專利名稱：應(yīng)用于電子樂器的滑輪位置探測裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種滑輪位置探測裝置及方法，尤指一種應(yīng)用于電子樂器的滑輪位置探測裝置及方法。
背景技術(shù)：
滑輪(Pitch wheel/stick)是中高檔電子琴所必備的裝置，其機構(gòu)是運用一滾輪式結(jié)構(gòu)，彈奏者可借滾動該滑輪至不同位置，產(chǎn)生升降音調(diào)的效果，而顫音輪(MOD wheel)則可產(chǎn)生聲音大小抖音變化的效果。一般皆使用通用型主控單元(MCU)的輸出/入端口來達成探測滑輪位置的功能，然而習用輸出/入端口的方式有探測不穩(wěn)定的缺點，進而訴諸借具有模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)功能的主控單元，此舉不僅提高了系統(tǒng)成本，且其探測方式仍需謹慎搭配固件的演算法，方能達成穩(wěn)定的探測。綜合而言，習用滑輪位置探測方式及其缺失揭示于下。
請參閱圖1，其是習用機械開關(guān)探測滑輪位置裝置的配置示意圖。其中該機械開關(guān)探測滑輪位置的裝置是由一主控單元10包含復(fù)數(shù)個輸出/入端口14～19與一機械式開關(guān)11所電連接所構(gòu)成。其缺點在于使用機械式開關(guān)11的成本高，并且需使用較多的輸出/入端口，浪費主控單元的輸出/入端口資源，同時其解析度不易提高。
請參閱圖2，其是習用單輸出/入端口及電阻電容探測滑輪位置裝置的配置示意圖，為習用單接腳(Pin)輸出/入端口利用電阻電容(RC)充放電方式探測滑輪位置的裝置。其中該習用裝置是由一主控單元20包含至少一個輸出/入端口29與一包含一電阻21與一電容23的線路電連接所構(gòu)成。其缺點在于采用絕對數(shù)值的測量技術(shù)，但其電阻本身與電容的數(shù)值誤差，會使這種借助電阻電容充放電的絕對時間來探測滑輪位置的裝置無法進行量產(chǎn)。另外因滑輪為機械彈簧裝置，其中心點位置會有漂移問題，故滑輪的電阻中心絕對值會隨機械疲乏而改變。
請參閱圖3，其是習用三輸出/入端口、滑輪電阻、參考電阻及電容探測滑輪位置裝置的配置示意圖，一般為以滑輪中心位置時的滑輪電阻31之半為參考電阻32，并運用電阻電容充放電的方式來判斷滑輪電阻31滑輪位置的電阻值的裝置。其中該裝置是由一主控單元包含至少三個輸/出入端口37、38及39、一參考電阻32以及一滑輪電阻31電連接所構(gòu)成。其缺點在于該方式雖可減少圖2裝置電阻絕對值取得不易及難以量產(chǎn)的問題，且可避開電阻與電容的誤差，但參考電阻32需為精準電阻(誤差為±1％)，而且參考電阻須與滑輪電阻31配對，若滑輪電阻也使用精密電阻會提高元件成本，但不使用精密電阻則需在生產(chǎn)時作配對篩選，又會提高生產(chǎn)人工成本，同樣因機械疲乏所造成滑輪電阻31中心位置偏移會影響到該中心點的阻值。又此技術(shù)需使用三輸出/入端口，不利于通用型主控單元(MCU)的輸出/入端口硬件資源的安排。
請參閱圖4，其是習用一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器、一滑輪電阻及一次電阻探測滑輪位置裝置的配置示意圖。其中該裝置是由一主控單元40包含至少一個模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器49、一滑輪電阻41，及一次電阻42電連接所構(gòu)成。其缺點在于必須注意滑輪電阻41的分壓不能超過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器49的輸入電壓的最大值，否則會因全都變成模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器49最大轉(zhuǎn)換值，造成滑輪電阻41出現(xiàn)不反應(yīng)區(qū)?