DE4226929C2

DE4226929C2 - Tonhöhensteuervorrichtung

Info

Publication number: DE4226929C2
Application number: DE4226929A
Authority: DE
Inventors: Tatsushi Iizuka; Satoshi Shinohara
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1991-11-18
Filing date: 1992-08-17
Publication date: 1995-10-26
Anticipated expiration: 2012-08-18
Also published as: DE4226929A1; GB2261985B; GB9224051D0; JP3435168B2; US5369725A; GB2261985A; JPH05143077A

Description

Die Erfindung betrifft eine Tonhöhensteuervorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. Anspruch 3.

Als eine Tonhöhensteuervorrichtung eines herkömmlichen Types ist eine Vorrichtung bekannt, in welcher digitali sierte Daten, die durch Abtasten eines analogen Eingangs signals erhalten werden, nacheinander in einen Ringpuffer geschrieben werden und das Auslesen der Daten mit einer von der Schreibperiode unterschiedlichen Periode stattfin det. Durch das Nacheinander-Demodulieren der so gelesenen Daten wird das Intervall des Signals geändert. Wenn die Tonhöhe (Tonlage="key") in solch einer Vorrichtung ernied rigt werden soll, wird die Leseperiode der Daten von dem Ringpuffer länger als die Schreibperiode gemacht. Um die Tonhöhe zu erhöhen, wird die Leseperiode der Daten von dem Ringpuffer kürzer als die Schreibperiode gemacht. Dement sprechend ist eine Leseadresse zum Auslesen der Daten re lativ zu einer Schreibadresse zum Schreiben der Daten in einem Ringpuffer gedreht, und die vorherige Adresse über schreitet die letztere Adresse oder die vorherige Adresse wird durch letztere Adresse bei einer vorbestimmten Peri ode überschritten. Bei der Schreibposition zum Schreiben der Daten des Ringpuffers werden die zuvor geschriebenen Daten nacheinander überschrieben, und die Inhalte der Da ten sind unter solchen Bedingungen diskontinuierlich. Wenn die Leseposition an der Überschreibposition ist, wird ein diskontinuierlicher Punkt in dem wiedergegebenen Ton auf treten. Um diesen Effekt zu vermindern, wird eine soge nannte Umblendmethode benutzt. Diese wird im Anschluß er klärt für den Fall, daß die Leseperiode kürzer als die Schreibperiode ist. Wie in Fig. 1(a) gezeigt, ist der Wert d_R-W, der den Unterschied zwischen der Schreibposition W und der Leseposition R des Ringpuffers darstellt, norma lerweise größer als ein vorbestimmter Wert d_th. Es wird angenommen, daß sich jede Position auf dem Ringpuffer im Uhrzeigersinn bewegt und daß die Leseposition R sich schneller im Uhrzeigersinn vorwärts bewegt. Wenn d_R-W < d_th, wird der Datenwert auch von einer anderen Leseposition R′ gelesen, welche von der Leseposition R um den vorbestimm ten Wert d_th in Uhrzeigersinn-Richtung entfernt ist, wie in Fig. 1(b) gezeigt. Der Datenwert von der Leseposition R wird durch Ausblendverarbeitung linear verarbeitet, und der Datenwert von der Leseposition R′ wird durch Einblend verarbeitung linear verarbeitet. Durch Aufsummieren dieser Werte wird die Umblendverarbeitung durchgeführt. Von die sem Zeitpunkt an werden die Daten von der Leseposition ausgegeben, die keinen diskontinuierlichen Punkt passiert. Normalerweise wird der Wert d_th auf die Hälfte der Größe des Ringpuffers gesetzt.

Dennoch tritt ein Effekt wie der eines Kammfilters auf, da sich die Leseposition während der Umblendperiode von R nach R′ ändert, und manche der Frequenzkomponenten in dem Signal entgegengesetzte Phasen aufweisen. In diesem Fall heben sich die Frequenzkomponenten gegenseitig auf. Wenn solche Frequenzkomponenten in gleicher Phase sind, wird ihr Niveau angehoben und eine sogenannte kammartige Cha rakteristik tritt auf, wie in Fig. 2B gezeigt. Da eine flache Charakteristik, wie in Fig. 2A gezeigt, während der Periode, in welcher Umblenden nicht durchgeführt wird, erhalten wird, erhöht sich die Fluktuation der Frequenz charakteristik in Antwort auf die Umblendperiode an Posi tionen, die durch die Pfeile (Frequenzen f_{1, 3, 5, . .}) in Fig. 2 gekennzeichnet sind, wodurch ein sogenanntes Tremolo er zeugt wird. Bei den oben beschriebenen Schreib- und Lese methoden ist es notwendig, voneinander unabhängige Schreibtaktgeber und Lesetaktgeber zu haben.

Die Druckschrift GB 1 407 196 offenbart eine Tonhöhensteu ervorrichtung der eingangs genannten Art, bei welcher das Schreiben von Daten in einen Speicher mit einer anderen Geschwindigkeit geschieht als das Auslesen derselben. Um das gleichzeitige Schreiben und Lesen in ein bzw. aus ei nem Speicherelement zu vermeiden, wird dort das Schreib mittel oder das Lesemittel so betrieben, daß es periodisch eine vorherbestimmte Anzahl von Speicherpositionen über springt. Somit entstehen nachteiligerweise Diskontinuitä ten. Zum Aufweichen dieser diskontinuierlichen Übergänge wird in dieser Druckschrift konkret nur vorgeschlagen, eine Umblendmethode einzusetzen, was, wie oben beschrie ben, Tremolotöne erzeugt.

