專利名稱：力度鍵盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種用于電子樂器的力度鍵盤。
力度鍵盤亦叫動(dòng)態(tài)鍵盤。是現(xiàn)代高擋鍵盤電子樂器不可或缺的組成部分。演奏時(shí)采用有力度鍵盤的電子樂器可更完美地再現(xiàn)音樂作品的藝術(shù)深度和感情色彩。
一般電子樂器使用非力度鍵盤。通過按鍵對(duì)各鍵對(duì)應(yīng)的音源電路的觸點(diǎn)開關(guān)進(jìn)行通斷控制。這種方式只能控制輸出的有無，不能體現(xiàn)輸出音量與按鍵力度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因而不能表達(dá)音樂作品的感情色彩。鋼琴則靠鍵盤通過復(fù)雜的擊弦機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)小錘敲擊鋼絲發(fā)出樂音來體現(xiàn)手感力度特性。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本甚高。
近年來，國(guó)外高檔專業(yè)用琴用多觸點(diǎn)和計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)鍵盤力度。如日本雅馬哈(YAMAHA)的Clavinova CLP－50電子鋼琴采用A.WMTM技術(shù)(Advanced Wave Memory，高級(jí)音波存貯技術(shù))，以數(shù)字方式使鍵盤的手感力度用8～16個(gè)不同響度的階梯來近似對(duì)應(yīng)。但要采用特種器件，造價(jià)高昂(超過鋼琴)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)整不便，可靠性與壽命均有待提高，無法用于普通電子樂器。國(guó)內(nèi)電子樂器的發(fā)展起步較晚，器件、材料、工藝都不能保證高性能琴的低價(jià)開發(fā)。因此，普遍認(rèn)為一般電子樂器要實(shí)現(xiàn)鍵盤力度是不可能的。
本實(shí)用新型的目的在于采用普通電子器件，研制一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，能用于普通電子樂器、效果與鋼琴相當(dāng)?shù)牧Χ孺I盤。
本實(shí)用新型所述的力度鍵盤的使用能使一般電子樂器演奏時(shí)具有與鋼琴相當(dāng)?shù)牧Χ刃Ч?，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，成本低廉。它擺脫了一般電子樂器鍵盤用開關(guān)觸點(diǎn)傳遞簡(jiǎn)單通斷信號(hào)的概念，用電磁感應(yīng)方式實(shí)現(xiàn)鍵盤的力度效應(yīng)。本力度鍵盤由帶磁塊的琴鍵和帶感應(yīng)線圈與單元電路的感應(yīng)印制板構(gòu)成。按鍵動(dòng)作使固定在琴鍵上的磁塊運(yùn)動(dòng)，在相應(yīng)的感應(yīng)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)力度信號(hào)。此信號(hào)經(jīng)單元電路放大輸入音源電路。其信號(hào)強(qiáng)度與磁塊的運(yùn)動(dòng)速度，即按鍵時(shí)的琴鍵力度對(duì)應(yīng)，從而產(chǎn)生相應(yīng)響度的樂音信號(hào)，實(shí)現(xiàn)鍵盤的力度效應(yīng)。它比其它方式更接近鋼琴的力度特性。附加制音呢電路能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)余音的單鍵獨(dú)立控制，使發(fā)音持續(xù)性也與鋼琴相當(dāng)。
本實(shí)用新型所述的力度鍵盤有以下特點(diǎn)1、琴鍵演奏時(shí)的發(fā)音強(qiáng)度與按鍵力度完全對(duì)應(yīng)，具有與鋼琴相當(dāng)?shù)膭?dòng)態(tài)范圍和感覺特征；2、獨(dú)特的感應(yīng)結(jié)構(gòu)使各相鄰感應(yīng)線圈具有適量的正態(tài)分布互感相號(hào)，使樂音頻譜構(gòu)成含有豐富的諧波，且消除了通用鍵盤觸點(diǎn)在低音區(qū)易出泛音和高音區(qū)音色不明亮的缺點(diǎn)，提高了各音區(qū)樂音的純凈度；3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)、調(diào)整方便。力度鍵盤只是在普通標(biāo)準(zhǔn)鍵盤各鍵上固定一個(gè)磁塊，并增加一塊帶感應(yīng)線圈的感應(yīng)印制板。其外形、尺寸、結(jié)構(gòu)及電路接口均與標(biāo)準(zhǔn)鍵盤兼容。力度鍵盤的每個(gè)鍵都有一個(gè)微調(diào)電阻R3調(diào)整琴鍵的動(dòng)態(tài)范圍和擊鍵靈敏度；4、無觸點(diǎn)控制提高了鍵盤的可靠性與使用壽命，有效消除了觸點(diǎn)控制所致的多種高頻輻射干擾；5、成本低。由于用通用器件，力度鍵盤造價(jià)僅比標(biāo)準(zhǔn)鍵盤高50％左右。采用力度鍵盤的電子鋼琴生產(chǎn)成本低于600元／架，目前市場(chǎng)上無力度鍵盤的普通電子鋼琴為1200元／架，鋼琴為4000～6000元／架。用AWMTM技術(shù)的雅馬哈CLP－50電子鋼琴國(guó)內(nèi)售價(jià)為6000－8000元／架。