；旧线@雖是最直接的方法，但主控單元40因添加模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器49而造成成本上升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要構(gòu)想在于提供一種滑輪位置探測裝置，其至少包括一電容，于滑輪移動時進行至少兩次充/放電；以及一數(shù)據(jù)處理器，計算每次充/電所需的時間及參數(shù)，并根據(jù)該等時間及參數(shù)借由一滑輪數(shù)據(jù)與音效對照表判別該滑輪的位置。
依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，該滑輪位置探測裝置還包含一主控單元，具有至少一第一輸出/入端口及一第二輸出/入端口；以及一可變電阻，連接于該第一輸出/入端口及該第二輸出/入端口間，且該電容連接于該可變電阻的滑動點引腳。
依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，該數(shù)據(jù)處理器包括一數(shù)據(jù)濾波裝置，預(yù)處理每次充/放電所需的時間；一第一加法裝置，加總該數(shù)據(jù)濾波裝置預(yù)處理的第一次充/放電所需的時間，而得一第一周期時間；一第二加法裝置，加總該數(shù)據(jù)濾波裝置預(yù)處理的第二次充/放電所需的時間，而得一第二周期時間；一除法裝置，比較該第一周期時間與該第二周期時間，以較大者除以較小者，而得一滑輪位置數(shù)據(jù)；以及一滑輪數(shù)據(jù)與音效對照表，根據(jù)該滑輪位置數(shù)據(jù)得到該滑輪的一實際位置以及一相對應(yīng)的音段。
依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，該可變電阻值等于該第一分電阻值與該第二分電阻值之和。
依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，該數(shù)據(jù)處理器的該滑輪數(shù)據(jù)與音效對照表包含復(fù)數(shù)個滑輪位置范圍或音段，以判別一滑輪所在的位置或音段；本發(fā)明的另一構(gòu)想則是提供一種滑輪位置探測方法，應(yīng)用于一電容及一滑輪數(shù)據(jù)與音效對照表，該探測方法包括如下步驟(a)于該滑輪移動時對該電容進行至少兩次連續(xù)充電及放電；以及(b)計算每次充放/放電所需的時間及參數(shù)，并根據(jù)該等參數(shù)借由該滑輪數(shù)據(jù)與音效對照表判別該滑輪的位置。
依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，該步驟(a)還包含步驟如下設(shè)定一可變電阻兩端的電壓；續(xù)對該電容充電，使得該電容的電壓到達一峰值；續(xù)對該電容放電，使得該電容的電壓到達一第一輸入轉(zhuǎn)態(tài)點電位；以及計算該峰值至該第一輸入轉(zhuǎn)態(tài)點電位的時間，以得到該第一放電時間。
依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，該步驟(a)還包含如下步驟設(shè)定一可變電阻兩端的電壓；續(xù)對該電容放電，使得該電容的電壓到達一谷值；續(xù)對該電容充電，使得該電容的電壓到達一第一輸入轉(zhuǎn)態(tài)點電位；以及計算該谷值至該第一輸入轉(zhuǎn)態(tài)點電位的時間，以得到該第一充電時間。
