DE3546665C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Synthesizer für ein elektronisches Musikinstrument gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Synthesizer dieser Art ist aus der US 44 61 199 bekannt. Dieser bekannte Synthesizer, der für ein elektronisches Musikinstrument vorgesehen ist, weist einen Analog/Digital-Wandler auf, mittels dem mehrere externe analoge Klangsignale in digitale Klangsignale umgesetzt werden können. Diese digitalen Klangsignale werden daraufhin in einem Speicher selektiv gespeichert. Die jeweiligen Klang- Ausgangssignale für das angeschlossene Musikinstrument werden dadurch erhalten, daß ein Signalgenerator die digitalen Klangsignale aus dem Speicher mit derjenigen Frequenz ausliest, die der Frequenz des momentan, d. h. in Abhängigkeit von der betätigten Taste des Musikinstruments jeweils zu synthetisierenden Notenwerts entspricht, und dem Musikinstrument zuführt.

Bei diesem bekannten Synthesizer entspricht jedes abgetastete externe Klangsignal einer bestimmten Klangfarbe, wie beispielsweise der einer Trompete oder eines Saxophons. Wenn der jeweilige Spieler des elektronischen Musikinstruments daher im Verlaufe des Spielens die Klangfarbe bzw. das "synthetisierte" Instrument ändern will, muß er - während der Bedienung der eigentlichen Notentasten - zusätzlich eine entsprechende Klangfarben-Einstelltaste des Synthesizers betätigen. Es versteht sich, daß diese Doppelbedienung sehr mühsam ist und nicht nur Anfängern Mühe bereitet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Synthesizer für ein elektronisches Musikinstrument gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, daß während des Spiels eine Vielzahl unterschiedlicher Klangfarben realisierbar ist, ohne dadurch das Spielen wesentlich zu erschweren.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Erfindungsgemäß wird erreicht, daß der Spieler noch vor dem eigentlichen Spiel eine geeignete Zusammenstellung verschiedener Klangfarben vornehmen kann, die dann während des Spielens ohne zusätzliche Betätigung von Sondertasten vom Synthesizer automatisch geändert werden. Folglich kann der Spieler ein Musikstück unter Verwendung zahlreicher Klangfarben, d. h. äußerst variationsreich und damit sehr wirkungsvoll vortragen, ohne durch Betätigung von Sondertasten vom eigentlichen Spiel abgelenkt zu werden. Auch ungeübten Spielern unterlaufen daher nur wenige Fehler.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm mit einer Ausführungsform des Synthesizers;

Fig. 2 eine Ansicht des Bedienungsschaltpultes des in Fig. 1 gezeigten Synthesizers;

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Speicherbereiche und der Adressen eines Speichers zum Speichern von Klangdaten;

Fig. 4 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise des Synthesizers der Fig. 1 in einem Aufzeichnungsmodus,

Fig. 5 eine Skizze zur Erläuterung der Arbeitsweise des Wiederordnens der aufgezeichneten Daten in dem Speicher,

Fig. 6 eine Darstellung einer Mehrzahl unterschiedlicher gespeicherter Tondaten;

Fig. 7 eine Darstellung eines Teiles der in dem Arbeitsspeicher gespeicherten Daten;

Fig. 8 eine Darstellung zur Erläuterung der Änderung der allgemeinen Start- und Endeadressen in einem Speicherbereich;

Fig. 9 eine Darstellung zur Erläuterung der Änderung von Wiederholungsstart- und Wiederholungsendeadressen in einem Speicherbereich und eine Adressenfestlegungsreihenfolge während des Abspielens;

Fig. 10 eine Darstellung zur Illustrierung der Beziehung zwischen einer Mehrzahl unterschiedlicher Tondaten und deren Bereiche auf einer Tastatur; und

Fig. 11 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Betriebsweise des Synthesizers im Spielmodus.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform des Synthesizers. Dieser weist einen Bedienungsschaltpultbereich 1 auf, der Anschlüsse von und nach außen, alle Bedienungsschalter zum Steuern der Arbeitsweise und eine Anzeigevorrichtung aufweist.

Fig. 2 zeigt den Bedienungsschaltpultbereich 1 im Detail. Daraus ist ersichtlich, daß dieser Bereich einen Netzschalter 2 zum Ein- und Ausschalten der Stromversorgung des gesamten Synthesizers aufweist. An einem Mikrophonstecker kann ein Mikrophonanschluß 3 eingeführt werden, um externe analoge Klangsignale einzukoppeln. Ein Triggeranschluß 4 ist gegenüber dem Mikrophonanschluß 3 vorgesehen. Ein Triggersignal wird von außen über den Anschluß 4 als Befehl zum Starten der Speicherung bzw. Aufzeichnung des externen, über den Mikrophonanschluß 3 zugeführten Klangsignales zugeführt. Obwohl in Fig. 1 keine Tastatur abgebildet ist, werden Signale von der Tastatur eines elektronischen Musikinstruments über einen DSMI-Eingangsanschluß 35 einer digitalen Schnittstelle für Musikinstrumente (DSMI) zugeführt oder es werden Steuersignale oder Daten aus einem an die DSMI angeschlossenen Arbeitsplatzcomputer verwendet. Ein Tonsignal, das von dem Synthesizer gebildet wird, wird ebenfalls dem DSMI über einen Ausgangsanschuß 37 in dem Bedienungsschaltpultbereich 1 zugeführt, um es über ein entsprechendes Lautsprechersystem ertönen zu lassen.

Ein Aufzeichnungsbereich auf dem Pult 1, wie er in Fig. 2 abgebildet ist, enthält einen Signalstärkenregler 5 zum Steuern des Pegels eines Klangsignals, das von außen über den Mikrophonanschluß 3 zugeführt wird, einen Triggerpegelregler 6 zum Einstellen eines Triggerpegels, d. h. eines Pegels bei dem die Aufzeichnung eines Klangsignales, das von außen über den Mikrophonanschluß 3 zugeführt wird, automatisch beginnt, und eine Pegelanzeige 7. Die Pegelanzeige 7 besteht aus fünf in einer Reihe angeordneten LED-Elementen und zeigt einen Signalpegel als Balkenanzeige an, die aus einer entsprechenden Zahl von LED-Elementen besteht.

