[发明专利]数字全控音电子钢琴

说明书

本发明内容涉及一种《数字全控音电子钢琴》，是数字化、集成化程度更高、音色更优美、控音能力更强、整机原件数目更少的新一代真正的电子钢琴。

在提出本发明之前，本发明人于1987年8月6日申请了《全控音电子钢琴》专利，申请号87105485;87211667。《全控音电子钢琴》虽达到了较为完善的控音能力，但由于其随机键盘电路结构较为复杂，单片集成元件数目较多，使得成品率相对低一些。本发明主要充分考虑了我国集成电路工艺的现状，从根本上改进了键盘电路系统，采用了最新的“全数字模糊数字随机键盘电路”技术，使得整机的控音能力更完善。前《全控音电子钢琴》的控音层次，在实施例中由于集成电路的集成度所限制，只能分为8级。本《数字全控音电子钢琴》的控音层次，由于采用了“全数字模糊数字键盘电路”技术而大为提高，比意大利SGS公司的Z8D集成电路芯片的15级还多，即大于15级。本发明提出的目的是从国内集成电路工艺现状及消费者的水平、利益出发，推出一种技术更新更完善、整机控制能力更强、原器件数目更少、价格低廉、工业化生产有保障的真正电子钢琴。

本发明具体的技术方案是：图1给出了整机电路系统的逻辑框图。其工作原理是：主振荡器产生的2MHZ振荡信号送至全数字音律产生系统，获得全琴88键各音名的对应基频信号，然后送经各琴键对应的包括数字音色频谱合成器在内的“全数字模糊数字随机键盘电路”系统处理后，经母线送经音色滤波系统对乐音信号进行最后的润色处理，最后送音响系统，从而完成了整机工作的全过程。

其中“全数字模糊数字随机键盘电路”系统，它包括：数字音色频谱合成器;数字音形处理器;音形选择器;琴键控制器;模糊量检测器;数字声强检测、存贮、衰减控制器;整机控制信号发生器;余音控制器等组成，如图2所示。其工作原理是：同名音阶信号由8′、16′、32′端送入，A、B、C为一组簧片开关，当弹奏琴键时，动簧C由A向B移动，此时C由A至B的随机过渡时间△T科学地反映了弹奏力度的程度，此△T量由琴键控制器收集，并送至模糊量检测器，进行模-数转换处理，然后送至数字声强检测、存贮、衰减控制器，被确定为相应的声强级并实现对输入音阶信号的声强、余音等功能的控制效果。琴键控制器控制整机控制信号发生器，产生整机控制信号，供静噪、颤音等系统使用;控制余音控制器，得到随演奏者所需要的断音和余音效果;控制数字音形处理器，得到弹奏音形（钢琴音形），或持续音形（风琴音形），或弹奏-持续音形等音形效果。

下面结合附图3进一步描述“全数宇模糊数字随机键盘电路”的工作原理和实施例：

实施例1：（见附图3）

（1）琴键控制器由簧片组A、B、C及触发器RS₁等组成。当动簧C由A至B时有一过渡时间△T（为随机值，其反映弹奏力度大小），经RS₁去控制与门Y₁₀、模糊量检测器、数字音形处理器等。

（2）模糊量检测器由与门Y₁₀、Y₁₁、Y₁₂、触发器T₅～T₈组成的计数器及RS₃等组成。它将△T量进行模-数转换处理。

（3）数字声强检测、存贮、控制器由与门Y₁₃、Y₁₄、Y₁₅、或门H₃、T₉～T₁₂组成的计数器、模拟门TG₈～TG₁₁和电阻R₈～R₁₁组成的衰减控制器等组成。它将送来的乐音信号对应于△T量的声强级进行检测、存贮、控制等处理。

（4）数字音色频谱合成器由模拟门TG₁～TG₂、R₁～R₃无源网络等组成。由它获得包含各种不同谐频成份的特定音色信号。

（5）数字音形处理器由Y₁～Y₉组成的控制系统、RS₂、T₁～T₄组成的计数器、模拟门TG₃～TG₆和R₄～R₇组成的衰减控制器等组成。在f₂、f₃控制下获得全数字的弹奏、持续、弹奏-持续等音形。