EP0155448A2 - Schaltunsanordnung für ein elektrisches Musikinstrument - Google Patents

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EP0155448A2
EP0155448A2 EP85100399A EP85100399A EP0155448A2 EP 0155448 A2 EP0155448 A2 EP 0155448A2 EP 85100399 A EP85100399 A EP 85100399A EP 85100399 A EP85100399 A EP 85100399A EP 0155448 A2 EP0155448 A2 EP 0155448A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
memory
circuit arrangement
arrangement according
circuit
short
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP85100399A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0155448A3 (de
Inventor
George M. Mancini
Rudolf A. Dr. Huber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Matth Hohner AG
Original Assignee
Matth Hohner AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matth Hohner AG filed Critical Matth Hohner AG
Publication of EP0155448A2 publication Critical patent/EP0155448A2/de
Publication of EP0155448A3 publication Critical patent/EP0155448A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H1/00—Details of electrophonic musical instruments
    • G10H1/36—Accompaniment arrangements

Definitions

  • the invention relates to an electronic musical instrument, in particular a keyboard instrument.
  • Such instruments are commercially available in a wide variety of designs.
  • the sound mixture to be reproduced is digitally synthesized, and circuit arrangements are also known in which a chord recognition circuit recognizes a key that is being played and generates corresponding filler tones as accompaniment, such instruments also having input options for selected basic rhythms, cf. DE-PS 3 023 578.
  • the object of the present invention is to provide a circuit arrangement for an electronic musical instrument which enables automatic improvisation.
  • Pitch data is read from addresses that are generated by a random number generator in a memory that contains data representing the best sound frequencies.
  • the decision circuit is used to compare the data of a pitch with that of the one previously read out and to determine whether certain selection criteria are met; these selection criteria are selected manually according to the level of difficulty of the teaching material.
  • a certain tone duration is then assigned to a pitch found to be useful and stored in a buffer. For this purpose, data that are representative of such tone durations are stored in a further memory and are also read out with addressing by a random generator.
  • Such an organ has switches as input organs for basic rhythms, which are assigned, for example, to certain dance rhythms ("Viennese Waltz”, “Tango”, “Rock 'n Roll” etc.).
  • the rhythms are heard in the form of sequential patterns of percussion tones via the organ's playback arrangement.
  • the circuit arrangement according to the invention is now influenced by the activation of any such basic rhythm in two ways: on the one hand, certain tone duration data can be blocked (for example triplets in the case of "roll 'n roll”), on the other hand the likelihood that certain tone duration data will be addressed is changed.
  • the improviser arrangement initially interprets the input of at least one root note to mean that it is a major key with the entered root note - which is struck, for example, in the lower manual - and the total number of available pitch data is only used for improvisation, which result in "defined" chords based on a standard harmony or that match this key with any chosen basic rhythm. - If several keys of the lower manual are struck at the same time, the corresponding chord for improvisation is determined from them.
  • a selection logic is assigned to the pitch data memory in such a way that this data is not read out one after the other completely randomly, but rather that any sequence of tones selected by the random generator, e.g. a sequence increasing in frequency, in the subsequent periods or (partial) bars according to the usual rules of composition theory is modified by retrograding, inverting, etc., in much the same way that an experienced improviser would handle.
  • the selection logic accordingly specifies tone sequence patterns to which certain probabilities are still assigned, and these probabilities can in turn be changed in accordance with the selected basic rhythm.
  • the improviser arrangement according to the invention provides a catalog of musical form elements (rhythm patterns and tone sequence patterns) and a catalog of linking rules for them, while the selection from them, on the one hand, is random, with the aim of great musical variation, and, on the other hand, is bound by the data entered by the player is made.
  • Fig. 1 denotes a block "organ circuit".
  • This block comprises all the usual sound generation and reproduction devices of any known, for example digitally working, instrument which generates tones in accordance with struck keys, the timbre of which can be selected by the player through fixed and setting registers.
  • the improviser arrangement 14 is influenced by one of the manuals, for example the lower manual 12 of a two-manual instrument flows. It is also influenced by a basic rhythm generator 16, by means of which the player adjusts the rhythm automatic which is usually present in the organ circuit.
  • Manual 12 provides on-off commands to the tone generating devices contained in the organ circuit, and the improviser arrangement also delivers such on-off commands.
  • the improviser arrangement comprises a tone duration data memory 18 with an associated selection logic circuit 20 and a random generator 22 associated therewith, a pitch data memory 24 with an associated selection logic circuit 26 and an associated random generator 28, as well as a combination circuit 30 in which the read-out data is combined to the mentioned on-off commands will.
  • the tone duration data memory is influenced by the set basic rhythm
  • the pitch data memory is influenced by the key (s) struck on the manual 12 in each case.
  • the module shown in Fig. 3 generates the signals "sound on” (corresponding to "key pressed”) and “sound off” (corresponding to "key released”), while no decision has yet been made in this module about the respective level of the sounds to be reproduced .
  • TSRO, TSR1, TSR2 and TSR3 are provided, in which the - relative - on-off times for one half cycle of two successive cycles in the form of digi taler data are stored.
  • the shortest unit of time represented by a bit corresponds to one forty-eighth of a measure or whole note.
  • the memories TSRO, TSR1, TSR2 and TSR3 are controlled from an address register SRA, but only two of these addresses are determined by the output signal of the random number generator 22, namely the addresses ASRO and ASR1. Short rhythms are not stored arbitrarily in the memories TSRO, TSR1, TSR2 and TSR3, but "short response rhythms" are stored in the memories TSR3 and TSR2, respectively, which correspond to the "short question rhythms" (musical; "fit” under homologous addresses of the memories TSRO or TSR 1. This link is also arbitrary.
  • Fig. 2 shows the sequence of addressing in the diagram.
