DE2523881A1 - Elektronisches musikinstrument mit rauschueberlagerungseffekt - Google Patents

Description

VON KRH(SLER SCHD'KWALD McYER EiSHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING

PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler "|" 1973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln Dr.-Ing. Th. Meyer, Köln Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden Dr. J. F. Fues, Köln Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln Dipl.-Ing. G. Selling, Köln

5 KÖLN ι 28. Mai 1975 Sg/Bn.

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

NIPPON GAKKI SEIZO KABUSHIKI KAISHA 10-l,Nakazawa-cho, Hamamatsu-shi, Shizuoka-ken (Japan)

Elektronisches Musikinstrument mit Rauschtiberlagerungseffekt

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Musikinstrument mit Rauschüberlagerungseffekt mit einem Signalgenerator mit Tastendaten zur Erzeugung eines Tastenadressen-Codes, der die Note und die Tastatur der gedrückten Taste repräsentiert.

Ein derartiges Musikinstrument soll einen eigenwilligen Toneffekt erzeugen, bei dem der Tonhöhe ein rauhes oder rohes Rauschen überlagert ist.

Ein digital arbeitendes elektronisches Musikinstrument, das einen Musikton durch digitale Verarbeitung eines bei Druck einer Taste erzeugten Signals erzeugt, hat gegenüber analog arbeitenden elektronischen Musikinstrumenten zahlreiche Vorteile, insbesondere hinsichtlich der Kompaktheit der Abmessungen und der besseren Tonqualität. Digital arbeitende elektronische Musikinstrumente sind jedoch erst seit kurzer Zeit entwickelt worden und es ist bis jetzt

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noch kein Instrument dieser Art bekannt, das einen Musikton mit einem speziellen Toneffekt erzeugen könnte, der den Musiktönen natürlicher Musikinstrumente häufig eigen ist, beispielsweise einen Ton, der einer heiseren oder rauhen Stimme gleicht oder einen Ton, der in seinem Anhalibereich Rauschen aufweist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein digital arbeitendes elektronisches Musikinstrument zu schaffen mit dem ein Musikton,der demjenigen eines natürlichen Musikinstrumentes sehr ähnlich ist, erzeugbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass ein Frequenzinformationsspeicher 7 zur Speicherung der den Tonhöhen der jeweiligen Tasten entsprechenden Frequenzinformation, die einem Tastenadressen-Code entspricht, vorgesehen ist, dass ein Rauschimpulsgenerator 10 zur regellosen Erzeugung von Impulsen und eine Einrichtung D^, die ein einen Frequenzmodulationsfaktor bildendes Tiefensignal erzeugt, vorgesehen sind, dass der Rausehimpulegenerator 10 an einen Rauschinformationsgenerator 9 angeschlossen ist, der in Abhängigkeit von den Signalen des Rauschimpulsgenerators eine Frequenzmodulation des Grundtones der jeweils gedrückten Taste vornimmt, wobei der Frequenzmodulationsfaktor durch das Tiefensignal W-^W₂ bestimmt ist, das einer Rechenschaltung 8 zur Erzeugung einer modifizierten Frequenzinformation die Frequenzinformations- ■■ signale S, bis S, u des Frequenzinformationsspeichers und die Rauschinformationssignale Pg bis P,^ des Rauschinformationsgenerators zugeführt werden, und dass ein j die modifizierte Frequenzinformation S₁ bis S,^ auf-

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nehmender und kumulativ addierender Frequenzzähler 5a»5b, 5c an ein die Wellenform eines gewünschten Musiktones speichernden Wellenformspeicher 6 angeschlossen ist.

Die Erfindung schafft ein Musikinstrument dessen Klang demjenigen einer rauhen Stimme gleicht, in-dem der zu reproduzierende Musikton regellos mit einem digital erzeugten Rauschen moduliert wird. Das erfindungsgemässe Musikinstrument kann so ausgebildet werden, dass die Frequenzmodulierung des Musiktones nur während der Anhallphase erfolgt, so dass der Ton in dieser Phase eine instabile Tonhöhe aufweist, die ein dem Zischen beim Anstossen eines Blassinstrumentes gleichendes Zischen enthält und danach eine stabile Tonhöhe annimmt.

Die Erfindung schafft ein elektronisches Musikinstrument das in IC-Technik ausgeführt werden kann und daher extrem kompakt, leicht und mit geringen Kosten herstellbar ist.

Bei dem erfindungsgemässen Musikinstrument ist es möglich, den Effekt einer rauhen Stimme einzeln für jede Tastatur zu steuern. Ausserdem kann der während der Anhallphase erzeugte Rauscheffekt für jede Tastatur einzeln gesteuert werden.

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Im folgenden werden AusfUhrungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen elektronischen Musikinstrumentes,

•Figg. 2 (a) bis 2 (d) zeigen Diagramme der bei dem Musikinstrument verwendeten Taktimpulse, Fig. 3 zeigt ein Schaltbild eines Tastendatengenerators 2 aus Fig. 1,
Fig. 4 zeigt ein Schaltbild des Tasten-Übertragers 3 Fig. 1,

Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild des Frequenz-Informationsgenerators k aus Fig. 1,
Figg. 6 (a) bis 6 (h) zeigen Zeitdiagramme der ver- ' schiedenen Signale an den jeweiligen Stellen des Frequenz-Informationsgenerators der Fig. 5*

Figg. 7 (a) bis 7 (c) zeigen Zeitdiagramme zur Veranschaulichung der Zustände der Rauschinformation ent- j sprechend der Erzeugung eines Rauschimpulses, I

Fig. 8 zeigt ein Schaltbild der Bruchzahl- und Ganzzahlzähler gemäss Fig. 1 und j Fig. 9 zeigt ein Blockschaltbild des Hüllkurvenzählers 20' der Fig. 1, j Fig. 10 zeigt ein Blockschaltbild eines weiteren Aus- : führungsbeispiels des elektronischen Musikinstrumentes, Figg. 11 (a) bis 11 (c) zeigen an Hand graphischer Dia-

gramme die Beziehung zwischen Erzeugung eines Tiefen- ! signals und der stufenweisen Änderung des Modulationsfaktors,

Fig. 12 zeigt ein Blockschaltbild des Tiefensignalgenerators 18 nach Fig. 10,

Figg. 135 (a) bis Ij5 (c) zeigen Zeitdiagramme der Beziehung zwischen der stufenweisen Erzeugung von Tiefensignalen und einer Hüllkurven-Wellenform und

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Fig. l4 zeigt eine graphische Darstellung eines Beispieles für die in einem HUllkurvenspeicher 21 gespeicherte Wellenform.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

1. Allgemeine Konstruktion

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ; eines elektronischen Musikinstrumentes ist eine Manual- ' schaltung 1 vorgesehen, die den jeweiligen Tasten entsprechende Schaltkontakte aufweist. Ein Signalgenerator 2 für die Tastendaten enthält einen Tastenadressen-Codegenerator der Tastenadressen-Codes erzeugt, die nacheinander und repetierend die den jeweiligen Tasten ent- ι sprechenden Noten angeben. Der Signalgenerator 2 für Tastendaten erzeugt ein Tastendatensignal, wenn ein einer gedrückten Taste entsprechender Stellkontakt geschlossen und der der gedrückten Taste entsprechende Tastenadressen-Code erzeugt wurde. Dieses Tastendatensignal wird einem Tasten-Übertrager J5 zugeführt. Dieser enthält einen Tastenadressen-Generator der synchron mit dem oben erwähnten Code-Generator für Tastenadressen; arbeitet, einen Tastenadressen-Codespeicher der mehrere Tastenadressen-Codes zu speichern und nacheinander und repetierend auszugeben vermag und eine logische Schaltung die, wenn sie ein Tastendatensignal empfangen hat, dieses an den Tastenadressen-Codespeicher weiterleitet, um den i entsprechenden Tastenadressen-Code zu speichern, unter !

der Bedingung, dass dieser spezielle Tastenadressen-Code bisher noch in keinem Kanal des Speichers enthalten ist, und dass einer der Kanäle des Speichers zur Speicherung dieses Tastenadressen-Codes zur Verfügung steht.

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Der Frequenz-Informationsgenerator 4 enthält einen Frequenz-Informationsspeicher 7* einen Rauschimpulsgenerator 10, eine Rauschinformationsgeneratorschaltung 9 und einen Kalkulator 8.

Der Frequenz-Informationsspeicher 7 speichert die Frequenzinformation entsprechend den Jeweiligen Tastenadressen-Codes (die im folgenden als "Grundfrequenzinformation" bezeichnet werden) und erzeugt nach Erhalt eines Tastenadressen-Codes von dem Tasten-Übertrager die Grundfrequenzinformation entsprechend dem Tastenadressen-Code. Der Rauschimpulsgenerator 10 erzeugt regellos Rauschimpulse und die Rauschinformationsgeneratorschaltung 9 arbeitet in Abhängigkeit von den Rauschimpulsen. Die Rauschinformationsgeneratorschaltung 9 erzeugt eine erste Rauschinformation,die durch eine konstante Frequenzdifferenz in bezug auf die Grundfrequenzinformation repräsentiert wird, wenn der Rauschimpuls anliegt (Signal "1") und eine zweite Rauschinformation, die die Grundfrequenzinformation mit einer konstanten Frequenzdifferenz von gegenüber der ersten Rauschinformation entgegengesetzter Polarität versieht, wenn kein Rauschimpuls anliegt (Signal "0"). Der Kalkulator 8 führt die Addition oder Subtraktion der Grundfrequenzinformation und der ersten oder zweiten Rauschinformation durch und gibt sequentiell eine regellos frequenzmodulierte Frequenzinformation aus·

Diese Frequenzinformation besteht aus einem Bruchzahlbereich und einem Ganzzahlbereich wie nachfolgend noch erläutert wird und wird einem Frequenzzähler zugeführt, der Bruchzahlzähler 5 a* 5 b und einen Ganzzahlzähler 5 c aufweist.

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Eine Tiefensignal-Generatorschaltung 11 liefert ein Tiefensignal an die Rauschinformationgeneratorschaltung 9. Die Tiefe der Tiefensignale ist in mehreren Stufen in Abhängigkeit von der Operation eines (nicht dargestellten) Operators einstellbar. Die Amplitude der ersten und der zweiten Rauschinformation wird entsprechend dem Zustand des Tiefensignales eingestellt, so dass die Tiefe der Frequenzmodulation, d.h. der Modulationsfaktor, dadurch eingestellt wird.