依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，該步驟(a)還包含如下步驟設(shè)定一可變電阻兩端的電壓；續(xù)對該電容充電，使得該電容的電壓到達一峰值；續(xù)對該電容放電，使得該電容的電壓到達一第二輸入轉(zhuǎn)態(tài)點電位；以及計算該峰值至該第二輸入轉(zhuǎn)態(tài)點電位的時間，以得到該第二放電時間。
依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，該步驟(a)還包含如下步驟設(shè)定一可變電阻兩端的電壓；續(xù)對該電容放電，使得該電容的電壓到達一谷值；續(xù)對該電容充電，使得該電容的電壓到達一第二輸入轉(zhuǎn)態(tài)點電位；以及計算該谷值至該第二輸入轉(zhuǎn)態(tài)點電位的時間，以得到該第二充電時間。
依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，該步驟(b)還包含如下步驟(b1)預(yù)處理每次充/放電所需的時間；(b2)加總預(yù)處理的第一次充/放電所需的時間，而得一第一周期時間；(b3)加總預(yù)處理的第二次充/放電所需的時間，而得一第二周期時間；(b4)比較該第一周期時間及該第二周期時間，以其較大者除以較小者，而得一滑輪位置數(shù)據(jù)；以及(b5)根據(jù)該滑輪位置數(shù)據(jù)判別該滑輪的位置。
依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，該第一周期時間包括一第一放電時間及一第一充電時間，該第二周期時間包括一第二放電時間及一第二充電時間。
依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，該步驟(b1)是利用一數(shù)據(jù)濾波裝置預(yù)處理該第一放電時間、第一充電時間、該第二放電時間及該第二充電時間。
依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，該步驟(b2)是利用一第一加法裝置，加總該數(shù)據(jù)濾波裝置預(yù)處理的第一放電時間及第一充電時間，而得該第一周期時間。
依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，該步驟(b3)是利用一第二加法裝置，加總該數(shù)據(jù)濾波裝置預(yù)處理的第二放電時間及第二充電時間，而得該第二周期時間。
依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，該步驟(b4)還包含一滑輪位置數(shù)據(jù)一般處理步驟，是利用一除法裝置將該第一周期時間除以該第二周期時間，而得該滑輪位置數(shù)據(jù)；又或以一滑輪位置數(shù)據(jù)內(nèi)阻排除處理步驟，是比較該第一周期時間及該第二周期時間，并利用除法器將該第一周期時間及該第二周期時間的較大者除以該周期時間及該第二周期時間的總和，而得該滑輪位置數(shù)據(jù)。
依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，該步驟(b5)是比較該滑輪位置數(shù)據(jù)及滑輪數(shù)據(jù)與音效對照表所包含的復(fù)數(shù)個滑輪位置范圍，而得一相對應(yīng)的滑輪位置范圍。
為更清楚理解本發(fā)明的目的、特點和優(yōu)點，以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細說明。


