EP0116678A1 - Electronic musical instrument - Google Patents

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EP0116678A1
EP0116678A1 EP83106425A EP83106425A EP0116678A1 EP 0116678 A1 EP0116678 A1 EP 0116678A1 EP 83106425 A EP83106425 A EP 83106425A EP 83106425 A EP83106425 A EP 83106425A EP 0116678 A1 EP0116678 A1 EP 0116678A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
musical instrument
electronic musical
key
voltage
circuit
Prior art date
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Granted
Application number
EP83106425A
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German (de)
French (fr)
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EP0116678B1 (en
Inventor
Jacques Christian Dipl.-Ing. Deforeit
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Matth Hohner AG
Original Assignee
Matth Hohner AG
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Publication date
Application filed by Matth Hohner AG filed Critical Matth Hohner AG
Publication of EP0116678A1 publication Critical patent/EP0116678A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0116678B1 publication Critical patent/EP0116678B1/en
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H1/00—Details of electrophonic musical instruments
    • G10H1/02—Means for controlling the tone frequencies, e.g. attack or decay; Means for producing special musical effects, e.g. vibratos or glissandos
    • G10H1/04—Means for controlling the tone frequencies, e.g. attack or decay; Means for producing special musical effects, e.g. vibratos or glissandos by additional modulation
    • G10H1/053—Means for controlling the tone frequencies, e.g. attack or decay; Means for producing special musical effects, e.g. vibratos or glissandos by additional modulation during execution only
    • G10H1/055—Means for controlling the tone frequencies, e.g. attack or decay; Means for producing special musical effects, e.g. vibratos or glissandos by additional modulation during execution only by switches with variable impedance elements
    • G10H1/0558—Means for controlling the tone frequencies, e.g. attack or decay; Means for producing special musical effects, e.g. vibratos or glissandos by additional modulation during execution only by switches with variable impedance elements using variable resistors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S84/00—Music
    • Y10S84/07—Electric key switch structure

