DE69128026T2

DE69128026T2 - Verfahren und gerät zum erregen einer variabelen klavierspielintensität

Info

Publication number: DE69128026T2
Application number: DE69128026T
Authority: DE
Inventors: Wayne Stahnke
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1990-08-23
Filing date: 1991-08-21
Publication date: 1998-04-30
Anticipated expiration: 2011-08-22
Also published as: CA2071873A1; EP0497970A1; US5042353A; EP0497970B1; EP0497970A4; WO1992003818A1; ATE159605T1; DE69128026D1; AU8729991A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Verbesserungen beim Spielen von Klaviermusik elektromechanisch und insbesondere auf ein verbessertes Verfahren und ein Gerät zum Erzeugen einer variablen Intensität bei einem Klavierspielen, um Ausdruckseffekte zu erzeugen.
Es ist für viele Jahre bekannt gewesen, daß ein Klavier-Spiel durch Bewegung der Tasten und Pedale mechanisch gestaltet bzw. reproduziert werden kann. In früheren Versionen war eine perforierte Papierrolle das Aufzeichnungsmedium und eine Betätigung der Tasten und Pedale in Abhängigkeit der Perforationen in der Rolle wurde durch pneumatische Einrichtungen erreicht. In neuerer Zeit werden magnetische und optische Aufzeichnungsmedien, wie beispielsweise ein magnetisches Band undloder magnetische oder optische Platten, als das Aufzeichnungsmedium verwendet, mit Solenoiden oder anderen elektromagnetischen Vorrichtungen, die als Aktuatoren für die Tasten und Pedale verwendet werden.
Wenn ein Spiel bzw. eine Performance aufgezeichnet werden soll, wird das Klavier durch einen Musiker gespielt und Sensoren erfassen die Zeitabstimmung und Geschwindigkeit, mit denen die Tasten niedergedrückt werden, und die Hämmer, die den Tasten zugeordnet sind, werden bewegt. Diese Information wird digital auf einem Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise einem magnetischen Band, gespeichert. Wenn das Spiel reproduziert werden soll, werden die digitalen Informationen von dem magnetischen Band aufgesucht und in Steuersignale konvertiert, die Solenoid-Aktuatoren erregen, um die Tasten in derselben Reihenfolge und mit denselben Intensitäten wie das Original-Spiel zu bewegen.
In einem großen Grad sind die einzigartigen und überzeugenden Aspekte eines musikalischen Spiels, das auf einem Klavier gespielt wird, zu den Intensitäten der individuellen Noten, die dieses Spiel aufweist, in Bezug gesetzt. Wenn die Intensitäten der individuellen Noten korrekt sind, wird der Gesamteffekt derjenige eines erfreulichen, musikalischen Ganzen sein, wobei jede Note ihre Rolle in der größeren, musikalischen Struktur spielt. Allerdings wird, wenn die Intensitäten der individuellen Noten nicht korrekt sind, das sich ergebende Spiel keine musikalische Qualität haben. Es kommt aufgrund einer solchen nicht korrekten Intensitätskontrolle vor, daß Ausdrucksweisen, die durch untergeordnete Instrumente wiedergegeben werden, oftmais dahingehend weggelassen werden, daß sie "mechanisch" und deshalb unerwünscht sind.
Grundsätzlich wird in einem reproduzierenden Klavier eine Noten-Intensitätskontrolle durch Variieren des Antriebs bzw. der Ansteuerung, die durch die Tasten-Aktuatoren beaufschlagt wird, erreicht. Die Aktuatoren sind typischerweise groß und demzufolge relativ langsam, so daß der erwünschte Antrieb durch schnelles Alternieren zwischen einem vollen Antrieb und keinem Antrieb angenähert werden kann. Die Verzögerung, die den Aktuatoren eigen ist, tendiert dazu, den schnell alternierenden, beaufschlagten Antrieb zu glätten, und in einer ersten Näherung sprechen die Aktuatoren nur auf den Durchschnittswert des beaufschlagten Antriebs bzw. der Ansteuerung an.
