DE8005102U1 - Vorrichtung fuer die steuerung von unterbaugruppen eines elektronischen musikinstruments mit hilfe eines steuerteils - Google Patents

Description

DIPLOMPHYSIKER DR. RER. NAT. RICHARD BIERL

beim Deutschen Patentamt Bundespatentgerlcht 8000 München 2

PATENTANWALTSBDRO · SONNENWEG 2 ■ 7218 TROSSINGEN 1

Gbraanm. "Synthetisizer-FunktionssteuerungsVorrichtung GM"

Aktenzeichen:
G 8o o5 Io2.1

VERTRETER

beim Europäischen Patentart

D-8000 München

8 o518 a / DrBi

Neufassung aufgrund

des Prüfungsbescheids

vom o5.o5.8o.

11. Juni 198o

MATTH. HOHNER AKTIENGESELLSCHAFT
Hohnerstraße — Postfach 16o

TROSSINGEN 1

Vorrichtung für die Steuerung von ünterbaugruppen

eines elektronischen Musikinstruments

mit Hilfe eines Steuerteils

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Steuerung von Unterbaugruppen eines elektronischen Musikinstruments mit Hilfe eines Steuerteils nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

üblicherweise enthält der Steuerteil eines elek- 5 tronischen Musikinstruments mindestens eine gegebenenfalls I in einem eigenen Gehäuse eingebaute Gruppe von mindestens I: einer konstruktiv vereinigten Kombination einer Mehrzahl ί von elektrischen Signalgebern, nämlich bei Schalterbetätigungsorganen, wie Tasten, Registerwippen, Knopftasten mit ^! Ver- und Entriegelung, o,dgl., wobei diese Signalgeber Schalter beliebiger Bauart für galvanische (mechanische) | Kontaktgebung, aber auch für induktive, kapazitive, licht- I elektrische usw. elektromechanische Umwandlung einer geome- j trischen Positioü des betreffenden Betätigungsorgans sein können. Die genannten Signalgeber haben die in dem elektronischen Musikinstrument eingebauten Unterbaugruppen, zu denen Tongeneratoren, Klangfarbenfalter, Auswahl- und/oder ;·; Kombinationsschaltungs-, Amplituden- und/oder Frequenzände» rungs- bzw. -modulations-, Effekt-, Geräuschgeneratoren-Baugruppen, o.dgl. gehören, zur Wirkung zu bringen, zB. galvanisch im Eingangs- oder Ausgangskreis Leitungsverbindungen zu schalten oder auch elektronisch mithilfe von Gleichspannungen durch Analog- oder Digital-Baugruppen zu steuern.

In der herkömmlichen Praxis der hier einschlägigen Musikinstrumente werden gemäß der älteren Technologie : vieladrige Kabel für die Übertragung zwischen dem Steuerteil und dem gesteuerten Teil verwendet, die sowohl einen ziemlich großen technischen Aufwand bedingen und vor allem häufig mit sehr störenden Fehlerquellen behaftet sind. Es ist deshalb bereits vorgeschlagen worden, auf der Seite des Steuerte!Is eine Multiplexer-Baugruppe und in dea Steuerkreisen der Unterbaugruppen des gesteuerten Teils eine Decodierungs-Baugruppe für Adressen- und Daten-Binärworte zur Übertragung der elektrischen und/oder geometrischen Betriebsstellungen bzw. -zustände der Signalgeber auf die Steuereingänge der Unterbaugruppen des steuerbaren Teils zu verwenden, wobei die Zahl der Übertragungskanäle etwa

auf die Zahl der parallel übertragenen Stellen der Binärcode-Worte, dh. Adressen vermindert werden kann, indem im Steuerteil diese Binärcode-Adressen in die erforderliche Zahl von Eingangskreisen decodiert werden, in denen die Schalter der Signalgeber wirken sollen.

