專利名稱：電子琴自動(dòng)演奏編程裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子樂器，更具體地說(shuō)涉及一種電子琴自動(dòng)演奏編程裝置。
現(xiàn)有的電子琴都是即演即奏，也就是沒有記憶、重放功能，但也有一些電子琴，將微處理機(jī)、節(jié)拍檢測(cè)，編程操作鍵盤及各個(gè)接口與普通數(shù)字電子琴相結(jié)合完成自動(dòng)演奏的可編程功能，如中國(guó)實(shí)用新型專利申請(qǐng)88212536.2號(hào)中所公開的自動(dòng)記錄自動(dòng)演奏可編程電子琴，它是在原有普通電子琴基礎(chǔ)上新增微處理機(jī)等電路而成，因受控于電子琴鍵盤掃描脈沖，故很難與大多數(shù)電子琴相兼容，而該電子琴比普通電子琴增加元件多，帶來(lái)調(diào)試復(fù)雜，成本增加等諸多不利。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種比現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單成本更加便宜并可與大多數(shù)電子琴配合使用、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)演奏編程功能的電子琴自動(dòng)演奏編程裝置。
本實(shí)用新型的電子琴自動(dòng)演奏編程裝置包含音高編碼電路1、音長(zhǎng)置入開關(guān)2、音長(zhǎng)編碼電路3、地址信號(hào)發(fā)生電路4，琴鍵矩陣電路9，譯碼電路8，隨機(jī)存儲(chǔ)器7、地址計(jì)數(shù)器6和編程／演奏選擇開關(guān)5。所述音高編碼電路1通過(guò)其輸入端A接收來(lái)自普通電子琴功率放大級(jí)的音頻信號(hào)，將編碼后的音高信號(hào)作為地址送到隨機(jī)存儲(chǔ)器7。本裝置用戶用音長(zhǎng)置入開關(guān)2每置入一個(gè)音長(zhǎng)信息，音長(zhǎng)編碼電路3根據(jù)來(lái)自音長(zhǎng)置入開關(guān)2的音長(zhǎng)信息將代表音長(zhǎng)信息的數(shù)據(jù)送到隨機(jī)存儲(chǔ)器7，并輸出一個(gè)脈沖經(jīng)編程／演奏選擇開關(guān)5加到地址計(jì)數(shù)器6的時(shí)鐘輸入端，使其加1。這樣隨著地址計(jì)數(shù)器6遞增，依次順序記錄下演奏者按照樂譜通過(guò)按下電子琴上相應(yīng)琴鍵及本裝置的音長(zhǎng)置入開關(guān)2所形成的音符信號(hào)。當(dāng)編程／演奏選擇開關(guān)5置于演奏方式時(shí)，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器7的地址由地址計(jì)數(shù)器6提供，從中讀出的數(shù)據(jù)經(jīng)譯碼電路8產(chǎn)生音高信號(hào)和音長(zhǎng)信號(hào)，將音高信號(hào)送到琴鍵矩陣電路9，接通相應(yīng)的音高開關(guān)，相當(dāng)于″按下″該音高對(duì)應(yīng)的琴鍵；譯碼器8產(chǎn)生的音長(zhǎng)數(shù)據(jù)送到地址脈沖發(fā)生電路4，控制其輸出脈沖的時(shí)間，也即控制地址計(jì)數(shù)器6指定的地址單元數(shù)據(jù)的讀出時(shí)間，實(shí)現(xiàn)將所定音高發(fā)出該數(shù)據(jù)確定的時(shí)間。此音長(zhǎng)時(shí)間過(guò)后，地址脈沖發(fā)生電路4輸出一脈沖使地址計(jì)數(shù)器6遞增1，從隨機(jī)存取存儲(chǔ)器7讀出下一地址單元數(shù)據(jù)，這樣便實(shí)現(xiàn)一首樂曲的自動(dòng)演奏。