In dem US-Patent Nr.4,132,141 wird ein solcher alternierend beaufschlagter Antrieb durch Erzeugen einer Sequenz aus Impulsen von einer im wesentlichen festgelegten Wiederholungsrate und durch Variieren der Breite der Impulse derart, daß die durchschnittliche Antriebsspannung, die durch die Pulse spezifiziert wird, der erwünschten Antriebsspannung entspricht, erreicht. Während diese Maßnahme den Antrieb steuert, leidet sie unter verschiedenen Mängeln, die sie zur Verwendung in einem kostengünstigen Hochleistungs-Instrument unatttraktiv macht. Ein Mangel leitet sich von der Tatsache ab, daß die Impulsbreite entsprechend dem erwünschten Antrieb moduliert wird. Damit der durchschnittliche Antrieb auf diese Art und Weise gesteuert werden kann, muß die Höhe der Impulse gleichförmig sein. Da die Höhe der Impulse die Aktuator-Versorgungsspannung wiederspiegelt, muß diese Versorgungsspannung konstant für eine geeignete Steuerung, die erreicht werden soll, verbleiben. Eine einzelne, nicht regulierte Versorgung wird normalerweise für all die Aktuatoren im Hinblick auf eine Ökonomie verwendet, und deren Ausgangsspannung fällt ab, wenn viele Noten gleichzeitig gespielt werden. Als Folge würde eine geregelte Energieversorgung erforderlich sein, um die erwünschte Steuerung zu erreichen, allerdings würde diese Maßnahme unnötige Kosten zu dem Instrument hinzufügen.
Ein anderer Mangel, der in den Impulsbreiten-Steuerschemata vorhanden ist, erscheint während eines sanften Spiels, was die Beaufschlagung einer relativ niedrigen, durchschnittlichen Antriebsspannung erfordert. Die Genauigkeit einer Steuerung für ein sanftes Spiel wird durch sehr schmale Impulse kompromittiert, die dann auftreten, wenn ein schwacher Antrieb erforderlich wird. Für solche sehr schmalen Impulse bilden die Umschaltzeiten einen signifikanten Bruchteil der Impulsbreite, was zu einem nicht vorhersagbaren Verhalten führt.
Ein noch weiterer Mangel von Impulsbreiten-Steuerschemata entsteht aus der Tatsache heraus, daß Imulsbreiten-Modulatoren komplex und deshalb teuer sind. Idealerweise sollte dabei eine individuelle Steuerung der Antriebsspannung, die auf jeden Noten-Solenoid beaufschlagt wird, vorhanden sein. Während dies mit einer Impulsbreiten-Modulation vorgenommen werden kann, führt die Vorsehung eines Impulsbreiten-Modulators pro Note zu einem System, das unnötigerweise komplex und teuer ist.
Demgemäß ist ein Bedarf für ein neuartiges Verfahren und ein Gerät eines vereinfachten und relativ kostengünstigen Aufbaus zum Erzeugen einer variablen Intensität bei einem Klavier-Spiel vorhanden gewesen. Ein solches Gerät und Verfahren werden benötigt, die eine exzellente Antriebssteuerung gerade unter sehr niedrigen Antriebspegeln erzielen, die individuell den Antrieb für jeden Noten-Solenoid steuern und Versorgungsspannungsvariationen kompensieren. Die vorliegende Erfindung erreicht diese Erfordernisse und erzielt andere damit in Bezug stehende Vorteile.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wird durch die beigefügten, unabhängigen Ansprüche 1 und 7 definiert und weist ein Verfahren und ein Gerät zum Steuern der Intensität der Noten in einem reproduzierenden Klavier-Spiel in einer Art und Weise auf, die zu einem einfacheren und ökonomischeren Mechanismus führen, als er durch herkömmliche Systeme, die derzeit verfügbar sind, erreicht werden kann. Genauer gesagt wird eine Aufzeichnung eines musikalischen Spiels in Verbindung mit einer Steuerschaltkreiseinrichtung verwendet, die eine Folge aus Impulsen von im wesentlichen gleichförmiger Breite umfaßt. Gemäß dem aufgezeichneten Signal, das die Intensität einer spezifischen Note, die gespielt werden soll, darstellt, werden ausgewählte Impulse von der Impulsfolge auf einen Noten-Aktuator beaufschlagt, um die Note zu spielen, wobei die Anzahl der ausgewählten Impulse die durchschnittliche Antriebsspannung definiert, die zu dem Aktuator zugeführt wird, um dadurch die Intensität der Note zu steuern.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den beigefügten, abhängigen Ansprüchen definiert.