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

Der Ganzzahlzähler 5 c zählt kumulativ die Übertrag-

signale und die Eingangssignale des Ganzzahlbereiches j

und liefert nacheinander Ausgangssignale, die die Er- ι

gebnisse der Addition darstellen. Die Ausgangssignale j

des Ganzzahlzählers 5 c werden mehreren Eingängen eines '

Wellenforrnspeichers 6 zugeführt. Die Wellenform eines :

Musiktones wird für eine Periode an η Stellen durch !

punktweise Tastung erzeugt und die Amplituden der ge- !

tasteten Wellenform sind in Adressen 0 bis n-1 des j

Wellenformspeichers 6 gespeichert. Die Wellenform des I

Musiktones wird aus dem Wellenformspeicher 6 ausge- !

geben, in dem nacheinander die Amplituden ausgelesen i werden, die in den Ausgangssignalen des Ganzzahlzählers i 5 c entsprechenden Adressenstellen enthalten sind.

Das Gesamtniveau des aus dem Wellenformspeicher 6 ausgelesenen Wellenformsignals wird durch ein Hüllkurven-

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Wellenformsignal gesteuert, das von einem Hüllkurvenspeicher 21 erzeugt wird. Der Hüllkurvenspeicher 21
speichert eine Wellenform entsprechend einer Hüll- ; kurve, die während der Zeit vom Beginn der Reproduktion eines Musiktones bis zu seiner Beendigung gebildet
wird, und an einer Adresse, die dem Ausgangssignal des
Hüllkurvenzählers 20 entspricht, wird sequentiell eine
Amplitude ausgelesen. Der Hüllkurvenzähler 20 wird
von Signalen ES und DIS gesteuert, die von dem Tasten-Übertrager j5 geliefert werden und das Drücken bzw.

Loslassen einer Taste repräsentieren. j

Zur gleichzeitigen Erzeugung mehrerer Musiktöne be- !

ι sitzt das elektronische Musikinstrument eine auf !

dynamischer Logik beruhende Konstruktion, so dass seine

Zähler, logischen Schaltungen und Speicher im time- I

Sharing-Betrieb betrieben werden. Dementsprechend ; sind die ZeitbeZiehungen zwischen den den Betrieb

dieser Zähler usw. steuernden Taktimpulsen ausser- ;

ordentlich wichtige Paktoren 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 Taktimpulse in den Figuren 2 (a) bis 2 (d) dargestellt.
Fig. 2 (a) zeigt einen Haupt takt impuls jzS, dessen
Impulsperiode 1 us beträgt. Diese Impulsperiode wird
im folgenden als "Kanalzeit" bezeichnet. Fig. 2 (b)
zeigt eine Taktimpulsfolge ^₂ bei der die Impulsbreite

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1 us und die Impulsperiode 12 us beträgt. Diese Impulsperiode von 12 us wird im folgenden als "Tastenzeit" bezeichnet. Fig. 2 (c) zeigt eine Taktimpulsfolge jzL von Tasten-Abtastimpulsen deren Impulsperiode gleich 256 Tastenzeiten ist. Eine Tastenzeit wird durch 12 us geteilt und jeder Bruchteil der geteilten Tastenzeit wird als erster, zweiter ... zwölfter Kanal bezeichnet. Fig. (d) zeigt eine Taktimpulsfolge ^S₁, deren Impulse nur während des zwölften Kanales in jeder Tastenzeit erzeugt werden. Ein Kanal bezeichnet in der vorliegenden Beschreibung einen Zeitkanal des time-sharing-Systems.

II. Erzeugung der Tastenadressen-Codes

Fig. 3 zeigt die Konstruktion des Signalgenerators 2 für die Tastendaten im Detail. Ein Codegenerator KAG-, ; für Tastenadressen besteht aus 8-stufigen Binärzählern. ' Der Taktimpuls φ' mit der Impulsperiode von 12 us (im folgenden als Tastentaktimpuls bezeichnet) wird dem Eingang des Tastenadressen-Codegenerators KAG-, zugeführt. Der dem Tastenadressen-Codegenerator KAG₁ zugeführte Tastentaktimpuls ändert den Code, d.h. 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 besitzt 32 Tasten im Bereich von C₂ bis C^ und die übrigen Tastaturen haben jeweils 6l Tasten im Bereich von C₂ bis C₇. Ein derartiges elektronisches Musikinstrument besitzt insgesamt 215 Tasten.

Erfindungsgemäss werden von dem Tastenadressen-Codegenerator KAG, 256 verschiedene Codes erzeugt, von denen

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215 Codes der entsprechenden Anzahl von' Tasten zugeteilt sind. Die Stellen (digits) des Tastenadressen-Codegenerators KAG-, von der geringstwertigen Stelle bis zur höchstwertigen Stelle sind mit den Bezugszeichen N₁, N₀, N-,, Ni₁, B₁, B₀, K₁ und K₀ bezeichnet. Hierin bilden K₂ und K, einen Manualcode der die Art des Manuals bzw. der Tastatur angibt. B₂ und B-, bilden einen Blockcode der einen Block in der Tastatur bzw. dem Manual repräsentiert und N, bis Nh bezeichnen einen Notencode, der 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 Zählung mit dem Block der niedrigsten Noten beginnt. Es sei angenommen, dass die Tastenadressen Codes die 3 Noten oberhalb der tatsächlich existierenden höchsten Note (Note C^- von

D t

Block 4) in dem Solo-Manual S dem oberen Manual U und : dem unteren Manual L entsprechen und die Tasten- i adressen Codes die den Blocks 3 und 4 in der Pedal- '. tastatur entsprechen bei der beschriebenen Ausführungsform des Musikinstrumentes keinen Tasten zugeordnet sind.

Die Bit-Ausgänge des Tastenadressen-Codegenerators KAG₁ 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 U und die Blocks 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

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mit extrem hoher Geschwindigkeit zyklisch wiederholt. Die Abtastzeit, die für einen Abtastzyklus erforderlich ist, beträgt 256 χ 12 us = J5,07 ms.

Der Dekodierer D, ist ein konventioneller binär-zuEins-Dekodierer, an dessen Eingang die 4-stelligen Binär-Codes aus Kombination der Stellen N₁ bis N^ des Tastenadressen-Codegenerators KAG₁ anstehen und an dessen Ausgang an einer von l6 einzelnen Ausgangsleitungen H₀ bis H,,- nacheinander und sequentiell ein j Ausgangssignal erzeugt wird. Der Binär-Cod am Eingang ; bezeichnet in jedem Augenblick jeweils eine Ausgangsleitung. Die Ausgangsleitung H_Q ist über Dioden mit ' den Tastenschaltern verbunden, die jeweils der höchsten; Note eines jeden Blocks (ausser Block 4) der je-, j weiligen Tastatur entsprechen. Die Ausgangsleitung H₁ j ist in gleicher Weise an die der zweithöchsten Note J eines jeden Blocks mit Ausnahme von Block 4 entsprechenden Tastenschalter gelegt. Für die 3 Codes 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 Ausgangs-' leitungen H_Q bis H^ in den Blocks 4 nicht angeschlossen; Ausgangsleitung H^ und die folgenden Ausgangsleitungen j sind in gleicher V/eise mit den entsprechenden Tastenschaltern eines jeden Blocks (auch von Block 4) verbunden.

Fig. 3 zeigt die Verbindungen zwischen den jeweiligen Tastenschaltern und den Ausgangsleitungen H_n bis H₁₁-* in bezug auf die Blocks 3 und 4 des Solomanuals S und den Block 1 der Pedaltastatur P. Der erste Buchstabe der an den Tastenschaltern verwendeten Symbole bezeichnet die Art der Tastatur, die dem ersten Buchstaben hinzugefügte

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Ziffer die Blocknummer und die dem Buchstaben K hinzugefügte Zahl ejnen Dezimalwert des entsprechenden Codes aus den Codes N-, bis N^.

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 S^M - P₁M sind jeweils mit UND-Toren A₀- A,-, verbunden.

Der Dekoder D₂ ist ein konventioneller Binär-zu-Eins-Dekodierer, dem 4-stellige Binär-Codes eingegeben werden, die aus Kombinationen der Signale B-., B₀, K-, und K₂ des Code-Generators KAG-, für die Tastenadressen-Codes bestehen und an dessen Ausgang jeweils eine der 16 einzelnen Ausgangsleitungen J_Q bis J_lt- nacheinander und sequentiell erzeugt wird, wobei der Binär-Code am Eingang jeder Zeit eine der Ausgangsleitungen bestimmt. Die Ausgangsleitungen J_ bis J,,- (mit Ausnahme von J₁₂ und J-.-.*) sind an die Eingänge der UND-Schaltungen Y₀ bis Y,, geschaltet. Die Ausgänge der UND-Schaltungen Y₀ bis Y₁, sind über ein ODER-Tor OR₁ mit dem Eingang eines Verzögerungs-Flip-Flop DF₁ verbunden.

Der Inhalt der von dem Code-Generator KAG₁ erzeugten Codes ändert sich jedes Mal, wenn ein Taktimpuls ^₂ .angelegt wird.

Wenn eine bestimmte Taste gedrückt wird, wird der der gedrückten Taste entsprechende Schaltkontakt geschlossen. Wenn der Tastenadressen-Codegenerator KAG₁ ein Code erzeugt, der der gedrückten Taste entspricht,

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wird von einem der UND-Tore A_Q bis A₁, eine Ausgangs-"1" erzeugt. Dieses Ausgongssignal wird über das ODER-Tor OR-, weitergeleitet. Es handelt sich um ein Tastendatensignal KD*,das das Schliessen eines Schaltkontaktes anzeigt. Das Signal wird durch das Verzögerungs-Flip-Flop DP₁ um 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 j

i entsprechen, in der gleichen Weise erzeugt und man er- '

hält Musiktöne mit unterschiedlichen Wellenformen, die j

jeweils diesen Tastendatenslgnalen entsprechen. Aus j

Gründen der Einfachheit wird in der nachfolgenden Er- j

läuterung nur der Fall betrachtet, dass nur eine { einzige Taste gedrückt ist und man dementsprechend nur eine Musikton-Wellenform erhält.

Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild des Tasten-Übertragers 3 in detaillierterer Form. Der Tastenadressen-Codespeicher KAM besitzt soviele Speicherkanäle, wie Musiktöne gleichzeitig reproduzierbar sein sollen. Jeder dieser Kanäle vermag einen Tastenadressen-Code entsprechend einer zu spielenden Musiknote zu speichern. Der Tastenadressen-Codespeicher KAM liefert den Tastenadressen-Code im time-sharing-Betrieb an den Frequenzinformationsgenerator 4 als Frequenz-Bestimmungssignal. !

