DE3440289C1

DE3440289C1 - Circuit arrangement for producing (as a function of striking) tones which are struck on a keyboard

Info

Publication number: DE3440289C1
Application number: DE19843440289
Authority: DE
Inventors: Hendrikus H. NijBeets Aerts
Original assignee: BOEHM RAINER KG DR
Current assignee: BOEHM RAINER KG DR
Priority date: 1984-11-05
Filing date: 1984-11-05
Publication date: 1986-04-10

Abstract

A circuit arrangement for producing (as a function of striking) tones which are struck on a keyboard, having a time-measuring device for the movement of the key switch (9) from an original position into a final position, and having a processing stage for forming a sound corresponding to the information (obtained from the time measurement) on the striking intensity permits an interrogation on only two lines (5, 6) when the key switch (9) is designed, in a manner known per se, as a three-pole changeover switch whose changeover contact (U) applies a potential which is supplied to it either to a first contact (10) or to a second contact (11) of the key switch (9) when all the first contacts (10) are connected to a first line (5) and all the second contacts (11) are connected to a second line (6), when the changeover contacts (U) are driven in a pulsed manner successively with a specific potential and when potential pairs of the two lines (5, 6) are picked off in time with the driving of the changeover contact (U). <IMAGE>

Description

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden die beiden Leitungen durch zwei zueinander parallel verlaufende Längsdrähte gebildet, die pro Taste in einer Halterung mit zwei Durchgangslöchern spielfrei gehalten sind. Dabei ist die Taste mit einem zwischen den beiden Längsdrähten und quer zu diesen verlaufenden Draht verbunden, der in einer Ausgangsstellung am oberen Draht und in der gedrückten Stellung der Taste am unteren Draht anliegt. Dem zwischen den beiden Längsdrähten verlaufenden Draht wird das Abfragepotential zugeführt. Diese mechanische Anordnung vermeidet den Justieraufwand, der zur Durchführung einer exakten Zeitmessung bei den bekannten Anordnungen erforderlich war. In a particularly preferred embodiment, the two Lines formed by two parallel wires running parallel to each other, which per Button are held in a holder with two through holes free of play. Included is the button with one that runs between the two longitudinal wires and at right angles to them wire connected, which is in an initial position on the upper wire and in the depressed position button rests against the lower wire. The one running between the two longitudinal wires The interrogation potential is fed to the wire. This mechanical arrangement avoids the adjustment effort required to carry out an exact time measurement in the known Arrangements was required.

Die digitale Verarbeitung der Datenpaare auf den beiden Leitungen läßt sich mit einem geringen Aufwand durchführen, wenn die Verarbeitungsstufe ein 4-bit-Signal bildet, in dem das zu einem Tastenschalter gehörige 2-bit-Signal mit dem betreffenden 2-bit-Signal des vorhergehenden Abfragezyklus kombiniert ist. Eine Verarbeitung braucht nämlich erst dann einzusetzen, wenn die Taste ihren Ausgangszustand (beispielsweise »0,1«) verläßt, weil die Taste gedrückt worden ist. Dies läßt sich sofort an dem 4-bit-Signal erkennen, wenn dies eine von der Wiederholung des Ausgangszustandes (»0,l 0,1 «) abweichende Struktur aufweist. Hierdurch läßt sich vom Schaltungsaufwand her berücksichtigen, daß immer nur ein bestimmter Teil der Tasten gedrückt sein kann und nur für eine maximal mögliche Anzahl von Tasten eine Zeitmessung ggf. durchgeführt werden muß. The digital processing of the data pairs on the two lines can be carried out with little effort if the processing stage is a 4-bit signal, in which the 2-bit signal belonging to a key switch is included the relevant 2-bit signal of the previous polling cycle is combined. One Processing does not need to start until the key is in its initial state (for example »0.1«) because the key has been pressed. This can be immediately recognize from the 4-bit signal if this is one of the repetition of the initial state (»0, l 0.1«) has a different structure. This can reduce the circuit complexity take into account that only a certain part of the keys are pressed and a time measurement can only be carried out for a maximum possible number of buttons must become.