In der bevorzugten Form wird die Intensität oder die Lautstärke der musikalischen Note durch Regulieren der durchschnittlichen Antriebsspannung, die auf einen Solenoid-Aktuator beaufschlagt wird, gesteuert. Der Solenoid-Aktuator ist so gelegt, um eine Taste so zu aktivieren, daß ein zugeordneter Hammer eine Saite eines musikalischen Instruments anschlägt, wie beispielsweise eines Klaviers oder dergleichen. Die Intensität oder mechanische Kraft, mit der die Saite angeschlagen wird, wird proportional zu dem Spannungspegel, der auf den Solenoid beaufsch lagt wird, sein. Gemäß dem Basisverfahren der Erfindung wird eine einzelne Folge aus Impulsen einer vorzugsweise gleichförmigen Breite zur Verwendung in Verbindung mit allen Klaviertasten produziert. Wenn eine bestimmte Note mit einer gegebenen Intensität gespielt werden soll, werden Impulse von der Impulsfolge ausgewählt und die ausgewählten Impulse werden auf den Solenoid-Aktuator beaufsch lagt. Die spezifische Zahl der ausgewählten Impulse ist proportional zu der erwünschten Noten-Intensität, so daß eine Aufsummierung der ausgewählten Impulse nahe einen erwünschten Eingangs-Antriebs-Energiepegel zum Antreiben des Solenoid-Aktuators annähert, um die erwünschte Noten-Intensität zu erreichen.
Eine Impulsauswahl schreitet durch Integrieren der Differenz zwischen einem Referenz-Antriebssignal und einem erwünschten Antriebssignal, das die erwünschte Noten-Intensität darstellt, fort. Dieser integrierte Wert, der als die Antriebsfehlervariable bezeichnet wird, wird an dem Anfang jedes Impulses der Impusfolge geprüft. Allgemein ausgedrückt wird, wenn die Antriebsfehlervariable anzeigt, daß die durchschnittliche Antriebsspannung, die auf den zugeordneten Solenoid-Aktuator beaufschlagt werden soll, unterhalb des Pegels liegt, der dazu erforderlich ist, die erwünschte Noten-Intensität zu erreichten, der Impuls ausgewähit. Alternativ wird, wenn die Antriebsfehlervariable anzeigt, daß die durchschnittliche Antriebsspannung den Pegel übersteigt, der dazu erforderlich ist, die erwünschte Noten-Intensität zu erreichen, der Impuls nicht ausgewählt. Auf diese Art und Weise wird die durchschnittliche Antriebsspannung, die dazu erforderlich ist, eine erwünschte Noten-Intensität zu erzielen, eng angenähert. In passender Weise reflektiert die Antriebsfehlervariable die kumulative Differenz zwischen dem Referenz-Antriebssignal und dem erwünschten Antriebssignal, was den Effekt einer Impuhöhenvariation umfaßt, so daß die Auswahlprozedur automatisch Variationen in der Impushöhe kompensiert.
Eine Integration kann kontinuierlich (zu jedem Zeitpunkt) oder diskret (einmal für jeden Impuls in dem Impuszug) fortschreiten. Falls die diskrete Annäherung angenommen wird, kann ein einen Impuls auswählender Schaltkreis, der für einen Betrieb unter einer hohen Rate geeignet ist, wiederholt für jede Note, die gespielt wird, verwendet werden. Dies produziert eine individuelle Steuerung jeder Note mit einem Minimum einer Komplexität.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden, detaillierteren Beschreibung ersichtlich werden, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, die, anhand eines Beispiels, die Prinzipien der Erfindung darstellen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die beigefügten Zeichnungen stellen die Erfindung dar. In diesen Zeichnungen:
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Teilansicht, die in ihrer Art schematisch ist, die die Basis-Klavier-Komponenten in Verbindung mit elektromechanischen Aktuatoren und dazu in Bezug stehenden Steuereinrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm, das das Gerät und das Verfahren dieser Erfindung darstellt;
Fig. 3 zeigt ein schematisches Diagramm eines beispielhaften, analogen Steuerschaltkreises zum Steuern einer Betätigung eines Solenoid-Aktuators, der einer bestimmten Note zugeordnet ist;
Fig. 4 zeigt ein Zeitabstimmungsdiagramm, das eine Betriebsweise des Steuerschaltkreises der Fig. 3 darstellt; und
Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm, das die Betriebsweise eines äquivalenten, digitalen Steuerschaltkreises darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Wie in den Zeichnungen zum Zwecke der Darstellung dargestellt ist, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren und ein Gerät zum Produzieren einer variablen Noten-Intensität in einem musikalischen Spiel, insbesondere in Verbindung mit einem reproduzierenden Klavier. Die Erfindung weist einen Steuerschaltkreis, der allgemein in den Figuren 1 und 2 mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist, zum selektiven Erregen einer Vielzahl von Noten-Aktuatoren 12, die individuell einer entsprechenden Vielzahl von einen Ton produzierenden Mechanismen in einem musikalischen Instrument, wie beispielsweise die Tasten 14 (Fig. 1) eines Klaviers, zugeordnet sind, auf. Der Steuerschaltkreis 10 spricht auf ein Aufzeichnungsmedium 13 (Fig. 2) an, das eine Darstellung eines musikalischen Stücks enthält, die Informationen umfaßt, die Noten, die gespielt werden sollen, und deren Intensitäten, um die Noten-Aktuatoren 12 in einer Art und Weise, die nahe das aufgezeichnete Stück darstellt, umfassen.
Fig. 1 stellt den Steuerschaltkreis 10 in einer schematischen Relation zu einem der Noten-Aktuatoren 12, der einer Taste 14 eines Klaviers zugeordnet ist, dar. Wie im Stand der Technik bekannt ist, ist die erläuternde Klavier-Taste 14 schwenkbar für ein normales, manuelles Niederdrücken eines außenseitigen Endes 14' davon befestigt, wenn es erwünscht ist, die Note, die der Taste zugeordnet ist, zu spielen. Ein solches Niederdrücken des außenseitigen Endes der Taste hebt entsprechend ein innenseitiges Ende 14" der Taste an, was über die Klavierbetätigung 16 einwirkt, um einen Hammer 18 zu einem Anschlagen einer oder mehrerer zugeordneter Klaviersaiten 20 zu schwenken, um die Note zu spielen. Gleichzeitig mit einer solchen Betätigung des Hammers 18 greift das innenseitige Ende 14" der Taste 14 auch in einen Dämpfungsheber 22 ein, der schwenkbar auf dem Klavierrahmen 24 befestigt ist, um einen Saitendämpfer 26 von den Saiten 20, im wesentlichen unmittelbar bevor der Hammer 18 auf die Saite oder die Saiten aufschlägt, anzuheben. Die manuelle Kraft, die dazu verwendet wird, die Taste 14 niederzudrücken, ist direkt proportional zu der Intensität oder dem Volumen der Note, die gespielt wird, und die Dauer der Note wird durch die Zeitspanne gesteuert, während der die Taste in einer niedergedrückten Position gehalten wird.
Der Noten-Aktuator 12, der in Fig. 1 dargestellt ist, weist einen Solenoid, der auf dem Klavierrahmen in einer geeigneten Art und Weise an einer Position im allgemeinen angrenzend zu dem innenseitigen Ende 14" der Klaviertaste 14 befestigt ist, auf. Der Solenoid besitzt einen herkömmuchem Aufbau und eine Betriebsweise, um einen langgestreckten Tauchkolben 28 zu umfassen, der normal durch die Schwerkraft in ein Solenoid-Gehäuse 30 zurückgeführt wird, der allerdings nach außen aus dem Gehäuse geschoben wird, wenn der Solenoid erregt wird. Der Solenoid ist derart befestigt, daß eine Schubspitze 32 des Tauchkolbens 28 das innenseitige Ende 14" der Taste 14 berührt und anhebt, wenn der Aktuator erregt wird, um dadurch die Taste in der Art und Weise zu verschieben, die dazu erforderlich ist, eine Note zu spielen, wie dies vorstehend beschrieben ist. Eine weitere Beschreibung des Klaviermechanismus kann in dem US-Patent Nr.4,450,749 vorgefunden werden, das hier unter Bezug darauf eingeschlossen wird.
Während Fig. 1 einen Aktuator 12 für eine einzelne Note in Zuordnung zu einer Taste 14 und die dazu in Bezug stehenden Saiten 20 eines Klaviers darstellt, wird verständlich werden, daß eine Vielzahl von Noten-Aktuatoren 12 vorhanden ist, die individuell vielfachen und vorzugsweise allen der Tasten des Klaviers zugeordnet sind. Fig. 2 stellt diese Steuerschaltkreisverbindung mit vielfachen Noten-Aktuatoren "1" bis "N" dar, wobei der Steuerschaltkreis in Fig. 2 kollektiv den Steuerschaltkreis der Fig. 3 für jede der Tasten des Klaviers darstellt. Durch Steuerung der durchschnittlichen Antriebsspannung, die zu jedem Noten-Aktuator zugeführt wird, kann der Steuerschaltkreis effektiv die Aktuatoren in einer Art und Weise betätigen, um ein erwünschtes musikalisches Spiel auf dem Klavier mit individuellen, die Intensität ausdrückenden Effekten zu spielen, die auf jede Note anwendbar sind, wenn gespielt wird.
