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JPS6132749B2 - - Google Patents
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JPS6132749B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6132749B2
JPS6132749B2 JP53052143A JP5214378A JPS6132749B2 JP S6132749 B2 JPS6132749 B2 JP S6132749B2 JP 53052143 A JP53052143 A JP 53052143A JP 5214378 A JP5214378 A JP 5214378A JP S6132749 B2 JPS6132749 B2 JP S6132749B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
music
clock
phase
serial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP53052143A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5463747A (en
Inventor
Arubaato Uinsento Reimondo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDY Industries LLC
Original Assignee
Teledyne Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Teledyne Industries Inc filed Critical Teledyne Industries Inc
Priority to JP5214378A priority Critical patent/JPS5463747A/en
Publication of JPS5463747A publication Critical patent/JPS5463747A/en
Publication of JPS6132749B2 publication Critical patent/JPS6132749B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、演奏を形成するデータが任意に記録
され、そして同一の楽器又は別の楽器を介して後
で再現するという様に、楽器に関連して使用する
ためのデータ記録及び検索装置に係る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is intended for use in connection with a musical instrument, such that data forming a performance may be optionally recorded and reproduced later through the same instrument or another instrument. Pertains to data recording and retrieval devices.

ピアノやオルガンの如き楽器が予め記録された
データに依つて音楽表現を再現する様に制御され
得るという事は良く知られている。予め記録され
るデータの最もよく知られた形式はいわゆる“ピ
アノロール”であり、これは本質的にはピアノキ
ーの操作を制御するために並列に読み取られると
ころの少くとも88チヤンネルを有するパンチされ
た紙テープである。公知のピアノロールを作る事
は骨が折れて費用がかかり、そして任意に作つた
り或いは又大巾な変更はしにくい。
It is well known that musical instruments such as pianos and organs can be controlled to reproduce musical expressions by means of prerecorded data. The most well-known form of pre-recorded data is the so-called "piano roll", which is essentially a punched roll having at least 88 channels that are read in parallel to control the operation of the piano keys. It is paper tape. Making known piano rolls is laborious and expensive, and they are difficult to make or make extensive changes to.

後で再現する様に演奏を記録するための装置に
於ける最新の開発は、キー押下データを1つ或い
は2つのチヤンネルのタイム・マルチプレクスさ
れた順序でテープに記録し、そしてテープを再生
せしめ且つデマルチプレクスせしめて音楽表現を
再現させるというシステム及びテープ記録器を利
用している。このシステムは、ピアノロールを作
るに時間浪費をなくし、そして注意深く且つ入念
に予め記録された演奏並びに任意に予め記録され
た演奏を共に所望に応じて頻繁に再現させる事が
出来るという利点を有している。
The latest developments in devices for recording performances for later reproduction record keypress data to tape in a time-multiplexed order of one or two channels, and then play the tape. In addition, a system and a tape recorder are used to reproduce the musical expression by demultiplexing. This system has the advantage of eliminating time wastage in creating piano rolls and of allowing both carefully and painstakingly pre-recorded performances as well as optionally pre-recorded performances to be reproduced as often as desired. ing.

公知のテープ記録システムは所定の長さのスキ
ヤンフレームに分断される比較的一定周波数の正
弦波形の発生を含んでいる。各々のスキヤンフレ
ームは正弦波サイクルに依つて表わされる80以上
のデータユニツトの直列組合せから成り、各デー
タユニツトは或るカウントに指定され、そして各
カウントはピアノ又はオルガンのキー、或いは又
幾つかの補助的なフアンクシヨン例えば表現の如
きを表わしている。公知システムは、スキヤンフ
レームの各データユニツト内の正弦波形を振巾変
調して高振巾レベルが“同期”パルスを表わし中
間振巾が“キー・オン”信号を表わし、そして低
振巾信号“クロツク”量を表わす様にした回路を
含んでいるところの精巧なメカニズムから成る。
簡単に云えば、正弦波的な推移のカウントはスキ
ヤンフレーム内の特定キーを識別し、そして波形
推移の振巾レベルはそのキーに関して行なわれる
べき特定フアンクシヨンを表わし、或いは又キー
フアンクシヨン・コードがない場合には推移はデ
コード動作中に再同期するために使用される。
Known tape recording systems involve the generation of a relatively constant frequency sinusoidal waveform that is divided into scan frames of predetermined length. Each scan frame consists of a series combination of 80 or more data units represented by sinusoidal cycles, each data unit being assigned to a certain count, and each count being assigned to a piano or organ key, or alternatively some number of data units. It represents an auxiliary function, such as an expression. Known systems amplitude modulate the sinusoidal waveform within each data unit of a scan frame so that high amplitude levels represent "sync" pulses, intermediate amplitudes represent "key on" signals, and low amplitude signals " It consists of an elaborate mechanism containing circuitry designed to represent the amount of clock.
Simply put, the count of sinusoidal transitions identifies a particular key within the scan frame, and the amplitude level of the waveform transition represents the particular function to be performed on that key, or the key function code is If not, the transition is used to resynchronize during decoding operations.

テープ記録システム内で上記した正確な振巾変
調を使用することは非常に困難であり、そしてテ
ープ速度の変化、テープの伸び、回路ドリフトの
如きエラー発生フアクタ及びその他のフアクタに
依る出力信号振巾変動を最小にする様な高価で正
確な記録装置を代表的には必要とする。簡単に云
えば、非常に短い直列データに於ける3つ以上の
異つた振巾レベルを用いた正確なデータのエンコ
ード及びデコードは非常に困難な作業であつて、
家庭娯楽用の商品に関する限りに於いては一般的
でない様な値段を招く。
It is very difficult to use the precise amplitude modulation described above within a tape recording system, and the output signal amplitude is dependent on error-generating factors such as changes in tape speed, tape stretching, circuit drift, and other factors. Expensive and accurate recording equipment is typically required to minimize variation. Simply put, accurate data encoding and decoding using three or more different amplitude levels in very short serial data is a very difficult task.
This incurs unusual prices as far as home entertainment products are concerned.

本発明の目的は、演奏が任意に記録され、そし
て再現される様な、特にピアノの如き楽器と関連
して使用するためのデータ記録及び検索装置を提
供することである。更にこの装置はカセツトテー
プレコーダ及びテープデツキの如き低価格の家庭
娯楽用のテープ記録装置を用いて実施するのに非
常に適している。一般的に、これは2進コードを
用いて磁気テープの如き連続的な記録媒体にデー
タの流れを記録する様なシステムに依つて行なわ
れ、記録される波形は第1及び第2の相対的信号
レベル及びこれらのレベル間の比較的急激なコー
ド化遷移のみから成り、従つてコード及び復調シ
ステムをアナログ振巾検出、スレツシユホールド
検出或いは又その他の絶対値監視装置に対する必
要性並びに絶対振巾レベルと完全に無関係にさせ
る。好ましい形態に於いては、データは自己クロ
ツキング2進波形に記録され、キー押下信号及び
クロツク信号は2進レベル間の遷移の位置に依つ
て表わされ、レベル即ち振巾自体はそれがどの様
なものであろうと何ら意味は持たない。従つて自
己クロツキングデータを記録するためには1チヤ
ンネルテープを使用する事ができ、これからキー
押下データとクロツクデータとが容易に検索され
る。
It is an object of the invention to provide a data recording and retrieval device, in particular for use in connection with musical instruments such as pianos, in which performances can be arbitrarily recorded and reproduced. Furthermore, the apparatus is well suited for implementation with low cost home entertainment tape recording devices such as cassette tape recorders and tape decks. Typically, this is done by systems that use binary codes to record streams of data on a continuous recording medium, such as magnetic tape, and the recorded waveforms are divided into first and second relative It consists only of signal levels and relatively abrupt coded transitions between these levels, thus reducing the need for analog amplitude detection, threshold detection, or other absolute value monitoring devices in the code and demodulation system, as well as the need for absolute amplitude monitoring devices. Make it completely unrelated to level. In the preferred form, the data is recorded in a self-clocking binary waveform, and the keypress and clock signals are represented by the position of the transition between binary levels, and the level or amplitude itself is determined by how it is. It doesn't have any meaning whatsoever. Thus, a single channel tape can be used to record self-clocking data, from which key press data and clock data can be easily retrieved.