Definitions

  • the invention relates to an electronic musical instrument with the features mentioned in the preamble of claim 1.
  • Such musical instruments are commercially available and are generally referred to as "electronic organs”.
  • a simple switch can only indicate whether the key has been hit or not.
  • the game can, however, be approached much better than that of traditional musical instruments, such as a piano, even if it is recorded whether the attack is stronger or weaker.
  • traditional musical instruments such as a piano
  • the time which is required for the key stroke is evaluated; if this time is short, a strong attack is assumed, and if it is long, a weak one.
  • the object of the invention is to design the generic musical instrument in such a way that the touch dynamics can be detected with very little effort and above the keyboard also enables the creation of secondary effects.
  • a block 22 made of a polymer material is attached to a key 20 of the instrument, which is made electrically conductive by additions of electrically conductive material.
  • the block 22 is rounded at its lower end.
  • the rounded end of the block meets a conductor track 24 of a printed circuit 26 (FIG. 2) and the stronger the stop 3 (Fig. 3), the more the block 22 is compressed, and accordingly the contact area between it and the conductor track 24 increases. Accordingly, the resistance of this contact area also decreases more and more. Only in Fig.
  • a block 22 'made of the same material as block 22 is attached to the button, but is not rounded. When it hits two contact strips 32, 34, it bridges them (FIG. 5), and if the pressure on the key is increased, the height 26 of the block (FIG. 6) decreases, which reduces its resistance.
  • the key 20 "carries an elastic block 22" made of an electrically highly conductive material, which is rounded off at its free end.
  • an elastic block 22 made of an electrically highly conductive material, which is rounded off at its free end.
  • the time-dependent course of the voltage V 30 on line 30 is shown in FIG. 10 as an example, namely for a strong stop in curve A and for a softer stop in curve B. Further processing
  • the voltage V 30 sets in as soon as the threshold voltage V th is undershot.
  • the information regarding the touch dynamics is obtained from the steepness of the curve, either by determining the time interval within which a predetermined differential voltage is run through, or by determining the differential voltage dV which is run through within a given time interval dt after the threshold voltage V th has been undershot. The latter method is used in the present exemplary embodiment.
  • FIG. 11 A circuit arrangement that fulfills these functions is shown in FIG. 11.
  • the voltages V 30 a, b, ... i..z coming from the individual keys are converted in a multiplex circuit 40 into serial information which is present on the output line 42.
  • the time control of the multiplex circuit 40 takes place via line 44 from the output of a note counter 46, which in turn is controlled by a clock generator 48.
  • the latter also clocks a logic circuit 50, the function of which will be explained later.
  • V i on line 42 is fed to an analog-to-digital converter 52, on the output line 54 of which the digital equivalent of the voltage V i appears, which will be referred to as V k below.
  • V k is at one input of a comparator 56, at the other input of which the threshold voltage V th is also present in digital form.
  • the logic level L k present at the output of the comparator 56 indicates whether the threshold voltage has fallen below or not.
  • Three random memories 60, 62 and 64 are provided which have (at least) as many memory locations as the multiplex circuit 40 has inputs, that is to say an addressable memory location is provided in each random memory for each key contact.
  • the random memories hold the data associated with the respective key, namely in memory 60 with regard to the touch state of the keys - therefore this memory will be referred to below as “touch memory” - and in memory 62 the current values of the voltages V k - therefore should this memory referred to as “Spannun g PEICHER e" are referred to, - and finally, in the memory 64 the current value of time, and therefore this memory is hereinafter referred to as "time memory”.
  • the memories are addressed by the note counter 46, synchronously with the activation of the multiplex circuit 40.
  • L k can mean that a key has just been struck or that the key was struck during the previous multiplex cycle. The occupancy of the corresponding memory location in the stop memory is therefore read out and also supplied to the logic circuit as logic level L A.
  • V k-1 the current value of V k from the voltage memory is also compared with V th in a second comparator 66; since this current value was of course stored in the previous multiplex cycle, it should be referred to as "V k-1 ".
  • the output of the comparator 66 accordingly supplies a logic signal L H to the logic circuit 50, whereupon the latter sends the write command wANS to the stop memory 60, into which the data corresponding to L A are then written.
  • the corresponding memory location in the time memory 64 is set to zero (command S tc from the logic circuit), and by reading out the respective memory value, incrementing by one unit in the adder circuit 70 and rewriting it multiplexing 72 is used to count until the current time value t is equal to the predetermined interval t.
  • the comparator 74 carries out this comparison, the output logic level of which is fed back again as a control signal to the logic circuit, because from this point in time the voltage data V k are to be evaluated in a different way than before. For this reason, the logic circuit generates a corresponding command ST which shows that the time measurement process for the relevant key has ended.
  • the voltage value V k V k-1 is present subtracted by means of subtraction circuit 76 at whose output 78 the differential voltage dV.
  • the size dV can either continue to be used as information for the secondary effect that is possible thereafter, or the size V k itself a selection command SEL of the logic circuit transmits one or the other variable in the interface. This is done using Status signal ST from the logic circuit signals whether it is a matter of measuring the dynamics (t o has not yet expired) or the secondary effect.
  • the interface is designed as a shift register from which the input data can be read out asynchronously with the clock of the clock generator 48 and the sound generating circuits 90 of the instrument can be fed; so that the key in question is identified, the output of the note counter 46 is also given to the register, and also the respective status of the stroke counter. Writing to the register is done by the wFIFO command from the logic circuit.
  • the shift register is one in which the data entered first (first in) is also output first (first out), that is to say a so-called "FIFO register".
  • the logic circuit can be designed as a read-only memory or as a gate system.

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Abstract

An den Ausgangssignalen von Tastenkontakten, deren Höhe abhängig von dem Anschlagdruck ist, werden Informationen sowohl hinsichtlich der Anschlagdynamik als auch hinsichtlich Sekundäreffekten beim Halten der Taste gewonnen. Die Signale werden nacheinander in entsprechend unterschiedlicher Weise verarbeitet.The output signals from key contacts, the height of which depends on the pressure at which the key is pressed, provide information both with regard to the dynamics of the key and with regard to secondary effects when the key is held. The signals are processed in succession in different ways.

Description

Die Erindung betrifft ein elektronisches Musikinstrument mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen. Derartige Musikinstrumente sind marktgängig und werden im allgemeinen als "elektronische Orgeln" bezeichnet.The invention relates to an electronic musical instrument with the features mentioned in the preamble of claim 1. Such musical instruments are commercially available and are generally referred to as "electronic organs".