Fig. 3 stellt den Steuerschaltkreis 10 in Zurodnung zu einem ausgewählten einen der Noten-Aktuatoren 12 dar, wobei die Fig. 4 eine schematische Darstellung von Signalwellenformen umfaßt, die in dem Steuerschema verwendet sind. Genauer gesagt umfaßt der Steuerschaltkreis einen Impulsgenerator 40, der kontinuierlich eine Impulsfolge-Ausgabe liefert. Es ist allgemein erwünscht, obwohl nicht notwendig, für diese Impulse, daß sie eine gleichförmige Breite besitzen. VIN bildet ein Signal, das von dem Aufzeichnungsmedium 13 (Fig. 2) abgeleitet ist, und ist auf die spezifische Note, die dem Aktuator 12 zugeordnet ist, der in Fig. 3 dargestellt ist, anwendbar, wobei das Signal VIN das Vorhandensein dieser Note und einen erwünschten Intensitätspegel für die Note bei der Reproduktion eines musikalischen Stücks darstellt. Allgemein ausgedrückt wird das Signal VIN durch den Steuerschaltkreis 10 eingesetzt, um eine Anzahl von Impulsen von der Impulsfolge auszuwählen und die ausgewählten Impulse zu dem Noten-Aktuator 12 zuzuführen, um die Note, wenn sie unter einem erwünschten Intensitätspegel erwünscht wird, zu spielen. Die gesamte Anzahl der Impulse, die ausgewählt sind, um die Note über eine gegebene Zeitperiode zu spielen, stellt die durchschnittliche Antriebsspannung dar, die zu dem Aktuator zugeführt wird, und steuert dadurch die Noten-Intensität.
Das Signal VIN wird zu einem Operationsverstärker 42 eines Integrator-Schaltkreises 44, zusammen mit einem Massesignal oder einem Referenzsignal Vsupply, verbunden. Zu einem gegebenen Moment wird entweder das Massesignal oder das Referenzsignal Vsupply zu dem Verstärker 42 über einen elektronischen Schalter 60 und einen Eingangswiderstand 46 hin verbunden. Der Differentialverstärker 42 besitzt ihm zugeordnet einen Rückkopplungskondensator 48, so daß der Integrator-Schaltkreis 44 die Differenz zwischen dem Massesignal oder dem Referenzsignal Vsupply (wie es der Fall sein kann) und VIN integriert, was zu einem Ausgang führt, der hier als das "Integrator-Ausgangssignal" oder alternativ als die "Antriebs-Fehlervariable" bezeichnet wird und wie dies in Fig. 4 dargestellt ist.
Ein Komparator 50 vergleicht die Größe der Antriebs-Fehlervariablen mit einem Referenzpunkt, der in Fig. 3 dargestellt ist, als eine geerdete Masse-Referenz. Demgemäß befindet sich, immer wenn der Komparator 50 die Antriebs-Fehlervariable (d.h. das Integrator-Ausgangssignal) dahingehend erkennt, daß es größer als oder gleich zu Null (die geerdete Referenz) ist, das Ausgangssignal 52 des Komparators 50 in dem "ein" Zustand. Dieses Komparator-Ausgangssignal 52 verbleibt in dem "ein" Zustand, bis die Antriebs-Fehlervariable geringer als Null wird, wenn er zu dem "aus" Zustand umschaltet. In Bezug hierauf besitzt das Integrator-Ausgangssignal, das die Antriebs-Fehlervariable darstellt, anfänglich einen negativen Wert durch geeignete Auswahl der Größe von Vsupply, und erhöht sich über die Zeit zu einem positiven Wert, der ein Erfordernis darstellt, daß die Antriebsspannung, die zu dem Aktuator 12 zugeführt wird erhöht werden soll, um den erwünschten Noten-Antrieb beizubehalten. Der positive Integrator-Ausgang führt zu der Erzeugung des Komparator- Ausgangs-Impulses 52, der dazu verwendet wird, einen oder mehrere Taktimpulse auszuwählen und zu dem Noten-Aktuator zuzuführen.
Das Komparator-Ausgangssignal 52 wird zu einem Eingangsanschluß eines Flip- Flops 54, parallel zu den Taktimpusen von dem Impulsgenerator 40, zugeführt. Wenn das Flip-Flop 54 eine Anzeige eines "ein" Zustands von dem Komparator 50 übereinstimmend mit einer voranführenden Flanke eines Taktimpulses empfängt, schaltet das Flip-Flop zu einem "ein" Zustand um und erzeugt einen Ausgangs-Impuls 56, der zu einem UND-Gatter 58 zugeführt wird. Das UND-Gatter 58 verbleibt für die Dauer des Taktimpuses offen.