本発明の更に別の目的は、データエンコーデイ
ングを拡張にあり、この拡張は遷移エンコーデイ
ングを使用する事に依つて生じ、その結果、リズ
ム伴奏やビデオデイスプレイの如き補助的な装置
を演奏の再現と同期して作動乃至は制御するため
の記録波形の能力が与えられる。一般的に、これ
は補助的な駆動データの記録に対するスキヤンフ
レーム内の或るデータユニツトを音楽データ自体
として2進信号レベル間の同一の遷移コードに割
り当て、そして復調する間にかかる信号を分離し
且つかかる信号を用いて補助装置を直接励起し、
そして制御する事に依つて達成される。
A further object of the present invention is to extend the data encoding by using transitional encoding so that auxiliary devices such as rhythmic accompaniment and video displays can be used to reproduce the performance. Provides the ability to operate or control recording waveforms synchronously with the recording waveform. Generally, this involves assigning certain data units within the scan frame for recording auxiliary drive data to the same transition code between binary signal levels as the music data itself, and separating such signals during demodulation. and using such signal to directly excite an auxiliary device,
This is achieved through control.

本発明の更に別の特徴及び効果は次の説明を読
む事に依り容易に明らかとなろう。本発明は、演
奏を形成するデータを記録し且つ再現するという
両方についてのシステムを参照して説明されてい
るが、本発明は演奏を或る位置及び設備に記録し
そしてその演奏を別の位置及び設備で再生即ち再
現する事が出来るという事を意図している事に注
意すべきである。従つて、本発明の効果は、任意
の記録能力を持たない再現システム内で実施する
事ができる。本発明の全体を理解するためには、
添付図面と説明とを参照すべきである。
Further features and advantages of the invention will become readily apparent upon reading the following description. Although the present invention has been described with reference to a system for both recording and reproducing data forming a performance, the present invention is capable of recording a performance at one location and facility and transmitting the performance to another location. It should be noted that it is intended to be able to be reproduced or reproduced with equipment and equipment. Therefore, the effects of the present invention can be implemented in a reproduction system without any recording capability. In order to understand the invention as a whole,
Reference should be made to the accompanying drawings and description.

第1図を参照すれば、任意に発生されたピアノ
の表現を記録し且つ再現するためのシステム10
が示されている。このシステム10は、スイツチ
12を形成するキー閉成接点を含む様にのみ変更
されたた従来型のピアノ(図示せず)に関連して
使用する様に特に適用され、上記スイツチ12は
何らかの所与のキー(鍵)が押下げられるたび毎
にデジタル2進化形態でデータを発生する様に閉
成される。これは第20図を参照してより詳細に
説明する。ピアノは“持続”ペタルの使用を示す
ペタルスイツチ14と、従来の形態でピアノで音
楽表現を演奏するのに伴つて発生される表現信号
の2進ソース16とを更に含んでいる。ソース1
2,14及び16は全て入力信号を発生する様に
音楽表現の演奏中に奏者に依つて使用する事が出
来、上記信号は或る順序に基いて色々な組合せで
発生し、そしてそのタイミングは奏者に依つて決
定される。信号の組合せは、音楽表現中に単1の
音符が弾かれる時の1つのキーの押下信号と、演
奏中に和音又は他の音符の組合せが鳴らされる時
のキー押下信号の同時の組合せとを含んでいる。
Referring to FIG. 1, a system 10 for recording and reproducing arbitrarily generated piano representations.
It is shown. This system 10 is particularly adapted for use in connection with a conventional piano (not shown) that has been modified only to include a key closing contact forming a switch 12, said switch 12 being It is closed to generate data in digital binary form each time a given key is pressed. This will be explained in more detail with reference to FIG. The piano further includes a petal switch 14 to indicate the use of "sustained" pedals, and a binary source 16 of expression signals generated in conjunction with playing musical expressions on the piano in a conventional manner. source 1
2, 14 and 16 can all be used by the performer during the performance of a musical expression to generate input signals, said signals occurring in various combinations based on a certain order, and the timing of which Determined by the player. The combination of signals includes a simultaneous combination of one key press signal when a single note is played during the musical expression and a key press signal when a chord or other note combination is played during the performance. Contains.

システム10はマルチプレクサ20を含んでお
り、該マルチプレクサの作用は所定の直列のビツ
ト長さ(この場合には128ビツトの長さである)
のスキヤンフレームを確立し、そして入力データ
ソース12,14及び16からの並列の入力デー
タをこのスキヤンフレーム内に直列化する事であ
り、即ちマルチプレクサ20は全ソースからの並
列入力データを第2図に最もよく示す様な128個
のデータセル即ちビツトの所定の番号付けされた
順序で整列させる。選択されたデータ・フオーマ
ツトは、同期ワードについては8ビツト;ピアノ
鍵盤スイツチ12については72ビツト;持続デー
タについては1ビツト;表現データについては12
ビツト;歌詞、楽譜等のCRTデイスプレイを駆
動するためのデータについては12ビツト;そして
リズムの伴奏及びその他の色々な操作の如き補助
フアンクシヨンについては15ビツトという割当て
を含んでいる。
System 10 includes a multiplexer 20 whose function is a predetermined serial bit length (in this case 128 bits long).
and serialize the parallel input data from input data sources 12, 14, and 16 into this scan frame, i.e., the multiplexer 20 converts the parallel input data from all sources into The 128 data cells or bits are arranged in a predetermined numbered order as best shown in FIG. The selected data formats are: 8 bits for the synchronization word; 72 bits for the piano keyboard switch 12; 1 bit for the persistent data; 12 bits for the expression data.
It includes an allocation of 12 bits for data to drive a CRT display, such as lyrics and musical scores, and 15 bits for auxiliary functions such as rhythmic accompaniment and various other operations.