圖1是習用機械開關(guān)探測滑輪位置裝置的配置示意圖；圖2是習用單輸出/入端口及電阻電容探測滑輪位置裝置的配置示意圖；圖3是習用三輸出/入端口、滑輪電阻、參考電阻及電容探測滑輪位置裝置的配置示意圖；圖4是習用一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器、一滑輪電阻及一次電阻探測滑輪位置裝置的配置示意圖；圖5是本發(fā)明較佳實施例的一種利用雙輸出/入端口及電阻電容探測滑輪位置裝置的配置示意圖；圖6是本發(fā)明較佳實施例的滑輪位置探測裝置的連續(xù)兩次充放電過程示意圖；圖7是本發(fā)明較佳實施例的滑輪位置數(shù)據(jù)處理器的示意圖；以及圖8是本發(fā)明較佳實施例的滑輪數(shù)據(jù)與音效對照表。
具體實施例方式
本發(fā)明的滑輪位置探測裝置及方法，將可由以下的實施例說明而得到充分的了解，使得熟悉本技術(shù)的人士可據(jù)以完成本發(fā)明，然而本發(fā)明并不限于下列實施例。
本發(fā)明的滑輪位置探測裝置主要包括一電容，其于滑輪移動時進行兩次充/放電，以及一數(shù)據(jù)處理器，其用來計算每次電容充/放電所需的時間與參數(shù)，并借由該等時間及參數(shù)與一滑輪數(shù)據(jù)與音效對照表判別滑輪所在的位置。針對該電容及其他充/放電相關(guān)元件，請參閱圖5，其是較佳實施例的一種利用雙輸出/入端口的及電阻電容探測滑輪位置裝置的配置示意圖。圖5中除電容53外，尚有一主控單元50及其所提供的兩個輸出/入端口58、59以及一可變電阻(滑輪電阻)RW，電容53是經(jīng)滑輪中心位置與可變電阻相連接。電子琴的滑輪是由使用者手動控制，故其滑輪位置是抖動不穩(wěn)的，因而所測量的數(shù)據(jù)會呈現(xiàn)不穩(wěn)定情形，同時亦因滑輪為機械彈簧裝置，其中心位置會隨機械疲勞與制造的個別差異而有所不同，同時其滑輪滑動所造成的可變電阻的最大與最小值也不會剛好是0Ω及可變電阻的最大值，故尚需有滑輪數(shù)據(jù)處理裝置(如圖7所示)，以便適當表現(xiàn)滑輪的人機界面功能，其中的滑輪位置數(shù)據(jù)處理器包含有一數(shù)據(jù)濾波器70，用來預(yù)處理各滑輪轉(zhuǎn)動時時序所需的充/放電時間，以得到穩(wěn)定供后續(xù)處理的充/放電時間，一第一加法裝置72，是加總該數(shù)據(jù)濾波裝置預(yù)處理的第一充放電所需的時間(ULTimer+UHTimer)，而得一第一周期時間UCENTER，一第二加法裝置73，是加總該數(shù)據(jù)濾波裝置預(yù)處理的第二充放電所需的時間(DLTimer+DHTimer)，而得一第二周期時間DCENTER，一除法裝置74，是將該第一周期時間除以該第二周期，而得一滑輪位置數(shù)據(jù)，以及一滑輪數(shù)據(jù)與音效對照表(如圖8所示)，其中的滑輪數(shù)據(jù)與音效對照表是根據(jù)該滑輪位置數(shù)據(jù)得到該滑輪的實際位置及相對應(yīng)的音段，該滑輪數(shù)據(jù)與音效對照表包括復(fù)數(shù)個滑輪位置范圍或音段。
當滑輪移動時，滑輪依其中心位置所在將該可變電阻RW分成第一分電阻RWU及第二分電阻RWD。利用可變電阻RW大小等于第一分電阻RWU及第二分電阻RWD的大小總和以及電容53與該等電阻的RC時間常數(shù)可推導(dǎo)出以下關(guān)系式；RW＝RWU+RWD(1)1=RWURW+RWDRW---(1a)]]>τW＝RW×C (2a)τU＝RWU×C (2b)τD＝RWD×C (2c)τW＝τU+τD(3)1=τUτW+τDτW---(3a)]]>其中RW為可變電阻，RWU為連接第一輸出/入端口的第一分電阻，RWD為連接第二輸出/入端口的第二分電阻。C為電容，τW為電容C對第一輸出/入端口及第二輸出/入端口的RC常數(shù)，τU為電容C對第一輸出/入端口的RC常數(shù)，τD為電容C 對第二輸出/入端口的RC常數(shù)。