Das UND-Gatter 58 empfängt auch die Folge der Taktimpulse von dem Impulsgenerator 40. Demzufolge führt für die Dauer eines einzelnen Taktimpulses das UND- Gatter einen Taktimpuls zu dem Noten-Aktuator 12 hindurch. Zusätzlich wird der Impuls, der zu dem Aktuator hindurchgeführt ist, auch zu einem geeigneten, elektronischen Schalter 60 hin verbunden, der die Masse von dem Integrator-Schaltkreis 44 unterbricht und den entsprechenden Integrator-Anschluß mit Vsupply für die Dauer des Impulses wieder verbindet. Als Folge steigt der Ausgang des Integrator-Schaltkreises in der negativen Richtung an, um den Steuerschaltkreis zurückzusetzen.
Im Betrieb stellt der Wert der Antriebs-Fehlervariablen den Antrieb dar, der dazu erforderlich ist, den Noten-Aktuator 12 zu betätigen, um die erwünschte Antriebs-Intensität zu erreichen. Wenn das Integrator-Ausgangssignal positiv ist, liegt die durchschnittliche Antriebsspannung augenblicklich unterhalb derjenigen, die dazu erforderlich ist, um den Solenoid anzutreiben, und der nächste Impuls in Folge wird demzufolge ausgewählt und zu dem Solenoid zugeführt, um die durchschnittliche Antriebsspannung zu erhöhen. Die Antriebs-Fehlervariable steigt daraufhin negativ an, um anzuzeigen, daß die durchschnittliche Antriebsspannung momentan die Energie übersteigt, die erforderlich ist, um die erwünschte Intensität zu erreichen. Durch geeignetes Auswählen der Taktimpulsfrequenz, vorzugsweise in der Größenordnung von 50.000 Impulsen pro Sekunde, stellt die durchschnittliche Antriebsenergie, die tatsächlich zu dem Noten-Aktuator zugeführt wird, wie dies durch eine Summation der ausgewählten Impulse dargestellt ist, eine extrem enge Annäherung zu der tatsächlichen Antriebsenergie dar, die erforderlich ist, um einen bestimmten Noten-Intensitätspegel zu erreichen.
Die Antriebs-Fehlervariable ist demzufolge immer im Fluß, der sich positiv bewegt, wenn sein Wert an dem Beginn des momentanen Intervalls negativ war, oder sich negativ bewegt, wenn sein Wert positiv war. Demzufolge fluktuiert der durchschnittliche, angelegte Solenoid-Antrieb um den erwünschten Antrieb, so daß er niemals zur Ruhe kommt, und erreicht den erwünschten Antrieb nur zu solchen Augenblicken, zu denen die Antriebs-Fehlervariable gleich Null ist. Allerdings wird ersichtlich werden, daß die Differenz zwischen dem erwünschten Antrieb und dem tatsächlichen Antrieb klein ist und daß weiterhin die durchschnittliche Differenz Null ist. Demzufolge schafft das Verfahren und das Gerät der vorliegenden Erfindung eine akkurate Wiedergabe eines Original-Stücks im Hinblick auf einen Noten-Intensitäts-Pegel, um Ausdruckseffekte in einem reproduzierenden Klavier zu erreichen. Weiterhin werden, durch Vergleich des erwünschten Antriebs-Signals VIN mit dem Referenzsignal Vsupply, in den Energieversorgungsspannungen vorhandene Fluktuationen versetzt und beeinflussen nicht die Reproduktion des Klavier-Spiels.
Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm, das eine digitale Ausführungsform des Steuerschaltkreises darstellt, wie er vorstehend beschrieben ist und wie er in analoger Form in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Zu Beginn jedes Impulses wird das Vorzeichen der Antriebs-Fehlervariablen geprüft. Der momentane Impuls wird ausgewählt, wenn das Vorzeichen der Antriebs-Fehlervariablen anzeigt, daß die tatsächliche, durchschnittliche Energie unterhalb eines Pegels abgefallen ist, der dazu erforderlich ist, die erwünschte Noten-Intensität zu erreichen. Umgekehrt wird, falls die tatsächliche, durchschnittliche Energie den Pegel übersteigt, der dazu erforderlich ist, eine erwünschte Noten-Intensität zu erreichen, der Impuls weggelassen.
Obwohl bestimmte Ausführungsformen der Erfindung im Detail zu Darstellungszwekken beschrieben worden sind, können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Demgemäß soll die Erfindung nicht eingeschränkt werden, mit Ausnahme so, wie durch die beigefügten Ansprüche.