マルチプレクサ20からの直列化されたデータ
は非零復帰(NRZ)として知られているコードフ
オーマツトであり、2進信号レベル間の正の遷移
は“1”を表わし、そして負の遷移は2進“0”
を表わしている。データ及びコード化の原理をよ
く知つている者は、NRZコードが、全く遷移のな
い事に依つて同一の2進値の長いビツトストリン
グが特徴付けられるので本来的に自己クロツキン
グではないという事が明らかであろう。これは(1)
受信器回路網の周波数応答が直流からビツト速度
まだ達しなければならず、そして(2)別々のクロツ
ク信号が第2の記録器トラツクにエンコード乃至
は記録されて、読み取り動作をデータ列即ちスキ
ヤンフレームのデータセルの実際の位置と同期さ
せねばならないという事を含む幾つかの問題を生
じる。一方、NRZコードは、データ密度が高いと
いう利点を有しており、従つて、この密度が高い
という利点を出来得る程度まで保持する事が望ま
しい。エンコーダ26は、タイミング装置22か
らのクロツク情報をマルチプレクサ20からの直
列化されたNRZデータと結合させ、そして各スキ
ヤンフレームのデータセルの大部分乃至は全てに
対して2進信号レベル間に、保障された遷移を生
じる様なコード或いはフオーマツトでストレージ
媒体24にデータを与えるという様な、以下第8
図を参照して説明する形態をとる事が好ましい。
このコードフオーマツトは少くとも2つの利点を
有している:即ち(1)データの流れは自己クロツキ
ングであり従つて第2の記録媒体チヤンネルに別
のクロツク信号を必要としない、そして(2)スキヤ
ンフレームのデータは信号の振巾即ちレベルでは
なくて遷移に含まれている。これらの2つの利点
に依つて、データコード精度が高い、データスト
レージ密度が高い、そして使用される記録装置の
性能要件が実質的に減少されるという事が実現さ
れる。ストレージ媒体24は好ましくは、標準の
リール−リール式のテープカセツトを用いた型式
の標準型1トラツク磁気テープ記録器−再生装置
の形態をとる。然し乍ら他の記録装置を用いる事
が出来る。電源28は当業技術者にとつて明らか
であろうものと同じものを必要とする第1図のシ
ステムエレメントの全体に電気的な励起を与え
る。
The serialized data from multiplexer 20 is in a code format known as non-return to zero (NRZ), where positive transitions between binary signal levels represent a "1" and negative transitions represent a binary signal. “0”
It represents. Those familiar with data and coding principles will recognize that NRZ codes are not inherently self-clocking since long strings of bits of the same binary value are characterized by the absence of any transitions. It should be obvious. This is (1)
The frequency response of the receiver circuitry must still reach bit rates from DC, and (2) a separate clock signal is encoded or recorded on a second recorder track to separate the read operation from a data stream or scan frame. This creates several problems, including the need to synchronize the data cells with their actual locations. On the other hand, NRZ codes have the advantage of high data density, and it is therefore desirable to maintain this advantage of high density to the extent possible. Encoder 26 combines clock information from timing device 22 with serialized NRZ data from multiplexer 20 and guarantees between binary signal levels for most or all of the data cells of each scan frame. The following eight steps include providing data to the storage medium 24 in a code or format that causes a transition to occur.
It is preferable to take the form explained with reference to the drawings.
This code format has at least two advantages: (1) the data stream is self-clocking and therefore does not require a separate clock signal on the second recording media channel; and (2) The scan frame data is contained in transitions rather than signal amplitudes or levels. These two advantages result in high data code accuracy, high data storage density, and substantially reduced performance requirements of the recording device used. Storage medium 24 preferably takes the form of a standard one track magnetic tape recorder-player of the type using standard reel-to-reel tape cassettes. However, other recording devices can be used. Power supply 28 provides electrical excitation to all of the system elements of FIG. 1 requiring the same as will be apparent to those skilled in the art.

第1図は更に、前記した様に入力ソース12,
14及び16からのデータに依つて表わされた音
楽形成体(作品)を再現するのに使用するために
ストアされたデータを媒体24から検索してその
データをデマルチプレクスするための手段を示し
ている。この再現システムは固有のクロツクデー
タと共に音楽形成体と補助フアンクシヨンとを形
成しているデータを受信器30、デコーダ32、
及び同期装置34とに与える従来型の読み取りヘ
ツド構成体を含んでおり、上記同期装置はスキヤ
ンフレームからクロツク信号を取り出す。この再
構成されたクロツクは図示された様にデコーダ3
2に印加されて2相データをNRZ形態に再ストア
しそしてデマルチプレクサ36に印加される。こ
のデマルチプレクサ36はマルチプレクサ20と
実質的に反対の動作を行い、即ち各スキヤンフレ
ームからの直列化されたデータを並列形態に再編
成し、そして出力バス38を経てピアノ又はオル
ガン或いはその他の使用される楽器のキー駆動ソ
レノイドに与える。これと同時に表現データは、
キー駆動ソレノイドに供給されて表現作用を行な
う駆動電圧の振巾を変調するためにバス40を経
て電現28に印加される。又第1図に示される様
にデコーダ32からの再構成されたクロツク信号
はデマルチプレクス作用を同期化するタイミング
装置22に印加される。第2図のスキヤンフレー
ムの8ビツト同期信号は、デマルチプレクス作用
中に取り出されそしてタイミング装置22に印加
されて各スキヤンフレームに対してストローブク
ロツクを再スタート乃至は同期させ、かくして、
読み取られたストローブ信号が信号の質の低下及
びデータセル同期信号のあり得そうなロスとに依
つてデータセルの境界の外にドリフトしない様に
するという事も又明らかであろう。
FIG. 1 further shows the input source 12, as described above.
means for retrieving stored data from the medium 24 and demultiplexing the data for use in reproducing the musical formation represented by the data from 14 and 16; It shows. This reproduction system transmits the data forming the music generator and the auxiliary functions together with its own clock data to a receiver 30, a decoder 32,
and a conventional read head arrangement for providing a synchronizer 34, which derives the clock signal from the scan frame. This reconfigured clock is transferred to decoder 3 as shown.
2 to restore the two-phase data to NRZ form and applied to demultiplexer 36. This demultiplexer 36 performs substantially the opposite operation of multiplexer 20, ie, reorganizes the serialized data from each scan frame into parallel form and outputs it via output bus 38 to the piano or organ or other device being used. to the key drive solenoid of the instrument. At the same time, the expression data is
It is applied to current 28 via bus 40 to modulate the amplitude of the drive voltage that is supplied to the key drive solenoid to perform its expressive action. Also shown in FIG. 1, the reconstructed clock signal from decoder 32 is applied to timing device 22 which synchronizes the demultiplexing operations. The scan frame 8-bit synchronization signal of FIG. 2 is extracted during demultiplexing and applied to timing device 22 to restart or synchronize the strobe clock for each scan frame, thus
It will also be apparent that the read strobe signal should not drift outside the data cell boundaries due to signal quality degradation and possible loss of the data cell synchronization signal.

第1図は又、補助駆動信号をCRTデイスプレ
イの如き補助装置に伝送して言葉を絵で表現した
り、カラー表示したり或いは又その他の幾つかの
補助的なフアンクシヨン例えば室内灯を所望の輝
度レベルに制御する事、リズム装置を作動する事
その他の付属装置及び機器を作動する事を行なう
様なデマルチプレクサ36からの出力バス37を
も示しており、上記フアンクシヨンは音楽の再現
に関連したり或いは又関連しなかつたりする。
FIG. 1 also shows how the auxiliary drive signal can be transmitted to an auxiliary device such as a CRT display to display words in pictures, a color display, or some other auxiliary functions such as changing the interior light to a desired brightness. Also shown is an output bus 37 from a demultiplexer 36 for controlling levels, operating rhythm devices, and other ancillary equipment and equipment, the functions of which may be associated with musical reproduction. Or it may be unrelated.

表現制御は色々な方法で与えられる。第3図に
は或る1つの表現制御システムが示されている。
このシステムに於いてはトランスジユーサ50は
キーが打たれるところの強さを感知するために装
着されている。この情態はNチヤンネルマルチプ
レクサ52に依つて直列化されそして54で増巾
される。この増巾された信号は、幾つかの弁別レ
ベルを有する簡単なスレツシユホールド検出器で
あるパワー検出器56に印加される。この検出器
56の出力はアナログ−デジタルコンバータ58
に印加され、該コンバータ58は第1図のシステ
ム内で記録するのに適したデジタル信号を発生す
る。
Expressive control can be provided in a variety of ways. FIG. 3 shows one expression control system.
In this system, a transducer 50 is mounted to sense the force with which a key is struck. This state is serialized by N-channel multiplexer 52 and amplified at 54. This amplified signal is applied to a power detector 56, which is a simple threshold detector with several discrimination levels. The output of this detector 56 is an analog-to-digital converter 58.
, and the converter 58 produces a digital signal suitable for recording within the system of FIG.

