Die Erfindung betrifft einen Kanalprocessor zur Verwendung in Kombination mit einem Tastenkodierer, der Tastenkodewörter
erzeugt, die die jweils betätigten Tastenschalter repräsentieren und der ferner jedesmal nach
mindestens einmaliger Erkennung aller Tastenschalter ein Startkodezeichen abgibt.
Die Aufgabe eines solchen Kanalprocessors ist es, Kodesignale, die jeweils aus einer größeren Anzahl von Tastenschaltern
einige betätigte Tastenschalter repräsentieren, jeweils einzelnen Speicherkanälen zur Speicherung zuzuleiten.
Zur gleichzeitigen Erzeugung mehrerer Musiktöne in einem digital arbeitenden elektronischen Musikinstrument
mit einer großen Anzahl von Tastenschaltern zur Auswahl bestimmter Musiktöne, sind Kanäle vorhanden, deren
Zahl der Anzahl der maximal gleichzeitig zu erzeugenden Töne entspricht. Diese Anzahl ist kleiner als die Gesamtzahl
der Tasten und die Erzeugung eines Tones ent-
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sprechend einer gedrückten Taste wird jeweils einem der Kanäle zugeordnet. Die Verarbeitung von Signalen auf diese
Weise in einem elektronischen Musikinstrument wird generell in die Erkennung der betätigten Tastenschalter
und die Tonerzeugungszuordnung auf der Grundlage dieser Tastenschaltererkennung unterteilt.
Eine Vorrichtung zur Erkennung von Tastenschalterbetätigungen und zur Zuordnung von entsprechenden Tonerzeugungen
ist in der US-PS 3 882 751 (entsprechend DT-OS 23 62 037) beschrieben. Bei dieser bekannten Vorrichtung werden
alle Tastenschalter sequentiell abgetastet und in einem Zeitfenster, das einem betätigten Tastenschalter entspricht,
wird ein Impuls erzeugt. Insgesamt ist eine Reihe von Zeitfenstern entsprechend der Abtastung vorgesehen,
so daß der betätigte Tastenschalter an dem Zeitfenster erkannt werden kann, in dem ein Impuls vorhanden ist
und in dem das den betätigten Tastenschalter repräsentierende Signal entsprechend dem zugeordneten Kanal gespeichert
ist.
Bei dieser bekannten Vorrichtung wird die Zeit, in der der Impuls ansteht, durch diejenige Zeit repräsentiert,
die nach einem bestimmten Referenzzeitpunkt verstrichen ist (d.h. einem Zeitpunkt, in dem die Abtastung beginnt),
und die Daten der verstrichenen Zeit werden in einem Speicher gespeichert. Die verstrichene Zeit ist für alle
Tastenschalter unterschiedlich, so daß es möglich ist, die Tastenschalter voneinander zu unterscheiden. Beispielsweise
werden die aufeinanderfolgenden Zeitfenster während des Abtastvorganges von einem Zähler gezählt (d.h.
die seit dem Referenzzeitpunkt verstrichen ist, wird
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gemessen) und der Zählwert an dem Zeitfenster,an dem
der Impuls existiert, wird zugeordnet und als Betriebs-Tastenschalter-Identifizierungssignal
gespeichert.
Bei den bekannten Vorrichtungen ist die Zeit, die zur Erkennung des betätigten Tastenschalters erforderlich
ist, in Abhängigkeit von der Abtastzeit fest und diese feste Zeit verursacht einen hohen Zeitverlust. Genauer
gesagt: da die Anzahl der gleichzeitig gedrückten Tasten viel kleiner ist als die Gesamtzahl der Tasten, ist
die Anzahl der Zeitfenster, in denen· kein Impuls als Ergebnis der Erkennung aufgefunden wird, viel größer als
die Anzahl der Zeitfenster, in denen ein Impuls existiert. In diesen Zeitfenstern, in denen kein Impuls vorhanden
ist, erfolgt auch Jcein Zuordnungsvorgang, so daß viel
Zeit nutzlos verstreicht. Ferner geht die Zeit, die der tatsächlichen Signalverarbeitung gewidmet ist, infolge
dieses Zeitverlustes zu einem beträchtlichen Maße verloren, so daß eine Schaltungskonstruktion mit einer reichlich
bemessenen Operationszeit auf diese Weise nicht realisiert werden kann, und dies führt zu einem ganz unerwünschten
Problem, nämlich einer relativ hohen Taktfrequenz, die in dem System verwendet werden muß. Ferner
neigt die bekannte Konstruktion, bei der alle Tastenschalter Stück für Stück innerhalb einer festen Zeit abgetastet
werden, zur Erzeugung einer unerwünschten Verzögerung zwischen der tatsächlichen Betätigung des Tastenschalters
und der Erkennung dieser Betätigung.
Die verspätete Erkennung des Drückens einer Taste führt zu einer Verzögerung der Musiktonerzeugung. Obwohl die
Erkennung des Drückens der Taste selten in solchem Maße
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verzögert wird, daß die verzögerte Tonerzeugung für das menschliche Ohr wahrnehmbar ist, sollte die Tonerzeugung
so schnell wie möglich auf den Beginn des Tastendrucks erfolgen. Die bekannten Vorrichtungen sind in
dieser Hinsicht offensichtlich nachteilig. Wenn andererseits auf das Freigeben einer gedrückten Taste hin nicht
unverzüglich die Erzeugung des betreffenden Tones aufhört, entsteht nicht notwendigerweise ein unnatürlicher
Eindruck beim Zuhören. Der Grund hierfür liegt darin, daß auf das Ende der Tonerzeugung Echos oder
Dämpfungen des Tones folgen und die Zeitverzögerung zwischen dem Freigeben der Taste und der Beendigung der
Tonerzeugung wird tatsächlich von dem Gehör akzeptiert. Die Zeitverzögerung wird daher von dem menschlichen Gehör
kaum wahrgenommen.
Aus diesem Grunde wird Wert auf eine schnelle Antwort des Erkennungsvorgangs auf den tatsächlichen Beginn des
Drückens der Taste gelegt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Kanalprocessor zu schaffen, der imstande ist, die
Zuordnung und Weiterverarbeitung der Tastenkodewörter effizient ohne Zeitverlust durchzuführen. Der Kanalprocessor
soll ferner imstande sein, das Austasten (Loslassen der Taste) auf der Kanalprocessor-Seite zu
erkennen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß eine Hauptspeicherschaltung vorgesehen ist, die mehrere
Kanäle zur Speicherung der von dem Tastenkodierer gelieferten Tastenkodewörter enthält, daß ein Eintast-
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Speicher vorgesehen ist, der aus der Vielzahl der Kanäle, in denen in der Hauptspeicherschaltung Tastenkodewörter
gespeichert sind, einen oder mehrere Kanäle speichert, und die ferner, in dem Fall, daß das von dem Tastenkodierer
kommende Tastenkodewort mit den bereits gespeicherten Tastenkodewörtern übereinstimmt, den betreffenden Kanal
speichert, der das bereits gespeicherte Tastenkodewort enthält, wobei alle in dem Eintast-Speicher gespeicherten
Inhalte durch Anlegen eines Start-Kodezeichens zwangsweise rücksetzbar sind, und daß eine Erkennungsschaltung
vorgesehen ist, die die Beendigung der Betätigung des von dem Tastenkodewort repräsentierten Tastenschalters daran
erkennt, daß die Speicherung des Kanals, der zuvor durch das Startkodewort rückgesetzt worden ist, nicht von neuem
zu der Zeit erfolgt, wenn ein nächstes Start-Kodewort angelegt wird.
Nach der Erfindung wird ein Tastenkodewort, das von einem Tastenkodierer geliefert worden ist, ohne Zeitverlust
einem oder mehreren Kanälen zugeordnet. Es sind Speicherschaltungen (Speicherstellen) entsprechend den jeweiligen
Kanälen vorgesehen und das Tastenkodewort wird in einer dieser Speicherschaltungen gespeichert. Wenn ein bestimmtes
Tastenkodewort in einer bestimmten Speicherschaltung (Speicherstelle) gespeichert worden ist, bedeutet dies,
daß das Tastenkodewort einem Kanal zugeordnet ist, der der betreffenden Speicherschaltung entspricht. Die Grundbedingungen
für den Zuordnungsvorgang sind:
(A) Das Tastenkodewort soll einer Speicherschaltung zugeordnet werden, in der sich noch kein Speicherinhalt
befindet (d.h. einem leeren Kanal).
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(B) Dasselbe Tastenkodewort soll nicht gleichzeitig in mehreren Speicherschaltungen (d.h. in mehreren
Kanälen) gespeichert sein.
Im Falle eines elektronischen Musikinstrumentes wird das in der Speicherschaltung gespeicherte Tastenkodewort (d.h.
das Tastenkodewort, das einem der betreffenden Speicherschaltungen entsprechenden Kanal zugeordnet worden ist)
zur Erzeugung eines Musiktonsignales verwandt, das durch die Taste,der das Tastenkodewort entspricht, bestimmt wird.
Bei der Erzeugung mehrerer Musiktöne im time-sharing-Betrieb sollten diese Speicherschaltungen vorzugsweise
nach Art zirkulierender Schieberegister konstruiert sein, die eine bestimmte Zahl von Schiebestufen (d.h. Speicherstellen)
aufweisen.
Wenn die gedrückte Taste freigegeben wird und die Betätigung des entsprechenden Tastenschalters endet, endet auch
die Erzeugung des Tastenkodewortes für diesen Tastenschalter.
Da bei der vorliegenden Erfindung den jeweiligen Tastenschaltern keine bestimmten Zeitfenster zugeordnet
sind, kann das Erkennungsprinzip der bekannten Vorrichtung, das auf dem Verschwinden eines Impulses aus einem
bestimmten Zeitfenster basiert, nicht angewendet werden. Nach dem Grundkonzept der vorliegenden Erfindung wird
ein als "Startkodezeichen" bezeichnetes Signal in im wesentlichen gleichmäßigen Abständen zwischen sequentiell
erzeugte Tastenkodewörter der betätigten Tastenschalter gesetzt. Das Startkodezeichen ist ein Kodezeichen (eine
Kombination aus "0" und "1"-Signalen) und klar von den Tastenkodewörtern unterscheidbar. Wenn das Startkodezeichen
anstelle des Startkodewortes an einer Schaltung
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ansteht, die die Zuordnungsoperation des Tastenkodewortes ausführt, so führt diese Schaltung die Zuordnung nicht
aus, sondern entscheidet, ob der Tastenschalter des bereits zugeordneten Tastenkodewortes seine Operation beendet
hat oder nicht und ermittelt einen Tastenschalter, der seine Operation beendet hat.
Zu diesem Zweck sind Speicher vorgesehen, die Kanäle speichern, in denen die Tastenkodewörter entsprechend
dem Zuordnungsvorgang zugeordnet worden sind und die in diesen Speichern gespeicherten Inhalte werden von dem
Startkodezeichen in im wesentlichen gleichmäßigen Zeitintervallen gelöscht. Wenn das Tastenkodewort während
einer Zeitperiode von dem zwangsweisen Rücksetzen bis zur Erzeugung eines nächsten Startkodezeichens nicht an
den Speicher angelegt wird, wird der Tastenschalter dieser Taste so beurteilt, als hätte er seinen Betrieb eingestellt
(d.h. die Taste ist freigegeben worden). Die Beendigung der Betätigung des Tastenschalters wird nur
erkannt, wenn das Startkodezeichen vorhanden ist und nicht während einer Periode zwischen den Erzeugungen
der Startkodezeichen. Dies ist für ein elektronisches Musikinstrument sehr zweckmäßig, weil hierdurch Störeffekte
infolge von Kontaktprellungen wirksam vermieden werden können. Solche Kontaktprellungen können in einer kurzen
Zeitperiode nach dem Beginn des Drückens einer Taste oder nach dem Freigeben einer Taste auftreten. Da die
Beendigung der Tastenschalterbetätigung (des Austastens) in dem Intervall zwischen der Erzeugung der Startkodewörter,
das in gewünschter Weise bestimmt werden kann, nicht erkannt werden, haben Kontaktprellungen des Tastenschalters
keinen Einfluß. Obwohl diese Anordnung mit einer
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gewissen Antwortverzogerung bei der Erkennung der Beendigung
des Tastenschalterbetriebes behaftet ist, ist eine solche Antwortverzogerung im Falle des Freigebens
der Taste aus dem oben beschriebenen Grunde zulässig. Die Erfindung gibt daher die günstigste Form der Erkennung
der Tastenschalterbetätigung an.