Der Druckschrift JP 3-244288 ist eine Tonhöhensteuervor richtung zu entnehmen, bei welcher auf einer Zeitbasis um einen Faktor N zu expandierende oder um einen Faktor 1/N zu komprimierende Daten zuerst in einen Speicher geschrie ben werden und dann abschnittsweise in einem zusätzlichen Aufzeichnungsarbeitsschritt bearbeitet werden, wobei jeder Abschnitt N-mal hintereinander gelesen bzw. nur jeder N-te Abschnitt gelesen wird. Zum Glätten von dabei entstehenden Diskontinuitäten ist gemäß dieser Druckschrift das Einset zen eines Interpolationsfilters vorgesehen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Tonhöhensteuervor richtung zu liefern, die die Erzeugung von Tremolotönen unterdrückt.

Diese Aufgabe wird von einer Tonhöhensteuervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 3 gelöst.

Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen 2 und 4 bis 7 gegeben.

In der Tonhöhensteuervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird eine vorbestimmte Anzahl von kontinu ierlichen Originalabtastdaten des eingegebenen digitali sierten Audiosignals auf den Ringpuffer zu der Zeit des ursprünglichen Abtastens geschrieben, nachdem sie durch Interpolation in Übereinstimmung mit der Verlängerung oder Verkürzung der Intervalle auf eine notwendige Anzahl syn thesiert worden sind. In dem Fall, daß die Datenwerte ver mehrt worden sind, wird die erhöhte Adresse geschrieben, und wenn die Datenwerte erniedrigt worden sind, wird die erniedrigte Adresse geschrieben, so daß die richtige An zahl von Daten vorliegt. Die Daten werden jeweils an einer vorbestimmten Lesespeicherposition im Takt des ursprüng lichen Abtastens ausgelesen.

In der Tonhöhensteuervorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der gegenwärtigen Erfindung wird der Zeitunterschied zwi schen zwei oder mehr Lesedatenwerten unterschiedlich ge macht, indem die Adressenabstände zwischen zwei oder mehr Lesespeicherpositionen voneinander unterschiedlich gemacht werden.

In der Tonhöhensteuervorrichtung gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung werden die Frequenzen zum Tremoloerzeugen für jedes Umblenden geändert, indem der Koeffizient zu einem Wert gemacht wird, der sich innerhalb eines Berei ches von einem vorbestimmten negativen Wert zu einem vor bestimmten positiven Wert ändert.

In der Tonhöhensteuervorrichtung gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung wird das Tremolotonkomponentenband durch einen Kammlinienfilter eliminiert.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Beschreibung, in der Ausfüh rungsbeispiele der Erfindung an Hand von Zeichnungen er läutert werden. Dabei zeigt:

Fig. 1 die räumliche Beziehung zwischen Schreibadresse und Leseadresse eines Ringpuffers in einer herkömmlichen In tervallsteuervorrichtung;

Fig. 2 Frequenzcharakteristiken bei Umblendverarbeitung eines herkömmlichen Intervallsteuervorrichtungstyps;

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform gemäß einem ersten Aspekt der gegenwärtigen Erfindung;

Fig. 4 ein Flußdiagramm, das den Betrieb einer Adressen steuerschaltung gemäß der Vorrichtung von Fig. 3 be schreibt;

Fig. 5 ein Diagramm, das Veränderungen von jedem Koeffi zienten angibt;

Fig. 6 Frequenzcharakteristiken bei Umblendverarbeitung im Falle, daß der Koeffizient von -1 nach +1 geändert wird;

Fig. 7 ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform gemäß einem vierten Aspekt der gegenwärtigen Erfindung dar stellt; und

Fig. 8 Charakteristiken eines Kammlinienfilters der Vor richtung von Fig. 7.

In dem Folgenden wird eine detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen der gegenwärtigen Erfindung im Zusammen hang mit den Abbildung gegeben.

In der Intervallsteuervorrichtung der gegenwärtigen Erfin dung, die in Fig. 3 gezeigt ist, ist ein TPF (Tiefpaßfil ter) 1 mit einer Eingangsklemme EIN verbunden, über welche digitale Audiosignale empfangen werden. TPF 1 ist aufge stellt, um ein Überlappen (= "Aliasing") zu verhindern, und ist ein Filter des sekundären IIR-Typs. Eine Interpo lationsschaltung 2 fertigt aus "k" Daten (k ist eine posi tive ganze Zahl und eine Konstante) "k+1" oder "k-1" Daten gemäß dem Abtasttakt der empfangenen digitalen Audiosigna le an. Die Interpolationsschaltung 2 hat zwei kontinuier liche Datenausgänge, und die beiden Ausgänge sind mit ei nem Ringpuffer 3 verbunden. Von dem Ringpuffer 3 werden drei Auslesungen von unterschiedlichen Adressen innerhalb einer Periode, während der der Ringpuffer eine volle Um drehung macht, durchgeführt. Die Leseadresse des Ringpuf fers 3 wird durch eine Adressensteuerschaltung 4 regu liert. Mit den drei Ausleseausgängen sind die Multiplizie rer 5, 6 und 7 verbunden. Die Multiplizierer 5, 6 und 7 multiplizieren die Lesesignale mit Koeffizienten. Die Ko effizienten k_a, k_b und k_c der Multiplizierer 5, 6 und 7 wer den durch eine Umblendkoeffizientensetzschaltung 8 ge setzt. Mit der Umblendkoeffizientensetzschaltung 8 ist der Ausgang der Adressensteuerschaltung 4 verbunden, der aus einem Mikrocomputer besteht. Ein Addierer 9 ist mit dem Ausgang von jedem der Multiplizierer 5, 6 und 7 verbunden, so daß die Ausgangssignale der Multiplizierer 5, 6 und 7 aufsummiert werden. Der Ausgang des Addierers 9 ist mit einer Ausgangsklemme AUS verbunden.