本實(shí)用新型的特征還在于音高編碼電路1包含模擬開關(guān)11，延時(shí)電路2，計(jì)數(shù)器13，只讀存貯器14，來(lái)自電子琴功放級(jí)的音高信號(hào)同時(shí)加至摸擬開關(guān)11及單穩(wěn)態(tài)組成的延時(shí)電路12的觸發(fā)端，使得單穩(wěn)電路的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，其輸出端輸出一個(gè)低電平脈沖，此脈沖加至模擬開關(guān)11的控制端使模擬開關(guān)接通，電子琴發(fā)出的音高信號(hào)通過(guò)″開關(guān)″送至計(jì)數(shù)器13的時(shí)鐘輸入端進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)延時(shí)電路工作結(jié)束，其輸出端轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?，模擬開關(guān)11截止，切斷音高信號(hào)加至計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。
由于單穩(wěn)態(tài)組成的延時(shí)電路12延時(shí)時(shí)間是定值，而不同的音高信號(hào)其頻率是不同的，故計(jì)數(shù)器在相同的時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)的值不同，也即計(jì)數(shù)器輸出的值因音高不同而不同。
只讀存貯器14預(yù)先將代表每個(gè)琴鍵的數(shù)據(jù)存放在不同的地址單元中，并且將計(jì)數(shù)器的輸出跟只讀存貯器的地址連接。故每輸入一個(gè)音高信號(hào)，只讀存貯器的數(shù)據(jù)輸出端口就有一組與之對(duì)應(yīng)的數(shù)字輸出，從而實(shí)現(xiàn)了給每個(gè)琴鍵(音高)編碼的功能。
本實(shí)用新型的電子樂器自動(dòng)演奏編程裝置具有如下實(shí)施效果。1)操作者可通過(guò)琴鍵和音長(zhǎng)置入開關(guān)方便地輸入樂譜音符、信號(hào)，無(wú)須記憶編程規(guī)則；輸入速度快；2)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)演奏與人工演奏同時(shí)進(jìn)行，達(dá)到人機(jī)共奏效果；3)可與多種型號(hào)電子琴配合，而且實(shí)現(xiàn)成本低、體積小，4)對(duì)使用者的樂器操作技巧無(wú)任何要求。
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中

圖1是本實(shí)用新型電子琴自動(dòng)演奏編程裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是圖1中音高編碼電路1的細(xì)框圖。
圖3(1)、(2)是本實(shí)用新型具體實(shí)施例的電原理圖。
參見圖1，本實(shí)用新型的裝置由音高編碼電路1、音長(zhǎng)置入開關(guān)2、音長(zhǎng)編碼電路3、地址信號(hào)發(fā)生電路4、譯碼電路8、地址計(jì)數(shù)器6、隨機(jī)存儲(chǔ)器7、鍵盤開關(guān)矩陣電路9和編程／演奏選擇開關(guān)5等組成。
參見圖2，音高編碼電路1包含模擬開關(guān)11，延時(shí)電路2，計(jì)數(shù)器13，只讀存貯器14，來(lái)自電子琴功放級(jí)的音高信號(hào)同時(shí)加至摸擬開關(guān)11及單穩(wěn)態(tài)組成的延時(shí)電路12的觸發(fā)端，使得單穩(wěn)電路的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，其輸出端輸出一個(gè)低電平脈沖，此脈沖加至模擬開關(guān)11的控制端使模擬開關(guān)接通，電子琴發(fā)出的音高信號(hào)通過(guò)″開關(guān)″送至計(jì)數(shù)器13的時(shí)鐘輸入端進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)延時(shí)電路工作結(jié)束，其輸出端轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?，摸擬開關(guān)11截止，切斷音高信號(hào)加至計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。
結(jié)合圖3(1)(2)對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例說(shuō)明如下時(shí)基集成電路U1，計(jì)數(shù)器U2，只讀存貯器U4，及觸發(fā)器U6A、編碼器U7、反相器U10A，U10B連同電阻R1～R14，電容C1～C7，晶體管BG1、D1、D2，按鈕開關(guān)AN1～AN5等組成編碼電路及音長(zhǎng)置入開關(guān)2。