トランスジユーサ50は幾つかの形態のうちの
いずれかをとる事が出来、例えばマイクロホン、
簡単な加速度計、或いは磁気ピツクアツプであつ
てもよい。いかなる形態であつてもトランスジユ
ーサは信号を発生する電圧発生装置であり、該信
号は次いで52でマルチプレクスされて単1のア
ナログ電圧の流れを形成する。アナログ−デジタ
ルコンバータ58は、もちろん、各々のトランス
ジユーサ1乃至Nが適当な時刻にサンプルされね
ばならないのでタイミング装置22からのクロツ
ク信号の制御の下で作動する。
Transducer 50 can take any of several forms, such as a microphone,
It may be a simple accelerometer or a magnetic pickup. A transducer in any form is a voltage generator that generates a signal that is then multiplexed at 52 to form a single analog voltage stream. Analog-to-digital converter 58, of course, operates under the control of the clock signal from timing device 22 since each transducer 1-N must be sampled at the appropriate time.

第4図乃至第19図に於いては、参照記号で表
わしただけでなく、多数の構成要素は業界で標準
化された集積回路を表わす番号をも含んでおり、
かかる回路は市場で入手出来、従つてここでは特
別に説明は行なわない。これらの回路は予備実装
された装置としてテキサスインストルメント社
(Texas Instruments、Inc.)、シグネテツクス社
(Signetics)、フエアチヤイルド社(Fairchild)
及びハリス社(Harris)を含む色々な製造業者か
ら入手できる。1972年及び1973年にこれらの会社
に依つて発行されたカタログに依り、以下の様に
特定的に区分けされた集積回路ユニツトが上記会
社より入手できる。
In addition to being represented by reference symbols in FIGS. 4-19, a number of the components also include industry standardized numbers representing integrated circuits;
Such circuits are commercially available and therefore will not be specifically described here. These circuits are available as pre-implemented devices from Texas Instruments, Inc., Signetics, and Fairchild.
and Harris, Inc. According to catalogs published by these companies in 1972 and 1973, the following specific classifications of integrated circuit units are available from these companies:

シグネテツクス社:NE565(位相固定ルー
プ);フエアチヤイルド社:741、710、37002、
7400、7404、74193、74150、74151、7486、
7474、74121、7420、74192及び74164。
Signetex: NE565 (phase-locked loop); Fairchild: 741, 710, 37002,
7400, 7404, 74193, 74150, 74151, 7486,
7474, 74121, 7420, 74192 and 74164.

第4図は、鍵盤の後部で一定の間隔で離された
4つのマイクロホンセンサ60を含んだピアノの
表現制御の別のシステムを示している。マイクロ
ホンの出力は62に於いて一緒に直列にマルチプ
レクスされ、この装置62は好ましくはフエアチ
ヤイルド社の37022のdc装置である4ビツトアナ
ログマルチプレクサの形態をとる。マルチプレク
サ62からの直列出力は64に於いて増巾されそ
して低域フイルタ66に印加される。このフイル
タを通された出力は次いで比較器68、カウンタ
70、及びはしご形回路網72に依つてデジタル
化される。このはじご形回路網は公知の装置であ
つて、別々の成分を用いて容易に構成され或いは
又オングストローム・プレシジヨン社
(Angstrohm Precision、Inc.)から予備実装さ
れた回路装置、例えば2進回路のDIPシリーズの
1部として入手できる。低域フイルタに対する周
波数応答はほぼ30Hzに関して中心定めされる。低
域フイルタ66の出力はデジタル形態に変換され
そしてアナログ−デジタルコンバータの最下位ビ
ツトは“1”から“0”へと交互に切り替わり、
3つの最下位ビツトはキーを打つソレノイドへの
電圧を変える事に依りピアノの鍵盤の各1/4に於
ける強さ即ち音量についての8個程度の制御レベ
ルを与える出力として用いられる。データの3つ
のビツトはデータフオーマツトに追加され、スト
アされるか又は伝送され、そして並列な情報に再
び変換される。デジタルからアナログ形態に変換
された後には、ソレノイドが作動されるところの
電圧はこのアナログ信号に感じて調整されてキー
が打たれるところの力を制御する。
FIG. 4 shows another system for piano expressive control that includes four microphone sensors 60 spaced apart at the rear of the keyboard. The outputs of the microphones are multiplexed together in series at 62, which device 62 takes the form of a 4-bit analog multiplexer, preferably a Fairchild 37022 DC device. The serial output from multiplexer 62 is amplified at 64 and applied to low pass filter 66. This filtered output is then digitized by comparator 68, counter 70, and ladder network 72. This ladder network is a known device and can be easily constructed using separate components or can also be pre-packaged circuit devices from Angstrohm Precision, Inc., such as binary circuits. Available as part of the DIP series. The frequency response for the low pass filter is centered about approximately 30Hz. The output of low pass filter 66 is converted to digital form and the least significant bit of the analog-to-digital converter alternates from "1" to "0".
The three least significant bits are used as outputs to provide eight or so control levels of the strength or volume of each quarter of the piano key by varying the voltage to the solenoid that strikes the key. The three bits of data are added to the data format, stored or transmitted, and converted back to parallel information. After being converted from digital to analog form, the voltage at which the solenoid is activated is adjusted in response to this analog signal to control the force at which the key is struck.

手動の表現制御を含む別の表現制御形式をもち
ろん使用する事が出来る。
Other forms of presentation control can of course be used, including manual presentation control.

第5図は第1図のマルチプレクサ20の代表的
な実施の詳細を示している。このマルチプレクサ
20は128のマルチプレクスフアンクシヨンに対
して27の組合せを与える7ビツトカウンタを含ん
でいる。第5図の回路は2段のマルチプレクス機
構であり、そのうちの第1段はデータを各々16ビ
ツトの8つの部分に組立てそして第2段はこの8
つの部分を128或いはそれ以上のデータユニツト
を持つた1つのスキヤンフレームに更に組立て
る。第1段はタイミング装置22からの4ビツト
を用いて16ビツトマルチプレクスフアンクシヨン
を行なう。例えば回路80に於いては、4ビツト
のタイミング情報と16ビツトの入力データはビツ
ト1が最初に取り出されそしてビツト16が最後
に取り出されるという様にして16の入力情報ビツ
トから直列な出力を発生する。このマルチプレク
サ装置と並列に作動するのは、同一の速度で出力
ビツトを発生し且つ同一の4つの入力タイミング
ビツトに依つて制御される実質的に同一の構造の
他の7つのマルチプレクサである。然し乍ら、こ
れら8つのマルチプレクサ装置の出力は8ビツト
マルチプレクサ82に供給され、そしてそのタイ
ミングは第1図に示された装置22からの連続す
る3つのタイミングビツト即ちタイミング順序の
最下位ビツトに依つて制御される。マルチプレク
サ装置82の出力は他の8つのマルチプレクサの
各々をそれらの各々の出力ビツト時刻に1度サン
プルして、マルチプレクサA1のビツト1が最初
に取り出されそしてマルチプレクサ80gのビツ
ト16が最後に取り出される様にして128ビツト
の直列NRZデータの流れを発生する。
FIG. 5 shows details of a typical implementation of multiplexer 20 of FIG. Multiplexer 20 includes a 7-bit counter providing 27 combinations for 128 multiplex functions. The circuit of Figure 5 is a two-stage multiplexing scheme, the first stage assembling the data into eight parts of 16 bits each, and the second stage assembling the data into eight parts of 16 bits each.
The two parts are further assembled into a single scan frame with 128 or more data units. The first stage uses the 4 bits from timing device 22 to perform a 16 bit multiplex function. For example, in circuit 80, 4 bits of timing information and 16 bits of input data produce a serial output from the 16 input information bits, with bit 1 being retrieved first and bit 16 being retrieved last. do. Operating in parallel with this multiplexer system are seven other multiplexers of substantially identical construction producing output bits at the same rate and controlled by the same four input timing bits. However, the outputs of these eight multiplexer devices are provided to an 8-bit multiplexer 82, the timing of which is controlled by three consecutive timing bits from device 22 shown in FIG. 1, the least significant bit of the timing sequence. be done. The output of multiplexer unit 82 samples each of the other eight multiplexers once at their respective output bit times such that bit 1 of multiplexer A1 is taken out first and bit 16 of multiplexer 80g is taken out last. to generate a 128-bit serial NRZ data stream.