Bei dem erfindungsgemäßen Kanalprocessor erfolgt die Zuordnung des Tastenkodewortes,indem das von dem Tastenkodierer
gelieferte Tastenkodewort während einer bestimmten Zeitspanne festgehalten wird. Dabei wird in einer
ersten Hälfte der Halteperiode erkannt, ob die Bedingungen für die Tastenkodewort-Zuordnung erfüllt sind oder nicht.
Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, wird das Tastenkodewort in einen leeren Kanal des Hauptspeichers in der
zweiten Hälfte der Halteperiode eingespeichert. Die Erkennung des öffnens des Tastenschalters (oder umgekehrt)
erfolgt,indem ein Speicher,in welchem die zugeordneten
Kanäle gespeichert sind, mittels eines Start-Kodezeichens, das von dem Tastenkodierer erzeugt wird, gelöscht wird.
Anschließend wird herausgefunden, ob einer der gelöschten Kanäle nicht wieder in dem Speicher enthalten ist. Wenn
dies der Fall ist, ist eines der zugeordneten und in dem Hauptspeicher gespeicherten Tastenkodewörter zu dem Zeitpunkt,
zu dem das nächste Startkodezeichen gegeben wurde, nicht mehr von dem Tastenkodierer geliefert worden.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt anhand eines Blockschaltbildes schematisch die Gesamtkonstruktion des erfindungsgemäßen Kanalprocessors,
Fig. 2(a) bis 2(g) zeigen zur Erläuterung die verschiedenen
Symbole, die zur Kennzeichnung der Logik-Schaltelemente verwendet werden,
Fig. 3(a) bis 3(j) zeigen Zeitdiagramme zur Erläuterung
der in dem Kanalprocessor verwendeten Taktimpulse,
Fig. 4 zeigt als Beispiel das Schaltbild einer Schaltung zur Erzeugung der verschiedenen Impulse,
Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild des wesentliches Teiles des Kanalprocessors nach Fig. 1 in detaillierterer Form,
Fig. 6(a) bis 6(f) zeigen Zeitdiagramme zur Erläuterung
der Unempfindlichkeit gegenüber Kontaktprellungen,
Fig. 7 zeigt das Blockschaltbild einer Abrundungsschaltung, die in Fig. 1 enthalten ist in detaillierter Form,
Fig. 8 zeigt ein Blockschaltbild eines Teiles eines elektronischen
Musikinstrumentes, bei dem der erfindungsg.emäße
Kanalprocessor angewendet wird in Verbindung mit einem Hüllkurven-Generator,und
Fig. 9 zeigt eine grafische Darstellung einer typischen Hüllkurvenform.
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Allgemeine Erläuterung des Ausführungsbeispiels Das Blockschaltbild in Fig. 1 zeigt schematisch die gesamte
Konstruktion des Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zur Tastenidentifizierung und zur Verarbeitung der
Identifizierungssignale einschließlich des erfindungsgemäßen Kanalprocessors. Die Vorrichtung enthält einen
Tastenkodierer 101, der die betätigten Tasten identifiziert
und jeweils Tastenkodewörter KC erzeugt, die den betreffenden Tasten entsprechen,und einen Kanalprocessor
102, der die Zuordnung der Tastenkodewörter KC, die von
dem Tastenkodierer 101 geliefert worden sind, zu einigen
der Kanäle vornimmt. Der Tastenkodierer 101 ist in der
Patentanmeldung P 26 36 281.2 der Anmelderin, eingereicht am 12. Aug. 1976 beschrieben. Der Tastenkodierer
101 erzeugt ein Tastenkodewort, das aus einem Notenkodeteil
NC und einem Blockkodeteil BC sowie einem Startkodeteil SC besteht.
In dem Kanalprocessor 102 wird der Tastenkodeteil KC,der
von dem Tastenkodierer 101 geliefert worden ist, einer Abtast- und Halteschaltung 1 zugeführt, in der er abgetastet
und unter Steuerung durch einen Taktimpuls φ-, gehalten wird.
Die Halteperiode, d.h. die Periode des Taktimpulses φ-,
entspricht einer Operationszeit, während der eine Zuordnungsoperation in dem Kanalprocessor 102 durchgeführt wird.
In der Zwischenzeit wird der Tastenkodeteil KC ebenfalls
entsprechend dieser Operationszeit und synchron mit dem Taktimpuls φ,,der in Fig. 3(d) dargestellt ist, von dem
Tastenkodierer 101 geliefert. Bei Erzeugung des nächstfolgenden Taktimpulses φη ist daher ein unterschiedlicher
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Tastenkodeteil KC dem Eingang der Abtast- und Halteschaltung 1 zugeführt worden.
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Die Tastenkodewort-Speicherschaltung 2 enthält eine der Anzahl der Kanäle entsprechende Zahl von Speicherschaltungen
und eine Torschaltung am Eingang. Die Tastenkodewort-Speicherschaltung
2 besteht vorzugsweise aus einem zirkulierenden Schieberegister. Wenn die Anzahl der Kanäle η beträgt und jedes Tastenkodewort aus m Bits
besteht, wird ein η-stufiges Schieberegister verwendet, bei dem jede Stufe m Bits aufweist. Ein gespeichertes
(d.h. zugeordnetes) Tastenkodewort KC* wird auf den Eingang des Schieberegisters zurückgekoppelt. Die Tastenkodewörter
KC* für die jeweiligen Kanäle werden von der Speicherschaltung 2 im time-sharing-Betrieb unter Steuerung
durch einen Master-Taktimpuls φ. erzeugt und dienen
zur Erzeugung einer Musikton-Wellenform.
Die Vergleichsschaltung 3 dient zum Vergleich des Tastenkodewortes
KC am Eingang mit den gespeicherten Tastenkodewörtern KC* und erzeugt ein Vergleichsergebnis, d.h. gibt
Aufschluß über Koinzidenz oder Nicht-Koinzidenz dieser Tastenkodewörter. Dieser Vergleich wird durchgeführt, um
zu erkennen, ob die obige Bedingung (B) für die Zuordnung erfüllt ist oder nicht. Das Vergleichsergebnis wird in
einer Vergleichsergebnis-Speicherschaltung 4 gespeichert und während einer Operationszeit, die für einen einzigen
Zuordnungsvorgang benötigt wird, darin festgehalten. Das gespeicherte Vergleichsergebnis wird anschließend einer
Generatorschaltung 5 für Setz- und Rücksetzsignale zugeführt.
Die Generatorschaltung 5 für Setz- und Rücksetzsignale erzeugt nach der Erkennung, daß die Bedingungen (A) und
(B) beide erfüllt sind, ein Setzsignal S und ein Rücksetz-
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signal C. Dieses Setzsignal S und Rucksetζsignal C werden
dem Tor der Tastenkodewort-Speicherschaltung 2 zugeführt, um das Tor derart zu schalten, daß der Rückkopplungs-Eingangsteil
der Speicherschaltung gelöscht wird, damit er ein neues Tastenkodewort KC aufnehmen kann, d.h. das
Tastenkodewort KC einem bestimmten Kanal zuordnen kann. Ob ein leerer Kanal verfügbar ist, wird erkannt, indem
das Vorhandensein oder die Abwesenheit des gespeicherten Tastenkodewortes KC* untersucht wird. Zu diesem Zweck
wird von der Speicherschaltung 2 ein Belegt-Signal BUSY erzeugt, das anzeigt, ob ein leerer Kanal vorhanden ist
oder nicht.
Die Tastenkodewort-Identifizierungsschaltung 6 erkennt,
welcher Tastatur das am Eingang anstehende Tastenkodewort KC angehört, um die Töne der Pedaltastatur von den Manualtönen
(des oberen und unteren Manuals) zu unterscheiden und die jeweiligen Töne bestimmten Kanälen zuzuordnen. Die
Schaltung 6 erzeugt ferner in regelmäßigen Intervallen ein Zeitsteuersignal X für die Tastenfreigabe-Prüfung.
Der Startkodeteil SC wird von der Schaltung 6 durch regelmäßiges Eingreifen in die sequentielle Folge der Tastenkodewörter
KC identifiziert und zur Erzeugung des Zeitsteuersignals X für die Tastenfreigabe-Prüfung dekodiert.
Die Speicherschaltung 7 zur vorübergehenden Speicherung der Eintastsignale besitzt Speicherstellen, die den jeweiligen
Kanälen entsprechen. Wenn das Setzsignal S erzeugt worden ist, um ein Tastenkodewort KC einem bestimmten
Kanal zuzuordnen, speichert die Schaltung 7 ein "1"-Signal in ihrem entsprechenden Kanal. Diese Speicherung
wird zwangsläufig durch das Signal X rückgesetzt und von
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der Tastenkodewort-Vergleichsschaltung 3 wird ein
Koinzidenz-Erkennungssignal erzeugt. Ferner wird ein
"1"-Signal aufgrund dieses Koinzidenz-Erkennungssignals wieder in denselben Kanal eingespeichert.
Die Tastenfreigabe-Speicherschaltung 8 besitzt ebenfalls Speicherschaltungen (Speicherstellen), die den jeweiligen
Kanälen entsprechen. Wenn das Signal X erzeugt wird, sucht die Schaltung 8 in der Speicherschaltung 7 einen Kanal,
in dem ein "1"-Signal nicht gespeichert ist und stellt fest, daß die Betätigung des Tastenschalters des diesem
Kanal zugeordneten Tastenkodewortes beendet ist und speichert ein Tastenfreigabesignal D, das bedeutet, daß
die Taste in einer dem Kanal entsprechenden Speicherschaltung (Speicherstelle) freigegeben worden ist.
Die Abrundungsschaltung 9 erkennt in dem Fall, daß das
Tastenkodewort KC* sämtlichen Kanälen in der Tastenkodewort-Speicherschaltung
2 zugeordnet worden ist, einen Kanal, in dem die Dämpfung des Tones einer freigegebenen
Taste am weitesten fortgeschritten ist, und erzeugt dementsprechend ein Äbrundungs-Kanalbestimmungssignal MTCH,
das diesen Kanal bezeichnet. Der Grad der Dämpfung wird durch ein Signal angegeben, das von dem Hüllkurven-Generator
103 (Fig. 8) geliefert wird. Dieses Abrundungs-Kanalbestimmungssignal MTCH wird der Schaltung 5 zur Erzeugung
der Setz- und Rücksetzsignale zugeführt. Wenn die Bedingungen (A) und (B) beide erfüllt sind (d.h.
wenn das Tastenkodewort KC noch nicht gespeichert ist), erzeugt die Schaltung 5 das Setzsignal S und das Rücksetzsignal
C. Dadurch wird das in dem speziellen Kanal gespeicherte Tastenkodewort KC* rückgesetzt und ein neues
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Tastenkodewort KC aus dem Tastenkodierer 101 in dem
Kanal gespeichert.
Vor der detaillierten Erläuterung der Wirkungsweise des Kanalprocessors 102 sollen die in den Zeichnungen zur
Bezeichnung der einzelnen Logikschaltelemente verwendeten Schaltzeichen sowie die Beziehungen zwischen den verschiedenen
Impulsen, wie dem in dem Tastenkodierer 101 verwendeten Taktimpuls φ , dem in dem Kanalprocessor 102
verwendeten Taktimpuls φΏ und dem Master-Taktimpuls φΛ
erläutert werden.
Fig. 2(a) zeigt einen Inverter, Fig. 2(b) und 2(c) zeigen
UND-Toref Fig. 2(d) und 2(e) zeigen ODER-Tore, Fig. 2(f)
zeigt ein Exklusiv-ODER-Tor, und Fig. 2(g) zeigt ein Verzögerungs-Flip-Flop
.
Ein UND-Tor oder ein ODER-Tor mit nur wenigen Eingangsleitungen wird durch das in Fig. 2(b) bzw. das in
Fig. 2(d) dargestellte Symbol repräsentiert und entsprechende Tore mit relativ zahlreichen Eingangsleitungen
werden durch die Symbole in Fig. 2{c) bzw.' Fig. 2(e) dargestellt.
