundsätzlich sehr stabil sein. Dies entspricht der Stabilität der Haltehöhe beim VCO und VCF. Deshalb bleibt die Regelspannungsschwingungsform A der Haltehöhe auf Normalhöhe. Die Regelspannungs-

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von der Abschalthöhe zur Anhallhöhe in einer Anhallzeit ansteigt, auf eine Abfanghöhe in einer ersten Abklingzeit abfällt bei einer Abfanghöhe anhält, bis die gedrückte Taste losgelassen wird, und auf die Abschalthöhe in einer zweiten Abklingzeit abfällt. Der VCA 14 ändert den Verstärkungsfaktor entsprechend der Regelspannungsschwingungsform B, auf die Amplitudenregelung des Tonsignals. In diesen Fall bleibt die Abfanghöhe ebenfalls variabel.

Die allgemeinen Höhen der Regelspannungsschwingungsformen kann von einem Widerstandskreis im Schwingungsformregler nach den F i g. 3A und 3B eingestellt werden. Eine konstante Spannung wird nämlich zwischen die beiden festen Kontakte eines veränderbaren Widerstandes gelegt und der Gleitkontakt wird auf eine eingeregelte Stellung eingestellt. Beim Schwingungsformgenerator 17 oder 18 nach Fig. 3A werden die Regelparameter der Ausgangshöhe, die Anhallhöhe, die Anhallzeit, die erste und die zweite Abklingzeit ebenfalls über die; Eingangsklemmen a, b. c, d und e zum Erzeugen einer Spannungsschwingungsform zugeführt, wie aus der Kurve A in Fig.2 zu ersehen ist. Beim Schwingungsformgenerator nach F i g. 3B werden die Regelparamter der Anhallzeit, der ersten Abklingzeit, der Abfanghöhe und der zweiten Abklingzeit über die Klemmen f, g, h und / zum Erzeugen einer Spannungsschwingungsform zugeführt, wie aus der Kurve Bin F i g. 2 zu ersehen ist

Der veränderbare Bereich der Anhallzeit kann von 1 msek bis 1 sek bemessen sein und die für die erste und die zweite Abklingzeit auf 10 msek bis 10 sek betragen. Ferner kann eine Polaritätsumkehrschaltung für die Schwingungsformen für den VCO 12 und den VCF13 durch Manipulation auf der Tafel vorgesehen sein. Die von den Generatoren 17 und 18 erzeugten Regelschwingungsformen für den VCO 12 und den VCF13 und die vom Generator 19 für den VCA 19 können verschieden geregelt werden. Die Tonregelung während des Drückens einer Taste kann somit ebenfalls leicht durchgeführt werden.

Das Grundtcnsignal wird durch Drücken einer Taste erzeugt Die Tastenschaltung wird in F i g. 4 gezeigt Die Spannung E wird durch den Spannungsteiler aus den Widerständen RX, R2, A3, ... geteilt und die Tastenschalter Sl, 52, S3, ... liegen an den entsprechenden Spannungsteilerklemmen und werden durch Drücken von entsprechenden Tasten betätigt so daß beim Drücken einer Taste eine geteilte Spannung entsteht Das gewählte Spannungssignal wird an den VCO 12 gegeben. Die entsprechenden Tastenschalter 51, 52, 53, ... sind mit Schaltern Sol, So2, So3, ... verriegelt, die aus einer Spannungsquelle E' ein Auslösetastensignal liefern. Ein dem Grundton einer

ο gedrückten Taste entsprechendes Spannungssignal wird über die Schalter Sl, 52, ... zum Einstellen der Grundfrequenz im VCO 12 verwendet. Ein das Drücken oder Loslassen einer Taste darstellendes Tastensignal dient zum Einstellen der Tasten-Druck- oder Loslaßzeit

in in Generatoren 17 bis 19 über die Schalter So 1,So 2,...

Im Schwingungsformregler 20 (F i g. 5), in dem sich

mehrere veränderbare Widerstände VRM, VR 12, ...

