DE2819269C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Musikinstrument gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Beim Spielen eines elektronischen Klaviers ist ein starkes Solenoid erforderlich, um die "Dämpfungs-" und "Halte-"Spielmechanismen dieses Klaviers zu betätigen. Um von den Solenoiden die erforderliche Kraft zu erhalten, müssen hohe Ströme durch die Solenoide hindurchgeführt werden, woraus sich ein bedeu­ tender Energieverlust ergibt. Während bestimmter Darbietungen müs­ sen die Pedal-Solenoide für lange Zeitabschnitte aktiviert werden, was eine Überhitzung und manchmal ein Verglühen der Solenoide verur­ sacht.

US-PS 39 05 267 beschreibt ein elektronisches Musikinstru­ ment nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Das Instrument ist in ein System eingebaut, das eine Aufzeichnungs-/Wieder­ gabevorrichtung zum Aufzeichnen von spontanen Musikdarbie­ tungen und zum Wiedergeben derselben durch das gleiche In­ strument aufweist. Die bei der Aufzeichnung niedergedrückten Tasten und Pedale werden bei der Wiedergabe durch Spulen niedergedrückt, bei denen die oben beschriebenen Effekte auftreten können.

Die vorliegende Erfindung ist daher darauf gerichtet, den Energieverlust bei der Energieversorgung der Solenoide zu vermeiden und eine einfach aufgebaute und zuverlässig ar­ beitende Schaltung anzugeben, welche eine optimale Ver­ sorgung der Solenoide ohne schädliche Nebenwirkungen er­ möglicht.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Entsprechend der Erfindung wird die volle Spannung an das Solenoid für einen kurzen Zeitab­ schnitt angelegt, der mehr als ausreichend ist, um eine voll­ ständige Arbeitsbewegung zu erlauben. Anschließend wird die angelegte Spannung reduziert. Dies wird durch Auslösung einer Zeitsteuereinrichtung erzielt, wenn das Solenoid angesteuert ist. Wenn die Zeitsteuereinrichtung ausgeschaltet wird, wird das Befehlssignal ein- und ausgeblendet mit einer Wellen- bzw. Schwingungsform, welche in einem Arbeitszyklus eingestellt werden kann, der das Solenoid in Halte-Position hält. Diese Lösung ist wirtschaftlich, da ein vorhandener Oszillator im elektronischen Teil des Systems zum Einblenden der Schwin­ gungsform verwendet und die anderen Komponenten auf der elek­ tronischen Logik-Tafel befestigt werden können.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Darin zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines elektronischen Aufnahme- und Wieder­ gabesystems für Musikinstrumente,

Fig. 2 einen schematischen Schaltplan der Pedalantriebsschaltungen für ein elektronisches Klavier,

Fig. 3 einen schematischen Schaltplan der Energieverringerungs­ schaltung gemäß der Erfindung, und

Fig. 4A bis 4D Darstellungen von Schwingungsformen, welche das Verständnis der vorliegenden Erfindung erleich­ tern.