第2図のスキヤンフレームの始めに図示された
同期ワードは、例えば、誤る余地のないデータ形
態を与える様な一連の8個の1から成り、これは
ランダムな音楽データ形成中には発生されにくく
且つ又同期装置34に依つて分配され且つ同期ワ
ードとして認識され得る。この同期ワードは同期
ワードとして全て1が必要とされる場合には初め
の8ビツトを零に布線する様にして固定布線する
事が出来る。装置80として提案されたSN
74150は入力と出力との間に反転を生じ、従つて
全ての零は全ての1の同期ワードとして布線され
る。ピアノの鍵盤からのそして同期ワードのため
のスイツチ12はマルチプレクサ装置80の入力
に直接的に布線され、そしてキーが閉成された時
にはそのスイツチが共通点に接地されて出力信号
を発生する。従つて出力データは接地即ち2進零
を2進1に変換する様に反転される。
The synchronization word illustrated at the beginning of the scan frame in FIG. 2, for example, consists of a series of eight 1's that provides a fool-proof data format, which is unlikely to occur during random musical data formation. and can also be distributed by the synchronizer 34 and recognized as a synchronization word. This synchronization word can be fixedly wired by wiring the first eight bits to zero if all ones are required as a synchronization word. SN proposed as device 80
The 74150 produces an inversion between input and output, so all zeros are wired as an all ones sync word. A switch 12 from the piano keyboard and for the sync word is wired directly to the input of a multiplexer device 80, and when the keys are closed the switch is grounded to a common point to produce an output signal. The output data is therefore inverted to ground, or converting a binary zero to a binary one.

音楽を再現する場合には、サンプル速度は複雑
な楽曲及び補助的なフアンクシヨンが従来型の記
録装置を使用して適当に再現され得る様にするた
めに実質的に意味のあるものである。各々のデー
タセルに対するサンプル期間はサンプル速度が演
奏速度よりも非常に速くなる様にするために両方
のマルチプレクサについて約250マイクロ秒であ
る。従つてサンプル時間はピアノ又はオルガン或
いは別の楽器の通常の操作でキーが実際に押下げ
られる時間に比べて無視できる程のものである。
各ビツトのためのサンプル期間は、前述したよう
に、約250マイクロ秒という程に非常に速いの
で、あるキースイツチがそのビツト時間の中程、
即ちサンプル期間の中程で押下げ開始された場合
には、そのスキヤンフレームにおけるそのサンプ
ル期間には検出されない。しかし、次のスキヤン
フレームの対応するサンプル期間は、250マイク
ロ秒×128=0.032秒後にすぐに到来するので、そ
のサンプル期間にてそのキースイツチの押下げは
検出される。何故ならば、ピアノやオルガンの通
常の操作によるキーの押下げは、0.032秒よりも
もつと長い時間かかるものであるからである。こ
れに対し、スキヤンフレーム時間である0.032秒
よりも短いような短期間のキーの寄生的操作は、
検出されずにすむのである。このように、キーの
押下げの強さ(表現効果)は、最初のスキヤンフ
レームにて検出されないとしても、必ず次のスキ
ヤンフレームにて検出され、そのスキヤンフレー
ムの表現データビツト位置に記録されるのであ
る。
In the case of music reproduction, sample rate is of substantial significance in order to enable complex pieces of music and auxiliary functions to be adequately reproduced using conventional recording equipment. The sample period for each data cell is approximately 250 microseconds for both multiplexers so that the sample rate is much faster than the play rate. The sample time is therefore negligible compared to the time that a key is actually held down in normal operation of a piano or organ or other musical instrument.
The sample period for each bit is very fast, as mentioned above, about 250 microseconds, so that a key switch may
That is, if the depression starts in the middle of a sample period, it will not be detected during that sample period in that scan frame. However, since the corresponding sample period of the next scan frame arrives immediately after 250 microseconds x 128 = 0.032 seconds, the press of the key switch is detected during that sample period. This is because it takes a long time, longer than 0.032 seconds, to press down a key during normal operation of a piano or organ. On the other hand, parasitic key operations for short periods of time, such as those shorter than the scan frame time of 0.032 seconds,
It goes undetected. In this way, even if the strength of the key press (expression effect) is not detected in the first scan frame, it is always detected in the next scan frame and recorded at the expression data bit position of that scan frame. It is.

さて第6図を参照すれば第1図の装置26を実
施するための2相エンコーダが示されている。こ
のエンコーダ26はマルチプレクサ20からの
NRZデータに感じて或るコードを発生し、このコ
ードは自己クロツキングの特徴を有しており且つ
又著しい直流成分は示さない。基本的な2相レベ
ルコードは零情報が反転されたクロツクであり且
つ1情報が真のクロツクである様になつている。
このコードは反転されたクロツク情報及びNRZデ
ータの単純な排他的オアである。これはゲート9
0及び92に依つて与えられ、図示された様に実
施され且つ接続される。第7図のタイミング図に
於いては、2相データは2進1に対するクロツク
と2進零に対する反転されたクロツクである。デ
ータの遷移間の最大時間はビツト時間である。ビ
ツトの中間に於いては常にデータに遷移がありこ
れは高から低への遷移であつて“1”を示すもの
と低から高への遷移であつて“0”を示すものと
である。2相データを発生するのに排他的オアゲ
ート90及び92を用いる場合には、高周波数即
ち狭いパルス巾である様なデータに発生されたス
パイク即ち過渡現象は充分な低周波数応答テープ
記録システムに依つてろ波される。従つて第6図
及び7図の2相データエンコーダは特にテープ記
録器の使用に良く適しているが無線又は有線伝送
の如き他の伝送媒体に対する幾つかの別の解決策
を必要とする。
Referring now to FIG. 6, a two-phase encoder for implementing apparatus 26 of FIG. 1 is shown. This encoder 26 receives the signal from the multiplexer 20.
A certain code is generated in response to the NRZ data, which code has self-clocking characteristics and also does not exhibit a significant DC component. The basic two-phase level code is such that zero information is an inverted clock and one information is a true clock.
This code is a simple exclusive OR of the inverted clock information and the NRZ data. This is gate 9
0 and 92, implemented and connected as shown. In the timing diagram of FIG. 7, the two-phase data is a clock for binary ones and an inverted clock for binary zeros. The maximum time between data transitions is bit time. There is always a transition in the data between the bits, which is a high to low transition indicating a "1" and a low to high transition indicating a "0". When using exclusive-OR gates 90 and 92 to generate two-phase data, the spikes or transients generated in such data at high frequencies or narrow pulse widths are dependent on a sufficiently low frequency response tape recording system. It will be waved. The two-phase data encoder of FIGS. 6 and 7 is therefore particularly well suited for use in tape recorders, but requires some alternative solution for other transmission media such as wireless or wired transmission.