VR 2, VR 22,... VT? 31, VR 32,... befinden, sind an die Klemmen einer Konstantspannungsquelle über ihre

r» festen Klemmen parallel geschaltet. Die gleitenden Anschlüsse dieser veränderbaren Widerstände liegen an den Ausgangsklemmen. Die Widerstände VR 11, VR 12, ... stellen die Schwingungsformparameter des EingSngS'iVCrtCS, UC3 ÄriiiäiiWcricä, uef ÄnnänZcn, uef beiden Abklingzeiten usw. dar, die an den Schwingungsformgenerator 17 nach Fig.4A gelegt werden. Die veränderbaren Widerstände VR2i, VR22,... VR3i, VR32, ... stellen die Schwingungsformparameter für die Schwingungsformgeneratoren 18 und 19 dar. Diese

2> Parameter können die allgemeinen Einstellvorrichtungen enthalten. Zum Ändern des Profils der Regelspannungsschwingungsformen der Generatoren 17, 18 und 19 wer-.vin die Widerstände VRU, VR 12, ... VR21, VR22, ... VR3\, VR32, ... eingestellt. Die Schwin-

Jd gungsfrequenz des VCO 12 wird vom Grundtonsignal der Tastentafel Ii und die Regelspannungsschwingungsform des Generators 17 von den Ausgängen der Regler 20 geregelt.
F i g. 6 zeigt ein Beispiel des Aufbaues der Schaltung

»"> des VC12, bei der das Grundtonsignal, das von der Tastentafel nach Fig.4 abgeleitet wird, über die Klemme 21 geliefert, in einem Kondensator 22 gespeichert und über einen Puffer 23 hoher Eingangsimpedanz abgeleitet wird. Die Schwingungsform des

4" Generators 17 wird über eine Klemme 24 geliefert und dem Grundtonsignal des Pufferausgangs zugesetzt. Das resultierende Signal wird an einen Spannungs-Stromumformer 25 gegeben, der ein Stromsignal liefert, das einen Kondensator 27 auflädt der zwischen einer

•»5 Konstantspannungsquelle 26 und dem Spannungs-Stromumformer 25 liegt. Die Spannung an einer Elektrode des Kondensators 27 wird über einen Puffer 28 an einen Schmitt-Trigger 29 gegeben, der einen Transistor 30 zum Entladen des Kondensators 27 auslöst, der leitend wird, wenn die Eingangsspannung einen bestimmten Wert erreicht hat. Der Kondenstor 27 wiederholt somit das Laden und Entladen. Der entsprechende schwingende Ausgang wird als Tonsignal von der Klemme 31 abgenommen, die am Ausgang des Puffers 29 liegt Da die Ladegeschwindigkeit des Kondensators 27 sich mit dem Ausgangsstrom des Umformers ändert wird die Schwingfrequenz von der Spannung (Grundtonsignal) geregelt die der betätigten Taste und der Schwingungsform des Grundtonregelgenerators 17 entspricht

Ein Beispiel des mit dem VCO 12 verbundenen VCF13 und das Liefern eines Ausgangs zum VCA 14 wird in F i g. 7 gezeigt in der der Tonsignaleingang vom VCO 12 über die Eingangsklemme 32 und einen Pufferverstärker 33 an einen Stromregeiwiderstand 34 gegeben wird. Die Regeispannung des Generators 18 und ein allgemeiner Wert werden künstlich hergestellt und an einen Spannungs-Stromumwandler 35 gegeben.

der ein Stromsignal erzeugt. Der stromgeregelte Widerstand 34 wird von diesem Stromsignal geregelt. Der Widerstand 34 kann aus Dioden od. dgl. bestehen und stellt die Abschaltfrequenz des Filters zusammen mit einem Reaktor, z. B. einem Kondensator 36, ein. Das -> gefilterte Tonsignal wird entsprechend in einem Verstärker 37 verstärkt und als gefärbtes Tonsignal von einet iusgangsklemme 38 geliefert. Vom Generator 18 oder dem Regler 20 kann ferner über eine Klemme 39 ein Q-Regelsignal an einen spannungsgeregelten in Widerstand 40 gegeben werden, das in einen Widerstand umgewandelt wird, der die Größe der Rückkopplung vom Verstärker 37 zum strom geregelten Widerstand bestimmt und so den O- Wert des Filters einstellt.