In Fig. 1 ist die Tastatur eines Klaviers als Tastatur-Datenquelle 10 bezeichnet. Dies könnte irgendein musikalisches Tastatur-Instru­ ment wie z. B. ein Cembalo, ein Glockenspiel, eine Orgel, ein Piano usw. sein. Jeder Ausgang oder jede Schalterbetätigung wird auf Leitungen 11-1 bis 11-N angezeigt, wobei die Anzahl solcher Ausgangsleitungen der Anzahl der abzufühlenden oder abzutastenden oder zu registrie­ renden Tastschalterbetätigungen, z. B. 80 Tasten, entspricht. Die Tastschalter, die Ausdrucksinformationen und die Betätigungen des Halte- und Dämp­ fungspedals werden durch den digitalen Multiplexer 12 einzeln zu einem bestimmten Zeitpunkt und generell aufeinanderfolgend abgeta­ stet. Wenn jedoch keine Vertauschungen in Betracht gezogen werden, ist es nicht erforderlich, daß sie aufeinanderfolgend geprüft wer­ den. Sie können in Gruppen in irgendeiner Weise oder Ordnung abge­ fragt oder abgetastet werden, wobei das einzige Kriterium darin be­ steht, daß die Position des besonderen Schalters und seine Abtast­ zeit in dem gesamten System aufrechterhalten werden. Der Multiplexer 12 wandelt daher die Paralleldaten der Tastschalterbetätigungen in einen Seriendatenstrom auf seiner Ausgangsleitung 13 um. Dieser Seriendatenstrom besteht aus Datenrahmen mit einer Länge von 128 bits und enthält die oben identifizierten Daten gemeinsam mit Syn­ chronisierungsdaten, die von einer Synchronisierungseinrichtung 10 S erzeugt und auf Leitungen 11 S zugeführt werden. Diese Daten werden dann in einem Phasenkodierer 14 kodiert und in einer Bandaufnahme- Wiedergabeeinheit 15 auf einem Magnetband aufgezeichnet. Da die vorliegende Erfindung nur die Solenoide der Dämpfungs- und Halte­ pedale betrifft, werden nur diese im nachfolgenden im einzelnen be­ schrieben. Die Solenoide zur Betätigung einer jeden einzelnen Taste haben die ihnen zugeführte und derart gesteuerte Energie, daß die Intensitäts- oder Ausdruckseffekte bei der Wiedergabe des Klaviers gesteuert werden. Darüber hinaus kann das Band ein Umschnitt von ge­ lochten Papierrollen usw. sein, auf welchen das Ausdruckssignal und die Informationen des Dämpfungspedals und Haltepedals aufgezeichnet sind.

Bei der Wiedergabe wird das Ausgangssignal eines Lesekopfes (nicht gezeigt) über Korrektur- bzw. Ausgleichsnetzwerke und Verstärker geführt, um die digitalen Daten wiederzugewinnen. Diese Daten schließen die Taktdaten ein, welche bei der demultiplexmäßigen Ver­ teilung wiedergewonnen und verwendet werden. Eine Dekodierschaltung 17 dekodiert die auf der Leitung 16 ankommenden Zwei-Phasen-Impuls- oder Pause-Daten und führt diese einem Demultiplexer 18 zu, welcher die Daten auf geeignete Verriegelungssteuerkanäle in den Speicher­ verriegelungsschaltungen 18 L und dann auf die Solenoidbetätigungs­ schaltungen 19 verteilt. Diese Daten schließen die Dämpfungspedal- und Haltepedaldaten zur Steuerung der Pedalschaltungen 19 P ein. Die Zeitwiedergewinnungsschaltungen usw. arbeiten auf bekannte Weise.

Die Schwingungsformen sind in Fig. 4A bis 4D gezeigt und illustrieren die grundsätzlichen Aspekte der vorliegenden Er­ findung. Die Schwingungsform 4 A ist die Steuer- bzw. Einblendschwin­ gungsform vom Oszillator. Ein 50prozentiger Arbeitszyklus ist bei dieser Schwingungsform gezeigt, was bei der vorliegenden Erfindung bedeutet, daß die Schwingungsform für 50 Prozent der Zeit eine Amp­ litude aufweist. Die Schwingungsform 4 B ist das Solenoidsteuersi­ gnal von den Pedalverriegelungsschaltern 18 L und stellt das "Dämp­ fungs-" oder "Halte-"Solenoid-Befehlssignal oder Solenoid-Ein/Aus- Befehlssignal dar. Die Schwingungsform 4 C ist das Ausgangssignal der Zeitsteuereinrichtung und die Schwingungsform 4 D ist das Sole­ noid-Antriebssignal, welches deutlich macht, daß der Anfangsabschnitt des Antriebssignals zu dem Solenoid das Solenoid mit voller Energie versorgt, wohingegen der letzte Teil des Signals deutlich macht, daß die dem Solenoid zugeführte Energie um 50 Prozent reduziert wird aufgrund des 50prozentigen Arbeitszyklus der Schwingungsform 4 A.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, sind die Schaltungen für den Dämpfungs­ pedal-Ein/Aus-Befehlskanal und den Haltepedal-Ein/Aus-Befehlskanal identisch, wobei jeder seine eigene unabhängige Zeitsteuerschaltung hat. Der Oszillator 25 ist jedoch beiden Schaltungen gemeinsam zuge­ ordnet. Es können jedoch auch gesonderte Oszillatoren oder Quellen periodischer Impulse, falls erwünscht, verwendet werden. Das Aus­ gangssignal des Oszillators 25 hat die Schwingungsform 4 A, welche auf der Ausgangsleitung markiert ist. Dieses Ausgangssignal wird über einen Trenninverter 26 jeweils zu den NAND-Gliedern 41 und 42 des Dämpfungspedal- und Haltepedalkanals geführt, wobei dem zweiten Eingang der NAND-Glieder 41 und 42 das Dämpfungspedal-Ein/Aus-Be­ fehlssignal auf Leitung 4 B und das Haltepedal-Ein/Aus-Befehlssignal auf Leitung 4 B′ zugeführt wird (diese Bezeichnungen entsprechen den in Fig. 4B dargestellten Schwingungsformen).