Der Aufzeichnungsbereich beinhaltet weiterhin einen Aufzeichnungsschalter 8 (REC) zum Einstellen eines Aufzeichnungsmodus, einen Löschschalter 9 (CLR) zum Löschen von aufgezeichneten Signalen, einen Triggerschalter 10 (TRIG) der von dem Spieler betätigt werden kann, um manuell ein Triggersignal einzukoppeln und einen Schneidschalter (CUT) 11, um nicht benötigte Teile des aufgezeichneten Signals zu löschen. Diese Schalter 8 bis 11 weisen entsprechende LED-Elemente 8-1 bis 11-1 zum Anzeigen des aktiven Zustands auf.

Ein Konsolenbereich (KONSOLE) auf dem Pult 1 enthält einen Tonsetzschalter 12, der zur Unterscheidung einer Mehrzahl von in Aufzeichnungsbereichen oder -blöcken in einem einzelnen Aufzeichnungsspeicher aufgezeichneten Tönen dient, was später noch beschrieben werden wird. Die Tonnummer eines jeden Tons wird durch eine LED-Tonanzeige 13 in Form einer Siebensegmentanzeige angezeigt, und die Position und die Länge des zugehörigen Aufzeichnungsbereichs auf dem Speicher werden mittels einer Balkenanzeige auf einer Tonkartenanzeige 14 in Form von LED-Elementen angezeigt. Die Tonkartenanzeige 14 weist Anzeigeelemente auf, deren Anzahl der Anzahl von Speicherblocks in dem Aufzeichnungsspeicher entspricht. Jedesmal wenn der Tonsetzschalter 12 betätigt wird, wird die Tonzahl erhöht.

Der Konsolenbereich enthält weiterhin Feineinstellungsschalter 15a und 15b (FEIN) und einen Grobregler 16 (GROB), die zum Einkoppeln verschiedener Parameter betätigt werden. Entsprechend der Betätigung der Schalter 15a und 15b und des Reglers 16 ändert sich die Anzeige auf einer vierstelligen LED-Anzeige 17 (WERT) in Form von Siebensegmentelementen oder die Anzeige der oben erwähnten Tonkartenanzeige 14.

Die Feineinstellungsschalter 15a und 15b zeigen eine geringe Änderung einer Operation an. Der Schalter 15a zeigt die Erhöhung eines Parameters und der Schalter 15b die Erniedrigung eines Parameters an. Wenn die Schalter 15a oder 15b dauernd betätigt werden, so ändern sich die Werte kontinuierlich. Der Grobregler 16 wird für eine große Veränderung der Parameter betätigt.

Ein Bereich auf dem Pult 1 zum Editieren der Wellenform (EDIT WAVE) weist eine Mehrzahl von Schaltern auf, hauptsächlich um Signale für die Verwendungsweise oder die Korrektur der gespeicherten Wellenformsignale bereitzustellen. Von diesen Schaltern dient ein Hauptabstimmungsschalter 18 (HAUPTABST.) zum Variieren der Tonhöhe, d. h. der Frequenz aller Töne. Wenn der Schalter 18 betätigt wird, wird ein eingebautes LED-Element 18-1 eingeschaltet. Dann wird die momentane Frequenz durch Betätigung der Feineinstellungsschalter 15a und 15b und des Grobreglers 16 eingestellt. Die entsprechende Anzeige erscheint auf der LED-Wertanzeige 17; so wird beispielsweise ein Wert, der die Frequenz darstellt, digital für die Abstimmung angezeigt.

Ein Tonhöhenschalter 19 (TONHÖHE) wird wirksam, wenn eine Mehrzahl von unterschiedlichen externen Tönen aufgezeichnet wird und er legt eine Tonhöhe für jeden der aufgezeichneten Töne fest. Er ist in der gleichen Weise zu betätigen wie der Hauptabstimmungsschalter 18 und wenn sein zugehöriges LED-Element 19-1 bei Betätigung aufleuchtet, können die Feineinstellungsschalter 15a und 15b und der Grobregler 16 betätigt werden. Auch zu diesem Zeitpunkt wird die Frequenz digital auf der LED-Wertanzeige 17 angezeigt.

Allgemeine (ALLG.) Start- (START) und Endeschalter (ENDE) 20 und 21 in dem Bereich zu "EDIT WAVE" dienen zum Festlegen einer Start- bzw. einer Endeadresse eines Speichers, um daraus eine Wellenform eines erzeugten Tones zu erhalten. Wenn deren zugeordnete LED-Elemente 20-1 und 21-1 aufleuchten, können die Feineinstellungsschalter 15a und 15b und der Grobregler 16 betätigt werden. Der Speicherblock wird auf der Tonkartenanzeige 14 und die Adresse wird auf der LED-Wertanzeige 17 angezeigt.

Wiederholungsstart- (WIED. START) und Wiederholungsendeschalter (WIED. ENDE) 22 und 23 dienen zum Festlegen einer Start- bzw. einer Endeadresse eines Schleifenteiles einer gespeicherten Wellenform, die wiederholt ausgelesen werden soll. Wenn die zugehörigen LED-Elemente 22-1 und 23-1 eingeschaltet sind, können die Feineinstellungsschalter 15a und 15b und der Grobregler 16 zur Festlegung der Adresse und des Blocks betätigt werden. Wiederum wird der Speicherblock auf der Tonkartenanzeige 14 und die Adresse auf der LED-Wertanzeige 17 angezeigt.

Geschwindigkeits- (GESCHW.) Tiefen- (TIEFE) und Verzögerungsschalter (VERZ.) 24, 25, und 26 für ein Vibrato (VIBRATO) in dem Bereich zum Editieren der Wellenform (EDIT WAVE) dienen zum Festlegen der Geschwindigkeit, der Tiefe bzw. der Verzögerungszeit eines Vibratoeffekts. Wenn diese Schalter betätigt werden, werden die zugeordneten LED-Elemente 24-1, 25-1 und 26-1 eingeschaltet und in diesem Zustand können die Feineinstellungsschalter 15a und 15b und der Grobregler 16 betätigt werden, um die individuellen Parameter einzustellen. Der eingekoppelte bzw. eingestellte Parameter wird auf der LED-Wertanzeige 17 digital angezeigt.

Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, eine Hüllkurve bereitzustellen, die sich von der Hüllkurve der aufgezeichneten Wellenform unterscheidet. Schalter 27, 28, 29 und 30 dienen zum Einstellen der entsprechenden Parameter für die Anstiegszeit (A), Abklingzeit (D) dem Haltepegel (S) bzw. der Freigabezeit (R) der gewünschten Hüllkurve. Bei Betätigung dieser Schalter werden die zugehörigen eingebauten LED-Elemente 27-1, 28-1, 29-1 und 30-1 eingeschaltet und in diesem Zustand können die individuellen Parameter digital durch Betätigung der Feineinstellungsschalter 15a und 15b und des Grobreglers 16 eingestellt werden. Jeder eingestellte Parameter wird auf der LED-Wertanzeige 17 angezeigt.

Bei dieser Ausführungsform ist die Beziehung zwischen der Tastatur des angeschlossenen elektronischen Tastenmusikinstruments und dem ausgegebenen Ton variabel. Ein Zentrumsschalter 31 (ZENTR.) bestimmt eine Position bzw. eine Note auf einer Tastatur entsprechend einem aufgezeichneten externen Klang, ein Breitenschalter 32 (BREITE) legt einen Bereich oder eine Breite eines Teils der Tastatur bzw. einen Tastaturumfang entsprechend dem Klang fest, und ein Anschlagschalter 33 (ANSCHL.) legt einen Bereich entsprechend dem Tastenanschlag fest, d. h. der Tastenanschlagsgeschwindigkeit. Wenn die Schalter 31, 32 und 33 betätigt werden, werden die zugehörigen LED-Elemente 31-1, 32-1 und 33-1 eingeschaltet. In diesem Zustand werden die Feineinstellungsschalter 15a, 15b und der Grobregler 16 betätigt.

Genauer gesagt wird bei Betätigung des Zentrumschalters 31 der einer Note entsprechende Wert bei Betätigung der Feineinstellungsschalter 15a und 15b und des Grobreglers 16 digital auf der LED-Wertanzeige 17 angezeigt. Wenn der Breitenschalter 32 betätigt wird, wird der obere oder untere Grenzwert der Note, der der Klang zugeordnet ist, als vierstellige Anzeige in Form von "H^***" oder "L^***" auf der LED-Wertanzeige 17 angezeigt.

Wenn der Anschlagschalter 33 betätigt wird, werden die oberen und unteren Grenzen des Tastenanschlags, denen der Klang zugeordnet ist, durch Betätigung der Feineinstellungsschalter 15a und 15b und des Grobreglers 16 festgelegt. Der eingegebene Pegel wird in Form von "H^***" oder "L^***" auf der LED-Wertanzeige 17 angezeigt. Das Einstellen der oberen und unteren Grenzwerte wird bei jeder Betätigung des Anschlagschalters 33 durchgeführt.

Ein DSMI-Bereich auf dem Pult 1 enthält einen Spielschalter 34. Wenn der Spielschalter 34 betätigt wird, wird ein zugehöriges eingebautes LED-Element 34-1 eingeschaltet und die Ausführung wird entsprechend der Tastatursignale, der Anschlagdaten etc., die von außen über den DSMI-Eingangsanschluß eingegeben werden, durchgeführt.

Wenn ein Prüfschalter 36 (PRÜF) betätigt wird, ertönt automatisch ein auf der LED-Tonanzeige 13 angezeigter Ton, so daß es möglich ist, durch Zuhören die Art und Weise zu erkennen, in der der Klang eingekoppelt und gespeichert ist. Der aktive Zustand wird durch ein LED-Element 36-1 angezeigt.

Wenn der Spielschalter 34 oder der Prüfschalter 36 betätigt wird, wird ein Ausgangsnotensignal aus dem Ausgangsanschluß 37 einem Verstärker und einem Lautsprecher zugeführt.

Der Bedienungssschaltpultbereich 1, wie er in Fig. 1 abgebildet ist, ist über eine Busleitung ABUS an eine Zentraleinheit bzw. ein CPU 38 angeschlossen. Die CPU 38 besteht aus einem Mikroprozessor, der, wie später noch beschrieben werden wird, verschiedene Prozeßsteuerungen durchführt.

Die CPU 38 ist über eine Busleitung BBUS mit einem Arbeitsspeicher 39 verbunden, der Speicherbereiche aufweist, die für verschiedene Prozeßsteuerungen verwendet werden. Die CPU 38 ist mit einem Wellenformsteuerteil 40 bzw. 40-0 bis 40-3 mit einer vierkanaligen Struktur (CH0 bis CH3) zum Steuern des Lesens und Schreibens der Wellenform über eine Busleitung CBUS verbunden. Die Bereiche 40-0 bis 40-3 des Wellenformsteuerteiles 40 für die vier Kanäle können aus unabhängigen Hardwareteilen bestehen. Alternativ hierzu kann der Wellenformsteuerteil auf der Basis eines Zeitmultiplexverfahrens mit vier Kanälen betrieben werden. Die Bereiche 40-0 bis 40-3 für die vier Kanäle des Wellenformsteuerteils führen über eine Busleitung DBUS auf der Basis eines Zeitmultiplexverfahrens einem Aufzeichnungsspeicher 41 Adreßsignale (ADRESSE) zu. Über eine Busleitung (EBUS) werden Daten (DATEN) zwischen den Bereichen 40-0 bis 40-3 und dem Aufzeichnungsspeicher 41 übertragen. Weiterhin stellen die Bereiche 40-0 bis 40-3 Schreib-/Lesesignale (R/W) für den Aufzeichnungsspeicher 41 auf der Basis eines Zeitmultiplexverfahrens zur Verfügung.

Dadurch läßt sich mittels der Bereiche 40-0 bis 40-3 des Wellenformsteuerteiles auf Wellenformdaten in identischen Bereichen oder in unterschiedlichen Bereichen des Aufzeichnungsspeichers 41 durch Bereitstellen unterschiedlicher Adreßsignale zugreifen. Weiterhin ist es möglich, in einem Kanal Wellenformdaten auszulesen, während in einem anderen Kanal gerade Wellenformdaten eingeschrieben werden.