關(guān)系式(1a)是可由滑輪中心位置所界分的第一分電阻RWU及第二分電阻RWD與可變電阻Rw比率判斷滑輪中心位置所在；關(guān)系式(3a)則推導(dǎo)出具有與其相似的比率關(guān)系，是利用該等RC時間常數(shù)τU及τD與τW的比例關(guān)系，此比例關(guān)系中的相關(guān)參數(shù)測量相較于(1a)，其精確度及穩(wěn)定性較高，此乃本發(fā)明所歸納采用的基本構(gòu)思。
本實施例中滑輪位置探測方法包含步驟(a)對電容進行兩次連續(xù)充電及放電過程，以步驟(b)計算每次充/放電所需的時間及參數(shù)，并根據(jù)該等參數(shù)借由該滑輪數(shù)據(jù)與音效對照表判別該滑輪的位置。請參閱圖6，其是本發(fā)明較佳實施例的滑輪位置探測裝置的連續(xù)兩次充放電過程示意圖，請同時參閱圖5，其中上述步驟(a)中具體的充/放電參數(shù)探測步驟如下設(shè)定第一輸出/入端口58及第二輸出/入端口59為輸出模式，且第一輸出/入端口58及第二輸出/入端口59均為高電壓狀態(tài)，故此時可加快對電容53充電到一最大電壓VDD。
設(shè)定第二輸出/入端口59為輸入模式，以及第一輸出/入端口58為輸出模式，第一輸出/入端口58維持其在一低電壓狀態(tài)，電容53則通過第一分電阻RWU及第一輸出/入端口58放電，此時第二輸出/入端口59開始探測電容53的電壓何時到達一第二輸入轉(zhuǎn)態(tài)點電位Vth2并啟動第一放電時間ULTimer計時，當電容53的電壓放電至第二輸入轉(zhuǎn)態(tài)點電位Vth2及第二輸出/入端口59探測到低電壓狀態(tài)時，結(jié)束第一放電時間ULTimer計時。
設(shè)定第一輸出/入端口58及第二輸出/入端口59均為輸出模式，且第一輸出/入端口58及第二輸出/入端口59均為低電壓狀態(tài)，故此時可加快電容53放電到一最小電壓VSS。
設(shè)定第二輸出/入端口59為輸入模式，以及第一輸出/入端口58為輸出模式，第一輸出/入端口58維持在一高電壓狀態(tài)，電容53則通過第一分電阻RWU及第一輸出/入端口58充電，此時第二輸出/入端口59開始探測電容53的電壓何時到達一第二輸入轉(zhuǎn)態(tài)點電位Vth2并啟動第一充電時間UHTimer計時，當電容53的電壓充電至第二輸入轉(zhuǎn)態(tài)點電位Vth2及第二輸出/入端口59探測到高電壓狀態(tài)時，結(jié)束第一充電時間UHTimer計時。
設(shè)定第一輸出/入端口58及第二輸出/入端口59為輸出模式，且第一輸出/入端口58及第二輸出/入端口59均為高電壓狀態(tài)，故此時可加快對電容53充電到該最大電壓VDD。
設(shè)定第一輸出/入端口58為輸入模式，以及第二輸出/入端口59為輸出模式，第二輸出/入端口59維持其在一低電壓狀態(tài)，電容53則通過第一分電阻RWD及第二輸出/入端口59放電，此時第一輸出/入端口58開始探測電容53的電壓何時到達一第一輸入轉(zhuǎn)態(tài)點電位Vth1并啟動第二放電時間DLTimer，當電容53的電壓放電至第二輸入轉(zhuǎn)態(tài)點電位Vth2及第一輸出/入端口58探測到低電壓狀態(tài)時，結(jié)束第二放電時間DLTimer計時。
設(shè)定第一輸出/入端口58及第二輸出/入端口59為輸出模式，且第一輸出/入端口58及第二輸出/入端口59均為低電壓狀態(tài)，故此時可加快電容53放電到該最小電壓VSS。
設(shè)定第一輸出/入端口58為輸入模式，以及第二輸出/入端口59為輸出模式，第二輸出/入端口59維持其在一高電壓狀態(tài)，電容53則通過RWD及第二輸出/入端口58充電，此時第一輸出/入端口58開始探測電容53的電壓何時到達一第一輸入轉(zhuǎn)態(tài)點電位Vth1并啟動第二放電時間DHTimer計時，當電容53的電壓充電至第一輸入轉(zhuǎn)態(tài)點電位Vth1及第一輸出/入端口58探測到高電壓狀態(tài)時，結(jié)束第二放電時間UHTimer計時。