Ein einfacher Schalter kann nur anzeigen,ob die Taste angeschlagen worden ist oder nicht. Das Spiel läßt sich aber dem der traditionellen Musikinstrumente, etwa eines Klaviers, dann viel besser annähern, wenn auch erfaßt wird, ob der Anschlag kräftiger oder schwächer erfolgt. Hierfür gibt es Ausführungsformen, bei denen die Zeit ausgewertet wird, die für den Tastenhub benötigt wird; ist diese Zeit kurz, so wird ein kräftiger Anschlag angenommen, und ist sie lang, ein schwächerer.A simple switch can only indicate whether the key has been hit or not. The game can, however, be approached much better than that of traditional musical instruments, such as a piano, even if it is recorded whether the attack is stronger or weaker. For this there are embodiments in which the time which is required for the key stroke is evaluated; if this time is short, a strong attack is assumed, and if it is long, a weak one.

Schließlich gibt es andere Arten von Musikinstrumenten (traditionelle wie auch elektronische), bei denen der Spieler durch Bewegungen seiner Spielfinger hier als "Sekundäreffekte" bezeichnete Klangwirkungen hervorbringt, etwa ein Vibrato .Finally, there are other types of musical instruments (traditional as well as electronic) in which the player produces sound effects called "secondary effects", such as vibrato, by movements of his fingers.

Aufgabe der Erfindung ist es, das gattungsgleiche Musikinstrument derart auszubilden, daß mit sehr geringem Aufwand die Anschlagdynamik erfaßt werden kann und darüberhinaus die Tastatur auch die·Erzeugung von Sekundäreffekten ermöglicht.The object of the invention is to design the generic musical instrument in such a way that the touch dynamics can be detected with very little effort and above the keyboard also enables the creation of secondary effects.

Die gemäß der Erfindung vorgesehene Lösung ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1; die Unteransprüche definieren zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.The solution provided according to the invention results from the characterizing part of patent claim 1; the dependent claims define expedient developments of the invention.

Der Gegenstand der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen erläutert.

  • Fig. 1 bis 3 zeigen eine erste Ausführungsform eines im Rahmen der Erfindung verwendbaren Druck-Spannungs-Umsetzers, wobei die Darstellung weitgehend schematisiert ist im unterbrochenen bzw. sanft angeschlagenen bzw. kräftig angeschlagenen Zustand,
  • Fig. 4 bis 6 zeigen in ähnlicher Weise eine zweite Ausführungsform des Wandlers,
  • Fig. 7 bis 9 zeigen in ähnlicher Weise eine dritte Ausführungsform,
  • Fig.10 ist ein typischer Spannungs-Zeit-Verlauf bei einem Umsetzer, wenn eine Taste angeschlagen wird,
  • Fig.11 ist das weitgehend schematisierte Blockschaltbild einer Auswerteschaltung, und
  • Fig.12 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Funktionen der Logikeinheit in der Schaltung nach Fig. 11.
The object of the invention is explained in detail below with reference to the accompanying drawings.
  • 1 to 3 show a first embodiment of a pressure-voltage converter which can be used in the context of the invention, the illustration being largely schematic in the interrupted or gently struck or strongly struck state,
  • 4 to 6 show in a similar manner a second embodiment of the converter,
  • 7 to 9 similarly show a third embodiment,
  • 10 is a typical voltage-time curve for a converter when a key is struck,
  • 11 is the largely schematic block diagram of an evaluation circuit, and
  • Fig. 12 is a flow chart for explaining the functions of the logic unit in the circuit of Fig. 11.