  • a plurality of basic rhythms can have the same measure, for example four-quarter measure, in common, and accordingly several short rhythms - provided the same measure - can be used in several basic rhythms; however, this is not mandatory.
  • a weighting circuit 34 is also assigned to the generator 22 in which the probabilities for the random selection of the addresses AS are tabulated. (The same result would be obtained if the individual short rhythms were stored in the memories TSRO, TSR1, TSR2 and TSR3 only once, or two, three times, etc., according to their desired frequency).
  • the absolute duration of the on-off times is determined by the duration of a single cycle, which is generally infinitely variable by the player and which is supplied to a control logic 36 as a "metronome cycle".
  • the function of the counter 38 connected to it (clock counter, that counts from zero to seven), 40 (half-cycle counter that counts from zero to three) and 42 (time interval counter that pays from zero to 47) are readily apparent from the above explanations.
  • Fig. 3 contains the building blocks for a single basic rhythm. If a different basic rhythm is selected, other memories TSR and other probability or weighting circuits are activated. while the remaining components are assigned to all basic rhythms together.
  • the finally read out on-off signals are on the output line 44.
  • the level of tones to be played during the "on" signals on line 44 is determined in the manner described below.
  • the memory indicates which notes may be used in improvisation by striking chords in the lower manual. If he strikes only one key, this is interpreted as a major chord with the struck note as the fundamental; if he does not hit a key at all, the improviser arrangement remains with the last chord played; If the improviser arrangement is switched on after the instrument has been put into operation without the bottom manual even striking, the arrangement improvises in C major.
  • FIG. 4 shows a memory SP in which "short melodies" are stored in the form of sequences of addresses for the pitch memory mentioned.
  • a random number generator 46 with an associated one Weighting circuit 48 provides any address with which a "short melody” is read out of memory SP, for which purpose control logic circuit 48 is unlocked by a "tone on” signal on line 44.
  • a short melody chosen at random is to fill out two bars (the zeroth and the first) as a "question short melody"; in the next two bars (second and third) the short melody is modified in a manner that is yet to be explained. If the short rhythm on line 44 comprises more tones than the selected short melody contains, the corresponding memory location of the SP memory is read out again cyclically. For example, if the short melody is 2-3-3 - 4 and six tones are required in two measures, 2-3-3-4-2-3 is played. Short melodies read out during the first and second clocks are stored with regard to their end address in a buffer memory 50 in order to be processed into "response short melodies" during the second and third clocks. A flip-flop 52 switches between question and answer clocks.
  • Fig. 4 two types of response are provided, namely “mirroring” (R) and “Inversion” (I), which can also be combined with one another (type IR).
  • R mirroring
  • I Inversion
  • the short melody held in the buffer memory 50 is read out backwards during bars two and three, that is to say in the above example the reproduction of the sequence 3-2-4-3-3-2.
  • the second type of response, "inversion” means that each individual number of the short melody is subtracted from a given constant and the sequence of numbers thus formed defines the short response melody. Examples:
  • the random number generator 54 with associated weighting circuit 56 is used to select the response type.
  • the link to the output of the flip-flop 52 is established via gates 58, 60.
  • FIG. 4 shows an address counter 62 for the addresses of the memory SP. This is reset to zero after the end of the second cycle or, in the case of mirroring, is loaded from the buffer memory 50 and the "tone on" signals are decremented in time.
  • the short melody of bar one can be the same as that of bar zero, and accordingly one can for Proceeding responses; the counter 62 is then already set to zero or the last value held in the buffer 50 with each new clock cycle.
  • the signals on line 64 in FIG. 4 go to an adding circuit 66 (FIG. 5), where a "displacement" (absolute pitch shift) and / or a relative displacement - again in accordance with two assigned random number generators 68, 70 with weighting or Probability circuits 72 and 74 can be introduced.
  • a "displacement" absolute pitch shift
  • / or a relative displacement - again in accordance with two assigned random number generators 68, 70 with weighting or Probability circuits 72 and 74 can be introduced.
  • the size of the absolute offset is determined by means of a random number and written into the offset register 76.
  • a further random number is written into a relative offset register 78.
  • this number is added to that in register 76, and subtracted for answer short melodies (or vice versa).
  • the add / subtract circuit 80 is used for this.
  • the adder circuit 66 is followed by another adder circuit 82; it is used for transposing. If the player strikes a different key (a key or chord) on the lower manual, the improviser arrangement should adapt. Extreme musical jumps should be avoided for musical reasons.
  • This adder circuit 66 is followed by a suppression circuit 88, with the aid of which individual tones can be replaced by pauses in accordance with the numbers generated by a further random number generator 90 with weighting circuit 92.
  • the data read from the memory AN arrive at a suggestion circuit 102.
  • the pitch is briefly lowered by half a tone.
  • the circuit 102 must therefore be supplied with an unlock signal on line 108, which can be derived from the data held in the SR memory and read out under the control of the metronome clock.
  • the transpose circuit 110 follows, which carries out the conversion in accordance with the respectively valid basic tone RN.
  • the output line 112 then contains signals which correspond exactly in their form to those which are generated by hitting any key, so that they can be fed to the decoding circuits of the actual tone generation circuits.
  • Fig. 7 shows schematically some bars of an improvised melody according to the invention in notation with the corresponding processes of signal processing.
  • Line (a) shows the time scale, which is reproduced in bars of the melody. A total of eight bars with the names bar 0 to bar 7 are shown.
  • Lines (b), (c) and (d) relate to the definition of the rhythm, which is carried out by selecting short rhythm addresses ASRO, ASR1, ASR2, ASR3. Each short rhythm is defined by ASR and a selected short rhythm memory 1SR.