正しいデータの位相がストレージ又は伝送シス
テムの要件であり且つシステムの信号対雑音比が
良好な場合には、2倍の密度のエンコード機構が
第8図の実施を用いて使用できる。これは第9図
に示された様なコードフオーマツトを生じる。第
9図の2倍密度コードは1の中間に遷移をそして
零の終りに遷移を有している。然し乍ら、いずれ
かの波形側部が1である1つの零が生じた時には
遷移は全くない。2倍密度のコードを発生するた
めには、2相レベルコードは排他的オアゲート9
6に印加されるクロツク及びNRZデータを用いて
発生される。ゲート96の出力は電圧スパイクを
除去するためにバツフアフリツプ−フロツプ98
にストアされる。このフリツプ−フロツプの“ノ
ツト”出力はフリツプ−フロツプ装置100のク
ロツク入力に印加され、負の縁でこのフリツプ−
フロツプを切り替える。従つてこのフリツプ−フ
ロツプはコードの位相をストレージ又は伝送媒体
24に依つて保持する必要のない2倍密度コード
を発生する。バンド巾は2相データに対して必要
であつたバンド巾の半分でよい。第8及び第9図
を参照するに、2倍密度コードでは、両端に1を
有しその間が全て0であるような場合には、長い
コードビツトシーケンスにおいて全く遷移が生じ
ないことのになり、直流成分が発生することにな
る。これは、バンド巾を広げることになりあまり
好ましくなく、これを避けるためには、データは
ある程度ランダムなものとする必要がある。もち
ろん零復帰(RZ)を含むその他のコードフオー
マツトを使用できる。これはストレージ又は伝送
媒体24がクロツク及びデータを必要とする場合
には別の利点があり、例えば電話線伝送手段の使
用はクロツク及びNRZデータを必要としたがその
他の媒体はRZデータを必要としてもよい。
If correct data phasing is a requirement of the storage or transmission system and the signal-to-noise ratio of the system is good, a double density encoding scheme can be used using the implementation of FIG. 8. This results in a code format as shown in FIG. The double density code of FIG. 9 has a transition in the middle of ones and a transition at the end of zero. However, when a single zero occurs with either waveform side being 1, there is no transition at all. To generate a double-density code, the two-phase level code is an exclusive OR gate 9
6 and the NRZ data. The output of gate 96 is sent to a buffer flip-flop 98 to remove voltage spikes.
Stored in The "not" output of this flip-flop is applied to the clock input of flip-flop device 100, and the negative edge
Switch flop. The flip-flop thus generates a double density code that does not require the phase of the code to be maintained by the storage or transmission medium 24. The bandwidth may be half of that required for two-phase data. Referring to Figures 8 and 9, in a double density code, if there are 1's at both ends and all 0's in between, no transition will occur in a long code bit sequence. A DC component will be generated. This is not very desirable as it increases the bandwidth, and to avoid this, the data needs to be random to some extent. Of course, other code formats including return to zero (RZ) can be used. This has another advantage if the storage or transmission medium 24 requires clocks and data, for example, the use of telephone line transmission means requires clocks and NRZ data, whereas other media require RZ data. Good too.

受信器30は幾つかの形態のうちのいずれの形
態をとつてもよく、或る1つの形態が第10図に
示されている。受信器30への入力はトランジス
タ102から成る零交叉検出器へテープ読み取り
ヘツドから交流結合される。入力を補正負荷R2
又はR3に負荷する抵抗R1はトランジスタ10
2を零交叉する様にバイアスする。キヤパシタC
1な結合キヤパシタである。キヤパシタC2はノ
イズをろ波するための低域フイルタ用のキヤパシ
タである。抵抗R4はトランジスタ102の単な
る負荷であり、そして出力は初めのフオーマツト
に再ストアされるデータである。大部分のテープ
記録器及び他の伝送システムは第10図の受信器
を使用する事ができる。
Receiver 30 may take any of several forms, one form being shown in FIG. The input to receiver 30 is AC coupled from the tape read head to a zero crossing detector consisting of transistor 102. Correct input load R2
Or the resistor R1 that loads R3 is the transistor 10
Bias so that 2 crosses zero. Capacitor C
1 coupling capacitor. Capacitor C2 is a capacitor for a low-pass filter for filtering noise. Resistor R4 is simply a load on transistor 102, and the output is the data restored to its original format. Most tape recorders and other transmission systems can use the receiver of FIG.

装置32に対する2相デコーダの実施装置は第
11図及び第12図に示されている。第11図の
2相デコーダ32は遅延回路としてのR1及びC
1を持つたトランジスタQ1を通して2相データ
を遅延する事に依つて2相データから遷移を取り
出すというワン・シヨツト装置を用いている。次
いで回路32は反転され且つ遅延された2相デー
タであるQ1の出力を入力2相データと共に排他
的オア化する。排他的オアゲート110の出力は
入力データの縁で正に向かうスパイクであり、そ
してR3及びC2に依つてセツトされたタイミン
グでワンシヨツト装置112をトリガする。この
ワンシヨツト装置112の出力は3/4ビツト期間
のクロツクであり、ワンシヨツト装置が2相デー
タの1から零或いは零から1の遷移に出会う第1
番目の時にこのワンシヨツト装置は入来データ列
と同期する。このクロツクは次いでデータフリツ
プ−フロツプ114へ反転された2相データをク
ロツクするのに使用される。データフリツプ−フ
ロツプ114の出力は再構成NRZデータであり、
そしてワンシヨツト装置112の出力はデータの
デマルチプレクスに用いられるクロツクである。
A two-phase decoder implementation for device 32 is shown in FIGS. 11 and 12. The two-phase decoder 32 in FIG. 11 includes R1 and C as a delay circuit.
A one-shot device is used in which a transition is extracted from the two-phase data by delaying the two-phase data through the transistor Q1 having a 1. Circuit 32 then exclusive-ORs the output of Q1, which is the inverted and delayed two-phase data, with the input two-phase data. The output of exclusive-or gate 110 is a positive-going spike on the edge of the input data and triggers one-shot device 112 at the timing set by R3 and C2. The output of this one-shot device 112 is a 3/4-bit period clock, and the one-shot device encounters a one-to-zero or zero-to-one transition of two-phase data.
At the th time this one shot device synchronizes with the incoming data stream. This clock is then used to clock the inverted two-phase data into data flip-flop 114. The output of data flip-flop 114 is reconstructed NRZ data;
The output of one shot device 112 is then a clock used for data demultiplexing.