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Bei der vorliegenden Ausführungsform wird als Tastenadressen-Codespeicher KAM ein Schieberegister mit 12 V/orten zu je 8 Bits verwendet. Die Steuerung des Schieberegisters erfolgt durch den Haupttaktimpuls ^₁, der in Intervallen von 1 us erzeugt wird. Der Ausgang der letzten Stufe dieses Schieberegisters ist mit dem Frequenz-Informationsspeicher verbunden und gleichzeitig erfolgt eine Rückkopplung auf den Schieberegistereingang. Jeder Tastenadressen-Code wird demnach in dem Schieberegister mit einer Zykluszeit von einer Tastenzeit (12 ^is rezirkuliert, bis der Code von seinem entsprechenden Kanal gelöscht wird. i

Der Tastenadressen-Codegenerator KAG₂ ist von gleicher : Konstruktion wie der Tastenadressen-Codegenerator KAG-,. Diese beiden Codegeneratoren KAG₁ und KAG₂ arbeiten in genauer Synchronisation miteinander. Der Taktimpuls ^₂ ' wird als Eingangssignal für beide Codegeneratoren KAG₁ , und KAG₂ benutzt und die Tatsache, dass die jeweiligen j Bits des Tastenadressen-Codegenerators KAG₂ alle "0" j sind, wird durch eine UND-Schaltung A-,g festgestellt j und das Erkennungssignal φ-, wird den Rücksetzan- | Schlüssen der betreffenden Bits des Tastenadressen-Code-' generators KAG-, als Tastenabtast-Taktsignal zugeführt. ' Der Tasten-Übertrager J5 bewirkt, dass der Tastenadressen-Codespeicher KAM einen dem Tastendatensignal KD ent- | sprechsnden Tastenadressen-Code speichert, wenn dieser j ansteht und die folgenden beiden Bedingungen erfüllt sind:

Bedingung (A): Der Tastenadressen-Code ist mit keinem der bereits in dem Tastenadressen-Codespeicher KAM gespeicherten Codes identisch.

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Bedingung (B): In dem Tastenadressen-Codespeicher KAM ist noch ein freier Kanal, d.h. ein Kanal in dem noch kein Code gespeichert ist, vorhanden.

Es sei nun angenommen, dass ein Tastendatensignal KD von der ODER-Schaltung OR₁ erzeugt wird. Zu dieser Zeit besteht Koinzidenz zwischen dem Tastenadressen-Code des Tastenadressen-Codegenerators KAGp mit dem Code des ^; Tastenadressen-Codegenerators KAG-, . Der Tastenadressen-Code bezeichnet die Note der gedrückten Taste. Während ' der 12 us wird der Tastenadressen-Code KA^ einer Vergleichsschaltung KAC zugeführt, in der der Code KA* mit , jedem Ausgang der Kanäle des Tastenadressen-Codespeichers KAM verglichen wird. Wenn Koinzidenz festgestellt wird, ; wird ein Koinzidenzsignal EQ* von dem Vergleicher KAC in

Form eines "l"-Signales erzeugt. Dieses Signal ist "θ" !

wenn keine Koinzidenz besteht. Das Koinzidenzsignal EQ j wird einem Koinzidenz-Detektorspeicher EQM und ferner · einem Eingang einer ODER-Schaltung OR₂ zugeführt. Der | Speicher EQM ist ein Schieberegister mit einer geeigneten Anzahl von Schiebestellen, z.B. 12 bei diesem AusfUhrungsbeispiel. 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 ! OR₂ zugeführt. Dementsprechend erzeugt die ODER-Schaltung OR₂ ein Ausgangssignal, wenn entweder das Signal EQ^ j des Vergleichers KAC oder einer der Ausgänge von der

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ersten bis zur elften Stelle des Schieberegisters EQM "1" ist.

Das Ausgangssignal SEQ des ODER-Tores OR₂ wird einem der Eingangsanschlüsse eines UND-Tores Α^γ zugeführt. Das UND-Tor Α,γ erhält an seinem anderen Eingangsanschluss den Taktimpuls flu. Da die in dem Schiebere- ■ gister vor dem ersten Kanal gespeicherte Information eine Falschinformation ist, wird die richtige In- ^: formation, d.h. die Information die das Ergebnis des Vergleiches zwischen dem Tastenadressen-Code KA^V und den Codes in den jeweiligen Kanälen des Tastenadressen-Codespeichers KAM darstellt, nur dann erhalten, wenn das Vergleichsergebnis in jedem Kanal vom ersten bis j elften Kanal dem Koinzidenz-Detektorspeicher EQM züge- ; führt wird und wenn das Vergleichsergebnis des zwölften; Kanals direkt dem ODER-Tor OR₂ zugeführt wird. Dies i ist der Grund dafür, warum der Taktimpuls φ^ der UND- : Schaltung A₁₇ zugeführt wird.

"1"

Wenn das SignalsEQ bei anstehendem Taktimpuls fau "1 ist, erzeugt das UND-Tor Α,γ ein "1" Signal, das über ein ODER-Tor OR, einem Verzögerungs-Flip-Flop DF₂ zugeführt wird. Das Signal wird von diesem Verzögerungs-Flip-Flop DFp um eine Kanalzeit verzögert und über ein UND-Tor A₁Q auf das ODER-Tor OR, zurückgekoppelt. Auf diese Weise wird das "l"-Signal während einer Tastenzeit gespeichert, bis ein nächster Taktimpuls ,ek der UND-Schaltung A-^g über einen Inverter IN₂ zugeführt wird. Die Ausgangs-"1" des Verzögerungs-Flip-Flop DF₂ wird von einem Inverter I, invertiert und als Freigabesignal UNB verwandt. Dieses Freigabesignal UNB zeigt an, dass derselbe Code, wie der Tastenadressen-

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Code Kpfi" nicht in dem Tastenadressen-Codespeicher KAM gespeichert ist, wenn es "l" ist und dass derselbe Code, wie der Tastenadressen-Code KA^ in dem Speicher KAM bereits gespeichert ist, wenn es "O" 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 Preigabesignal UNB, das das Ergebnis der Überprüfung darstellt, wird während der nächstfolgenden Tastenzeit einem Eingangsanschluss einer UND-Schaltung A-,q zugeführt. Das Tastendatensignal KD wird um eine Tastenzeit verzögert und einem anderen Eingangsanschluss des UND-Tores A₁Q zugeführt. Es wird daher in einer Tastenzeit unmittelbar vor dem Anlegen des Tastendatensignales KD geprüft, ob ein Tastenadressen-Code einem bereits in dem Speicher KAM gespeicherten Tastendatensignal KD entspricht. Wenn das Preigabesignal UNB "1" ist, wird das Tastendatensignal KD über das UND-Tor A₁Q einem der Eingangsanschlüsse eines UND-Tores Ap₀ zugeführt. Wenn das Freigabesignal UNB "0ⁿ ist, gelangt das Tastendatensignal KD nicht aus dem UND-Tor A₁Q heraus.

Um einen neuen Tastenadressen-Code in dem Tastenadressen-Codespeicher KAM zu speichern, muss mindestens eine der zwölf Kanäle des Speichers unbelegt sein. Ein Belegungsspeicher BUM erkennt, ob in dem Tastenadressen-Codespeicher ein unbelegter Kanal zur Verfügung steht. Der Belegungsspeicher besteht aus einem

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12-stelligen Schieberegister, das eine "1" einspeichert, wenn ihm ein neues Tastensignal NKD von der UND- \ Schaltung A₂₀ zugeführt wird. Dieses "1"-Signal wird 1 sequentiell und zyklisch in dem Belegungsspeicher BUM verschoben. Das neue Tastensignal wird gleichzeitig dem Tastenadressen-Codespeicher KAM zugeführt, so dass dieser den neuen Tastenadressen-Code speichert. Dementsprechend wird das Signal "1" in einem der Kanäle des Belegungsspeichers BUM gespeichert, der dem belegten ^: Kanal des Tastenadressen-Codespeich'ers KAM entspricht. Die Inhalte der nicht belegten Kanäle sind "θ". Der ; Ausgang der letzten Stufe des Belegungsspeichers BUM zeigt also an, ob dieser Kanal belegt ist oder nicht. j Dieses Ausgangssignal wird im folgenden als Belegungssignal AIS bezeichnet.

Dieses Belegungssignal AIS wird einem der Eingangsanschlüsse des UND-Tores A₂₀ über einen Inverter I₂ zugeführt. Wenn das Signal AIS "θ" ist, d.h. ein bestimmter Kanal ist unbelegt, wird über das UND-Tor A das Tastendatensignal als neues Tastensignal dem Belegungsspeicher BUM zugeführt, worauf hin dieser in seinen entsprechenden Kanal eine "1" einspeichert.

i Gleichzeitig wird das Tor G des Tastenadressen-Code- ' j Speichers KAM so gesteuert, dass der Tastenadressen- j Code KA von einem Verzögerungs-Flip-Flop DF- in einen ! unbelegten Kanal des Speichers KAM eingespeichert wird.

Das Veriögerungs-Plip-Flop DF-, verzögert das Ausgangs,-signal KA^ des Tastenadressen-Codegenerators KAG um eine Tastenzeit, so dass ein dem Tastendatensignal KD

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entsprechender Tastenadressen-Code synchron mit dem Tastendatensignal KD gespeichert werden kann, weil das um eine Tastenzeit verzögerte Tastendatensignal K£n 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 Ap₀ über das ODER-Tor OR, dem Verzögerungs-Flip-Flop DFp zugeführt, um dieses zu setzen und das Freigabesignal UNB wird "θ". Dementsprechend wird der Ausgang des UND-Tores A,q "O", wenn das Freigabesignal UNB "θ" wird, wodurch das neue Tastensignal NKD zu "0" umgeschaltet wird. Diese Anordnung stellt sicher, dass der Tastenadressen-Code KA in nur einem, und nicht zwei oder mehreren, unbelegten Kanal des Tastenadressen-Codespeichers KAM gespeichert wird.

Auf diese Weise werden zwölf Arten von Tastenadressen-Codes in dem Tastenadressen-Codespeicher KAM gespeichert und diese Adressen-Codes werden durch den Haupttaktimpuls jrf, verschoben und die Ausgangssignale der letzten Stufe werden nacheinander dem Frequenzinformationsgenerator k zugeführt und ferner auf die Eingangsseite des Speichers KAM zurückgekoppelt, um die Ausgangssignale zyklisch zu erzeugen. Da der Wechsel jeweils alle 1 us erfolgt, erscheint derselbe Code alle 12 us.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Tastenadressen-Codes N₁-B₂* die die Noten repräsentieren, dem Frequenzinformationsspeicher zugeführt werden, und dass die die Tastaturen repräsentierenden Tastenadressen-Codes K-^K₂ zur Steuerung eines Musiktones für jede Tastatur verwendet werden.