Ein Zähler 12 ist mit dem Ausgang eines Taktgenerators 11 verbunden. Der Taktgenerator 11 erzeugt Taktpulse, die mit dem Abtasttakt des ursprünglichen, digitalen Audioein gangssignals synchronisiert sind, und der Zähler 12 zählt wiederholenderweise Taktpulse, die von dem Taktgenerator 11 von 0 bis k-1 oder k+1 ausgegeben werden. Eine Inter polationskoeffizientensetzschaltung 13 und eine Interpola tionstaktdetektionsschaltung 14 sind mit dem Ausgang des Zählers 12 verbunden. Die Interpolationskoeffizientensetz schaltung 13 setzt einen Interpolationskoeffizienten g gemäß dem durch den Zähler 12 gezählten Wert, und der In terpolationskoeffizient g wird zu der Interpolationsschal tung 2 geliefert. Die Interpolationstaktdetektionsschal tung 14 erzeugt ein Interpolationstaktsignal gemäß dem von dem Zähler 12 gezählten Wert. Das Interpolationstaktsignal wird zu der Interpolationsschaltung 2 und der Adressen steuerschaltung 4 geliefert. Die Adressensteuerschaltung 4 kennzeichnet zwei kontinuierliche Schreibadressen, in wel che zwei Ausgabedaten der Interpolationsschaltung 2 ge schrieben werden. Eine Tastatur (="keyboard") 15 ist mit der Adressensteuerschaltung 4 verbunden, und über die Ta statur 15 kann das Ausmaß der Tonlagenerhöhung (="key-up") während einer Tonlagenerhöhung oder das Ausmaß der Tonla generniedrigung (="key-down") während einer Tonlagener niedrigung eingeben werden. Außerdem ist die Adressensteu erschaltung 4 mit dem Zähler 12 verbunden und kennzeichnet den Zählwert.

TPF 1, Interpolationsschaltung 2, Adressensteuerschaltung 4, Multiplizierer 5, 6 und 7, Addierer 9, Umblendkoeffi zientensetzschaltung 8 und Interpolationstaktdetektions schaltung 14 kann bzw. können durch einen DSP (Datensetz prozessor) gebildet werden. Speichergröße (die Anzahl der Speicherplätze pro voller Umdrehung) des Speicherpuffers und die Konstante k können auf vorherbestimmte Werte gemäß des Ausmaßes der Tonlagenerhöhung oder der Tonlagenernied rigung des Intervalls gesetzt werden.

In der obigen Anordnung interpoliert die Interpolations schaltung 2 die aus "k" Abtastdaten bestehenden Daten als eine Einheit. Im Konkreten, Abtastdaten in Mengen von "k" bis "k-1" werden während der Tonlagenerhöhung bereitge stellt, und Abtastdaten in Mengen von "k" bis "k+1" wer den während der Tonlagenerniedrigung bereitgestellt. Eine genaue Beschreibung dieser Interpolationshandlung wird im Anschluß gegeben.

Wenn der Abtastdatenwert während der Tonlagenerhöhung als x_p angenommen wird, sind die Abtastdatenwerte x_p folgender maßen gegeben: x₀, x₁, . . . , x_k-1, also "k"-Werte insgesamt. Wenn angenommen wird, daß der als Resultat der Interpola tion erhaltene Interpolationswert x_p′ ist, sind die Inter polationsdatenwerte x_p′ folgendermaßen gegeben: x₁′, . . . ,x_k-1′, also "k-1"-Werte insgesamt, wobei es dort kein x₀′ gibt. Die Berechnung des Interpolationsdatenwertes ge schieht nach folgender Gleichung:

x_p′ = g · x_p + (1-g) · x_p-1 (1).

In diesem Fall ist der Koeffizient g gegeben durch:

g = (p-1)/(k-1) (2),

wobei diese Werte regelmäßig aufeinander folgend von der Interpolationskoeffizientensetzschaltung 13 herausgegeben werden. Beispielsweise, wenn k = 4 und in dem Fall, daß die Interpolationsdaten x₁′, x₂′ und x₃′ aus 4 kontinuier lichen Abtastdaten x₀, x₁, x₂ und x₃ hergestellt werden, sind die Interpolationsdaten so, wie in folgender Tabelle aufgelistet:

Tabelle 1

Während der Tonlagenerniedrigung wird eine Interpolation von den "k" Abtastdaten x_p, d. h. x₀, x₁, . . . , x_-1, und g durchgeführt, wobei hier "k+1" Interpolationsdaten x_p′ exi stieren, d. h. x₀′, x₁′, . . . , x_k′ . Die Gleichung zum Berech nen der Interpolationsdaten ist dieselbe wie Gleichung (1) . In diesem Fall ist der Koeffizient g gegeben durch:

g = 1-p/(k+1) (3),

wobei diese Werte regelmäßig aufeinanderfolgend von der Interpolationskoeffizientensetzschaltung 13 ausgegeben werden. Beispielsweise, wenn k = 4 und in dem Fall, daß die Interpolationsdaten x₀′, x₁′, x₂′, x₃′ und x₄′ aus 4 kontinuierlichen Abtastdaten x₀, x₁, x₂ und x₃ hergestellt werden, sind die Interpolationsdaten durch folgende Tabel le gegeben:

Tabelle 2

Wie auch immer, die Zeit, wenn P = 4, ist identisch mit der, wenn P = 0. An diesem Zeitpunkt sind die Resultate beider Rechnungen vorhanden.

