-
Die
Erfindung bezieht sich auf ein Solenoid-Ansteuersystem für ein automatisches
Musikdarbietungsgerät
mit Bedienungstasten wie ein Klavier bzw. Piano oder ein "Keyboard". Das Solenoid-Ansteuersystem
speichert in Aufeinanderfolge Spannungskurvenformdaten entsprechend
Darbietungsinformationen. Die Spannungskurvenformdaten beinhalten
die Tastenanschlagstärke
und sind einer jeweiligen Tastennummer zugeordnet. Auf die Ausgabe
der Spannungskurvenformdaten hin werden die den jeweiligen Tasten
zugeordnete Solenoide betätigt,
wodurch die Darbietung automatisch wiederholt wird.
-
Zum
Steuern der den Solenoiden in einem automatischen Musikinstrument
bzw. Musikautomaten wie einem automatischen Klavier zugeführten Spannung
wurde eine Vielzahl von Verfahren vorgeschlagen. Eines dieser Verfahren
ist die Tastverhältnissteuerung,
bei der das Tastverhältnis
einer Rechteckwelle geändert
wird. Die Tastverhältnissteuerung ist äußerst vorteilhaft,
da dabei die elektrischen Verluste in Transistoren auf ein Mindestmaß herabgesetzt
werden, welche als Schaltelemente benutzt werden.
-
In
der
US 4 132 141 ist
eine Einrichtung beschrieben, in der das Tastverhältnis-Steuerverfahren angewandt
wird. In der Einrichtung werden zuerst Impulse mit konstanter Breite
erzeugt und dann wird die Impulsbreite entsprechend der Tastenanschlagstärke moduliert.
-
Aus
der
US 4 469 000 ist
ein Solenoid-Ansteuersystem für
ein automatisches Musikdarbietungsgerät bekannt, bei dem die Tastenanschlagstärke auf
binäre
Weise codiert wird. Bei der Ansteuerung der Solenoide wird die Impulsbreite
ebenfalls gemäß einer
Pulsweitenmodulation entsprechend der Tastenanschlagstärke moduliert.
-
In
der WO 80/02886 A1 ist ein Klavier-Aufzeichnungssystem offenbart.
Dabei werden die auf einem Magnetband aufzuzeichnenden Daten, einschließlich der
die Tastenanschlagstärke
bezeichnenden Daten, ebenfalls binär codiert.
-
Wenn
jedoch bei diesen Einrichtungen eine Vielzahl von Tasten einzeln,
aber gleichzeitig anzusteuern ist, ist eine entsprechende Vielzahl
von Digital/Analog-Wandlern und Modulierschaltungen erforderlich,
so dass daher der Schaltungsaufbau kompliziert wird. Da ferner die
D/A-Wandler und die Modulierschaltungen benötigt werden, wird dadurch eine Steuerung
mit hoher Genauigkeit erschwert und es wird eine komplizierte Einstellung
erforderlich. Ferner besteht an in den Modulierschaltungen enthaltenen Spannungsvergleichern
die Neigung zu einer Verschlechterung nach einer längeren Einsatzdauer, was
sich als Nachteil hinsichtlich der Beständigkeit äußert.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Solenoid-Ansteuersystem zu
schaffen, das ein gleichzeitiges und einzelnes Ansteuern einer Vielzahl
von Tasten mit hoher Genauigkeit ermöglicht und bei dem keine Einstellung
erforderlich ist, ohne dass im Ablauf der Zeit eine Verschlechterung
auftritt.
-
Gemäß der Erfindung
ist ein Solenoid-Ansteuersystem für ein Gerät zur automatischen musikalischen
Darbietung gemäß dem Patentanspruch bereitgestellt,
das die vorstehend genannten Probleme löst.
-
In
einem Gerät
zur automatischen musikalischen Darbietung bzw. Musikautomaten,
in dem Solenoide mit Strom in einer Stärke gespeist werden, die der
Tastenanschlagstärke
entspricht, und eine Darbietung gemäß Darbietungsinformationen
reproduziert wird, die die Tastenanschlagstärke und die Tastennummer beinhalten,
enthält
zur Lösung
der Aufgabe ein erfindungsgemäßes Solenoid-Ansteuersystem
gemäß der Darstellung
in 1 eine Schreibeinrichtung,
eine Speichereinrichtung, eine Leseeinrichtung, eine Halte- bzw.
Zwischenspeichereinrichtung und eine Einschaltsteuereinrichtung.
-
Die
Speichereinrichtung speichert bezüglich einer jeden der Tastennummern
Spannungskurvenformdaten, die eine Einschaltperiode und eine Ausschaltperiode
angeben. Die Spannungskurvenformdaten ändern sich entsprechend der
Tastenanschlagstärke.
Die Schreibeinrichtung schreibt zum Zeitpunkt des Drückens einer
Taste in den der gedrückten
Taste entsprechenden Bereich der Speichereinrichtung Daten ein,
die den Impulshöhenpegel
eines jeden Abschnitts eines Zyklus der Spannungskurvenform betreffen.