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Es sei nun angenommen, dass ein Tastenadressen-Code in dem ersten Kanal gespeichert ist. Wenn das Tastendatensignal KD einem der Eingangsanschlüsse eines UND-Tores A₇₀ zugeführt ist, wird dem anderen Eingangsanschluss des UND-Tores A₇₀ ein "1"-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 A₇₀ nur während der dem ersten Kanal entsprechenden Zeit durchgelassen und in dem ersten Kanal des Anschlagsspeichers KOM gespeichert.

Die Speicherung des "l"-Signales 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-Startsignal ES einem Anschluss T₁ zugeführt. Dieses Anhall-Startsignal ES wird kontinuierlich erzeugt, bis das Signal "1" des ersten Kanals des Anschlagspeichers 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 IN-, erzeugte "l"-Signal einem der Eingangsanschlüsse des UND-Tores A₇₀ zugeführt wird, Das Koinzidenzsignal EQ wird immer noch dem anderen Eingangsanschluss des UND-Tores A₇₀ zugeführt. Dementsprechend wird ein "l"-Signal in dem ersten Kanal eines Austastsp^ichers KFM gespeichert. Der Inhalt des ersten Kanals wird in dem Austastspeicher KFM schrittweise weitergeschoben und aus der letzten Speicher-

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stelle als "l"-Signal ausgespeichert. Dies ist das ⁿl"-Signal, das einem Anschluss T₂ zugeführt wird und den Austastzustand (Beendigung des Niederdrückens der Taste) darstellt und im folgenden als Abkling-Startsignal DIS bezeichnet wird.

Der Inhalt der Speicher des Tasten-Übertragers 3 wird dadurch gelöscht, dass an den Eingangsanschluss eines ODER-Tores ORp₂ ein Zählendesignal DP angelegt wird, das' von einem noch zu erläuternden Hüllkurvenzähler er- j zeugt wird, wenn die Ausgabe der Hüllkurven-Wellenfor- !

men beendet ist. Das Ausgangssignal der ODER-Schaltung ORp₂ wird ferner als Löschsignal CC zum Löschen sämtlicher Zähler verwandt. Ein Eingangssignal IC des ODER-Tores OR₂₂ ist gleichzeitig Eingangssignal zum Rücksetzen der jeweiligen Speicher und Zähler in ihren Anfangszustand beim Einschalten der Stromversorgung.

III. Frequenzmodulation durch Rauschen

Pig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Frequenz-Informationsgenerators 4. Bei dem Ausführungsbeispiel ist ein Addierer 12 als Recheneinrichtung vorhanden.

Der Frequenz-Informationsspeicher 7 speichert die den jeweiligen Tastenadressen-Codes entsprechende Frequenzinformation und erzeugt eine Frequenzinformation F₁ bis F,j^ für einen speziellen Tastenadressen-Code (eine ausgejwählte Kombination aus N,, N₂, N-*, N^, B₁ und B₂), wenn dieser Tastenadressen-Code angelegt ist.

Die zu speichernde Grundfrequenzinformation besteht aus einer geeigneten Bitzahl, z.B. 14, wie bei dem vorliegenden AusfUhrungsbeispiel. Ein Bit der höchst-

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wertigen Stelle bildet einen Ganzzahlbereich und die übrigen Bits, z.B. 13* bilden einen Bruchzahlbereich. Die nachfolgende Tabelle I stellt ein Beispiel für die Frequenzinformation dar, die den Tastenadressen-Codes der Tasten V-r-Cc* üß¹, Fp. und Cg entspricht. In der Tabelle stellt die F-Zahl die Frequenzinformation F₁ bis F-,h, ausgedrückt in Dezimalschreibweise dar, wobei die höchstwertige Stelle F₁₂, in dem Ganzzahlbereich liegt.

Tabelle I

Grundfrequenzinformation F₁ - F₁^ F-Zahl

ι :

Taste Ganzzahl-¹ Bruchzahlbereich
bereich '

14 |13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

Cl	0	I °	0
C2	0	I 0	0
C3	0	0	0
	0	0	1
C5 »f	0	1	1
E5	0	1	1
C^	1	0	0
1	1	0

ooi loioiioo 0.052325

011 01011001 0.104650

110 10110010 0.209300 101 01100101 0.418600 010 11001010 0.837200

111 11011100 0.995600 001 11000000 1.054808 101 10010100 1.674400

Die Grundfrequenzinformation wird auf einen Wert abge-

ϊ stimmt der einem Musikton mit Nominaltonhöhe entspricht, welcher nicht durch Rauschenfrequenz moduliert worden ist. Es sei angenommen, dass die Probenamplituden einer Periode einer Musikton-Wellenform in einem Wellenformspeicher 6 ge-! speichert sind, dessen Probenzahl η = 64 beträgt. Wenn .· die. Frequenz eines zu reproduzierenden Musiktones mit f(Hz) bezeichnet wird, darn ist die die Grundfrequenz-

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information bezeichnende F-Zahl durch die folgende \ Gleichung (1) gegeben. Wenn eine Tastenzeit a (us) ist, beträgt die Anzahl,mit der F pro Sekunde in den Frequenzzählern 5a - 5c gezählt wird: !

F=fx64xax 10"⁶ (l).

Diese Frequenzinformation F wird in dem Speicher 7 ent- ; sprechend der Frequenz der zu erzeugenden Note gespeichert, Dies ist die in Tabelle I dargestellte Grundfrequenz

F₁ bis F₁₄. · j

Die Frequenzinformation F-, bis F-,u wird, nachdem sie aus dem Frequenzinformationsspeicher 7 ausgelesen wurde, dem : Addierer 12 als erster Summand zugeführt. Als zweiter j Summand wird dem Addierer die Rauschinformation Pg bis | P-J, von der Rauschinformationsgeneratorschaltung 9 zugeführt.

Der Rauschinformationsgenerator 9 ist in der Weise konstruiert, dass der Grundfrequenz eines zu erzeugenden

Musiktones eine maximale Frequenzdifferenz von + 18 Hz erteilt wird.

Im folgenden wird die Erzeugung der Rauschimpulse NP erläutert.

Als Rauschimpulsgenerator 10 wird ein konventioneller Maxima!längenzähler verwandt. Der Maximallängenzähler erzeugt regellos einen Impuls mit einer bestimmten Impulslänge und enthält ein - 17 Bit-Schieberegister SR₂ mit einem einzigen Eingang und parallelem Ausgang, eine ODER-Schaltung OR₂₀ , der die Ausgänge sämtlicher Stufen des Schieberegisters SR₂ zugeführt sind,und einen Inverter I₁-, der der ODER-Schaltung OR₂₀ nachgeschaltet ist, sowie eine Exclusiv-ODER-Schaltung EOR₁ an die

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die Ausgänge der vierzehnten und siebzehnten Stelle des Schieberegisters SR₂ gelegt sind. Ferner ist eine ODER-Schaltung ORp₁ vorhanden, mit der die Ausgänge des Inverters I und der Exclusiv-ODER-Schaltung EOR₁ verbunden sind und deren Ausgang an den Eingang des Schieberegisters SRp angeschaltet ist. Der Ausgang der siebzehnten Stelle des Schieberegisters SR₂ wird als Rauschimpuls NP ausgegeben.

Eine Periode des von einem Maximallängenzähler der oben beschriebenen Konstruktion erzeugten Impulszuges beträgt

IT
bekanntermassen 2-1 (d.h. Anzahl der Verschiebungen) multipliziert mit der Zeit für eine Verschiebung. Die Periode zur Erzeugung eines Schiebeimpulses SyC für das Schieberegister SR₂ beträgt 23 με, wie in Figur 6(i) j dargestellt ist. Dementsprechend beträgt eine Periode ' des am Ausgangsanschluss des Schieberegisters erzeugten ^:

Impulszuges (2¹⁷ - 1) χ 25 χ ΙΟ"⁶= 3,277 (sec). Diese j Zeit dauert es,bis dasselbe Impulsmuster sich wieder- ■ holt. In dem Fall, dass ein Signal desselben Musters ! mit einer Periode von 1 bis 2 Sekunden wiederholt er- j zeugt wird, kann ein Signal kaum vom menschlichen Gehör als Rauschen empfunden werden. Wenn das Signal jedoch :

mit einer Periode in der Grössenordnung von 3 Sekunden j

I wiederholt wird, wird die Periodizität des Signales j kaum bemerkt, so dass angenommen werden kann, dass der

Rauschimpuls NP regellos erzeugt wird. Da ferner der I

Rauschimpuls für 12 Töne im time-sharing-Betrieb er- ! zeugt wird, beträgt die Periode für den Rauschimpuls NP für einen Kanal (einen Ton) 3,277 χ 12 (sec). Es leuchtet

ein, dass die Periodizität eines derartigen Signales I

überhaupt nicht wahrnehmbar ist. Die Impulslänge der -

Rauschimpulse beträgt 25 ns. Die Impulslänge der Schiebe- !

/ i

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impulse SyC kann relativ lang gewählt werden, so dass als Schieberegister SR₂ ein Schieberegister ausreicht, das mit niedriger Geschwindigkeit läuft. Dies fördert die Kompaktheit und die niedrigen Herstellungskosten des Gerätes. Die Konstruktion des Rauschimpulsgenerators 10 ist nicht auf das oben beschriebene Beispiel beschränkt, sondern man kann die Rauschimpulse NP auch mit anderen Einrichtungen erzeugen, die sich als Rauschimpulsgenerator 10 eignen.

Der Rauschimpuls NP wird der Rauschinformationsgenerator-: schaltung 9 zugeführt, in der die erste Rauschinfor- | mation oder die zweite Rauschinformation in Abhängigkeit davon erzeugt werden, ob der Rauschimpuls NP ansteht oder nicht (1,0). Der Rauschinformationsgenerator 9 ent- j hält einen Dekodierer D-*, der ein aus 2 Bit bestehendes' Tiefensignal W₁, W₂ dekodiert und eine logische Schaltung; die die erste oder zweite Rauschinformation Pg bis P₁^ als Antwort auf den Rauschimpuls NP erzeugt und die Amplitude der Rauschinformation Pg bis P₁₂, entsprechend dem dekodierten Tiefensignalen W₁, W₂ steuert.