第13図は第1図の装置34を実施するのに適
当な位相固定ループ同期装置を示している。デー
タストレージ及び伝送装置が低い信号対雑音比を
有している場合即ちテープ速度変動或いはその他
の要因がデータの質の低下を生じる場合には、ク
ロツク情報は第13図に示された型式の位相固定
ループを使用する事に依つて再発生する事ができ
る。この点詳述するに、第5図の左上隅に示され
るように、同期ワードは、最初の8ビツトが零す
なわち接地バスに布線されるようにして固定布線
される。これらの接続線は、この配列にて最初に
走査され、第2図に例示したデータフレームにお
ける最初の8ビツトを発生する。全楽譜がテープ
に記録された後(ここで注意すべきことは、それ
はテープに直列形式にて記録されるということで
ある)、それはデコードされ、それからデマルチ
プレツクスされ、そして第1図においてデマルチ
プレクサ36からタイミング装置22への“同
期”と称されたラインに示された同期ワード(す
べて1:11111111)は、データの各フレームにつ
いてシステムを再同期させる。再生中、同期ワー
ドは、第19図の左側に示すIC回路178にて
検出される。その固定布線は、第5図の左上隅に
示されているようなここで使用されている2レベ
ルマルチプレキシングの第1の部分であるブロツ
ク80に接続された布線である。マルチプレキシ
ングのこの第1のレベルにおける最初の8ビツト
は、同期ワードのため固定布線されているのであ
る。2相或いは2倍密度のコードのいずれに於い
ても、クロツク周波数の2倍に関連したクロツク
信号は遅延回路網R1,C1、トランジスタ11
6、排他的オアゲート118、フリツプ−フロツ
プ119及びワンシヨツト装置120とを用いて
データの遷移の縁を取り出す事に依つてデータか
ら得られる。ワンシヨツト装置の出力は使用する
クロツク速度のビツト時間はほゞ1/4である。こ
のパルスはビツト速度の2倍である出力クロツク
を発生するトランジスタ121を含んだ位相固定
ループに供給される。デコード機構は次いでクロ
ツクを2で割算し、そしてそれをデータと正しく
位相合せする。第13図の回路に於いては、ワン
シヨツト装置の出力はビツト速度の2倍の中心周
波数で作動するシグネテツクス社のNE565或いは
その等効物を使用した位相固定ループに供給され
る。シグネテツクス社のこのNE565が周波数レン
ジ0.001Hz乃至500KHz用の自蔵式の適合するフイ
ルタ及び復調器である。この回路は格別な安定性
と直線性の電圧制御発振器、位相比較器、増巾器
及び低域フイルタを含んでおり、これはシグネテ
ツクスリニア集積回路カタログの6−72乃至6−
76ページにより詳しく記述されている。電圧制御
発振器VCOは、記録テープのバツクグランドに
存在するかもしれないノイズによるフラツタ及び
入力周波数の大きな変動に対処しうるものでなけ
ればならない。位相固定ループの出力はビツト速
度クロツクが2倍であればバツフアされる。位相
固定ループは標準的な集積回路を用いた簡単な回
路である。
FIG. 13 shows a phase-locked loop synchronizer suitable for implementing the device 34 of FIG. If the data storage and transmission equipment has a low signal-to-noise ratio, i.e., tape speed fluctuations or other factors cause a reduction in data quality, the clock information may be transferred to a phase filter of the type shown in Figure 13. It can be regenerated by using a fixed loop. In particular, as shown in the upper left corner of FIG. 5, the sync word is hardwired such that the first eight bits are wired to a zero or ground bus. These connecting lines are first scanned in this array to generate the first eight bits in the data frame illustrated in FIG. After the entire musical score has been recorded to tape (note here that it is recorded to tape in serial form), it is decoded, then demultiplexed, and demultiplexed in Figure 1. The synchronization word (all 1:11111111) shown on the line labeled "sync" from multiplexer 36 to timing device 22 resynchronizes the system for each frame of data. During playback, the synchronization word is detected by the IC circuit 178 shown on the left side of FIG. The fixed wire is the wire connected to block 80, which is the first part of the two-level multiplexing used here, as shown in the upper left corner of FIG. The first eight bits in this first level of multiplexing are hard wired for the sync word. In either two-phase or double-density codes, the clock signal associated with twice the clock frequency is connected to delay network R1, C1, transistor 11.
6. obtained from the data by extracting the transition edges of the data using an exclusive-OR gate 118, a flip-flop 119, and a one-shot device 120. The output of the one-shot device is approximately 1/4 the bit time of the clock speed used. This pulse is fed into a phase locked loop containing transistor 121 which generates an output clock at twice the bit rate. The decode mechanism then divides the clock by two and properly phases it with the data. In the circuit of FIG. 13, the output of the one-shot device is fed into a phase-locked loop using a Signetex NE565 or its equivalent operating at a center frequency twice the bit rate. The NE565 from Signetex is a self-contained compatible filter and demodulator for the frequency range 0.001Hz to 500KHz. This circuit includes a voltage controlled oscillator of exceptional stability and linearity, a phase comparator, an amplifier and a low pass filter, which can be found in Signetex Linear Integrated Circuits Catalog 6-72 through 6-6.
It is described in more detail on page 76. The voltage controlled oscillator VCO must be able to handle large fluctuations in input frequency and flutter due to noise that may be present in the background of the recording tape. The output of the phase-locked loop is buffered if the bit rate clock is twice as high. A phase-locked loop is a simple circuit using standard integrated circuits.

第14図を参照すれば、位相固定ループを用い
た2相デコーダが示されている。位相固定ループ
からの2Xクロツクは2相データをデータフリツ
プ−フロツプ132及び134へシフトする様に
用いられ、そしてこれらのフリツプ−フロツプは
2つの半ビツトをシフトレジスタへストアするシ
フトレジスタとして作動する。両方のフリツプ−
フロツプで1を或いは両方のフリツプ−フロツプ
で零を得てそしてこの状態をクロツクと共にデコ
ードする際には、出力フリツプ−フロツプ13
6,138はクリアされてクロツクを入来データ
と位相合せする。第14図に示された回路に於い
てはデータの零−1遷移はクリツプフロツプ−プ
ロツプ132,134をデータの正しい位相に同
期する。2相データはビツト速度クロツクのフリ
ツプ−フロツプを用いたデータフリツプ−フロツ
プ136,138に負荷され、次いで第15図に
示されたタイミング図で以つてデコードされて
NRZデータを発生する。
Referring to FIG. 14, a two-phase decoder using a phase-locked loop is shown. The 2X clock from the phase-locked loop is used to shift the two-phase data into data flip-flops 132 and 134, and these flip-flops act as shift registers that store two half bits into the shift register. both flips
When obtaining a 1 on the flop or a zero on both flip-flops and decoding this state with the clock, the output flip-flop 13
6,138 is cleared to phase the clock with the incoming data. In the circuit shown in FIG. 14, the zero-to-one transition of the data synchronizes the clip-flop props 132, 134 to the correct phase of the data. The two-phase data is loaded into data flip-flops 136 and 138 using bit rate clock flip-flops and then decoded using the timing diagram shown in FIG.
Generate NRZ data.

クロツクとして位相固定ループを用いた2倍密
度デコーダは第16図に示されている。2倍密度
入力データはデータフリツプ−フロツプ150,
152,154及び156を用いた4ビツトシフ
トレジスタにシフトされる。これらの4つのデー
タフリツプ−フロツプからの出力はデコードされ
てクロツクを同期し且つ出力データを零にセツト
する。4つのデータフリツプ−フロツプが全て1
を持つているか或いは4つのデータフリツプ−フ
ロツプが全て零を持つている時にはクロツク及び
データはこの時には両方共零でなければならない
という事が第17図のタイミング図から明らかで
ある。この状態をデコードする事に依り、クロツ
クフリツプ−フロツプをクリアしそしてデータフ
リツプ−フロツプをクリアする4つの全フリツプ
−フロツプに於ける全ての1或いは全ての零は一
緒に適当に位相合せされる。出力データフリツプ
−フロツプはNRZデータを再構成するために切替
えられる(トグルされる)。
A double density decoder using a phase-locked loop as the clock is shown in FIG. Double-density input data is sent to data flip-flop 150,
152, 154 and 156 into a 4-bit shift register. The outputs from these four data flip-flops are decoded to synchronize the clocks and set the output data to zero. 4 data flip-flops all 1
It is clear from the timing diagram of FIG. 17 that when the clock has a zero or all four data flip-flops have zeros, the clock and data must both be zero at this time. By decoding this state, all 1s or all zeros in all four flip-flops that clear the clock flip-flop and clear the data flip-flop are properly phased together. The output data flip-flops are toggled to reconstruct the NRZ data.