Der Aufzeichnungsspeicher 41 weist beispielsweise eine Speicherkapazität von 1,5 Megabits auf und kann für das digitale, beispielsweise über Pulscodemodulation, Aufzeichnen von Wellenformsignalen in 32 Blöcke unterteilt werden. Die Tonkartenanzeige 14, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, weist 16 LED-Elemente auf, so daß ein LED- Element zwei Blöcken entspricht.

Gemäß Fig. 1 wird ein von außen über den Mikrophonanschluß 3 des Bedienungsschaltpultbereichs 1 eingekoppeltes Klangsignal abgetastet, um einem A/D-Umwandler, d. h. einem Analog/Digital-Wandler zugeführt zu werden. Der A/D-Wandler 42 wandelt die Eingabe durch Pulscodemodulation in ein digitales Signal um, das den Bereichen 40-0 bis 40-3 des Wellenformsteuerteiles (momentan die Bereiche 40-0 und 40-1 des Wellenformsteuerteiles entsprechend den Kanälen CH0 und CH1) zugeführt wird, um in einem passenden Adreßbereich des Aufzeichnungsspeichers 41 gespeichert zu werden.

Ein digitales, über die Bereiche 40-0 bis 40-3 des Wellenformsteuerteiles aus dem Aufzeichnungsspeicher 41 ausgelesenes Signal wird auf der Basis eines Zeitmultiplexverfahrens einem D/A-Wandler 43, d. h. einem Digital/Analog-Wandler zur Umwandlung in ein analoges Signal zugeführt, welches dann Tastspeicherschaltkreisen 44-0 bis 44-3 zugeführt wird. Die Tastspeicherschaltkreise 44-0 bis 44-3 tasten das Wellenformsignal auf der Basis eines Multiplexverfahrens für jeden Kanal ab und speichern es.

Die Ausgänge der Tastspeicherschaltkreise 44-0 bis 44-3 werden entsprechenden VCA's, d. h. spannungsgesteuerten Verstärkern 45-0 bis 45-3 zur Steuerung der Hüllkurvenamplitude zugeführt, bevor sie einem Mischschaltkreis 46 zugeführt werden. Die VCA's 45-0 bis 45-3 steuern die Hüllkurve der Ausgangssignale der Tastspeicherschaltkreise 44-1 bis 44-3 entsprechend einem Spannungssignal, das durch Umwandlung eines Hüllkurvensteuersignals aus der CPU 38 von dem D/A-Wandler 47 erzeugt wird. Die D/A-Wandler 47 werden für die entsprechenden VCA's 45-0 bis 45-3 bereitgestellt.

Das Ausgangssignal des Mischschaltkreises 46 liegt an dem Ausgangsanschluß 37 des Bedienungsschaltpultbereichs 1 an, um einem nicht abgebildeten Lautsprechersystem zugeführt zu werden.

Nachfolgend wird die Funktionsweise dieses Synthesizers beschrieben. Zuerst wird die Funktionsweise während eines Aufzeichnungsmodus beschrieben, bei dem die Wellenform eines externen Klanges in dem Aufzeichnungsspeicher 41 gespeichert wird.

Der Mikrophonstecker wird in den Mikrophonanschluß 3 gesteckt, so daß die Eingabe von externen Klangsignalen durchgeführt werden kann; daraufhin wird der Aufzeichnungsschalter 8 betätigt, so daß aufgezeichnet werden kann. Im Zustand "Bereit-zur-Aufzeichnung" wird ein externes Klangsignal wiederholt in den letzten Block, d. h. in den Bereich von (D) bis (E) gemäß Fig. 3 des Aufzeichnungsspeichers 41 aufgezeichnet. Damit wird das externe Klangsignal bereits aufgezeichnet, bevor und bis ein Triggersignal eingegeben wird. Der Bereich (D) bis (E) wird als Verzögerungstriggerbereich bezeichnet. Im Aufzeichnungsmodus ist das LED-Element 8-1 eingeschaltet.

Mit der Zufuhr des Triggersignals im Zustand "Bereit-zur-Aufzeichnung" wird die eigentliche Aufzeichnung gestartet. Es gibt 3 Triggersysteme. In einem System wird ein Triggersignal erzeugt, wenn der externe Klang einen durch den Triggerpegelregler 6 voreingestellten Referenzpegel überschreitet. Dieses System wird als Auto-Triggersystem bezeichnet. Ein zweites Triggersystem basiert auf einem Triggersignal, das von außen über den Triggeranschluß 4 eingegeben wird. In einem dritten Triggersystem wird ein Triggersignal erzeugt, wenn der Triggerschalter 10 durch den Bediener betätigt wird. Das zweite System wird als externes Triggersystem und das dritte System als manuelles Triggersystem bezeichnet. Der Triggerpegelregler 6 weist einen Bereich auf, in dem die automatische Triggerung nicht wirksam wird, d. h. wenn der Triggerpegelregler 6 sich in diesem Bereich befindet, kann entweder das zweite oder das dritte Triggersystem Verwendung finden.

Wenn ein Triggersignal auf der Basis eines der drei Triggersysteme erzeugt wird, wird das LED-Element 10-1 eingeschaltet.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise der CPU 38 im Aufzeichnungsmodus anhand der Fig. 4 beschrieben.

Wenn durch Betätigung des Aufzeichnungsschalters 8 das System in den Zustand "Bereit-zur-Aufzeichnung" versetzt wird, wird ein Programmschritt S1 ausgeführt. In dem Schritt S1 setzt die CPU 38 die Adresse (D) gemäß Fig. 3 als Aufzeichnungsstartadresse in den Wellenformsteuerteilbereich 44-0 des Kanals CH0, setzt die Adresse (D) als Schleifenstartadresse für den Kanal CH0, setzt die Adresse (E) als Schleifenendadresse für den Kanal CH0 und aktiviert die Schleife für den Kanal CH0, so daß der Kanal CH0 für die vorläufige Aufzeichnung in den Verzögerungstriggerbereich vorbereitet ist. In dem Zustand "Bereit-zur-Aufzeichnung" kann der Wellenformsteuerteilbereich 44-0 oder jeder andere Wellenformsteuerteilbereich 44-1 bis 44-3 für die anderen Kanäle wiederholt im Aufzeichnungsspeicher aus einem bestimmten Adreßbereich auslesen bzw. in einen bestimmten Adreßbereich einschreiben und die Adressen zwischen der Schleifenstartadresse und der Schleifenendadresse werden wiederholt adressiert.