Die Befehlssignale auf den Leitungen 4 B und 4 B′ werden ebenfalls den Triggereingängen der monostabilen Kippgliedschaltungen 43 und 44 zugeführt, welche Zeitsteuerschaltungen R 1, C 1 aufweisen, welche die Zeitabschnitte festsetzen. Ein Kondensator C 2 gemeinsam mit einer Diode D 1 und einem Widerstand R 2 sorgen für eine Spannungs­ spitze an der Vorderflanke des Dämpfungspedal-Ein/Aus-Befehlssignals auf der Leitung 4 B.

Durch Veränderung der Zeitabschnitte der Zeitsteuereinrichtungen 43, 44 kann der Zeitabschnitt für die volle Energie leicht eingestellt werden. Die Frequenz der Schwingungsform des Oszillators 25 ist hoch genug, um ein Pulsieren des Solenoides zu verhindern, z. B. größer als 30 bis 40 Hz. Im vorliegenden Fall werden 200 Impulse pro Sekunde verwendet. Der Arbeitszyklus der Steuer- bzw. Einblend­ schwingungsform kann so eingestellt werden, daß dem Solenoid zwi­ schen 0 und 100 Prozent Energie zugeführt wird, wobei die Zeit der vollen Energiezufuhr durch die wirksam geschalteten Zeitsteuer­ elemente, d. h. den Widerstand R 1 und den Kondensator C 1 mit der Beziehung T = 0,28 × R 1 × C 1 festgelegt ist. Die Zeit der vollen Energiezufuhr ist lang genug, um das Solenoid vollständig hineinzuzie­ hen und beträgt, wie oben angedeutet worden ist, für Halte- und Dämp­ fungspedal-Solenoide, wie sie in herkömmlichen elektrischen Klavieren verwendet werden, ungefähr 140 msec.

Claims (3)

1. Elektronisches, eine Tastatur aufweisendes Musikinstrument mit solenoidbetätigten Dämpfungs- und Haltepedalen, das für jedes Pedal eine Transistorschalteinrichtung zur Steuerung der Spannung, mit welcher das Solenoid versorgt wird, eine Logik-Schalteinrichtung zum Zuführen eines Ein- und Ausschalt­ signals zu jeder Transistorschalteinrichtung, eine Zeit­ steuerschaltung und einen Impulsgenerator mit einer vorbe­ stimmten Impulsfrequenz und Impulsdauer aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Pedal die Logik- Schalteinrichtung (27, 41; 28, 42) Impulse (4 A) zu der Tran­ sistorschalteinrichtung (E 5, E 6) zuführt nach einem Zeitpunkt, der durch die Zeitsteuerschaltung (43, 44) bestimmt wird und zeitlich innerhalb des Ein- und Ausschaltsignals liegt.

2. Musikinstrument nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Ein­ richtung zum Einstellen des Tastverhältnisses der Impulse.

3. Musikinstrument nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Zeit­ glied (R 1, C 1) zur Einstellung der Zeitsteuerschaltung (43, 44).