Claims

1. Verfahren zum Produzieren einer variablen Intensität in einem musikalischen Instrument, das durch Noten-Aktuator-Einrichtungen betätigt wird, das die Schritte aufweist:

Erzeugen eines Signals zur Verwendung beim Antreiben der Noten-Aktuator-Einrichtung;

Markieren des Signals in eine Folge von diskreten Zeitintervallen;

Auswählen Individueller der Zeitintervalle derart, daß eine Summierung des Signals für die ausgewählten Zeitintervalle nahe einen erwünschten Eingangs- Antriebs-Energiepegel zum Antreiben der Noten-Aktuator-Einrichtung annähert, um eine erwünschte Noten-Intensität zu erreichen; und

Hindurchführen des Signals für die Dauer jedes der ausgewählten Zeitintervalle zu der Noten-Aktuator-Einrichtung, wodurch das Signal für die ausgewählten Zeitintervalle die Noten-Aktuator-Einrichtung antreibt, um im wesentlichen die erwünschte Noten-Intensität zu erreichen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schritte eines Erzeugens des Signals und des Markierens des Signals ein Erzeugen einer Folge aus Impulsen aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt eines Auswählens Individueller der Zeitintervalle ein Auswählen individueller Impulse und ein Weglassen anderer individueller Impulse von der Folge der Impulse aufweist derart, daß eine Summierung der ausgewählten Impulse nahe den erwünschten Eingangs-Antriebs-Energiepegel zum Antreiben der Noten-Aktuator-Einrichtungen annähert, um die erwünschte Noten-Intensität zu erreichen, wobei der Schritt eines Hindurchführens eines Signals zu der Noten-Aktuator-Einrichtung ein Anlegen der ausgewählten Impulse an die Noten-Aktuator-Einrichtung aufweist, wodurch die ausgewählten Impulse die Noten-Aktuator-Einrichtung antreiben, um im wesentlichen die erwünschte Noten-Intensität zu erreichen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Schritte eines Auswählens individueller Impulse den Schritt eines Wegassens mindestens einiger individueller Impulse von der Folge der Impulse umfaßt, wenn die erwünschte Noten-Intensität geringer als eine maximale Noten-Intensität ist.

5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der auswählende Schritt ein Erzeugen eines erwünschten Antriebssignals, das die erwünschte Noten-Intensität darstellt, und ein Erzeugen eines ausgewählten Referenzsignals, Integrieren der Differenz zwischen dem erwünschten Antriebssignal und dem Referenzsignal, Auswählen des nächsten individuellen Impulses in Folge von der Folge aus Impulsen, wenn die integrierte Differenz einen vorbestimmten Schwellwert übersteigt, und Weglassen des nächsten, individuellen Impulses in Folge von der Folge aus Impulsen, wenn die integrierte Differenz geringer als der vorbestimmte Schweiwert ist, aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Impulse mit einer im wesentlichen gleichförmigen Impulsbreite produziert werden.

