DE2641452C2

DE2641452C2 - Elektronisches Musikinstrument

Info

Publication number: DE2641452C2
Application number: DE2641452A
Authority: DE
Inventors: Teruo Hiyoshi; Kiyoshi Hamakita Shizuoka Ichikawa; Shigeki Hamamatsu Shizuoka Ishii; Akira Nakada; Shigeru Hamamatsu Shizuoka Yamada
Original assignee: Nippon Gakki Seizo Hamamatsu Shizuoka KK; Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1975-09-17
Filing date: 1976-09-15
Publication date: 1984-08-16
Also published as: US4083283A; JPS5237028A; DE2641452A1; JPS5617680B2

Description

Die Erfindung beinITt ein elektronisches Musikinstrument nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es ist bekannt, in elektronischen Musikinstrumenten einen Hüllkurvcngcnerator vorzusehen (US-PS 3844379), der einen Hüllkurvcnspeicher enthalt, in welchem Amplitudenwertc der Hüllkurvcnform eines zu erzeugenden Musiktones in aufeinanderfolgcßden Adressen gespeichert sind. Der Speicher wird von einer Schaltung angesteuert, die auf Taktimpulse hin Adrcssensig_;ialc erzeugt, welche sich fortlaufend erhöhen. Auf diese Weise werden die gespeicherten Amplitudenwerte nacheinander abgerufen und der Ton wird mit einer Hüllkurve erzeugt, die sich aus den einzelnen Amplitudenwerten zusammensetzt.

Die bekannten elektronischen Musikinstrumente, wie elektrische Orgeln, elektrische Klaviere usw. haben zum Teil eine Pedaltastatur, die von dem Spieler mil einem Fuß gespielt wird, um eine Baßbcglcitung<T?>· die gespielte Musik zu erzeugen. Die Pedaltustatur wird im allgemeinen vom Spieler mit einem Fuß betätigt und ein mit dem Knie zu betätigender Hebel oder ein Pedal, das mit dem Knie bzw. dem anderen Fuß betätigt wird, dient zur Erzeugung eines besonderen AusdrucksclTcktes. Wenn der Spieler tier elektronischen Orgel beim Spielen der Pedaltastatur daher von einer zur anderen Taste übergeht, kann er jeweils die nächste Taste erst drücken, nachdem er die vorhergehende Taste losgelassen hat. Das Ergebnis ist. daß der gedämpfte Klang der ersten Taste beim Drücken der nächsten Taste noch vor dem Anstiegsbercich des Musiktones vorhanden ist. Es ist daher sehr schwierig, beim Spielen derartiger Musikinstrumente einen Legato-Effckl mit der Pcdaltastatur zu erzielen.

Der Ausdruck »Lcgalo-Effckt« ist im vorliegenden Falle in einem allgemeinen Sinne zu verstehen und bedeutet, daß der Klang der früheren Taste allmählich und glatt in denjenigen der späteren Taste übergeht, während eine bestimmte konstante Klanglautslärkc beibehalten wird.

Aufgabe der Erfindung ist es. ein elektronisches Musikinstrument der im Oberbegriff des Patentanspruchs I angegebenen Art so weiterzubilden, daß beim Spielen ein Lcgato-Hflckl auch ohne überlappende Betätigung der Tasten erzielbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im kennzeichnenden Teil des Palentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Bei dem erfindungsgemäßen Musikinstrument wird das Auslesen der Abklingphasc der Amplituden-Hüllkurve

aus eiern Hüllkurvenspeicher verhindert, damit trotz des Wechsels der Grundtonfrequenz von einer Note zur nächsten keine Lautstärkeunterbrechung eintritt und beide Töne hinsichtlich des Klangvolumcns nahtlos ineinan-

bo der übergehen. Derartige Lautslärke-Zeilslcucrungcn beim Übergang/wischen zwei Miisiklönen sind insbesondere für die auf der Pedaltastaiur gespielten Musiknoten /weckmäßig.

(icncrcll besteh! ilie Hüllkurvc eines Musiklonsignulcs bei einem elektronischen Musikinstrument aus einer Anhallphase. die den Anstiegsleil unmittelbar im Anschluß an das Drücken der Taste bildet, einer AulVeehierhaltungsphasc. bei der im Anschluß an die Anhallphase ein konstantes Niveau aufrechterhalten wird, und einer b^r) Abklingphasc. die nach dem Loslassen der Taste ilen Amplitiidcnahfall steuert. Nach der Krfindung wird ein Legato-F.ffekt dadurch erreicht, daß das AulVeehterhaltungsniveiui suk/cssive und glalt beibehalten wird, während der Klang der früheren Taste auf denjenigen der nächstfolgenden Taste übergeht. Bei dem Legato-Effekt wird verhindert, daß die Hüllkurvc eines gespielten Musiktoncs in die Abklingphase eintritt, selbst wenn die erste Taste

losgelassen wurde, so daß die Tonhöhe unmittelbar auf den Ton der /weiten Taste übergeht. Die Zufuhr von Taklimpulsen von dem Taktimpulsgcneraior /u dem Hüllkurvenzähler wird unabhängig davon umerbrochen, ob eine gedrückte Taste noch gedrückt gehalten oder freigegeben wird, selbst wenn bereits die Taste der nächstfolgenden Ncte gedruckt ist.

