DE3007156C2

DE3007156C2 - Verfahren zum Erfassen der Tastenbetätigung bei einem Musikinstrument und Anordnung zu seiner Durchführung

Info

Publication number: DE3007156C2
Application number: DE3007156A
Authority: DE
Inventors: Werner Ing.(grad.) 7218 Trosingen Weiss
Original assignee: MATTH HOHNER AG 7218 TROSSINGEN DE
Current assignee: MATTH HOHNER AG 7218 TROSSINGEN DE
Priority date: 1980-02-26
Filing date: 1980-02-26
Publication date: 1985-01-24
Also published as: DE3007156A1; IT1132954B; IT8024677A0

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen der Tastenbetätigung bei einem Musikinstrument und zum Übertragen entsprechender Signale im Zeitmultiplex mit nachfolgender Abspeicherung zu durch die Signale ansteuerbaren elektronischen Begleitinstrumenten, nämlich Ton- und Rhythmusgeneratoren, sowie Anordnungen, mittels denen das Verfahren durchführbar ist.

Ein gattungsgleiches Verfahren ist bereits in der DE-OS 28 37 114, deren Inhalt als Stand der Technik gilt, offenbart: die Übertragung von Tastenpositionssignalen von einem Tastenfeld zu weiteren Bestandteilen einer elektronischen Orgel im Multiplex, um Verdrahtungsaufwand einzusparen, ist auch aus der US-PS 41 14 495 und der US-PS 41 41 268 bekannt

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung dahingehend zu

ίο verbessern, die Menge an Daten, die zu übertragen und zu verarbeiten sind, zu verringern, wobei zugleich die Empfindlichkeit gegenüber Störsignaien verringert wird.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche definieren zweckmäßige Ausgestaltungen des Verfahrens bzw. zu seiner Durchführung bestimmte und geeignete Anordnungen.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Erfassung von Tas^enbeiäiigungen miueis berührungsioser Wandler an sich bekannt ist. So offenbart die DE-OS 26 41 432 zusätzlich zu der üblichen Anschlagerkennungsschaltung, die mit öffnenden oder schließenden Kontakten arbeitet (vgl. den eingangs erörterten Stand der Technik) eine mit einem opto-elektrischen Wandler bestückte Schaltung, die auf seitliche Auslenkungen einer bereits gedrückten Taste ansprechen soll. Unterschiedliche Ausführungsformen solcher Wandler und ihre Anordnung in einem Keyboard sind in der US-PS 39 79 990 offenbart.

Abweichend von der Lehre der vorgenannten und diskutierten Druckschriften zielt die Erfindung nicht auf die Erfassung von Absolutwerten des Analogsignals, der

J5 repräsentativ wäre für die jeweilige Tastenposition, ab, sondern es wird die Geschwindigkeit des Tastenanschlags erfaßt, nämlich als die Größe der Amplitudendifferenz des Wandlerausgangssignalt bei zwei aufeinanderfolgenden Multiplcx-Zyklcn, die bei fester Multiplexfrequenz der Tastenbetätigungsgeschwindigkeii proportional ist. Da Störgrößen, die das Wandlerausgangssignal beeinflussen (etwa Fremdlicht bei optoelektrischen Wandlern), sich im normalen Spielbetrieb nur sehr langsam ändern, kann man den Verglcichs-Schwellwert entsprechend bemessen. Damit ist der Störgrößeneinfluß verringert, und Daten brauchen nur dann zu den Begleitinstrumenten übertragen zu werden, wenn deren Verwertung geboten ist, das heißt, wenn eben der Schwellenpegel überschritten wird. Um welehe Begleitinstrumente es sich dabei handeln kann, ist im einzelnen der das galtungsgleiche Verfahren betreffenden Druckschrift entnehmbar.

In den F i g. 1 bis 3 ist eine erste und in F i g. 4 ist eine zweite Ausführungsform von Anordnungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt: sie werden nachfolgend im einzelnen erläutert.