In einem nachfolgenden Schritt S2 stellt die CPU 38 über die Busleitung (CBUS) für den Wellenformsteuerteilbereich 44-0 des Kanals CH0 einen Befehl zum Starten der vorläufigen Aufzeichnung bereit. Dadurch wird ein externes über den Mikrophonanschluß 3 zugeführtes Klangsignal aufeinanderfolgend abgetastet und in dem A/D-Wandler 42 in ein digitales Signal mit Pulscodemodulation umgewandelt, welches in den Aufzeichnungsspeicher 41 eingeschrieben wird. Fig. 5A zeigt die Art und Weise, in der das externe Klangsignal aufgezeichnet wird. Das Signal wird wiederholt in dem Verzögerungstriggerbereich, d. h. in dem Bereich von der Adresse (D) bis zur Adresse (E), aufgezeichnet. Durch das wiederholte Aufzeichnen wird das jeweils zuvor aufgezeichnete Signal gelöscht und nur das zuletzt eingegebene Signal bleibt aufgezeichnet. Auf diese Weise werden beispielsweise 100 Millisekunden eines externen Klangsignals vor der eigentlichen Aufzeichnung in den Verzögerungstriggerbereich voraufgezeichnet. Dieses voraufgezeichnete Signal wird - wie nachfolgend beschrieben - der anschließenden Hauptaufzeichnung des externen Klangsignals vorgesetzt, so daß sich ein natürlicher, allmählicher Anstieg des aufgezeichneten externen Klangsignals ergibt.

In einem nachfolgenden Schritt S3 setzt die CPU 38, wie in Fig. 3 gezeigt, die Adresse (B) als Aufzeichnungsstartadresse in dem Wellenformsteuerteilbereich 40-1 für den Kanal CH1 und setzt auch die Adresse (C) als Aufzeichnungsendeadresse für den Kanal CH1. Die Aufzeichnungsstart- und die Aufzeichnungsendeadresse sind natürlich variabel.

In einem nachfolgenden Schritt S4 prüft die CPU 38 ob ein nach einem der genannten Triggersysteme, d. h. dem Auto-Triggersystem, dem externen Triggersystem oder dem manuellen Triggersystem, ein Triggersignal zugeführt ist. Falls das Ergebnis der Prüfung "Nein" ist, wird der Schritt S4 noch einmal durchgeführt. Falls das Ergebnis "Ja" ist, d. h. falls ein Triggersignal zugeführt worden ist, wird ein Schritt S5 ausgeführt. Im Schritt S5 wird die Aufzeichnung durch den Wellenformsteuerteilbereich 40-0 des Kanals CH0 gestoppt. Z. B. wird die Adreßfestlegung in einer Position gestoppt, wie sie bei CH0 in Fig. 5A dargestellt ist.

Die CPU 38 führt dann dem Wellenformsteuerteilbereich 40-1 für den Kanal CH1 über die Busleitung (CBUS) einen Befehl zum Starten der Aufzeichnung zu. Damit wird im vorliegenden Fall die Aufzeichnung wieder von der Adresse (B) gemäß Fig. 3 gestartet. Die Routine erreicht dann einen Schritt S6, in dem die CPU 38 prüft, ob die Adreßfestlegung durch den Wellenformsteuerteilbereich 40-1 bis zu einer in Fig. 3 gezeigten Position (C) durchgeführt worden ist. Falls das Ergebnis der Prüfung "Nein" ist, wird der Schritt S6 noch einmal ausgeführt. Wenn die letzte Adresse erreicht wird, ergibt sich als Ergebnis "Ja", so daß die Routine mit einem Schritt S7 fortfährt.

In dem Schritt S7 werden die Daten aus dem Verzögerungstriggerbereich, wie in Fig. 5B gezeigt, in einen vorbestimmten Bereich des Arbeitsspeichers 39 übertragen. Da in diesem Fall die Daten in dem Bereich (D) bis (F) in Fig. 5B vor den Daten in dem Bereich (A) bis (C) aufgezeichnet worden sind, werden die Daten in dem Bereich (D) bis (F) vor den Daten in dem Bereich (A) bis (C) übertragen, so daß die Reihenfolge der Daten in der in Fig. 5C gezeigten Art geändert wird. Die Daten in dieser Reihenfolge werden dann in dem ersten Block, Bereich (A) bis (B) des Aufzeichnungsspeichers 41 aufgezeichnet. Dadurch ist das externe Klangsignal digital in dem Bereich (A) bis (C) des Aufzeichnungsspeichers 41 aufgezeichnet.

Um unnötige Teile der derart aufgezeichneten Daten wegzuschneiden, wird der Schneidschalter 11 betätigt und bei Aufleuchten des LED-Elements 11-1 werden die Feineinstellungsschalter 15a und 15b und der Grobregler 16 betätigt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Position und die Länge der gespeicherten Tondaten auf der Tonkartenanzeige 14 angezeigt und jedesmal wenn eine Schneideoperation durchgeführt wird, ändert sich die Anzeige des Speicherbereichs.

Während in diesem Fall ein Signal eines einzelnen Tones in dem Aufzeichnungsspeicher 41 gespeichert wird, ist es möglich, kontinuierlich unterschiedliche Töne durch Umschalten der Tonnummer durch Betätigung des Tonsetzschalters 12 aufzuzeichnen.

In diesem Fall veranlaßt die CPU 38 die Wellenformsteuerteilbereiche 40-0 bis 40-1 die Aufzeichnungsstart- und Aufzeichnungsendeadressen für das Aufzeichnen passend festzulegen. Fig. 6 zeigt die gespeicherten Wellenformdaten von Tönen 1 bis 5. Jedesmal wenn der Tonsetzschalter 12 betätigt wird, wird die Tonnummer geändert und digital auf der LED-Tonanzeige 13 angezeigt und der Speicherbereich des zugehörigen Tones wird auf der Tonkartenanzeige 14 angezeigt.