Das erfindungsgemäße Musikinstrument erzielt einen reichen Klangeffekt beim Legato-Spiel durch Übergangsloses und glattes Überwechseln von einem Ton /um nächstfolgenden Ton, wobei eine bestimmte konstante Lautstärke beibehalten wird. Während beim normalen Spiel nach dem Drücken einer Taste der gesamte Inhalt des Hüllkurvenspeichers für diese Taste ausgelesen wird, ist bei dem erfindungsgeniäßen Instrument bei Einst ellung des Legato-Spieles die Taktzdfuhr zu dem Hüllkurvenzähler unterbrochen, so daß die auszulesenden Adressen im Hüllkurvenspeicher nicht fortgeschaltet werden, so daß das Aufrechterbaltungsniveau des Amplitudenwertes beibehalten wird, und zwar unabhängig davon, ob die Taste noch gedruckt oder bereits losgelassen worden ist. Der Ton wird also gehalten. Wenn die nächstfolgende Taste gedruckt wird, wird der neue Ton mit derselben Lautstärke gespielt, ohne daß ein Lautslärkeübergang zwischen beiden Tönen stattfindet.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.

Fig. 1 (a) zeigt eine grafische Darstellung der generellen Musiktoncharaktcrislik einer Hüllkurven-Wellenform.

Fig. 1 (b) zeigt in ähnlicher Darstellung wie Fig. I (a) die Verhältnisse bei dem Legato-HlTekt der Pcdaltastatur nach der Erfindung.

Fig. 2 zeigt ein Blockschallbild einer Ausluhrungsfonr. des gesamten elektronischen Musikinstrumentes.

Fig. 3(a) bis 3(j) zeigen Zeildiagramme zur Erläuterung der Operation des Musiklon-Zuordners. der in dem Musikinstrument enthalten ist, und

Fig. 4(a) bis 4(e) zeigen Zeitdiagramme der Wellenformen an den verschiedenen Stellen des elektronischen Musikinstrumentes zur Erzeugung eines Legaiospiels mit der Pedaltastalur. zur Erläuterung cc; Betriebsweise.

Fig. 1 (a) zeigt die generelle Charakteristik der Hüllkurvenform eines Musiktones in einem L<ektronischen M usikinstrument. Die Amplituden-Hüllkurve des M usiklones besteht aus einer Anhallphase A. die den Anstiegsteil des Klanges unmittelbar nach dem Drücken einer Taste darstellt, einer Haliephase S. in der im Anschluß an die Anhallphase A die Amplitude auf einem bestimmten Wert gehallen wird, und einer Abklingphase D. in der der Ton. ausgehend von dem Halteniveau, nach dem Loslassen der ersten !'aste zunehmend abgeschwächt wird.

Wenn in dem elektronischen Musikinstrument, wie beispielsweise einer elektronischen Orgel, ein Legato-Effekt nicht benötigt wird, werden, wenn die zweite Taste gedrückt wird, nachdem die erste Taste losgelassen worden ist. die Hüllkurven der jeweiligen Musiktönc nacheinander in der Reihenfolge: Anhallphase A. Hallephase 5 und Abklingphase D gespielt und beendet.

Wie Fig. l(b) zeigt, in der die Wellenform der Hüllkurve der Musiktoncharakteristik nach der Erfindung dargestellt ist. verhindert die Geräteschaltung, daß die Hüllkurve in die Ahklingphase D gehl, selbst wenn die erste Taste bereits losgelassen worden ist. und hält das AulVechlerhaltungsnivcau unverändert bei. so daß das Halteniveau nicht rückgesetzt, sondern nachfolgend beibehalten wird, während die zweite Taste bereits gedrückt ist. Auf diese Weise entsteht ein Legato-Effekl dadurch, daß die erste und die zweite Taste nacheinander gedrückt werden. Das erfindungsgemäße elektronische Musikinstrument erreicht den Lcgato-EtTekl. indem sich nur der Grundton entsprechend der ersten bis zur zweiten Taste verändert, während die Klanglaulstärke auf konstantem Niveau beibehalten wird.

In Fig. 2 ist das Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungslbrm des Musikinstrumentes dargestellt. Das <tc Musikinstrument enthält einen Hüllkurvengeneralor I, der im folgenden detaillierter erläulcri wird.

Die Tastatur 2 enthält (nicht dargestellte) Tastenschalter. <^!ic den jeweiligen (nicht dargestellten) Tasten in der üblichen Weise entsprechen. Die Erkennungsschaiiung 3 für gedrückte Tasten erkennt (delektiert) den Öffnungsoder Schließvorgang der den jeweiligen Tasten entsprechenden Tastenschalter und erzeugt ein mehrstelliges binäres Ausgangssignal, das die gedrückte Taste kennzeichnet.

Die Musikton-Zuordnungsschaltung oder der Tasienzuordner 4 empfängt dieses Signal, das die gedrückte Taste kennzeichnet, von der Erkennungs.;cha!lung .3 und hat die Aufgabe, der Zuordnung des Musiktones oder der Note, die durch das Signal der Erkennungsschaiiung 3 gekennzeichnet ist. zu einem von mehreren Kanälen, deren Anzahl der Zahl der gleichzeitig zu erzeugenden Töne entspricht und beispielsweise zwölf beträgt. Der Tastcnzuordner 4 enthält Tastcnkodewort-Spcichercinheilen. die den jeweiligen Kanälen entsprechen und Tastenkodewörter KC zu speiehern vermögen, die die Tasten in den jeweiligen den Kanälen entsprechenden Speichereinheiten angeben. Der Inhalt eines Kanals entspricht daher jeweils einem bestimmten Musikion, der wiederum der gedrückten Taste entspricht. DieTaslenkodcwöiier KC. die in den jeweiligen Kanälen gespeichert sind, werden nacheinander irn timesharing-Betrieb ausgelesen. Wenn daher mehrere Tasten an der Tastatur 2 gleichzeitig gedrückt werden, werden die Musiktönc dieser gedrückten Tasten jeweils verschiedenen Kanälen zugeordnet. Die Tastenkodewörter A'C", die jeweils eine Taste repräsentieren, werden jeweils in einer Spcichereinheil gespeichert, die einem Kanal entspricht. Die Speichcrcinhcitcn bestehen beispielsweise aus zirkulierenden Schieheregistern.