Der eine Zyklus der Spannungskurvenform wird in jeweils vorbestimmte
Zeitabschnitte unterteilt. Die Leseeinrichtung liest parallel die
jeweils dem Impulshöhenpegel
entsprechenden Daten für
die jeweiligen Tasten aus der Speichereinrichtung aus. Die durch
die Leseeinrichtung ausgelesenen Daten werden in der Zwischenspeichereinrichtung vorübergehend
einzeln entsprechend der Tastennummer gespeichert. Die Einschaltsteuereinrichtung steuert
das Einschalten des Solenoids, das der in den ausgelesenen Daten
enthaltenen Tastennummer entspricht.
-
Gemäß einer
zweiten Ausgestaltung der Erfindung werden in diesem Solenoid-Ansteuersystem die
Spannungskurvenformdaten nacheinander in benachbarte Bereiche der
Speichereinrichtung eingeschrieben, aber durch die Leseeinrichtung
aus Bereichen in der Speichereinrichtung ausgelesen, die voneinander
beabstandet sind.
-
Gemäß einer
dritten Ausgestaltung der Erfindung werden in diesem Solenoid-Ansteuersystem die
Spannungskurvenformdaten in voneinander beabstandete Bereiche in
der Speichereinrichtung eingeschrieben, aber aus benachbarten Bereichen
in der Speichereinrichtung ausgelesen.
-
Bei
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Spannungskurvenformdaten
die Daten, die der binär
quantisierten Impulshöhe
entsprechen.
-
Bei
einer fünften
Ausgestaltung der Erfindung entsprechen die Speicherbereiche der
Speichereinrichtung jeweils einer von Tastennummerngruppen, in die
eine vorbestimmte Anzahl von Tastennummern eingeordnet ist, und
enthalten der Tastennummer entsprechende Bit-Speicherbereiche.
-
Gemäß einer
sechsten Ausgestaltung der Erfindung enthält das Solenoid-Ansteuersystem
ferner eine Sperreinrichtung, die während des Einschreibens von
Daten in die Speichereinrichtung durch die Schreibeinrichtung die
Datenausgabe aus der Zwischenspeichereinrichtung sperrt.
-
Im
Betrieb werden von der Schreibeinrichtung die Spannungskurvenformdaten
als den Impulshöhenwert
für einen
jeden Abschnitt eines Zyklus der Spannungskurvenform darstellende
Daten in der Tastennummer entsprechende Bereiche der Speichereinrichtung
eingeschrieben. Die Spannungskurvenform ist in jeweils vorbestimmte
Zeitabschnitte unterteilt. Die Spannungskurvenformdaten geben jeweils
eine Einschaltperiode und eine Ausschaltperiode der Solenoide an
und ändern
sich entsprechend der Tastenanschlagstärke. Von der Leseeinrichtung werden
parallel aus den den jeweiligen Tastennummern entsprechenden Bereichen
in der Speichereinrichtung die jeweiligen Spannungskurvenformdaten ausgelesen.
Die Spannungskurvenformdaten werden dann vorübergehend entsprechend ihrer
Tastennummer in der Zwischenspeichereinrichtung gespeichert. Gemäß den in
der Zwischenspeichereinrichtung gespeicherten Daten und deren Tastennummer werden
von der Einschaltsteuereinrichtung jeweils die den Tastennummern
entsprechenden Solenoide ein- und
ausgeschaltet.
-
Auf
diese Weise können
erfindungsgemäß alle Solenoide
einzeln mit einer erwünschten
Stärke angesteuert
werden. Daher ist die Qualität
der Darbietung als ganze verbessert. Da darüberhinaus keine Modulierschaltungen
oder andere Schaltungen benötigt
werden, die eine Einstellung erforderlich machen, ist das erfindungsgemäße Solenoid-Ansteuersystem
leichter herzustellen. Durch den Wegfall derartiger Schaltungen,
die sich mit der Zeit verschlechtern oder ändern, erübrigt sich eine Nachstellung oder
Justierung nach dem Verkauf oder der Installation. Ferner ist dieses
System im Vergleich zu den herkömmlichen
Einrichtungen preisgünstig,
bei denen die Impulsbreitenmodulation, die Impulszahlmodulation
oder andere ähnliche
Verfahren angewandt werden.
-
Die
Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Zeichnung näher
erläutert.
-
1 ist eine Blockdarstellung,
die den Aufbau eines erfindungsgemäßen Solenoid-Ansteuersystems
zeigt.
-
2 zeigt eine Darbietungsinformation-Verarbeitungseinheit
eines automatischen Klaviers gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
-
3 ist ein Blockschaltbild
der elektrischen Schaltung des Solenoid-Ansteuersystems gemäß dem Ausführungsbeispiel.
-
4 ist ein Zeitdiagramm,
das die Kurvenform einer für
das Ansteuern der Solenoide bei diesem Ausführungsbeispiel angewandten
mittleren elektrischen Leistung zeigt.
-
5A, 5B und 5C sind
Darstellungen von Impulsfolgen für
das Erhalten der in 4 gezeigten elektrischen Leistung.
-
6 veranschaulicht den Zusammenhang zwischen
einer Spannungskurvenform und Steuersignalen.
