电子信息装置

本发明涉及一种电子信息装置，特别涉及这样一种装 置，它能被用来帮助显示和计算一组单独整体之间的关系， 并能提供一个特定整体和/或整体间关系的可听或可视重 放。这些整体可以包括字母和/或数字标记，或者包括一组可 听和/或可视的标记或任一个或多个整体的组合。

在本发明的优选实施例中，涉及一种装置，它能被用来 帮助计算音阶的各种形式，并能同时显示所有键的音阶，它 还能提供一个所选择音符或一组音符，或所计算音阶的音符 的一个和弦的可听重放。在美国专利4,134,326的说明书中 已说明了一种能提供音符间关系的可视重放的装置。这种装 置有多个环孔，可旋转地安装在一个轴上。音阶的音名被写 在每个环的周边表面上，这样，当环适当排列时，即确定了音 乐关系。这个已有装置的主要目的是帮助调弦。为了使用这 个装置，用于一个特定和弦的键或调在一个特定环上被选 择，并且其它的环根据弦上的其它音符加以排列，这些环然 后被锁定在一个位置，并且这些环作为一个整体转动，以便 利用一个可移动的视屏读出另一个键的相应类型的和弦。

在英国专利申请2119154A的说明书中，说明了一种有 两个表面的音阶指示器。一个表面是观测面，包括八个相互 分离且重叠在一起的圈。这些圈被分为两组，每组标上一个 或多个音符名。第二个面是翻转面，它有一个窗口，通过该窗 口可以看见在观测面上相应的音符面。

美国专利4,961,362的说明书提供了这样一种装置，它 用于计算和弦和一段乐曲的键构成。这个装置使用一个固定 的轮子，轮子上分为多个含有标记的区段。通过一个窗口可 以看到指定的区段，该窗口位于轮子外的窗罩上。该装置还 包括一个基座，该基座在轮子的径向伸展，带有其它的标记， 这些标记包括和弦的指示。某些和弦指示有特定的颜色。

在欧洲专利申请WO93/25995中，提供了一种音乐教 具，它由多个标记环构成，每个环可以独立地移动，但与其它 的环保持预定的位置关系。每个标记环有多个区段，每个区 段可以独立识别，这样，当这些标记环的区段按照一个预定 的编码系统排列时，这些连续环的相应区段将表示一个非半 音音阶的音名。这些区段可以由一种编码标记，这些编码由 标记环表面上的特定颜色或颜色范围构成。在该发明的一种 改型中，这些区段上的识别特征由雕刻标记形成，这些标记 还包括颜色以指示特定的音阶或音名。

本发明的目的是要提供一种电子装置以帮助计算和显 示信息并示出这些信息之间的关系。

根据本发明的一个方面，一个电子信息装置，包括：多个 标记环，它们中的每一个可独立地活动并维持一种预定的空 间关系，每个标记环具有多个区段，其中每个区段显示表示 半音音阶上一个音名的标记，并且每个区段可通过一个预定 编码系统来识别，使得当标记环的被选区段按照预定编码系 统被排列成区段列时，该排列好的区段将表示音阶的音名， 且每个连续的标记环的相应区段也表示音阶的音名；激励装 置，其中仅区段列中的一个或多个区段可被激励；以及响应 装置，其中可视或可听响应通过区段列中的一个或多个区段 的激励触发。

所述可听响应包括单音的生成，以及由一系列音名的生 成构成的音调程序。

所述可听响应还包括由和弦的生成构成的音调程序。所 述可听响应是由产生的包括一个具有和弦方式操作、程序方 式操作和演奏方式操作的软件程序。

所述的预定编码包括应用于每个区段的特性可触知图 形。

所述电子信息装置还包括一个以上的区段排列。所述装 置的每个标记环包括安装在框架上用于单独旋转的套管，在 框架上提供有使每个标记环与其它标记环保持一预定空间 关系的装置。

所述响应装置产生和弦音以响应区段列中的多个区段， 当多个区段被激励时，它们使激励装置触发响应装置中的和 弦可听响应。

所述区段列是被排列的区段带。

该装置将包括所要求数量的标记环以便能使各种整体 之间的关系得以显示。假如该装置是要用来显示音阶的各种 形式，那么该装置最好包括七个标记环，但环的数目也可以 根据所显示的音阶类型而变化。除了标记环之外，有助于确 定音阶的这种装置还包括一个或多个显示音符时值的环，特 别是显示全分音符，二分音符、四分音符、八分音符、十六分 音符、三十二分音符等的环。这些环也可以在同一环或其它 环上显示相应的剩余值，即全分音符剩余值、二分音符剩余 值、四分音符剩余值、八分音符剩余值、十六分音符剩余值和 三十二分音符剩余值等。也可采用一些手段，以所要的速度 击打某些区段以编写节奏。