  • line (b) shows the selected ASR addresses
  • line (c) the selected memory table TSR
  • line (d) an example of rock music rhythm.
  • Lines (e), (f), (g), (h), (i) refer to the definition of the respective pitch.
  • SP short melody pattern
  • the respective admitted grades are stored in the AN memory; they depend on the key played. For example, in C major, the tones C, E, G, A are permitted, whereby the numbers 5 to 80 refer to the same notes in the next higher octave.
  • each stroke marks a note to be played back according to the rhythm shown in line (c).
  • Line (h) indicates the dislocations that are also used.
  • the corresponding values are 0 for the absolute offset and 1 for the relative offset. It should be noted that for clocks 0, 3, 4 and 7 only the absolute offset is effective, while for the remaining clocks the absolute and the relative offset are effective are.
  • Line (i) 7 includes the resulting addresses for the AN memory, which holds the approved notes.
  • Line (k) which is reproduced in conventional notation, shows the resulting "improvised” accompanying melodies.

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Abstract

Die Schaltungsanordnung dient dazu, Improvisationen zu erzeugen. Hierfür werden aus Speichern, von Zufallsgeneratoren gesteuert, kurze Rhyhmen und kurze Melodien ausgelesen und entsprechend vorgewählten Grundrhythmen und Tonarten sowie nach musikalischen Gesetzen abgewandelt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Musikinstrument, insbesondere ein Tasteninstrument.
  • Derartige Instrumente sind in unterschiedlichsten Ausführungsformen marktgängig. Bei modernen Instrumenten wird das wiederzugebende Tongemisch digital synthetisiert, und es sind auch Schaltungsanordnungen bekannt, bei denen eine Akkorderkennungsschaltung eine gerade gespielte Tonart erkennt und als Begleitung entsprechende Fülltöne erzeugt, wobei solche Instrumente auch Eingabemöglichkeiten für ausgewählte Grundrythmen aufweisen, vgl. DE-PS 3 023 578.
  • Eine so erzeugte Begleitung ist ziemlich einfach und entspricht nur geringen musikalischen Anforderungen. Ein geübter Spieler dagegen kann, wenn ihm ein Thema vorgegeben wird, eine Improvisation spielen, das heißt, ein solches Thema gemäß bestimmten musikalischen Gesetzmäßigkeiten abwandeln, und zwar derart, daß er zu den vorgegebenen Tönen "passende" Akkorde spielt, solche Akkorde auflöst, die Tempi variiert usw.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung für ein elektronisches Musikinstrument zu schaffen, die eine automatische Improvisation ermöglicht.
  • Die zur Lösung dieser Aufgabe gemäß der Erfindung vorgesehenen Mittel sind im Patentanspruch 1 genannt. Dabei wird mit Vorteil von Merkmalen Gebrauch gemacht, die im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannt sind und die aus der US-PS 4,399,731 bekannt sind.
  • Diese Druckschrift offenbart ein Lehrgerät für den Musikunterricht. Aus einem Speicher, der bestinute Tonfrequenzen repräsentierende Daten enthält, werden unter Adressen, die von einem Zufallsgenerator erzeugt werden, in möglichst aleatorischer Folge Tonhöhendaten ausgelesen. Fin Entscheidungsschaltkreis dient dazu, die Daten einer Tonhöhe mit denen der unmittelbar vorher ausgelesenen zu vergleichen und festzustellen, ob bestimmte Auswahlkriterien erfüllt werden; diese Auswahlkriterien werden manuell ausgewählt entsprechend dem Schwierigkeitsgrad des Lehrstoffes. - Einer als brauchbar befundenen, in einem Zwischenspeicher abgelegten Tonhöhe wird dann eine bestimmte Tondauer zugeendnet. Hierfür sind Daten, die repräsentativ fur solche Tondauern sind, in einem weiteren Speicher abgelegt und werden ebenso unter Adressierung von einem Zufallsgenerator her ausgelesen. Dabei ist Vorsorge getroffen, daß jeweils eine Gruppe aufeinanderfolgender Tondauern, die gemeinsam eine Taktlänge oder einen vorgegebenen Bruchteil einer Taktlänge bilden, in Sequenz ausgelesen wird, um wenigstens eine taktmäßige Gliederung der erzeugten Töne zu bewirken.- Die von dem Instrument erzeugbaren zwei, drei oder vier Takte können ausgedruckt, auf einem Sichtschirm angezeigt oder auch über einen Lautsprecher wiedergegeben werden.
  • Bevor detailliert Ausführungsbeispiele erläutert werden, soll das Wesentliche der Erfindung in etwas größerem Rahmen zusammengefaßt werden, und zwar wird als Beispiel eine zweimanualige elektronische Orgel betrachtet.
  • Eine solche Orgel weist als Eingabeorgan für Grundrhythmen Schalter auf, die beispielsweise bestimmten Tanzrhythmen ("Wiener Walzer", "Tango", "Rock 'n Roll" etc.) zugeordnet sind. Die Rhythmen werden in Form von Folgemustern von Perkussionstönen über die Wiedergabeanordnung der Orgel zu Gehör gebracht.
  • Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung, nachstehend zusammenfassend als "Improviser" bezeichnet, wird nun durch die Einschaltung irgendeines solchen Grundrhythmus' in zweierlei Weise beeinflußt: Einmal können bestimmte Tondauerdaten gesperrt werden ( so beispielsweise Triolen bei "Roll 'n Roll"), zum andern kann die Wahrscheinlichkeit, mit der bestimmte Tondauerdaten adressiert werden, verändert werden.
