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JPS5840198B2 - デンシガツキ - Google Patents
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JPS5840198B2 - デンシガツキ - Google Patents

デンシガツキ

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JPS5840198B2
JPS5840198B2 JP50041022A JP4102275A JPS5840198B2 JP S5840198 B2 JPS5840198 B2 JP S5840198B2 JP 50041022 A JP50041022 A JP 50041022A JP 4102275 A JP4102275 A JP 4102275A JP S5840198 B2 JPS5840198 B2 JP S5840198B2
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octave
circuit
pulse
circuits
keyboard
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栄一郎 青木
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Nippon Gakki Co Ltd
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Nippon Gakki Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は鍵盤の各錘の音高に対応した周波数を各々発
振する音源を具備した電子楽器の改良に関する。
鍵盤の各錘の音高に対応した周波数を夫々発振する音源
を具備し、鍵の押圧に応じて音源から所要の周波数信号
を選択する方式の電子楽器は、従来は、音源回路から鍵
盤の全鍵数に相当する数の音源信号(61鍵であれば6
1本の音源出力)を個々に鍵盤回路に導ひかねばならな
かった。
このため、鍵盤回路と音源回路との間の接続線は鍵の数
と同数必要であり、鍵盤回路を除く他の回路(例えば音
源回路)をIC化する場合鍵盤回路に接続するこのIC
回路の接続ピンの数は厖大なものとなった(例えば61
本)。
一般にIC回路はピン数の増加にともない価格も増加す
るため、電子楽器全体の製造コストの上昇は免れ得ない
そこで、特願昭49−146048号・発明の名称「電
子楽器」の明細書中においては、鍵盤回路と他の回路と
の間の接続線の数を減らして回路のIC化を促進するよ
うにした電子楽器が提案されているが、音源回路で発振
した各音源周波数信号を選択するゲート回路はアナグロ
入力である周波数信号をそのまま通過出力するようなア
ナログ処理式ゲート回路によって構成しなければならな
いため、完全にデジタルIC化するには更に改良するこ
とが望ましい。
この発明は上記の事情に鍵みてなされたもので、鍵盤回
路と接続される音源回路等をすべてデジタル的に処理で
きるように構威し、容易にIC化できるようにするとと
もに鍵盤回路からの配線を簡単化しIC化の際の接続ピ
ン数を減少するようにすることを目的とする。
この目的のため、この発明では、鍵盤回路におL゛て各
キースイッチを1オクターブ内の各音名(12音階音)
に対応する行と尚該音名(音階音)の所属オクターブを
表わす列とよりなるマトリクス回路網に配置1ル、この
マトリクス状の鍵盤回路の各行列ラインを介して音源回
路部と接続し、1オクターブ内の各音名別に高速で順次
発生する音塩パルスを前記対応する各行ラインに入力す
るかまたは前記音名パルス1オクターブ分の時間幅に相
当するパルス幅で各オクターブ種類別に順次発生するオ
クターブパルスを前記対応する各列ラインに入力して他
方の列ラインまたは行ラインから各キースイッチのオン
・オフ状態を表わす情報を導き出すように構成している
そして各鍵毎に設けられたアンド回路によって前記マト
リクス状鍵盤回路の出力に応じて当該鍵の抑圧を判別す
るとともに該押圧鍵の所属オクターブの前記オクターブ
パルス及び該鍵の音高周波数に応じて該押圧鍵に対応す
る前記音名パルスを周期的に選択し、この周期的に選択
された高速の音名パルスにもとづいて楽音波形を得るよ
うに構成したことを特徴とする。
また、2以上の押圧鍵が同一音名であっても所属するオ
クターブ種類が異なるので各々に対応する前記オクター
ブパルスの発生時点が異なり、従って合鍵の前記アンド