電容C7用于開機(jī)時(shí)將計(jì)數(shù)器U2清零，觸發(fā)器U6A置″1″，按下一琴鍵時(shí)，發(fā)出該鍵對(duì)應(yīng)的音階信號(hào)。觸發(fā)器U6A的時(shí)鐘輸入端及晶體管BG1基極均接在電子琴音頻輸出端上。其發(fā)出的信號(hào)使由觸發(fā)器U6A組成的雙穩(wěn)態(tài)電路狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，其輸出端Q由原來(lái)的″1″變?yōu)椤?″態(tài)，經(jīng)電容C3向時(shí)基電路組成的單穩(wěn)態(tài)電路輸出一個(gè)負(fù)脈沖。單穩(wěn)電路的″out″端即由原來(lái)的″0″變?yōu)椤?″態(tài)，開關(guān)晶體管BG1導(dǎo)通，音頻信號(hào)經(jīng)BG1送到計(jì)數(shù)器U2進(jìn)行計(jì)數(shù)。一定時(shí)間后，單穩(wěn)態(tài)電路工作結(jié)束，晶體管截止，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。在此過(guò)程單穩(wěn)態(tài)的延遲時(shí)間是固定的，當(dāng)按下不同的琴鍵時(shí)，電子琴發(fā)出的樂音頻率不同，計(jì)數(shù)器輸出的數(shù)值也不同。而只讀存儲(chǔ)器U3的地址接到計(jì)數(shù)器的輸出端。按下琴鍵一定時(shí)間后ROM便將該地址原先設(shè)定的內(nèi)容送出到6條數(shù)據(jù)線上。
編碼器U7及按鈕開關(guān)AN2～AN5，電阻R5～R7，R13、R14構(gòu)成音長(zhǎng)置入開關(guān)2和音長(zhǎng)編碼電路3，任意按下AN2～AN5其中一個(gè)按鈕，U7輸出端Q2，Q1輸出兩位二進(jìn)制數(shù)據(jù)。本例中按下AN2時(shí)對(duì)應(yīng)輸出為″00″設(shè)定音符時(shí)值為1／4拍，AN3按下時(shí)對(duì)應(yīng)輸出為″01″設(shè)定時(shí)值為1／2拍，AN5按下時(shí)對(duì)應(yīng)輸出為″11″，設(shè)定時(shí)<claim>1、一種家用窗式空調(diào)定時(shí)保護(hù)器，由定時(shí)啟閉系統(tǒng)、延時(shí)保護(hù)系統(tǒng)和電源電路等組成，其特征在于延時(shí)保護(hù)系統(tǒng)由雙穩(wěn)態(tài)電路IC6、放電電路FD、單穩(wěn)延時(shí)保護(hù)電路IC7以及繼電器J組成，放電電路FD由三極管BG、交連電容C1、充放電電容C2、交連電容C1的放電回路電阻R1和充放電電容C2的充放電回路電阻R2等組成，雙穩(wěn)態(tài)電路IC6的輸出端Q經(jīng)交連電容C1交連到三極管BG的基極，三極管BG的集電極和發(fā)射極與充放電電容C2并聯(lián)，雙穩(wěn)態(tài)電路IC6的輸出端
與單穩(wěn)延時(shí)保護(hù)電路IC7的強(qiáng)復(fù)位端F相接。</claim><claim>2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的家用窗式空調(diào)定時(shí)保護(hù)器，其特征在于在充放電電容C2和電源之間串接有一個(gè)二極管D。</claim>″0″。二進(jìn)制譯碼器U9A的選擇允許端″
″為″低電平有效，選中為″0″。而當(dāng)″
″為″1″時(shí)其輸出端Q0～Q3均為″1″。譯碼操作JF因開關(guān)S2閉合，二進(jìn)制譯碼器″
″為″0″。隨機(jī)存儲(chǔ)器U8輸送到數(shù)據(jù)線D0～D5上的數(shù)據(jù)經(jīng)譯碼后，在4個(gè)四位譯碼器的輸出端有唯一的一端為″0″而其它均為″1″。反相器U10D、U10E及電容C12、C1，電阻R24～R27、晶體管Q2、D4等組成兩個(gè)單穩(wěn)電路，分別為上升、下降沿觸發(fā)，其觸發(fā)端并接在地址計(jì)數(shù)器U13脈沖輸入端，譯碼時(shí)用以改變輸出碼的暫態(tài)。