Bei den Symbolen in Fig. 2(c) und in Fig. 2(e) ist an der Eingangsseite des UND-Tores bzw. des ODER-Tores
eine Eingangsleitung durchgezogen und die Signalübertragungslinien sind derart gezeichnet, daß sie die
Eingangsleitung kreuzen, wobei jeder Kreuzungspunkt der Eingangsleitung, der ein Signal zum Eingangsanschluß des
betreffenden Tores überträgt, durch einen Kreis markiert ist. Demnach lautet die Logikformel des UND-Tores in
Fig. 2(c): X = A · B · D, wogegen die Logikformel des in Fig. 2(e) dargestellten ODER-Tores lautet: X = A + B + C.
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Fig. 3(a) zeigt den Master-Taktimpuls φ* mit einem Impulsintervall
von 1 με. Dieses ImpulsIntervall wird im folgenden
als eine "Kanalzeit" bezeichnet. Wenn die maximale Zahl der gleichzeitig zu erzeugenden Töne 12 beträgt, ist
die Gesamtzahl der Kanäle 12. Den jeweiligen Kanälen des ersten bis zwölften Kanales sind Zeitfenster mit einer
Breite von 1 μβ zugeordnet, die durch den Master-Taktimpuls
φ* voneinander getrennt sind. Diese Konzeption wurde deshalb
gewählt, weil die Speicherschaltungen und die Logikschaltungen
bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in dynamischer Logik konstruiert sind, so daß sie im timesharing-Betrieb
benutzt werden. Wie Fig. 3(b) zeigt, werden die Zeitfenster jeweils als die erste bis zwölfte Kanalzeit
bezeichnet. Jede Kanalzeit erscheint periodisch bzw. zirkulierend wieder.
Der Taktimpuls φ^ mit einem Impulsintervall von 24 μΞ,
das der zur Durchführung einer einzigen Zuordnungsoperation in dem Kanalprocessor 102 erforderlichen Operationszeit
äquivalent ist, wird in der ersten Kanalzeit jedesmal dann erzeugt, wenn die jeweiligen Kanalzeiten zweimal umgelaufen
sind, wie aus Fig. 3(c) hervorgeht. Der Taktimpuls φ
(Fig. 3 (d)) , der um^ in der Phase verschoben ist, wird
für die Zeitsteuerung des Betriebs des Tastenkodierers 101 verwendet. Der Inhalt des Tastenkodewortes KC, das
von dem Tastenkodierer 101 dem Kanalprocessor 102 zugeführt wird, wechselt alle 24 \is, was durch den Taktimpuls
φ bestimmt wird, so daß der Inhalt des Tastenkodewortes
KC während des Intervalls der Impulsfolge φ A (d.h. für
24 με) aufrechterhalten wirdo Das Tastenkodewort KC, dessen
Inhalt sich bei dem Impuls φ geändert hat, wird zu einem
Zeitpunkt abgetastet, in dem 12 με verstrichen sind und
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eine Leitungskapazität, die später noch erläutert wird,
sich aufgeladen oder entladen hat, d.h. zu einem Zeitpunkt, wenn der Impuls $z5_. dazu benutzt wird, sicherzustellen,
daß der genaue Inhalt des Tastenkodewortes KC
aufrechterhalten wird.
Eine Operationszeit Tp für eine einzige Zuordnungsoperation, die dem Intervall der Impulsfolge φ-, äquivalent
Jd
ist, wird in eine erste Zyklusperiode Tp1 und eine zweite
Zyklusperiode Tp„ unterteilt. Die erste (frühere) Zyklusperiode
Tp1 ist durch den Impuls Y-I3--IT gekennzeichnet,
wie Fig. 3(e) zeigt, und die zweite Zyklusperiode Tp„
ist durch den Impuls ^^2-24 gekennzeichnet, wie Fig. 3(f)
zeigt. In der ersten Zyklusperiode Tp1 werden die vorbereitenden
Operationen für.die Zuordnung durchgeführt, wie beispielsweise der Vergleich in der Tastenkodewort-Vergleichsschaltung
3 und die Identifizierung des Kanals in dem der Ton am weitesten abgeklungen ist in der Abrundungsschaltung
9. In der zweiten Periode Tp2 erfolgt der Speichervorgang entsprechend der Zuordnung, wie die
Speicherung des Tastenkodewortes KC in der Tastenkodewort-Speicherschaltung
2.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbexspiel ist der erste Kanal der Erzeugung der Töne der Pedaltastatur zugeordnet
und die Kanäle vom zweiten bis zwölften Kanal sind der Erzeugung der Töne der Manualtastaturen zugeordnet.
Daher erfolgt der Zuordnungsvorgang bezüglich der Pedaltastatur in der ersten Kanalzeit und der Zuordnungsvorgang
bezüglich der Manüaltastaturen in der zweiten bis zwölften Kanalzeit. Der Impuls Y2-I ? wir<i fur die erste
Periode des die Manualtastaturen betreffenden Zuordnungs-
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Vorganges erzeugt und der Impuls Y14-24 wird für die zweite
Periode des die Manualtastaturen betreffenden Zuordnungsvorganges erzeugt (Fig. 3(g) und 3(h)). Der Impuls
Y13 (Fig. 3(i)), der in der zweiten Periode des Zuordnungsvorganges
für die Pedaltastatur benötigt wird, ist im wesentlichen synchron mit dem Impuls φ . Der Impuls
Y24 (Fig. 3(j)) wird am Ende der Zeit Tp des Zuordnungsvorganges erzeugt, d.h. in der zwölften Kanalzeit der
zweiten Periode Tp„.
Die in Fig. 3 dargestellten Impulse werden von dem in Fig. 4 dargestellten Synchronisiersignal-Generator erzeugt.
Dieser enthält ein vierundzwanzigstufiges Schieberegister mit serieller Verschiebung und paralleler Ausgabe.
Das Schieberegister SR1 hat ein "1"-Signal in einer seiner
Stellen und dieses "1"-Signal wird nacheinander unter Steuerung durch den Master-Takt φ~ weitergeschoben.
Um dies zu erreichen, werden die Ausgangssignale der ersten bis dreiundzwanzigsten Stufe sämtlich einem ODER-Tor
ORL zugeführt und über einen Inverter INV dem Eingang des Schieberegisters zugeleitet. Die Ausgangssignale der
zweiten bis zwölften Stufe bilden den Impuls Y2-12 un(^ ^e
Ausgangssignale der dreizehnten bis vierundzwanzigsten Stufe bilden den Impuls γ 14_24· Ferner bilden die Ausgangssignale
der ersten Stufe den Taktimpuls φ-, und die
Ausgangssignale der dreizehnten Stufe bilden den Ausgangsimpuls φ- und den Impuls Y13*
Zuordnungsvorgang
Im folgenden werden die Operationen der Schaltungen in dem Kanalprocessor 102 beschrieben.
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Fig. 5 zeigt ein Schaltbild des Kanalprocessors 102 der Fig. 1 in detaillierter Form (mit Ausnahme der Abrundung
sschaltung 9). Die Abtast- und Halteschaltung 1 enthält mehrere MOS-Transistoren 11 bis 19 und Kondensatoren
11C bis 19C, die den jeweiligen Bits N1, N2, N3,
N-, B1, B-, B3, K1 und K- des Tastenkodewortes KC entsprechen.
Wenn der Taktimpuls pL. (Fig. 3) an die Steuerelektrode
eines jeden der MOS-Transistoren gelegt wird, wird das Tastenkodewort KC (N1 bis K3), das von dem
Tastenkodierer 101 geliefert wurde, abgetastet und in den Kapazitäten 11C bis 19C festgehalten. Die Bits N..
bis K2 des Tastenkodewortes, die in den Kapazitäten 11C
bis 19C gehalten werden, werden kontinuierlich an die
Tastenkodewort-Speicherschaltung 2, die Tastenkodewort-Vergleichsschaltung
3 und die Tastenkodewort-Identifizierungsschaltung 6 angelegt, und zwar während der (einzigen)
Zeit Tp für den Tastenzuordnungsvorgang.
Der Tastenkodewort-Speicher 2 enthält zwölfstufige Schieberegister
211 bis 219 für die jeweiligen Bits des Tastenkodewortes N1 bis K-. Die zwölf Stufen eines jeden Schieberegisters
bilden die zwölf Kanäle. Die Schieberegister 211 bis 219 werden von den Master-Taktimpulsen φ* (Fig. 3)
aufeinanderfolgend getaktet und das Äusgangssignal ihrer letzten Stufe wird auf ihre Eingangsseite zurückgekoppelt.
Demnach bilden die Schieberegister 211 bis 219 in ihrer Gesamtheit eine Art zwölfstufiges zirkulierendes Schieberegister
(eine Stufe = 9 Bits von N1 bis K3). Die jeweiligen
Stufen der Register 211 bis 219 bilden die Speicherschaltungen
(Speicherstellen), deren Anzahl gleich der Zahl der Kanäle ist. Die Tastenkodewörter (MN1 bis MK3),
die bereits einigen der Kanäle zugeordnet sind, werden in
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den Stufen der Schieberegister 211 bis 219, die den Kanälen
entsprechen, gespeichert. Eine Stufe, die einem leeren Kanal entspricht, enthält kein eingespeichertes
Tastenkodewort, d.h. sie ist leer. Der Kanal, dem das gespeicherte Tastenkodewort KC* (MN., bis MK2) zugeordnet
wurde, kann zu den Zeitpunkten erkannt werden, an denen die Ausgangssignale der Endstufen der Schieberegister
211 bis 219 erzeugt werden. Anders ausgedrückt: der Kanal,
dem das Tastenkodewort zugeordnet worden ist, ist definiert durch die Kanalzeit, zu der das gespeicherte Tastenkodewort
MN. bis MK- ausgeliefert wird. Die (gespeicherten)
Tastenkodewörter KC* (MN., bis MK2) , die den jeweiligen
Kanälen zugeordnet sind, werden hintereinander im timesharing-Betrieb zu den jeweiligen Kanalzeiten, die in
Fig. 3(b) abgebildet sind, ausgeliefert und nacheinander einer (nicht dargestellten) Schaltung zugeführt, die die
Tastenkodewörter weiter verarbeitet und außerdem auf die Eingangsseite der Schieberegister 211 bis 219 rückgekoppelt.
Das ausgeschobene Tastenkodewort wird ferner der Tastenkodewort-Vergleichsschaltung
3 zugeführt.
Die gespeicherten Tastenkodewörter KC* (MN1 bis MK2) der
jeweiligen Kanäle werden im time-sharing-Betrieb der Tastenkodewort-Vergleichsschaltung 3 während einer Operationszeit
Tp zweimal zugeführt. Die jeweiligen Kanäle beenden einen Umlauf in der ersten Periode Tp.. (Fig. 3)
und den nächstfolgenden Umlauf in der zweiten Periode Tp2
(Fig. 3). Andererseits ändert sich der Inhalt des Tastenkodewortes KC (N1 bis K2) des identifizierten betätigten
Tastenschalters, der von der Abtast- und Halteschaltung geliefert wird, während einer Operationszeit Tp nicht.
Daher wird die Vergleichsoperation zur Erkennung, ob das-
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selbe Tastenkodewort wie dasjenige des gerade erkannten betätigten Tastenschalters bereits in der Tastenkodewort-Speicherschaltung
2 gespeichert ist oder nicht exakt während der ersten Periode Tp. durchgeführt.
Die Tastenkodewort-Vergleichsschaltung 3 enthält neun Exklusiv-ODER-Schaltungen 311 bis 319, die den jeweiligen
Bits N1 bis Kp des Tastenkodeworts entsprechen. Die
Exklusiv-ODER-Schaltungen 311 bis 319 empfangen jeweils an einem ihrer Eingangsanschlüsse die jeweiligen Bits
N1 bis K- des Tastenkodeworts des identifizierten Tastenschalters
und an ihrem anderen Eingangsanschluß die jeweiligen Bits MN1 bis MK2 des gespeicherten Tastenkodeworts
KC*. Wenn das einem bestimmten Kanal zugeordnete Tastenkodewort MN1 bis MK- mit dem Tastenkodewort N1
bis K2 des identifizierten Tastenschalters übereinstimmt,
werden sämtliche Ausgangssignale der Exklusiv-ODER-Schaltungen 311 bis 319 in dieser Kanalzeit "0". Wenn keine
Koinzidenz vorhanden ist, erzeugt eine oder mehrere der Exklusiv-ODER-Schaltungen 311 bis 319 ein "1"-Signal.