Die Rauschinformation Pg bis P,h kann in einer Anzahl Stufen, z.B. 4 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, gesteuert werden. Die Steuerung folgt entsprechend den Inhalten der Tiefensignale W-,,W₂. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist angenommen, dass das Tiefensignal W₂JW₁ eine "Tiefe 0" repräsentiert, einen Zustand in dem keine Frequenzmodulation hervorgerufen werden soll. Dabei ist das Tiefensignal W^W₁ = 00. Ist dieses Tiefensignal 0 l,dann ist "Tiefe 1" eingeschaltet; ist es 1 0, dann ist "Tiefe 2" eingeschaltet und ist es 1 1, dann ist "Tiefe 3" eingeschaltet. Der Grad an Tiefe steigt stufenweise an (d.h. der Wert der Rauschinformation Pg - P₁^ kann stufenweise erhöht werden).

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Der Tiefensignalgenerator 11 enthält einen (nicht dargestellten) Operator, an dem ein gewünschtes Tiefensignal Wg,W₁ einstellbar ist, und eine Matrixschaltung zur Umwandlung des von dem Operator abgegebenen Sig-.nales in das Tiefensignal W₂,W-,. In dem Fall, dass die Rauschmodulation für jede Tastatur separat durchgeführt werden soll, ist für jede Tastatur ein Operator und eine Matrixschaltung erforderlich. Zusätzlich dazu ist eine Datenauswahlschaltung vorgesehen, die die Tiefensignale W,,W₂ selektiv ausgibt. Die Tiefensignale werden für jede Tastatur in Abhängigkeit von dem von dem Tasten-Übertrager 3 kommenden Tastatur-Code K,, K₂, erzeugt.

Der Dekodierer D-, erzeugt ein. . "l"-Signal an einer Ausgangsleitung i ~, wenn das Tiefensignal Wo»W-, = 00 ist, ein "l"-Signal an einer Ausgangsleitung £,, wenn das Tiefensignal W^W₁ = 01 ist, ein "l"-Signal an einer Ausgangsleitung Lo> wenn das Tiefensignal W₂,W^ = 10 ist ,und ein "l^w-Signal an einer Ausgangsleitung ^¹-,, wenn das Tiefensignal W₂^W₁ = 11 ist. Das Signal an Ausgangsleitung £_Q wird einem der Eingangsanschlüsse einer UND-Schaltung A,-₂ über einen Inverter Ig zugeführt und das Signal an Ausgangsleitung A wird jeweils einem Eingangsanschluss jedes UND-Tores A^q und A₁-Q zugeführt. Das Signal an Ausgangsleitung ^₂ liegt am Eingang einer ODER-Schaltung OR₂₂ und ferner an einem Eingang der UND-Schaltung A₅₁. Das Signal der Ausgangsleitung /,, liegt direkt an der ODER-Schaltung OR₂^. Der Rauschimpuls NP wird den anderen Eingangsanschlüssen der UND-Schaltungen A^q bis A^₂ zugeführt.

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Der Ausgang der UND-Schaltung A^g ist mit der ODER Schaltung OR₂₂ verbunden und die Ausgänge der UND-Schaltungen Af-Q und Ac₁ sind mit ODER-Schaltung OR verbunden.

Entsprechend der oben beschriebenen Konstruktion wird das Signal an Ausgangsleitung -^₁, an der niedrigst wertigen Stelle Pg der Rauschinformation Pg bis P^ erzeugt. Der Ausgang der ODER-Schaltung ORo₂ ^{ist an} der zweiten Stelle P₇ vorgesehen und der Ausgang der ■ ODER-Schaltung ORp-, an der dritten Stelle Pg. Der i

Ausgang der UND-Schaltung zur höchstwertigen Stelle

ist an der vierten bis bis P,^ vorgesehen.

Die Werte der in Abhängigkeit von dem Tiefensignal W₂, W-, und dem Rauschimpuls NP erzeugten Rauschinformation

15	P6	bis P-J, sind	W2W1	O	1	Rausch signal	, als	b	Beispiel,	in	0	0	>pu	P10	Tabelle	P8	II	wieder-
	gegeben.	O			NP					0	0	0	0		0
			1		O	T a	e 1 ]	II	0	0	0	0		0
	Tiefensignal	O		1				1	1	0	0		0
			O	O			Rauschinformation	0	0	1	1	P9	1	P7	P6
	Tiefe	1		1	. e	pl4	1	1	0	0	0	0	0	0
	O		O		0	0	0	pH	1	0	pH	0	0
	1	1	0	1	1	0	0	0	1	0	1
1		O	0		1	1	1	1	1	1
	H	1	0	1	0
2		0	1	1	0
		1		0	0
3		0	ι	0	0
		1

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Die Erzeugung dieser Rauschinformation wird am Beispiel von"Tiefe 3"in Tabelle II erläutert.Wenn kein Rauschimpuls NP erzeugt wird (Signal "θ") sind die UlTO-Schaltungen Ajnq bis Ac₂ gesperrt. Da in dieser Zeit das "1"-Signal an Ausgangsleitung /, der ODER-Schaltung OR₂-, zugeführt wird, erzeugt nur OR₂-* "l"-Signal. Dementsprechend wird nur der Inhalt der achten Stelle Pg als "1"-Signal dem Addierer zugeführt und die Inhalte der übrigen Stellen sind sämtlich "θ". Wenn der Rauschimpuls NP erzeugt wird (Signal "l"), wird die UND-Schaltung A₅₂ geöffnet, so dass die UND-Schaltung A^₂ und die ODER-Schaltung ORp, jeweils ein "l"-Signal erzeugen. Dementsprechend sind die Inhalte der Stellen Pg bis P^ "l" und die Inhalte der Stellen P₇ und Pg sind "O". Die Rauschinformation Pg bis P.j,, die erzeugt wird wenn kein Rauschimpuls NP erzeugt wird (Signal "O") wird beispielsweise zur ersten Rauschinformation gemacht und die Rauschinformation Pg bis P.j,, die erzeugt wird wenn der Rauschimpuls NP ansteht (Signal "l"),wird zur zweiten Rauschinformation gemacht.

In der oben beschriebenen Weise werden die erste und die zweite Rauschinformation in Abhängigkeit davon erzeugt, ob ein Rauschimpuls NP ansteht oder nicht.

Die erste Rauschinformation in Tiefe J>, ausgedrückt in Dezimalschreibweise mit der höchstwertigen Stelle P-, h an der ersten Stelle, beträgt etwa 0,0156. Da die Rauschinformation, wie oben schon erwähnt, durch eine Frequenzdifferenz Λ F repräsentiert ist, können F und f in Gleichung (1) durch ΔF und AX ersetzt werden:

0,0156 =64 χ Af xa χ ΙΟ"⁶ ... (2).

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Wenn a χ 64 χ 10 = 0,00086356 ist, ist if = 0,0156 -ι-0,00086365 *= l8. Dies bedeutet, dass eine Frequenzdifferenz in der Grössenordnung von etwa l8 Hz durch die erste Rauschinformation vorgegeben ist.

Andererseits gibt die zweite Rauschinformation eine Frequenzdifferenz von etwa -l8 Hz gegenüber der Grundfrequenz, wie weiter unten noch erläutert wird.

Aus Tabelle II ersieht man, dass in den Fällen "Tiefe 2" und "Tiefe 1" etwas geringere Werte der Frequenzdifferenz entstehen als im Fall von "Tiefe 3".

Es sei angenommen, dass der Rauschimpuls NP regellos erzeugt wird, wie Fig. 7 (a) zeigt. Die erste Rauschinformation wird sequentiell in der durch die unschraffierten Bereiche angegebenen Weise erzeugt und die zweite Rauschinformation in der durch die schraffierten Bereiche in Figur 7 (d) angegebenen Weise.

Als Addierer 12 kann ein beliebiger digital arbeitender Addierertyp eingesetzt werden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Addierer benutzt, an dessen Eingangsanschlüsse B die Grundfrequenzinformation F₁ bis F-j^ von dem Speicher 7 als erster Summand gelegt ist. An den zweiten Eingangsanschlüssen A von der sechsten bis zur höchstwertigen Stelle liegt die Rauschinformation Pg bis P₁^ vom Rauschinformationsgenerator 9 als zweiter Summand. Ferner ist ein Register zur zeitweiligen Speicnerung des Ausgangssignales einer jeden Stelle des Addierers 12 und ein Register zur zeitweiligen Speicherung (für 1 us) eines Übertragssignales eventuell zusätzlich vorgesehen. In diesem zuletzt genannten Fall wird ein

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Zwischenergebnis der Addition in dem ersten Register zirkulierend alle 1 us als Antwort auf den Haupttaktimpuls ^, dem Eingang des Addierers 12 zugeführt und zu dem von dem zweiten Register her angelegten Übertragssignal hinzuaddiert. Das Ergebnis der Addition S₁ bis S,h wird über eine Torschaltung 13 einem Ausgabeschieberegister 14 zugeführt.

Unter der Annahme, dass die Frequenzinformation F₁ bis F₁]J, der Note C^ von dem Speicher 7 erzeugt wird, wird im folgenden die Rechenoperation des Addierers 12 erläutert. Wenn das Tiefensignal W-^W₂ auf "Tiefe 3" gestellt ist und die erste Rauschinformation erzeugt wird, wird als Ergebnis der Addition S₁ bis S₁^ ein Wert durch Addieren der ersten Rauschinformation zur Grundfrequenz

information F₁ bis

gemäss Tabelle III erzeugt.

Tabelle III

NP=O	1.Summand	NP-I	1.Summand	0	0	0	0	0	0	1	0	0 .....
2.Summand		2.Summand	0	0	1	1	0	1	!D	1	1
Additions resultat		Additions resultat	0	0	1	1	0	1	1	1	1
Stelle	14	13	12	11	10	9	8	7	6 ......
1	1	1	1	1	1	1	0	0
0	0	1	1	0	1	0	1	1 ......
0	0	1	1	0	0	1	■ ι	1

Wenn die zweite Rauschinformation erzeugt wird (NP =1), wird ein Übertragsignal von der vierzehnten, d.h. der höchstwertigen Stelle,zu einer fünfzehnten Stelle während

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des ÜberfHessens unterdrückt. Dementsprechend wird als
Ergebnis der Addition S₁ bis S₁^ ein Wert erzeugt, der
im wesentlichen durch Subtraktion der ersten Rauschinformation von der Grundfrequenzinformation entstanden ist.

Die Frequenzmodulation wird in der Weise durchgeführt, i dass eine Frequenzdifferenz von 18 Hz der Grundfrequenz
hinzuaddiert wird, wenn die erste Rauschinformation erzeugt wird, wogegen die Frequenzdifferenz von 18 Hz von : der Grundfrequenz abgezogen wird, wenn die zweite Rauschinformation erzeugt wird. Die Frequenzinformation Fm₁ ; bis Fw₁Ji > die *^η °^^Γ oben beschriebenen Weise frequenzmoduliert worden ist, wird vom Addierer 12 erzeugt.