在本发明的一个改型中，该装置还包括一个标记环，它 可以显示和弦音色，诸如六度，七度，九度，135三和弦、351 三和弦、513三和弦，音程以及上述相反的三和弦。

在本发明的另一个改型中，该装置可包括一个能够存贮 所选择信息的存贮器，该所选择信息用于直接由该装置或通 过另一媒体例如计算机处理器在以后重放。

在本发明的又一个改型中，该装置可包括产生连续重复 脉冲的装置，该连续重复脉冲能够被作为可听信号重放，从 而达到一个节拍器的作用。这样的改型最好包括在一个预定 范围内在连续脉冲之间改变延迟的装置。在此改型的一个变 化中，所述节拍器还能够起着一个时间控制器的作用，用于 所有被存的乐曲和所有操作模式的速度的时间控制。

最好每个标记环与每个邻接标记环是同轴的，并且每个 环被独立地安装在一个园柱形框架上。

该编码系统最好包括一系列预定颜色。

最好每个标记环彼此是相互同轴的，安装在一个可以具 有碟形、锥形或圆筒形，或者其它形状的框架上，该框架能够 显示和维持每个标记环处在与其余的标记环正确的空间关 系上。

该编码系统最好是这样一种系统，即在存取信息时它将 同时激励多种感觉。

现在通过参考附图将描述本发明的一个优选形式。

图1是所述装置的一个优选形式的示图。

图2是图1所示装置的一个剖视图。

图3是一种操作图1所示装置的电路的框图。

图4是适于例如图1所示装置使用的一种软件程序的 初始状态的简化流程图。

图5是一个方式测试程序的软件流程图。

图6是一个顺序演奏方式程序的软件流程图。

图7是一个和弦演奏方式程序的软件流程图。

图8和8(续)是一个演奏方式程序的软件流程图。

图9是一个转换阅读程序的软件流程图。

参考附图特别是图1，该装置包括一个框架20，其上安 装有多个标记环23a，23b，23c，23d，23e，23f和23g。如该图 所示，使用了七个标记环。当该装置演示一个音阶时，这是要 被使用的标记环的最佳个数。也可以改变标记环的数量。

所述框架的一种形式包括多个圆柱形套管20a，套管的 数量与标记环的数量相对应。每个套管20a包括一个外部环 状台阶20b和一个内部环状台阶20c，以便通过一个套管的 外部环状台阶与邻接套管的内部环状台阶的啮合，逐个套管 能够被同轴地叠放并被保持在这种叠放状态下。每个套管 20还包括一个从该套管径向地突出并形成一个环状垫片形 部件的环状凸缘20d。正如从图2所能看到的，每个标记环 23a～23g包括一个套管，它们内径是超过各个套管20a的外 周围的一个净配合，以便标记环能够在套管上自由地转动。 在其被装配的情况下，套管20a被适当地夹持在一起，以构 成框架20a的主要部分，并且在这样一种情况下，每个标记 环将在其各自套管上自由地转动和可以独立于其余标记环 转动。

每个标记环23a～23g的圆周面被分成若干区段28。每 个区段显示一个特定的标记。根据该装置的形式，区段的数 量将变化，以便使每个标记环能够包括要被显示信息的全部 或部分。例如，如果该装置将被用作演示音阶，那么该标记环 将包括14个区段28，并且每个区段上的标记将表示该半音 阶的一个音名。

每个区段28显示一个可视和/或可触知的编码。在一个 优选的形式中，该编码可以由一个特定的区别颜色构成，该 颜色最好是取自彩虹色。该颜色最好是光谱中的七色，但这 并不是必需的。必需的是这些编码被选择以识别要被显示信 息的各个整体。例如，如果该装置将被用来演示音阶，则各音 阶和音名被指定为特定的颜色，这些特定颜色将确定音名变 化方式之间的内在关系。根据所采用编码的形式，在区段内 编码可以包括边框，或者区段的其余部分包括相同或不同编 码的区段中包括边框，并且表示特定音名的字符可以包括反 衬色，中间色，无色或各种彩色和/或一个中间色和或无色的 一个组合。在另一个形式中，该区段可以全部由彩色构成，其 中表示特定音名的字符可以包括反衬色、中间色或无色或各 种彩色和/或无色的一种组合。