Es sei beispielsweise angenommen, daß die Tastenkodewörler KC zur Kennzeichnung der jeweiligen Tasten in der Tastatur 2 aus 2-Bit-Kodezeichcn A',. λ,, die die Art der Tastatur kenn/eichen. 3-Bit-Kodezeichen JS₁, B₁. B₁. die den Oktavcn-Tonbereich kennzeichnen, und 4-Bil-Kodezeichen /V₄. W₁. Λ\. ,V₁. die die Musiknote innerhalb einer Oktave bezeichnen, bestehen. Ein Kodewori ist daher neunstellig und die Anzahl der Kanäle beträgt zwölf. Daher verwendet man vorzugsweise ein Schieberegister mit zwölf Wörtern, wobei jedes Wort aus 9 Bits besteh!.

Da dieses Ausführungsbeispiel des elektronischen Musikinstrumentes aus einem System in dynamischer Logik konstruier! pS, bei dem die verschiedenen Zähler. Logikschaltungen. Speicher usw. gemeinsam für alle Kanäle im lime-sharing-Öetrieb benutzt werden, so daß das Instrument imstande ist. mehrere Musiktöne gleichzeitig zu bi erzeugen, ist ¹JiO zeitliche Zuordnung der Takt impulse für den Beirieb des Instrumentes von großer Wichtigkeit. Fig. 3(a) zeigt eii¹ü Darstellung der Masterlaklimpulse </>,. die die üme-sharing-Operation für die Kanäle takten und jeweils eine Impulsperiode bzw. einen Abstand von I jis haben. Ein Taslenkodewort KC besteht aus zwölf Kanälen.

Tabelle I

Kennzeichnung	obere	A,	itenktulcwörlcr	O	AC	O	/V, /V,	) O	*N-.*	/V,
der Tasten	untere	O	A₁ H,	O	lh	1		O
	Pedal-	I	I	O		O		I)
Tastatur	1.	I	O	O		I		I
	t		I	I		O		1
	3.		I	O	I		) 1
	4.			O			O
Ok lave	S.			I			O
	6.			1			O
	C*			O			I
	D			O		(	I	O	O
	D"					(	I	I)	I
	F					(		1	O
	F					I	O	O
	A'					(	O	I
	G					(	I	O
Musiknote	G'						O	O
	A						O	I
	A'					1	O
	B					O	O
	C				O	I
					I	O

die nacheinander und sequentiell durch die Mastcrtakiimpulsc </>, voneinander gelrennt werden. Jede Impulslänge se Weise abgeteilt ist und einem Kanal entspricht, wird im folgenden als »Zeilfenslcr« bezeichnet.

von 1 us. die auf diese Weise abgeteilt

jeweiligen Ze
entsprechend Fig

Die jeweiligen Zeitfenster entsprechen hintereinander dein ersten bis zwölften Kanal und werden im folgenden ig. 3<h) als erste bis zwölfte Kanalzeit bezeichnet. Die jeweiligen Kiinalzeilen werden auf diese Weise

zyklisch erzeugt. Daher werden die Tasienkodewörter AC. die die Tasle des gespielten und von der Zuordnungsschaltung 4 zugeordneten Musiklones repräsentieren und in den genannten Schieberegistern gespeichert i-ind. sequentiell entsprechend den einzelnen Kanalzeiten ausgegeben und daher den Kanälen im time-sharing-Betrieb zugeordnet.

Es sei angenommen, daß beispielsweise die Note C der zweiten Oktave der Pedaltastalur dem ersten Kanal, die

Note G der fünften Oktave des oberen Manuals dem zweiten Kanal, die Note C der fünften Oktave des oberen Manuals dem dritten Kanal und die Note F. der vierten Oktave des unteren Manuals dem vierten Kanal zugeordnet ist. Dem fünften bis zwölften Kanal seien keine Töne zugeordnet. Der Inhalt der Tastenkodeworter AC. die synchron mit den jeweiligen Kanalzciten im timc-sharing-Betricb von dem Tastenzuordner 4 ausgegeben werden, nimmt die in Fig. 3(c) dargestellte Form an. Die Ausgangssignale des fünften bis zwölften Kanals sind »0«.

Da bei einem derart ausgebildeten Musikinstrument die Pcdaliastatur mit einem Fuß des Spielers betätigt wird, kann zu jeder Zeit nur eine Note gespielt werden. Zur Eliminicrung eines solchen einzelnen Musiktones oder der Notenbetätigung mit einem Fuß weist der Tastenzuordner 4 ein »monophones System« für die Pedaltastatur auf. Dieses System ordnet die Noten der Pedaltastatur stets einem bestimmten Kanal zu. beispielsweise dem ersten Kanal. Dieses Einzel-Musikton-Pedalsystem dient der Unterscheidung der Tastatur auf der Grundlage des Tasten-

kodewortes AC zur Identifizierung der gedrückten und von der Detektorschaltung 3 ermittelten Taste, um das Tastenkodcwort AC der gedrückten Taste in der Speichereinheit des ersten Kanals, die speziell für die Pedaltastatur vorgesehen ist. in dem Musikion-Zuordner 4 zu speichern, wenn das Tastenkodewort AC von der Pedaltasta.i.T erhalten wurde. Demnach .sind die Musiknoten des oberen und des unteren Manuals dem zweiten bis zwölften Kanal zugeordnet.