Als nächstes wird die Funktionsweise der Adressensteuer schaltung 4 beschrieben, wobei sich auf das Flußdiagramm von Fig. 4 bezogen wird. Wenn entweder das Ausmaß der Ton lagenerhöhung oder das Ausmaß der Tonlagenerniedrigung durch die Tastatur 15 vorgegeben ist, setzt die Adressen steuerschaltung 4 die Speichergröße m des Ringpuffers 3, liest die Adressen R_a, R_b und R_c und die Werte "k+1" oder "k-1" (Stufe S1). Die Adresse soll zwischen 0 und m - 1 liegen und steigt gegen den Uhrzeigersinn in Fig. 3 an.

Die Rotationsrichtung der Daten ist im Uhrzeigersinn, wie durch den Pfeil gekennzeichnet. Die Rotation der Daten bedeutet Datentransfer. Da die Speichergröße m des Ring puffers 3, die Leseadressen R_a, R_b und R_c und die Zählwerte "k+1" oder "k-1" im voraus in das ROM (nicht gezeigt) in der Adressensteuerschaltung 4 in Übereinstimmung mit dem Ausmaß der Tonlagenerhöhung und dem Ausmaß der Tonlagen erniedrigung aufgezeichnet werden, werden sie aus dem ROM gemäß dem vorgegebenen Tonlagenerhöhungs- oder Tonlagen erniedrigungsausmaß gelesen.

Der Unterschied zwischen benachbarten Leseadressen mit der Speichergröße m des Ringpuffers 3 und den Leseadressen R_a, R_b und R_c ist durch folgende Gleichung gegeben

(m - 1 R_a < R_b < R_c 0):

|R_a - R_b| + |R_b - R_c| + | m + (R_c - R_a)| = m (4),

wobei

|R_a - R_b| ≠ |R_b - R_c|,

|R_b - R_c| ≠ |m + (R_c - R_a)|,

|m + (R_c - R_a)| ≠ |R_a - R_b|.

R_b und R_c sind so gesetzt, daß diese Unterschiede elementar zueinander sind.

Als Resultat werden die Frequenzen zum Tremoloerzeugen zwischen zwei Phasen unterschiedlich voneinander, was das Tremologefühl reduzieren wird.

Die Adressensteuerschaltung 4, die mit dem Interpolations taktsignal synchronisiert ist, kennzeichnet kontinuierlich Adressen W_n, W_n-1 des Ringpuffers 3 als Schreibadressen (Stufe S2). Wenn direkt nachdem das Tonlagenerhöhungsaus maß oder das Tonlagenerniedrigungsausmaß vorgegeben worden ist, die Stufe S2 ausgeführt wird, wird der erste Wert auf die Adressen W_n, W_n-1 gesetzt, wie angegeben. Als nächstes wird überprüft, ob p des Datenwertes x_p d. h. Zählwert des Zählers 12, 0 ist oder nicht (Stufe S3). Wenn p = 0, wird überprüft, ob es sich um eine Tonlagenerniedrigungs operation oder um eine Tonlagenerhöhungsoperation handelt (Stufe S4). Handelt es sich um eine Tonlagenerhöhungsope ration, so wird 1 von der Variablen n abgezogen (Stufe S5). Wenn es sich aber um eine Tonlagenerniedrigungsopera tion handelt, wird 1 zu der Variablen n dazu addiert (Stu fe S6).

Wenn p = 0 in Stufe S3, werden die gegenwärtigen Interpo lationsdaten x_p′ zur Speicherposition der Adresse W_n ge schrieben, und die vorherigen Interpolationsdaten x_p-1, wer den zu der Speicherposition der Adresse W_n-1 geschrieben (Stufe S7). Nachdem Stufe S5 ausgeführt worden ist, werden die vorherigen Interpolationsdaten x_p-1, zur Speicherposi tion der Adresse W_n geschrieben und die Interpolationsdaten der vorherigen Daten x_p-2 werden zur Speicherposition der Adressen W_n-1 geschrieben (Stufe S8). Nachdem Stufe S6 aus geführt worden ist, x₀ = x₀, d. h. der Eingabedatenwert der Interpolationsschaltung 2 wird als x_p zur Speicherposi tion der Adresse W_n und der Interpolationsdatenwert x_k′ wird zur Speicherposition der Adresse W_n-1 geschrieben (Stufe S9).

Daher wird der gegenwärtige Interpolationsdatenwert zur Speicherposition der Adresse W_n des Ringpuffers 3 während der Tonlagenerhöhung und, wenn p = 0, während der Tonla generniedrigung geschrieben, und der vorherige Interpola tionsdatenwert wird zur Speicherposition der Adresse W_n-1 geschrieben. Zum Beispiel wird irgendeiner der obigen In terpolationsdatenwerte x₁′, x₂′ oder x₃′ zur Speicherposi tion der Adresse W_n geschrieben, und die gleichen Daten, wie die vorherigen Daten, werden wieder zur Speicherposi tion der Adresse W_n-1 geschrieben, d. h. zur Speicherposi tion, die zuvor an der Adresse W_n war. Während der Tonla generhöhung und wenn p = 0 wird durch Stufe S5 zur vorhe rigen Schreibadresse zurückgekehrt. Die letzten beiden Schreibinterpolationsdaten werden wieder auf die gleiche Speicherposition wie die vorherigen Daten geschrieben, und die Operation wird wiederholt. Dies wird deswegen gemacht, damit die Daten zusammengepackt werden, um der Anwesenheit von Leerstellen vorzubeugen, und außerdem gibt es während der Tonlagenerhöhung und p = 0 keinen Interpolationsdaten wert x₀′. Während der Tonlagenerniedrigung und p = 0 wird die Schreibadresse in Stufe S6 um eins erhöht, und die neuen Daten werden zu beiden Adressen W_n und W_n-1 geschrie ben. Da Interpolationsdatenwerte während der Tonlagener niedrigung um einen Wert angehoben werden, werden die In terpolationsdaten x₄′ zur Speicherposition der Adresse W_n-1 nur geschrieben, wenn p = 0, und die Interpolationsdaten x₀′ (= x₀) der nächsten Datengruppe werden zur Speicherpo sition der Adresse W_n geschrieben. Obwohl ein doppeltes Schreiben in der gegenwärtigen Ausführungsform durchge führt wird, ist das doppelte Schreiben als solches eigent lich nutzlos, und es gibt eine Kontrollmethode, durch wel che das doppelte Schreiben erkannt und das Schreiben nicht durchgeführt wird.