  • Die Eingabe zumindest eines Grundtons wird von der Improviser-Anordnung zunächst dahin interpretiert, daß es sich um eine Dur-Tonart mit dem eingegebenen Grundton - der beispielsweise auf dem unteren Manual angeschlagen wird - handelt, una von der Gesamtzahl der zur Verfügung stehenden Tonhöhendaten werden nur solche für die Improvisation verwendet, die gemäß einer üblichen Harmonielehre "definierte" Akkorde auf diesem Grundton ergeben oder bei irgendeinem gewählten Grundrhythmus zu dieser Tonart passen. - Werden mehrere Tasten des unteren Manuals gleichzeitig angeschlagen, so wird aus ihnen der entsprechende Akkord für die Improvisation bestimmt.
  • Dabei ist dem Tonhöhendatenspeicher eine Auswahllogik derart zugeordnet, daß diese Daten nicht völlig regellos nacheinander ausgelesen werden, sondern daß irgendeine, vom Zufallsgenerator ausgewählte Reihenfolge von Tönen, z.B. eine der Frequenz nach ansteigende Folge, in den nachfolgenden Zeitabschnitten oder (Teil-)Takten nach üblichen Regeln der Kompositionslehre durch Retrogradieren, Invertieren usw. abgewandelt wird, ganz ähnlich wie dies ein routinierter Improvisator auch handhaben würde. Die Auswahllogik gibt demgemäß Tonfolgemuster vor, denen noch bestimmte Wahrscheinlichkeiten zugeordnet sind, und diese Wahrscheinlichkeiten können ihrerseits noch entsprechend dem gewählten Grundrhythmus verändert werden.
  • Man kann demgemäß sagen, daß die Improviser-Anordnung gemäß der Erfincung einen Katalog von Musikformelementen (Rhythmusmustern und Tonfolgemustern) sowie einen Katalog von Verknüpfungsregeln für diese bereithält, während die Auswahl aus ihnen einerseits zufällig, mit dem Ziel großer musikalischer Variationsbreite, andererseits gebunden durch die vom Spieler eingegebenen Daten vorgenommen wird.
  • Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
    • Fig. 1 ist ein Blockbild des Instruments, nur hinsichtlich der Improviseranordnung etwas detailliert,
    • Fig. 2 zeigt schematisch die bevorzugte Abfolge von Rhythmus-Mustern über mehrere Takte,
    • Fig. 3 ist ein Blockbild zur Ausleseschaltung des Tondauerdatenspeichers,
    • Fig. 4 ist ein Blockbild der Ausleseschaltung des Tonhöhendatenspeichers,
    • Fig. 5 ist ein Blockbild der Schaltung, in der die ausgelesenen Daten weiterverarbeitet werden,
    • Fig. 6 ist ein Blockbild der Schaltung, mittels der die Ausleseschaltung vom Spieler beeinflußt wird,
    • Fig. 7 veranschaulicht am Beispiel einiger Takte die Entstehung einer erfindungsgemäß erzeugten Melodie.
  • In Fig. 1 ist mit 10 ein Block "Orgelschaltung" bezeichnet. Dieser Block umfaßt alle üblichen Tonerzeugungs- und Wiedergabeeinrichtungen irgendeines bekannten, z.B. digital arbeitenden Instruments, das nach Maßgabe angeschlagener Tasten Töne erzeugt, deren Klangfarbe durch Fest- und Einstellregister vom Spieler wählbar ist. Von einem der Manuale, beispielsweise dem unteren Manual 12 eines zweimanualigen Instruments, wird die Improviser-Anordnung 14 beeinflußt. Sie wird ferner beeinflußt von einem Grundrhythmusgeber 16, mittels dem der Spieler die üblicherweise in der Orgelschaltung vorhandene Rhythmusautomatik einstellt. Das Manual 12 liefert Ein-Aus-Kommandos an die in der Orgelschaltung enthaltenen Tonerzeugungseinrichtungen, und ganz ebenso liefert die Improviser- Anordnung solche Ein-Aus-Kommandos. Die Improviser-Anordnung umfaßt einen Tondauerdatenspeicher 18 mit zugeordneter Auswahllogikschaltung 20 und dieser zugeordnetem Zufallsgenerator 22, einen Tonhöhendatenspeicher 24 mit zugeordneter Auswahllogikschaltung 26 und dieser zugeordnetem Zufallsgenerator 28, sowie eine Kombinationsschaltung 30, in der die ausgelesenen Daten zu den erwähnten Ein-Aus-Kommandos kombiniert werden. Der Tondauerdatenspeicher wird durch den eingestellten Grundrhythmus beeinflußt, und der Tonhöhendatenspeicher wird durch die jeweils auf dem Manual 12 angeschlagene(n) Taste(n) beeinflußt.
  • Zunächst soll erläutert werden, wie das Zeitverhalten der Improvisation erzeugt wird, und hierbei wird auf Fig. 2 und 3 Bezug genommen.
  • Die in Fig. 3 dargestellte Baugruppe erzeugt die Signale "Ton ein" (entsprechend "Taste angeschlagen") und "Ton aus" (entsprechend "Taste losgelassen"), während in dieser Baugruppe noch keine Entscheidung über die jeweilige Höhe der wiederzugebenden Töne getroffen wird.
  • Im Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, daß jeweils acht aufeinanderfolgende Takte aus abgespeicherten "Kurzrhythmen" in der Länge jeweils eines halben Taktes zu Gruppen von je zwei Takten zusammengefaßt gebildet werden, verknüpft nach einem nachstehend erläuterten Schema, bei dem zueinander "passende" Rhythmen dem Improvisationsstil gemäß der europäischen Musiktradition eine für den Hörer erkennbare Ordnung bei großer Variationsbreite ermöglichen.
  • Demgemäß sind vier einzeln adressierbare Speicher TSRO, TSR1 TSR2 und TSR3 vorgesehen, in denen die - relativen - Ein-Aus-Zeiten für je einen Halbtakt zweier aufeinanderfolgender Takte in Form digitaler Daten abgelegt sind. Die kürzeste durch ein Bit repräsentierte Zeiteinheit entspricht einem Achtundvierzigstel einer Taktdauer oder ganzen Note.