!n Fig. 1 sind die Signalgeber 1 (T₀) bis 2 (T_n), die Funktionsschalter-Signalgeber 3,4 und der als Signalgeber 5 ausgebildete Analogregler, z. B. für Lautstarke, Stimmung o. dgl., wovon die Signalgeber 3 bis 5 an eine nicht gezeichnete Spannungsquellc (u) angeschlossen sind, an die Eingänge, z. B. 6, 7 eines Analog-Multiplcxers 8 angelegt, der am Signalausgang 9 Analogsignale entsprechend dem Hub desjenigen zu den Signalgebern

h5 1 bis 5 gehörenden Bclätigungsorgans liefert, das durch das Adreß-Binärwort am Adreßeingang 10 durchgcschaltet ist. Das Adrcß-Binärwort wird durch die beiden hintereinander geschalteten Binärzählcr 11,12 geliefert.

von denen derjenige 11 ausgangsseitig an den Adreßeingang 10 des Analog-Multiplexers 8 angeschlossen ist und deren anderer 12 eingangsseitig durch das auf der Leitung 13 vom gesteuerten Teil her ankommende Taktsignal laufend fortgeschaltet wird.

Nach jedem Durchlauf (Zyklus) des Zählers 12, beispielsweise mit 8 oder 16 Binärstellen liefert dieser ein Auslösesignal an seinem Steuerausgang 14 über die Leitung 15 an den Zählereingang 16 des zweiten Zählers 11, so daß dieser je Taktgruppe des ersten Zählers 12 um eine Binärstelle fortgeschaltet wird. Das Analogsignal am Signalausgang 9 wird durch den Analog-Digital-Wandler 17 gemäß seiner Größe in ein Binärwort am Ausgang 18 umgewandelt das Daten darstellt und von Taktgruppe zu Taktgruppe in das Schieberegister 19 über die Leitung 20 eingespeichert wird. Das Adreß-Binärwort am Adreßeingang 10 gelangt über die Leitung 21 in das Schieberegister 22 zur Speicherung in diesem. Der Inhalt des Schieberegisters 22 wird über die Leitung 23 — Binärstelle nach Binärstelle — in die Polaritste«uon/4j0r_Raitcrrsinng OA uni^elHOCP indem diese durch die Taktimpulse auf der Leitung 13 üb':r die Leitung 25 gesteuert wird und entsprechend die Inhalte dieser Binärstellen auf die Ausgangsleitung abgibt.

Die Schieberegister 19, 22 sind an weiteren Eingängen 27,28 über die Leitung 29 von dem am Ausgang 30 des ersten Zählers 12 auftretenden Zählerzyklusende-Signal (STROBE) beaufschlagt, in Folge dessen der Inhalt des Schieberegisters 19 in das Schieberegister 22 umgeladen wird und wie vorher das Adreß-Binärwort nunmehr das Daten-Binärwort, gesteuert über die Leitung 25 von den Taktsignalen (Leitung 13) aus dem Schieberegister 22 über die Polaritätswandler-Baugruppe 24 — wobei im Falle dieser Daten-Binärworte die Polarität der Binärstellen umgekehrt wird — wiederum Binärstelle für Binärstelle — auf der Leitung 26 ausgegeben.

In Fig.2, worin die zu der Übertragungseinrichtung gehörenden, im gesteuerten Teil eingebauten Baugruppen wiedergegeben sind, ist der Taktgenerator 51 enthalten, der über die Leitung 52 ein Taktsignal ausgibt, das über die Leitung 53 auf den Übertragungskanal an den Steuerteil weitergegeben wird. Über die Leitung 54 kommen die Inhalte der Binärstellen nacheinander abwechselnd für die Adreß- und die Daten-Binärworte an, die über die Leitungen 55 am Eingang der Erkennungsschaltungs-Baugruppe 56 und über die Leitungen 57,58 an den Eingängen 59,60 des Adreßregisters 61 bzw. des Datenregisters 62 anliegen. Die Erkennungsschaltungs-Baugruppe 56 entschachtdt (entpackt) die abwechselnd aufeinander folgenden Adreß- und Daten-Binärworte gemäß den Taktsignalen am Eingang 63 getrennt über die Adreßleitung 64 und die Datenleitung 65, wie noch in Verbindung mit Fig.3 zu zeigen sein wird, auf die entsprechenden Adreß- bzw. Datenregister61,62.