Die Musikton-Zuordnungsschallung 4 erzeugt ein Anhall-Startsignai oder Hintastsignal .-1.S', das angibt, daß die Musiknote für die cedrücktc Taste in dem zugeordneten Kanal synchron mit den jeweiligen Kanalz.eitcn im timesharing-Betrieb gespielt werden sollte. Der Miisiklon-Zuordner 4 erzeugt ferner ein Abkling-Startsignal oder Austastsignal DS. das angibt, daß die gedrückte und dem jeweiligen Kanal zugeordnete Taste freigegeben wurde, wodurch die entsprechende Musiknote abfällt. Diese Anhall- und AbklingStartsignale AS und DS dienen der

to Steuerung der Hüllkurve des Musiktones .nler der Musiknote.

Zusätzlich 2ibt die Musikton-Zuordnungsschallung 4 ein Löschsignal CC aus. um die Zuordnung der Musiknote durch Loschen der verschiedenen Speicher, die dem betreffenden Kanal entsprechen, auf ein Abkling-Endcsignal DFW\n zu beenden. Das Abkling-Hndesignai DA-"wird von dem Hülikurvcngcneralor 1 empfangen, der nachfolgend noch detaillierter beschrieben wird und gibt an. daß die Musiknote oder der Abklingvorgang in dem betreffenden

n". Kanal beendet ist.

Ferner erzeugt der Musikton-Zuordner 4 Tastatursignale Uli. LE. PE. die die Zugehörigkeit der entsprechenden Tastenkodeworter AC zu den einzelnen Tastaturen angeben, synchron mit der Ausgabe der Tastenkodeworter. Die oben erwähnte Beziehung der entsprechenden Tastenkodeworter AC z.u den Tastaturen kann man über den Inhalt

der Hits A',. A₁ erhallen, die die Tastatur kennzeichnen, der das Taslcnkodcwiirt AT angehört. Haben die Ausgangssignale des Musiklon-Zuoidneis4 die in I ig. !Hc) dargestellte Form, so wird in der ersten Kanal/eit das Taslalursignal /Y: für die l'edallaslalur erzeugl. wie I-ig. 3(1) zeigt. In der zweiten und in der dritten Kanalzeil wird das Signal UE für das obere Manual erzeugt, wie I· ig. 3(d) zeigt, und in der vierten kamilzcit wird das Signal /./; für das untere Manual erzeugt, wie Fig. 3(e) zeigt. WenndieAusgangssignaleder Miisikton-/.uordnungschaHung4die Ί in F i g. 3 (c) dargestellte Form haben, wird, unter der Annahme, daß die dem eisten und zweiten Kanal zugeordneten Tasten vorläufig gedrückt bleiben, und dall die dem dritten und vierten Kanal zugeordneten Tasten freigegeben werden, wodurch die entsprechenden Musiktöne in ihrer Amplitude abfallen, die lizeugung der betreffenden Muvitöne in der Zeitfolge des Zeitfenslers /, des vierten Kanals beendet und dabei wird von der Musikton-Zuordnungsschiillung 4 das Abkling-F.ndesignal DF erzeugt. In dem Zeiifensier /, wird von dem Musikton-Zuordner 4 das Lösehsignal Cf um zwölf Kanalzeilen gegenüber dem Abkling-Fndesignal verzögert ausgegeben. Das Anhall-Startsignal .LV. das Abklingslaitsignal DS. das Abkling-Fndesignal /)/'und das l.öschsignal CC werden von der Musikton-Zuordnungsschaltung 4 gemäß Fig. 3(g) bis 3 (j) jeweils ausgegeben. Da im vorliegenden Falle nun das Lösehsignal CC während des Zeitfensters /, von der Musikton-Zuordnungssehaltung 4 ausgegeben wurde, werden das Anhall-Startsignal .'1.V und das Abkling-Slartsignal /).S'des Kanals gelöscht. Zu dieser Zeit werden auch dasTaslcnkodeworl AT in der in Fig. 3 (e) erkennbaren vierten Kanalzeil und das Signa I /.A. das das untere Manual >1

kennzeichnet und in Fig. 3(e) dargestellt ist. gelöscht, jedoch sind diese Signale in der Zeichnung aus Gründen der |j

besseren F.rläuteriing noch dargestellt. j|

Aufdiese Weise sind die jeweiligen Signale AT. I.V. DS. CC und ί 7:' bis /'/;". die von der Musikton-Zuordnungs- |j

schaltung 4 an die Kanäle ausgegeben werden, durch die Kanai/eiten. in denen sie auftreten. Tür die einzelnen 20 η Kanäle unterscheidbar festgelegt. ||

Die detaillierten Schaltungen der Musik ton-Zuordnungsschaltung 4 und der 1-rkcnnungssehaluing 3 für gedrückte Tasten werden an dieser Stelle nicht näher erläutert, da sie nach bekannten Vorbildern ausgeführt werden können. Das Detail des monophonen Systems für das Pedal wird aus demselben Grunde nachfolgend nicht näher erläutert. Im einzelnen können anstelle der oben erläuterten Baugruppen auch entsprechende anders konstruierte Einriehlungen verwendet werden.

Da die von der Musikton-Zuordnungssehaltung 4 ausgegebenen Tasienkodewörter AT die gedrückten Tasten repräsentieren, können sie als Adressensignal verarbeitet werden, das das Auslesen einer numerischen Frequenzzahl aus einem Frequcnzzahlspeicher 5 ermöglicht, die in bestimmter Beziehung /u der Musiklonfrequenz der gedrückten Taste steht.