  • Die Speicher TSRO, TSR1, TSR2 und TSR3 werden von einem Adressenregister SRA aus angesteuert, wobei jedoch nur zwei dieser Adressen durch das Ausgangssignal des Zufallszahlengenerators 22 bestimmt werden, nämlich die Adressen ASRO und ASR1. In den Speichern TSRO, TSR1, TSR2 und TSR3 sind nämlich nicht willkürlich Kurzrhythmen abgespeichert, sondern in den Speichern TSR3 bzw. TSR2 sind "Antwortkurzrhythmen" abgelegt, die zu den "Fragekurzrhythmen" (musikalisch; "passen", die unter homologen Adressen der Speicher TSRO bzw. TSR1 stehen. Auch diese Verknüpfung ist willkürlich. Fig. 2 zeigt die Aufeinanderfolge der Adressierung im Schema.
  • Für jeden Grundrhythmus sind in den Speichern TSRO, TSR1, TSR2 und TSR3 mehrere Kurzrhythmen, z.B. sechzehn, abgespeichert. Es sei hier erwähnt, daß eine Mehrzahl von Grundrhythmen denselben Takt, also zum Beispiel Vier-Viertel-Takt, gemeinsam haben können, und demgemäß können mehrere Kurzrhythmen - gleichen Takt vorausgesetzt - bei mehreren Grundrhythmen verwertet werden; dies ist aber nicht zwingend. Ferner ist im Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß nicht alle bei einem bestimmten Grundrhythmus verwertbaren Kurzrhythmen mit derselben Wahrscheinlichkeit vom Zufallszahlengenerator 22 ausgewählt werden, sondern die vom Generator ausgegebenen Zahlen gewichtet werden, d.h. unterschiedlich häufig auftreten. Demgemäß ist hier dem Generator 22 noch ein Wichtungsschaltkreis 34 zugeordnet, in dem die Wahrscheinlichkeiten für das zufällige Auswählen der Adressen AS tabelliert sind. (Dasselbe Ergebnis erhielte man, wenn die einzelnen Kurzrhythmen entsprechend ihrer gewünschten Häufigkeit in den Speichern TSRO, TSR1, TSR2 und TSR3 nur Einmal, oder zwei-, dreimal usw. abgespeichert wären).
  • Die Absolutdauer der Ein-Aus-Zeiten wird durch die im allgemeinen vom Spieler stufenlos wählbare Dauer eines einzelnen Taktes festgelegt, die als "Metronom-Takt" einer Steuerlogik 36 zugeführt wird. Die Funktion der mit ihr verbundenen Zähler 38 (Taktzähler, der von Null bis Sieben zählt), 40 (Halbtaktzähler, der von Null bis Drei zählt) und 42 (Zeitintervallzähler, der von Null bis 47 zahlt) ergibt sich ohne weiteres aus den vorstehenden Erläuterungen.
  • Fig. 3 enthält die Bausteine für einen einzigen Grundrhythmus. Bei Auswahl eines anderen Grundrhythmus' werden andere Speicher TSR und andere Wahrscheinlichkeits- oder Wichtungsschaltkreise angesteuert. während die übrigen Komponenten allen Grundrhythmen gemeinsam zugeordnet sind.
  • Die schließlich ausgelesenen Ein-Aus-Signale stehen auf der Ausgängsleitung 44.
  • Die Höhe der wiederzugebenden Töne während der "Ein"-Signale auf Leitung 44 wird in der nachfolgend beschriebenen Weise bestimmt.
  • Grundsätzlich gibt der Speicher durch den Anschlag von Akkorden auf dem unteren Manual an, welche Töne überhaupt bei der Improvisation verwendet werden dürfen. Schlägt er nur eine Taste an, so wird dies als Dur-Akkord mit dem angeschlagenen Ton als Grundton interpretiert; schlägt er gar keine Taste an, bleibt die Improviser-Anordnung bei dem zuletzt gespielten Akkord; wird nach dem Inbetriebsetzen des Instruments die Improviser-Anordnung zugeschaltet, ohne daß überhaupt ein Anschlag auf dem unteren Manual erfolgt, so improvisiert die Anordnung in C-Dur.
  • Anhand der Fig. 4 wird zunächst erläutert, in welcher Weise die zur Verfügung stehenden Töne verarbeitet werden, wobei davon ausgegangen wird, daß die Töne in einem Speicher in innerhalb einer Oktave frequenzmaßig ansteigender Reihenfolge abgelegt sind. Durch unterschiedliche sequentielle Adressierung dieses Speichers entstehen dann unterschiedliche Melodien.
  • Fig. 4 zeigt einen Speicher SP, in dem "Kurzmelodien" in Form von Sequenzen von Adressen für den erwähnten Tonhöhenspeicher abgespeichert sind. Ein Zufallszahlengenerator 46 mit zugeordneter Wichtungsschaltung 48 liefert irgendeine Adresse, mit der eine "Kurzmelodie" aus dem Speicher SP ausgelesen wird, wobei die Steuerlogikschaltung 48 hierfür durch ein "Ton ein"-Signal auf Leitung 44 entsperrt wird.