Ein Beispiel des VCA 14, der mit dem VCF13 und π dem Generator 19 verbunden ist und an den gemeinsamen Verstärker 15 ein Signal liefert, wird in F i g. 8 gezeigt. Die Regelspannung des Generators 19 'τΐ\Τ\ι ui/cr eine rviCrnrnc -η sn einen upunriurigS-kjircrM umwandler 42 gegeben und in ein Stromsignal umgeformt. Das Signal des VCF13 wird über eine Eingangsklemme 43 und einen Pufferverstärker 48 an einen Differentialverstärker 44 gegeben, der vom Stromsignal gesteuert wird. Der Differentialverstärker 44 liefert über einen phasengerechten Verstärker 45 und einem Phasenumkehrverstärker46 eine phasengerechte und einen phasenumgekehrten Ausgang. Die beiden Ausgänge sind künstlich und liefern das Ausgangstonsignal der Klemme 47. Vom Differentialverstärker 44 wird das Tonsignal in entgegengesetzter Phase und die 3n Glei· nspannungsoberwelle im Eingangstonsignal in Phase an die beiden Ausgänge gegeben. Somit erscheint an der Ausgangsklemme 47 nur das reine Tonsignal.

Ein Beispiel des Schwingungsformgenerators 17 oder 18 zum Erzeugen der Grundton- oder der Tonfarben-Regelspannung wird durch die Kurve A nach F i g. 2 in F i g. 9 gezeigt. Beim Erzeugen eines Tastensignals wi^rd dieses an einen Steuerfolgeimpulsgenerator 54 gegeben, der ein Signal X1 liefert. Dieses Signal X1 regelt einen spannungsgesteuerten Widerstand 49, der einen Kon- 4n densator 49 in einer Zeit lädt, die vom Widerstand 49 auf eine von der spannungsgesteuerten Spannungsquelle 50 bestimmt wird. Die Klemmenspannung des Kondensators 51 wird über einen Puffer 52 hoher Impedanz ausgeliefert und mit der Spannung verglichen, die von der Spannungsquelle 50 in einer Vergleichseinrichtung 53 eingestellt ist. Beim Überschreiten des Anhallwertes durch die Spannung des Kondensators 51 wird das Laden des Kondensators 51 angehalten. Die Vergleichseinrichtung 53 erzeugt ein Ausgangssignal XZ, das an den Steuerfolgeimpulsgenerator 54 gegeben wird. Bei Empfang dieses Signals X 2, erzeugt der Regelfolgeimpulsgenerator 54 ein Signal X3, das an den spannungsgeregelten Widerstand 55 gegeben wird, um diesen zu regeln. Der Widerstand 55 läßt den Kondensator 51 sich auf den (allgemeinen) Bezugswert entladen. Bei Empfang eines Tastenfreigabesignals durch den Generator 54 erzeugt dieses ein Signal X, das an den spannungsgesteuerten Widerstand 57 gelegt wird. Dann entlädt sich der Kondensator 51 über den Widerstand 57 &o auf den Anfangswert Die Klemmenspannung des Kondensators 51 wird über den Puffer 52 und eine Polaritätsumkehrschaltung 56 ausgeliefert, die von einem Polaritätssignal gesteuert wird. Somit ergibt sich eine Regelspannungs-Schwingungsform, die durch die Kurve A in F i g. 2 gezeigt wird. Die Regelparameter, wie der Normalwert der Anhallwert, die Anhallzeit die beiden Abklingzeiten, der Anfangswert und die Polarität werden von der Schaltung 20 geliefert, und das Tastensignal wird vom Tastenschalterkreis gegeben. Beim Generator 18 kann eine Q-Regelleitung vorgesehen sein, die das <?-Regelsignal vom Regler 20 auf den VCF13 überträgt.