-
7 ist ein Blockschaltbild
einer in 3 gezeigten
Signalgeneratorschaltung für
das Erzeugen von Ansteuerungssignalen für Solenoide.
-
8 ist ein Ablaufdiagramm
eines Datenschreibvorgangs einer Zentraleinheit.
-
9 ist eine Tabelle, die
zeigt, wie Daten in einen Speicher eingeschrieben werden.
-
10A und 10B sind Tabellen, die den Zusammenhang
zwischen Ausgängen
eines Adressengenerators, Speicheradressen und Zwischenspeichern
zeigen.
-
11 ist eine Tabelle, die
zeigt, wie Daten aus dem Speicher ausgelesen werden.
-
12 ist eine Tabelle, die
das Auslesen von Daten bei dem Solenoid-Ansteuersystem gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel
veranschaulicht.
-
13A und 13B sind Tabellen, die den Zusammenhang
zwischen Adressenleitungen der Zentraleinheit, Adressenanschlüssen des
Speichers und Ausgängen
eines Adressengenerators zeigen.
-
Nachstehend
wird als Ausführungsbeispiel ein
Solenoid-Ansteu ersystem in einem automatischen Klavier beschrieben.
-
Gemäß 2 ist ein automatisches
Klavier 1 mit Tasten 2, Stufenblenden 3 und
Tastensensoren 4 und 5 versehen. Die jeweiligen
Stufenblenden 3 sind unterhalb der jeweiligen Taste 2 angebracht
und unterbrechen den Lichtweg zwischen Leuchtelementen und Lichtempfangselementen
der Tastensensoren 4 und 5, wenn die entsprechende
Taste 2 gedrückt wird.
-
Die
Stärke
des Tastendrucks bzw. Tastenanschlags wird dadurch erfaßt, daß die Verzögerungszeit
zwischen den Zeitpunkten gemessen wird, an denen die Lichtwege der
Tastensensoren 4 und 5 unterbrochen werden. Darbietungsinformationen,
die jeweils die Tastennummer und die Tastenanschlagstärke beinhalten,
werden in einer Darbietungsinformation-Speichereinrichtung wie einer
Diskette gespeichert. Das Aufzeichnen der Darbietungsinformationen
erfolgt nach einem "Ereignisverfahren", bei dem nur dann,
wenn eine Taste gedrückt
oder freigegeben wird, das Drücken
oder Freigeben der Taste entsprechend der Tastennummer, der Anschlagstärke (die
bei der Freigabe der Taste gleich Null ist) und dem Zeitpunkt des
Drückens
oder Freigebens aufgezeichnet wird. Der Zeitpunkt des Drückens der
Taste wird als "EIN-Ereignis" bezeichnet und der
Zeitpunkt der Tastenfreigabe wird als "AUS-Ereignis" bezeichnet.
-
Bei
der Reproduktion einer Wiedergabe werden durch eine Steuereinheit 10 die
in der Speichereinrichtung gespeicherten Darbietungsinformationen Ereignis
für Ereignis
ausgelesen. Wenn der Zählwert eines
Taktsignals denjenigen für
den in den ausgelesenen Darbietungsinformationen enthaltenen Zeitpunkt
erreicht, wird das entsprechende Ereignis ausgeführt.
-
Als
ersten Schritt der Ereignisausführung werden
entsprechend der in den Darbietungsinformationen enthaltenen Tastenanschlagstärke Spannungskurvenformdaten
für die
Ansteuerung von Solenoiden 6 erzeugt. Als nächstes werden
die Spannungskurvenformdaten in einem nachfolgend beschriebenen
Schreib/Lesespeicher gespeichert. Darauffolgend werden gemäß den Spannungskurvenformdaten
Steuersignale für
das Ein- oder Abschalten bzw. Erregen oder Aberregen der Solenoide 6 erzeugt.
-
Gemäß 3 ist die Steuereinheit 10 eine Rechenschaltung
mit einer Zentraleinheit (CPU) 11, einem Festspeicher (ROM) 12,
einem Schreib/Lesespeicher (RAM) 13, einem Taktgenerator 14 und
einer Signalgeneratorschaltung 15, die Signale zum Ansteuern
der Solenoide 6 erzeugt. An die Steuereinheit 10 sind über eine
Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 16 die Tastensensoren 4 und 5 angeschlossen.
Die Signalgeneratorschaltung 15 ist über eine Solenoidtreiberschaltung 7 mit
den Solenoiden 6 verbunden. Die Solenoidtreiberschaltung 7 kann
jeweilige Transistoren enthalten. In diesem Fall werden die Steuersignale
an die Basis des Transistors angelegt und dem Solenoid 6 wird
die Spannung zwischen einer Stromquelle und dem Kollektor des Transistors
zugeführt.
-
Die
Steuereinheit 10 ist ferner über die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 16 mit
einem Diskettenlaufwerk 22 für eine Diskette 21,
mit einem Bedienungsfeld 23 zum Wählen der Betriebsart und mit
einer Anzeige 24 verbunden.