Demnach erzeugt das ODER-Tor 300., in dem alle Ausgänge der Exklusiv-ODER-Schaltungen 311 bis 319 zusammengefaßt
sind, ein "0"-Signal, wenn Koinzidenz vorhanden ist und ein "1"-Signal, wenn keine Koinzidenz vorhanden ist. Das
Koinzidenz-Erkennungssignal EQ, das man-durch Invertierung
des Ausgangssignals des ODER-Tores 300 in einem Inverter 301 erhält, ist "1", wenn Koinzidenz vorhanden
ist, und "0", wenn keine Koinzidenz vorhanden ist. Der Kanal des Tastenkodewortes KC*, das mit dem Tastenkodewort
KC des identifizierten Tastenschalters übereinstimmt, wird durch die Kanalzeit angegeben, zu der das Signal EQ
"1" wird;
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Die ODER-Schaltung 300 erhält ferner das Ausgangssignal eines Inverters 302. Dieser erzeugt ein "1"-Signal nur
dann, wenn das Tastenkodewort KC nicht von dem Tastenkodierer· 101 geliefert wird. Zu diesem Zweck werden Signale
für die Bits K-, K„, die die Tastatur kennzeichnen,
einem ODER-Tor 303 zugeführt, dessen Ausgangssignal wiederum an den Inverter 302 gelegt ist. Da die Signale K1, K2
beide in "0" sind, wenn das Tastenkodewort KC nicht an dem Kanalprocessor 102 ansteht, ist das Ausgangssignal
des Inverters 302 in diesem Falle "1".Diese Anordnung
hat den Zweck, die Erzeugung eines falschen Koinzidenz-Erkennungssignals EQ (=1) durch den Inverter 301 zu verhindern,
das entstehen würde, wenn Koinzidenz zwischen einem Kodewort besteht, bei dem alle Bits N1 bis K2 "0"
sind, wie es der Fall ist, wenn kein einen Tastenschalter repräsentierendes Eingangssignal ansteht, und dem Kodewort
eines leeren Kanals in dem die Bits MN- bis MK„
sämtlich in "0" sind.
Das Koinzidenz-Erkennungssignal EQ wird einem ODER-Tor 401 der Vergleichsergebnis-Speicherschaltung 4 zugeführt
und danach über das UND-Tor 402 einem Verzögerungs-Flip-Flop 403 eingegeben. Das UND-Tor 402 erhält ferner einen
Rücksetzimpuls Y2- (Fig. 3), der von dem Inverter 404
invertiert wurde. Das UND-Tor 402 wird daher nur dann gesperrt, wenn der Impuls 424 erzeugt wird und gibt während
der übrigen Zeit das Signal des ODER-Tores 401 an das Flip-Flop 403 weiter. Das Eingangssignal des Flip-Flops
403 wird nach einer Verzögerung um eine Bit-Zeit (d.h. eine Kanalzeit) durch den Taktimpuls φ* weitergeleitet.
Dieses Ausgangssignal des Flip-Flops 403 hält sich über das ODER-Tor 401 selbst. Diese Selbsthaltung
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wird durch den Rücksetzimpuls Y24 gelöst. Wenn das Tastenkodewort
KC*, das einem bestimmten Kanal zugeordnet ist, mit dem Tastenkodewort KC des entdeckten betätigten Tastenschalters
übereinstimmt, ist das Signal EQ in dieser Kanalzeit in der ersten Periode Tp1 "1". Das "1"-Signal
wird daher in dem Flip-Flop 403 während einer Periode von der Kanalzeit bis zum Ende der zweiten Periode Tp2
gehalten. Wenn kein gespeichertes Tastenkodewort KC* mit dem Tastenkodewort KC des entdeckten Tastenschalters übereinstimmt,
ist der Speicherinhalt des Flip-Flops 403 "0". Die Tatsache, daß der Speicherinhalt des Flip-Flops 403
ein "0"-Signal zu einem Zeitpunkt ist, wenn die zweite Periode Tp1 beendet ist, kennzeichnet, daß die Zuordnungsbedingung (B) erfüllt ist, weil diese Tatsache beinhaltet,
daß das Tastenkodewort KC am Eingang noch keinem der Kanäle zugeordnet ist. Das Ausgangssignal des Flip-Flops 403
wird der Generatorschaltung 5 für Setz- und Rücksetzsignale als Vergleichsergebnis-Speichersignal REG zugeführt.
In der Generatorschaltung 5 für Setz- und Rücksetzsignale
wird das Vergleichsergebnis-Speichersigral REG von einem
Inverter 51 invertiert und als Signal REG den ÜND-Toren 52, 53 und 54 zugeleitet.
Zuerst wird der Zuordnungsvorgang bezüglich der Tastenkodewörter
für die Manualtastaturen (d.h. das obere Manual UK und das untere Manual LK) beschrieben. Da das Bit K1
des Tastenkodewortes des oberen Manuals UK "0" und das Bit K- dieses Tastenkodewortes "1" ist, werden Signale
K " und K2 dem UND-Tor 62 zugeführt, um das betreffende
Tastenkodewort des oberen Manuals UK zu entdecken. Da das
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Bit Κ., der Tastenkodewörter für das untere Manual "0"
und das Bit K2 "1" ist, werden die Signale K1 und K2 dem
UND-Tor 63 zugeführt, um ein Tastenkodewort für das untere Manual zu entdecken. Die oben beschriebene Erkennung
wird in der den Manualen in der zweiten Periode Tp., zugeordneten Zeit durchgeführt, indem der Impuls Y14-2/
für die Manuale (Fig. 3) an die ÜND-Tore 62, 63 gegeben wird. Die Ausgangssignale der UND-Tore 62 und 63 werden
dem ODER-Tor 64 zugeführt. Wenn das Tastenkodewort KC am Eingang der Manualtastatur angehört, wird von dem ODER-Tor
64 in derjenigen Zeit, die dem Impuls Y14-24 entspricht,
ein "1"-Signal erzeugt. Das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 64 wird den UND-Toren 53 und 54 zugeführt. Der Betrieb
des UND-Tores 54 betrifft den später noch zu erläuternden Abrundungsvorgang. Die Beschreibung wird an dieser
Stelle mit dem Betrieb des UND-Tores 53 fortgesetzt.
Das UND-Tor 53 erzeugt ein "1 !'-Signal, wenn die Bedingungen (A) und (B) der Zuordnung beide erfüllt sind. Die Erfüllung
der Bedingungen (B) wird durch das Signal REG erkannt, das man durch Invertierung des Vergleichsergebnisses-Speichersignals
REG durch den Inverter 51 erhält, wogegen die Erfüllung der Bedingungen (A) durch das Signal BUSY erkannt
wird, das man durch Invertierung des Belegtsignales BUSY durch den Inverter 55 erhält. Das Belegtsignal BUSY, das
anzeigt, ob das Tastenkodewort bereits einem der jeweiligen Kanäle zugeordnet ist oder nicht, kann man erhalten,
indem man die Inhalte der jeweiligen Stufen der Schieberegister 211 bis 219 der Tastenkode-Speicherschaltung 2
prüft.
Wenn kein "!"-Signal in irgendeinem der Schieberegister
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218 und 219 , die den die Art der Tastatur kennzeichnenden
Bits K. und K_ entsprechen, gespeichert ist, zeigt
dies an, daß in diesem Kanal noch kein Tastenkodewort gespeichert ist (d.h. der Kanal ist leer). Wenn ein "1"-Signal
in einem der Schieberegister 218 oder 219 enthalten ist, zeigt dies an, daß dieser Kanal ein Tastenkodewort
enthält. Die Ausgangssignale der Schieberegister
218 und 219 werden daher einer ODER-Schaltung 201 zuger
führt, damit diese das Belegtsignal BUSY erzeugt. Das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 201 wird für jeden Kanal
im time-sharing-Betrieb erzeugt. Das Belegtsignal ist in einer Kanalzeit "1", die demjenigen Kanal entspricht, dem
das Tastenkodewort KC zugeordnet ist (d.h. das Tastenkodewort KC* ist gespeichert), wogegen das Belegtsignal in
der Kanalzeit eines leeren Kanals "0" ist. Die Tatsache, daß das Belegtsignal BUSY "O" ist, kennzeichnet daher,
daß die Bedingung (A) erfüllt ist. Das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 201 wird als Eintastsignal A einer
Schaltung in Form eines Hüllkurvengenerators 103 (Fig. 8) zugeführt. Dieses Signal kennzeichnet einen Kanal, der
nach Zuordnung einer gedrückten Taste belegt werden wird.
Wenn eine neue Taste in einer Manualtastatur gedrückt worden ist und wenn festgestellt wurde, daß das Tastenkodewort
KC der neuen Taste nicht mit dem gespeicherten Tastenkodewort KC* übereinstimmt (d.h. REG = 0), wird
das UND-Tor 53 durchgeschaltet, so daß es in einer dem frühesten leeren Kanal (in der Reihenfolge vom zweiten
bis zum zwölften Kanal) entsprechenden Kanalzeit ein "1"-Signal in der Zeit des Impulses Υ-ι^τλ ^n der zweiten
Periode ausgibt. Das "1"-Signal am Ausgang des UND-Tores 53 bewirkt die Erzeugung des Setzsignals S (=1) und des
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Rücksetzsignals C (= 1) durch die ODER-Tore 56 und 57.
Das Setzsignal gibt an, daß das Eingangskodewort KC einem
Kanal zugeordnet werden sollte, der der Kanalzeit entspricht, zu der das Signal S erzeugt worden ist.
Wenn die neue Zuordnung durch das Setzsignal S angeordnet
worden ist, wird das gespeicherte Tastenkodewort KC* des betreffenden Kanals in der Tastenkodewort-Speicherschaltung
2 in Form des Eingangs-Tastenkodewortes KC erneuert. Zu diesem Zweck ist eine Torschaltung mit den
UND-Toren 202 und 203, einer ODER-Tor 204 und einem Inverter 205 an der Eingangsseite der jeweiligen Schieberegister
211 bis 219 vorgesehen. Die Eingangstore der Schieberegister
211 bis 219 sind sämtlich separat vorhanden, jedoch
mit denselben Bezugszeichen 201, 203, 204 und 205 durch alle Schieberegister 211 bis 219 hindurch versehen. Die
UND-Tore 202 empfangen die Signale der jeweiligen Bits N1 bis K- des Eingangs-Tastenkodewortes an ihrem einen
Eingang und das Setzsignal S an ihrem anderen Eingang. Die UND-Tore 203 empfangen die Ausgangssignale MN., bis
der Schieberegister 211 bis 219 an ihrem einen Eingang und ein von dem Inverter 205 geliefertes invertiertes
Signal des Rücksetζsignals C an ihrem anderen Eingang.
Wenn eine neue Zuordnung nicht angeordnet worden ist, ist das Rücksetzsignal C "0", so daß das gespeicherte
Tastenkodewort MN. bis MK2 umläuft und durch die UND-Tore
203 in den Schieberegistern 211 bis 219 gehalten wird. Das gespeicherte Tastenkodewort in demjenigen Kanal,
der der Kanalzeit entspricht, zu welcher das Setzsignal erzeugt worden ist> wird neu geschrieben und das
Eingangs-Tastenkodewort KC wird dem Kanal zugeordnet.
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Da die Zuordnung des Eingangs-Tastenkodewortes KC zeitlich mit der Erzeugun-g des Setzsignals S zusammengefallen
ist, wird das Setzsignal S dem ODER-Tor 401 der Vergleichsergebnis-Speicherschaltung
4 zugeführt, wodurch das Flip-Flop 403 ein "1"-Signal speichert und das Signal
REG in ein "1"-Signal umwandelt. Hierdurch wird verhindert, daß dasselbe Tastenkodewort KC einem anderen Kanal
zugeordnet wird. Das Setzsignal S wird daher für einen
Kanal nur in einer einzigen Operationszeit Tp erzeugt und das Eingangs-Tastenkodewort KC wird nur einem einzigen
Kanal zugeordnet.
Im folgenden wird die Zuordnung der Tastenkodeworter
der Pedaltastatur erläutert.
Das UND-Tor 61 der Tastenkodewort-Erkennungsschaltung 6 erkennt, ob das Eingangs-Tastenkodewort KC der Pedaltastatur
angehört oder nicht. Wenn es der Pedaltastatur angehört, sind beide Bits K1, K2 dieses Kodeworts "1".