Die Adressensteuerschaltung 4 liest die Daten in der Spei cherposition der Leseadressen R_a, R_b beziehungsweise R_c aus (Stufe S10). Die so gelesenen Daten werden den Multipli zierern 5, 6 und 7 zugeführt. Nachdem die Stufe S10 ausge führt worden ist, werden "m" in dem Speicher des Ringpuf fers 3 gespeicherte Daten zu Speicherpositionen transfe riert, die um eine Stufe pro Adresse kleiner sind (Stufe S11).

In diesem Fall werden die Daten an der Speicherposition mit der Adresse 0 zur Speicherposition mit der Adresse m - 1 transferiert. Dann wird überprüft, ob das Interpola tionstaktsignal geliefert worden ist oder nicht (Stufe S12). Wenn das Interpolationstaktsignal geliefert worden ist, kehrt die Prozedur zur Stufe S3 zurück.

Wenn n = -1 und wenn 1 von der Variable n in Stufe S5 ab gezogen wird, wird die Variable n auf n - 1 gesetzt. Wenn n = 0 und wenn 1 von der Variable n abgezogen wird, wird n - 1 auf m - 1 gesetzt. Wenn n = 0 in Stufe S9, wird "n - 1" in W_n-1 wiedergelesen als "m - 1".

In der oben beschriebenen Handlungsweise der Addressen steuerschaltung 4 wird die Prozedur, von Stufe S1 star tend, ausgeführt, wenn das Tonlagenerhöhungsausmaß oder Tonlagenerniedrigungsausmaß über die Tastatur 15 eingege ben oder geändert wird.

Durch Interpolation der Daten vor dem Schreiben ist es möglich, gleichzeitig den Schreibtakt und den Lesetakt herzustellen, d. h. eine Taktfrequenz reicht aus.

Als nächstes wird die Umblendkoeffizientensetzschaltung 8 beschrieben, die die Koeffizienten k_ai k_b und k_c basierend auf den Unterschieden R_a - W_n, R_b - W_n und R_c - W_n zwischen den Leseadressen R_a, R_b und R_c und der Schreibadresse W_n setzt. Ist dieser Unterschied 0, dann k_a = 0. Mit dem An stieg des Unterschiedes nimmt k_a ab. Wenn der Unterschied m ist, dann k_a = 0, und wenn der Unterschied 3m/2 ist, er reicht k_a den minimalen Wert -1 (maximaler negativer Wert). Danach steigt k_a wieder an und kehrt zum ursprünglichen Wert 0 zurück, wenn der Unterschied 2m ist. Das tritt auf, wenn die Schreibadresse die Leseadresse passiert, der Ko effizient 0 ist, und wenn die Schreibadresse und die Le seadresse am weitesten voneinander entfernt sind, der Ko effizient +1 oder -1 ist. Daher bildet die Änderung des Koeffizienten k_a eine Wellenform, die einen Umlauf mit zwei Kreuzungspunkten der Schreibadresse mit der Lese adresse aufweist ist. Dasselbe gilt auch für k_b und k_c, aber die Wellenformen weichen voneinander ab, da die Zeit punkte des Kreuzens der Schreibadressen in einem anderen Takt auftreten. In Fig. 5 ist solch ein Beispiel gezeigt, wo die Beziehung zwischen den Koeffizienten k_am k_b und k_c in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt ist, wenn die Veränderungscharakteristik linear ist. In der Umblendkoef fizientensetzschaltung 8 können die Koeffizienten k_a, k_b und k_c aus den Leseadressen R_a, R_b und R_c sowie der Schreib adresse W_n und der Speichergröße m durch Synchronisation mit dem Interpolationstaktsignal und Benutzen einer zuvor bestimmten funktionellen Gleichung berechnet werden. Oder, die Werte der Koeffizienten, die aus den Leseadressen R_a, R_b und R_ch der Schreibadresse W_n und der Adressengröße m bestimmt werden, können im voraus in einem Speicher, wie einen ROM, gespeichert werden, und die Koeffizienten k_a, k_b und k_c können durch Lesen der entsprechenden Koeffizienten der Werte R_a, R_b und R_ch, W_n und m bestimmt werden. Die Ände rungscharakteristiken der Koeffizienten k_a, k_b und k_c kön nen anstatt von gerade, wie in Fig. 5 gezeigt, gekrümmt sein.