-
Gemäß der Darstellung
in 4 ist die Mittelwert-Kurvenform
der Speisespannung für
die Solenoide 6 zweigeteilt, nämlich in einen Zeitabschnitt
T1, in welchem ein der Tastenanschlag stärke entsprechender Spannungspegel
L1 zugeführt
wird, und einen zweiten Zeitabschnitt T2, in welchem ein Spannungspegel
L2 aufrecht erhalten wird, der dafür erforderlich ist, daß die Solenoide 6 die
Tasten gedrückt halten.
-
Die
Steuersignale für
den Spannungspegel L1 für
einen starken Tastenanschlag sind gemäß 5A Rechteckwellen mit einem großen Tastverhältnis, wogegen
diejenigen von Steuersignalen für einen
schwächeren
Tastenanschlag ein kleineres Tastverhältnis gemäß 5B haben. Die Steuersignale für den Spannungspegel
L2 sind gemäß 5C Rechteckwellen mit einem
noch kleineren Tastverhältnis.
-
Die
Solenoide 6 werden dadurch mit einer gewünschten
Stärke
betrieben bzw. erregt, daß das Tastverhältnis der
Steuersignale gemäß 5A und 5B entsprechend der Anschlagstärke gesteuert
wird. Die 6 zeigt die
Kurvenformdaten, die bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet werden,
bei dem ein Zyklus des elektrischen Signals für die Solenoidansteuerung in
einem vorbestimmten Zeitabschnitt in 128 Bit-Segmente unterteilt
ist, wobei jedes Bit "1" oder "0" den Spannungspegel während der
entsprechenden Zeitspanne darstellt.
-
Zum
Verhindern eines "Klopfens" der Solenoide 6 ist
als Frequenz der Steuersignale zur Ansteuerung der Solenoide 6 eine
hohe Frequenz vorteilhaft. Andererseits ist für den Schaltvorgang des Transistors
der Solenoidtreiberschaltung 7 eine niedrigere Frequenz
vorzuziehen. Daher wird vorzugsweise als Kompromiss ein Signal mit
einer Frequenz von etwa 15 kHz gewählt.
-
Gemäß 7 sind über die Solenoidtreiberschaltung 7 an einen
Zwischenspeicher La1 acht Solenoide SO1 bis SO8 angeschlossen, die
jeweils einer ersten bis achten Taste entsprechen. Weitere acht
Solenoide SO9 bis SO16, die jeweils einer neunten bis sechzehnten
Taste entsprechen, sind über
die Solenoidtreiberschaltung 7 an einen Zwischenspeicher
La2 angeschlossen. Gleichermaßen
bilden jeweils acht Solenoide 6 eine Gruppe von Solenoiden und
jede Gruppe ist über
die Solenoidtreiberschaltung 7 an einen dementsprechenden
Zwischenspeicher angeschlossen. Die letzte Gruppe von Solenoiden 6,
die aus Solenoiden SO81 bis SO88 besteht, welche jeweils der einundachtzigsten
bis achtundachtzigsten Taste entsprechen, ist über die Solenoidtreiberschaltung 7 an
einen Zwischenspeicher La11 angeschlossen. Solenoide SOL und SOS,
die jeweils einem Entdämpfungs-
bzw. Haltepedal und einem Dämpfungspedal
entsprechen, sind über
die Solenoidtreiberschaltung 7 an einen Zwischenspeicher
La11 angeschlossen. Die Zwischenspeicher La1 bis La12 entsprechen
der Zwischenspeichereinrichtung und die Solenoidtreiberschaltung 7 entspricht
der Einschaltsteuereinrichtung bzw. Solenoideinschalteinrichtung.
-
Ein
Datenanschluß D
eines als Speichereinrichtung dienenden Speichers 131 ist
mit einem Anschluß b1
eines Multiplexers 151 verbunden. Ein Anschluß a1 des
Multiplexers 151 ist mit Datenanschlüssen D der Zwischenspeicher
La1 bis La12 verbunden. Ein Anschluß c1 des Multiplexers 151 ist
mit einem Datenbus der Zentraleinheit 11 verbunden.
-
Ein
Adressenanschluß ADR
des Speichers 131 ist mit einem Anschluß b2 eines Multiplexers 152 verbunden.
Ein Anschluß a2
des Multiplexers 152 ist mit einem Adressengenerator 154 verbunden,
der Taktsignale aus einem Oszillator 153 erhält.
-
Ein
Anschluß c2
des Multiplexers 152 ist mit einem Adressenbus der Zentraleinheit 11 verbunden.
-
Der
Adressengenerator 154 ist ferner mit einem Decodierer 155 verbunden,
der an Taktanschlüsse
CL der Zwischenspeicher La1 bis La12 angeschlossen ist.
-
Ein
Lese/Schreib-Umschaltanschluß R/W des
Speichers 131 ist an einen Adressendecodierer 156 angeschlossen,
der mit einem Steuerbus und dem Adressenbus der Zentraleinheit verbunden
ist. An den Adressendecodierer 156 sind ferner die Multiplexer 151 und 152 und
Ausgabeschaltanschlüsse OE
der Zwischenspeicher La1 bis La12 angeschlossen.