在本发明的另一种形式中，每个区段能够通过除了彩色 的组合以外的手段来识别。编码的其它形式的典型例子是色 灯的使用，这样各区段结合了一种图形即发光的图形。在又 一种形式中，编码可以包括诸如在Brille系统中使用的圆点 图形的例子。在进一步的一种形式中，标识手段可以是一系 列的数字，这些数字可以按照预定的编码系统被单独地编 码，以表示标记。

形成每个区段28，这样它可以被触发以产生一个与该 区段上所显示的字符相对应的可视或可听响应，可以使用激 励或触发该响应的各种方法，例如通过使用键的按压铵钮、 触摸传感表面的形式，和现有技术中公知的类似装置或方 法。

在一个最佳形式中，每个区段28被形成一个键，该键是 一个按钮开关，以便当按压该区段时，该开关将能够实现电 接触，以使得能够触发可听或可视响应。

在图1所示实施例中，其中该装置适于演示音阶的各种 音名之间的关系，标记环已被旋转到这样的一个位置。即在 此位置包括D大调音阶的音名以与该装置的纵轴平行的一 行被显示出。在这个音阶中的每个区段包括相同的彩虹光谱 色。

图2示出了一种特别适合图1中所示装置的一种按钮 键结构的构成。如该图所示，区段28包括键29，它适于由本 领域公知的塑料材料或类似材料构成。键29呈一种按钮的 形状并被嵌入在标记环23a上形成的一个凹槽30中，该凹 槽30被做成使键29能在其内径向地受限活动。这种活动是 通过一个自该凹槽的底板30a突出的销32的配合获得的， 以便在该凹槽30内基本径向地突出。键29被提供有一个适 当的阻挡孔(图中未示出)，所述的销突入该阻挡孔，这样键 29可以在该销32上往复活动。提供一个适当弹性装置，诸 如围绕销32设置并处于受压状态的弹簧33，这样键29将 被迫使朝向其置大限度径向向外的位置。

键29还可以包括一个环状突缘29a，它将与自凹槽30 的壁向内径向突出的凸起部30b相触，以限制该键的向外移 动。

还提供一些装置(在该图中未示出)，以便当键29被按 压时，这些装置构成一个电开关，该开关能够触发一个软件 程序以产生相应于所选区段和所选方式的可听和/或可视响 应。

可以使用各种形式的能够构成电开关以触发或激励一 个音调或多个音调的键，图2所示结构仅给出了本发明可以 使用的多种不同方法中的一种。所必需的是通过按压或触摸 所述区段，与该区段表面上的标记相对应的可听或可视响应 的产生将被触发。结果，该键能够作为如本领域公知电气/机 械开关或部分电气/电子或纯电子开关操作。

该装置最好但不是必须的还可以包括一些附加特征，诸 如以标号40表示的一个on/off电源开关，一个以标号41表 示的方式选择开关，一个以标号42表示的信号音量控制和 一个以标号43显示的音频或射频输出插座。该装置最好还 包括一个指示灯45，它可以被适当地连接到电路上，以便如 将在下面描述的当一系列区段被准确地排列时，该指示灯将 会发光。

最好还提供一个读数指示器50，以给出逐个标记环上 各区段必须被排列方式的可视指示，以产生所需的结果。当 各标记环上的所有区段在该读数指示器50之间被准确地排 列时，此时它们占据并形成了一个区段列，并且每个区段此 时可以被作为一个启动开关操作。在本发明的一个改型中和 为了特定目的，该装置可以被如此构造以便能够使用一个以 上的区段列。也可以考虑使这种区段列加宽，并被包含在一 个盒中。