Die so gesetzten Koeffizienten k_a, k_b und k_c werden an die Multiplizierern 5, 6 und 7 als Digitalsignale geliefert. Der Multiplizierer 5 multipliziert den von der Leseadresse R_a ausgelesenen Datenwert mit dem Koeffizienten k_a; der Multiplizierer 6 multipliziert den von der Datenadresse R_b ausgelesenen Datenwert mit dem Koeffizienten k_b, und der Multiplizierer 7 multipliziert den von der Leseadresse R_c ausgelesenen Datenwert mit dem Koeffizienten k_c. Die Aus gangssignale der Multiplizierer 5, 6 und 7 werden zu dem Addierer 9 geliefert und dort aufsummiert. Von dem Addie rer 9 werden die intervallkontrollierten Digitalsignale herausgegeben.

Durch Änderung der Koeffizienten k_a, k_b und k_c innerhalb eines Bereiches von -1 nach +1 wird Umblenden in gleicher Phase (="in phase") und Umblenden in entgegengesetzter Phase abwechselnd zwischen zwei Phasen erzeugt. Die Kamm charakteristik, die durch die durchgezogene Linie in Fig. 6 gegeben ist, wird in dem Fall der gleichen Phase er zeugt, und die gestrichelte Linie in Fig. 6 symbolisiert alternativ dazu die Kammcharakteristik im Falle der ent gegengesetzten Phasen. Die tremoloerzeugende Frequenz wird durch Pegeländerungen, wie durch Pfeile in Fig. 6 gekenn zeichnet, dispergiert. Der mittlere Pegel in diesem Be reich bewegt sich hoch, und das Gefühl des Tremolos wird reduziert. Im Falle der oben beschriebenen Ausführungsform wird ein 3-Phasen-Umblenden durchgeführt, und die tremolo erzeugende Frequenzen werden weiter auseinander disper giert.

In der obigen Ausführungsform bereitet die Interpolations schaltung 2 "k + 1" oder "k - 1" Daten vor, wobei die Daten in irgendeiner anderen Größe durch Setzen der Schreibposi tion an zwei oder mehr Positionen erzeugt werden können. Oder, die Schreibposition auf dem Ringpuffer kann zwei oder vier Positionen anstelle von drei sein.

Fig. 7 zeigt einen Teil einer Tonhöhensteuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform des vierten Aspekts der gegen wärtigen Erfindung. In dieser Vorrichtung ist ein Kammli nienfilter 16 am Ausgang des Addierers 9 eingefügt, und der Ausgang des Kammlinienfilters 16 ist mit der Ausgangs klemme AUS verbunden. Das Kammlinienfilter 16 umfaßt ein Verzögerungselement 17 zum Verzögern des Ausgangssignals des Addierers 9, und einen Addierer 18 zum Aufaddieren der Ausgangssignale des Addierers 9 und des Verzögerungsele ment 17. Die restliche Anordnung ist die gleiche wie in der Vorrichtung von Fig. 3. Das Kammlinienfilter kann durch ein DSP gebildet werden.

In solch einer Anordnung wird das Ausgangssignal des Ad dierers 9 durch das Verzögerungselement 17 des Kammlinien filters 16 verzögert, und das Verzögerungssignal sowie das Ausgangssignal des Addierers 9 werden durch den Addierer 18 aufaddiert. Zum Beispiel wird das Verzögerungssignal, wenn die Verzögerungszeit des Verzögerungselements 17 0.1 Sek. ist, um 0.1 Sek. in bezug auf das Ausgangssignal des Addierers 9, d. h. in bezug auf das ursprüngliche Signal, verzögert. Daher ist das Signal nach der Addition verdop pelt, wenn das ursprüngliche Signal ein DC Signal ist. Bei 10 Hz überlagert sich Wellenberg mit Wellenberg und Wel lental mit Wellental der Signale, so daß der Signalpegel verdoppelt wird. Bei Frequenzen wie 20 Hz, d. h. Vielfa chen von 10 Hz, wird der Signalpegel ebenfalls verdoppelt. Jedoch bei Zwischenfrequenzen wie 5 Hz, 15 Hz etc. heben sich zwei Signale gegenseitig auf, und der Signalpegel wird zu 0. In Fig. 8 wird z. B. das Resultat, d. h. die Frequenzcharakteristiken solch eines Kammlinienfilters 16, gezeigt. Die tremoloerzeugende Frequenz des Umblendvor gangs wird bei einem Vielfachen der Grundfrequenzcharak teristiken des Kammlinienfilters erzeugt, so daß Maxima (Minima) der tremoloerzeugenden Frequenz an den Stellen vorhanden sind, an welchen das Kammlinienfilter minimale (maximale) Transmission aufweist. Dementsprechend ist es möglich die Erzeugung von Tremolotönen in einem intervall kontrollierten, wiedergegebenen Ton herabzusetzen.

In der Vorrichtung gemäß Fig. 3 werden die Lesepositionen auf 3 Positionen (3 Phasen) mit unterschiedlichen Adres senabständen gesetzt, und es gibt tremoloerzeugende Grund frequenzen für jede Kombination, von welchen es viele gibt. Daher können die Frequenzcharakteristiken des Kamm linienfilters entsprechend einer dieser Frequenzen gesetzt werden, oder Frequenzcharakteristiken können angemessen geändert werden, oder eine Vielzahl von Kammlinienfiltern mit verschiedenen Frequenzcharakteristiken können einge baut werden. Wie auch immer, es ist überflüssig zu sagen, daß eine Frequenz ausreicht, wenn der Adressenabstand gleich ist.