-
Für einen
Schreibvorgang entsprechend der Aufeinanderfolge der zugeführten Adressen
werden der Adressenbus der Zentraleinheit 11 und die Adresseneingänge des
Speichers 131 derart miteinander verbunden, daß alle Adressenbitstellen
miteinander übereinstimmen.
Die Adressenausgangssignale aus dem Adressengenerator 154 und
die Adresseneingänge
des Speichers 131 werden jedoch nicht in der normalen Übereinstimmung
verbunden, um aus jeweils einer 129-ten Adresse in dem Speicher
auszulesen.
-
Das
Einschreiben der Spannungskurvenformdaten in den Speicher 131 gemäß 7 erfolgt durch die Zentraleinheit 11,
während
das Auslesen der Spannungskurvenformdaten aus dem Speicher 131 durch
den Adressengenerator 154 gesteuert wird. Für den Zugriff
zu dem Speicher 131 hat das Einschreiben von Daten durch
die Zentraleinheit 11 Vorrang gegenüber dem Auslesen von Daten.
Daher führt
der Adressengenerator 154 das Auslesen von Daten nur dann
aus, wenn kein Schreibvorgang abläuft.
-
Unter
Bezugnahme auf die 8 werden nun
die Prozeßschritte
für das
von der Zentraleinheit 11 ausgeführte Einschreiben der Spannungskurvenformdaten
erläutert.
-
Ein
Schritt S1 stellt eine Hauptroutine dar, die verschiedenerlei Betriebsvorgänge wie
das Auslesen von Darbietungsinformationen, deren Anzeige, eine Zeitmessung,
eine Transposition, eine Lautstärkeregelung
und eine schnelle Vorverlegung beinhaltet. Bei einem Schritt S2
wird ermittelt, ob ein Zeitpunkt zum Ausführen des durch die ausgelesenen
Darbietungsinformationen angegebenen Ereignisses gekommen ist. Im
einzelnen wird dann, wenn der Zählwert
des Taktgenerators 14 gleich dem in den Darbietungsinformationen
enthaltenen Zeitwert ist, dieser Wert als Zeitpunkt zum Ausführen des
durch die Darbietungsinformationen angegebenen Ereignisses bestimmt.
Wenn diese Werte nicht gleich sind, nämlich kein Ereignis auszuführen ist,
kehrt der Prozeß zu dem
Schritt S1 für
die Hauptroutine zurück.
-
Vor
einer mit der Hauptroutine in dem Schritt S1 beginnenden Darbietungsreproduktion
wird eine Anfangseinstellung des Speichers 131 vorgenommen
und für
den Impulshöhenwert
an allen Stellen der Wert "0" eingespeichert.
-
Wenn
ein Ereignis gemäß den Darbietungsinformationen
ausgeführt
wird, gibt die Zentraleinheit 11 über den Steuerbus an den Adressendecodierer 156 ein
Schreibsignal ab. Im Ansprechen auf das Ausgangssignal des Adressendecodierers 156 wird der
Speicher 131 auf die für
die Datenaufnahme bereite Schreibbetriebsart umgeschaltet, während die Anschlüsse b1 und
c1 des Multiplexers 151 verbunden werden, die Anschlüsse b2 und
c2 des Multiplexers 152 verbunden werden und an die OE-Anschlüsse der
Zwischenspeicher La1 bis La11 der hohe logische Pegel angelegt wird,
wodurch die Ausgabe aus den Zwischenspeichern verhindert wird.
-
Auf
das Empfangen der Darbietungsinformationen hin berechnet die Zentraleinheit 11 in
einem Schritt S3 einen Mittelwert der den Solenoiden 6 entsprechend
der Anschlagstärke
(Andruckgeschwindigkeit) der Solenoide 6 zuzuführenden
elektrischen Leistung. Aus dem Mittelwert der berechneten Leistung
werden die Spannungskurvenformdaten erhalten. Entsprechend der Tastennummer
werden die Adresse und eine Bitstelle des Speichers 131 für die Aufnahme
der Spannungskurvenformdaten berechnet. Die Spannungskurvenformdaten
sind eine Datenimpulsfolge, die in eine Vielzahl von vorbestimmten Zeitabschnitten
zu einem Bitstrom unterteilt ist, in dem jedes Bit hinsichtlich
des Impulshöhenpegels eine
höhere
Spannung "1" oder die Nullspannung "0" darstellt.
-
Bei
einem nachfolgenden Schritt S4 werden die berechneten Kurvenformdaten
für das
Solenoidansteuerungssignal in die berechnete Adresse und die berechnete
Bitstelle des Speichers 131 eingeschrieben. Die vorstehend
beschriebenen Schritte S1 bis S4 werden unabhängig davon ausgeführt, ob die
Darbietungsinformation ein EIN-Ereignis oder ein AUS-Ereignis betrifft.
Die Spannungskurvenformdaten für
ein AUS-Ereignis sind definitionsgemäß Bitfolgedaten mit dem Wert "0" hinsichtlich des Impulspegels über jeden
der Abschnitte hinweg.