Der Ausgang 66 des Datenregisters 62 ist zunächst mit einem ersten Eingang 67 der Vergleichersehaltungs-Baugruppe 68 verbunden, deren zweiter Eingang 69 an den Lese-Ausgang 70 des Schreib-Lese-Speichers 71 angeschlossen ist; die Vergleicherschaltungs-Baugruppe 68 führt somit eine Vergleichsrechnung durch und gibt, wenn im Schreib-Lese-Speicher keine Information oder eine solche von kleinerer Größe enthalten ist, über die Leitung 72 ein »Aus-Signal« an diejenige Unterbaugruppe, die durch das über die Leitung 73 vom Ausgang 74 kommende Adreß-Binärwort definiert ist. Das Daten-Binärwort am Ausgang 66 gelangt außerdem über die Leitung 75 über die in geeigneter Weise getakteie Tor-Baugruppe 76 und die weitere Leitung 77 an den Eingang 78 des Schreib-Lese-Speichers 71, so daß dieser nunmehr mit dem am Ausgang 66 angekommenen Daten-Binärwort umgeladen wird. Wird dann im anschließenden Zählerzyklus der Vergleich erneut vorgenommen, dann wird festgestellt, daß an beiden Eingängen 67, 69 der Vergleicherschaltungs-Baugruppe 68 das gleiche Daten-Binärwort anliegt, woraufhin auf der Leitung 79 ein »Ein-Signal« an die gleich wie vorher oder entsprechend adressierte Unterbaugruppe ausgegeben wird.

In Fig.3 ist die Kernbaugruppe der Identitätsprüfungs-Verknüpfungsbaugruppe, das Exclusiv-Oder-Glied (EXOR) 101 an die Binärstellen-Ausgange des Pufferregisters 102 angeschlossen, das von den Informationen während der Taktimpuls-Pausen (L) gespeist wird, die auch an den Eingängen 60,59 der Daten- (62) bzw. Adreßregister (61) über die Leitung 54 (Fig.2) ankommen; die Ausgänge des Pufferregisters 102 sind sowohl an den einen Eingang 103 des ersten UND-Glieds 104 als auch — über das Inverr onsglied (N) 105 — an der. einen Eingang 106 des zweien UND-Glieds 107 angeschlossen, deren andere Eingänge 108,109 über die Leitung 110 von dem Ergebnis-Ausgang 111 des EXOR-Glieds beaufschlagt werden.

Lautet das EXOR-Ergebnissignal identisch — d. h. auf allen Binärstellen — »L«, dann folgt daraus, daß die wahre Information in den »H«-Perioden-Abschnitten der Taktimpulse liegt, d. h. daß das über die Leitung 23 ankommende Ausgangssignal des Schieberegisters 22 in der Polaritäts-Wandlergruppe nicht invertiert worden ist, also z.B. eine Adresse darstellt Im umgekehrten Falle — identisch »H« — liegt die Information in den Taktimpuls-Periodenabschnitten »L«,sie ist somit in der Polaritätswandler-Baugruppe 24 invertiert, folglich aus dem Schieberegister 19 in das Schieberegister 22 umgeladen worden, und stammt folglich aus dem Analog-Digital-Wandler 17, stellt also ein Daten-Binärwort dar.

Im zuerst genannten Falle wird durch das Ausgangssignal des UND-Glieds 104 auf der Leitung 112 der Inhalt des Pufferspeichers 113 über die angeschlossene Ste:Lcrgruppe 114 auf den Adreß-Binärwort-Ausgang 115 gegeben, im anderen Falle durch das Ausgangssignal des UND-Glieds 107 auf der Leitung 11€ der Inhalt des Pufferregisters 117 über die angeschlossene Steuergruppe 118 auf den Daten-Binärwort-Ausgang 114. Die Pufferspeicher 113,117 werden aus dem Zwischenspeicher 120 mit den Informationen in den Taktimpuls-»H«- bzw. »-L«-Periodenabschnitten abwechselnd geladen. Die Binärworte »identisch (auf allen Stellen gleich) L

so und H« werden durch eine an sich hier nicht erfindungswesentliche Logikschaltung von der Verwertung von vorneherein ausgeschlossen.