Die Signale der Bits K1, K2 werden dem UND-Tor 61 zugeführt.
Ferner wird der Impuls Y..., (Fig. 3) der zweiten
Periode für die Pedaltastatur ebenfalls dem UND-Tor 61 zugeführt. Wenn daher das Eingangs-Tastenkodewort KC
der Pedaltastatur angehört, wird von dem UND-Tor 61 in der ersten Kanalzeit in der zweiten Periode Tp2 ein "1"-Signal
erzeugt. Dieses Ausgangssignal des UND-Tores 61 wird dem UND-Tor 52 zugeführt. Wenn dieses durchgeschaltet
wird, wird in dem ersteh Kanal (Impuls Y^o) in der
zweiten Periode Tp2 ein "1"-Signal erzeugt und demnach
werden auch das Setzsignal S und das Rücksetzsignal C erzeugt. Das'Ausgangssignal "1" des UND-Tores 52 ordnet
an, daß das Eingangs-Tastenkodewort KC, das der Pedal-
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tastatur angehört, dem ersten Kanal zugeordnet werden sollte. Am UND-Tor 52 steht nicht das Signal BUSY an,
so daß es nur die Bedingung (B) mittels des Signals REG erkennt. Der Grund hierfür dät, daß bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel nur ein Ton der Pedaltastatur zugeordnet wird, und daß der erste Kanal ausschließlich
für Töne der Pedaltastatur reserviert ist. Wenn daher das gespeicherte Tastenkodewort KC* der Pedaltastatur,
das bereits dem ersten Kanal zugeordnet ist, nicht mit dem Eingangs-Tastenkodewort KC übereinstimmt
(d.h. REG = 0), wird die Zuordnung des gespeicherten Tastenkodewortes KC* zwangsweise gelöst (d.h. durch das
Signal C rückgesetzt) und das neue Eingangs-Tastenkodewort KC wird nunmehr dem ersten Kanal zugeordnet. Dieser
Zuordnungsvorgang für die Pedaltastatur wird unabhängig davon ausgeführt, ob die Taste des gespeicherten Tastenkodewortes
KC* der Pedaltastatur gedrückt oder losgelassen ist. Das Vorhandensein eines leeren Kanals, wie in
der Bedingung (A),braucht also bei der Zuordnung im Falle der Pedaltastatuf nicht berücksichtigt zu werden.
Erkennung der Tastenfreigabe
Das Startkodewort SC wird zur Erkennung der Beendigung der Betätigung eines Tastenschalters benötigt, d.h. das
Freigeben wird im wesentlichen regelmäßig von dem Tastenkodierer 101 erzeugt. Das Startkodewort SC (N1 bis K^),
das der Abtast- und Halteschaltung 1 zugeführt wird, wird durch den Takt φΏ abgetastet, wie im Falle des
Tastenkodewortes KC und in den Kondensatoren 11C bis 19C während einer Zuordnungs-Operationszeit Tp gespeichert.
Da die die Note des Startkodewortes SC repräsen-
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tierenden Bits N ^ bis N. sämtlich "1 "-Signale sind, werden
sie der UND-Schaltung 65 in der Tastenkodewort-Erkennungsschaltung
6 zugeführt, um das Startkodewort SC zu ermitteln. Wenn das Startkodewort SC festgestellt worden
ist, wird von einem UND-Tor 65 in der zweiten Periode Tp2 das Freigabeprüf-Zeitsteuersignal X (="1") erzeugt.
Dieses Prüf-Zeitsteuersignal X wird der Speicherschaltung 7 zur vorübergehenden Speicherung der Eintastsignale
und der Freigabe-Speicherschaltung 8 zugeführt.
Die Speicherschaltung 7 zum vorübergehenden Speichern der Eintastsignale enthält ein Schieberegister 71 aus zwölf
Bit. Die jeweiligen Stufen des Schieberegisters 71 entsprechen den jeweiligen Kanälen. Diese Speicherschaltung
7 speichert vorübergehend die Kanäle, denen die Tastenkodewörter zugeordnet wurden (d.h. Anschlag- oder Eintastsignale)
während des Intervalls zwischen den in regelmäßigen Abständen erzeugten Startkodewörtern SC. Wenn
eine neue Taste gedrückt worden ist und das Setzsignal S
(das den Anschlag der Taste anzeigt) für die Zuordnung des Tastenkodewortes KC erzeugt worden, ist, wird das Setzsignal
S dem Schieberegister 71 über das ODER-Tor 71 zugeführt und in dem Kanal ein "1"-Signal gespeichert.
Das "1"-Signal wird durch den Takt ^1 um 12 Bitzeiten
verzögert und in derselben Kanalzeit von der Endstufe des Schieberegisters 71 ausgegeben. Das Ausgangssignal
"1" wird einem UND-Tor 73 zugeführt und auf die Eingangsseite des Schieberegisters 71 über ein ODER-Tor 72 rückgekoppelt.
Das UND-Tor 73 empfängt ferner ein Signal, das man durch Invertierung des Prüf-Zeitsteuersignals X
durch einen Inverter 74 erhalten hat. Normalerweise (wenn das Tastenkodewort KC erzeugt wird) ist das Ausgangssignal
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des Inverters 74 "1", so daß der Inhalt des Schieberegisters 71 gehalten wird. Wenn das Prüf-Zeitsteuersignal
X erzeugt wird, wird das UND-Tor 73 gesperrt und der Speicherinhalt des Schieberegisters 71 wird vollständig
rückgesetzt. Der Grund hierfür ist, daß das Prüf-Zeitsteuersignal X in der zweiten Periode Tp2 erzeugt wird.
Das Eintastsignal in der Speicherschaltung 7 wird daher regelmäßig durch das Signal X (d.h. das Startkodewort SC)
rückgesetzt.
Es sei angenommen, daß das Prüf-Zeitsteuersignal X im
wesentlichen regelmäßig in der Zeitfolge t^..., t.-2, t^.., ..,
erzeugt wird. Zur Zeit t .. wird der Speicherinhalt der
jeweiligen Kanäle des Schieberegisters 71 zwangsweise rückgesetzt, ohne Rücksicht darauf, daß das Tastenkodewort
KC* in den entsprechenden Kanälen in der Tastenkodewort- Speicherschaltung 2 gespeichert ist. Das Startkodewort
SC (Signal X) verschwindet dann und das Tastenkodewort KC wird nacheinander der Abtast- und Halteschaltung
Ί zugeführt. Nun wird ein "1"-Signal von neuem in dem betreffenden Kanal des Schieberegisters 71 auf das Setzsignal
S oder ein altes Eintastsignal OKN von dem UND-Tor 304 der Tastenkodewort-Vergleichsschaltung 3 hin gespeichert.
Das UND-Tor 304 empfängt das Koinzidenz-Erkennungssignal EQ und ferner den Impuls Y1-,«, in der
zweiten Periode Tp2.
Wenn der Tastenschalter des Tastenkodewortes KC*, das einem bestimmten Kanal zugeordnet ist, nach der Zeit t
in Betrieb bleibt, wird dieser Zustand von dem Tastenkodierer 101 erkannt und das Tastenkodewort KC dieses
Tastenschalters wird der Abtast- und Halteschaltung 1
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von neuem zugeführt. Wenn daher das Eingangs-Tastenkodewort
KC mit dem gespeicherten Tastenkodewort KC* übereinstimmt, ist das Koinzidenz-Erkennungssignal EQ
ein "1"-Signal in der Kanalzeit der ersten Periode Tp1
und der zweiten Periode Tp3. Das UND-Tor 304 wählt das
Signal EQ in der zweiten Periode Tp~ aus, die die Schreibperiode ist und erzeugt das alte Eintastsignal OKN, das
anzeigt, daß die Taste dieses Tastenkodewortes KC*, das dem Kanal zugeordnet ist, noch gedrückt ist (d.h. der
Tastenschalter ist noch betätigt). Das alte Eintastsignal OKN wird über das ODER-Tor 72 dem Schieberegister 71 zugeführt,
um den Speicherinhalt des betreffenden Kanals , der zuvor durch das Prüf-Zeitsteuersignal X zurückgesetzt
worden ist, wieder zu setzen. Wenn das Prüf-Zeitsteuersignal X zu der nächsten Zeit t „ erzeugt wird, wird daher
in dem betreffenden Kanal des Schieberegisters 71 ein "1"-Signal gespeichert. Selbst wenn der Speicherinhalt
in der Speicherschaltung 7 zeitweilig durch das Austast-Prüf-Zeitsteuersignal
X gelöscht wird, wird auf die oben beschriebene Weise das Signal wieder in dem Kanal
gespeichert, bevor das nächste Signal X auftritt, solange die Taste gedrückt bleibt.
Das Ausgangssignal TA der Endstufe des Schieberegisters
71 wird der Austast-Speicherschaltung 8 zugeführt und von
dieser über einen Inverter 81 an ein UND-Tor 82 gegeben. Die Erkennung des Austastens erfolgt nur während der
Zeit, in der das Prüf-Zeitsteuersignal X erzeugt wird. Anders ausgedrückt: die Austast-Erkennung erfolgt in
regelmäßigen Zeitabständen bei Vorliegen des Startkodewortes SC.
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Die Bedingungen der Austast-Erkennung sind:
(I) Das Tastenkodewort KC* der betreffenden Taste ist bereits zugeordnet worden (d.h. das Eintastsignal
A ist "1", aber
(II) das Tastenkodewort ist nicht in dem entsprechenden Kanal der Speicherschaltung 7 gespeichert (d.h.
das Ausgangssignal TA des Schieberegisters 71 ist "0"), und
(III) die Bedingungen (I) und (II) sind erfüllt, wenn
das Prüf-Zeitsteuersignal X erzeugt wird (d.h. das Signal X ist in "1").
Die Erkennung der Bedingungen (I) bis (III) erfolgt durch das UND-Tor 82.
Wenn das alte Eintastsignal OKN in bezug auf den einem bestimmten Kanal zugeordneten Tastenkodewort KC* zu
einem Zeitpunkt zwischen der Zeit t„. und t » erzeugt
wird, wird in dem Kanal des Schieberegisters 71 ein "1"-Signal festgehalten. Demnach ist das Signal TA selbst
wenn das Prüfsignal X zur Zeit t „ erzeugt wird, "1", so daß das UND-Tor 82 nicht durchgeschaltet wird. Wenn
das Tastenkodewort KC, das mit dem gespeicherten Tastenkodewort KC übereinstimmt, nicht in dem Intervall zwischen
der Zeit tx2 und der Zeit t _ angelegt wird, wenn
das nächste Signal X erzeugt wird, so wird das alte Eintastsignal OKN nicht erzeugt und demnach bleibt der
entsprechende Kanal in dem Schieberegister 71 im Rücksetzzustand (d.h. Signal "0"). Wenn das Prüf-Zeitsteuer-
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signal X zur Zeit t _ (in der zweiten Periode Tp2,
S = Signal "1") erzeugt wird, wird dem UND-Tor 82 über den Inverter 81 ein "1"-Signal in einer Kanalzeit für
einen Kanal in dem das Signal TA "0" ist zugeführt. Auf diese Weise wird das UND-Tor 82, das ebenfalls das Eintastsignal
A empfängt, welches anzeigt, daß das Tastenkodewort bereits zugeordnet ist, durchgeschaltet. Das
UND-Tor 82 erzeugt daraufhin ein "1"-Signal in dieser Kanalzeit. Das "1"-Signal wird über ein ODER-Tor 83 in
dem entsprechenden Kanal des Schieberegisters gespeichert.