-
Die 9 zeigt, wie die Daten in
den Speicher 131 eingeschrieben werden. Die Adressen in dem
Speicher 131 sind in sedezimaler Schreibweise dargestellt.
In 9 ist der Fall gezeigt,
daß eine
erste Taste mit der durch ein Tastverhält nis des Solenoidsteuersignals
von 50% dargestellten Stärke
gedrückt
wird. Der Bereich in dem Speicher 131 für das der ersten Taste entsprechende
Solenoid SO1 ist eine Bitstelle D1 des Speichers mit den Adressen
im Bereich von 0000H bis 007FH. Da 50% von 128 Bits 64 Bits sind,
nämlich
in sedezimaler Schreibweise 0040H, wird in die Bitstelle D1 von
der Speicheradresse 0000H bis zu der Speicheradresse 003FH "1" eingeschrieben, während in die Bitstelle D1 von
der Speicheradresse 0040H bis zu der Speicheradresse 007FH "0" eingeschrieben wird. Damit ist die
Anzahl der Bits, an denen "1" eingeschrieben ist,
gleich der Anzahl der Bits, an denen "0" eingeschrieben
ist. Somit werden in den Speicher 131 die Spannungskurvenformdaten
eingespeichert, die einem Steuersignal mit dem Tastverhältnis 50%
entsprechen.
-
Wenn
gleichzeitig mit der ersten Taste von der zweiten bis achten Taste
eine andere Taste gedrückt
wird, wird an der entsprechenden Bitstelle von Bitstellen D2 bis
D8 mit den Speicheradressen 0000H bis 007FH jeweils "1" oder "0" eingeschrieben.
Die erste bis achte Taste sind dem Zwischenspeicher La1 zugeordnet.
Durch das Drücken
der dem Zwischenspeicher La2 entsprechenden neunten Taste werden
die Daten an der Bitstelle D1 mit den Speicheradressen 0080H bis
00FFH eingeschrieben.
-
Es
wird nun erläutert,
wie die Daten aus dem Speicher 131 ausgelesen werden. Falls
ein Zugriff durch die Zentraleinheit 11 vorliegt, der den
Abschluß eines
Schreibvorgangs anzeigt, können
Daten über den
Adressendecodierer 156 ausgelesen werden. An dem Multiplexer 151 werden
die Anschlüsse
a1 und b1 verbunden, während
an dem Multiplexer 152 die Anschlüsse a2 und b2 verbunden werden.
Wenn die Zwischenspei cher La1 bis La12 an dem OE-Anschluß ein Signal
mit dem logischen Pegel "0" empfangen, werden
sie eingeschaltet und geben die Daten ab.
-
Nun
sind die in dem Speicher 131 gespeicherten Daten auszulesen.
Im einzelnen werden gemäß der von
dem Adressengenerator 154 erzeugten Adresse die Daten aus
dem Speicher 131 ausgelesen und in einem betreffenden Zwischenspeicher La1
bis La12 gespeichert. Da der Adressengenerator 154 mit
den Adresseneingängen
des Speichers 131 gemäß der Darstellung
in 13A verbunden ist, werden
die Daten aus dem Speicher 131 nicht entsprechend ihrer
normalen Aufeinanderfolge, sondern von jeweils einer 129-ten Adresse
an ausgelesen.
-
Gemäß 13A bestimmen Ausgangsanschlüsse Q10
bis Q4 des Adressengenerators 154 die Stelle aller 128
Bits eines Zyklus des Solenoidansteuerungssignals, während Ausgangsanschlüsse Q3 bis
Q0 die Zwischenspeicher La1 bis La12 bestimmen.
-
Gemäß 13A sind an Adresseneingänge A10
bis A0 des Speichers 131 die Ausgänge Q3 bis Q0 und Q10 bis Q4
des Adressengenerators 154 angeschlossen. Der Decodierer 155 decodiert
die ersten vier über
die Ausgänge
Q3 bis Q0 des Adressengenerators 154 abgegebenen Adressenbits.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
sind die Adressenleitungen aus der Zentraleinheit 11 und
die Adresseneingänge des
Speichers 131 in normaler Übereinstimmung der Anschlüsse geschaltet.
Andererseits entspricht die Verbindung der Ausgangsanschlüsse des
Adressengenerators 154 mit den Adresseneingängen des Speichers 131 nicht
der normalen Anschlußübereinstimmung,
da die Daten unter Überspringen
von 128 Adressen ausgelesen werden.
-
Der
Zusammenhang zwischen dem Ausgangssignal des Adressengenerators 154,
der Adresse des Speichers 131 und den Zwischenspeichern
La1 bis La12 wird nun unter Bezugnahme auf die 10 erläutert. Im Anfangszustand sind
die von dem Adressengenerator 154 abgegebenen Bits an allen
Bitstellen "0" und sie werden aus
dem vorangehenden Zustand Bit für
Bit aufgestuft. Wenn die Bits in dem in 10A dargestellten Zustand sind, stellen die
Bits Q10 bis Q4 die Adresse 0000H des Speichers 131 dar,
während
die Bits Q3 bis Q0 auf 0000 eingestellt sind und den Zwischenspeicher
La1 bestimmen.