回路において選択される各音名パルスは同一時点で重複
して選択出力されることはない。
従ってオクターブ種類に係わりなく前記各アンド回路の
出力を単一のオア回路でまとめて1本のデジタルライン
に複合することもでき、出力用接続ピンの数を極端に少
なくすることもできるという特徴を有する。
以下この発明を添付図面の実施例に関して詳細に説明し
よう。
第1図はこの発明の電子楽器の概略を示すブロック図で
、鍵盤回路1は合鍵に対応するキースイッチがマトリク
ス回路網に配列されており、このマトリクス回路網の行
列ライン(入出カライン)がデジタルIC部2(この明
細書でICとは集積回路の略称としてそのまま使用する
)に接続されている。
このデジタルIC部2はカウンタ部20、合鍵の音高に
相当する周波数を夫々発生する音源発振部30、及びカ
ウンタ部20と音源発振部30と鍵盤回路1からの信号
を人力とするデジタルゲ)部40等を具えている。
カウンタ部20では前述の音名パルス及びオクターブパ
ルスを順次発生し、デジタルゲート部40では押圧され
た鍵の音名パルスを該鍵の楽音周波数に応じて周期的に
選択する。
デジタルゲート部40の出力は可聴周波数を通過するク
ロック除去フィルタ50に加えられ、高速の(高周波数
の)音名パルス成分が除去され、音源周波数が抽出され
る。
この音源周波数は音色制御用フィルタ60、音量調節器
TOを介して音色、音量制御された後、オーディオシス
テム80を介して発音される。
第2図はこの発明の要部を示すもので、鍵盤回路1は各
オクターブの12の各音名C,C#、D・・・・・−・
・・A# 、Bを指定する行ラインIL、〜IL2及び
当該音名C−Bが夫々所属するオクターブの種類(41
Jとして上鍵盤の第1オクターブU1 から第4オクタ
ーブU4 まで及び下鍵盤の第1オクターブL、から第
4オクターブL4 まで及びペダル鍵盤の第1オクター
ブP1と第2オクターブP2に関して示した)を表わす
列ラインOL、〜0L1oとを有するマトリクス回路網
によって構成されている。
キースイッチは、当該鍵の音名及び所属オクターブに相
当する行、列ラインを接続するようにダイオードを介し
て配列されており、可動接点は行ラインに、固定接点は
列ラインに接続され、キースイッチが閉成すると当該行
、列ラインが接続されて導通する。
カウンタ部20は第3図aに示すような高速のクロック
パルスφ、(例えばIMHz)を順次計数する12進の
音名カウンタ21とこの音名カウンタ21の出力を分周
する10進のオクターブカウンタ22とを有している。
音名カウンタ21の計数出力はデコーダ23で12通り
の出力にデコードされ、第3図すに示すような音名パル
スφC2φC#、φD、・・−・・−・・−φA#、φ
Bが順次発生される。
音名パルスφC〜φBはlオクターブ内の120音名C
−Hに夫々対応しており、各音名別に夫々異なるタイム
スロットを占有して順次循環して発生されるパルスであ
る。
オクターブカウンタ22の計数出力はデコーダ24でI
O通りの出力にデコードされ、第3図Cに示すようなオ
クターブパルスφU1〜φU4.φL1〜φL4.φP
1.φP2が順次発生される。
オクターブ)クルレスφU□〜φP2は鍵盤の各オクタ
ーブ種類U1〜P2に夫々対応しており、各オクターブ
種類別に夫々異なるタイムスロットを占有して順次循環
して発生されるパルスであって、そのパルス幅はlオク
タ−1分の前記音名パルスφC〜φBの発生時間に等し
い。
すなわち音名パルス12周期分のパルス幅を有してL・
る。
音名パルスφC〜φBは前記鍵盤回路1における対応す
る音名の行ライン■L1〜IL、2に夫々入力され、当
該タイムスロットにおいて各オクターブU1〜P2の同
一音名のキースイッチのオン・オフ状態を同時に検出す
るようになっている。
音源発振部30は最高オクターブにおける各音名C−B
の周波数を夫々発振する12個の発振器31 C,31
C#、 −−−一・−31A#、 31 Bと各発振器
31C〜31Bの発振周波数を順次分周して各オクター
ブにおける各音名C−Bの周波数を夫々発生する12組
の分周回路32C,32C#、・−・・・−・−32A
#、32Bを有している(便宜上、音名CとBの発振器
31C,31B及び分周回路32C,32Bのみを図示
した)。
これらの発振器31C〜31B及び分周回路32C〜3
2Bによって合鍵の音高に相当する周波数の方形波信号
が夫々発生される。
各分周回路32C〜32Bは縦計接続された複数の要分
周器OD、〜OD4によって構成される。
デジタルゲート部40は合鍵に夫々対応する複数の(全
鍵数だげの)アンド回路40CU1,40CU2゜40
CP2.−−−−−−−−−40BU1.40BU2.
