DE2707640A1

DE2707640A1 - Anschlag abhaengige steuerung von elektronischen musikinstrumenten

Info

Publication number: DE2707640A1
Application number: DE19772707640
Authority: DE
Inventors: Franz-Heinrich Knuettel
Original assignee: KNUETTEL FRANZ HEINRICH
Current assignee: KNUETTEL FRANZ HEINRICH
Priority date: 1977-02-23
Filing date: 1977-02-23
Publication date: 1978-08-24

Description

Anschlag abhängige Steuerung von elektronischen
Musikinstrumenten.
Die Erfindung bezieht sich auf eine neuartige Anschlag abhängige Steuerung von elektronischen Musikinstrumenten.
Es ist bekannt, elektronische Musikinstrumente zur Klangerzeugung über mechanische Schaltkontakte anzusteuern. Neben der Anfälligkeit für einen Verschleiß hat dieses Prinzip den Nachteil, daß die Lautstärke des erzeugtcn Tones in keiner Weise von dem Anschlag der Finger des Spielers beeinflußt werden kann.
Dieser Mangel an künstlerischer Ausdrucksmöglichkeit soll erfindungsgemäß durch die Verwendung piezokeramischer Sensoren behoben werden. Ihre Funktion beruht auf dem an sich bekannten Prinzip des piezoelektrischen Effektes.
Durch einen Druck auf einen geeigneten Kristall werden Elektronen im Gefüge des Festkörpers senkrecht zur Richtung des Druckvektors verschoben, so daß an den Seitenflächen des Kristalls eine Spannung erzeugt wird, die proportional zur Stärke des Druckes ist.
Die Steilheit des Anstieges der Spannung hängt außerdem noch von der Anstiegsgeschwindigkeit des Druckes ab, der auf den Sensor ausgeübt wird. In Verbindung mit einem elektronischen Musikinstrument läßt sich nach geeigneter Aufbereitung die vom Sensorkristall gelieferte Spannung eine subtile Beeinflussung der vom Instrument erzeugten Töne erreichen.
Der Einsatz des erfindungsgemäßen Sensors soll vorzugsweise bei zwei Typen von elektronischen Instrumenten erfolgen und zwar bei einem elektronischen Schlagzeug und einem elektronischen Tasteninstrument jeweils in Verbindung mit einer Schlagplatte. Das elektronische Schlagzeug besteht aus einer trommelähnlichen Anordnung, die unter der Schlagplatte den Sensor enthält. Das elektronische Tasteninstrument besitzt hingegen unterhalb einer Schlagplatte zwei Sensoren.
In beiden Fällen dienen elektronische Schaltbilder zur Erreichung des gewünschten Effektes.
Zum Prinzip der elektronischen Erzeugung von Schlagzeugtönen ist folgendes zu sagen : Alle diese Töne sind unabhängig von der Art des Klangkörpers g so gibt es gedämpfte Schwingun gen mit einem schnellen Anstieg der Amplitude und eine mehr oder weniger lange Ausklingzeit. Ein Ton mit dem unterschiedlichen Ausschwingverhalten läßt sich auf zweierlei Art erreichen 1. Durch Modulation der Hüllkurve eines durchschwingenden Generators mit einer Spannung, die einen analogen Verlauf aufweist.
2. Durch Anstoßen einer elektronischen Filterschaltung hoher Güte mit der vom Sensor gelieferten Impulsspannung.
Als Filter wird eine Generatorschaltung verwendet.
In der Zeichnung ist der Erfindlmgsgegenstand beispielsweise in verschiedenen Figuren dar estellt. Es zeigt Fig. 1 die schematische Darstellung einer elektronischen Trommel mit dem Sensor, Fig. 2 die schematische Darstellung eines elektronischen Tasteninstrumentes mit zwei Sensoren, Fig. 3 ein Blockschaltbild des elektronischen Schlagzeuges wie es auch für das elektronische Tasteninstrument zur Anwendung kommt, Fig. 4,4a,4b,4c,4d Schaltbilder zu den verschiedenen Anwendungsprinzipien und Fig. 5 das Schaltbild eines spannungsgesteuerten Filtermoduls.
Nach Figur 1 ist a die Schlagzeugplatte, b der Sensor, c die Vergußmasse aus einem elastischen Silikongummi, d ein Metallrohr, e eine harte Vergußmasse und G das Gehäuse.
Nach Figur 2 ist T die Tastatur und b sind zwei piezokeramische Sensoren f ist eine Schlagplatte.
Figur 3 zeigt das Schaltbild eines elektronischen Schlagzeuges.
Nach den Figuren 4,4a,4b,4c,4d dienen die mit 7 bezeichneten Triminpotis zur Kompensation eventueller Offset-Spannung, die mit 8 bezeichneten Pfeile deuten die Druckrichtung auf die Sensoren an.
Nach Figur 4 ist 1 der Anschlußpunkt des Sensors.
Nach Figur 4a kennzeichnet 3 eine Leuchtdiode und 2 einen Fototransistor. Nach Figur 4b ist 4 ein vorgespannter Dehnungsmeßstreifen. Nach Figur 4c ist 5 ein Magnet und nach Figur 4d ist 6 ein mit der Schlagplatte verbundener Schleifer.
Die Anschlag abhängige Steuerung eines elektronischen Perkussionsinstrumentes läßt sich gemäß den Figuren 4 bis 4d durch unterschiedliche Prinzipien verwirklichen.
Nach Figur 4 wird ein Beschleunigungsaufnehmer, der auf geeignete Weise mit einer Schlagplatte verbunden ist, aus seiner Ruhelage ausgelenkt und gibt dabei einen der Anschlagstärke proportionalen Spannungsstoß ab ; oder beim Anschlag wird ein Permanentmagnet einem Hallgenerator auf Halbleiterbasis mehr oder weniger genähert, wobei sich der ändernde magnetische Fluß in der Umgebung des Hallgenerators die Abgabe der Schlagstärke proportionaler Spannungsimpulse bewirkt Figur 4a zeigt ein optoelektronisches Prinzip.
Mit der Schlagplatte ist eine bewegliche Blende verbunden, die beim Snschlag den Lichtweg zwischen einer Lichtquelle und einem Fotoelement kurzzeitig verdunkelt.
Die Darstellung nach Figur 4b beruht auf einem Entdehnungsprinzip. Ein vorgespannter Dehnungsmeßstreifen in einer Spannungsteilerschaltung wird beim Anschlag entdehnt, sein Innenwiderstand wird dadurch geringer, der Spannungsabfall am Meßstreifen wird kleiner und der Differenzverstärker gibt einen kurzen Spannungsstoß ab, dessen Höhe von dem Maß der Entdehnung und somit von der Stärke des Anschlages abhängt.
Die Darstellung gemäß Figur 4c beruht auf dem elektromagnetischen Prinzip. Beim Anschlag taucht ein Magnet in eine Spule und reduziert in ihr eine Spannung, die nach dem Induktionsgesetz von der Geschwindigkeit des Eintauchens abhängt.
Die Darstellung gemäß Figur 4d stellt das Potentiometer-Prinzip dar.
Der Schleifer eines verstellbaren iderstandes ist mit der Anschlagplatte verbunden. Beim Anschlag wird der Schleifer 6 entlang der Widerstandsbahn bewegt g dadurch ändert sich die vom Schleifer abgegriffene Spannung impulsartig. Ein angeschlossener Differenzverstärker verstärkt den Spannungsstoß und lädt den Kondensator im Kontnrgenerator auf.
Gemäß dem Schaltbild Figur 5 ist 9 der Eingang, 9 die Bandbreiten-Einstellung, 10 ist der Hochpaß-Ausgang, II 10 der Bandpaß-Ausgang und 10 der Tiefpaß-Ausgang.
11 sind die Lineareingänge eines Exponentialwandlers und 11 ist der Addiereingang ( exponentiell ). Bei dem III Kompensationsverstärker ist wiederum 10 der Ausgang und 12 sind die Filterausgänge.
L e e r s e i t e