Wenn der Löschschalter 9 betätigt wird, wird die auf der LED-Tonanzeige 13 angezeigte Zahl und die Wellenformdaten der Töne der nachfolgenden Tonnummern gelöscht. Durch Betätigung der Löschtaste 9 während "3" auf der LED-Tonanzeige 13 angezeigt ist, werden die Töne 3 bis 5 aus dem Aufzeichnungsspeicher 41 gelöscht, so daß die entsprechenden Bereiche für die Aufzeichnung neuer externer Klangsignale vorbereitet sind.

Das auf obige Weise aufgezeichnete Signal wird ausgelesen, wenn die CPU 38 den Wellenformsteuerteilbereich 40-0 veranlaßt, aufeinanderfolgende Speicheradreßzugriffe durchzuführen, und wird durch den D/A-Wandler 43 in ein analoges Signal umgewandelt, das durch den spannungsgesteuerten Verstärker 45-0 verstärkt und dem Ausgangsanschluß 37 zugeführt wird. Auf diese Weise ist es möglich, den Status der Aufzeichnung zu überprüfen.

Nun wird die Operation des Erzeugens eines Wellenformsignals für ein aktuelles Tonsignal durch verschiedenartige Modifizierung des gespeicherten Wellenformsignals beschrieben.

Fig. 7 zeigt Daten, die in bestimmten Adreßbereichen des Arbeitsspeichers 39 aufgezeichnet sind und die sich auf das im Aufzeichnungsspeicher 41 gespeicherte externe Klangsignal beziehen.

Die Daten sind in der Reihenfolge ihrer Tonnummer aufgezeichnet. Beispielsweise wird der folgende Datenwert in den Bereich des Tones 1 des Arbeitsspeichers 39 unter der Steuerung der CPU 38 gespeichert.

Eine Startblocknummer (STARTBLOCK #) legt den ersten Block des Aufzeichnungsspeichers 41 fest, in dem der Anfangsteil der Wellenformdaten des Tones 1 gespeichert ist. Eine Endblocknummer (ENDBLOCK #) legt den letzten Block fest, in dem der Endteil der Wellenformdaten des Tones 1 gespeichert ist. Die Anzeige auf der Tonkartenanzeige basiert auf diesen zwei Daten.

Der nächste Datenwert, d. h. die allgemeine Startblocknummer (ALG. START BLOCK #) legt die Blockadresse fest, bei der der Klang tatsächlich zu ertönen beginnt. Die nächste allgemeine Startadresse (ALLG. START ADR.) legt eine untere Adresse in dem Block fest. Dieser Wert wird nach der Betätigung des allgemeinen Startschalters 20 unter Verwendung der Feineinstellungsschalter 15a und 15b und des Grobregelers 16 gesetzt. Fig. 8 zeigt ein Beispiel für die allgemeinen Start- und Endepositionen.

Die allgemeine Endblocknummer (ALLG. ENDBLOCK #) und die allgemeine Endadresse (ALLG. ENDADR.) werden durch Betätigung des allgemeinen Endeschalters 21 und dann der Feinabstimmungsschalter 15a und 15b und des Grobreglers 16 als nächste Daten gesetzt. Fig. 8 zeigt, daß es auf diese Weise möglich ist, die allgemeine Endposition in beliebiger Weise einzustellen.

Durch Betätigung des Wiederholungsstartschalters 22 und dann der Feineinstellungsschalter 15a und 15b und des Grobreglers 16 werden im nächsten Bereich die Wiederholungsstartblocknummer (WIED. START BLOCK #) und die Wiederholungsstartadresse (WIED. START ADR.) gesetzt. Diese Daten legen die Startposition fest, wenn wiederholt auf einen bestimmten Bereich zugegriffen wird, in dem Wellenformdaten gespeichert sind. Es ist möglich, jede gewünschte allgemeine Startposition in dem Bereich des Tones zu setzen. In gleicher Weise wird bei Betätigung des Wiederholungsendschalters 23 und dann der Feineinstellungsschalter 15a und 15b und des Grobreglers 16 die Wiederholungsendblocknummer (WIED END BLOCK #) und die Wiederholungsendadresse (WIED. END ADR.) gesetzt. Diese Daten legen die Endadresse eines bestimmten Bereichs der Wellenformdaten fest.

Fig. 9 zeigt diesen Zustand. Die Wellenformsteuerteilbereiche 40-0 bis 40-3 greifen auf Wellenformdaten von der allgemeinen Startadresse (ALLG. START) bis zu der Wiederholungsstartadresse zu. Dann greifen sie in einer bestimmten Häufigkeit auf die Wellenformdaten von der Wiederholungsstartadresse bis zu der Wiederholungsendadresse zu und daraufhin auf die Wellenformdaten von der Wiederholungsendadresse bis zu der allgemeinen Endadresse. Es kann so ausgelegt sein, daß die Wiederholungsendadresse in dem Moment bearbeitet wird, in dem die Ausschaltoperation einer Spieltaste der Tastatur durchgeführt wird. Die Operation des Setzens der allgemeinen und Wiederholungsstart- und -endadressen wird später detailliert beschrieben.

Im Arbeitsspeicher 39 in Fig. 7 abgespeicherte Tonhöhendaten (TONHÖHE) werden durch Betätigung des Tonhöhenschalters 19 und dann der Feineinstellungsschalter 15a und 15b und des Grobreglers 16 gesetzt. Zwölf Notenfrequenzdaten von C # bis C einer bestimmten Oktave, wie in Fig. 7 dargestellt, werden festgelegt, um die oben erwähnten voreingestellten Daten und die durch Betätigung des Hauptabstimmungsschalters 18 voreingestellten Daten zum Ausdruck zu bringen.