Der Frequcnzzahlspeicher 5 besieht beispielsweise aus einem Festwertspeicher, der die den einzelnen Tastenkodewöiiern KC der jeweiligen Tasten entsprechenden Frequenzzahlen /-(konstant) in fester Form gespeichert enthält. Die Adresse, in der die Frequenzzahl /-'gespeichert ist. ist durch das Kodewort AT festgelegt, so daß nach F.rhalt eines Kodewortes AT die zugehörige Frequenzzahl ausgegeben wird.

Obwohl der erwähnte l'requenzzahlspeieher 5 im vorliegenden Falle aus einem Festwertspeicher besieht, kann er im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch auf andere Weise konstruiert sein.

Ein Frequenzzähler 6 führt in regelmäßigen Abständen kumulative Additionen der Frequenzzahl Fhintereinander durch, um die Amplitude der MusiktonwcllcntVtrm in konstanten Zcitahsiiinden itb/ui.isieri. Die Frequenz/ahi F besteht aus digitalen Ziffern, die der Musiktonfrequenz jeweils proportional ist. Beispielsweise handelt es sich um ein I5stelligcs Binärsignul. Diese Freciiienzzahl /■* kann in Stellenwcrtschreibung als gebrochene Zahl geschrieben werden und setzt sich dann zusammen aus einem Ganzzahlbereich, der von der höchstwertigen Stelle der 15 Bits gebildet wird, und einem Bruchzahlbereich, der von den übrigen 14 Stellen der Frequenzzahl gebildet wird. Der Ganzzahlbereich stellt die Ziffer vor dem Komma und der Bruchzahlbereich die Stellen hinter dem Komma dar.

Der Wert der Frequenzzahl F kann für eine bestimmte Abtastgeschwindigkeit eindeutig festgelegt werden, wenn die Musiktonfrequenz angegeben wird. Wenn beispielsweise angenommen wird, daß der Wert i/fansteigt, wobei </ die Zahlen 1, 2, 3 ... darstellt, mit denen die Frequenzzahl /-sequentiell akkumuliert wird, so wird, wenn die im Frequenzzahlzählcr 6 akkumulierte Frequenzzahl qFM in Dezimalschreibweise wird, die Abtastung einer Musiktonwellenform beendet. Die kumulative Addition der Frequenzinlbrmation F erfolgt alle 12jis, wobei die gesamte Kanalzeit in einem Zyklus umläuft. Der Wert der Frequenzzahl /·' für eine bestimmte Frequenz ergibt sich dabei zu

/^r=12x64x./xl0". ^M

/ bezeichnet hierin die Frequenz des Musiktones. Auf diese Weise kann dieser Wert der Frequenzzahl F vorzugsweise in dem Frcqucnzzahlzähler 6 entsprechend der /u erhallenden Frequenz /' gespeichert werden. Beispielsweise beträgt die Musiklonfrcquenz für die Note C₂ 65.106Hz. Für diese Frequenz ergibt sich eine Frequenzzahi Fvon 0.052325. Die Werte der Frequenzzahl /-'können für die anderen Noten in entsprechender Weise errechnet werden.

Der Frequenzzahlzählcr 6 führt eine kumulative Addition der Frequenzzahl /-in einem Kanal mit bestimmter konstanter Abtastgeschwindigkeit durch, die z.B. 12 μ* beträgt. Dadurch erhöht sich der Wert r//-alle 12jis. was dazu führt, daß der Phasenwinkel der auszulesenden Musiktonwellenform in Zeilintervallen von I2ps um einen bestimmten Betrag weiterläuft. Wenn der akkumulierte Wert (//-'die Zahl 64 in Dezimalschreibweise erreicht. Hießt ta der Zähler über und nimmt den Wert »0« an. Aufdiese Weise wird das Auslesen einer Wellenform beendet. Da die Zahl 64 in Dezimalschreibweise durch ein binäres 6-Bil-Signal ausgedrückt werden kann, sollte der Zähler eine Wortlänge von 20 Bits haben, um die kumulative Addition der F'requenzzahi F auszuführen, die allein aus 15 Bits besteht und solange kumulativ addiert wird, bis der Wen i//-'64 wird. Von den 20 Steilen, die der Zähler aufweist, bilden das 1. bis 14. Bit den Bruchzahlbereich und das 15. bis 20. Bit bilden den Ganzzahlbereich. Vorzugsweise tn sollte der Frequenzzähler 6 aus einem 20steiiigen Addierer und einem 12siufigen Schieberegister (jede Stufe mit 20 Bit) bestehen, damit er für sämtliche Kanäle im time-sharing-Betrieb benutzt werden kann.

In dem Musikton-Wellenformspeicher? ist die Wellenform eines Musiktones in Form der Amplitude η werte an 64

AhuststC.cn gespeichert. Die Amp.itudenwer, e der einzelnen ^J^^^^^ gespeichert. Die Werte ^amAusgangd^

Frequenzzahl vorgegebenen Geschwindigkeit »^u»!i^lc«ⁿ

, daß die in den Hüllkurven-

Auslesen des Hüllkurvenspeichers 8 ausgibt Bei dem dargestellten Hüllkurvengenenitc ein I2stufige$6-Bit-Schiebercgistcr 11 aiii

brnebnis der Addition in den, Addierer

dadurch wird ein von der ODbR-Schaltung 12 geneicrt zähler9 zum kumulativen Zählen der von der' · gelieferten Taktimpulse. Der Zählerstand des gnal zugeführt zum Auslesen derjenigen Amplitude

ausgedrückten Adresse gespeichert ist. Der Hull¹"'™ Anhallphase A in siebzehn Teile aut und speiche