−曲−・40BP2を有している。
また、この実施例では4フイート音4′と8フイート音
8′の夫々を発音可能としたため、更に同数のアンド回
路41CU1,41 CO2,−+−・−・・−41C
P2.・−・・−・−41BU、 、41 BU2.−
・−・−・・・・41BP2を具えている。
図において各アンド回路40CU1〜41BP2の入力
端の接続態様は、各アンド回路40CU□〜41BP2
の入力端に加わっている一本の横線に丸印で交わる縦線
の信号が夫々当該アンド回路に入力されるようになって
いる。
参考のためにアンド回路40CU1と41001とを例
にして通常の表わし方で接続態様を示すと第4図のよう
になる。
各アンド回路40CU、〜41 BP2には4つの入力
が加わる。
すなわち、■当該アンド回路に対応する鍵の周波数に相
当する前記音源発振部30からの方形波信号、■当該鍵
の音名に対応する前記デコーダ23からの音名パルス(
φC〜φBのいづれか1つ)、■当該鍵が所属するオク
ターブ種類を表わす前記デコーダ24からのオクターブ
パルス(φU1〜φP2のいづれか1つ)、■前記鍵盤
回路1において当該鍵が所属するオクターブ種類に相当
する列ラインの出力(OL1〜0L1oのいづれか1つ
)、04人力が各アンド回路40CU、〜41BP2に
夫々加えられる。
例えばアンド回路40CU□の場合、■発振器31Cか
ら4フイートの最高オクターブのC音の周波数信号、■
C音の音名パルスφC1■上鍵盤の第1オクターブU□
のオクターブパルスφU□、■上鍵盤第1オクターブU
□の列ラインOL□出力、が夫々入力される。
またアンド回路41CU1の場合、上記■〜■の入力は
アンド回路40CU、と同じであるが、8フイート音で
ある為■の入力はC音の発振器31Cの出力を士に分周
した周波数が加えられる。
アンド回路40CU1〜41BP2の前記入力条件u〜
■の5ち入力■〜■は絶えず満足されるようになってお
り、前記入力■は鍵の抑圧に応じて満足される。
例えば上鍵盤の第1オクターブU0 のC音の鍵が押圧
されたとすると、鍵盤回路1のキースイッチKC□が閉
成し、同回路10列ラインOL□からはC音の音名パル
スφCが出力される。
出力の生じている列ラインの種類、及びそこに生じてい
る音名パルスの種類によって押圧された鍵が特定される
従って上鍵盤第1オクターブU□のC音の鍵に対応する
アンド回路40CU、(アンド回路41 CUl もそ
うだが、説明の便宜上、4フイート音のみに関して考え
ることにする。
)の列ラインOL□からの入力側に音名パルスφCが加
えられる。
この音名パルスφCはデコーダ23かラモ同アンド回路
40CU□に加えられており、第3図よりもタイムスケ
ールを縮小して表わすと第5図aに示すように発生して
いる。
また第5図すに示すような上鍵盤第1オクターブU0の
オクターブパルスφU7 も同アンド回路40CU□
に加えられており、このオクターブパルスは音名パルス
を各オクターブ別に時間的に振分ける働きをする。
従ってアンド回路40CU、ではオクターブパルスφU
□が発生する毎に1個の音名パルスφCが選択される。
更にアンド回路40CU、には発振器31Cからの上鍵
盤第1オクターブU1 の高さのC音の方形波周波数信
号が第5図Cのように加えられており、この方形波信号
が信号1(能動レベル)となる波形半周期毎に、前記オ
クターブパルスφU□の発生タイミングに合致した音名
パルスφUが第5図dに示すように周期的にアンド回路
40CU□から選択出力される。
主クロックφ□が5 MHz であるとした場合オク
ターブパルスφU0の周波数は5000÷12÷10キ
40 kl(z 程度であり、オクターブパルスφU。
に同期して選択される音名パルスφCの周波1440k
Hz程度となるが、これは可聴周波数以上である。
これに対してC音の方形波周波数が最高で2093Hz