下面说明当该装置适于演示音阶的音调时，用于在标记 环上标记字符的优选方案中的一种。

从标记环23a上标号60的字符开始，它代表音名60，并 且绕标记环从左至右转动，C大调音阶(C，D，E，F，G，A，B) 的每个全音阶的音名按光谱中彩色的顺序被赋予一个光谱 色。因而，包含字符C的区段呈红色，包含字符D的区段呈 橙色，包含字符E的区段呈黄色，包含字符F的区段呈绿色， 包含字符G的区段呈兰色，包含字符A的区段呈靛青色，而 包含字符B的区段呈紫色。这种编码形式将启动一个将能使 使用者识别任何大调音阶中的音调的编码系统，而无需任何 预先的乐理知识。当所有橙色区段被垂直排列时，该装置将 展示D大调音阶中所有的音调。

当仍沿标记环23a水平转动时，落在C音阶的全音阶音 调(即一个大调音阶的第一或主调的音调)之间的和弦音接 收一个中间色。例如，标记环上的Eb会呈现一种黄色的降半 音，能使其被识别为处于其自己右侧的一个音阶，而且还表 明它是比随后的音调E降半音的可视和可听音。

在四分音程等值的大调音阶的情况下，即在音调上是相 同的，但能够写成两种不同的形式(如C#&Db)的音阶，采 用两种中间色，即C#被赋于鲜红色，而Db被赋于淡橙色。

在该装置上具有三个四分音程大调音阶，它们是B大调 音阶也被称为Cb大调音阶，C#大调音阶也被称为Db大调音 阶，和F#大调音阶也被称为Gb大调音阶。

在该标记环上中没有彩色但呈白色的三角形区段61中 呈现的其它音名是A#，D#和G#。这些音名没被赋于彩色是 因为它们不构成一个被认可的大调音阶的主调或基调。

大调音阶必须总是遵循字母排列顺序，以便在四分音程 音名出现在一个音阶中的情形，该以正确字母排列顺序的音 名是被着色与该音阶匹配的音名。例如，在F大调音阶中，Bb 呈绿色，而其四分音程等值。A#为白色，表示Bb是该音阶中 音名的正确名称。

在一个可替换的形式中，A#能够呈现为明黄色，这仍然 表示它不是F大调音阶的正确音名，而仍然表示在所有方面 即从光谱色彩上、字母排列顺序以及最后的听觉上它比恰好 在音F左边的音A高。这一可替换形式能被用于当前显示 在附图所示装置上白色三角区段中的所有四分音程音。

所述装置上的三角区段是极其相关的。使用四分音程等 值C#/Db作为例子，显示上部的三角区段含有C#，这表示在 所有方面它都比在前的C高，不仅是在字母排列顺序上，而 且在光谱色彩和在目前所描述的这种装置的听觉上。从而其 四分音程等值Db呈现在下部的三角区段，表示在所有方面 它比随后的D低。这对于进一步音乐知识的获取则变得更 加有意义，即该装置可以帮助使用者区别那些被认为是降半 音的音阶(加入了降半音音调的音阶)和升半音的音阶(那些 加入了升半音音调的音阶)。

通过使用标记环连同一个预编码系统，有可能提供一种 装置，该装置将保持对称的形式，并且所述编码系统将保持 由使用者使用的利用度，因为通过该编码系统使用者将能够 快速地识别各整体的关系。

在本发明的另一种形式中，该编码系统包括一个可触知 系统，它对视力受损的使用者有着特别的好处。一个这样的 系统是使用了如Braille方法所使用的圆点图形。当所述装置 适于演示一个音阶的音调的关系时，一个触知系统的例子是 通过使用C大调音阶，如其垂直呈现的，音CDEFGAB会收 到它们相应的按照Braille系统的Braille字符。包括每个区 段，最好有一个表示其音是全音阶的音阶的额外Braill字 符。例如，标记环23b上的含有音D的区段会包含用于音D 的Braille符号和用于表示字母C的一个略小的Braille符号， 表示它是属于C大调音阶的全音阶音D。因而，就彩色编码 系统来说，相同的逻辑能被用于对该系统下的编码。

当on/off开关40移到其on(打开)的位置，所述装置被 通电时，该系统经历一个初始阶段然后进入一个闭置状态。 该初始阶段将构造一个与模拟接口通信的端口，用于激励可 视或可听响应，和用于装入被用来转换各值成为音调信息的 表。而在其闲置状态中，一个闲置环路在预定时间间隔对方 式选样开关取样和对各有效开关取样。