F i g. 10 zeigt ein Beispiel des Verstärkerregelschwingungsformgenerators 19 zum Regeln des VCA 14, der die Regelparameter der allgemeinen Höhe der Anhallzeit, der ersten Abklingzeit, des Haltewerts und der zweiten Abklingzeit des Reglers 20 und das Tastensignal der Tastentafel 11 aufnimmt.

Ähnlich dem Generator 17 oder 18 wird ein Signal X1 beim Eintritt eines Tastendrücksignals im Regelfolgeimpulsgenerator 64 erzeugt und zum Laden eines Kondensators 61 in der von dem spannungsgeregelten Widerstand 59 bestimmten Anhallzeit verwendet. Die Klemmspannung des Kondensators 61 wird über einen Puffer 62 von hoher Impedanz an die Vergleichseinrich-

Anhallwert gegeben. Beim Überschreiten des Anhallv/ertes durch die Kondensatorspannung erzeugt die Vergleichseinrichtung 63 ein Signal X'2 und liefert es an den Generator 64. Dann erzeugt dieser Generator 64 ein Signal X'3 und legt es an den Widerstand 65, der dann den Kondensator auf einem Wert hält, der von einer spannungsgesteuerten Spannungsquelle bestimmt wird, und hält die Ausgangsspannung auf dem Haltewert. Bei Empfang eines Tastenfreigabesignals dlurch den Generator 64 erzeugt dieser ein Signal X' 4, das an einen spannungsgeregelten Widerstand 67 gelegt wird. Dieser Widerstand läßt sich den Kondensator 61 auf Erdpotential entladen. Dadurch kann eine durch die Kurve B in F i g. 2 gezeigte Regelspannung vom Puffer 62 über eine Ausgangsklemme geliefert werden.

Nach diesem Ausführungsbeispiel besteht ein Tonsignal mit dem Grundton, der Tonfarbe und dem Amplitudenumfang, das zeitabhängig gemäß der willkürlichen eingestellten Regelschwingungsform geregelt wird.

Der Stoß- oder Halte-Effekt in der Tonabschwäc hungsperiode kann ausgedrückt werden, wenn die Tonfärbung und der Tonumfang gut modifiziert wird.

F i g. 11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, das dem System nach F i g. 1 ähnlich ist, dem aber die zeitabhängige Regelung des VCO 12 fehlt. Die entsprechenden Bestandteile des Systems der F i g. 11 sind denen des Systems der F i g. 1 ähnlich, so daß dessen Beschreibung entfallen kann. Wenn Stoßeffekt erwünscht ist, werden die Regelspannungsschwingungsformen ohne Haltepegel aus den Reglern 18 und 19 erzeugt, so daß die höheren harmonischen, durch den VC13 allmählich abgeschnitten werden und die Tonamplitude durch den VCA 14 sanft abklingt

Die Tonfärbung ist eines der wichtigsten Probleme c!:er elektronischen Musikinstrumente. Das Tonfärben lann durch Verbessern der Filterschaltung erhöht werden. Dies erfolgt durch das Kombinieren von Filtern «nstelle des VCF. Ferner sind oft verschiedene Tonmodifikationen erwünscht wenn mehrere Stücke iacheinander gespielt werden. Dies kann durch Vorbereiten mehrere Sätze von Speichern erfolgen, die verschiedene Sätze von Tonmodifikationsparameter fjhren.

Die Fig. 12 und 13 zeigen ein weiteres Ausführungsteispiel des elektronischen Musikinstrumentes das dem System nach Fig. i ähnlich ist aber feste Filter 70 enthält die einzeln zwischen den VCOYl und den 1 'CF13 durch den Befehl der Regelschaltung 20'

verbunden werden. Eine vorher eingestellte Tafel 71 kann sich an dem Musikgerät 72 des Instrumentenkörpers 72 befinden.