數(shù)據(jù)總線中D6、D7線接二進(jìn)制譯碼器U9B的數(shù)據(jù)置入端A、B，經(jīng)譯碼后其輸出端Q0～Q2接至地址信號(hào)發(fā)生電路，控制音符發(fā)音的時(shí)值。
D觸發(fā)生器U6B、U12A、U12B，時(shí)基電路U17，反相器U10F、U11A～U11D等組成地址脈沖發(fā)生電路4。三個(gè)D觸發(fā)器接成3位可置數(shù)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。時(shí)基電路U17，電容C8、電阻R18、R19等組成振蕩電路，其振蕩輸出接到3位計(jì)數(shù)器時(shí)鐘輸入端″CLK″(U6B)計(jì)數(shù)器的輸出端Q(U12B)通過(guò)轉(zhuǎn)換開關(guān)S1接到地址計(jì)數(shù)器U13的輸入端″CLK″。譯碼電路中的二進(jìn)制譯碼器U9B輸出信號(hào)經(jīng)反相變成正脈沖，通過(guò)隔離二極管后加到二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的各個(gè)置位端″S″。用以控制計(jì)數(shù)器輸出狀態(tài)的轉(zhuǎn)換時(shí)間。反相器U11、U11B及電容C9、C10電阻R20、R21組成單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路，U11B輸出端(平時(shí)為″1″)接二進(jìn)制譯碼器U9B的允許端″E″，U11A接成下降沿觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路，觸發(fā)端經(jīng)電容C9接到地址計(jì)數(shù)器的輸入端。
工作時(shí)合上開關(guān)S3，時(shí)基電路組成的振蕩器通電開始振蕩。計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)。由于該計(jì)數(shù)器只有三位，故最多可讀取8個(gè)脈沖。當(dāng)觸發(fā)器三個(gè)輸出端讀數(shù)為″1″時(shí)，下一個(gè)脈沖將使基回復(fù)到″0″態(tài)，地址計(jì)數(shù)器U13的時(shí)鐘輸入端為下降沿觸發(fā)，恢復(fù)″0″態(tài)的脈沖使其數(shù)值自動(dòng)加1，給隨機(jī)存儲(chǔ)器U8一個(gè)新地址。因開關(guān)S2合上RAM的″
″端為低電平，RAM便將該地址的內(nèi)容輸出到數(shù)據(jù)總線上。另外可置數(shù)計(jì)數(shù)器的值由全″1″復(fù)位到″0″的同時(shí)，該信號(hào)觸發(fā)反相器U11C、U11D組成的延時(shí)單穩(wěn)電路，使得U11D的輸出端輸出一個(gè)滯后于輸入信號(hào)的負(fù)脈沖，該負(fù)脈沖加至二進(jìn)制譯碼器U9B的輸出允許端″
″使其輸出音符時(shí)值數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)經(jīng)反相器及二極管隔離后加在可置數(shù)計(jì)數(shù)器的置數(shù)端″S″。
本例中設(shè)定振蕩周期為1／4拍，音符時(shí)值為1／4拍時(shí)，數(shù)據(jù)線D6、D7的值為″00″，譯碼器U9B的輸Q0～Q2的值為″01″經(jīng)反相后U10F的輸出端為″1″，三個(gè)觸發(fā)器同時(shí)置位，輸一個(gè)時(shí)鐘就可使計(jì)數(shù)器復(fù)位為″0″。音符時(shí)值為1／2拍時(shí)，數(shù)據(jù)線D6、D7的值為″10″，U9B的輸出端Q0～Q2值為″101″，反相器U11A輸出為1，只給三位計(jì)數(shù)器的后兩位觸發(fā)器置位，此時(shí)向計(jì)數(shù)器輸入兩個(gè)時(shí)鐘脈沖就可使計(jì)數(shù)器回復(fù)″0″，而1拍對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)線D6、D7的值為″11″。
晶體管BG3～BG14電阻R27～R38等組成電子琴鍵盤矩陣電路8。晶體管起到開關(guān)作用，其基極經(jīng)電阻接到4個(gè)4～16線譯碼的輸出端，另兩極接到琴鍵開關(guān)的兩端。4個(gè)譯碼器64個(gè)輸出端其中有一個(gè)被譯中時(shí)，該端為低電平，晶體管通導(dǎo)，其作用等效于按下并接處的琴鍵開關(guān)，晶體管導(dǎo)通的時(shí)間長(zhǎng)短由根據(jù)樂譜設(shè)定的該音符時(shí)值決定。