Außerdem ändert sich in einer Vorrichtung gemäß Fig. 3 die tremoloerzeugende Frequenz bei jeder Umblendverarbeitung, wie in Fig. 6 gezeigt. Daher kann die Frequenzcharakteri stik des Kammlinienfilters 16 durch Veränderung der Ver zögerungszeit des Verzögerungselements 17 geändert werden, oder sie kann auf eine Frequenz davon gesetzt werden. Wie auch immer, wenn die Koeffizienten k_a, k_b und k_c nicht ei nen negativen Wert annehmen und sich zwischen 0 und +1 ändern, ist es nicht nötig, die Frequenzcharakteristiken des Kammlinienfilters 16 zu ändern. Oder das entsprechende Kammlinienfilter kann für zwei oder mehr tremoloerzeugende Grundfrequenzen eingefügt werden.

In der oben beschriebenen Ausführungsform werden die digi talisierten Audiosignaleingangsdaten durch eine vorbe stimmte Abtastzahl während der Tonlagenerhöhung herabge setzt, und die Daten werden während der Tonlagenerniedri gung heraufgesetzt, so daß der Schreibtakt und der Lese takt zusammen während der Interpolation durchgeführt wer den können. Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, und sie kann auch bei Vorrichtungen verwendet werden, in wel chen die Daten in der Reihenfolge der Adressen des Rings puffers bei jeder Abtastperiode beim Schreiben geschrieben werden und mit einer Geschwindigkeit ausgelesen werden können, die beim Lesen unterschiedlich von der beim Schreiben sein kann, oder die Daten können teilweise dop pelt gelesen werden, oder die zu lesenden Daten werden teilweise übersprungen, d. h. das Lesen wird vom anschlie ßenden Datenwert ab durchgeführt.

Außerdem wurde die Beschreibung der obigen Ausführungsfor men nur für den Fall gegeben, bei welchem der Inhalt des Speichers wirklich wie in einem Ringpuffer transferiert wird, aber der gleiche Effekt des Transfers kann auch durch Wiedereinlesen der Adressenwerte durch Berechnung erhalten werden.

Wie oben beschrieben, ist es gemäß dem ersten Aspekt der gegenwärtigen Erfindung möglich, Schreiben und Lesen ba sierend auf einer Regulation durch einen einzigen Takt, ohne Übermaß oder Mangel an Daten, durchzuführen, da die Daten vor dem Schreiben in den Speicher interpoliert wer den, und eine Vielzahl von Schreibspeicherpositionen steht zur Verfügung, damit während des Kontrollierens der Adres sen geschrieben werden kann.

Es ist gemäß dem zweiten Aspekt der gegenwärtigen Erfin dung möglich, die Tremolotonerzeugungsfrequenz von einer bestimmten Frequenz weg zu dispergieren, indem der Zeit unterschied zwischen zwei oder mehr Lesedaten durch Ver ändern des Adressenabstandes zwischen zwei oder mehr Lese adressenpositionen unterschiedlich wird. Dies reduziert Pegelunterschiede des Tremolos aufgrund der Frequenz und vermindert die Erzeugung von Tremolo.

Außerdem werden Koeffizienten gemäß dem dritten Aspekt der gegenwärtigen Erfindung innerhalb eines Bereiches von ei nem vorgegebenen negativen Wert zu einem vorgegebenen po sitiven Wert gemäß dem Adressenabstand von einer Schreib speicherposition für jeden von zwei oder mehr Speicherpo sitionen gesetzt, und die Lesedaten für zwei oder mehr Lesespeicherpositionen werden mit den entsprechenden Koef fizienten multipliziert, und die resultierenden Daten wer den aufsummiert und als Ausgabedaten benutzt. Daher ändert sich die Tremoloerzeugungsfrequenz, und die Tremoloerzeu gungsperiode wird bei jeder Frequenz länger als in konven tionellen Vorrichtungen, und beim Hören wird das Tremolo gefühl reduziert.

Gemäß einem vierten Aspekt der gegenwärtigen Erfindung wird ein Kammlinienfilter eingefügt, und die Tremolotonsi gnalkomponente kann eliminiert werden, wenn die Frequenz, die ihr Minimum an der Stelle der Frequenzcharakteristik des Kammlinienfilters hat, mit der Tremoloerzeugungsfre quenz auf Grund der Umblendverarbeitung zusammenfällt. Daher ist es möglich, die Erzeugung von Tremolo in dem intervallkontrollierten, wiedergegebenen Klang zu verhin dern.

Claims

1. Tonhöhensteuervorrichtung, umfassend:

- ein Eingabemittel zum Empfangen von digitalen Audiosi gnalen, die bei vorherbestimmten Abtastintervallen ab getastete Audiodaten enthalten;
- einen Ringpuffer (3) mit einer vorherbestimmten Spei chergröße, der mit dem Eingabemittel zum Speichern von digitalen Audiodaten verbunden ist; und
- ein Schreib- und Lesemittel zum Schreiben von digitalen Audiodaten in den Ringpuffer (3) und zum Lesen von di gitalen Audiodaten aus dem Ringpuffer (3);
- wobei beim Tonhöhenhinaufsetzen die Anzahl der aus gelesenen digitalen Audiosignale im Vergleich zu den eingelesenen digitalen Audiosignalen erniedrigt ist und beim Tonhöhenherabsetzen die Anzahl der ausgele senen digitalen Audiosignale im Vergleich zu den eingelesenen digitalen Audiosignalen erhöht ist,

gekennzeichnet durch

- ein Interpolationsmittel (2) und ein Adressenkennzeich nungsmittel (4) zum kontinuierlichen Steuern der Anzahl der digitalen Audiodaten in jedem vorherbestimmten Ab tastintervall vor dem Schreiben,
- wobei das Eingabemittel mit dem Ringpuffer (3) über das Interpolationsmittel (2) verbunden ist, so daß kein Überfluß bzw. kein Mangel an Schreib speicherplatz vorhanden ist.

2. Tonhöhensteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß

- das Interpolationsmittel (2) mit dem Eingabemittel zum Abtasten von bestimmten Mengen an Daten eines digitalen Audiosignals während der vorherbestimmten Abtastinter valle verbunden ist, wobei eine bestimmte Menge k abge tastete Daten umfaßt, k eine Konstante ist, das Inter polationsmittel (2) die Anzahl der abgetasteten Daten für jede bestimmte Menge von k auf k-j erniedrigt, wenn die Tonhöhe des Audiosignals angehoben werden soll, das Interpolationsmittel die Anzahl der abgetasteten Daten für jede bestimmte Menge von k auf k+j erhöht, wenn die Tonhöhe erniedrigt werden soll, und das Interpolations mittel (2) ein Ausgangssignal von kontinuierlich inter polierten Daten an den Ringpuffer (3) liefert;
- der Ringpuffer (3) die kontinuierlich abgetasteten Da ten von dem Interpolationsmittel (2) speichert;
- das Schreib- und Lesemittel zumindest einen Wert der bestimmten Menge an kontinuierlich interpolierten Daten an eine Schreibspeicherposition mit einer der gekenn zeichneten Schreibadressen in den Ringpuffer (3) in ausgewählten Zeitabfolgen bezüglich der Abtastinterval le schreibt und an einer Lesespeicherposition mit zu mindest einer der gekennzeichneten Leseadressen aus den Ringpuffer (3) in ausgewählten Zeitabfolgen bezüglich der Abtastintervalle ausliest; und
- das Adressenkennzeichnungsmittel (4) die Schreibadresse und Leseadresse für jede der ausgewählten Zeitabfolgen bezüglich der Abtastintervalle so festlegt, daß beim Tonlagenhinaufsetzen keine Leerstellen und beim Tonla genherabsetzen genügend Stellen vorhanden sind.

3. Tonhöhensteuervorrichtung, umfassend:

- ein Eingabemittel zum Empfangen von digitalen Audiosi gnalen, die bei vorherbestimmten Abtastintervallen ab getastete Audiodaten enthalten;
- einen Ringpuffer (3) mit einer vorherbestimmten Spei chergröße, der mit dem Eingabemittel zum Speichern von digitalen Audiodaten verbunden ist; und
- ein Schreib- und Lesemittel zum Schreiben von digitalen Audiodaten in den Ringpuffer (3) und zum Lesen von di gitalen Audiodaten aus dem Ringpuffer (3);
- wobei beim Tonhöhenhinaufsetzen die Anzahl der aus gelesenen digitalen Audiosignale im Vergleich zu den eingelesenen digitalen Audiosignalen erniedrigt ist und beim Tonhöhenherabsetzen die Anzahl der ausgele senen digitalen Audiosignale im Vergleich zu den eingelesenen digitalen Audiosignalen erhöht ist, gekennzeichnet durch
- ein Koeffizientensetzmittel (8) und ein Rechenmittel (5, 6, 7, 9) zum kontinuierlichen Steuern der Zeitun terschiede zwischen zwei oder mehr digitalen Audiosi gnaldaten durch Verändern des Adressenabstandes zwi schen zwei oder mehr Lesespeicherpositionen, so daß kein Überfluß oder kein Mangel an Schreibspeicherplatz vorhanden ist.

4. Tonhöhensteuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß

- das Koeffizientensetzmittel (8) Koeffizienten in Über einstimmung mit einem Abstand zwischen einer gegenwär tigen Leseadresse und einer gegenwärtigen Schreibadres se für jede der Vielzahl der Lesespeicherpositionen des Ringpuffers (3) setzt;
- das Rechenmittel (5, 6, 7, 9) die Lesedaten für jede der Vielzahl der Lesespeicherpositionen mit den ent sprechenden Koeffizienten multipliziert, die resultie renden Daten aufsummiert und als einen Datenwert aus gibt, wodurch der Adressenabstand zwischen einer Viel zahl von Lesespeicherpositionen unterschiedlich von den Schreibspeicherpositionen machbar ist; und
- das Schreib- und Lesemittel die digitalisierten Audio signaldaten in den Ringpuffer (3) schreibt, wo sie ge speichert werden, und die gespeicherten Daten aus einer Vielzahl von Lesespeicherpositionen aus dem Ringpuffer (3) in Intervallen ausliest, die sich von den Interval len unterscheiden, die den vorherbestimmten Abtastin tervallen entsprechen, wobei das Auslesen der Daten der Reihe nach stattfindet.

5. Tonhöhensteuervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, da durch gekennzeichnet, daß das Koeffizientensetzmittel (8) jeden der Koeffizienten so setzt, daß er innerhalb eines Bereiches von einem vorgege benen negativen Wert zu einem vorgegebenen positiven Wert variiert.

6. Tonhöhensteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kammfilter (16), der auf einer Verzögerungszeit ba siert, die gleich groß wie die zum Auslesen eines Daten wertes aus einer Vielzahl von Lesespeicherpositionen benö tigte Zeit ist, in einem Signaldurchgang für das Ausgangs signal der Aufsummiereinheit (9) des Rechenmittels ange ordnet ist.

7. Tonhöhensteuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß der Kammfilter (16) ein Verzögerungsmittel (17) zum Ver zögern des Ausgangssignals der Aufsummiereinheit und ein Addiermittel (18) zum Addieren des verzögerten Ausgangs signals der Aufsummiereinheit zu dem Ausgangssignal der Aufsummiereinheit umfaßt.