程度としても、半周期の間に約10個程度の音名パルス
φCが図示のように選択出力されることになる。
他のアンド回路40CU2〜41BP2も上記と同様に
動作する。
ここで、各アンド回路40CU。〜41BP2ではオク
ターブパルスφU0〜φP2によって各オクターブ種類
別に音名パルスφC〜φBが時間的にずれて選択される
ようになっているため、全アンド回路40CU□〜41
BP2から選択出力される音名パルスφC〜φBのタイ
ムスロットが一致することはあり得ない。
すなわち、異なる音名に関しては音名パルスφC〜φB
がもともと異なるためタイムスロットが一致することは
ないが、オクターブ種類U□〜P2が異なりかつ同一音
名C−Bである場合は一般にタイムスロットが一致して
しまう。
このようにタイムスロットが一致すると後段でデジタル
回路(オア回路)で合成処理するような場合、どのオク
ターブの音であるかの識別が不可能になってしまう。
例えば1オクターブ音程の違う同一音名の方形波周波数
に応じて音名パルスを夫々選択した後、これらの選択さ
れた音名パルスなオア回路で1本の信号に合成した場合
、両音名パルスのタイムスロットが一致すると低い周波
数の成分しかオア回路から出力されないという不都合が
生じる。
このためこの発明では、オクターブパルスφU□〜φP
2によって各音名パルスφC〜φBを各オクターブ種類
別に時間的にずらして選択するように構成し、各方形波
周波数に応じて周期的に選択される音名パルスφC〜φ
Bのタイムスロットが一致しないようにしたのである。
従って、各アンド回路40CU 。〜41BP2の出力
はオア回路でまとめて少数の出力ラインに複合すること
ができ、デジタルIC部2の出力接続ピン数を少なくす
ることができる。
第2図では、各アンド回路40CU1〜 40BP2,41CU、〜41BP2の出力を鍵盤種類
別にまとめるように構成した。
アンド回路40CU、〜40BP2において上鍵盤U0
〜U4に対応するアンド回路の出力は夫々オア回路42
に入力され、4フイート用の上鍵盤音tJ K 4’が
複合出力される。
またアンド回路40CU、〜40BP2において下鍵盤
L1〜L4に対応するアンド回路の出力は夫々オア回路
44に入力され、4フイート用の下鍵盤者L K 4’
が複合出力される。
アンド回路40CU、〜40BP2においてペダル鍵盤
P□〜P2に対応するアンド回路の出力は夫々オア回路
46に入力され、4フイート用のペダル鍵盤音P K
4’が複合出力される。
また、アンド回路41C01〜418P2におげろ上鍵
盤、下鍵盤あるいはペダル鍵盤に対応する回路の出力も
同様にオア回路43,45,47に夫々加えられ、同オ
ア回路43,45,47から8フイート用の上鍵盤、下
鍵盤、ペダル鍵盤の各複合音U K 8’〜PK8’が
夫々出力される。
なお第2図においてオア回路42〜470入力端の接続
態様はアンド回路40CU□〜41BP2の場合と同じ
手法で図示した。
例えば上鍵盤第1オクターブU0のC音と第2オクター
ブU2 のC音の鍵が同時に押圧されてL・るとすると
、発振器31C及び1分周器OD、かもの方形波周波数
は第6図a、t)のような関係にあるためアンド回路4
0CU□と40CU2からは同図c、dに示すような出
力が生じる。
第6図は第5図よりもタイムスケールを縮小したもので
あるが、選択された音名パルスφCの間隔は第5図に比
例して図示したわけではない。
図からも明らかなように音名パルスφCが間歇的に選択
される周期T1.T2は楽音周波数の周期T1. T2
と一致している。
アンド回路40CU、、40CU2の出力はオア回路4
2に加えられ、同オア回路42からは第6図eに示すよ
うに複合された信号、が出力される。
この複合信号は粗密パルスより成るもので、楽音周波数
信号の振幅レベルが重畳される部分はパルス間隔が密で