  • Beispiele:
    Figure imgb0001
  • Eine einmaYzufällig ausgewählte Kurzmelodie soll zwei Takte (den nullten und den ersten) als "Frage-Kurzmelodie" ausfüllen; in den nächsten beiden Takten (zweiter und dritter) wird die Kurzmelodie in noch zu erläuternder Weise abgewandelt. Wenn der auf Leitung 44 stehende Kurzrhythmus mehr Töne umfaßt als die gewählte Kurzmelodie enthält, wird der entsprechende Speicherplatz des SP-Speichers zyklisch erneut ausgelesen. Ist die Kurzmelodie z.B. 2-3-3-4 und werden in zwei Takten sechs Töne benötigt, wird 2-3-3-4-2-3 gespielt. Während des ersten und zweiten Taktes ausgelesene Kurzmelodien werden hinsichtlich ihrer Endadresse in einem Pufferspeicher 50 festgehalten, um zu "Antwort-Kurzmelodien" während des zweiten und dritten Taktes verarbeitet zu werden. Ein Flipflop 52 schaltet zwischen Frage- und Antworttakten um.
  • Verschiedene Typen von "Antworten" sind im Ausführungsbeispiel vorgesehen, und sie kommen nach Maßgabe von Zufallszahlen zur Anwendung, erzeugt von Zufallszahlengeneratoren mit gegebenenfalls zugeordnetem Wichtungsschaltkreis.
  • In Fig. 4 sind zwei Antworttypen vorgesehen, nämlich "Spiegelung" (R) und "Inversion" (I), die auch noch miteinander kombinierbar sind (Typ IR). Bei der Spiegelung wird während der Takte zwei und drei die im Pufferspeicher 50 gehaltene Kurzmelodie rückwärts ausgelesen, das heißt im obigen Beispiel die Wiedergabe der Folge 3-2-4-3-3-2. Der zweite Antworttyp, "Inversion" bedeutet, daß jede einzelne Zahl der Kurzmelodie von einer vorgegebenen Konstanten subtrahiert wird und die so gebildete Zahlenfolge die Antwort-Kurzmelodie definiert. Beispiele:
    Figure imgb0002
  • Man wählt zweckmäßigerweise eine etwa dem mittleren Tonhöhenbereich der zulässigen Töne zugeordnete Zahl als fest vorgegebene Konstante, um allzu abrupte Intervallsprünge zu vermeiden.
  • Für die Auswahl des Antworttyps dient der Zufallszahlengenerator 54 mit zugeordnetem Wichtungsschaltkreis 56. Die Verknüpfung mit dem Ausgang des Flipflops 52 erfolgt über Gatter 58, 60.
  • In Fig. 4 ist noch ein Adressenzähler 62 für die Adressen des Speichers SP gezeigt. Dieser wird nach dem Ende des zweiten Taktes auf Null rückgesetzt oder aber wird im Falle der Spiegelung aus dem Pufferspeicher 50 geladen und im Takt der "Ton ein"-Signale dekrementiert.
  • Wenn es erwünscht ist, eine größere Regelmäßigkeit in die Improvisation einzuführen, kann die Kurzmelodie des Taktes Eins dieselbe sein wie die des Taktes Null, und entsprechend kann man für die Antworten verfahren; dabei wird dann der Zähler 62 bereits bei jedem neuen Takt auf Null bzw. den letzten im Puffer 50 gehaltenen Wert gesetzt.
  • Innerhalb einer "Phrase" von acht Takten, definiert durch den Rhythmus auf Leitung 44, werden also jeweils zwei zufällig ausgewählte Kurzmelodien verarbeitet.
  • Es versteht sich, daß eine einmal gewählte Kurzmelodie nicht nur durch Spiegelung und Inversion, sondern auch noch durch weitere Maßnahmen abgewandelt werden kann, immer nach Maßgabe der von Zufallszahlengeneratoren mit zugeordneten Wahrscheinlichkeiten erzeugten Befehle.
  • Die auf Leitung 64 in Fig. 4 stehenden Signale gelangen zu einer Addierschaltung 66 (Fig.5), wo eine "Versetzung" (absolute Tonhöhenverschiebung) und/oder eine relative Versetzung - wieder nach Maßgabe zweier zugeordneter Zufallszahlengeneratoren 68, 70 mit Wichtungs- oder Wahrscheinlichkeitsschaltkreisen 72 bzw. 74 eingeführt werden können.
  • Vor jedem Takt Null, Vier, Acht ... wird die Größe der absoluten Versetzung mittels einer Zufallszahl festgelegt und im Versetzungsregister 76 eingeschrieben. Gleichzeitig wird eine weitere Zufallszahl in ein Relativversetzungsregister 78 eingeschrieben. Während der Frage-Kurzmelodie wird diese Zahl zu der im Register 76 stehenr.en addiert, bei Antwort-Kurzmelodien substrahiert (oder umgekehrt). Hierzu dient der Addier-/Subtrahierschaltkreis 80.
  • Dem Addierschaltkreis 66 folgt eine weitere Addierschaltung 82; sie dient der Transponier-Versetzung. Schlägt nämlich der Spieler eine andere Tonart (eine Taste oder Akkord) auf dem unteren Manual an, so soll die Improviser-Anordnung sich anpassen. Extreme Tonhöhensprünge sollen aber dabei aus musikalischen Gründen vermieden werden. Die erforderliche Versetzung wird in einem Rechnerschaltkreis 84 aus der Zahl AN der zulässigen Noten pro Oktave sowie dem Grundton RN der betreffenden Tonart ermittelt gemäß der Formel Versetzung = (RN-C).AN/12, worin RN-C die Zahl der Halbtöne zwischen dem Grundton und dem Ton "C" ist. Da eine Versetzung nur um ganze Intervalle möglich ist, wird der sich bei der Berechnung gegebenenfalls ergebende Bruch passend gerundet. Diese Vorgänge laufen nur dann ab, wenn sich RN oder AN ändern. Der Wert wird im Register festgehalten.
  • Diesem Addierschaltkreis 66 folgt ein Unterdrückungschaltkreis 88, mit dessen Hilfe nach Maßgabe der von einem weiteren Zufallszahlengenerator 90 mit Wichtungsschaltkreis 92 erzeugten Zahlen einzelne Töne durch Pausen ersetzt werden können.