Die Form der voreingestellten Tafel 71 wird in Fig. 14 gezeigt, wo die Grundregel-Schwingungsformen 75,76 und 7? für den VCO 12, den VCF13 und den VCA 14 auf einer Tafel 74 zu sehen sind. Die Betätigungsknopfe 78a, 786,... entsprechen Veränderlich des Eingangswertes, des Anhallwertes usw. und befinden sich an den jeweiligen Stellen. Beispielsweise befindet sich der Bezugswert für den VCO im Knopf 78a, der Anfangswert im Knopf 7Sb, der Anhallwert im Knopf 78c, die Anhallzeit im Knopf 7Sd usw. Die Regelparameter, die von der Regelschaltung 20 zu den Generatoren 18, 17 und 19 gegeben werden sollen, können in diese Voreinstelltafel eingegeben werden. Außer diesen Knöpfen gibt es dort Polaritätsregelschaltungen 79a und 796 zum Regeln der Schwingungsforcn für den VCO 'jzt*

t, VCF Auswahlschslte

806, ... für die festen Filter 13 und ferner ein <?-Wert-Wahlknopf 81 für den VCF13.

Auf der Rückseite der Tafel 74 befinden sich veränderbare Widerstände, die den jeweiligen Knöpfen entsprechen. Diese Widerstände sind so geschaltet, wie es F i g. 15 zeigt, so daß den jeweiligen Einstellungen an den Widerständen entsprechende Spannungssignale von den Klemmen 91a, 916, 91c abgenommen werden können. Hinsichtlich der Schalter 79a, 79b, SOa, SOb,... können bei den Einstellungen entsprechende Spannungssignale abgenommen werden. Diese Signale dienen als Parameter zum Regeln der Generatoren. Wenn die Klemmen 91a, 916, 91c,... in der Schaltung nach Fig. 15 über Ausführungsdrähte 82 an eine Kopplungseinrichtung 83 herausgeführt werden und dieser mit der Hauptschaltung verbunden wird, kann dieses Voreinstellgerät 71 wie die Regelschaltung 20' (Fig. 12) arbeiten.

Obwohl das Voreinstellgerät 71 wie die Regelschaltung 20' verwendet werden kann, ist es in der Praxis erwünscht, mehrere solcher Regelschaltungen, d.h. Speicher, zum verschiedenen Voreinstellen und Auswählen eines entsprechen ilen Stückes vorzubereiten. In diesem Fall ist jeder Speicher vorzugsweise kompakt auf einer Tafel integriert Somit sollen mehrere kleine veränderbare Widerstände in einer Speichertafel eng integriert werden. Die Regelparameter zum Regeln der Schwingungsformen sollen in einer solchen Speichertafel gespeichert werden.

Das Voreinstellgerät 71 dieses Aufbaues kann zweckmäßig zum richtigen Speichern der Regelparameter in einer Speichertafel verwendet werden. Die Regelparameter kann, in dem Voreinstellgerät 71 eingestellt, leicht in einer Speichertafel durch Verwendung eines Informationskopiergerätes 84 kopiert werden (Fig. 16). Das Kopiergerät 84 enthält einen Koppler 85 zum Verbinden des Kopplers 83 der Tafel 71. Ein anderer Koppler 86 dient zum Anschließen einer Speicherplatte, verriegelten Drehschalter 87a und 876, einer Vergleichseinrichtung 88 und eines Meßgerätes 89. Die Drehschalter 87a und S7b wählen zwei entsprechende Klemmen der Voreinstelltafel und der Speicherplatte aus und verbinden sie mit den beiden Eingängen der Vergleichsschaltung 88 mit dem Verstärker. Die Vergleichsschaltung 88 erzeugt einen Ausgang entsprechend der Differenz der beiden Eingänge und liefert ihn an das Meßgerät 89, wo die Differenz leicht beobachtet werden kann. Die Information in der Voreinstelltafel 71, die leicht vorläufig eingestellt werden kann, kann in einer Speicherplatte durch aufeinanderfolgendes Auswählen der Klemmen der Drehschalter 87a und 876 und durch Einstellen der veränderbaren Widerstände in der Speicherplatte kopien werden, damit das Meßgerät 89 Null anzeigt (Nullmethode). Auf solche Weise können leicht mehrere Speichertafeln so eingestellt werden, daß sie die gewünschte Information speichern.