Es kommt vor, daß eine Taste nur kurz berührt wird und daher nur soweit eingedrückt wird, daß der untere Kontakt nicht erreicht wird, also bei einem Klavier die Saiten gar nicht angeschlagen würden. Ein ähnlicher Vorgang findet beim Prellen der Kontakte statt. Um hier die Zeitmessung abbrechen zu können, wird dem 4-bit-Signal vorzugsweise ein fünftes Bit hinzugefügt, das die Information enthält, auf welcher der beiden Leitungen zuletzt eine Signalveränderung stattgefunden hat. Das fünfte Bit enthält also die Information, ob sich der Kontakt auf dem Weg von oben nach unten oder von unten nach oben befindet. Bei einem Prellen löst sich der Umschaltkontakt von dem betreffenden feststehenden Kontakt und liegt nach kurzer Zeit wieder an diesem Kontakt an, ohne den anderen feststehenden Kontakt berührt zu haben. Dies wird von dem Rechner aufgrund der Information durch das fünfte Bit erkannt und somit eine Tonerzeugung nicht ausgelöst Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigt F i g. 1 eine mechanische Anordnung der Tastenkontakte einer elektronischen Orgel; F i g. 2 eine Schaltungsanordnung zur Abfrage des jeweiligen momentanen Zustands der Tastenschalter. It happens that a key is only touched briefly and therefore only is pushed in so far that the lower contact is not reached, so with one Piano the strings would not be struck at all. A similar process takes place in the Bouncing of the contacts instead. In order to be able to cancel the time measurement here, the 4-bit signal, preferably a fifth bit added, which contains the information, on which of the two lines a signal change last took place. The fifth bit therefore contains the information whether the contact is on the way from top to bottom or bottom to top. If it bounces, it comes loose Changeover contact from the relevant fixed contact and is located after a short time Time to return to that contact without touching the other fixed contact to have. This is done by the computer on the basis of the information provided by the fifth bit recognized and thus a sound generation is not triggered. The invention is intended in the following explained in more detail using an exemplary embodiment shown in the drawing will. It shows F i g. 1 shows a mechanical arrangement of the key contacts of an electronic Organ; F i g. 2 shows a circuit arrangement for querying the respective current state the key switch.

Fig. 1 zeigt eine Platine 1, auf der eine der Anzahl der (nicht dargestellten) Tasten einer elektronischen Orgel entsprechenden Anzahl von Halterungen 2 befestigt sind. Die Halterungen weisen zwei untereinander angeordnete Durchgangslöcher 3, 4 für einen oberen, ersten Längsdraht 5 und einen unteren, zweiten Längsdraht 6 auf. Die oberen Durchgangslöcher 3 aller Halterungen 2 fluchten ebenso wie die unteren Durchgangslöcher 4 der Halterungen 2 miteinander, so daß die Längsdrähte 5,6 gerade und spielfrei gehalten werden. Fig. 1 shows a circuit board 1 on which one of the number of (not shown) Keys of an electronic organ corresponding number of holders 2 attached are. The brackets have two through holes 3 arranged one below the other, 4 for an upper, first longitudinal wire 5 and a lower, second longitudinal wire 6 on. The upper through holes 3 of all brackets 2 are aligned as well as the lower ones Through holes 4 of the brackets 2 with each other, so that the longitudinal wires 5.6 straight and are kept free of play.

Die Halterungen 2 stehen quer zu den Längsdrähten 5, 6. An ihrem hinteren Ende befinden sich zwei weitere Durchgangslöcher 7, durch die ein im wesentlichen parallel zur Oberfläche der Halterung 2, also quer zu den Längsdrähten 5, 6 verlaufender Draht 8 gehalten ist. The brackets 2 are transverse to the longitudinal wires 5, 6 rear end there are two further through holes 7, through which a substantially parallel to the surface of the holder 2, that is to say transversely to the longitudinal wires 5, 6 Wire 8 is held.

Der Draht 8 läuft zwischen den beiden Längsdrähten 5, 6 hindurch und liegt in seiner in Fig. 1 mit durchgezogenen Linien dargestellten Ausgangslage am oberen Längsdraht 5 an. Der Querdraht 8 ist mit einer Taste der Tastatur der Orgel verbunden und wird beim Drücken der Taste nach unten gekippt, woraufhin er am unteren Längsdraht 6 anliegt, wie dies in F i g. 1 in gestrichelter Linie dargestellt ist. Die Längsdrähte 5, 6 weisen einen derartigen Abstand voneinander auf, daß der Querdraht 8 in seiner oberen Ausgangsstellung bzw. seiner unteren Endstellung durch den oberen Längsdraht 5 bzw. den unteren Längsdraht 6 etwas abgeknickt wird, so daß eine sichere Kontaktgabe zwischen dem Querdraht 8 und den Längsdrähten 5,6 gewährleistet ist. Die Anordnung der Längsdrähte 5, 6 und des Querdrahts 8 bilden für jede Taste den zugehörigen Tastenschalter 9.The wire 8 runs between the two longitudinal wires 5, 6 and is in its starting position shown in Fig. 1 with solid lines upper Line wire 5 on. The cross wire 8 is connected to a key on the organ keyboard connected and is tilted down when the button is pressed, whereupon it is at the bottom Line wire 6 is applied, as shown in FIG. 1 is shown in dashed line. The longitudinal wires 5, 6 have such a distance from one another that the transverse wire 8 in its upper starting position or its lower end position through the upper Line wire 5 or the lower line wire 6 is slightly kinked, so that a safe Contact between the transverse wire 8 and the longitudinal wires 5,6 is guaranteed. The arrangement of the longitudinal wires 5, 6 and the transverse wire 8 form the for each key Associated key switch 9.