あり、重畳されない部分はパルス間隔が粗である。
このように粗密パルス状に複合された信号UK4’〜P
K8’が各オア回路42〜47から出力され、これがデ
ジタルIC部2の出力楽音信号として後段の回路に供給
される。
第7図に示すようにデジタルIC部2の出力複合信号U
K4’−PK8’はクロック除去フィルタ51〜56に
加えられ、高周波数(可聴周波数以上)の音名杓レス成
分が除去されて楽音周波数(方形波周波数)成分だけが
抽出される。
このフィルタ51〜56は例えば非可聴周波数である高
周波数をカットオフ周波数としたローパスフィルタによ
って構成することができる。
前記第6図eに示す複合信号はフィルタ51でクロック
成分が除去され、同図fに示すように密パルス部分のレ
ベルが高く、粗パルス部分のレベルが低い、可聴周波数
信号成分を得る。
この可聴周波数信号成分は第6図a、bの波形をアナグ
ロ的に重畳した波形とほぼ同一であり、実質的に楽音周
波数を重畳合成した波形が得られたことがわかる。
クロック除去フィルタ51〜56の出力は夫々対応する
音色制御用フィルタ61〜66に加えられ、各鍵盤種類
別及び各フィート音4’、8’別に音色制御がなされる
なお抵抗R1,R2またはR3,R4またはR5,R,
を介して各鍵盤別に4フイート音と8フイート音の周波
数レベルが加算されて夫々8フイート用のフィルタ62
,64゜66に入力されるようになっているが、これは
高調波成分を多く含む階段波形を形成するようにしたた
めである。
各音色制御用フィルタ61〜66の出力は夫々音量調節
用抵抗71〜76で別個に音量調節された後、オーディ
オシステム80を介して発音される。
第2図及び第7図の例は、鍵盤種類別に別個に音色、音
量等の調節を行なえるようにしたためデジタルIC部2
において6個のオア回路42〜47を使用し出力接続ピ
ンの数は6個となったが、全鍵盤共通に音色、音量等の
制御を行なうようにすれば出力接続ピンの数は更に少な
くなる。
例えば第8図に示すようにデジタルゲート部40の4フ
イート用のアンド回路40CU、〜40BP2の出力を
すべてオア回路48に入力し、また8フイート用のアン
ド側路41CU1〜41BP2の出力をすべてオア回路
49に入力するように構成すれば、全鍵盤の音が1本の
ラインに複合される。
勿論、4フイートと8フイートの音は異なるラインで複
合されるが、基準の8フイート音のみを発音しうるよう
に構成した場合は完全に単一のオア回路を使用するだけ
でよい。
なお上記実施例においてカウンタ部20はシフトレジス
タ等リングカウンタによって構成することもでき、また
鍵盤回路1のキースイッチ配列あるいは音源発振部30
の構成も図示の例に限定されない。
またデジタルIC部2の後段の処理回路(フィルタ等)
の構成も種々の変更が可能である。
また上記実施例では鍵盤回路1に音名パルスφC〜φB
を入力するようにしたが、オクターブ・勺レスφU1〜
φP2を入力するように構成してもよい。
この場合、オクターブ種類に対応するラインOL□ 〜
0L1oを行ラインとみなし、この行ラインOL。
〜0L1oに夫々対応するオクターブパルスφU1〜φ
U2を各別に入力する。
そして各音名に対応スルラインI L、〜IL1Δ列ラ
インとみなし、この列ライン■L1〜■L12から鍵の
抑圧に応じて出力(オクターブパルス)を導き出すよう
に構成すればよい。
従ってデジタルIC部2におけるアンド回路40CU1
〜41BP2の入力端接続態様も第2図とは異なる。
すなわち、各音名の列ラインIL□〜IL1□の出力は
夫々同一音名に対応するアンド回路40CU、〜41B
P2の一人力となる。
これらの列ラインIL、〜lL12の出力タイミングは
すでにオクターブ種類の区別がなされているため、デコ
ーダ24の出力であるオクターブパルスφU1〜φP2