Gemäß Fig. 1 ist an einer Taste 20 des Instruments ein Block 22 aus einem Polymermaterial befestigt, das durch Zusätze aus elektrisch leitendem Material elektrisch leitend gemacht ist. Der Block 22 ist an seinem unteren Ende abgerundet. Beim Anschlag der Taste trifft das abgerundete Blockende auf eine Leiterbahn 24 einer gedruckten Schaltung 26, (Fig. 2) und je kräftiger der Anschlag ist (Fig. 3), desto mehr wird der Block 22 komprimiert, und entsprechend vergößert sich die Kontaktfläche zwischen ihm und der Leiterbahn 24. Demgemäß nimmt auch der Widerstand dieses Kontaktbereichs immer mehr ab. Nur in Fig. 1 sind auch die übrigen, bei allen Tasten des Instruments vorgesehenen Komponenten dargestellt, nämlich ein Vorwiderstand 28, der mit dem beschriebenen variablen Widerstand einen Spannungsteiler für die Spannung V0 bildet, wobei der über dem variablen Widerstand abfallende Spannungswert Va mittels Leitung 30 abgegriffen wird. Der jeweils andere Anschluß des variablen Widerstands liegt an Masse. Ganz dieselbe Konfiguration ist auch bei den Ausführungsformen nach Fig. 4-9 vorgesehen und deshalb dort nicht noch einmal gezeichnet.1, a block 22 made of a polymer material is attached to a key 20 of the instrument, which is made electrically conductive by additions of electrically conductive material. The block 22 is rounded at its lower end. When the key is pressed, the rounded end of the block meets a conductor track 24 of a printed circuit 26 (FIG. 2) and the stronger the stop 3 (Fig. 3), the more the block 22 is compressed, and accordingly the contact area between it and the conductor track 24 increases. Accordingly, the resistance of this contact area also decreases more and more. Only in Fig. 1 are the other components provided on all keys of the instrument, namely a series resistor 28, which forms a voltage divider for the voltage V 0 with the variable resistor described, the voltage value V a dropping across the variable resistor using Line 30 is tapped. The other connection of the variable resistor is grounded. Quite the same configuration is strength even in the embodiments F. 4-9 provided and therefore not redrawn there.

In Fig. 4-6 ist ein Block 22' aus gleichem Material wie Block 22 an der Taste befestigt, der jedoch nicht abgerundet ist. Beim Auftreffen auf zwei Kontäktleisten 32, 34 überbrückt er diese (Fig. 5), und wird der Druck auf die Taste erhöht, verkürzt sich die Höhe 26 des Blocks (Fig. 6), womit sein Widerstand abnimmt.In Fig. 4-6, a block 22 'made of the same material as block 22 is attached to the button, but is not rounded. When it hits two contact strips 32, 34, it bridges them (FIG. 5), and if the pressure on the key is increased, the height 26 of the block (FIG. 6) decreases, which reduces its resistance.

Bei der Ausführungsform nach Fig. °7-9 trägt die Taste 20" einen elastischen Block 22" aus elektrisch gut leitendem Material, der an seinem freien Ende abgerundet ist. Beim Auftreffen auf einen an beiden Enden mit Anschlüssen versehenen Streifen 24" aus Widerstandsmaterial wird ein Abschnitt des Streifens, dessen Länge von dem Druck auf die Taste abhängt (vgl. Fig. 9), durch das Material des Blocks 22" kurzgeschlossen, womit der Widerstand zwischen den Anschlüssen sich entsprechend verringert.In the embodiment according to FIGS. 7-9, the key 20 "carries an elastic block 22" made of an electrically highly conductive material, which is rounded off at its free end. When striking a strip 24 "of resistive material provided with connections at both ends, a section of the strip, the length of which depends on the pressure on the key (see FIG. 9), is short-circuited by the material of the block 22", with which the resistance between the connections is reduced accordingly.

Es versteht sich, daß man z.B. durch variable Breite der Widerstandsstreifen 24", Formgebung und Härte der Blöcke 22, 22' bzw. 22" und andere Maßnahmen irgendeine gewünschte Charakteristik der Funktion Spannung = f (Tastendruck) vorgeben kann.It is understood that e.g. by variable width of the resistance strips 24 ", shape and hardness of the blocks 22, 22 'or 22" and other measures can specify any desired characteristic of the function voltage = f (key press).

Der zeitabhängige Verlauf der Spannung V30 auf Leitung 30 ist in Fig. 10 beispielshalber dargestellt, und zwar für einen kräftigen Anschlag in Kurve A und für einen weicheren Anschlag in Kurve B. Die WeiterverarbeitungThe time-dependent course of the voltage V 30 on line 30 is shown in FIG. 10 as an example, namely for a strong stop in curve A and for a softer stop in curve B. Further processing

der Spannung V30 setzt ein, sobald die Schwellenspannung Vth unterschritten wird. Die Information bezüglich der Anschlagdynamik wird aus der Steilheit des Kurvenverlaufs gewonnen, wobei man entweder das Zeitintervall bestimmt, innerhalb dessen eine vorgegebene Differenzspannung durchlaufen wird, oder aber die Differenzspannung dV bestimmt, die innerhalb eines gegebenen Zeitintervalls dt nach Unterschreiten der Schwellenspannung Vth durchlaufen wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die letztgenannte Methode verwendet.the voltage V 30 sets in as soon as the threshold voltage V th is undershot. The information regarding the touch dynamics is obtained from the steepness of the curve, either by determining the time interval within which a predetermined differential voltage is run through, or by determining the differential voltage dV which is run through within a given time interval dt after the threshold voltage V th has been undershot. The latter method is used in the present exemplary embodiment.

Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne t von z.B. 50 ms kann davon ausgegangen werden, daß auch ein sehr sanfter Tastenanschlag beendet ist. Der Spieler kann nun durch Variieren des Tastendrucks Sekundäreffekte auslösen, z.B. ein Vibrato. Die entsprechenden Änderungen der Spannung V30 nach Ablauf von t0 werden dann natürlich von den nachgeordneten Schaltkreisen in anderer Weise zu verarbeiten sein als die Dynamikinformation, je nachdem, welche Sekundäreffekte ermöglicht werden sollen. Wenn die Spannung V30 den Wert Vth wieder übersteigt, wird angenommen, daß der Spieler die Taste wieder freigegeben hat.After a predetermined period of time t of, for example, 50 ms, it can be assumed that a very gentle keystroke has ended. The player can now trigger secondary effects, such as vibrato, by varying the key press. The corresponding changes in voltage V 30 after expiration of t 0 will of course then have to be processed by the downstream circuits in a different way than the dynamic information, depending on which secondary effects are to be made possible. If the voltage V 30 exceeds V th again, it is assumed that the player has released the key again.

Zusammengefaßt hat also die Schaltungsanordnung die folgenden Funktionen zu erfüllen:

  • - Feststellen, ob Vth unterschritten wird,
  • - Bestimmen von dV/dt,
  • - Bestimmen des Zeitablaufs von t ,
  • - Bestimmen der danach erfolgenden Änderungen der Spannung V 30'
  • - Feststellen, wann Vth wieder überschritten wird.
In summary, the circuit arrangement has to perform the following functions:
  • - Determine whether V th falls below
  • - determining dV / dt,
  • Determining the passage of time from t,
  • - Determining the subsequent changes in voltage V 30 '
  • - Determine when V th is exceeded again.

Eine Schaltungsanordnung, die diese Funktionen erfüllt, ist in Fig. 11 dargestellt.A circuit arrangement that fulfills these functions is shown in FIG. 11.

Die von den einzelnen Tasten kommenden Spannungen V30a,b,...i..z werden in einer Multiplexschaltung 40 in serielle Informationen umgesetzt, die auf der Ausgangsleitung 42 anstehen. Die Zeitsteuerung der Multiplexschaltung 40 erfolgt über Leitung 44 von dem Ausgang eines Notenzählers 46, der seinerseits von einem Taktgenerator 48 angesteuert wird.Der letztere taktet auch eine Logikschaltung 50, deren Funktion später erläutert wird.The voltages V 30 a, b, ... i..z coming from the individual keys are converted in a multiplex circuit 40 into serial information which is present on the output line 42. The time control of the multiplex circuit 40 takes place via line 44 from the output of a note counter 46, which in turn is controlled by a clock generator 48. The latter also clocks a logic circuit 50, the function of which will be explained later.

Die Spannung Vi auf Leitung 42 wird einem Analog-Digital-Wandler 52 zugeführt, auf dessen Ausgangsleitung 54 das digitale Äquivalent der Spannung Vi erscheint, das nachstehend als Vk bezeichnet werden soll. Vk liegt am einen Eingang eines Komparators 56, an dessen anderem Eingang die ebenfalls in digitaler Form vorliegende Schwellenspannung Vth anliegt. Der jeweils am Ausgang des Komparators 56 stehende Logikpegel Lk zeigt an, ob die Schwellenspannung unterschritten ist oder nicht.The voltage V i on line 42 is fed to an analog-to-digital converter 52, on the output line 54 of which the digital equivalent of the voltage V i appears, which will be referred to as V k below. V k is at one input of a comparator 56, at the other input of which the threshold voltage V th is also present in digital form. The logic level L k present at the output of the comparator 56 indicates whether the threshold voltage has fallen below or not.