!n F;g. 4 ist die Schaltungsanordnung für die Übertragung vereinfacht mit dem Analog-Multiplexer 151 und den Signalgeben 152 an seinen einen Eingängen dargestellt, deren Adreß-Eingang 155 über die vom Taktgeber 153 gespeiste Zählereinheit 154 beaufschlagt wird, wobei der mit dem Adreßeingang 155 verbundene Zählerausgang über die Adreß-Ausgangsleitung 156 auch mit den nicht dargestellten Adressierungs-Baugruppen des gesteuerten Teils verbunden ist.

Der Signal-Ausgang 157 liegt über die zeitung 158 am Eingang 159 des Analog-Digital-Wandlers 160, dessen Ausgangssignal Ober die Leitung 161 in gleicher t5 Weise, wie im Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert, in einer Vergleicherschaltungs-Baugruppen-Einheit 162 mit Speicher hinsichtlich einer Änderung der geometrischen Größe des Hubs des SchalterbetätiKungsorgans

ausgewerte wird, wobei die zu adressierten Signalgebern gehörenden Betriebsstellungen· bzw. -zustände über die Ausgangsleitungen 163, 164 (»EIN«, »AUS«) an den gesteuerten Teil gemeldet werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

IO

20

25

30

40

45

50

55

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Erfassen der Tastenbetätigung bei einem Musikinstrument und zum Übertragen entsprechender Signale im Zeitmultiplex mit nachfolgender Abspeicherung zu durch die Signale ansteuerbaren elektronischen Begleitinstrumenten, nämlich Ton- und Rhythmusgeneratoren, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise jeder Taste ein opto-elektrischer oder mechanisch-elektrischer Wandler zugeordnet wird, der ein der Tastenposition entsprechendes zu Qbertragendes Analogsignal erzeugt, und daß die abgespeicherten Signale aufeinanderfolgender Zeitmultiplexzyklen miteinander verglichen und ein die Tastenbetätigungsgeschwindigkeit anzeigendes Differenzsignal nur dann zu den Begleitinstrumenten übertragen wird, wenn es eine vorgegebene Schwelle übersteigt die oberhalb eines, von relativ langsamen Störsignaien verursachten Siördiiierenzsignais liegt

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Analogsignale vor ihrer Speicherung in Digitalsignale umgesetzt werden.

3. Anordnung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Musikinstrument ein Analog-Multiplexer (8) sowie Adreß- und Datenschieberegister (19, 22) vorgesehen sind, welche von den Ausgängen einer Zählerbau^ruppe (11, 12) ansteuerbar sind, und daß den Begleitinstrutpenten »ine Eingangsschaltung (F i g. 2) zugeordnet ist, die einen Taktgenerator (51) zum Ansteuern der £ählerbaugruppe, Adreß- und Datenregister (61, 62) sowie eine Vergleicherschaltung (68) enthält (F i g. 1 bis 3).

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Übertragung der Adreß- und Datensignale zwischen dem Musikinstrument und der Eingangsschaltung ein gemeinsamer Kanal (26/54) vorgesehen ist, auf dem diese Signale alternierend übertragbar sind (F i g. 1 bis 3).

5. Anordnung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß in dem Musikinstrument ein Taktgeber (153) mit nachgeschaltetem Zähler (154) zum Adressieren eines Analogmultiplexers (151), ein von dessen Ausgang angesteuerter Analog-Digital-Wandler (160), ein von diesem ladbarer Random-Speicher sowie eine Vergleicherschaltung zum Vergleich der unter jeweils einer Adresse abgespeicherten Daten mit den laufenden Daten vorgesehen ist, und mit einem Übertragungskanal (156, 163, 164), über den das Vergleichsergebnis zusammen mit der zugehörigen Adresse zu den Begleitinstrumenten übertragbar ist (F ig. 4).