Bei der Konstruktion des Frequenzinformationsgenerator 4

müssen die Operationszeit des Frequenzinformationsspeichers 7,der aus einem geeigneten konventionellen Speicher be- \ steht, beispielsweise einem Festwertspeicher, sowie die | für die Addition im Addierer 12 benötigte Zeit berück- ! sichtigt werden. Zur Erzielung eines ordnungsgemässen Be- \ triebes ist unerlässlich, dass die für die Addition be- i nötigte Zeit mit der Operation des gesamten Systems
synchronisiert wird. Erflndungsgemäss ist ein Synchronisiersignalgenerator 15 zur Synchronisierung zwischen den
verschiedenen Baugruppen des Systems vorgesehen.

Es sei angenommen, dass die Maximalzahl der gleichzeitig
zu erzeugenden Musiktöne 12 beträgt. Die Synchronisiersignalgeneratorschaltung 15 enthält ein 25-Bitschieberegister mit einem Eingang und paralleler Ausgabe, ein
ODER-Tor OR^, das an die Ausgänge der ersten bis vierundzwanzigsten Stelle des Schieberegisters SR₁ angeschlossen ist,und Inverter I, und I₂^. Der Inhalt des

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Schieberegisters SR, wird gesteuert durch den Taktimpuls ^, in jeweils 1 us 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 Sy Die Beziehung zwischen den jeweiligen Impulsen Sy 1, Sy 6, Sy 25 und Sy 25 sind in den Figuren 6(c) bis 6(f) abgebildet. Figur* 6(a) zeigt die Kanalzeit. Die Ausgänge der ersten bis zwölften Stelle sind mit einer ODER-Schaltung OR₁Q verbunden, deren Ausgang an den Rauschimpulsgenerator 10 zur Übertragung der in Fig. 6(i) dargestellten Schiebeimpulse SyC angeschlossen ist.

Eine Proben- und Halteschaltung l6a hält die Tastenadressen-Code N-J-Bo während einer Impulsperiode der Synchronisierimpulse Sy 1 (d.h. 25 us) gespeichert und liefert diese Tastenadressen-Code an den Frequenzinformationsspeicher 7* bis der nächste Impuls Sy 1 kommt. Eine Probenhalteschaltung 16b hält in gleicher Weise die Tiefensignale W,-W₂ vom Tiefengenerator 11 während einer Impulsperiode des Synchronisierimpulses Sy 1 gespeichert und liefert diese Signale an den Rauschinformationsgenerator 11, bis der nächste Impuls Sy 1 kommt.

Eine erste Torschaltung 17a besteht aus mehreren UND-Schaltungen, von denen jede an einem Eingang mit einer entsprechenden Ausgangsstelle F^ bis F·,^ &^es Frequenzinformationsspeichers 7 verbunden ist und an ihrem zweiten Eingang den Synchronisationsimpuls Sy 6 empfängt .

O 9 8 5 O / O 3 8 δ

Eine zweite Torschaltung 17b besteht in gleicher Weise aus mehreren UND-Schaltungen, von denen jede mit einem Eingang an die entsprechende Ausgangsstelle Pg bis P₁₂, des Rauschinformationsgenerators 9 angeschlossen ist. Diese Torschaltungen 17a und 17b liefern bei Ankunft des Synchronimpulses Sy 6 die Frequenzinformation P₁ bis P₁₂, und die Rauschinformation Pg bis P₁₂, an den Addierer 12, und zwar jeweils an den Eingang für den ersten bzw. zweiten Summanden.

Da das Intervall zwischen den Synchronisierimpulsen Sy und Sy 6 5 ^s beträgt, kann das Auslesen des Speichers innerhalb von 5 /is beendet werden, wie Fig. 6 (g) zeigt. Die Operationszeit des Speichers 7 ist daher ausreichend sichergestellt. Ferner reicht ein Festwertspeicher mit

niedriger Ausgabegeschwindigkeit als Speicher 7 aus, so dass der Speicher 7 sehr kompakt und mit geringen Kosten hergestellt werden kann.

Eine dritte Torschaltung 13 enthält UND-Tore A₂₁ bis A-I₂J, von denen jedes mit einem Eingang an die entsprechende Ausgangsstelle des Addierers 12 angeschlossen .ist, während der andere Eingang den Synchronisierimpuls Sy 25 empfängt. Ferner enthält die Torschaltung 13 UND-Schaltungen A-*,- bis A₂^q, von denen jede mit einem Eingang ein Rückkopplungsignal von der letzten Stufe eines entsprechenden Schieberegisters von der Ausgang-Bchieberegistergruppe 14 erhält und am anderen Eingang das Signal Sy 25 empfängt, das die entgegengesetzte Polarität aufweist wie der Synchronisierimpuls Sy 25. Ferner enthält die Torschaltung 13 ODER-Tore ORc bis OR^g von denen jedes die Ausgangssignale entsprechender UND-Tore A₂₁ bis A^ und A,,- bis A₂^g empfängt. Wenn

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die dritte Torschaltung 13 den Synchronisierimpuls Sy 25 empfängt, liefert sie Signale S₁ bis S₁^, die die Ergebnisse der in dem Addierer 12 durchgeführten Addition darstellen,(d.h. die Frequenzinformation P, bis F₁₁J₁Ji * die durch das Rauschen frequenzmoduliert worden ist), an die jeweiligen Eingänge der Schieberegister der Ausgabeschieberegistergruppe 14. Wenn der Synchronisierimpuls Sy 25 nicht an die dritte Torschaltung gelegt ist, laufen die Ausgangsdaten der Schieberegistergruppe 14 weiter um.

Da das Intervall zwischen den Synchronisierimpulsen Sy 6 und Sy 15 19 ^s beträgt, wie Fig. 6 (h) zeigt, ist die Operation des Addierers 12 ausreichend abgesichert. Das Signal Sy 25 dient zum Rücksetzen des Additionsergebnisses.

Jedes Schieberegister der Ausgabeschieberegistergruppe 14 besitzt 12 Wörter, von denen jedes aus 14 Bit besteht, und wird nacheinander von dem Taktimpuls ^₁ weitergeschoben. Die Ausgabeschieberegistergruppe 14 dient dazu,das Additionsergebnis S₁ bis S₁^ im time-sharing-Betrieb an mehrere Kanäle weiterzuleiten. Fig. 6 (a), in der die jeweiligen Kanalzeiten abgebildet sind und Fig. β (b), in der die Periode zur Erzeugung der Synchronisierimpulse dargestellt sind, zeigen, dass der Tastenadressen-Code N₁ bis Bp und das Tiefensignal W-,,Wp jeweils in den Probenhalteschaltungen l6a und l6b in der Reihenfolge des ersten, zweiten .... Kanales jedes Mal dann eingespeichert werden, wenn der Synchronisierimpuls Sy 1 an diese Probenhalteschaltungen löa und l6b angelegt wird.

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Infolge davon wird das Additionsergebnis für jeden Kanal (d.h. für jede Taste oder jeden Ton), das in dem Addierer 12 ermittelt worden ist, sequentiell mit einem Intervall von 25 ns pro Kanal vom Addierer ausgegeben.

Fig. 7 (c) zeigt ein Zeitdiagramm, des von dem Addierer 12 für jeden Kanal ermittelten Additionsergebnisses. Es dauert 300 us bevor die Additionsergebnisse für alle Kanäle von dem Addierer 12 ausgegeben worden sind. Das Ausgangssignal der letzten Stufe einer jeden Ausgabeschieberegistergruppe 14 ist rückgekoppelt und die Daten für einen speziellen Kanal werden in jeder Tastenzeit rezirkuliert, um die Schieberegistergruppe 14 in die Lage zu setzen, in jeder Tastenzeit das Additionsergebnis S₁ bis S-jh ^fu>r den speziellen Kanal an die Frequenzzähler 5a bis 5c als frequenzmodulierte Frequenzinformation F , bis F_mlh weiterzuleiten. Neue Daten werden in dem speziellen Kanal alle 300 us gespeichert.

Nimmt man z.B. den ersten Kanal der Figuren 7 (b) und 7 (c),so beginnt die Erzeugung der zweiten Frequenzinformation F , bis F -j^ (d.h. der Frequenzinformation

die im Falle von"Tiefe 3"einer Frequenz entspricht,die um 18 Hz niedriger ist als die Grundfrequenz), die durch die zweite Rauschinformation (schraffierter Bereich) frequenzmoduliert worden ist,zu einem Zeitpunkt t,. Die zweite Frequenzinformation wird den Frequenzzählern 5a bis 5c mit einer Periodendauer von 25 us während 300 us 25 mal zugeführt. Von einem Zeitpunkt tp an, wird die erste Frequenzinformation F-, bis P .u (d.h. die Frequenzinformation entsprechend einer Frequenz, die im Falle von"Tiefe 3"um 18 Hz höher ist als die Grundfrequenz), die durch die erste Rauschinformation modu-

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liert ist (unschraffierter Bereich), in gleicher Weise den Frequenzzählern 5a bis 5c zugeführt.

Ob die Grundfrequenzinformation durch die erste Rauschinformation oder die zweite Rauschinformation moduliert wird, wird willkürlich bzw. regellos bestimmt. Statistisch ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Grundfrequenzinformation durch die erste oder die zweite Rauschinformation moduliert wird,50 %, d.h. gleich.

TV Erzeugung der Wellenform eines Musiktones

Die niedrigstwertigen Stellen bis hinauf zur sechsten Stelle der Frequenzinformation F , bis F -, u werden von dem Ausgang des Schieberegisters lh 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 AD₁ bis AD-, und Schieberegister SF, bis SF-,, wie Fig. 9 zeigt. Jeder der Addierer AD-, bis AD-, addiert das Ausgangssignal des entsprechenden Schieberegisters SF-, bis SF-, zu dem Ausgangssignal der Ausgabeschieberegistergruppe 14. Die Schieberegister SF₁ bis SF-, können zwölf Arten von Ausgangssignalen in zeitlicher Folge von den Addierern AD₁ bisAD-, speichern, und sie auf die Eingangsseite der Addierer AD₁ bis AD-, zurückkoppeln. Die Schieberegister SF-, bis SF-, 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 Frequenzinformationsspeicher k die in den 12 Kanälen

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(Schieberegisterstellen) des Tastenadressen-Codespeichers KAM gespeicherten Tastenadressen Codes im time-sharing-Betrieb erhält und die Frequenzinformation 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 SF-, des Bruchzahlzählers 5a "θ" ist, werden anfangs die ersten 6 Bit des Bruchzahlbereiches in den ersten Kanal des Schieberegisters SF-, eingespeichert. Nachdem eine Tastenzeit vergangen ist, werden neue Frequenzinformationssignale P- bis Fg zu den bereits in dem ersten Kanal gespeicherten Inhalt hinzuaddiert. Diese Addition wird in jeder Tastenzeit wiederholt und die Signale F , bis Fg werden kumulativ zu den gespeicherten Inhalten hinzuaddiert. Wenn bei der Addition ein Übertrag stattfindet, wird ein Übertragssignal C-, von dem Zähler 5a zum nächsten Zähler 5b gegeben. Der Bruchzahlzähler 5b besteht aus dem Addierer AD₂ und dem Schieberegister SF₀, das ebenfalls eine kumulative Addition der Frequenzinformationssignale F ~ bis F., durchführt, d.h. der nächsten 7 Bit des Bruchzahlbereichs. Das Ubertragssignal C-, legt, wenn ein Übertrag als Ergebnis der Addition stattfindet, ein Übertragssignal C₂ an dem Addierer AD,. Der Ganzzahlzähler 5c besteht aus dem Addierer AD-, und dem Schieberegister SF-, und empfängt das Einzelbit F_ffll^ und das Übertragssignal C₂ vom Addierer ADp 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 SF- gespeicherten 7 Bit werden nacheinander dem Wellenformspeicher zugeführt, um die auszulesenden Adressen zu bestimmen.