In dem Schaltplan in F i g. 2 ist der Querdraht 8 durch den Umschaltkontakt U gebildet. Die Längsdrähte 5, 6 bilden für jeden Schalter 9 einen ersten feststehenden Kontakt 10 und einen zweiten feststehenden Kontakt 11. Für jede Taste einer in dem dargestellten Ausführungsbeispiel 61 Tasten aufweisenden Tastatur ist ein Tastenschalter 9 vorhanden. Der Umschaltkontakt Uist über jeweils eine Diode D mit einem Ausgang einer Kette von acht Decodern 12 verbunden. Die Decoder weisen drei Adresseneingänge A, B, C auf, mit denen jeweils einer der acht Ausgänge im Binärcode adressiert werden kann. Ferner ist jeder der Decoder 12 mit einer Eingangsklemme EO ... E7 verbunden, über die eines der Decoder 12 ausgewählt wird. Mit Hilfe der Leitungen EO ...E7 und die mit den Eingängen A, B, Cverbundenen Leitungen A 0, A 1, A 2 läßt sich jeder Ausgang der Decoder 12 einzeln adressieren. Die Decoder 12 weisen noch zwei Eingänge E und E auf, an die die Versorgungsspannung (+5 V, Masse) gelegt wird. In the circuit diagram in FIG. 2 is the cross wire 8 through the changeover contact U formed. The line wires 5, 6 form a first fixed one for each switch 9 Contact 10 and a second fixed contact 11. One for each button in the The illustrated embodiment example, the keyboard having 61 keys is a key switch 9 available. The changeover contact Uist via a respective diode D with an output a chain of eight decoders 12 connected. The decoders have three address inputs A, B, C, each of which is used to address one of the eight outputs in binary code can. Furthermore, each of the decoders 12 is connected to an input terminal EO ... E7, via which one of the decoders 12 is selected. With the help of the cables EO ... E7 and the lines A 0, A 1, A 2 connected to the inputs A, B, C can be used any Address the output of the decoder 12 individually. The decoders 12 still have two inputs E and E, to which the supply voltage (+5 V, ground) is applied.

Durch die Adressierung auf den Leitungen EO . . E7 und A 0, A 1, A 2 wird Massepotential kurzzeitig an nur einen einzigen der 61 Ausgänge gelegt. In einem Abfragezyklus von ca. 1 ms werden alle Umschaltkontakte U der 61 Tastenschalter 9 einmal mit Massepotential beaufschlagt.By addressing on the lines EO. . E7 and A 0, A 1, A 2, ground potential is briefly applied to only one of the 61 outputs. In In a query cycle of approx. 1 ms, all changeover contacts U of the 61 key switches are activated 9 applied once to ground potential.