-
Wenn
die in 10A dargestellten
Bits um einen Wert aufgestuft werden, ändern sie sich auf den in 10B dargestellten Zustand.
In 10B stellen die Bits
Q10 bis Q4 die Adresse 0080H des Speichers 131 dar. Die
ersten vier Bits Q3 bis Q0 sind auf "0001" eingestellt
und wählen
den Zwischenspeicher La2.
-
Das
Auslesen der Daten aus dem auf die in 13A dargestellte
Weise angeschlossenen Speicher 131 wird nun unter Bezugnahme
auf die 11 erläutert.
-
Das
erste Bit von jeweiligen Spannungskurvenformdaten für das Steuern
des Einschaltens der Solenoide SO1 bis SO8 wird aus der Adresse
0000H ausgelesen und dann in dem Zwischenspeicher La1 gespeichert.
Darauffolgend wird das erste Bit der jeweligen Spannungskurvenformdaten
für die
Solenoide SO9 bis SO16 aus der Adresse 0080H ausgelesen und in dem
Zwischenspeicher La2 gespeichert. Im weiteren wird das erste Bit
der jeweiligen Spannungskurvenformdaten für die Solenoide SO17 bis SO24
aus der Adresse 0100H ausgelesen und in dem Zwischenspeicher La3
gespeichert.
-
Auf
diese Weise werden die aus dem Speicher 131 ausgelesenen
Daten nacheinander in den entsprechenden Zwischenspeichern gespeichert. Nachdem
das erste Bit der jeweiligen Spannungskurvenformdaten für das Einschalten
der Solenoide SOL und SOS aus der Adresse 0580H ausgelesen und in dem
Zwischenspeicher La12 gespeichert wurde, wird das zweite Bit der
Spannungskurvenformdaten für die
Solenoide SO1 bis SO8 aus der Adresse 0001H ausgelesen und in dem
Speicher La1 gespeichert. Als nächstes
wird das zweite Bit der Spannungskurvenformdaten für die Solenoide
SO9 bis SO16 aus der Adresse 0081H ausgelesen und in dem Zwischenspeicher
La2 gespeichert.
-
Ein
gleichartiger Vorgang wird für
alle Bits der Spannungskurvenformdaten für einen Impulszyklus ausgeführt, was
mit dem Auslesen der 128 Bits der Kurvenformdaten für das Ansteuern
der Solenoide SOL und SOS und dem Einspeichern der Daten in den
Zwischenspeicher La12 beendet wird. Das Auslesen wird wiederholt,
solange keine Daten durch die Zentraleinheit 11 in den
Speicher 131 eingeschrieben werden, wodurch die Solenoide 6 entsprechend
den zu betätigenden
Tasten wiederholt erregt werden.
-
Während der
Zeitdauer von dem Schritt S1 nach 8 bis
zu einem EIN-Ereignis und nach einem AUS-Ereignis wird ein Solenoid 6 nicht
durch den Lesevorgang eingeschaltet, da die aus dem Speicher 131 ausgelesenen
Bitdaten den Wert "0" haben.
-
Auf
diese Weise werden in diesem Solenoid-Ansteuersystem für jedes
der Solenoide 6 Spannungskurvenformdaten in Form von Bitströmen aus zwei
Impulscodemodulations-Codesignalen "1" und "0" gespeichert und ausgelesen, wodurch
das einzelne Erregen aller Solenoide 6 mit der jeweils
erwünschten
Stärke
ermöglicht
ist. Die reproduzierte Darbietung ist daher hinsichtlich der Naturgetreue überragend.
-
Beispielsweise
ist es bei der Reproduktion eines Tastenanschlags für "pianissimo" erforderlich, den
den Solenoiden zugeführten
Strom mit einer Genauigkeit von 1 bis 2% des zugeführten mittleren Stroms
zu steuern. Da es erfindungsgemäß ermöglicht ist,
den Wert eines Bits oder aller 128 Bits auf den logischen Pegel "1" oder "0" zu
setzen, wird mit diesem Solenoid-Ansteuersystem wirkungsvoll die Stromzufuhr
für alle
Tasten mit einer Genauigkeit von weniger als 1% der mittleren Stromzufuhr
gesteuert.
-
Außerdem ist
bei dem beschriebenen Solenoid-Ansteuersystem ohne Impulsmodulierschaltung oder
andere gleichartige, eine Einstellung erfordernde Schaltung sowie
auch ohne sich mit der Zeit verschlechternde Schaltungen der Arbeitsaufwand
bei der Herstellung geringer und nach dem Verkauf oder der Installation
keine Nachstellung oder Justierung erforderlich.
-
Weiterhin
ist dieses Solenoid-Ansteuersystem im Vergleich zu denjenigen Systemen
preisgünstig,
bei denen die Impulsbreitenmodulation, die Impulszahlmodulation
oder ähnliche
Verfahren angewandt werden.
-
In
dieser Hinsicht ist anzumerken, daß bei dem dargestellten und
beschriebenen Ausführungsbeispiel
ein Zyklus der Span nungskurvenform in 128 Bits unterteilt ist, aber
die Anzahl der Bits nach Erfordernis bestimmt und eingestellt werden
kann.