Bei dem vorhergehenden Ausfuhrungsbeispiel sind

ίο mehrere veränderbare Speicher vorgesehen. Die Zahl der in den meisten Fällen verwendeten Musikinstrumenten ist jedoch nicht sehr groß. Deshalb ist es üblich, eine bestimmte Zahl fester Speicher in Kombination mit mehreren variablen Speichern vorzusehen.

π Die Fig. 17A, 17B und 17C zeigen ein Ausführungsbeispiel eines anstelle der Regelschaltung 20 oder 20' zverwendenden Festspeicher. Das Schaltbild eines Festspeichers nach Fig. 17A ist dem nach Fig. 13

eine Reihenschaltung zweier Spannungsteiler-Widerstände ersetzt. Das weglassen der mechanischen beweglichen Teile erhöht die Herstellung der Speichertafel erheblich. Die Fig. 17B und 17C zeigen eine Form des Festspeichers, bei dem die Spannungsteiler bildenden Widerstände und die die Ausgänge bildenden Dioden sich auf einer gedruckten Schaltung 93 befinden, deren Ausgangsklemmen an den Kanten angeordnet sind und die Schaltung nach Fig. 17A bilden. Die gesamte Speicherplatte 92 kann aus Isoliermaterial bestehen, wie es durch die gestrichelte Linie angedeutet ist.

Der Aufbau und die Auswahl solcher Speicherplatten 93 kann mit Wähleinrichtungen 94 erfolgen, wie F i g. 18 zeigt, wo das Drücken eines Wählschalters eine entsprechende Speicherplatte auswählt. Die verschiedenen Arten der Tonmodifikation können rasch erhalten werden.

Die F i g. 19A und 19B zeigen eine weitere Form eines Speichers mit mehreren Speichergeräten. Die Speicherplatte nach diesen Figuren entspricht einem Teil der Schwingungsformregelschaitung, z. B. der v"r die oberen Tasten. Entsprechende Einerspeicher 95a, 956, ... führen verschiedene Informationen zum Gestalten der Regelschwingungsformen zum Ausbilden verschiedener musikalischer Töne. Die Spannungsquelle und die Ausgangsklemmen sind in einem Anschlußteil 97 zusammengefaßt das über Verbinder und Leitungen an einer Kante der Hauptplatte angeordnet ist. Der Zusammenbau ist über Wähleinrichtungen mit der

so Regelschaltung im Instrumentenkörper verbunden. Nach diesem Ausführungsbeispiel sind verschiedene Arten der Tonmodifikation auf die eine oder die andere Weise möglich, wobei einer sich durch die Auswahl eines gewünschten Einerspeichers aus mehreren solcher Speicher an der Haupttafel und der andere sich durch den Austausch der Haupttafel als Ganzes ergibt.

Eine Abänderung dieses Ausführungsbeispiels wird in F i g. 20 gezeigt, in der die Haupttafel 96 Einerspeicher 95a, 956, ... für alle oberen Tasten U, das untere Tastenbrett L und das Pedaltastenbrett P trägt

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele, die Festspeicher benutzen, können schematisch durch das Blockdiagramm nach Fig.21 dargestellt werden. Bei der Regelsrhaltung 20 sind mehrere fesis und veränderbare Speicher vorgesehen, von denen einer über die Auswahleinrichtung 94 rasch ausgewählt wird. Nach diesem System soll die Zahl der vorgesehenen Festspeicher oder sonst eine Zahl von Informationen in

veränderbaren Speichern gespeichert werden, wenn viele verschiedene, aber meist dieselben Tonmodifikationen erwünscht oder ein Teil der Tonmodifikationen geändert werden sollen.

Fig.22 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des ·-, Systems eines elektronischen Musikinstruments, bei dem zusammen mit der festen Regelung eine veränderbare Regelung verwendet werden kann. Die Regelschaltung 120 enthält vorher eingestellte Speicher 1206,120c und einen veränderbaren Speicher 120a, einen voreinge- in stellten Speicherwählschalter 121 und einen veränderbaren Speicherverbindungsschalter 122. Die voreingestellten Speicher sind fest und voreingestellte veränderbare Spe eher.