Das Schieberegister 84 besitzt 12 Stufen, die den jeweiligen Kanälen entsprechen und die Inhalte dieser Stufen
werden durch den Takt φ- weitergeschoben. Das Ausgangssignal
der letzten Stufe wird als Austastsignal D einer Schaltung wie der Hüllkurvengeneratorschaltung
(Fig. 8) zugeführt, die das Signal weiterverarbeitet und ferner über ein UND-Tor 85 auf den Eingang des Schieberegisters
84 zurückkoppelt. "Die Inhalte der jeweiligen Kanäle zirkulieren im time-sharing-Betrieb. Anders ausgedrückt:
wenn die Taste, die dem dem Kanal zugeordneten Tastenkodewort KC* entspricht, freigegeben worden ist,
enthält das Schieberegister 84 in dem betreffenden Kanal ein "1"-Signal, entsprechend dem Signal von dem UND-Tor
82. Dieses "1"-Signal wird als Austastsignal D verwandt .
Wie oben beschrieben wurde, wird die Austastung (das Loslassen der Taste) erkannt, wenn kein Alt-Eintastsignal
OKN in dem Kanal erzeugt wird (das Signal TA ist zu der Zeit, wenn das Signal X erzeugt wird, "0") unabhängig
davon, daß das Eintastsignal A erzeugt wird (d.h. das
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Tastenkodewort KC* ist in dem Intervall zwischen der Erzeugung
des Prüf-Zeitsteuersignals X (Startkodewort SC), z.B. zwischen der Zeit t _ und der Zeit t ^, zugeordnet
worden. Da das UND-Tor 85 von dem Rücksetζsignal C gesperrt
wird, wird die Eintast-Speicherung in dem Kanal, in dem das Rücksetzsignal erzeugt worden ist, in dem
Schieberegister 84 gelöscht. In der nachgeordneten Schaltung, in der das Austastsignal D verarbeitet wird, wird
die Erzeugung des Tones in dem betreffenden Kanal gedämpft, wenn das Austastsignal D angelegt wird.
Das Austastsignal D wird ferner den UND-Toren 58 und 59 der Generatorschaltung 5 für Setz- und Rücksetzsignale
zugeführt. Das UND-Tor 58 empfängt ferner das Alt-Eintastsignal OKN. Wenn eine Taste freigegeben worden ist
und der Ton der Taste das Dämpfungsstadium erreicht hat (d.h. D = 1), und wenn dann dieselbe Taste noch einmal
gedrückt wird, wird in der zuvor zugeordneten Kanalzeit Koinzidenz der Tastenkodewörter festgestellt (d.h. OKN
= 1) und das UND-Tor 58 erzeugt ein "1"-Signal. Daraufhin werden das Setzsignal S und das Rücksetzsignal C erzeugt
und das Tastenkodewort wird demselben Kanal zugeordnet.
Das Rücksetzsignal C, das mit dem Setzsignal S erzeugt
wird, wird dazu benutzt, den Speicherinhalt einer jeden Speicherschaltung neuzuschreiben, wogegen das Rücksetzsignal
C,das allein erzeugt wird (ohne daß gleichzeitig ein Setzsignal S erzeugt wird) zur vollständigen Löschung
des Speicherinhalts benutzt wird.
Nach Beendigung der Erzeugung eines Tones in dem Kanal (d.h. nach Abklingen der Dämpfung) wird ein Abkling-Ende-
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Signal DF in dieser Kanalzeit von dem (nicht dargestellten) Hüllkurvengenerator erzeugt. Dieses Signal DF wird
einem UND-Tor 59 zugeführt. Der Impuls Y13-2A wird ferner
dem UND-Tor 59 zugeführt, so daß das UND-Tor 59 (die ODER-Schaltung 57) das Rücksetzsignal C in derselben
Kanalzeit in der zweiten Periode Tp- erzeugt. Das gespeicherte
Tastenkodewort KC*'oder das Austastsignal D wird durch dieses Rücksetzsignal C gelöscht und der Kanal
wird leer. Das Rücksetzsignal C wird ebenfalls über ein
12-stufiges Schieberegister 86 von je 1 Bit zugeführt und einer (nicht dargestellten) nachgeschalteten Verarbeitungsschaltung
als Zählerlöschsignal CC zugeleitete Ferner ist eine Anfangslöschschaltung INC vorgesehen,
die die jeweiligen Schaltungen bei der Einschaltung des Gerätes kurzzeitig rücksetzt. Die Anfangs-Löschschaltung
INC integriert die Versorgungsspannung V
aus einem Widerstand RI und einem Kondensator CI und erzeugt über einen Inverter INI an der Anstiegsflanke der Versorgungsspannung V ein Löschsignal. Dieses
Signal wird über eine ODER-Schaltung 57 zu dem Rücksetzsignal C gemacht.
Unempfindlichkeit gegenüber Kontaktprellungen Die nachfolgende Beschreibung erfolgt an nur einem
Tastenschalter. Wenn ein Tastenschalter geschlossen und geöffnet wird, erzeugt er Kontaktprellungen, die in
Fig. 6(a) dargestellt sind. CHs bezeichnet eine Zeitperiode, in der die Prellungen beim Schließen des Tastenschalters
erfolgen, und CHe bezeichnet die Zeitperiode, während der die Prellungen beim öffnen des Tastenschalters
auftreten. Der Tastenkodierer 101 erkennt die Be-
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tätigung des Tastenschalters und erzeugt das Tastenkodewort KC, das in Fig. 6(b) dargestellt ist. In dem Tastenkodierer
101 wird ein erstes Modussignal S1 erzeugt. Dieses
erste Modussignal S1 veranlaßt die Durchführung der
parallelen Erkennung aller Tastenschalter. Immer wenn dieses erste Modussignal S.. erzeugt wird, wird die Erkennung
aller Tastenschalter wiederholt durchgeführt. Die Tastenschalterkontakte öffnen und schließen jedoch häufig
während der Prellperioden CHs und CHe, so daß das Schließen des Tastenschalters nicht notwendigerweise erkannt
wird, wenn das Signal S- erzeugt wird. Beispielsweise
erfolgt die Erkennung aller Tastenschalter zu den Zeiten te. und te.,, die jeweils eine Länge von 24 με haben,
jedoch wird kein Tastenkodewort KC erzeugt. In einem anderen Beispiel wird Eintasten erkannt und das Tastenkodewort
KC zu den Zeiten te.,, te- und te,- (die jeweils eine
Länge von 24 με haben) infolge Kontaktflatterns erzeugt, obwohl die Taste losgelassen worden ist.
Das zuerst während der Zeit tcg (mit einer Länge von 24 με)
erzeugte Tastenkodewort KC wird irgendeinem der Kanäle des Kanalprocessors 102 zugeführt und das Tastenkodewort
KC wird in dem Tastenkodewort-Speicher 2 gespeichert. Gleichzeitig wird das Eintastsignal A in dem betreffenden
Kanal erzeugt, wie Fig. 6(e) zeigt. Auf diese Weise wird das Drücken der Taste erkannt. Die Verzögerungszeit TD1
zwischen dem Beginn des Drückens der Taste und dessen Erkennung entspricht maximal einer Periode des niederfrequenten
Taktes LC. Da der niederfrequente Takt LC mit einer Periodendauer von 200 με bis 1ms verwendet werden kann,
ist die Antwort der Erkennung der gedrückten Taste hinreichend hoch. Wenn die Zuordnung erfolgt ist, wird außer-
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dem das Austasten nicht erkannt, wenn nicht das Startkodewort SC erzeugt wird, so daß die Erkennungs-Operation
von dem häufigen öffnen und Schließen der Kontakte bei Kontaktprellungen überhaupt nicht beeinflußt wird.
Das Startkodewort SC wird in regelmäßigen Abständen erzeugt, wie Fig. 6(d) zeigt. Der Speicherinhalt in der
Speicherschaltung 7 (Fig. 5) zum vorübergehenden Speichern des Eintastsignals wird einmal zur Zeit tc7 (die
eine Länge von 24 με hat) rückgesetzt, jedoch erfolgt
die Speicherung von neuem zur Zeit tcfi, wenn das nächste
Startkodewort SC erzeugt wird, weil das Tastenkodewort KC zu dieser Zeit tcg anliegt. Der Tastenschalter steht
in dem Intervall zwischen der Zeit tcß und der Zeit tcg
auf AUS, wenn ein nächstes Startkodewort SC erzeugt wird. Wenn das Tastenkodewort KC in diesem Intervall angelegt
wird, wird das Eintasten in der Speicherschaltung 7 kurzzeitig gespeichert, so daß das Austasten nicht erkannt
wird. In dem Intervall zwischen der Zeit tcg und der Zeit te n, wenn das nächste Startkodesignal SC erzeugt
wird, wird überhaupt kein Tastenkodewort KC erzeugt. Demnach wird das Austasten in der Austast-Speicherschaltung
(Fig. 5) erkannt und das Austastsignal D (Fig. 6{f)) wird in dem betreffenden Kanal gespeichert.
Die Verzögerungszeit T „ zwischen der tatsächlichen Austastung
und ihrer Erkennung liegt im Bereich von ein bis zwei Perioden des Startkodewortes SC. Dies ist etwas
länger als die Verzögerungszeit T1 der Eintast-Erkennung.
Die Austast-Erkennung erfordert keine so hohe Antwortcharakteristik wie die Austast-Erkennung, so
daß diese Zeitverzögerung für den Zweck der Austast-Er-
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kennung ausreicht. Da die Verzögerungszeit T _ länger
ist als die Prellperiode CHe, wird das häufige öffnen und Schließen der Kontakte infolge Flatterns oder Prellens
in feinem Falle erkannt bzw. berücksichtigt. Das Intervall des Startkodewortes SC sollte vorzugsweise
langer sein als die Prellperiode. Wenn beispielsweise ein Tastenschalter mit einer Prellperiode von etwa 5 ms
verwendet wird, sollte das Startkodewort SC eine Periode von etw 8 ms haben. In diesem Falle wird die Periode
des niederfrequenten Taktes LC zu etwa 1 ms eingestellt. Wird ein Tastenschalter mit einer kürzeren Prellperiode
verwendet, so kann das Intervall des Startkodewortes SC kürzer als bei dem obigen Beispiel gewählt werden. Wenn
beispielsweise die Prellperiode etwa 3 ms beträgt, kann das Intervall des Startkodewortes SC auf etwa 4 ms und
der niederfrequente Takt LC auf etwa 500 με eingestellt
werden. In diesem Falle wird die Verzögerungszeit T ..
maximal etwa 100 μβ, so daß die Antwortcharakteristik
der Eintasterkennung verbessert wird.
Abrundungssteuervorgang
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Abrundungssteuervorgang
nur bei den Tasten der Manuale durchgeführt. Wenn die zwölfte Taste gedrückt wird,
während elf Töne bereits in dem zweiten bis elften der Manualtastatur zugeordneten Kanal erzeugt werden, wird
derjenige der elf Töne ermittelt, der bereits am weitesten abgefallen ist und die Erzeugung dieses Tones
wird abgebrochen, damit der zwölfte Ton dem betreffenden Kanal zugeordnet werden kann. Dieser Steuervorgang wird
als Abrundungssteuervorgang bezeichnet.
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Zur Durchführung des Abrundungssteuervorgangs müssen
die drei folgenden Bedingungen erfüllt sein:
(1) Alle elf Töne werden erzeugt;
(2) irgendeiner dieser Töne ist im Abklingen, und ,(3) die zwölfte Taste ist gedrückt worden.
Fig. 7 zeigt ein Beispiel einer Abrundungsschaltung 9. In dieser wird der Kanal ermittelt, dem derjenige Ton
zugeordnet ist, dessen Dämpfung bereits am weitesten fortgeschritten ist. Diese Ermittlung erfolgt durch die
Amplitudenvergleichsschaltung 91 und eine Minimumamplituden-Speicherschaltung
92. Die Schaltung 93 dient der Bestimmung des Abrundungskanals und erkennt die obigen
Bedingungen (1) und (2). Sie erzeugt ein Abrundungs-KanalbeStimmungssignal
MTCH zu einer Kanalzeit, in der die.Abrundungsoperation durchgeführt werden soll. Die
obige Bedingung (3) wird durch die Signalerzeugungsschaltung
5 für Setz- und Rücksetzsignale (Fig. 5) erkannt.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Ton,
dessen Dämpfung am weitesten fortgeschritten ist, erkannt, indem die Amplitudenwerte einer Hüllkurvenform
ermittelt werden. Das digital arbeitende elektronische Musikinstrument enthält einen Hüllkurvengenerator 101, ·
wie Fig0 8 zeigt. Die Lesesteuerschaltung 104 wird von dem Eintastsignal A und dem Austastsignal D, die von
dem Kanalprocessor 102 (Fig. 5) geliefert werden, angetrieben, so daß sie die Hüllkurvenform nacheinander aus
dem Hüllkurvenspeieher 105 ausliest. Ein typisches Beispiel
der in dem Hüllkurvenspeicher 105 gespeicherten Hüllkurvenform ist in Fig. 9 abgebildet. Diese Hüllkurven-
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form ist in eine Vielzahl von Abtastpunkten entlang der Zeitachse unterteilt und den Abtastpunkten sind jeweils
Amplitudenwerte zugeordnet, die in entsprechenden Adressen des Hüllkurvenspeichers 105 gespeichert sind.