  • Auf der Ausgangsleitung 94 erscheinen demgemäß sequentiell Adressen eines Speichers AN, in dem die zulässigen Töne oder Noten über eine Logikschaltung 96 nach Maßgabe der jeweils gespielten Tonart bzw. des angeschlagenen Akkordtyps CT der Tonhöhe nach geordnet (bezogen auf Tonart "C" mit Grundton RN=C) eingeschrieben werden; dabei kann noch über einen Wahlschaltkreis 98 eine Notenauswahl entsprechend einem einstellbaren "Musikstil" (z.B. Rokoko oder Dixieland) erfolgen. Auf der Ausgangsleitung 100 steht dann ein Signal, das die Tonhöhe und die Oktave angibt. Da es vorkommen kann, daß die Zahl AN der erlaubten Töne (z.B. vier) kleiner ist als die Zahl der in einer Kurzmelodie vorgesehenen unterschiedlichen Töne (z.B. 5) wird bei Anlegen eines solchen Signals die Oktave um Eins erhöht und das Tönhöhensignal um die Zahl AN erniedrigt (im Beispiel: Tonhöhensignal = 5, vermindert um AN = 4 ergibt 1 mit dem Ergebnis, daß die erste Adresse AN die Tonhöhe angibt, jedoch zu spielen in der nächsthöheren Oktave).
  • Die aus dem Speicher AN ausgelesenen Daten gelangen zu einem Vorschlag-Schaltkreis 102. Nach Maßgabe eines von einem Zufallszahlengenerator 104 mit Wichtungsschaltkreis 106 erzeugten Signals wird die Tonhöhe kurzzeitig um einen halben Ton erniedrigt. Dies ist aber nur zulässig, wenn die Tondauer größer oder gleich einem bestimmten Mindestwert ist; dem Schaltkreis 102 muß also noch ein Entsperrsignal auf Leitung 108 zugeführt werden, das sich aus den im SR-Speicher gehaltenen und unter Steuerung durch den Metronom-Taktgeber ausgelesenen Daten ableiten läßt.
  • Es folgt der Transponierschaltkreis 110, der die Umsetzung nach Maßgabe des jeweils gültigen Grundtons RN vornimmt. Auf der Ausgangsleitung 112 stehen dann Signale, die in ihrer Form genau derjenigen entsprechen, wie sie durch Anschlagen irgendeiner Taste erzeugt werden, so daß sie den Dekodierschaltkreisen der eigentlichen Tonerzeugungsschaltkreise zugeführt werden können.
  • Es ist auch möglich, bei Instrumenten mit Perkussionsautomatik zum Abspielen des jeweils eingestellten Grundrhythmus' mehrere Improviser-Anordnungen gemäß der Erfindung vorzusehen, denen jeweils die Tonerzeugungsschalakreise unterschiedlich registrierter Perkussionstöne nachgeschaltet sind, um so zwar rit einem vorgesehenen Grundrhythmus zu arbeiten, diesen jedoch zwar aleatorisch, jedoch nach vorgegebenen Regeln zu variieren.
  • Fig. 7 zeigt schematisch einige Takte einer gemäß der Erfindung erzeugten improvisierten Melodie in Notenschrift mit den entsprechenden Vorgängen der Signalaufbereitung.
  • Die Linie (a) zeigt den Zeitmaßstab, der in Takten der Melodie wiedergegeben ist. Insgesamt sind acht Takte mit den Bezeichnungen Takt 0 bis Takt 7 dargestellt.
  • Die Zeilen (b), (c) und (d) beziehen sich auf die Festlegung des Rhythmus, die durch Auswahl von Kurzrhythmenadressen ASRO, ASR1, ASR2, ASR3 erfolgt. Jeder Kurzrhythmus wird definiert durch ASR und einen ausgewählten Kurzrhythmusspeicher 1SR. Im einzelnen zeigt Zeile (b) die ausgewählten ASR-Adressen, Zeile (c) die ausgewählte Speichertabelle TSR unj die Zeile (d) ein Beispiel hier Rockmusikrhythmus.
  • Die Zeilen (e), (f), (g), (h), (i) beziehen sich auf die Festlegung der jeweiligen Tonhöhe. Durch Auswahl eines Kurzmelodiemusters (SP) von z.3. für Takt 0: 0-1-2-3-4-5-4-3-2-1-2-0-2-1-4-1; Takt 4: 3-2-4-3-1-2-4-1-2-3-4-5-4 -3- 2 -4, wobei den Takten 0, 1, 4 und 5 der Fragemodus und #en übrigen Takten der Antwortmodus zugeordnet ist (vgl. Zeile e). Die jeweils zugelassenen Noten sind im AN-Speicher abgelegt; sie hängen ab von der gespielten Tonart. Bei z.B. C-Dur sind die Töne C, E, G, A zugelassen, wobei sich die Zahlen 5 bis 80 auf dieselben Noten in der nächsthöheren Oktave beziehen.
  • In Zeile (f) markiert jeder Strich einewiederzugebende Note entsprechend dem Rhythmus, der in Zeile (c) dargestellt ist.
  • In Zeile (g) werden im Takt 0 die SP-Zahlen in Abfolge verwertet, wie sie für diesen Takt entsprechend dem Kurzmelodiemuster festgelegt wurde, und das gleiche gilt für Takt 4. In den Takten 1 bzw. 5 wird mit demselben SP-Muster begonnen, wegen einer abweichenden Anzahl on zu spielender Noten jedoch entsprechenc der Festlegung durch einen abweichenden Kurzrhythmus SR wird eine andere Anzahl von Noten verwertet, nämlich weniger in den Takten 1 und 5 als in den Takten 0 bzw. 4.