Solche Einrichtungen der vorbeschriebenen Art haben immer noch die Nachteile, daß zum einen die Zahl der Übertragungskanäle nicht mehr weiter reduziert werden kann, aber immer noch so groß ist, daß zB. eine drahtlose übertragung nicht möglich ist, und zum anderen außerdem oder auch unabhängig davon die Anbringung des Steuerteils an dem Spielteil eines herkömmlichen, dh. komplett hergestellten bzw. vorhandenen Musikinstruments, zB. einer elektronischen Orgel, eines Akkordeons der herkömmlichen oder der elektronischen Bauart, eines Klaviers o.dgl. einen konstruktiven mechanischen Eingriff in dieses Musikinstrument erfordert, der nicht nur unerwünscht ist, sondern auch auf seine Normalfunktionen negative Auswirkungen haben kann·

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zahl der tibertragungskanäle noch weiter zu vermindern, so daß auch eine drahtlose Übertragung, beispielsweise mit Infrarotstrahlung, Ultraschall o.dgl. möglich ist, und/oder die Signalgeber zusammen mit einer geeigneten Schaltungsanordnung so auszubilden, daß sie ohne bauliche bzw. konstruktive Änderung, sowie ohne Änderung seiner spieltechnischen Eigenschaften auch nachträglich, gegebenenfalls in einem Zusatz- bzw. Aufsatzgehäuse eingebaut an dem Spielteil des betreffenden Musikinstruments angebracht oder sogar der Spielteil bzw. Steuerteil im Falle einer Neukonstruktion wesentlich vereinfacht werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Signalgeber mindestens teilweise als elektromechanische Positionswandler in räumlicher Beziehung zu den Schalterbetätigungs-Organen, insbesondere als Reflex-Lichtschranken (1, 2), als in Verbindung mit auf den Schalterbetätigungs-Organen angebrachten magnetischen Plättchen wirkenden induktive Wandler, od.dgl. ausgebildet sind. Diese Lösung wird dadurch noch gefördert, wenn die Signalgeber in einem gegebenenfalls nachträglich mindestens ohne konstruktive bauliche änderung auf die Tastatur-Register-Baugruppe eines insbesondere herkömmlichen Musikinstruments montierbaren Aufsatz- bzw. Zusatzgehäuse eingebaut sind.

Diese Lösung der oben beschriebenen Aufgabe vermittelt den Vorteil, daß die Übertragungs-Einrichtung, dh. vor allem der im Steuerteil enthaltene Teil, noch mehr vereinfacht wird, mit der Konsequenz, daß nicht nur der Arbeits- und Kostenaufwand, sondern auch der Raumbedarf und das Gewicht dieser Einrichtung wesentlich vermindert wird. Auf der anderen Seite vermitteln die Signalgeber gemäß der Erfindungsgemäßen Lösung den Vorteil, daß sie wegen ihrer räumlichen Zuordnung zu den Schalterbetätigungs-Organen, also ohne direkten mechanischen Kontakt, unabhängig von den störenden Einflüssen durch Justagefehler bzw. -änderungen, Aiterungs- oder Temperatürbedingungen, Verschmutzungen am Signalgeber oder am Schalterbetätigungsorgan, Umgebungsbedingungen, zB. Fremdlicht usw. zuverlässig funktionieren, obwohl sie wegen der gegebenen räumlichen Verhältnisse nur kleine Nutzsignale liefern können.

Der mit der Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 und 2 erzielbare technische Fortschritt wird gegebenenfalls noch dadurch gefördert, daß in dem Steuergerät ein

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gesondert betätigbarer Schalter, zB. Kinnschalter, Zusatzschalter am Schweller, od.dgl. in Kombination mit den anderen Signalgebern und zusammen mit einem elektronischen Identitätsprüfgerät enthalten ist.