本發(fā)明的最佳實(shí)施例為單電源工作，可和目前市場(chǎng)上大多數(shù)類型的電子琴配合使用。
同現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是電子琴演奏者可通過(guò)琴鍵及幾個(gè)按鈕開關(guān)將樂譜輸入該裝置，放音時(shí)能完全按照樂譜的旋律奏出音樂，操作簡(jiǎn)單。采用普通的數(shù)字電路制成。產(chǎn)品成本較低，跟電子琴組合能產(chǎn)生很多新的功能。對(duì)于電子琴愛好者或?qū)I(yè)人員都有較大的實(shí)用價(jià)值。
該裝置為64個(gè)琴鍵開關(guān)控制，增多或減少開關(guān)有關(guān)電路再適當(dāng)改動(dòng)一二，即可實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種電子琴自動(dòng)演奏編程裝置，其特征在于包含音高編碼電路1、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器7、譯碼電路8、地址信號(hào)發(fā)生電路4、琴鍵矩陣電路9、地址計(jì)數(shù)器6、音長(zhǎng)置入開關(guān)2、音長(zhǎng)編碼電路3和編程/演奏選擇開關(guān)5；當(dāng)編程/演奏選擇開關(guān)5置于編程方式時(shí)，編碼器接收來(lái)自電子琴動(dòng)放級(jí)的音高信號(hào)和音長(zhǎng)置入開關(guān)2置入的音長(zhǎng)數(shù)據(jù)而將編碼輸出信號(hào)通過(guò)地址計(jì)數(shù)器6選址寫入隨機(jī)存取存儲(chǔ)器7而實(shí)現(xiàn)樂曲的編程輸入；當(dāng)編程/演奏選擇開關(guān)5置于演奏方式時(shí)，根據(jù)地址計(jì)數(shù)器6提供的地址從隨機(jī)存取存儲(chǔ)器7中讀出相應(yīng)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)經(jīng)譯碼電路8形成音高和音長(zhǎng)信號(hào)，音高信號(hào)送到琴鍵矩陣電路5接通相應(yīng)音高開關(guān)，音長(zhǎng)數(shù)據(jù)送到地址信號(hào)發(fā)生電路4控制其輸出脈沖的時(shí)間，進(jìn)而控制從地址計(jì)數(shù)器指定的地址單元讀到音高數(shù)據(jù)的時(shí)間。
2.如權(quán)利要求1所述電子琴自動(dòng)演奏編程裝置，其特征在于所述音高編碼電路1包含模擬開關(guān)11，延時(shí)電路12，計(jì)數(shù)器13及只讀存儲(chǔ)器14，所述延時(shí)電路12控制模擬開關(guān)11的導(dǎo)通時(shí)間，將計(jì)數(shù)器13對(duì)音高信號(hào)計(jì)數(shù)值作為只讀存貯器14的讀出地址，從中讀出預(yù)定的與音高相對(duì)應(yīng)的編碼數(shù)據(jù)。
專利摘要一種電子琴自動(dòng)演奏編程裝置，包含有音高編碼電路、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、譯碼電路、地址信號(hào)發(fā)生電路、琴鍵開關(guān)矩陣電路、地址計(jì)數(shù)器、音長(zhǎng)置入開關(guān)、音長(zhǎng)編碼電路和編程/演奏選擇開關(guān)。該裝置使得操作者在對(duì)樂譜還不太熟悉的情況下通過(guò)電子琴琴鍵和本裝置音長(zhǎng)置入開關(guān)完成欲演奏樂譜的輸入，而在演奏方式下將所存儲(chǔ)樂譜自動(dòng)地演奏出來(lái)。本實(shí)用新型的裝置可適用多種型號(hào)電子琴，而且具有簡(jiǎn)單、低成本等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01F3/00GK2154465SQ9223800
公開日1994年1月26日 申請(qǐng)日期1992年10月8日 優(yōu)先權(quán)日1992年10月8日
發(fā)明者馮伯賦 申請(qǐng)人:馮伯賦