如果方式选择开关41表示一个演奏方式，则程序立即 分支到该演奏方式，而与该有效开关的状态无关。

如果该方式开关不是处在演奏方式，则各有效开关被读 取。当某个有效开关的一个键被压下时，软件则分支到如由 方式选择开关41确定的适当的和弦或程序方式。

当该装置被作成用于演示音阶的各音调的关系时，使用 三种操作方式，它们分别是和弦，程序和演奏方式。

在和弦方式中，标记环23a，23c和23e上所选的音名被 选为演奏一个三和弦序列。这些音名首先按顺序每个被演奏 大约一秒钟，然后三个音名被一起演奏大约一秒钟。发出这 些音名的时间长度最好是一秒钟，但是，正如本领域技术人 员将会理解的，该时间长度是可以改变的。

三和弦序列中发声的音是从由标记环23a限定的发声 八度音内的音构成的，这就是说，如果标记环23a上显示字 符C的键被按下，被演奏的其它两个音将处在属于相邻更 高的B的区域C中。该三和弦序列的演奏是通过按压含有 所需字符的标记环上的键(且当该键处在区段列上时)未启 动的。这导致标记环23a，23c和23e将被读取。程序此时分 支到和弦演奏程序以演奏三和弦序列。当结束时，该程序返 回到空闲程序，它检查方式选择开关，和然后检查是否任何 有效开关已被压下。该软件能够适于演奏三个音以上的和 弦。

程序方式是一种有效的音阶和调式演奏方式。从一个基 础音开始，在本例中该基础音是标记环23a上在有效开关上 显示的字符，该装置将以区段列上递降的顺序演奏各音，以 按升高的顺序提供一系列音名。被演奏的音名由在标记环 23b至23g的其余部分的区段列上的音名的顺序确定。

该方式的目的是为演奏从标记环23a上有效开关开始 的形成基础音的音阶。因此，可演奏的音是在标记环23a开 始的八度音。为了完成一个音阶，第8个音是取自由标记环 23a上有效开关所选的音，但被演奏成一个高八度的高音。

在程序方式中并利用C大调作为例子，通过按压标记 环23a上的音C，该装置将演奏C爱奥尼亚调式即C大调音 阶。如果被按下的第一个音是标记环23b上的字符D，该装 置将演奏D多利安调式并转到D一个高八度的高音。因此， 根据哪个有效键被第一个压下，该装置将演奏爱奥尼亚至 Locrian的所有调式。

该程序方式是通过方式选择开关41的适当选择来启 动。各标记环被间隔地旋转，这样使将要被演奏的音所有都 排列在区段列上。当环23a的有效开关被按下时，程序演奏 开始。在此时刻所有七个标记环的有效开关都被扫描。然后 软件分支到程序演奏状态并且按顺序演奏标记环上有效开 关选择的七个音各一秒钟，然后演奏第八个音一秒钟。在该 程序的结尾，程序返回到空闲状态，在该状态它检查方式选 择开关41，并且还检查是否任何标记环上的任何有效开关 已被压下。

无论何时当一个程序在被演奏时，任何标记环都能够被 旋转的形成一个新程序。无论经何时当标记环23a上的有效 开关被按下时，该新程序将被演奏。

无论何时当在演奏一个音阶式调式时，任何标记环都能 被旋转，以把不同的字符形成区段列上的一列，从而形成一 个新程序。当标记环23a上的有效开关被压下时，该新程序 将被演奏。

在演奏方式中，该装置起着一个键盘的作用。无论何时 当任何有效开关被按下时，将发出一个音，其长度等于按压 该开关的长度。可以立即按压一个以上的有效开关，以允许 能够演奏和弦。通过移动方式选择开关41到演奏方式选择 该演奏方式。然而在做这些之前，所有标记环必须被适当地 排列。

当所有有效开关在区段列上被适当地排列时，指示灯 45将发光。在本发明的一个改型中，还可以提供装置，从而 当所有开关在区段列上已被适当排列时通过提供展示触感 指示装置能够简化区段列中各开关的排列。这样的触感指示 装置可以由本领域技术人员清楚的任何适合的机械或电子/ 机械装置的构成。

当该演奏方式被选定且假设所有的有效开关都适当地 在区段列上被排列时，所有七个标记环位置都被读取。标记 环23a上的有效开关被作为一个升高的八度音的基础音。其 它六个标记环其音高被定在八度音之内，即任何在音高上低 于基础音的音被自动地升高一个八度。被按下的任何有效开 关此时将发出处在该八度音内的一个音的声音。