以下結(jié)合
本實(shí)用新型的實(shí)施例。
圖1是力度鍵盤側(cè)視圖；圖2是感應(yīng)印制板結(jié)構(gòu)圖；圖3是單元電路圖；圖4是制音呢電路圖。
如圖，本實(shí)用新型所說的力度鍵盤由琴鍵1、磁塊2、琴架3和感應(yīng)印制板4構(gòu)成。磁塊2固定在琴鍵1下面，感應(yīng)印制板4裝在琴架3上。感應(yīng)印制板4上有四運(yùn)放5、柵狀感應(yīng)條6、輸出接口7及電阻R1、R2和微調(diào)電阻R3，感應(yīng)條6上繞有感應(yīng)線圈L。一個(gè)四運(yùn)放5由4個(gè)單元電路8構(gòu)成。圖2所示為12鍵鍵盤，單元電路8的數(shù)量須等于鍵盤的鍵數(shù)。所以圖中有12個(gè)感應(yīng)線圈L、電阻R1、R2、R3和3個(gè)四運(yùn)放5。單元電路8對(duì)感應(yīng)線圈L中產(chǎn)生的力度信號(hào)選通放大，并加到音源電路9的晶體管BG的輸入端，調(diào)整微調(diào)電阻R3即可得到滿意的力度效應(yīng)。R3的阻值范圍為100－1KΩ。感應(yīng)印制板4的輸出接口7與普通電子樂器的標(biāo)準(zhǔn)鍵盤完全兼容。
演奏時(shí)，按下或放開琴鍵1，帶動(dòng)磁塊2上下運(yùn)動(dòng)，在相應(yīng)的感應(yīng)線圈L中產(chǎn)生強(qiáng)弱與磁塊2運(yùn)動(dòng)速度對(duì)應(yīng)的力度信號(hào)，經(jīng)單元電路8的選通放大、作為按鍵脈沖加到音源電路9的晶體管BG輸入端，從而產(chǎn)生音量正比于琴鍵1按鍵力度的樂音信號(hào)。
實(shí)施例2本力度鍵盤的單元電路8和音源電路9間還可附加一個(gè)制音呢電路10，使用本力度鍵盤的電子樂器具有更接近鋼琴的特性。制音呢電路10由二極管D1、D2、電阻R4和觸點(diǎn)K構(gòu)成。D1除作為制音呢電路10的元件外，還有取代音源電路9中晶體管BG的作用，因此，采用制音呢電路10后，音源電路9中不再需要晶體管BG。當(dāng)琴鍵1按下至 1/2 全深度時(shí)，觸點(diǎn)K接通，D2反向截止，不構(gòu)成附加放電回路，音源電路9中電容器C的電壓釋放慢，余音長(zhǎng)；當(dāng)按鍵至 1/2 深度立即放開時(shí)，觸點(diǎn)K斷開，二極管D1、D2與電阻R4形成附加放電回路，電容器C上電壓釋放就快，余音短。使音源電路9產(chǎn)生的樂音余音長(zhǎng)短與琴鍵1的狀態(tài)完全呈對(duì)應(yīng)關(guān)系。
權(quán)利要求1.一種電子樂器用鍵盤，特別是力度鍵盤，由琴鍵1和琴架3構(gòu)成。其特征在于包括固定在琴鍵1下面的磁塊2和安裝在琴架3上的感應(yīng)印制板4。
2.如權(quán)利要求1所述的力度鍵盤，其特征在于感應(yīng)印制板4包括繞在柵狀感應(yīng)條6上的感應(yīng)線圈L，電阻R1、R2、微調(diào)電阻R3、輸出接口7和由4個(gè)單元電路8構(gòu)成的四運(yùn)放5。
3.如權(quán)利要求2所述的力度鍵盤，其特征在于單元電路8與音源電路9間還接有一個(gè)由二極管D2、電阻R4、觸點(diǎn)K和可取代音源電路9中晶體管BG的二極管D1構(gòu)成的制音呢電路10。
4.如權(quán)利要求2所述的力度鍵盤，其特征在于感應(yīng)印制板4上的微調(diào)電阻R3阻值范圍為100－1KΩ。
專利摘要力度鍵盤由琴鍵、磁塊、琴架和感應(yīng)印制板構(gòu)成，按鍵動(dòng)作帶動(dòng)磁塊運(yùn)動(dòng)，在感應(yīng)線圈中產(chǎn)生力度信號(hào)。其強(qiáng)度與按鍵力度對(duì)應(yīng)。使一般電子樂器實(shí)現(xiàn)鍵盤力度成為可能，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低。效果與鋼琴相當(dāng)，采用制音呢電路則性能更接近鋼琴。
文檔編號(hào)G10C3/12GK2031960SQ8820169
公開日1989年2月1日 申請(qǐng)日期1988年3月9日 優(yōu)先權(quán)日1988年3月9日
發(fā)明者潘國(guó)華 申請(qǐng)人:潘國(guó)華