-Bit) Addierer und

u il^citcn ai.r den Addierer y.urOckgegchcn und

" "hi„_OT,_a.Wicri. Demnach dienl der Hüllkurven- £^i^^₁- _{icUcn Kanal im} ,ime-sharing-Betrieb

* *.^₀,,_{βηΓοπη d}ie _an der durch den Zählwert dta" wSJenform der in Fi». l(a) dargestellten ^ Adressen, die bei 0 beginnen und bis zu ^^,^_{r dic} Wellenlbrm der Abklingphase D .- Adressen, die von siebzehn bis zur höchsten

£Ä^ator ., «* A_f Taktimpulse ACP und DCP für d,e einze nen Tasla Abhängigkeit von den Tastatumgnalen VE Lh.und Pb

bkliSTaktimpulse ACP und DCP mit ^ ^_c ^ _onstrukS_{on s0} vorzunehmen, daß

o derSedaltastatur zugeordnet «ι Fig. 4 «ig. -«^-»^5.ΐW cSÄ Äkton-Zuordnungs-Wenn die Taste der Note D in der Pedaltastatur zu einer^uI f. gtd uckt ^-^c« j _{w Das auf diese Weise} schaltung4da_SAnhall-Start5iE_BaMS.vnccs«n F«g.4(a ^rgeMel^ u.nde^s^Kan ^ ^^ ^ ^

erzeugte Anhall-Startsignal /15 wird einer J^JN£^^ »0« ist. hat die UND-

« 4» ODER,SdaJmi, 16 »Ι. ™**££^,^&£^ wen de, Zähiwcr. de»

SSk^T.kt«np«te DCP zu der^NDScha 60 Genauer gesagt: wenn ein Legato-Effckt ^f sen. so daß das Signalniveau an 25 »0« wird und der befindet sich das Flip-Ftop 23 ^^^^ 22 wird daher von den, Ruekselz-Hip-Ilop23»0« 24 in den Kanalzeilen der Pedaitastatur »0« und In diesem Zustand können die Signale Uh und I

Fig. 4(e) ausgelesen w,rd. Schaltune 19 ein »1 «-Signal von der ODER-Schaltung 16 und ferner

In diesem Haltezustandempiangt die UND-bchdltung iv ein ι e _UND._SchaltunE 15 _mit dem Inverter 17 55 ein »!«-Signal, das durch Invertierung des Ausgangstagy^0« de UND Schal^₁₉ _dieüber entstanden ist. Wenn daher das Abkling-Startsignal BS^" ™>™_Ad_d ;^ ₁₀ durchläßt. Wenn jedoch ein

DCP zu der^ND-Schaltung 19^^^^_n _{wird ein} schalter 21 geschlos-

Effk f^^^^^SS^ zugeführt wird. Andererseits

fc u: un g t _ODER._SchaUung

"rd'd ,s ÄuSangssfgn^ der ODER-Schaltung _ l« 1 u^D-SchaHung 20 sperrt.

^ "ie^dur h daB _u ^d^_c ^N _M ^D _aS_dc^_DER ^P _SchaUun_g24 die Signale Uh und IE tor Ja=, obca^une aa. u durchschaltet.

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wird.

W';nn die ι .isle der Note D zur Zeil /_h losgelassen wird, während der Lcgato-Schaller 21 sieh im Einschaltzustan'J belVrtdet und an Leitung 25 ein »((«-Signal ansicht, wird das Abkling-SUirlsignal DS »1«. wie es in Fig. 4(b) dargestellt ist. Da jedoch der AbUing-Taktimpuls /)('/'die UND-Schaltung 20 nicht durchlaufen kann, behält der llüllkurv'.'n/iihler 9 den /ählwerl Id bei. Daher wird ein bestimmtes konstantes Haltenivcuu /.um Auslesen des Hiillkurvenspeichers 8 beibehalten, wie in Fig. 4(e) durgcslcllt ist. was da/u führt, dall die Note D wcilergespielt wird.

Wenn die Taste der Note E zur Zeil i_t an der Pcdaluistalur gespielt wird, wird die Taste der Note D. die dehi für die Pedaltastatur bestimmten ersten Kanal zugeordnet ist. zwangsweise an der Zuordnung gehindert, ohne Rücksicht darauf, daß die Musiknote weiterhin von der Zuordnungsschaltung 4, die das monophone System für die Pcdaitustatur annimmt, im Spielzusland gehalten wird. Die Taste der neu gedrückten Note E wird nunmehr dem ersten c Kanal zugeordnet. Daher wird das in dem Speicher für den ersten Kanal gespeicherte Tastenkodewort KC der Note D nach E zur Zeit /,. geschrieben, um die Musikton-Wellenform der Frequenz der Note E aus dem Musikton-Wellenformspeicher 7 auszulesen. Das Abkling-Startsignal DS des ersten Kanals wird gleichzeitig mit dem oben erwähnten Vorgang zwangsweise auf »0« gesetzt. Das Anhall-Startsignal AS wird im Hinblick auf die Note D formell rückgesetzt, jedoch wird das Anhall-Siartsignal AS in bezug auf die Note E auf dieselbe Weise erzeugt, so daß das Anhall-Startsignal AS tatsächlich während der ersten Kanalzcit kontinuierlich erzeugt wird. Da der Zählerstand des Schieberegisters Il 16 beträgt, kann die UND-Schaltung 14 nicht arbeiten. Daher wird eine bestimmte konstante Amplitude beibehalten und von dem Hüllkurvenspeichcr 8 weiterhin ausgelesen. Wie in Fig. 4(e) dargestellt ist, wird auf diese Weise der Legalo-Effekt erzielt, weil die Amplitudenhüllkurve konstant ist und nur Her Grundton Hpr Miisiknoli" <i<;h vnn D n:ti:h F vi?r:incli?rt.