Es sind drei Randomspeicher 60, 62 und 64 vorgesehen, die (mindestens) ebensoviele Speicherplätze aufweisen, wie die Multiplexschaltung 40 Eingänge aufweist, das heißt, für jeden Tastenkontakt ist in jedem Randomspeicher ein adressierbarer Speicherplatz vorgesehen. Die Randomspeicher halten während des Multiplexzyklus die zu der jeweiligen Taste gehörenden Daten, nämlich im Speicher 60 bezüglich des Anschlagzustands der Tasten - deshalb soll dieser Speicher nachstehend als "Anschlagspeicher" bezeichnet werden -, im Speicher 62 die laufenden Werte der Spannungen Vk - deshalb soll dieser Speicher nachstehend als "Spannung Epeicher" bezeichnet werden, - sowie schließlich im Speicher 64 den laufenden Wert der Zeit, und deshalb wird dieser Speicher nachstehend als "Zeitspeicher" bezeichnet.Three random memories 60, 62 and 64 are provided which have (at least) as many memory locations as the multiplex circuit 40 has inputs, that is to say an addressable memory location is provided in each random memory for each key contact. During the multiplex cycle, the random memories hold the data associated with the respective key, namely in memory 60 with regard to the touch state of the keys - therefore this memory will be referred to below as "touch memory" - and in memory 62 the current values of the voltages V k - therefore should this memory referred to as "Spannun g PEICHER e" are referred to, - and finally, in the memory 64 the current value of time, and therefore this memory is hereinafter referred to as "time memory".

Die Adressierung der Speicher erfolgt durch den Notenzähler 46, synchron mit der Ansteuerung der Multiplexschaltung 40.The memories are addressed by the note counter 46, synchronously with the activation of the multiplex circuit 40.

Der Logikpegel Lk vom Ausgang des Komparators 56 bildet einen Steuereingang der Logikschaltung 50. Lk kann bedeuten, daß eine Taste gerade angeschlagen worden ist, oder aber, daß die Taste bereits beim vorigen Multiplexzyklus angeschlagen war. Die Belegung des entsprechenden Speicherplatzes im Anschlagspeicher wird daher ausgelesen und als Logikpegel LA ebenfalls der Logikschaltung zugeführt.The logic level L k from the output of the comparator 56 forms a control input of the logic circuit 50. L k can mean that a key has just been struck or that the key was struck during the previous multiplex cycle. The occupancy of the corresponding memory location in the stop memory is therefore read out and also supplied to the logic circuit as logic level L A.

Um festzustellen, ob die betreffende Taste bereits angeschlagen war oder nicht, wird der laufende Wert von Vk aus dem Spannungsspeicher in einem zweiten Komparator 66 ebenfalls mit Vth verglichen; da dieser laufende Wert natürlich im vorhergehenden Multiplexzyklus eingespeichert worden war, soll er als "Vk-1" bezeichnet werden. Der Ausgang des Komparators 66 liefert demgemäß ein Logiksignal LH an die Logikschaltung 50, woraufhin diese den Schreibbefehl wANS an den Anschlagspeicher 60 gibt, in den dann die Daten entsprechend LA eingeschrieben werden.In order to determine whether the relevant key was already struck or not, the current value of V k from the voltage memory is also compared with V th in a second comparator 66; since this current value was of course stored in the previous multiplex cycle, it should be referred to as "V k-1 ". The output of the comparator 66 accordingly supplies a logic signal L H to the logic circuit 50, whereupon the latter sends the write command wANS to the stop memory 60, into which the data corresponding to L A are then written.

Wenn jedoch das Ausgangssignal des Komparators 66 auf einem Logikpegel liegt, der ein erstmaliges Niederdrücken der Taste bedeutet, sollen zwei Vorgänge ausgelöst werden: Erstens die Messung des Zeitintervalls to, und zweitens die Bestimmung der Anschlagdynamik.However, when the output of the comparator 66 is at a logic level which is a first-time depression of the key, two operations are to be initiated: First, the measurement of the time interval t o, and secondly the determination of the velocity.