をアンド回路40CUI〜41BP2に入力する必要が
なくなり、アンド回路40CU□〜40BP2の入力は
音源発振部30かもの信号及びデコーダ部23からの音
名パルスφC〜φB及び鍵盤回路1の列ラインIL。
〜IL、□の出力、の3人力に減らずことができる。
以上説明したようにこの発明によれば、押圧された鍵の
楽音周波数に応じて高速のクロックパルスを周期的に(
間歇的に)選択し選択されたパルスにもとづいて楽音周
波数信号を得るようにしたため、押圧鍵に応じた周波数
信号を選択するための信号処理はすべてデジタル的に行
なうことができるようになり、従って回路のIC化が極
めて容易となり且つ従来のアナログ的な選択処理に比べ
て選択によって得た楽音信号のS/N比がはるかに良好
となるという利点を有する。
また、鍵盤回路に導かれる接続線の数が大幅に減少する
ため、回路をIC化する場合接続ピンの数を少なくする
ことができ、更に完全にデジタルIC化が可能であるか
ら、装置の小型化を促進し製造コストを下げることがで
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の電子楽器の一実施例を示す概略ブロ
ック図、第2図は同実施例の要部を鍵盤回路と関連して
示す詳細ブロック図、第3図は各種ハルスのタイミング
チャート、第4図は第2図のアンド回路の入力端接続能
様な説明する図、第5図は第2図会部の入出力例を示す
タイミングチャート、第6図は第2図及び第7図の関連
部分の入出力例を示すタイミングチャート、第7図は第
1図実施例におけるアナグロ処理系統の一例を示すブロ
ック図、第8図は第2図一部の変更例を示す省略ブロッ
ク図である。 1・・−・・・鍵盤回路、2−・−・・・デジタルIC
部、2〇−・−・・・カウンタ部、30−・・・・・音
源発振部、31C〜31B・−・・・発振器、32C〜
32B・−・−分周回路、OD1〜OD4・・−・・・
子分周器、40・・・・・・デジタルゲー ト部、 4
0CU1〜40BP2.41CU1〜41BP2・・・
−・・アンド回路、42〜49・−・・−オア回路、8
0・・−・・−オーディオシステム。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 11オクターブ内の各音名別に異なるタイムスロットを
    占有する音名パルスを各別に順次発生する装置と、各オ
    クターブ種類別に異なるタイムスロットを占有し、各タ
    イムスロットが前記音名パルスlオクタ−7分の時間幅
    に相当するオクターブパルスを各別に順次発生する装置
    と、各錘のキースイッチを音名及びオクターブ種類に対
    応する複数の行列ラインに配置接続し、各行ラインに対
    して該ラインに対応する前記音名パルスもしくは前記オ
    クターブパルスの一方を入力して鍵の抑圧に応じて列ラ
    インから出力を導き出す鍵盤マトリクス回路と、各錘の
    音高に相当する周波数信号を夫々発生する音源発振部と
    、各錘に対応して設けられ、各錘に対応する前記鍵盤マ
    トリクス回路の前記列ラインからの出力、前記音名パル
    ス、前記オクターブパルス及び前記周波数信号をそれぞ
    れ入力する複数のアンド回路とを具え、前記アンド回路
    の出力にもとづいて楽音波形を得るようにした電子楽器
JP50041022A 1975-04-04 1975-04-04 デンシガツキ Expired JPS5840198B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP50041022A JPS5840198B2 (ja) 1975-04-04 1975-04-04 デンシガツキ
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