Das Tastaturzentrum (TASTATURZENTR.) wird in dem Arbeitsspeicher 39 durch Betätigung des Zentrumsschalters und dann der Feineinstellungsschalter 15a und 15b und des Grobreglers 16 eingestellt. Damit wird ein Zusammenhang zwischen dem aufgezeichneten externen Klangsignal und einer Note festgelegt. Der Zusammenhang bzw. die Entsprechung wird auf der LED-Wertanzeige 17 digital angezeigt. Das Festlegen des Zentrums der Tastatur hat die Funktion, die Daten von C# auf C zu transponieren. Genauer gesagt, wenn die Frequenz des externen Klangsignals f1 ist, hat die durch das Tastaturzentrum festgelegte Note diese Frequenz f1 und die Frequenz f1 kann einer anderen Note durch Änderung des Tastaturzentrums zugeordnet werden.

Die Frequenz einer jeden Note wird durch Erneuerung des Inhalts der Tonhöhen C# bis C in Fig. 7 mit dem Festsetzen des Tastaturzentrums oder mit dem Verändern des Zusammenhangs zwischen Frequenz und Note festgesetzt, wenn die Daten tatsächlich ausgelesen werden.

Nachfolgend werden die Inhalte von "Tastaturbreite untere Grenze (L)" und "Tastaturbreite obere Grenze (H)" durch Betätigung des Tastaturbreitenschalters 32 und dann der Feineinstellungsschalter 15a und 15b und des Grobreglers 16 festgelegt. Auf diese Weise wird die Tonbreite des zugehörigen Tones festgelegt. Das Festlegen des Tastaturzentrums und des unteren und oberen Grenzwerts der Tastaturbreite kann auch durch Betätigung der Spieltasten der über den DSMI-Eingangsanschluß angeschlossenen Tastatur durchgeführt werden.

Nachfolgend werden die untere und die obere Anschlagstärke durch Betätigung des Anschlagschalters 13 und der Feineinstellungsschalter 15a und 15b und des Grobreglers 16 festgelegt. Der zugehörige Tonbereich wird dadurch entsprechend dem Tastenanschlag, d. h. entsprechend der Tastenanschlagsgeschwindigkeit festgelegt. Der obere und untere Grenzwert des Tastenanschlagsbereichs werden auf der LED-Wertanzeige 17 angezeigt.

Weiterhin werden die Daten für Anstieg (A), Abfall (D), Halten (S) und Freigabe (R) der Hüllkurve in dem Arbeitsspeicher 39 durch Betätigung der zugehörigen Schalter 27 bis 30 für die Anstiegsphase, für die Abfallphase, für die Haltephase bzw. für die Freigabephase der Hüllkurve sowie der Feineinstellungsschalter 15a und 15b und der Grobregler 16 gesetzt.

Weiterhin werden Daten für einen Vibrato etc. in den Speicherbereich für den Ton 1 gespeichert, dessen Beschreibung jedoch weggelassen wird.

Nachfolgend wird der Spielmodus beschrieben, der durch Betätigung des Spielschalters 34 eingestellt wird und bei dem Musik entsprechend einem über den DSMI-Eingangsanschluß 35 eingegebenen Signal gespielt wird.

Es sei angenommen, daß unterschiedliche Wellenformdaten von Tönen 1 bis 4 in den Aufzeichnungsspeicher 41 gespeichert sind und daß die Daten für das Tastaturzentrum, die obere und untere Tastaturbreitengrenze und die obere und untere Grenze für die Anschlagsstärke wie in Fig. 10 gezeigt in dem Arbeitsspeicher 39 gespeichert sind.

Fig. 10 stellt die Daten für die Töne 1 bis 4 schematisch dar. Bei dem Ton 1 ist das Tastaturzentrum C₃, wobei der Index die Oktavennummer darstellt, die Tastaturbreite reicht von C₃ bis B₃ und die Anschlagsstärke von 0 bis 127. Bei dem Ton 2 ist das Tastaturzentrum C₄, die Tastaturbreite von G₃# bis C₆, der Anschlag von 20 bis 80. Bei Ton 3 ist das Tastaturzentrum A₅#, die Tastaturbreite von C₅ bis B₅ und die Anschlagsstärke reicht von 81 bis 127. Bei dem Ton 4 ist das Tastaturzentrum A₄, die Tastaturbreite reicht von F₄# bis B₄ und die Anschlagsstärke von 0 bis 120.

Fig. 11 zeigt eine Programmroutine der CPU 38 bei dieser Operation. In einem Schritt U1 setzt die CPU 38 zum Festlegen der Tonnummer eine "1" in ein Flagregister. Dieses Register wird nachfolgend als Tonnummerregister bezeichnet. In einem nachfolgenden Schritt U2 wird geprüft, ob der über den DSMI-Eingangsanschluß 35 eingekoppelte Toncode in dem durch die untere und obere Tastaturgrenze festgelegten Bereich des Bereiches des Tones 1 des Arbeitsspeichers 39 liegt.

Falls das Ergebnis der Prüfung in Schritt U2 "Ja" ist, geht die Routine zu einem Schritt U3. In dem Schritt U3 wird geprüft, ob der über den DSMI-Eingangsanschluß 35 eingekoppelte Anschlagswertbereich zwischen dem unteren und oberen Anschlagswert des Bereichs des Tones 1 im Arbeitsspeicher 39 ist.

Falls das Ergebnis der Prüfung in Schritt U3 "Ja" ist, geht die Routine zu einem Schritt U4, in dem der durch das Tonnummerregister festgelegte Ton, d. h. in diesem Fall der Ton 1, entsprechend dem Notencode und den Anschlagsdaten erzeugt wird.

Genauer gesagt führt die CPU 38 Daten, die die allgemeine Start- und Endposition und die Wiederholungsstart- und Endposition aus dem zugehörigen Bereich des Arbeitsspeichers 39 festlegen, einem der Wellenformsteuerteilbereiche 40 bis 40-3 zu, der nicht benutzt wird. Die CPU 38 wandelt auch die dem aus dem Arbeitsspeicher 39 ausgelesenen und in Oktavendaten umgewandelten Notencode entsprechenden Tonhöhendaten um, die dem Wellenformsteuerteil 40 für den festgelegten Kanal zugeführt werden.

Als Ergebnis liest der entsprechende Wellenformsteuerteilbereich Wellenformdaten aus dem festgelegten Bereich des Aufzeichnungsspeichers 41 mit einer den Tonhöhendaten entsprechenden Rate aus und führt die ausgelesenen Daten dem D/A-Wandler 43 zu.