Als Hüllkurvenspeicher 105 dient ein Festwertspeicher, der die Amplitudenwerte der Hüllkurvenform an den jeweiligen
Abtastpunkten in Form binärer Digitalwerte aufzunehmen vermag. Grundsätzlich kann aber auch ein Speicher
verwendet werden, der die Amplitudenwerte in analoger Form speichert. In diesem Falle werden die Analogwerte von einem Analog/Digital-Ümsetzer in Digitalwerte
umgesetzt und danach der Abrundungsschaltung 9zugeführt.
Die Lesesteuerschaltung 104 arbeitet im time-sharing-Betrieb für die 12 Kanäle unter Taktung durch den Mastertakt
φ* . Wenn das Eintastsignal A ansteht, arbeitet die
Schaltung 104 in der betreffenden Kanalzeit, indem sie die Amplitudenwerte hintereinander aus dem Speicher 105
ausliest. Dabei erhält man zunächst den Anhalibereich der Hüllkurvenform in Fig. 9. Sobald die Hüllkurvenamplitude
das Aufrechterhaltungsniveau oder Halteniveau erreicht hat, wird der Anhall-Takt angehalten und kontinuierlich
ein konstanter Amplitudenwert ausgelesen. Hierdurch entsteht der Haltebereich der in Fig. 9 abgebildeten
Hüllkurvenform. Wenn das Austastsignal D angelegt wird, werden die Amplitudenwerte entsprechend einem Abklingtakt
nacheinander aus dem Speicher 105 ausgelesen und man erhält den Abklingbereich der in Fig. 9 dargestellten
Hüllkurvenform. Die Hüllkurvenform wird auf die beschriebene Weise gebildet. In dem Abklingbereich verringern
sich die Amplitudenwerte stetig mit der Zeit. Eine solche Hüllkurvenform wird aus dem Speicher 105 für
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jeden der Kanäle im time-sharing-Betrieb ausgelesen. Demnach wird in einem Kanal ein Ton erzeugt, in dem die
Hüllkurvenamplitude während eines Zyklus der jeweiligen Kanalzeiten (d.h. 12 Kanalzeiten) am kleinsten ist.
Dieser Ton wird als derjenige betrachtet,dessen Dämpfung am weitesten fortgeschritten ist.
Als Lesesteuerschaltung 104 kann ein Zähler verwandt werden, der imstande ist, für 12 Kanäle im time-sharing-Betrieb
zu arbeiten oder ein Schieberegister geeigneter Art. Die Hüllkurvenamplitudenwerte, die zu den jeweiligen
Kanalzeiten im time-sharing-Betrieb von dem Speicher 105 ausgelesen werden, werden der Abrundungsschaltung 9
(Fig. 7) zugeführt und in noch zu erläuternder Weise für die AbrundungsSteueroperation benutzt. Die Hüllkurvenamplitudenwerte
werden ferner einer Wichtungsschaltung 107 zur Steuerung der Amplitudenhüllkurve eines
Musiktons zugeführt. Das Tastenkodewort KC*, das in dem Kanalprocessor 102 zugeordnet worden ist, wird einer
Tonerzeugerschaltung 106 zugeführt und diese erzeugt im
time-sharing-Betrieb ein Musiktonsignal, dessen Grundtonhöhe durch das Tastenkodewort bestimmt wird und das mit
einer bestimmten Tonfärbung versehen wird. Dieses Musiktonsignal wird der Wichtungsschaltung 107 zugeführt und
von dieser wird ein in der Amplituden-Hüllkurve gesteuertes Musiktonsignal erzeugt. Der Amplitudenwert G
der Hüllkurve, der von dem Hüllkurvenerzeuger 103 erzeugt wird, wird der Amplituden-Vergleichsschaltung 91
(Fig. 7) der Abrundurigsschaltung 9 zugeführt. Die Amplituden-Vergleichsschaltung
91 vergleicht die Amplitudenwerte der jeweiligen Kanäle und stellt denjenigen Kanal
fest, in dem der Amplitudenwert am kleinsten ist. Der
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Hüllkurven-Amplitudenwert G ist ein binärer Digitalwert. Der Vergleich kann durchgeführt werden, indem Signale
aller Bits dieses Amplitudenwertes G der Vergleichsschaltung 91 zugeführt werden. Normalerweise ist es jedoch
bei einem derartigen Vergleich nicht erforderlich, bis in die kleinsten Details zu gehen, so daß es ausreicht,
von mehreren Bits (n Bits), die die Daten des Amplitudenwertes bilden, verschiedene höherwertige Bits für den
Vergleich heranzuziehen. In der in Fig. 7 dargestellten Amplituden-Vergleichsschaltung 91 werden drei Bits G ,
G Λ und G „ von allen aus η Bits bestehenden Hüllkurvenn-1
n-z
Amplitudenwerten G (wobei η eine positive ganze Zahl ist) verarbeitet. G repräsentiert das höchstwertige Bit MSB,
G _.. dasjenige Bit, das eine Stufe geringerwertig ist als
das MSB und G _~ repräsentiert dasjenige Bit, das jeweils um eine Stufe geringerwertiger ist als das Bit
G„ 1. Auf diese Weise wird der Vergleich der Hüllkurven-η—
ι
Amplitudenwerte für die drei höchstwertigen Bits durchgeführt.
Die Minimumamplituden-Speicherschaltung 92 speichert den
ermittelten Minimum-Amplitudenwert. Die Vergleichsschaltung
vergleicht diesen gespeicherten Minimum-Amplitudenwert MG mit dem Eingangs-Amplitudenwert G. Dieser Vergleich
erfolgt sequentiell Kanal für Kanal. Wenn der Eingangs-Amplitudenwert G in einer .bestimmten Kanalzeit
kleiner ist als der gespeicherte Amplitudenwert MG, wird der Speicherinhalt in der Speicherschaltung 92 unmittelbar
neu geschrieben. Die Eingangsamplitude G wird von neuem gespeichert. Da der Vergleich für jeden Kanal fortgesetzt
wird, wird der gespeicherte Minimum-Amplitudenwert MG in der richtigen Weise neu geschrieben. Ein Kanal,
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in dem ein korrekter Minimum-Amplitudenwert existiert,
kann daher lediglich nach Beendigung des Vergleichs für alle Kanäle ermittelt werden, d.h. wenn der Vergleich
des Amplitudenwertes G des zwölften Kanals mit dem gespeicherten Amplitudenwert MG beendet ist. Der vorhergehende
Zyklus in der ersten bis zwölften Kanalzeit wird daher jeweils für den sequentiellen Vergleich der jeweiligen
Kanäle verwandt.
Im folgenden wird der Vergleichsvorgang detailliert beschrieben.
Der Vergleich des Eingangs-Amplitudenwertes G mit dem gespeicherten Amplitudenwert MG wird Bit für Bit durchgeführt.
Die Speicherschaltung 92 enthält Verzögerungs-Flip-Flops 92a, 92b und 92c, die den Bits G _~, G _..
und G entsprechen. Die in der Schaltung 92 gespeicherten Inhalte halten sich selbst über die UND-Tore 921, 922
und 923 und die ODER-Tore 924, 925 und 926. Die Vergleichsschaltung 91 vergleicht den Eingangs-Amplitudenwert G
mit dem gespeicherten Amplitudenwert MG und erzeugt ein Ausgangssignal GM = 1, wenn G kleiner ist als MGfund ein
Ausgangssignal GM = 0, wenn G gleich oder größer ist als MG. Die UND-Tore 91a bis 91c, 91d bis 91f und 91g bis 91i
und die ODER-Tore 911, 912 und 913 sind für die jweiligen
Bits vorgesehen und bilden Logikschaltungen, die imstande sind, die Bedingung G <
MG zu erkennen.
Logikbedingung (1):
Die Größen der Amplituden G und MG werden Bit für Bit verglichen. Die Logikformeln sind die folgenden:
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G~ · MG > UND-Tor 91 h
η η
-1 »UND-Tor 91e
^ n-2 >UND-Tor 91b,
wobei G , G-1 und G _ Signale sind, die durch Invertierung
der Signale G1G-1 und G __ durch die Inverter
914, 915 und 916 entstanden sind. Wenn daher GjG-1
und Gn_2 11O" sind und MG , MGn-1 und MGn-2 "1" sind,
sind die Ausgangssignale der UND-Tore 91h, 91e und 91b "1"-Signale. Dies zeigt an, daß
G <
|
η
|
η χ
|
' MGn-1
|
Gn-1 <
|
' MGn-2
|
Gn-2 <
|
' MG
|
Wenn das höchstwertige Bit Gn(O)
< MGn(D ist, ist die
Bedingung G <* MG erfüllt und das Äusgangssignal "1"
des UND-Tores 91b wird über das ODER-Tor 913, das UND-Tor 919 und das ODER-Tor 910 zum Ausgangssignal CM
(= 1). Wenn das Vergleichsergebnis CM "1" ist, kennzeichnet dies: G
<" MG.
Wenn das höchstwertige Bit G (1) > ' MG (0) ist, kennzeichnet dies: G
> MG. Wenn andererseits G (1 oder 0) =
MG (1 oder 0) ist, müssen die Vergleichsergebnisse der niedrigwertigeren Bits geprüft werden.
Logikbedingungen (2):
Wenn das niedrigstwertige Bit G -1<>
MG -1 ist, wenn G = MG ist, so ist der Amplitudenwert G <" MG. Die
Logikformeln lauten in diesem Falle:
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Wenn G = MG = 1,
η η
CM2 · MGn ^ UND-Tor 91g.
Wenn G = MG = 0,
η η
CM2 · Gn ^. UND-Tor 91 i.
In den obigen Formeln ist CM2 das Vergleichsergebnis des
niedrigwertigeren Bits G _1, das das Ausgangssignal des
ODER-Tores 912 bildet. Wenn G Λ
< MG Λ ist, ist das
n~ι η—ι
Vergleichsergebnis CM« ein "1"-Signal. Wenn das niedrigwertigere
Bit G1 = MG _1 ist, muß das weitere niedrigwertigere
Bit G _2 geprüft werden.
Die Logikformeln lauten:
Wenn Gn-1 = MGn-1 = 1,
1 *► UND-Tor 91d
Wenn Gn-1 = MGn-1 = 0,
· G~7 >UND-Tor 91f.
In den obigen Formeln stellt CM1 ein Vergleichsergebnis
für das weitere niedrigwertigere Bit G _2 dar, das das Ausgangssignal des ODER-Tores 911 bildet. Wenn daher
G ~ <" MG o ist, ist das Vergleichsergebnis CM ein "1"-Signal.
Da kein weiteres noch niedrigwertigeres Bit verglichen werden muß, wenn G-9= MG 9 ist, wird stets
ein "O"-Signal an die UND-Tore 91a und 91c angelegt, so daß in diesem Falle das Vergleichsergebnis CM. "0" wird.
Wenn die Logikbedingungen (1) oder (2) erfüllt sind, erzeugt das ODER-Tor 913 ein "1"-Signal (CM3 _ ^) und dieses
"1"-Signal wird den UND-Toren 917 und 919 zugeführt.
Die Tatsache, daß das Signal CM3 "1" ist, kennzeichnet,
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daß der Eingangs-Ämplitudenwert G kleiner ist als der
gespeicherte Amplitudenwert MG.
Für jede Zuordnungs-Operationszeit Tp wird eine Vergleichsoperation
durchgeführt. Zu diesem Zweck wird der Rücksetzimpuls Y34 über ein ODER-Tor 927 an ein Verzögerungs-Flip-Flop
92d angelegt. Das Signal wird um eine Bit-Zeit verzögert und den UND-Toren 917 und 918 in
der ersten Kanalzeit von dem Verzögerungs-Flip-Flop 92d zugeführt. An dem anderen Eingang des UND-Tores 918 steht
immer ein "1"-Signal, so daß das UND-Tor 918 ein "1"-Signal erzeugt, das über ein ODER-Tor 910 einem UND-Tor
931 zugeführt wird. Da jedoch dem UND-Tor 931 der Manualimpuls Y9-12 ^"r d"*"e erste Periode zugeführt wird, wird
dieses UND-Tor in der ersten Kanalzeit gesperrt. Hierdurch wird der Abrundungsvorgang lediglich für die Manualtastatur
möglich. Da das Ausgangssignal des UND-Tores ein "0"-Signal ist, wird am Ausgang des Inverters 929
ein "1"-Signal erzeugt und dieses "1"-Signal wird in dem
Flip-Flop 92d über das UND-Tor 928 gehalten.