Claims

patentansprüche: 1. Anschlag abhängige Steuerung von elektronischen Biusikinstrumenten, dadurch gekennzeichnet, daß die von piezoelektrischen Sensorenkristallen durch wechselnde Anschläge auf die Schlagplatten eines elektronischen Schlagzeuges bzw.

auf die Tastatur eines elektronischen Musikinstrumentes in Verbindung mit einer entsprechenden elektronischen Schaltung erzeugten Spannungsimpulse eine akustisch günstige wahlweise veränderliche Klangwirkung erzeugen.
2. Anschlag abhängige Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch wechselnde Drücke auf einen piezokeramischen Sensor im Gefüge des Festkörpers senkrecht zur Richtung des Druckes Elektronen verschoben werden, so daß an den Seitenflächen des Kristalls eine Spannung auftritt, die proportional zur Höhe des Druckes ist, wobei die Steilheit des Spannungsanstieges von der Anstiegsgeschwindigkeit des Druckes abhängt, die auf den Sensor ausgeübt wird.
3. Anschlag abhängige Steuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ein und Ausschtingverhalten eines Tones lurch die Modulation eines durchschwingenden Generators mit einer Spannung, die einen analogon Verlauf aufweist, erreicht wird.
4. Anschlag abhängige Steuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ein- und Ausschwingverhalten eines Tones durch das Anstoßen einer elektronischen Filterschaltung hoher Güte mit der vom Sensor gelieferten Impulsspannung erreicht wird.
5. Anschlag abhängige Steuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einer Schlagplatte verbundene Sensor bei Druckeinwirkungen als Beschleunigungsaufnehmer Spannungsimpulse abgibt.
6. Anschlag abhängige Steuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erzeugten Spannungsimpulse des Sensors in Verbindung mit einem optoelektronischen Prinzip übertragen werden.
7. Anschlag abhängige Steuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erzeugten Spannungsimpulse des Sensors in Verbindung mit einem Dehnungsmeßstreifen wirksam sind.
8. Anschlag abhängige Steuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsimpulse nach dem elektromechanischen Prinzip wirksam sind.
9. Anschlag abhängige Steuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erzeugten Spannungsimpulse nach dem Potentiometer-Prinzip wirksam sind.