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Wenn eine Periode der Wellenform eines zu erzeugenden Musiktones in Form von Probenpunkten mit der Probenzahl η = 64 gespeichert ist, ist der Ganzzahlzähler 5c derart aufgebaut, das er 64 Stellen hat und dass die eine Wellenformperiode beendet wird, wenn ein kumulativ Wert der Frequenzinformation F, bis F *u auf 64 angestiegen ist.

Da die Rauschinformation Pg bis F,u nicht erzeugt wird, wenn das Tiefensignal W₂^W₁ = 00 ist, wird die Grundfrequenzinformation F₁ bis F_mlh. direkt den Zählern 5a bis 5c zugeführt. Die Geschwindigkeit des Anwachsens des Kumulativwertes in den Zählern 5a bis 5c ist daher konstant und die Periode des Auslesens des Wellenformspeichers 6 ist ebenfalls konstant. Daher wird eine Musikton-Wellenform entsprechend der Grundfrequenz erzeugt, ohne dass eine Frequenzmodulation durch Rauschinformation stattfinden würde.

Wenn die erste oder die zweite Rauschinformation regellos erzeugt werden, wird das Auslesen der Wellenform aus dem Speicher 6 entsprechend geändert. In dem Fall, dass das Auslesen durch den Kximulativwert der Frequenzinformation F₁ bis F ,j, durchgeführt wird, die durch die erste Rauschinformation: frequenzmoduliert worden ist, wird eine Musikton-Wellenform entsprechend einer Frequenz f., erzeugt, die um eine bestimmte Frequenzdifferenz (18 Hz in "Tiefe 3") höher ist als die Grundfrequenz. In dem Fall, dass das Auslesen durch den Kumulativwert der Frequenzinformation F₁ bis F_mlii erfolgt, die durch die »weite Rauschinformation frequenzmoduliert worden ist, wird eine Musikton-Wellenform entsprechend einer zweiten Frequenz fp erzeugt, die um eine bestimmte Frequenz-

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differenz (l8 Hz bei "Tiefe 3") niedriger ist als die Grundfrequenz.

Wenn die erste und die zweite Rauschinformation regellos erzeugt werden,weicht die Frequenz des reproduzierten Musiktones willkürlich zu einer der Frequenzen i^ und f₂ hin ab. Hierdurch wird ein eigenwilliger Musikton erzeugt, der einen rauhen Stimme ähnelt. Der Grundton des auf diese Weise erzeugten Musiktones ist, für das menschliche Gehör wahrnehmbar, dem Hauptwert der Frequenzen f, und fg, d.h. dem Grundton der Grundfrequenz gleich, weil die Wahrscheinlichkeit, dass die erste oder die zweite Rauschinformation erzeugt werden, 50 % beträgt, wie oben schon erläutert wurde. Demnach wird ein gefälliger Ton mit rauher Färbung mit dem Nominal-Grundton der ausgewählten Note reproduziert.

Bei dem obigen Ausführungsbeispiel ist der Addierer 12 die Recheneinrichtung 8. Die Recheneinrichtung 8 ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern kann auch so ausgebildet sein, dass die zweite Rauschinformation als Komplement der ersten Rauschinformation gebildet wird, wobei eine Additions- und Subtraktionsschaltung zur Berechnung des Komplementes dient. In diesem Fall muss die Rauschinformation als ein Verhältnis zur Grundfrequenzinformation Fi bis F-,h vorliegen.

V. Erzeugung einer Hüllkurven-Wellenform

Die Wellenform eines Musiktones wird aus dem Wellenformspeicher ausgelesen, wie oben schon erläutert wurde. Die Gesamthöhe des Musiktones wird von dem Ausgangssignal des Hüllkurvenspeichers 21 gesteuert. Das Aus-

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lesen einer Hüllkurven-Wellenform aus dem Hüllkurvenspeicher 21 wird von dem Hüllkurvenzähler 20 gesteuert. Das Auslesen der Hüllkurven-Wellenform wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben.

Fig. 9 zeigt ein Beispiel eines Hüllkurvenzählers 20. Der Hüllkurvenzähler 20 enthält einen Addierer AD,- und ein Schieberegister SR₁- für zwölf Wörter zu je 7 Bit. Das Additionsergebnis des Addierers ADp- wird in je 1 Tastenzeit den entsprechenden Kanälen des Schieberegisters SRc zugeführt. Im einzelnen addiert der Addierer 5 die Ausgangssignale des Schieberegisters SRp; und die Taktimpulse und erzeugt ein Ergebnis S, das dem Eingangsanschluss des Schieberegisters SR_K zugeführt wird. Dadurch wird bewirkt, dass der Hüllkurvenzähler 20 fortlaufend eine Kumulativzählung in bezug auf jeden der Kanäle durchführt.

Ein Ausgangssignal, das den gezählten Wert repräsentiert, wird von dem Hüllkurvenzähler 20 einem Hüllkurvenspeicher 21 zugeführt. Die in einer dem gezählten Wert entsprechenden Adresse gespeicherte Wellenformamplitude wird fortlaufend aus dem Speicher 21 ausgelesen. Der Hüllkurvenspeicher 21 speichert eine Anhall-Wellenform ATT 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. dreiund-sechszigsten Adresse, reichen.

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

Wenn das Anhall-Startsignal ES einem Anschluss TE, zugeführt wird, gibt eine UND-Schaltung Ag₁ einen

Taktimpuls AP an den Addierer AD₅. Die UND-Schaltung Ag-, ist zuvor dadurch vorbereitet worden, dass an ihren anderen Eingängen die invertierten Ausgangssignale "O" einer UND-Schaltung Ag₀ bzw. einer ODER-Schaltung O anlagen. Die Umkehrung der Signale der UND-Schaltung und der ODER-Schaltung 0R-,_Q erfolgte durch Inverter INg und INf-. Der Addierer ADj- und das Schieberegister SR₁- zählen nacheinander die Anhall-Taktimpulse und geben dabei die Anhall-Wellenform ATT des Hüllkurvenspeichers 2 aus. Wenn der gezählte Wert 16 erreicht hat, wird ein Ausgangssignal "1" von der ODER-Schaltung OR-.Q erzeugt und der Anhall-Taktimpuls AP wird von der UND-Schaltung Ag-, nicht mehr durchgelassen. Der Anhall-Taktimpuls AP Y/ird weiterhin daran gehindert, bei den folgenden Zählungen die UND-Schaltung 8l zu passieren. Demnach wird die Zählung beendet und die bei der Adresse 16 des Hüllkurvenspeichers EM gespeicherte Amplitude wird weiterhin ausgelesen. Auf diese Weise ist der Aufrechterhaltungszustand erreicht.

In diesem Stadium erhält die UND-Schaltung Ag₂ ein "1"-Signal von der ODER-Schaltung 0R,_Q und ein weiteres "!"-Signal, das durch Inversion des Ausgangssignals "0" der UND-Schaltung Ag₀ durch den Inverter INg entstanden ist. Wenn das Abkling-Startsignal DIS dem Anschluss TE₂ zugeführt wird, läuft der Abkling-Taktimpuls DP durch die UND-Schaltung Ag₂ und gelangt zum Addierer AD,-. Dadurch wird bewirkt, dass der Hüllkurvenzähler 20 die Zähloperation für die Zählwerte nach l6 wieder aufnimmt und die Abkling-Wellenform aus dem Hüllkurvenspeicher 21 ausgelesen wird. Wenn der gezählte Wert 63 erreicht hat, werden alle Eingänge der UND-Schaltung Ag₀ "l", so dass die UND-Schaltung Ag₀

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am Ausgang ein "l"-Signal erzeugt. Die UND-Schaltung Ag₂ hört auf, den Abkling-Taktimpuls DP durchzulassen und die Zähloperation wird beendet. Das Auslesen der Hüllkurven-Wellenform ist auf diese Weise beendet.

VI Beschreibung eines weiteren Ausführungsbeispiels

Pig. 10 zeigt ein weiteres AusfUhrungsbeispiel des erfindungsgemässen elektronischen Musikinstrumentes. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der oben beschriebenen Ausführungsform darin, dass die regellose Frequenzmodulation durch die Rauschinformation nurwährend einer bestimmten Zeitperiode vom Beginn der Tonreproduktion aus erfolgt,und dass der Modulationsfaktor sich stufenweise während dieser Zeitperiode von einem bestimmten Wert bis auf 0 hin verringert. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Tiefensignalgenerator 11 in Pig. 1 durch einen Tiefensignalgenerator 18 ersetzt* der in Betrieb gesetzt wird, wenn eine Taste gedrückt wird und dann Tiefensignale erzeugt, die sich stufenweise ändern. Ferner ist ein Taktimpulsgenerator 19 vorgesehen, der den Tiefensignalgenerator 18 mit Taktimpulsen versorgt, die in Abhängigkeit von der Art der Tastatur voneinander unterscheiden. Die Konstruktion dieses Ausführungsbeispiels ist in bezug auf die übrigen Teile im wesentlichen die gleiche wie nach Fig. I. Die folgende Beschreibung berücksichtigt daher nur die unterscheidenden Merkmale beider Ausführungsbeispiels *

Der Tiefensignalgenerator 18 beginnt nach Erhalt eines das Anschlagen einer Taste repräsentierenden Signales ES von dem Tastenübertrager 3 mit dem Zählen der von einer Taktimpulsgeneratorschaltung 19 erzeugten Taktimpulse und erzeugt ein Rauschtiefensignal W-^,Wg dessen

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Wert sich stufenweise von "Tiefe 3"(Anfangszustand) auf "Tiefe 2", .... abschwächt, wie Fig. 11 (b) zeigt. Die Verringerung des Tiefenbereiches erfolgt in Übereinstimmung mit vorbestimmten Zählbereichen I, II, III .... die stufenweise erhöht werden. Dieses Tiefensignal W₁, Wp wird der Rauschinformationsgeneratorschaltung 9 zugeführt, wodurch der Absolutwert der ersten und der zweiten Rauschinformation stufenweise in der in Fig. 11 (c) gezeigten V/eise verringert werden. Der Frequenzmodulationsfaktor der Rausch-Frequenzmodulation hat daher seinen Maximalwert, wenn die Taste gerade angeschlagen worden ist und wird im laufe einer bestimmten Zeitspanne auf 0 reduziert (d.h. auf "Tiefe 0" in Figur 11 (b).