为了增加可演奏的音高区域，任何标记环23b至23g可 被旋转，以升高或降低所演奏的音高到由标记环23a选择的 八度音的任一侧两个八度音的区域内。可获得的可听区域将 取决于再生各频率的硬件的能力。因此，根据所用的硬件可 实现较大的八度音跨度。

如果标记环23a被旋转到一个新位置，则演奏方式可以 通过移动方式选择开关41到两种方式中的任何一个然后回 到演奏方式而被重新选择。这使得程序能在新读取所有的标 记环位置根据该标记环23a上的有效开关构成一个新的八 度音。无论何时当一个音没发出声响时，演奏方式检查方式 选择开关41的位置，如果它已被选择，将变到新的方式。

图5至图9的流程图给出了用于本装置特定实施软件 的操作的详细描述，并且现在将对标记环上有效开关的相对 位置的读取进行描述。

每个标记环编入一个特定位置索引，每个位置与一个特 性可听或可视整体相对应。为了使该系统能够工作，必须确 定每个标记环的特定索引位置。为了做到这些，四个开关被 如此连接到每个标记环，使它们形成一个二进制编码开关闭 合的特性模式，每种模式对应着该开关的一个特定索引位 置。在该实施过程中，一个开关闭合相应着一个逻辑1。

在本特定实施例中所用的开关模式如下

A＝0000      (0)

A#＝0001     (1)

B＝0010      (2)

C＝0011      (3)

C#＝0100     (4)

D＝0101      (5)

D#＝0110     (6)

E＝0111      (7)

F＝1000      (8)

F#＝1001     (9)

G＝1010      (10)

G#＝1011     (11)

为了检测区段列上任何开关的操作，每个标记环在沿区 段列设置的键下面有一个按钮开关。这些开关中的每一个都 是处理器的一个输入。

还提供一个电制动机构。每个标记环有一个将指示其是 恰好处于其制动位置的开关。这些开关以串联方式被导线连 接到指示灯45，当标记环被适当地设置时，该指示灯将发 光。当使用演奏方式时这个特征是重要的，因为直到每个标 记环被适当地设置时，才能进入该方式。

当由方式选择开关41选择了和弦方式时，软件保持在 其空闲环路直到任何有效开关被按下为止。此时该程序分支 到“和弦”方式程序。

第一个操作是读取标记环上的所有有效开关。每个开关 的值被转换成一个音高值。这些音高值被存贮在一个音调表 中，每个音高值是对于每个可能演奏的音需要发出一个特定 音高的音的相位增量值。该音调表包括演奏处在A＝110Hz 至A＝880Hz区域的音的音高值。

从标记环23a上的有效开关开始，其值被读取并加上 24。这是因为在和弦方式中所使用的基本八度音在A＝ 220Hz开始。它是音调表中的第24项。接着继续其它有效开 关，如果被读取的开关值大于标记环23a上有效开关的值， 则读取的开关值加上12。如果读取的开关值小于标记环23a 上有效开关的值，则读取的开关值加上24，使音高升高一个 八度。这些相位增量值以一个矩阵的形式被存贮，以便以后 当音被发声时使用。该矩阵中的每个值对应着一个标记环。

为了发出一个音或多个音的声音，该和弦方式程序发布 一个属于该程序的命令表，以产生可听或可视响应。在被构 造的装置用于演示音阶的音的关系的情况下，这些命令包括 一个被用于设定音高的相位增量值和一个开始/持续/衰减 持续值。

在和弦方式中所述命令如下：

演奏与标记环23a上有效开关对应的音。开始并持续1 秒钟。衰减30毫秒。

演奏与标记环23c上有效开关对应的音。开始并持续1 秒钟。衰减30毫秒。

演奏与标记环23e上有效开关对应的音。开始并持续1 秒钟。衰减30毫秒。

演奏与标记环23a、23c和23e上有效开关对应的组合 音。开始并持续1秒钟。衰减30毫秒。

在这四种操作的结尾，软件返回到其闲置状态。

操作中，除了与所有七个标记环上的有效开关对应的音 以一秒的间隔被顺序演奏外，程序方式与和弦方式基本上相 同。第八个音被演奏1秒钟，但一个八度音比基本音要高。

当方式选择开关被移到其单独的演奏方式位置时，进入 所述的演奏方式。软件保留在一个循环中直到所有的开关被 适当地制动，并且在该阶段，所有有效开关的值都被读取以 便根据标记环23a上的有效开关的值形成一个递降八度音 内的音值表。