上述8個步驟完成一次第一分電阻及電容充放電與第二分電阻及電容的充放電，并得到第一放電時間ULTimer、第一充電時間UHTimer、第二放電時間DLTimer及第二充電時間DHTimer四個計數(shù)值，后續(xù)則對此4個數(shù)值進一步處理，并重復(fù)(1)～(8)步驟持續(xù)探測滑輪位置。
綜合前述的探測步驟及圖5中電容的電壓變化，原本可以一次充電或放電完成時間計數(shù)，然而因考慮第一輸入轉(zhuǎn)態(tài)點電位Vth1及第二輸入轉(zhuǎn)態(tài)點電位Vth2或有差異，若只取充電或放電，有可能于連續(xù)充放電過程中造成相當?shù)恼`差，故針對第一輸出/入端口58及第二輸出/入端口59，皆以電容53對其進行充、放電各一次并將其充、放電時間相加。此作法好處即在對同一輸出/入端口進行充、放電若干次后，假設(shè)該最小電壓VSS＝0，電容電壓于充電時從0V變化至輸入轉(zhuǎn)態(tài)點電位Vth，并于放電時從該最大電壓VDD變化至輸入轉(zhuǎn)態(tài)點電位Vth，因充、放電過程中相同的Vth被抵銷，其電位差保持在一定值(最大電壓VDD)。
滑輪位置探測方法其中步驟(b)的具體實施方法，請參閱圖7，數(shù)據(jù)處理器主要將所取得的第一放電時間ULTimer、第一充電時間UHTimer、第二放電時間DLTimer及第二充電時間DHTimer值利用一數(shù)據(jù)濾波器70預(yù)作處理，以取得穩(wěn)定值。在圖7中，時序n-m、…、n-1、n是代表不同時次的滑輪移動。數(shù)據(jù)處理器于每次滑輪移動時，利用數(shù)據(jù)濾波器70對該時序于步驟(a)所產(chǎn)生的第一放電時間ULTimer及第一充電時間UHTimer預(yù)作處理，所處理過的該第一放電時間ULTimer及第一充電時間UHTimer利用一加法器72加總而得一第一周期時間值UCENTER，同時利用數(shù)據(jù)濾波器70對該時序于步驟(a)所產(chǎn)生的第二放電時間ULTimer及第二充電時間UHTimer預(yù)作處理，所處理過的該第二放電時間DLTimer及第二充電時間DHTimer利用另一加法器73加總而得一第二周期時間值DCENTER，然后利用一除法器74將第一周期時間值UCENTER除以第二周期時間值DCENTER而得到一滑輪位置數(shù)據(jù)。
請參閱圖8，其是本發(fā)明較佳實施例的滑輪數(shù)據(jù)與音效對照表。其是滑輪位置范圍的一例，總共有33區(qū)間，除上、中、下各一區(qū)間外，尚有介于其間的上下各15區(qū)間。由于前述所得到的滑輪位置數(shù)據(jù)尚需經(jīng)過轉(zhuǎn)換方能對應(yīng)所處的滑輪位置范圍或音效，因此滑輪數(shù)據(jù)與音效對照表應(yīng)運而生。圖8中，落在0區(qū)間的滑輪位置數(shù)據(jù)可依計算(95％÷5％)得知滑輪位置數(shù)據(jù)如不大于19即表示滑輪位置處于第0區(qū)間或0音段，依此可推算出所有區(qū)段與滑輪位置數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系，故當有一新產(chǎn)生的滑輪位置數(shù)據(jù)，可立即由此滑輪數(shù)據(jù)與音效對照表找出其對應(yīng)的滑輪位置區(qū)間及所應(yīng)產(chǎn)生的音效。