Eine Abänderung eines voreingestellten Speichers η kann leicht durch Einstellen der veränderbaren Widerstände auf dem Instrumenttafelgehäuse erfolgen. Die veränderbare Regeleinrichtung 120a, mit veränder-

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uSrC" »» iviCrStuiivjCri iivi !iiuv * lmCii im (HOHuiii^itiiMtt.!^^ häuse an eintr Stelle, wo sie leicht betätigt werden kann. » Die Inforrr.itionsausgänge der veränderbaren Regeleinrichtung 120a ist über die Schalter 122 an die Schwingungsformgeneratoren 17, 18 und 19 gekoppelt. Andererseits sind die Informationsausgänge eines voreingesteilten Speichers 120Ö, 120c, ... über einen voreingestellten Auswahlschalter 121 an die Generatoren 17,18 und 19 gekoppelt.

Die Informationsausgänge der veränderbaren Regeleinrichtung 120a wird denen eines voreingesteilten Speichers hinzugefügt, und die Generatoren werden auf diese beiden Ausgangsarten geregelt.

Die veränderbaren Widerstände an der Tafel sind vorzugsweise so angeordnet, daß die Informationsauv gänge der veränderbaren Regeleinrichtung normalerweise Null sind.

Ein Schaltbild der Regelschaltung 120 mit veränderbaren und voreingestellten Regeleinrichtungen 120a, 120b, 120,... wird in F i g. 23 gezeigt, bei der jede feste Klemme der veränderbaren Widerstände in der Regeleinrichtung geerdet ist.

Fig. 24 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Regelschaltung. In der Regelschaltung 120' nach

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■ (φ.*.,«,!!*!«««**«-·!!«. · 1.1 UIIUWI L/UI\»lVt*gt.ll.lIll IUtItUIIg ■ &-f veränderbare Widerstände, die keinen Ausgang erzeugen, wenn die Gleitkontakte sich in den Mitten befinden. Ein Beispiel eines solchen veränderbaren Widerstandes ist in Fig. 25 zu sehen.

Hierzu 13 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Elektronisches Musikinstrument mit einer Tastatur mit mehreren Tasten, die bei Niederdrükken eine Tonhöhenspannung, deren Wert der Tonhöhe der niedergedrückten Taste entspricht, und ein Triggersignal erzeugen, das die Betätigung der niedergedrückten Taste anzeigt, mit einem Tongenerator, der einen mit der Tastatur gekoppelten spannungsgesteuerten Oszillator umfaßt, welcher ein Tonsignal mit einer Frequenz erzeugt, die durch die Tonhöhenspannung der niedergedrückten Taste bestimmt ist, mit einem spannungsgesteuerten Filter, dem das Tonsignal zum Kolorieren zugeleitet wird, and mit einem Steuerspannungsgenerator zum Erzeugen einer Steuerspannung zum Steuern des Filters, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerspannungsgenerator (18) durch das Triggersignal getragen wird und einen Kondensator (51) aufweist von dem die Steuerspannung abgeleitet wird und der Teil eines Lade- und Entladekreises ist, der wenigstens ein durch eine Spannungsinformation steuerbares Element (49,53,57) enthält, das die Ladezeitkonstante und/oder Entladezeitkonstante des Kondensators (51) bestimmt, und der Lade- und Entladekreis wenigstens eine hinsichtlich der Größe ihrer abgegebenen Spannung durch eine zweite Spannungsinformation steuerbare Spannungsquelle (50, 58) und eine Einrichtung (54) umfaßt, die in Abhängigkeit von dem Triggersignal und der Kondensatorspannung Steuerimpulse (X\, X₂, X% Xi) zum Wirksamsckalten ujs die Zeitkonstante bestimmenden ElemerUs (49, 55, 57) und der Spannungsquelle (50, 58) ab& Jt, und daß eine Steuerschaltung (20) die erste und die zweite Spannungsinformation erzeugt und an das die Zeitkonstante bestimmende Element (49, 55, 57) bzw. die Spannungsquelle (50,58) liefert

2. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 1 mit einem spannungsgesteuerten Verstärker, der das von dem spannjngsgesteuerten Filter gefilterte Tonsignal empfängt und es verstärkt, gekennzeich net durch einen zweiten Steuerspannungsgenerator (19) zum Erzeugen einer zweiten Steuerspanninig, die den spannungsgesteuerten Verstärker (14) steuert, wobei der zweite Steuerspannur.gsgenerator durch das Triggersignal getriggert wird und einen zweiten Kondensator (61) aufweist, von dem die zweite Steuerspannung abgeleitet wird und der Teil eines zweiten Lade- und Entladekreises ist, der zumindest ein durch eine dritte Spannungsinformation steuerbares Element (59,65,67) aufweist das die Ladezeitkonstante und/oder Entladezeitkonstante des zweiten Kondensators (61) bestimmt, und der zweite Lade- und Entladekreis wenigstens eine hinsichtlich der Größe ihrer abgegebenen Spannung durch eine vierte Spannungsinformation steuerbare zweite Spannungsquelle (68) und eine zweite Einrichtung (64) umfaßt, die in Abhängigkeit von dem Triggersignal und der von dem zweiten Kondensator (61) abgegebenen Spannung zweite Steuerimpulse (X\, X₂, Xj, Xi) zum Wirksamschalten des die zweite Zeitkonstante bestimmenden Elements (59, 65, 67) und der zweiten Spannungsquelle (68) abgibt, und die Steuerschaltung (20) die dritte und vierte Spannungsinformation erzeugt und an das die zweite Zeitkonstante betimmencle Element (59, 65,67) bzw. die zweite Spannungsquelle (68) liefert

3. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen dritten Steuerspannungsgenerator (17) zum Erzeugen einer dritten Steuerspannung, die dem spannungsgesteuertea Oszillator (12) zusätzlich zu der Tonhöhenspannung zur Steuerung zugeleitet wird, wobei der dritte Steuerspannungsgenerator durch das Triggersignal getriggert wird und einen dritten Kondensator (51) aufweist von dem die dritte Steuerspannung abgeleitet wird und der Teil eines dritten Lade- und Entladekreises ist der wenigstens ein durch eine fünfte Spannungsinformation steuerbares Element (48, 55, 57) enthält das die Lade- und/oder Entladezeitkonstante des dritten Kondensators (51) bestimmt und der dritte Lade- und Entladekreis wenigstens eine hinsichtlich der Größe ihrer abgegebenen Spannung durch eine sechste Spannungsinformation steuerbare dritte Spannungsquelle (50,58) und eine dritte Einrichtung (54) umfaßt die in Abhängigkeit von dem Triggersignal und der vom dritten Kondensator abgegebenen Spannung dritte Steuerimpulse (X\, X₂, Xy, A4) zum Wirksamschalten des die dritte Zeitkonstante bestimmenden Elements (49,55,57) abgibt und daß die Steuerschaltung (20) die fünfte und sechste Spannungsinformation erzeugt und an das die dritte Zeitkonstante bestimmende Element (49, 55, 57) bzw. die dritte Spannungsquelle (50,58) liefert

4. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes die spannungsgesteuerte Zeitkonstante bestimmende Element ein spannungsgesteuerter Widerstand ist

5. Elektronisches Musikinstrument nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (20) mehrere Spannungsteilerschaltungen (VR; R1,R2,R3,R4) und eine Spannungsquelle aufweist um die Spannungsinformationen zu erzeugen.

6. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die Spannungsteilerschaltungen mehrere Potentiometer (VR) aufweisen, um die Spannungsinformationen veränderbar zu steuern, und daß eine Schalttafel (71) zum Aufnehmen der Steuerschaltung vorgesehen ist, in der Cleitabgriffe der Potentiometer mechanisch mit bewegbaren Knöpfen oder Nasen (78a bis 78f) verbunden sind, die auf der Schalttafel angeordnet sind.

7. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung Mehrfachsätze (93; 95; 20a bis 20c-, 120a bis 120c; von Spannungsteilerschaltungen und einen Wahlschalter (94; 121,122) aufweist, um die Spannungsinformation selektiv von den Mehrfachsätzen der Spannungsteilerschaltungen abzuleiten.