Für den ersten Vorgang wird der entsprechende Speicherplatz im Zeitspeicher 64 auf Null gesetzt (Befehl Stc von der Logikschaltung), und durch Auslesen des jeweiligen Speicherwertes, Inkrementieren um eine Einheit im Addierkreis 70 und erneutes Einschreiben mittels Multiplexschaltung 72 wird gezählt, bis der laufende Zeitwert t gleich dem vorgegebenen Intervall t ist. Diesen Vergleich führt der Komparator 74 aus, dessen Ausgangslogikpegel wieder als Steuersignal zur Logikschaltung rückgemeldet wird, denn von diesem Zeitpunkt an sollen ja die Spannungsdaten Vk in anderer Weise als vorher ausgewertet werden. Deshalb erzeugt die Logikschaltung ein entsprechendes Kommando ST das den Zeitmeßvorgang für die betref- fende Taste als beendet erkennen läßt.For the first process, the corresponding memory location in the time memory 64 is set to zero (command S tc from the logic circuit), and by reading out the respective memory value, incrementing by one unit in the adder circuit 70 and rewriting it multiplexing 72 is used to count until the current time value t is equal to the predetermined interval t. The comparator 74 carries out this comparison, the output logic level of which is fed back again as a control signal to the logic circuit, because from this point in time the voltage data V k are to be evaluated in a different way than before. For this reason, the logic circuit generates a corresponding command ST which shows that the time measurement process for the relevant key has ended.

Beginnend mit dem von der Logikschaltung kommenden Befehl wSPA, wird die Spannungsgröße Vk von Vk-1 subtrahiert und zwar mittels des Subtrahierkreises 76, an dessen Ausgang 78 die Differenzspannung dV ansteht. Das zugehörige Zeitintervall ist natürlich eine Zykluszeit des Multiplex. Die Auswertung von dV braucht nicht zu erfolgen, wenn dV=O ist. Deshalb werden alle Bits von dV einem Gatter 79 zugeführt, an dessen Ausgang ein Logikpegel dV=O erscheint, wenn alle Bits eine Spannungsdifferenz Null aufweisen.Starting with the next command from the logic circuit wspa, the voltage value V k V k-1, is present subtracted by means of subtraction circuit 76 at whose output 78 the differential voltage dV. The associated time interval is of course a cycle time of the multiplex. There is no need to evaluate dV if dV = O. Therefore, all bits of dV are fed to a gate 79, at the output of which a logic level dV = 0 appears when all bits have a voltage difference of zero.

Sobald die Anschlagdynamik aus der Größe dV bestimmt worden ist, kann man entweder weiterhin die Größe dV als Information für den danach möglichen Sekundäreffekt benutzen, oder aber die Größe Vk selbst. Der Ausgabe-Schnittstelle 80 ist daher noch der Datenwähler 82 vorgeschaltet, der entsprechend einem Wählbefehl SEL der Logikschaltung die eine oder die andere Größe in die Schnittstelle überträgt. Dieser wird mittels

Figure imgb0001
Statussignals ST von der Logikschaltung signalisiert, ob es sich um die Messung der Dynamik (to noch nicht abgelaufen) oder des Sekundäreffekts handelt.As soon as the touch dynamics have been determined from the size dV, the size dV can either continue to be used as information for the secondary effect that is possible thereafter, or the size V k itself a selection command SEL of the logic circuit transmits one or the other variable in the interface. This is done using
Figure imgb0001
Status signal ST from the logic circuit signals whether it is a matter of measuring the dynamics (t o has not yet expired) or the secondary effect.

Die Schnittstelle ist als Schieberegister ausgebildet, aus dem die eingegebenen Daten asynchron mit dem Takt des Taktgenerators 48 auslesbar und den Tonerzeugungsschaltkreisen 90 des Instruments zuführbar sind; damit die betreffende Taste identifiziert wird, wird auch der Ausgang des Notenzählers 46 auf das Register gegeben, und ebenso der jeweilige Status des Anschlagzählers. Das Einschreiben in das Register erfolgt durch Befehl wFIFO der Logikschaltung.The interface is designed as a shift register from which the input data can be read out asynchronously with the clock of the clock generator 48 and the sound generating circuits 90 of the instrument can be fed; so that the key in question is identified, the output of the note counter 46 is also given to the register, and also the respective status of the stroke counter. Writing to the register is done by the wFIFO command from the logic circuit.

Bei dem Schieberegister handelt es sich um ein solches, bei dem die zuerst eingegebenen Daten (First In) auch zuerst ausgegeben werden (First Out), also ein sogenanntes "FIFO-Register".The shift register is one in which the data entered first (first in) is also output first (first out), that is to say a so-called "FIFO register".