Ausführungsbeispiele sind im folgenden anhand der Zeichnung erläutert; es zeigen:

Fig.l: die Schaltung der im Steuerteil enthaltenen Baugruppen für eine Übertragung einer Vielzahl von Schalterpositionen im Spielteil;

Fig.2: die Schaltung der im gesteuerten Teil zu der Übertragungseinrichtung bzw. ihren Baugruppen des gesteuerten Teils von Fig.l gehörenden Baugruppen;

Fig.3: die Schaltung der für die Erkennungs-Schaltungs-Baugruppe erforderlichen Identitätsprüfungs-Baugruppen, dh. des Identitätsprüfgeräts;

Fig.4: die Schaltung der Baugruppen des Steuerteils für die Übertragung im Falle von Signalgebarn mit Positionsdifferenz-Auswertung in vereinfachter Ausbildung bzw. Darstellung.

In Fig.l sind die Signalgeber 1 (T_Q) bis 2 (T_n), die Funktionsschalter-Signalgeber 3, 4 und der als Signalgeber 5 ausgebildete Analogregler, zB. für Lautstärke,
Stimmung o.dgl., wovon die Signalgeber 3 bis 5 an eine
nicht gezeichnete Spannungsquelle (u) angeschlossen sind, an die Eingänge, zB. 6, 7 eines Analog-Multiplexers 8 angelegt, der am Signalausgang 9 Analogsignale entsprechend dem Hub desjenigen zu den Signalgebern 1 bis 5 gehörenden Betätigungsorgans liefert, das durch das Adreß-Binärwort am Ädreßeingang Io durchgeschaltet ist. Das Adreß-Binärwort ") wird durch die beiden hintereinander geschalteten Binärzähler 11, 12 geliefert, von denen derjenige 11 ausgangsseitig an den Ädreßeingang Io des Analog-Multiplexers 8
angeschlossen ist und deren anderer 12 eingangsseitig durch das auf der Leitung 13 vom gesteuerten Teil her ankommende Taktsignal laufend fortgeschaltet wird.

Nach jedem Durchlauf (Zyklus) des Zählers 12; beispielsweise mit 8 oder 16 Binärstellen liefert dieser ein Auslösesignal an seinem Steuerausgang 14 über die Leitung 15 an den Zählereingang 16 des zweiten Zählers 11, so daß dieser je Taktgruppe des ersten Zählers 12 um eine Binärstelle fortgeschaltet wird. Das Analogsignal am Signalaus-

a ·

gang 9 wird durch den Analog-Digital-Wandler 17 gemäjß seiner Größe in ein Binärwort am Ausgang 18 umgewandelt, das Daten darstellt und von Taktgruppe zu Taktgruppe in das Schieberegister 19 über die Leitung 2o eingespeichert wird. Das Adreß-Binärwort am Adreßeingang Io gelangt über die Leitung 21 in das Schieberegister 22 zur Speicherung in diesem. Der Inhalt des Schieberegisters 22 wird über die Leitung 23 - binärstelle nach binärstelle - in 'die Polaritätswandler-Baugruppe 24 umgeladen, indem diese durch die Taktimpulse auf der Leitung 13 über die Leitung 25 gesteuert wird und entsprechend die Inhalte dieser Binärstellen auf die Ausgangsleitung abgibt.

Die Schieberegister 19, 22 sind an weiteraaEingängen 27, 28 über die Leitung 29 von dem am Ausgang 3o des ersten Zählers 12 auftretenden Zählerzyklusende-Signal (STROBE) beaufschlagt, in Folge dessen der Inhalt des Schieberegisters 19 in das Schieberegister 22 umgeladen wird und wie vorher das Adreß-Binärwort nunmehr das Daten-Binärwort, gesteuert über die Leitung 25 von den Taktsignalen (Leitung 13) aus dem Schieberegister 22 über die Polaritätswandler-Baugruppe 24 - wobei im Falle dieser Daten-Binärworte die Polarität der Binärsteilen umgekehrt wird - wiederum Binärstelle für Binärstelle - auf der Leitung ausgegeben.