-
Gleichermaßen werden
zwar bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die Daten in
die Adressen beginnend mit der Adresse 0000H eingeschrieben, jedoch
können
sie beginnend mit irgendeiner anderen Adresse und dann aufeinanderfolgend
in die nächsten
Adressen eingeschrieben werden.
-
Ferner
ist bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel erläutert, daß die Daten
in benachbarte Adressen in dem Speicher 131 eingeschrieben
und aus Adressen ausgelesen werden, die voneinander um eine vorbestimmte
Anzahl von Adressen beabstandet sind. Dies ist deshalb der Fall, weil
eine Zentraleinheit im allgemeinen bei dem Einschreiben in benachbarte
Adressen schneller ist als bei dem Einschreiben in beabstandete
Adressen. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel
ist es jedoch auch möglich,
in die beabstandeten Adressen einzuschreiben und aus benachbarten
Adressen auszulesen. Die 13B zeigt
eine Tabelle von Adressenleitungen bei einem solchen anderen Ausführungsbeispiel.
-
Im
Gegensatz zu 13A zeigt
die 13B, daß die Ausgänge des
Adressengenerators 154 und die Adresseneingänge des
Speichers 131 in der herkömmlichen Reihenfolge der Anschlüsse miteinander
verbunden sind, während
die Adressenleitungen der Zentraleinheit 11 und die Adresseneingänge des Speichers 131 in
einer anderen Aufeinanderfolge miteinander verbunden sind.
-
Unter
Bezugnahme auf die 12 wird
nun erläutert,
wie in diesem Fall die Daten eingeschrieben und ausgelesen werden.
-
Bei
einem Schreibvorgang wird zuerst das erste Bit von jeweiligen Spannungskurvenformdaten für das Einschalten
der Solenoide SO1 bis SO8 an der Adresse 0000H gespeichert. Darauffolgend
wird das zweite Bit der Spannungskurvenformdaten für die Solenoide
SO1 bis SO8 an der Adresse 000CH gespeichert, nämlich an der 128-ten Adresse
von der bei der vorangehenden Speicherung verwendeten Adresse weg.
Der gleiche Vorgang wird für
alle 128 Bits in einem Zyklus ausgeführt. Das 129-te Bit der Daten
wird an der Adresse 0001H gespeichert, die zu der die ersten Daten
speichernden Adresse benachbart ist. Der 129-te Datenwert ist das
erste Bit der Spannungskurvenformdaten für die Solenoide SO9 bis SO16.
Auf diese Weise kann das Speichern der Daten in dem Speicher 131 unter Überspringen
einer vorbestimmten Anzahl von Adressen und nicht gemäß der normalen
Aufeinanderfolge der Adressen vorgenommen werden.
-
Andererseits
beginnt die Ausgabe der Daten von der niedrigsten Adresse an und
schreitet aufeinanderfolgend weiter. Im einzelnen wird zuerst aus
der Adresse 0000H das erste Bit der Spannungskurvenformdaten für die Solenoide
SO1 bis SO8 ausgelesen. Dann wird aus der Adresse 0000H das erste
Bit der Daten für
die Solenoide SO9 bis SO16 ausgelesen. Auf diese Weise erfolgt die
Ausgabe entsprechend der Reihenfolge der Adressen.
-
Als
Ausführungsbeispiel
wurde zwar ein Solenoid-Ansteuersystem für ein automatisches Klavier beschrieben,
jedoch ist die Erfindung gleichermaßen für ein Glockenspiel, für ein Xylophon
oder für
ein ähnliches
Musikinstrument anwendbar, bei dem eine 1:1-Übereinstimmung zwischen Tastennummern
und Solenoiden besteht.
-
Für ein Gerät zur automatischen
Musikdarbietung wird ein Solenoid-Ansteuersystem angegeben, mit
dem hinsichtlich einzelner Tasten die Tastenanschlagstärke steuerbar
ist. Für
jedes der Solenoide für
das Betätigen
zugeordneter Tasten werden Spannungskurvenformdaten zusammengestellt.
Ein Zyklus der Spannungskurvenformdaten wird in einer vorbestimmten
Periode in eine vorbestimmte Anzahl von Bitabschnitten unterteilt.
In jeglichen Bitabschnitt wird ein Wert "1" oder "0" eingeschrieben, der einen Impulshöhenwert
des Steuersignals für
eine jeweilige Taste anzeigt. Auf diese Weise kann das Tastverhältnis der
Rechteckwelle eines jeden Steuersignals genau entsprechend der Tastenanschlagstärke geändert und
mit dieser in Übereinstimmung
gebracht werden. Die Spannungskurvenformdaten können in aufeinanderfolgende
Adressen eines Speichers eingeschrieben und aus nicht aufeinanderfolgenden Adressen
des Speichers ausgelesen werden. Alternativ können die Spannungskurvenformdaten
in nicht aufeinanderfolgende Adressen des Speichers eingeschrieben
und aus aufeinanderfolgenden Adressen des Speichers ausgelesen werden.