Selbst wen« die Taste der Note F. zur Zeil /,, losgelassen wird, behält die Amplitudenhüllkurve noch das Haltenive.iii auf dieselbe Weise bei. und wenn zur Zeil /_c die Taste der Note G an der Pcdaltastatur gedrückt wird, kann der Legato-F.ffekl in derselben Weise ausgeführt werden wie oben beschrieben. Selbst obwohl die Taste der Note G zur Zeit /₍ losgelassen wird und das Abkling-Startsignal DS »1« wird, wird das Haltcniveau dlennoch beibehalten.

Wenn der Pedal-Lcgalo-Schalicr 21 geöffnet wird, entsteht an Leitung 25 eine positive Spannung + Vcc, die den Eingang der ODER-Schaltung 22 »I« werden läßt, so daß der Legato-Iiffekt beendet wird.

LIm den Legalo-Effekt einfach während des Spielens des oberen oder unteren Manuals mit beiden Händen zu beenden, ist ein normalerweise geöffneter Schaller 26 vorgesehen, der sich selbst zurückstellt und die Versorgungsleitung + Vcc mit dem Setzeing;\ng des Flip-Flops 23 verbindel. Das Stellglied dieses Schalters 26 ist vorzugsweise an einer Stelle angebracht, an der es für den Spieler des elektronischen Musikinstrumentes mit einem Fuß erreichbar ist. Beispielsweise kann das Stellglied oder das Betäligungspcdal des Schalters 26 in der Nähe der Zehenlage eines bekannten Ausdruckspcdals (expression pedal) untergebracht sein, an dem die Lautstärke des Musiktoneis durch Niederdrücken verändert werden kann.

Im folgenden wird nun der Betrieb des normalerweise geöffneten Schalters 26 unter Bezugnahme auf die J5 Schaltung in Fig. 2 erläutert. Wenn der Legato-Ende-Schaltcr 26 zur Zeit r_t geschlossen wird, wird dem Widerstand 27 die positive Spannung + Vcc zugeführt, wodurch ein »!«-Signal an den Sctzeingang des Flip-Flops 23 gelegt wird. Das Flip-Flop 23 wird auf diese Weise gesetzt und erzeugt an seinem Ausgang O ein »!«-Signal, wie es in Fig. 4(d) dargestellt ist. Das »!«-Signal des Flip-F!ops 23 wird über die ODER-Schaltung 22 und 24 der UND-Schaltung 20 zugeführt und macht diese leitend.

Da das Abkling-Starlsignal DS. das das Freigeben der Tasle der Note Ci anzeigt, das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 16 und das Ausgangssignal des Inverters 17 zu dieser Zeit sämtlich »1« sind, werden die Abkling-Taktimpulse DCP über die UND-Schaltungen 2ß und 19 und weiter über die ODER-Schallung 12 dem Addierer 10 zugeführt. Der Hüllkurvenzähler 9 beginnt daher die Taktimpulse DCP /u zählen, so daß der Zählwert ge-~näß 17, 18, ... ansteigt und die Amplitudenhüllkurve der in den Adressen 17, IX, ... des Hüllkurvenspcichers 8 gespeicherten Abklingphase D ausgelesen werden.

Wenn der Zählwert im Hüllkurvenzählcr 9 den Maximalwert von 63 annimmt, ist die Amplitude deir letzten Adresse aus dem Hüllkurvcnspeicher 8 ausgelesen. Dann wird das Auslesen der Hüllkurven-Wellenform der Abklingphase D beendet. Da sämtliche Bits des Zählwerles des Registers 11 zu diesem Zeitpunkt »I« werden, schaltet die UND-Schaltung 15 durch und erzeugt ein »!«-Signal, das als Signal DFzur Beendigung des Abklingens verwendet wird und in Fig. 4(c) dargestellt ist.

Die Musikton-Zuordnungsschaltung 4 empfangt das Abkling-Endesignal DF von der UND-Schaltung 15 und erzeugt dadurch das Löschsignal CC. Dieses Abkling-Endesignal DF. das ion der UND-Schalnmg 15 kommt, wird dem Rücksetzeingang des Flip-Flops 23 zugeführt und setzt dieses zurück. Das Löschsignal CC wird von einem Inverter 28 aur»0« invertiert und sperrt die UND-Torgruppe 29. die zwischen dem Addierer 10 und dem Register 11 vorgesehen ist. Daher wird das Ausgangssignal des Addierers 10 daran gehindert, den gespeicherten Zählwert des Registers 11 für den ersten Kanal auf »0« zu setzen oder zu löschen. Ferner löscht das Löschsignal CC das der Note G entsprechende Tastenkodewort, das Anhall-Startsignal AS und das Abkling-Startsignal DS jeweils für den ersten Kanal, so daß diese Signale »0« werden.

Aus der obigen Beschreibung ersieht man. daß der Legato-Effekt beendet werden kann, indem das Flip-Flop 23 mit dem normalerweise geöffneten Schalter 26 gesetzt werden kann. Auf diese Weise kann die Schaltungsanordnung des elektronischen Musikinstrumentes den Legato-Betrieb von neuem durchführen, indem das Flip-Flop 23 nach Beendigung des Musiktoncs oder der Note bzw. des Abklingens gesetzt wird. Insofern, als das Signal an Leitung »0« ist, solange der Pedal-Legalo-Schaller 21 eingeschaltet ist. kann der Impulsiakt DCP während der Setuperiode des Flip-Flops 23 die UND-Schaltung 20 passieren. Wenn diese jedoch rückgesetzt ist. wird der Impulstakl OCP am Passieren der U N D-Schaltung 20 gehindert. Daher kann das Legato auch für diejenige Note angewandt werden, die von der Pedaltastatur nach Beendigung der Musiknote G in Fig. 4(e) ausgewählt wird.