这时持续地监视各有效开关值到一个有效开关的键被 压下为止。当任何标记环23b至23g被旋转时，其新的音高 状态被存贮。如果有效开关的任何键被按压，则与这些有效 开关对应的音就被演奏。当一个键或多个键被按压时，以38 毫秒的间隔对这些键取样。对于处在八度音窄带中的每个 键，每38毫秒间隔之间存在四种演奏情况。

1.  键刚刚被按下。说明音发声程序开始并保持该音38 毫秒。

2.  键刚刚被释放。说明音发声程序衰减，使该音至零音 量并保持。

3.  在预先取样以后键仍被按下。发声程序以全音量持 续这个音38毫秒。

4.  在预先取样以后键仍被释放。发声以零音量持续这 个音38毫秒。

一旦已进入演奏方式，该方式将被持续直到方式选择开 关被移动为止。

每个音通过数字方式产生。通过将波形的数字取样按取 样音提供给一个数字/模拟转换器来形成各个音。对于本装 置，使用每秒8000样本的取样速率。假设以高于将被发声的 音的最高频率成份两倍的速率提供取样，则根据这些取样将 可实现适当的重建。为了产生各个取样，使用了一种“相位提 前”技术。

作为例子，为了生成具有500Hz基本频率的一个声音， 每个取样将被下式表示成一种相位提前：

为了产生特定音的音色，要存贮或计算所需波形类型的 整个周期。每个新的取样相位是通过把相位增量与预先的相 位值相加权2π获得的。根据新相位值，取样值能够通过查表 或计算获得。为了防止不需要相位起伏，该相位值精确到16 比特。于是，如果使用查表，内插法是必要的。最好(但不是 必须)，该装置使用直接从相位值计算的三角波。

为了在开始和衰减的同时产生复调声音，要计算每个音 的取样值。然后，每个取样值都与该音的一个包络值相乘。最 后，这些结果被加在一起以形成取样值。

包络控制：包络控制功能向任何被演奏的音提供开始、 持续和衰减。该包络产生一个音取样值，它与相关的音取样 值相乘以设定音的音量。

在升高相位期间，音的幅度线性地增加超过256取样。

在衰减相位期间，音的幅度线性地减小超过256个取 样。

对于持续功能，在整个的持续功能被要求的持续时间 内，音的幅度被保持在0或最大的幅度上。在演奏方式中，每 300个取样周期对区段列取样一次，以确定各音是否应该处 在升高、持续或衰减相位中。

在升高和衰减期间，幅度被递增或递减一个256取样周 期，然而自动被持续直到300个取样周期为止，于是有效开 关被再次取样。

在程序和和弦方式中，升高/衰减功能工作300个取样 周期。然而持续被维持8000个取样周期(1秒)。在这两个方 式中，区段列被取样直到一个有效键被按下为止。自这时起 所有演奏被自动地执行而无需对区段列进行扫描，直到该序 列音已被演奏为止。

在本发明的一个改型中，当本装置被做成用作一个音乐 教具时，它可以包括一个节拍器装置，以一个单音的断奏脉 冲的形式，或以有调性或无调性的组合音的一个脉冲串的形 式，以及白噪声或其它所需可听信号的形式产生一种重复可 听的节拍。该可听节拍可以通过一个可视信号增音，例如一 个发光二极管或类似器件。可以通过本领域公知的任何已知 电子或电气—机械装置产生脉冲，并且最好提供能够按要求 改变该节拍速度的装置。

虽然以上描述了以最佳形式被用作音乐教具的本装置 的特定形状和结构，但可以理解，利用具有多个如所述的标 记环的装置的规则和原理，可以作出各种应用变化。此外，可 以改变其外形，尺寸和结构。例如：该装置可以是锥形或桶 形，它可以包括多个同轴的环。本领域的技术人员不难看出， 该装置的特定形状和结构能够被改变，修改或放大以适合特 定的要求。

以上描述了本发明的最佳形式，可以理解本发明的范围 并不限于所述的特定形式，对于最终理解本发明原理和规则 的本领域技术人员来说，可以对本发明的最佳形式作出修 改，改进和改变。因此，这里公开的专利的保护范围并不受特 定实施例的限制，而且仅由所附权利要求书限定的本发明的 范围给予限制。