Das durch den D/A-Wandler 43 bereitgestellte analoge Wellenformsignal wird durch den zugehörigen Tastspeicherschaltkreis 44-0 bis 44-3 geführt und dann dem zugehörigen spannungsgesteuerten Verstärker 45-0 bis 45-3 zugeführt. Digitale Daten, die sich entsprechend den Hüllkurvenanstiegs-, Hüllkurvenabfall-, Hüllkurvenhalte- und Hüllkurvenfreigabedaten, die aus dem Arbeitsspeicher 39 ausgelesen werden, und entsprechend eingegebenen Anschlagdaten ändern, werden nach Umwandlung in dem zugeordneten der vier D/A-Wandler 47 in ein analoges Spannungssignal dem spannungsgesteuerten Verstärker zugeführt. Der spannungsgesteuerte Verstärker bewirkt eine Steuerung der Lautstärke entsprechend dem Tastenanschlag und erzeugt auch eine voreingestellte Hüllkurve. Das Ausgangssignal wird über den Mischschaltkreis 46 und dem Ausgangsanschluß 37 nach außen abgeführt.

In dem Schritt U4, wie er in Fig. 11 gezeigt ist, werden auf diese Weise sowohl der Kanal für die Tonerzeugung als auch für die vorgegebene Note und der Tastenanschlag festgelegt und die Routine geht zu einem Schritt U5 weiter. Der Schritt U5 wird auch ausgeführt, wenn der Schritt U2 oder U3 ein "Nein" ergibt.

Im Schritt U5 wird der Inhalt des Tonnummerregisters inkrementiert. Auf diesen Schritt folgend wird ein Schritt U6 ausgeführt, in dem geprüft wird, ob die Schritte U2 bis U5 für die Töne 1 bis 4 durchgeführt worden sind. Falls das Ergebnis "Nein" ist, geht die Routine zurück zu dem Schritt U2. Falls sich als Ergebnis "Ja" in dem Schritt U6 ergibt, ist die Bearbeitung der über den DSMI-Eingangsanschluß eingekoppelten Daten beendet. Demnach führt die CPU 38 die in Fig. 11 gezeigte Routine durch und weist den Wellenformsteuerteilbereichen 40-0 bis 40-3 Töne für die unterschiedlichen Kanäle CH0 bis CH3 zu, wenn auf der Tastatur gleichzeitig eine Mehrzahl von Tasten betätigt wird. In gleicher Weise wird die Klangerzeugung gestoppt, wenn dem DSMI-Eingangsanschluß 35 mit einer Taste-aus-Operation ein Stoppbefehl zugeführt wird.

Bei den in Fig. 10 gezeigten Beispielen ertönt der Ton 1 mit einem Anschlagspegel von 40, wenn die über den DSMI-Eingangsanschluß 35 eingegebenen Daten die Note C₃ und den Anschlagspegel 40 bezeichnen. Falls der über den DSMI-Eingangsanschluß 35 eingekoppelte Datenwert A₃ und die Anschlagsstärke 40 ist, ertönen die Töne 1 und 2 mit einem Anschlagspegel von 40.

Falls der über den DSMI-Eingangsanschluß 35 eingegebene Datenwert C₅ und die Anschlagsstärke 100 ist, ertönt der Ton 3. Werden die gleichen Daten mit einer Anschlagsstärke von 60 eingegeben, ertönt der Ton 2.

Claims (4)

1. Synthesizer für ein elektronisches Musikinstrument, mit einem Analog/Digital-Wandler (42) zur Umwandlung mehrerer externer analoger Klangsignale in digitale Klangsignale, einem Speicher (41), in dem die digitalen Klangsignale selektiv speicherbar sind, und einem Signalgenerator (40), der die digitalen Klangsignale aus dem Speicher (41) mit der Frequenz eines jeweils zu synthetisierenden Notenwerts ausliest und als Klang-Ausgangssignal für das Musikinstrument bereitstellt, gekennzeichnet durch

• [a] eine manuell betätigbare Zuweisungseinrichtung (31-33), mittels der jedem umgewandelten und gespeicherten digitalen Klangsignal ein jeweils wählbarer unterer und oberer Notengrenzwert zuweisbar ist,
• [b] einen Arbeitsspeicher (39, Fig. 7), der die zugewiesenen Notengrenzwerte für jedes Klangsignal speichert, und
• [c] eine Steuereinrichtung (38), die einen jeweils zu synthetisierenden Notenwert mit sämtlichen in dem Arbeitsspeicher (39, Fig. 7) gespeicherten Notengrenzwerten vergleicht und den Signalgenerator (40) zur Bereitstellung derjenigen Klang-Ausgangssignale veranlaßt, deren durch die Notengrenzwerte vorgegebener Notenwertbereich diesen Notenwert enthält.

2. Synthesizer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• [a] mittels der manuell betätigbaren Zuweisungseinrichtung (31-33) jedem umgewandelten und gespeicherten digitalen Klangsignal ferner ein jeweils wählbarer unterer und oberer Tastenanschlag-Grenzwert zuweisbar ist,
• [b] der Arbeitsspeicher die zugewiesenen Tastenanschlag-Grenzwerte ebenfalls speichert, und daß
• [c] die Steuereinrichtung (38) einen jeweils zu synthetisierenden Notenwert mit sämtlichen in dem Arbeitsspeicher (39, Fig. 7) gespeicherten Noten- und Tastenanschlag-Grenzwerten vergleicht und den Signalgenerator (40) zur Bereitstellung derjenigen Klang-Ausgangssignale veranlaßt, deren Notenwertbereich und Tastenanschlagbereich den Notenwert und dessen Tastenanschlag enthält.

3. Synthesizer nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Anzeigevorrichtung (14), die Speicherbereiche des Speichers (41) in Übereinstimmung mit den jeweils gespeicherten Klangsignalen anzeigt.

4. Synthesizer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (41) in Blöcke aufgeteilt ist und daß die Anzeigevorrichtung (14) eine Mehrzahl von Anzeigeelementen aufweist, die diesen Blöcken entsprechen.