  • Für die Antworttakte (A) sind hier unterschiedliche Typen von Abwandlun- gen des Fragemodus ins Auge gefaßt. Im hier wiedergegebenen Beispiel wird im Takt 2 der Spiegelungs- oder retrograde Antworttyp verwertet, wie oben erläutert, und das gleiche gilt für den Takt 3. Es ist festzuhalten, daß das Auslesen des AN-Speichers mit derjenigen Note beginnt, die die im F-Modus zuletzt ausgelesene Note war, und dies bezieht sich auf beide Takte 2 und 3.
  • Für die Takte 6 und 7 ist die Antwortmodifikation, die zur Anwendung gelangt, vom Inversionstyp (I), wie oben definiert, mit einer Konstante von c = 4.
  • Die Zeile (h) gibt die Versetzungen an, die außerdem zur Anwendung gelangen. Die Absolutversetzung wurde für die Takte 0 bis 3 =1 gewählt, während für diese Takte eine Relativversetzung =2 gewählt wurde. Für die Takte 4 bis 7 sind die entsprechenden Werte 0 für die Absolutversetzung und 1 für die Relativversetzung. Es ist darauf hinzuweisen, daß für die Takte 0, 3, 4 und 7 nur die-Absolutversetzung wirksam ist, während für die verbleibenden Takte die absolute und die relative Versetzung wirksam sind. Die Zeile (i) 7eigt die resultierenden Adressen für den AN-Speicher, welcher den zugelassenen Noten hält.
  • Zeile (k), die in konventioneller Notenschrift wiedergegeben ist, zeigt die resultierenden "improvisierten" Begleitmelodien.
  • Es ist schließlich noch anzumerken, daß in dem Beispiel nach Fig. 7 von anderen, oben erwähnten, Melodieabwandlungen kein Gebrauch gemacht wurde: Transponieren, Vorschlag, usw., doch für einen Fachmann auf diesem Gebiet liegen die dann resultierenden Melodien auf der Hand, wenn er auf die oten wiedergegebenen Erläuterungen zurückgreifen kann.

Claims (15)

1. Schaltungsanordnung für ein elektronisches Musikinstrument, bei dem ein erster Speicher für Tondauerdaten von einem Zufallsgenerator adressierbar ist, ein zweiter Speicher für Tonhöhendaten von einem Zufallsgenerator adressierbar ist, und die ausgelesenen Daten einer Wiedergabeanordnung zugeführt werden, um Töne entsprechend den Tonhöhendaten in einem Rhythmus entsprechend den Tondauerdaten zu erzeugen, dadurch h gekennzeichnet, daß das Instrument vom Spieler betätigbare Eingabeorgane zumindest für einen Grundrhythmus und den Grundton einer Tonart aufweist, durch deren Betätigung auszulesende Daten bestimmbar sind.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tondauerdatenspeicher zur Abspeicherung von Kurzrhythmen ausgebildet ist und daß dem ihn adressierenden Zufallsgenerator ein Wichtungsschaltkreis zugeordnet ist, der durch die Einstellung von Grundrhythmen steuerbar ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonhöhendatenspeicher einen vom zugeordneten Zufallsgenerator adressierbaren Kurzmelodiespeicher umfaßt, aus dem sequentiell die Adressen zum Auslesen eines Notenspeichers auslesbar sind, in den die durch Auswählen zumindest eines Grundtons festgelegten zulässigen Noten einschreibbar sind.,
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch zwischen Kurzmelodiespeicher und den Notenspeicher geschaltete und/oder dem Notenspeicher nachgeschaltete Schaltkreise zum Abwandeln der Kurzmelodien nach vorgegebenen Regeln.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwandlunosschaltkreise durch Zufallsgeneratoren aktivierbar sind.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß den Zufallsgeneratoren Wichtungsschaltkreise zugeordnet sind, die durch vom Spieler betätigbare Eingabeorgane steuerbar sind.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwandlungsschaltkreise für das Auslesen des Kurzmelodiespeichers unter Umkehr der Adressenreihenfolge ausgebildet sind.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwandlungsschaltkreise für das Umsetzen der aus dem Kurzmelodiespeicher ausgelesenen Daten gemäß einer einfachen algebraischen Beziehung ausgebildet sind.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgelesenen Kurzmelodiedaten negiert und ihnen eine Konstante addiert wird.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwandlungsschaltkreise für die Addition von Konstanten zu den ausgelesenen Kurzmelodiedaten ausgebildet sind und daß ein Zufallsgenerator für die Festlegung einer solchen Konstante für die Dauer einer vorgegebenen Anzahl von Takten vorgesehen ist.
11. Schaltungsandordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwandlungsschaltkreise für die alternierende Addition zweier Konstanten während jeweils gleicher vorgegebener Anzahl von Takten ausgebildet sind.
12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwandlungsschaltkreise einen von einem Zufallsgenerator steuerbaren Tonunterdrückungsschaltkreis umfassen.
13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Schaltkreis zum Versetzen der aus dem Kurzmelodiespeicher ausgelesenen Daten um einen Betrag, der von der Tonhöhendifferenz zwischen zwei aufeinanderfolgend maßgebenden Grundtönen bestimmt ist.
14. Elektronische Orgel, bei der Amplitudenwerte digital synthetisiert werden, gekennzeichnet durch eine Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der die Eingabeorgane für den Grundton von einem der Orgelmanuale gebildet sind.
15. Elektronische Orgel, bei der eine Perkussionsrhythmusautomatik vorgesehen ist, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Schaltungsanordnungen nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der die ausgelesenen Daten den Schaltkreisen für die Erzeugung unterschiedlich registrierter Perkussionstöne zuführbar sind.
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