Die Logikschaltung kann als Festwertspeicher ausgebildet sein oder als Gattersystem.The logic circuit can be designed as a read-only memory or as a gate system.

Die gesamte Schaltung gemäß Fig. 11, mit Ausnahme des analogen Multiplexers, kann als ein einziger Mikroprozessorchip z.B. des Typs INTEL 8020 augebaut sein.The entire circuit according to Fig. 11, with the exception of the analog multiplexer, can be used as a single microprocessor chip e.g. of the type INTEL 8020.

Der Ablauf beim Loslassen einer Taste mit entsprechendem Kippen des Ausgangs zuerst von Komparator 56, dann von Komparator 66 ergibt sich von selbst; im übrigen zeigt das Flußdiagramm gemäß Fig. 12 noch einmal die Funktionen der Logikschaltung in ihrer Verknüpfung.The sequence when a key is released and the output is correspondingly tilted first by comparator 56, then by comparator 66 is determined automatically; otherwise, the flowchart in FIG. 12 shows the functions of the logic circuit in their combination.

Claims (8)

1. Elektronisches Musikinstrument mit mindestens einer Tastatur zur Auswahl der wiederzugebenden Töne, wobei jeder Taste mindestens eine Schalterfunktion zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Taste ein Widerstand zugeordnet ist, der in Abhängigkeit von dem auf die Taste beim Anschlag und beim Halten ausgeübten Druck variabel ist, und daß eine Schaltungsanordnung zur Auswertung des zeitlichen Verlaufs einer über dem Widerstand abfallenden Spannung vorgesehen ist.1. Electronic musical instrument with at least one keyboard for selecting the sounds to be reproduced, each key being assigned at least one switch function, characterized in that each key is assigned a resistance which is variable as a function of the pressure exerted on the key when it is pressed and held and that a circuit arrangement for evaluating the time profile of a voltage dropping across the resistor is provided. 2. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung zur Bestimmung der Abstiegsflankensteilheit als Maß für die Stärke des Tastenanschlags ausgebildet ist.2. Electronic musical instrument according to claim 1, characterized in that the circuit arrangement for determining the falling edge steepness is designed as a measure of the strength of the keystroke. 3. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung zur Bestimmung der Amplitude der abfallenden Spannung nach einer mit dem Tastenanschlag beginnenden Verzögerungszeit ausgebildet ist.3. Electronic musical instrument according to claim 1 or 2, characterized in that the circuit arrangement for determining the amplitude of the falling voltage is formed after a delay time beginning with the keystroke. 4. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung eine Multiplexschaltung umfaßt zum Umformen der parallel anstehenden Spannungen der Tasten der Tastatur in eine serielle Folge von Spannungswerten und daß ein Schaltkreis zum Erfassen der Spannungsdifferenz in zwei aufeinanderfolgenden Zyklen des Multiplex als Steilheitsmaß vorgesehen ist.4. Electronic musical instrument according to claim 2, characterized in that the circuit arrangement comprises a multiplex circuit for converting the parallel voltages of the keys of the keyboard into a serial sequence of voltage values and that a circuit for detecting the voltage difference in two successive cycles of the multiplex is provided as a slope is. 5. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Multiplexschaltung ein Analog-Digital-Umsetzer nachgeschaltet ist.5. Electronic musical instrument according to claim 4, characterized in that the multiplex circuit is followed by an analog-to-digital converter. 6. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung eine Speicherschaltung (62) umfaßt, in der jeder Taste ein Speicherplatz für die Spannungswerte zugeordnet ist.6. Electronic musical instrument according to claim 4 or 5, characterized in that the circuit arrangement comprises a memory circuit (62) in which each key is assigned a memory location for the voltage values. 7. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Komparatorschaltung (56) zum Vergleich der Spannung mit einer vorgegebenen Schwellenspannung, dessen Ausgangssignal als Auslösesignal für die Festlegung der Verzögerungszeit dient.7. Electronic musical instrument according to claim 3, characterized by a comparator circuit (56) for comparing the voltage with a predetermined threshold voltage, the output signal of which serves as a trigger signal for determining the delay time. 8. Elektronisches Musikinstrument nach Anspruch 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslösesignal zugleich als Auslösesignal für die Bestimmung der Flankensteilheit dient.8. Electronic musical instrument according to claim 2 and 7, characterized in that the trigger signal also serves as a trigger signal for determining the slope.
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