In Fig.2, worin die zu der übertragungseinrichtung gehörenden, im gesteuerten Teil eingebauten Baugruppen wiedergegeben sind, ist der Taktgenerator 51 enthalten, der über die Leitung 52 ein Taktsignal ausgibt, das über die Leitung 53 auf den Übertragungskanal an den Steuerteil weitergegeben wird. Über die Leitung 54 kommen die Inhalte der Binärstellen nacheinander abwechselnd für die Adreß- und die Daten-Binärworte an, die über die Leitungen 55 am Eingang der Erkennungsschaltungs-Baugruppe 56 und über die Leitungen 57, 58 an den Eingängen 59, 6o des Adreßregisters

- Io -

61 bzw. des Datenregisters 62 anliegen. Die Erkennungsschaltungs-Baugruppe 56 entschachtelt (entpackt) die abwechselnd aufeinander folgenden Adreß- und Daten-Binärworte gemäß den Taktsignalen am Eingang 63 getrennt über die Adreßleitung 64 und die Datenleitung 65, wie noch in Verbindung mit Fig.3 zu zeigen sein wird, auf die entsprechenden Adreß- bzw. Datenregister 61, 62.

Der Ausgang 66 des Datenregisters 62 ist zunächst mit einem ersten Eingang 67 der Vergleicherschaltungs-Baugruppe 68 verbunden, deren zweiter Eingang 69 an den Lese-Ausgang 7o des Schreib-Lese-Speichers 71 angeschlossen ist; die Vergleicherschaltungs-Baugruppe 68 führt somit eine Vergleichsrechnung durch und gibt, wenn im Schreib-Lese-Speicher keine Information oder eine solche von kleinerer Größe enthalten ist, über die Leitung 72 ein "AusSignal" an diejenige Unterbaugruppe, die durch das über die Leitung 73 vom Ausgang 74 kommende Adreß-Binärwort definiert ist. Das Daten-Binärwort ams Ausgang 66 gelangt . außerdem über die Leitung 75 über die in geeigneter Weise getaktete Tor-Baugruppe 76 und die weitere Leitung 77 an den Eingang 78 des Schreib-Lese-Speichers 71, so daß dieser nunmehr mit dem am Ausgang 66 angekommenen Daten-Binärwort umgeladen wird. Wird dann im anschließenden Zählerzyklus der Vergleich erneut vorgenommen, dann wird festgestellt, daß an beiden Eingängen 67, 69 der Vergleicherschaltungs-Baugruppe 68 das gleiche Daten-Binärwort anliegt, woraufhin auf der Leitung 79 ein ^MEIN-Signal) an die gleich wievorher oder entsprechend adressierte Unterbaugruppe ausgegeben wird.

In Fig.3 ist die Kernbaugruppe der Identitätsprüfungs-Verknüpiungsbaugruppe, das Exclusiv-Oder-Glied (EXOR) lol an die Binärstellen-Ausgänge des Pufferregisters Io2 angeschlossen, das von den Informationen während der Taktimpuls-Pausen (L) gespeist wird, die auch an den Eingängen

6ο, 59 der Daten- (62) bzw. Adreßregister (61) über -die Leitung 54 (Fig.2) ankommen; die Ausgänge des Pufferregisters Io2 sind sowohl an den einen Eingang Io3 des ersten UND-Glieds Io4 als auch - über das Inversionsglied (N) Io5-an den einen Eingang Io6 des zweiten UND-Glieds Io7 angeschlossen, deren andere Eingänge Io8, Io9 über die Leitung Ho von dem Ergebnis-Ausgang 111 des EXOR-Glieds baufschlagt werden.