Die Amplituden der von dem Hüllkurvenspeicher 8 ausgelesenen Hüllkurven-Wellcnformen können dem Musik-

lon-Welienformspeicher7 zugeführt werden und dabei die Amplitude der aus diesem Wellenformspdcher ausgelesenen Musikton-Wellenform steuern.

Der Musikton-Wellenformspeicher 7 und der Hüllkurvenspcichcr 8 können so arbeiten, daß die abgetastete Wellenform als Analogspannung in Abhängigkeit von den digitalen Adresseneingangssignalen derart ausgelesen wird, daß aus den analogen HüUkurvenamplituden, die von dem Hüllkurvenspeicher 8 ausgegeben werden, analoge Musikton-Wellenfornvjmplituden gebildet werden, indem die Ausgangsspannung des Hüllkurvenspeichers 8 als Versorgungsspannung für den Musikton-Wellenformspeicher 7 verwandt wird. Auf diese Weise werden die Musikton- Wellenformamplituden und die HQllkurvcnamplitudcn miteinander kombiniert. Die Amplituden der von dem Musikton-Wellenformspeicher? ausgelesenen Musiklon-Wellcnformen werden in Abhängigkeit von den Amplitu den der Hüllkurven-Wellenformen variiert und gesteuert. Das auf diese Weise hüllkurvengesteuerte Musikton-

Wellenformsignal wird einer Tonfarben- und Lautstärke-Steuerschaltung 30 zur Steuerung der Tonfarbe und der Lautstärke des Musiktones zugeführt und das Ausgangssignal der Tonfarben- und Lautstärke-Steuerschaltung30

wird einem Audiosystem 31 zur Abstrahlung der Musiktöne zugelciteL

B*ä dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist vorzugsweise in dem Falle, daß als Hüllkurvenspeicher 8

oder als M usikton-Wellcnformspeicher 7 Festwertspeicher verwendet werden. eine (nicht dargestellte) M ultiplizierschakung separat in der oben erläuterten Schaltung des elektronischen Musikinstrumentes vorgesehen, die die Musikton-WrKenform mit der Hüllkurvenamplilude multipliziert und das Ausgangssignal des derart betriebenen Multiplizierers wird anschließend in ein Analogsignal umgesetzt, bevor es dem Audiosysiem 31 zur Erzeugung der Musiktöne zugeleitet wird.

Mit der erfindungsgemäßen Schaltung kann ein Legato ausschließlich auf der Pedaltastatur gespielt werden, indem der Pedal-Legato-Schalter 21 eingeschaltet wird. Das Legato kar.n auf einfache Weise beendet werden, indem lediglich der Schalter 26 mit einem Fuß des Spielers betätigt wird, so daß durch einfach durchzuführende Schalivorgänge die Leistung des Musikinstrumentes erheblich gesteigert werden kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronisches Musikinstrument mit einem Hfillkurvcnspeicher (8), der Amplitudenwerte der Hüllkurve eines Musiktones an einzelnen Adressen gespeichert enthält, einer ersten Schaltung (9) zum Bezeichnen der

auszulesenden Adressen des Hüllkurvenspcichers und mit einer zweiten Schaltungen, 13,14,19} zur Lieferung von Taktimpulsen (ACP, DCP) jeweils nach dem Drücken und Loslassen einer Taste an die erste Schaltung {9), dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerschaltung (19-26). abhängig von der Betätigung eines Legato-Schaliers (21) und dem Erreichen einer mittels der Taklimpulse (ACP) durch die erste Schaltung (9) bezeichneten ίο Adresse, der der maximale Ansiiegszählwerl der Hüllkurvc zugeordnet ist. die weitere Zufuhr von Taktimpulsen (DCP) verhindert, unabhängig vom Loslassen der gedrückten Taste und anschließenden, aufeinanderfolgenden Betätigen weilerer Tasten.

2. Musikinstrument nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (19-26) einen vom Spieler zu betätigenden Lcgato-Endc-Schalter (26} enthält, welcher eine Torschaltung (19,20) zum Durchlassen der Taktimpulse (DCP) zur ersten Schallung (9) in der Weise steuert, daß bei betätigtem Legato-Ende-Schalter (26) Taktimpulse so lange bis zu der ersten Schallung (9) durchgelassen werden, bis die erste Schaltung (9) die letzte Adresse der gespeicherten Hüllkurve bezeichnet.

3. Musikinstrument nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Legato-Ende-Schalter (26) eine Halteschaltung (23) steuert, deren Ausgangssignal der Torschaltung (19. 20) zugeführt wird und die bei Erreichen der höchsten Adresse am Ausgang der ersten Schaltung (9) rücksctzbar ist.

4. Musikinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schaltung (12, 13, 14, 19) esvs erste Torschaltung (14). die nach dem Drücken einer Taste Anhall-Taktimpulse zu der ersten Schaltung (9y durchläßt, bis diejenige Adresse erreicht ist, der der maximale Anstiegsvählwert der Hüllkurve zugeordnet ist, eine zweite Torschaltung (16). die das Erreichen derjenigen Adresse feststellt, der der maximale Ansliegszählwert der Hüllkurve zugeordnet ist, und eine dritte Torschaltung (19), die nach dem Loslassen der Taste Abkling-Taktimpulse (DCP) an die erste Schaltung (9) abgibt, enthält.