另因考慮輸出/入端口驅(qū)動器Driver的內(nèi)阻影響，可以運用當″(滑輪整體電阻值)/2>>輸出/入端口驅(qū)動器Driver內(nèi)阻″時，可忽略輸出/入端口驅(qū)動器Driver內(nèi)阻影響的構(gòu)想，減少其對RC時間常數(shù)計算的影響。具體作法為當前述第一周期時間UCENTER>第二周期時間DCENTER，可將前述(UCENTER/DCENTER)的比率改為(UCENTER/(DCENTER+UCENTER))；當前述第一周期時間UCENTER<第二周期時間DCENTER，可將前述(UCENTER/DCENTER)的比率改為(DCENTER/(DCENTER+UCENTER))。
綜上所述，本發(fā)明的設(shè)計是利用一雙輸出/入端口探測電容相對于各輸出/入端口的充、放電周期時間，以求得滑輪位置的所在；相較于習知的滑輪位置探測裝置及方法，本發(fā)明更提供了一兼具簡易、價廉、精確及可靠的滑輪位置探測裝置及方法。
以上是通過較佳實施例來具體說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于所述實施例，凡是熟悉本技術(shù)的人員根據(jù)本發(fā)明的精神或不脫離本發(fā)明范圍的情況下還可作出種種的等效的變化或替換，本發(fā)明的范圍是由所附的本申請的權(quán)利要求范圍所限定。
權(quán)利要求
1.一種滑輪位置探測裝置，至少包括一主控單元，具有至少一第一輸出/入端口及一第二輸出/入端口；一可變電阻，連接于該第一輸出/入端口及該第二輸出/入端口間，且該電容滑動連接于該可變電阻，并依其接觸點將該可變電阻分為一第一分電阻及一第二分電阻；一電容，于滑輪移動時進行至少兩次充/放電；以及一數(shù)據(jù)處理器，計算每次充/電所需的時間及參數(shù)，并根據(jù)該等時間及參數(shù)借由一滑輪數(shù)據(jù)與音效對照表判別該滑輪的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的滑輪位置探測裝置，其特征在于該數(shù)據(jù)處理器包括一數(shù)據(jù)濾波裝置，預(yù)處理每次充/放電所需的時間；一第一加法裝置，加總該數(shù)據(jù)濾波裝置預(yù)處理的第一次充/放電所需的時間，而得一第一周期時間；一第二加法裝置，加總該數(shù)據(jù)濾波裝置預(yù)處理的第二次充/放電所需的時間，而得一第二周期時間；一除法裝置，將該第一周期時間除以該第二周期，而得一滑輪位置數(shù)據(jù)；以及一滑輪數(shù)據(jù)與音效對照表，根據(jù)該滑輪位置數(shù)據(jù)得到該滑輪的一實際位置以及一相對應(yīng)的音段。
3.如權(quán)利要求1所述的滑輪位置探測裝置，其特征在于該數(shù)據(jù)處理器的該滑輪數(shù)據(jù)與音效對照表包含復(fù)數(shù)個滑輪位置范圍或音段，以判別一滑輪所在的位置或音段。
4.如權(quán)利要求1所述的滑輪位置探測裝置，其特征在于該可變電阻值等于該第一分電阻值與該第二分電阻值之和。
5.一種滑輪位置探測方法，應(yīng)用于一電容及一滑輪數(shù)據(jù)與音效對照表，該探測方法包括如下步驟(a)于該滑輪移動時對該電容進行至少兩次連續(xù)充電及放電；以及(b)計算每次充放/放電所需的時間及參數(shù)，并根據(jù)該等參數(shù)借由該滑輪數(shù)據(jù)與音效對照表判別該滑輪的位置。
6.如權(quán)利要求5所述的滑輪位置探測方法，其特征在于步驟(a)還包含如下步驟設(shè)定一可變電阻兩端的電壓；續(xù)對該電容充電，使得該電容的電壓到達一峰值；續(xù)對該電容放電，使得該電容的電壓到達一第一輸入轉(zhuǎn)態(tài)點電位；以及計算該峰值至該第一輸入轉(zhuǎn)態(tài)點電位的時間，以得到該第一放電時間。
7.如權(quán)利要求5所述的滑輪位置探測方法，其特征在于步驟(a)還包含如下步驟設(shè)定一可變電阻兩端的電壓；續(xù)對該電容充電，使得該電容的電壓到達一谷值；續(xù)對該電容充電，使得該電容的電壓到達一第一輸入轉(zhuǎn)態(tài)點電位；以及計算該谷值至該第一輸入轉(zhuǎn)態(tài)點電位的時間，以得到該第一充電時間。