Die beiden Leitungen 5, 6 liegen an einem positiven Potential, das an einem aus drei in Serie geschalteten Widerständen R 1, R 2, R 3 bzw. R 4, R 5, R 6 gebildeten Spannungsteilen 13 bzw. 14 abnehmbar ist. Die Widerstände R 1, R 4 sind mit den zugehörigen Spannungsquellen +5V verbunden, während die Enden der Widerstände R 3, R 6 an Masse liegen. Mit dem Verbindungspunkt der Widerstände R 1 und R 2 ist die erste Leitung 5 und mit dem Verbindungspunkt der Widerstände R 4 und R 5 die zweite Leitung 6 verbunden. An den Verbindungspunkt der Widerstände R 2 und R 3 ist ein Transistor T1 und an den Verbindungspunkt der Widerstände R 5 und R 6 ein Transistor T2 jeweils mit der Basisklemme angeschlossen. Die Emitter der beiden Transistoren T1, T2 liegen an Masse, während die Kollektoranschlüsse D1, D2 als Datenleitungen dienen. The two lines 5, 6 are at a positive potential, the at one of three resistors R 1, R 2, R 3 or R 4, R 5 connected in series, R 6 formed tension parts 13 and 14 is removable. The resistors R 1, R 4 are connected to the associated voltage sources + 5V, while the ends of the Resistors R 3, R 6 are connected to ground. With the connection point of the resistors R 1 and R 2 is the first line 5 and to the connection point of the resistors R. 4 and R 5, the second line 6 is connected. At the connection point of the resistors R 2 and R 3 is a transistor T1 and at the connection point of the resistors R 5 and R 6 a transistor T2 each connected to the base terminal. The emitters of the two transistors T1, T2 are connected to ground, while the collector connections D1, D2 serve as data lines.

Durch den Anschluß an die beiden Spannungsquellen +5 V liegen die beiden Leitungen 5,6 auf einem positiven, digital »1« darstellenden Potential, wenn sie nicht über die Tastenschalter 9 an Masse gelegt werden. Wird keine Taste gedrückt, sind die Umschaltkontakte U der Tasten 9 mit den ersten feststehenden Kontakten 10 der Tastenschalter verbunden. Durch die Abfrage an den einzelnen Ausgängen der Decoder 12 entsteht an den Ausgängen jeweils ein Massepotential, so daß zum Zeitpunkt der Abfrage die Leitung 5 auf Massepotential gezogen wird. Sind alle Schalter nicht gedrückt, gelangt die Leitung 5 für alle 61 Schalter auf Massepotential, so daß auf der Leitung D 1 61mal logisch »0« erscheint. Die Leitung 6 bleibt während der gesamten Dauer auf logisch »1«.Due to the connection to the two voltage sources +5 V, the both lines 5,6 at a positive potential representing digital "1", if they are not connected to ground via the key switch 9. If no key is pressed, are the changeover contacts U of the buttons 9 with the first fixed contacts 10 of the key switch connected. By querying the individual outputs of the Decoder 12 arises at the outputs in each case a ground potential, so that at the time the query line 5 is pulled to ground potential. All switches are not pressed, the line 5 for all 61 switches to ground potential, so that Logical »0« appear 61 times on line D 1. The line 6 remains during the entire duration logically "1".

Wird nun eine Taste gedrückt, beispielsweise die Taste E, löst sich der Umschaltkontakt Uvon dem ersten feststehenden Kontakt 10, so daß bei der Abfrage am Ausgang 4 des ersten Decoders 12 weder die erste Leitung 5 noch die zweite Leitung 6 auf Massepotential gezogen werden. Bei dieser Abfrage entsteht daher auf den Leitungen D 1 und D 2 das Potentialpaar »1,1«. Dieses Potentialpaar wird solange erzeugt, bis der Umschaltkontakt den zweiten feststehenden Kontakt 11 erreicht hat. In diesem Fall wird die zweite Leitung bei der Abfrage des Ausgangs 4 des ersten Decoders 12 auf Massepotential »0« gezogen, während die erste Leitung 5 auf »1« bleibt. In diesem Fall wird somit das Potentialpaar »1,0« erzeugt. If a key is now pressed, for example the E key, it is released the changeover contact U from the first fixed contact 10, so that when interrogated at the output 4 of the first decoder 12 neither the first line 5 nor the second line 6 can be pulled to ground potential. This query therefore arises on the lines D 1 and D 2 the potential pair "1.1". This potential pair is generated as long as until the changeover contact has reached the second fixed contact 11. In this This is the case with the second line when the output 4 of the first decoder is queried 12 pulled to ground potential "0", while the first line 5 remains at "1". In In this case, the potential pair »1.0« is generated.

Auf den Datenleitungen D 1, D 2 wird daher während jedes Abfragezyklus der momentane Zustand aller Tastenschalter 9 in binär-codierter Weise als Information übertragen. Durch Kombination des Datenpaares mit dem zu dem jeweiligen Tastenschalter gehörenden Datenpaar des vorherigen Abfragezyklus läßt sich in der oben geschilderten Weise die weitere Verarbeitung in ökonomischer Weise steuern. On the data lines D 1, D 2 is therefore during each interrogation cycle the current state of all key switches 9 in binary-coded manner as information transfer. By combining the data pair with the one for the respective key switch belonging data pair of the previous interrogation cycle can be found in the above Control the further processing in an economical way.