7. Gerät zum Betätigen einer Noten-Aktuator-Einrichtung (12) eines musikalischen Instruments, um eine variable Noten-Intensität zu erzeugen, das aufweist:

eine Einrichtung (40) zum Erzeugen eines Signals zur Verwendung beim Antreiben der Noten-Aktuator-Einrichtung;

eine Einrichtung (40) zum Markieren des Signals in eine Folge von diskreten Zeitintervallen;

Einrichtungen (42-60) zum Auswählen Individueller der Zeitintervalle derart, daß eine Summierung des Signals für die ausgewählten Zeitintervalle nahe einen erwünschten Eingangs-Antriebs-Energiepegel zum Antreiben der Noten- Aktuator-Einrichtung annähert, um eine erwünschte Noten-Intensität zu erreichen; und

eine Einrichtung (58) zum Hindurchführen des Signals für die Dauer jedes der ausgewählten Zeitintervalle zu der Noten-Aktuator-Einrichtung, wodurch das Signal für die ausgewählten Zeitintervalle die Noten-Aktuator-Einrichtung antreibt, um im wesentlichen die erwünschte Noten-Intensität zu erreichen.

8. Gerät nach Anspruch 7, wobei die das Signal erzeugende Einrichtung und die markierende Einrichtung eine Einrichtung zum Produzieren einer Folge aus Impulsen aufweist.

9. Gerät nach Anspruch 8, wobei die Einrichtung zum Auswählen Individueller der Zeitintervalle eine Einrichtung zum Auswählen individueller Impulse und zum Weglassen anderer individueller Impulse von der Folge aus Impulsen aufweist, so daß eine Summierung der ausgewählten Impulse nahe den erwünschten Eingangs-Antriebs-Energiepegel zum Antreiben der Noten-Aktuator-Einrichtung annähert, um die erwünschte Noten-Intensität zu erreichen, wobei der Schritt eines Hindurchführens eines Signals zu der Noten-Aktuator-Einrichtung eine Einrichtung zum Anlegen der ausgewählten Impulse, um die Noten-Aktuator-Einrichtung anzutreiben, aufweist, wodurch die ausgewählten Impulse die Noten-Aktuator-Einrichtung antreiben, um im wesentlichen die erwünschte Noten-Intensität zu erreichen.

10. Gerät nach Anspruch 9, wobei die Schritte eines Auswählens individueller Impulse und eines Weglassens anderer individueller Impulse Einrichtungen zum Weglassen mindestens einiger der Impulse von der Folge aus Impulsen aufweisen, wenn die erwünschte Noten-Intensität geringer als eine maximale Noten-Intensität ist.

11. Gerät nach Anspruch 9, wobei die auswählende Einrichtung eine Einrichtung zum Erzeugen eines erwünschten Antriebssignals, das die erwünschte Noten- Intensität darstellt, eine Einrichtung zum Erzeugen eines ausgewählten Referenzsignals, eine Einrichtung zum Integrieren der Differenz zwischen dem erwünschten Antriebssignal und dem ausgewählten Referenzsignal aufweist, und wobei weiterhin die auswählende Einrichtung eine Einrichtung zum Auswählen des nächsten Impulses in Folge von der Folge aus Impulsen, wenn die integrierte Differenz einen vorbestimmten Schwewert übersteigt, und zum Weglassen des nächsten Impulses in Folge von der Folge aus Impulsen, wenn die integrierte Differenz geringer als der vorbestimmte Schwelert ist, umfaßt.

12. Gerät nach Anspruch 7, wobei die Impulse eine im wesentlichen gleichförmige Impulsbreite haben.

13. Gerät nach Anspruch 7, wobei das musikalische Instrument ein reproduzierendes Klavier ist, das eine Vielzahl von Tasten, die dazu angepaßt sind, individuelle Noten zu spielen, und individuelle Noten-Aktuator-Einrichtungen, die den Tasten zugeordnet sind, besitzt.