8.如權(quán)利要求5所述的滑輪位置探測方法，其特征在于步驟(a)還包含如下步驟設(shè)定一可變電阻兩端的電壓；續(xù)對該電容充電，使得該電容的電壓到達一峰值；續(xù)對該電容放電，使得該電容的電壓到達一第二輸入轉(zhuǎn)態(tài)點電位；以及計算該峰值至該第二輸入轉(zhuǎn)態(tài)點電位的時間，以得到該第二放電時間。
9.如權(quán)利要求5所述的滑輪位置探測方法，其特征在于步驟(a)還包含如下步驟設(shè)定一可變電阻兩端的電壓；續(xù)對該電容充電，使得該電容的電壓到達一谷值；續(xù)對該電容充電，使得該電容的電壓到達一第二輸入轉(zhuǎn)態(tài)點電位；以及計算該谷值至該第二輸入轉(zhuǎn)態(tài)點電位的時間，以得到該第二充電時間。
10.如權(quán)利要求5所述的滑輪位置探測方法，其特征在于步驟(b)還包含如下步驟(b1)預(yù)處理每次充/放電所需的時間；(b2)加總預(yù)處理的第一次充/放電所需的時間，而得一第一周期時間；(b3)加總預(yù)處理的第二次充/放電所需的時間，而得一第二周期時間；(b4)處理該第一周期時間及該第二周期時間，而得一滑輪位置數(shù)據(jù)；以及(b5)根據(jù)該滑輪位置數(shù)據(jù)判別該滑輪的位置。
11.如權(quán)利要求10所述的滑輪位置探測方法，其特征在于該第一周期時間包括一第一放電時間及一第一充電時間，該第二周期時間包括一第二放電時間及一第二充電時間；該步驟(b1)是利用一數(shù)據(jù)濾波裝置預(yù)處理該第一放電時間、第一充電時間、該第二放電時間及該第二充電時間；該步驟(b2)是利用一第一加法裝置，加總該數(shù)據(jù)濾波裝置預(yù)處理的第一放電時間及第一充電時間，而得該第一周期時間；該步驟(b3)四利用一第二加法裝置，加總該數(shù)據(jù)濾波裝置預(yù)處理的第二放電時間及第二充電時間，而得該第二周期時間；該步驟(b4)還包含一步驟將該第一周期時間除以該第二周期時間，而得該滑輪位置數(shù)據(jù)；該步驟(b4)還包含一步驟比較該第一周期時間及該第二周期時間，并將該等周期時間的較大者除以該等周期時間的總和，而得該滑輪位置數(shù)據(jù)；該步驟(b5)是比較該滑輪位置數(shù)據(jù)及滑輪數(shù)據(jù)與音效對照表所包含的復(fù)數(shù)個滑輪位置范圍，而得一相對應(yīng)的滑輪位置范圍；及/或該步驟(b4)是利用一除法裝置將該第一周期時間除以該第二周期時間，而得該滑輪位置數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種滑輪位置探測裝置及方法，適用于電子樂器中，其中該滑輪位置探測裝置至少包括一電容，于滑輪移動時進行至少兩次充/放電；以及一數(shù)據(jù)處理器，計算每次充/放電所需的時間及參數(shù)，并根據(jù)該等時間及參數(shù)借由一滑輪數(shù)據(jù)與音效對照表判別該滑輪的位置；該滑輪位置探測方法，應(yīng)用于一電容及一滑輪數(shù)據(jù)與音效對照表，該探測方法包括步驟于該滑輪移動時對該電容進行至少兩次連續(xù)充電及放電；以及計算每次充放/放電所需的時間及參數(shù)，并根據(jù)該等參數(shù)借由該滑輪數(shù)據(jù)與音效對照表判別該滑輪的位置。
文檔編號G01D5/12GK1901034SQ20051008950
公開日2007年1月24日 申請日期2005年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月22日
發(fā)明者王明坤 申請人:盛群半導(dǎo)體股份有限公司