Der in Fig.2 noch angedeutete MIDI-Kanal ist für die vorliegende Erfindung ohne Bedeutung und stellt lediglich eine Schnittstelle dar, die den Anschluß externer Tastaturen ermöglicht. The MIDI channel still indicated in Fig.2 is for the present Invention has no meaning and is only an interface that connects the external keyboards.

Claims

Claims: 1. Circuit arrangement for stop-dependent generation of tones struck on a keyboard with a timing device for the Movement of key switches (9) from an initial position to an end position and with a processing stage for sound shaping according to the time measurement obtained information about the touch force, characterized in that in In a manner known per se, the key switch (9) is designed as a three-pole changeover switch are, whose changeover contacts (U) a potential supplied to them either to a first contact (10) or a second contact (11) of the respective key switch (9) specifies that all first contacts (10) with a first line (5) and all second Contacts (11) are connected to a second line (6) that the changeover contacts (U) are cyclically controlled one after the other with a certain potential and that in the cycle of the activation of the changeover contacts (U) potential pairs of the two Lines (5, 6) are removed.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the two lines are formed by longitudinal wires (5, 6) running parallel to one another are free of play per button in a holder (2) with two through holes (3, 4) are held and that the button with a between the two longitudinal wires (5, 6) and connected transversely to this wire (8) which is in an initial position on the upper line wire (5) and in a pressed position of the button on the lower line wire (6) is present.

3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that that the processing stage forms a 4-bit signal in which this becomes a key switch (9) Corresponding 2-bit signal with the relevant 2-bit signal of the previous query cycle is combined.

4. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that a fifth bit is added which gives the information on which line (5, 6) the last signal change took place.

The invention relates to a circuit arrangement for the stop-dependent Generation of tones struck on a keyboard with a timing device for moving key switches from an initial position to an end position and with a processing stage for sound shaping according to the time measurement received information about the velocity.

In electronic keyboard musical instruments, movement of the keys operated key switches that produce a signal with the information, that the relevant key has been pressed. With this information, tones a generator effectively switched, possibly in a sound shaping stage in the desired Way to be shaped. Although all possible amplitude curves due to the sound shaping for which tones can be generated, the course of the tone cannot be passed through in this way vary the velocity, as is the case with a piano, for example is where the keys allow strings to be struck more or less strongly.

It is known that the sound can be shaped depending on the touch by that a time measurement is made. That measures the time that the key contact needed to get from its starting position to the end position, see DE-OS 28 21 302. When the button is pressed, a counter is started which is indicated by the arrival of the key switch on the lower fixed contact is stopped. The counter information controls the sound shaping so that it depends on the touch. The circuit requires however, a relatively high effort, because two lines are required for each key to run the timing. This effort is available to greater dissemination the realization of a touch-sensitive keyboard in electronic keyboard musical instruments opposite.

The invention is therefore based on the object of a circuit arrangement of the type mentioned at the beginning, in which a smaller number of lines for perfect digital processing of the information about the velocity is required.

According to the invention, this object is achieved in that the key switches are designed in a manner known per se as three-pole changeover switches, their changeover contacts a potential fed to them either to a first contact or a second Contact of the respective key switch establishes that all first contacts with one first line and all second contacts are connected to a second line, that the changeover contacts are controlled cyclically one after the other with a specific potential are and that in the cycle of the control of the switching contacts potential pairs of the removed from both lines.

The circuit arrangement according to the invention is based on the fact that for each Switch serially and cyclically the respective switching status is queried. Is located the switch is in its initial position, so the changeover contact is on the first Contact on, reaches ground potential on the first line if at the time of When this switch is queried, the changeover contact is connected to ground. Is located the changeover contact on the way from the first contact to the second contact, both lead Lines have a high potential »1« when this switch is queried, since none of the both contacts is connected to ground by the changeover contact. The two lines, which had the potentials »1.0« in the starting position now lead the potentials »1.1«. If the changeover contact arrives at the second contact, it will connected to ground, so that the second line at the time of querying this switch Earth potential leads, so that the potential combination "1.0" is on the lines.

A keyboard with 61 keys can be queried in approx. 1 ms. the Number of query cycles with the potential »1.1« between the output combination »0.1« and the end combination »1.0« indicate the time that the toggle switch from the Has required starting position in its end position, so represents a measure of the In this way the time measurement can be measured with the help of two Perform lines.