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

% Im zuerst genannten Falle wird durch das Ausgangssignal des UND-Glieds Io4 auf der Leitung 112 der Inhalt des Pufferspeichers 113 über die angeschlossene Steuergruppe 114 auf den Adreß-Binärwort-Ausgang 115 gegeben, im anderen Falle durch das Ausgangssignal des UND-Glieds Io7 auf der Leitung 116 der Inhalt des Pufferregisters 117 über -die angeschlossene Steuergruppe 118 auf den Daten-Binärwort-Ausgang 119. Die Pufferspeicher 113, 117 werden aus dem Zwischenspeicher 12o mit den Informationen in den Taktimpuls-"H" bzw. -"L"-Periodenabschnitten abwechselnd geladen. Die Binärworte "identisch (auf allen Stellen glei< L und H" werden durch eine an sich hier nicht erfindungswesentliche Logikschaltung von der Verwertung von vornehereii

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ausgeschlossen.

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

Der Signal-Ausgang 157 liegt über die Leitung 158 am Eingang 159 des Analog-Digital-Wandlers 16o, dessen Ausgangssignal über die Leitung 161 in gleicher Weise, wie im Zusammenhang mit Fig.2 erläutert, in einer Vergleicherschaltungs-Baugruppen-Einheit 162 mit Speicher hinsichtlich einer Änderung der geometrischen Größe des Hubs des Schalterbetätigungsorgans ausgewertet wird, wobei die zu adressierten Signalgebern gehörenden Betriebsstellungen- bzw. zustände über die Ausgangsleitungen 3.63, 164 ("EIN", "AUS") an den gesteuerten Teil gemeldet-.werden.

Claims (3)

DIPLOMPHYSIKER DR. RER. NAT. RICHARD BIERL PATENTANWALT toelr»' Deutschen Patentamt Bundespatentgerlcht 8000 München 2 PATENTANWALTSBDRO · SONNENWEG 2 · 7218 TROSSINGEN 1 VERTRETER beim Europaischen Patentamt D-8000 München "Synthetisizer-Funktionssteuer- Vorrichtung GM" Aktenzeichen: G 8o o5 Io2.1 8 o518 a / DrBi Neufassung aufgrund des Prüfungsbescheids vom o5.o5.8o. 11. Juni 198o Schutzansprüche

1. Vorrichtung für die Steuerung von Unterbaugruppen eines elektronischen Musikinstruments mit Hilfe eines Steuerteils,

nämlich einer gegebenenfalls in einem eigenen Gehäuse eingebauten Gruppe von mindestens einer konstruktiv vereinigten Kombination einer Mehrzahl von elektrischen Signalgebern, nämlich bei Schalterbetätigungsorganen, wie Tasten, Registerwippen, Knopftasten mit Ver- und Entriegelung, od.dgl. für die Auswahl von Tongeneratoren, Klangfarbenfilter, Auswahl- und/oder Kombinationsschaltungs-, Amplituden- und/oder Frequenzänderungs- bzw. -modulations-, Effekt-, Geräuschgeneratoren-Baugruppen, od.dgl.,

weiterhin mit einer Signal-Codier- und Decodier-Gerätegruppe zwischen dem Steuerteil und dem von diesem gesteuerten Teil der Unterbaugruppen des elektronischen Musikinstruments,

dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgeber mindestens teilweise als elektromechanische Positionswandler, insbesondere Reflex-Lichtschranken (1, 2) in räumlicher Beziehung zu den Schalterbetätigungs-Organen, oder in Verbindung mit auf letzteren angebrachten magnetischen Plättchen wirkende induktive Wandler, od.dgl. ausgebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgeber in einem gegebenenfalls nachträglich mindestens annähernd ohne konstruktive bauliche Änderung auf die Tastatur-Register-Baugruppe eines insbesondere herkömmlichen Musikinstruments montierbaren Aufsatz- bzw. Zusatzgehäuse eingebaut sind.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2,

dadurch gekennzeichnet, daß in dem Steuergerät ein gesondert betätigbarer Schalter, zB. Kinnschalter, Zusatzschalter am Schweller, od.dgl. in Kombination mit den anderen Signalgebern und zusammen mit einem elektronischen Identitätsprüfgerät enthalten ist.