In der zweiten Kanalzeit ist das Signal CM noch "1" und der Impuls Y2-12 :"'st ebenfalls ein "1 "-Signal. Das Ausgangssignal
des UND-Tores 931 hängt jedoch in dieser Kanalzeit von dem Inhalt des Austast-Signals D ab, das an
dem anderen Eingang des UND- Tores 931 ansteht. Wenn der Ton, der dem entsprechenden Kanal zugeordnet ist, im
Abklingen ist, ist das Austastsignal D "1",wogegen es "0" ist, wenn der Ton sich nicht abschwächt. Das UND-Tor
931 erkennt also die oben erläuterte Bedingungen (2) des Abrundungsvorganges. Wenn der dem zweiten Kanal zugeordnete
Ton abgeschwächt oder gedämpft wird, erzeugt das
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UND-Tor 931 ein Minimumwert-Erkennungssignal Z (=1). Dieses wird den UND-Tores 92er 92f und 92g der Minimumamplituden-Speicherschaltung
92 zugeführt, die veranlaßt, daß die jeweiligen Bit-Signale G __, G-1 und G des
Eingangs-Amplitudenwertes G durch die UND-Tore 92e, 92f
und 92g ausgewählt und in Flip-Flops 92a bis 92c gespeichert werden. Die UND-Tore 921 bis 923 und 928 werden
gesperrt und der zuvor gespeicherte Inhalt MG wird dabei gelöscht, während der Inhalt des Flip-Flops 92d
"0" wird. Auf die vorstehend beschriebene Weise wird das Erkennungssignal Z zwangsläufig erzeugt, ohne Rücksicht
auf ein etwaiges Vergleichsergebnis in einer Kanalzeit, wenn das Ausgangssignal D in einem Zyklus der jeweiligen
Kanalzeiten zuerst erzeugt wird. Der Hüllkurven-Amplitudenwert des Kanals wird in der Speicherschaltung 92 als
Minimum-Amplitudenwert gespeichert. Danach werden die UND-Tore 917 und 918 durch das Ausgangssignal "0" des
Flip-Flops 92d gesperrt, so daß ein Signal CM3, das ein
getreues Vergleichsergebnis darstellt, als Vergleichsergebnis-Ausgangssignal CM über das UND-Tor 919 und das ODER-Tor
910 dem UND-Tor 931 zugeführt wird.
Der Vergleich wird für alle Kanäle sequentiell durchgeführt, während der Impuls Y2-I2 anstent· Das Signal CM
wird immer dann "1", wenn ein Eingangs-Amplitudenwert G erkannt wird, der kleiner ist als der gespeicherte Amplitudenwert
MG und das Erkennungssignal Z wird erzeugt, wenn der Ton des entdeckten Amplitudenwerts gedämpft
bzw. abgeschwächt wird. Es besteht daher die Möglichkeit, daß das Signal Z mehrere Male erzeugt wird, und der wahre
Minimum-Amplitudenwert ist der Hüllkurven-Amplitudenwert in demjenigen Kanal, in dem das Signal Z zuletzt erzeugt
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wird. Zur Erkennung dieses wahren Minimum-Amplitudenwertes,
d.h. des Kanals, in dem die Abschwächung des Tones am weitesten fortgeschritten ist, ist ein zwölfstufiges Ein-Bit-Schieberegister
932 vorgesehen. Das Erkennungssignal Z wird dem Schieberegister 932 zugeführt, sequentiell
durch den Takt φ* weitergeschoben und aus der letzten
Stufe des Schieberegisters 932 ausgeschoben, nachdem es um 12 Stufenzeiten (12 Kanalzeiten) verzögert worden ist.
Das Ausgangssignal der letzten Stufe Z12 des Schieberegisters
932 wird einem UND-Tor 933 zugeführt, wogegen das Ausgangssignal der ersten bis elften Stufe Z1 bis Z11
einem ODER-Tor 932a und weiter über einen Inverter 932b dem UND-Tor 933 zugeführt wird. Durch die Verzögerung um
12 Kanalzeiten in dem Schieberegister 932 besteht Koinzidenz zwischen dem Eingangskanal des Schieberegisters
932 und dem Kanal des Ausgangs der ersten Stufe. Die Tatsache, daß das Schieberegister 932 ein "1"-Signal enthält,
kennzeichnet, daß das Erkennungssignal Z "1" war. Da die Signale der ersten bis elften Stufe Z1 bis Z11 Ergebnisse
von späteren Vergleichen als das Signal der letzten Stufe Z12 sind, ist das "1"-Signal der Stufe Z12 nicht das
letzte Erkennungssignal Z, wenn in den Stufen Z1 bis Z11
ein "1"-Signal vorhanden ist und das Signal der letzten Stufe Z12 "1" ist. Dagegen ist das "1"-Signal der Stufe Z12
das letzte Erkennungssignal, wenn in den Stufen Z1 bis Z11
kein "1"-Signal vorhanden ist.
Die Inhalte in den Stufen Z1 bis Z11 entsprechen den verbleibenden
elf Kanälen. Wenn daher das Erkennungssignal in dem zweiten Kanal, das in der ersten Periode Tp1 (unabhängig
davon, ob Z "O" oder "1" ist) zuerst entstanden
ist, von der letzten Stufe Z12 des Registers 932 in der
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zweiten Kanalzeit in der zweiten Periode Tp- ausgeliefert wird, werden die Erkennungsergebnisse in den verbleibenden
dritten bis zwölften Kanälen jeweils in den Stufen Z- bis Z.... gespeichert. Das Signal von der letzten
Stufe Ζ.- und das Ausgangssignal des Inverters 932b
werden daher nur in einer einzigen Kanalzeit in der zweiten Periode Tp- beide "1". Diese Kanalzeit entspricht
dem Kanal desjenigen Tones, der am weitesten abgeschwächt ist.
Zur Erkennung der Bedingung (1) des Abrundungsvorganges
ist ein UND-Tor 934 vorgesehen. Dieses empfängt das Belegtsignal BUSY (Fig. 5), das von einem Inverter 935 invertiert
wurde und den Manualimpuls Y- ..- der zweiten Periode. Das Belegsignal BUSY gibt an, daß das Tastenkodewort
dem Kanal zugeordnet ist (der Ton wird erzeugt), wenn es "1" ist, wogegen es einen leeren Kanal anzeigt,
wenn es "0" ist. Wenn daher alle elf Töne in den Kanälen für die Manualtastaturen erzeugt werden, ist das Signal
BUSY während des Anwesenheit des Impulses Y2-12 "1" Und
das Ausgangssignal des UND-Tores 934 ist "0". Selbst wenn ein Kanal vorhanden ist, in dem kein Ton erzeugt wird,
ist das invertierte Belegtsignal BUSY "1" und das UND-Tor 934 erzeugt ein "1"-Signal. Dieses wird in einem
Verzögerungs-Flip-Flop 936 gespeichert und über ein UND-Tor 937 und ein ODER-Tor 938 in diesem gehalten. Diese
Selbsthaltung wird solange aufrechterhalten, bis das UND-Tor 937 gesperrt wird. Wenn die Bedingung (1) erfüllt
ist, hält daher das Flip-Flop 936 das "O"-Signal während der zweiten Periode Tp-. Wenn die Bedingung (1) nicht
erfüllt ist, hält das Flip-Flop 936 ein "1"-Signal während der zweiten Periode Tp-.
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Das Ausgangssignal des Flip-Flops 936 wird über einen
Inverter 939 dem UND-Tor 933 zugeführt. Wenn die Bedingung (1) erfüllt ist, wird von dem UND-Tor 933 ein
"1"-Signal in einer einzigen Kanalzeit der zweiten Periode Tp2 erzeugt, in der der Ton am weitesten abgeschwächt
ist. Dieses Signal wird der Generatorschaltung 5 für die Setz- und Rücksetzsignale als Abrundungs-Kanalbestimmungssignal
MTCH zugeführt. Wenn die Bedingung (1) nicht erfüllt ist und das UND-Tor 933 gesperrt ist, wird
daher kein Abrundungs-Kanalbestimmungssignal MTCH erzeugt, selbst wenn ein Kanal erkannt worden ist, dessen
Ton am weitesten abgeschwächt ist.
Das Abrundungs-Kanalbestimmungssignal MTCH wird dem UND-Tor 54 der Erzeugerschaltung 5 für die Setz- und Rücksetzsignale
(Fig. 5) zugeführt.
Das UND-Tor 54 empfängt ferner das Signal REG, das durch Invertierung des Ausgangssignals REG des Vergleichsergebnis-Speichers
4 entstanden ist, und ein Signal, das anzeigt, daß das Eingangs-Tastenkodewort KC, das von dem
ODER-Tor 64 der Tastenkodewort-Erkennungsschaltung 6 geliefert wird, einer der Manualtastaturen angehört. Wenn
nun eine zwölfte Taste in der Manualtastatur gedrückt
wird, in der alle elf Töne bereits erzeugt werden, wird das Koinzidenz-Erkennungssignal EQ bei der Erzeugung des
Tastenkodewortes KC dieser Taste "0". Das invertierte
Signal REG wird daher "1" und das Ausgangssignal des ODER-Tores 64 wird in der zweiten Periode ein "1"-Signal.
Die Bedingung (3) des Abrundungsvorganges wird hierdurch erfüllt und das UND-Tor 54 erzeugt in einer Kanalzeit,
in der das Abrundungs-Kanalbestimmungssignal MTCH erzeugt
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wird, ein "1"-Signal. Auf dieses "1"-Signal hin werden
das Setzsignal S und das Rücksetzsignal C erzeugt, um die in dem betreffenden Kanal gespeicherten alten Tastenkodewörter
KC* zu löschen und die Einspeicherung eines neuen Tastenkodewortes KC in diesen Kanal der Tastenkodewort-Speicherschaltung
2 zu veranlassen. Ferner wird ein "1"-Signal (das die Eintastung anzeigt) in demselben
Kanal der Speicherschaltung 7 gespeichert, wogegen die Austastspexcherung in der Austast-Speicherschaltung 8
gelöscht wird. Auf diese Weise wird die Erzeugung desjenigen Tones, dessen Dämpfung am weitesten fortgeschritten
ist, unterbrochen und die Erzeugung eines neuen Tones wird dem betreffenden Kanal übertragen.
Bei der Pedaltastatur, in der nur ein einziger Ton erzeugt werden kann wenn eine neue Taste gedrückt wird,
wird die Erzeugung des zuvor zugeordneten Tones unverzüglich unterbrochen und es erfolgt die Zuordnung des neuen
Tones. Für die Pedaltastatur ist daher kein Abrundungsvorgang erforderlich.
Wenn die Tastenzuordnung jedoch durchgeführt werden soll, ohne daß eine Unterscheidung zwischen Pedaltastatur und
ManualtaStaturen erfolgt,muß die oben beschriebene Abrundungsoperation
bezüglich aller zwölf Kanäle durchgeführt werden.
Der Abrundungsvorgang, der bei der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden kann, ist nicht auf das oben
beschriebene Beispiel beschränkt, sondern kann auch bei anderen Einrichtungen zur Anwendung kommen. Beispielsweise
ist in der US-PS 3 882 751 eine Einrichtung be-
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schrieben, bei der der Ton, dessen Dämpfung am weitesten fortgeschritten ist, dadurch ermittelt wird, daß diejenige
Zeit, die seit dem Freigeben der Taste verstrichen ist, gezählt wird. Eine andere Einrichtung, bei der die
Erfindung anwendbar ist, ist in der JA-OS 21 813/1976
beschrieben. Bei dieser Einrichtung wird der am weitesten abgeschwächte Ton dadurch ermittelt, daß gezählt wird,
wie viele andere Tasten seit der Freigabe der Taste freigegeben worden sind.
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