Gemäss Fig. 12 enthält der Tiefensignalgenerator 18 einen Addierer AD₂^ und ein Schieberegister SR, mit 12 Wörtern zu je 6 Bit. Wenn das Anhall-Startsignal ES vom Tasten-Übertrager 3 angelegt wird, wird der Taktimpuls CP von der Tastenauswahlschaltung 19 an den Addierer AD^ über eine UND-Schaltung Ag₀ und in jeder Tastenzeit für jeden Kanal kumulativ addiert. Das Ergebnis der Addition wird dem jeweiligen Kanal des Schieberegisters SR, über eine Torschaltung G, zugeführt. Die Ausgangssignale des Schieberegisters SR, werden auf einen Eingangsanschluss B des Addierers AD₁, rückgekoppelt und in diesem kumulativ addiert. Der Ausgang ag der der höchstwertigen Stelle und der Ausgang a,-, der nächstfolgenden Stelle des Schieberegisters SR, werden jeweils über Inverter INg und INg mit Anschlüssen Tg und T₁- verbunden, an denen Signale anstehen, die durch Invertierung der Zählausgangssignale ar und ag erzeugt worden sind. Die Signale an den Anschlüssen T,- und Tg werden als Tiefensignale W^,Wg benutzt. Um zu verhindern, dass der Taktimpuls

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CP anliegt, wenn die Zählung auf 48 angestiegen ist,
und um dadurch die Zählung auf 48 zu halten, ist eine
UND-Schaltung Ag, und ein Inverter IN-,₀ ^vorS^esehen.

Wie Figuren 13(a) und 13(b) zeigen, ist das Signal ag,
a = 00,und das Tiefensignal W^W₁ ist 11 ("Tiefe 3"),
wenn die Zählung zwischen 0 und 15 liegt. Wenn die

Zählung zwischen 16 und 31 liegt, ist das Signal ag,a^ =
0 l,und das Tiefensignal W₂,W₁ ist 1 0 ("Tiefe 2"). ί Wenn das Zählsignal bei 32 bis 4? liegt, ist das Signal
ag,a~ 1 0 und das Tiefensignal W^W₁ ist 0 1 ("Tiefe 1"). Wenn die Zählung bei 48 bis 63 liegt, ist das Signal
ag, a₅ = 1 1 und das Tiefensignal W^W₁ ist 0 0 ("Tiefe 0" ) Demnach verringert sich die Tiefe, je weiter die Zählung

fortschreitet, wie die Figuren 11 (a) und 11 (b) zeigen
und die Rauschtiefe, d.h. der Frequenzmodulationsfaktor,
verringert sich stufenweise innerhalb eines vorbestimmten Intervalls nach dem Anschlagen einer Taste der in Fig. 13 (c) gezeigten Weise. Beispielsweise liegt der Frequenz- j modulationsfaktor während einer Zeitperiode tn, nach \ dem Anschlagen einer Taste beim Maximalwert ("Tiefe 3") ·.

und wird nach einer Zeit tn zu 0 ("Tiefe 0"). |

Die Geschwindigkeit mit der die Rauschtiefe sich ändert,
kann verstellt werden, indem man die Frequenz des Taktimpulses CP ändert. Die Taktauswahlschaltung 12 kann so _;

konstruiert werden, dass sie einen Taktimpuls erzeugt, ^! der in Abhängigkeit von der Art der Tastatur variiert.
In diesem Fall wird ein Taktimpuls entsprechend einer
speziellen Tastatur in Abhängigkeit von dem Tastatur Code ^K1*^K2 ^erzeu&t ^{und die} oben erwähnte Zeitperiode wird j in Abhängigkeit von der Tastatur, der die jeweils ge- ■ drückte Taste angehört, unterschiedlich.

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Fig. 13 zeigt ein Beispiel einer Hüllkurven-Wellenform eines durch Drücken einer Taste erzeugten Musiktones. Die Hüllkurven-Wellenform besteht aus einer Anhall-Hüllkurve ATT, die durch den Anschlag erzeugt wird, einer Abkling-Hüllkurve DEC, die beim Loslassen der Taste erzeugt wird und einem Haltezustand SUS. Figuren 13 (c) und 13 (d) zeigen deutlich, dass die Rauschtiefe während des Ansteigens (Anhall) eines Tones den Maximalwert hat, so dass der Rauscheffekt während des Anhalls erzeugt wird.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die erste und die zweite Rauschinformation regellos erzeugt, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Frequenz eines zu reproduzierenden Musiktones weicht regellos entweder nach der Frequenz f, oder nach der Frequenz fp hin ab, wodurch ein rauher an Heiserkeit erinnernder Musikton mit instabilem Grundton reproduziert wird. Da der Frequenzmodulationsfaktor vom Beginn des Anschlagens einer Taste stufenweise abgeschwächt wird, wie Fig. 13 (c) zeigt, wird der grösste Rauscheffekt während der Zeit tn-^ erzeugt (d.h. die Abweichung in den Frequenzen f-, und fp ist am grössten). Der Bereich der Rauschabweichung in den Frequenzen f, und fp wird danach stufenweise reduziert, und nach-dem eine Zeitspanne t vergangen ist, wird ein Musikton mit stabiler Grundtonhöhe, d.h. ein Musikton entsprechend der Grundfrequenz, reproduziert. Auf die beschriebene Weise wird der Rauscheffekt einem Musikton nur während der Anhallzeit erteilt, so dass der Musikton während der Anhallzeit einen instabilen Grundton mit einer rauhen oder rohen Rauschkomponente erhält und danach einen stabilen Grundton einnimmt.

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Da die Wahrscheinlichkeit, dass die erste und die zweite Rauschinformation erzeugt wird, jeweils gleich ist, hat der Grundton,den das menschliche Gehör empfindet, den Mittelwert der Frequenzen f, und f~_s d.h. die Tonhöhe der Grundfrequenz« Damit wird ein einzigartiger musikalischer Rauheitseffekt während der Anhallzeit erzeugt ohne dass der Zuhörer den Eindruck eines unangenehmen Geräusches erhält, wodurch ein gefälliger Musikton,der eine enge Anlehnung an ein natürliches Biassinstrument hat, reproduziert wird.

Die obige Beschreibung erfolgte anhand eines Ausführungsbeispieis, bei dem die Tiefe der Frequenzmodulation durch Rauschen graduell abgeschwächt wirdc Die Erfindung ist hierauf keineswegs beschränkt* sondern die Frequenzmodulation kann auch während einer-Bestimmten Zeitperiode vom Anschlagen der Taste an konstant bleiben und die Tiefe der Frequenzmodulation kann sich danach ändern, wenn mit einer derartigen Anordnung ein gewünschter spezieller Musikeffekt erzielt wird.

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Claims (6)

1. Patentanspr Ü c h e

   (1)/Elektronisches Musikinstrument mit Rauschüberlagerungseffekt, mit einem Signalgenerator für Tastendaten zur Erzeugung eines Tastenadressen-Codes, der die Note und die Tastatur der gedrückten Taste repräsentiert, dadurch gekennzeichnet, dass ein Frequenzinformationsspeicher (7) zur Speicherung der den Tonhöhen der jeweiligen Tasten entsprechenden Frequenzinformation, die einem Tastenadressen-Code entspricht, vorgesehen ist, dass ein Rauschimpulsgenerator (10) zur regellosen Erzeugung von Impulsen und eine Einrichtung (D-Z )die einen Frequenzmodulationsfaktor bildendes Tiefensignal erzeugt,vorgesehen sind, dass der Rauschimpulsgenerator (10) an einen Rauschinformationsgenerator (9) angeschlossen ist, der in Abhängigkeit von den Signalen des Rauschimpulsgenerators (10) eine Frequenzmodulation des Grundtones der jeweils gedrückten Taste vornimmt, wobei der Frequenzmodulationsfaktor durch das Tiefensignal (W-^, W₂)bestimmt ist, daß einer Rechenschaltung (8) zur Erzeugung einer modifizierten Frequenzinformation die Frequenzinformationssignale (S-, bis S-j^)des Frequenzinformationsspeichers und die Rauschinformationssignale (Pr bis P, ^ )des Rauschinformationsgenerators zugeführt werden, und dass ein die modifizierte Frequenzinformation S, bis S,j, aufnehmender und kumulativ addierender Frequenzzähler 5a,b,c an einen die Wellenform eines gewünschten Musiktones speichernden Wellenformspeicher (6) angeschlossen ist.

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2. 2) Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rauschinformationsgenerator (9) zunächst eine Rauschinformation erzeugt, die die vorbestimmte Tonhöhe der jeweiligen Taste in positiver Richtung moduliert, wenn der Rauschimpuls von dem Rauschimpulsgenerator (10) an den Rauschinformationsgenerator (9) angelegt wird, und eine zweite Rauschinformation, die die vorbestimmte Tonhöhe in negativer Richtung moduliert, wenn der Rauschimpuls nicht von dem Rauschimpulsgenerator (10) an den Rauschinformationsgenerator (9) gelegt wird.
3. 3) Musikinstrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Inhalt der Rauschinformation in Abhängigkeit von der Tastatur, der die gedrückte Taste angehört, veränderlich ist«
4. 4) Musikinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Tiefensignalgenerator (18) vorgesehen ist, der beim Anschlagen einer Taste ein Tiefensignal erzeugt, das den Frequenzmodulationsfaktor von einem Anfangswert an während einer festgelegten Zeitspanne bis auf 0 abschwächt.
5. 5) Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit der Abschwächung des Frequenzmodulationsfaktors in Abhängigkeit davon,welcher Tastatur die gedrückte Taste angehört, unterschiedlich ist.

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6. 6) Musikinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tiefensignal (W₁,W₂) vorwiegend in der Anhallphase des Musiktones erzeugt wird.

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