第18図は第1図のタイミング装置22の適当
な実施を示している。タイミング装置はマルチプ
レクスモード及びデマルチプレクスモードの両方
に於いて同一のカウンタを用いている。システム
がマルチプレクスモードで作動しているか或いは
デマルチプレクスモードで作動しているかは幾つ
かの方法で決定する事ができる。理想的な方法は
テープ記録器24から共通の入力を得る事であ
る。クロツクをタイミング回路網22で使用させ
る様に作動するためのコマンドはコマンドに依つ
てタイミング基準発振器160から得られるか又
は入来データから感知されるかである。ゲート1
62及び164を可能化する事に依つて発振器か
ら得られるか或いは又ゲート166を経てのデー
タから得られるかのいずれであるこのクロツクは
次いで、1カウントサイクル当り128パルスとし
て2つのSN74 192で実施される同期カウンタ1
70,172へゲート168を経て供給される。
受信モード中にカウンタを同期する同期信号は同
期ワードを感知するデマルチプレクサから入来す
る。すなわち、第19図の左上隅に示される同期
検出回路を参照するに、データフレームにおける
同期ワードビツトは、レジスタ178を介してア
ンドゲートに加えられて1つの同期パルスを発生
する。この同期パルスは、第18図のタイミング
装置における2つのSN7474データフリツプフロ
ツプからなる同期カウンタ174,176に加え
られる。第2図に示したようなデータフレームが
正しく同期して送られてくる場合には、このよう
な同期パルスが相続いて同期カウンタ174,1
76に加えられるので、第18図の同期カウンタ
176からの禁止信号は解除され、即ち禁止信号
は出されず、従つて、第19図の中央に示される
デマルチプレクサへの禁止信号は解除されて、マ
ルチプレクサからの出力データは、デマルチプレ
クサを介して使用することができる。しかし、こ
のような同期パルスが相続いて生じない場合に
は、データフレームの同期が正しくとれていない
のであつて、第18図の同期カウンタ176は、
禁止信号を発生する。この禁止信号は、第19図
のデマルチプレクサに加えられて、マルチプレク
サからの出力データの使用が禁止される。このよ
うにして、同期のとれていないデータフレームに
よる音の再生は禁止され、その音を抜かして演奏
再生がなされていくのである。これは、同期のと
れていないデータフレームによる音を再生してし
まつて、調子はずれの音を演奏してしまうより
は、そのような調子はずれの音は演奏せずに抜か
してしまうほうが、聴取者には耳ざわりとならな
いですむという効果のあるものである。ビツト速
度クロツクを発振する内部発振器からのクロツク
或いは又受信器同期装置からのクロツクは、必要
なクロツクを選択するためのコマンドと共に、1
78としても示されたSN7400を用いたゲートを
通してゲートから入れられる(第19図参照)。
FIG. 18 shows a suitable implementation of timing device 22 of FIG. The timing device uses the same counter in both multiplex and demultiplex modes. Whether a system is operating in multiplexed or demultiplexed mode can be determined in several ways. The ideal method would be to obtain a common input from the tape recorder 24. The commands to operate the clock for use by timing circuitry 22 are either obtained from timing reference oscillator 160 or sensed from incoming data, depending on the command. gate 1
This clock, either derived from an oscillator by enabling 62 and 164, or alternatively from data via gate 166, is then implemented with two SN74 192 pulses per count cycle. synchronization counter 1
70, 172 via gate 168.
The synchronization signal that synchronizes the counter during receive mode comes from a demultiplexer that senses the synchronization word. That is, referring to the sync detection circuit shown in the upper left corner of FIG. 19, the sync word bit in the data frame is applied to an AND gate via register 178 to generate one sync pulse. This synchronization pulse is applied to synchronization counters 174 and 176, which consist of two SN7474 data flip-flops in the timing apparatus of FIG. When the data frames shown in FIG.
76, the inhibit signal from the synchronization counter 176 of FIG. , the output data from the multiplexer can be used via the demultiplexer. However, if such synchronization pulses do not occur successively, the data frames are not properly synchronized, and the synchronization counter 176 in FIG.
Generates a prohibition signal. This inhibit signal is applied to the demultiplexer of FIG. 19 to inhibit use of the output data from the multiplexer. In this way, the reproduction of sounds based on unsynchronized data frames is prohibited, and the performance is played back without the sounds. This means that it is better for the listener to skip the out-of-tune notes without playing them than to play the out-of-tune notes by playing back the out-of-sync data frames. This has the effect of not causing any harshness to the ears. The clock from the internal oscillator that oscillates the bit rate clock, or alternatively the clock from the receiver synchronizer, can be set at one time with commands to select the required clock.
78 (see Figure 19).

第19図を参照すれば、デマルチプレクサ37
が示されている。第19図に於いては、タイミン
グ装置22からの7つのタイミングビツトは、8
個の16チヤンネルデマルチプレクサ182に信号
供給する1個の8チヤンネルデマルチプレクサ1
80から成る2段デマルチプレクス作動の出力デ
マルチプレクサを制御する。このデマルチプレク
サからの出力は25マイクロ秒の間のみ存在し、こ
れはソレノイドを駆動するには不充分であり、従
つてパルス伸張器184は必要とされる30ミリ秒
までこの出力を伸ばすために必要である。適当な
パルス伸張器はホイールライト氏(Wheel
Wright)の特許第3771406号の第9図に開示され
ており、その参照番号290と特許の第6節第33
行から始まる説明とを参照せよ。ワンシヨツト装
置の如き他の装置を使用する事も出来る。伸張さ
れたパルスは駆動装置スイツチ186に印加され
る。第19図のマルチプレクサはストレージ装置
は用いていない。時間ビツトに対するストレージ
装置を用いたデマルチプレクサを使用する事もで
きる。
Referring to FIG. 19, the demultiplexer 37
It is shown. In FIG. 19, the seven timing bits from timing device 22 are
one 8-channel demultiplexer 1 that feeds the 16-channel demultiplexer 182;
The output demultiplexer of the two-stage demultiplex operation consisting of 80 is controlled. The output from this demultiplexer is only present for 25 microseconds, which is insufficient to drive the solenoid, so the pulse stretcher 184 is used to stretch this output to the required 30 milliseconds. is necessary. A suitable pulse stretcher is the one manufactured by Mr. Wheelwright.
Wright) Patent No. 3,771,406, with its reference number 290 and Section 6, Section 33 of the patent.
See the description starting with the line. Other devices such as one-shot devices can also be used. The stretched pulse is applied to driver switch 186. The multiplexer in FIG. 19 does not use a storage device. It is also possible to use a demultiplexer with a storage device for the time bits.

第20図はピアノ自体に於いて或る形態で必要
とされる装置を示している。キー188は従来型
のメカニズム198を介し、ストリング194を
打つためにハンマー192を動かす様に動作す
る。キー188が手で打たれて押下げられた時に
は、非導電性トリツプ196は導体202と接触
する様にスプリングワイヤ198を押して、励起
プレート200から、マルチプレクサ20に接続
された導体202への電気回路を作る。各々のキ
ーに対して同様の構成が設けられている。プレイ
バツクするためには、ソレノイド204が電圧パ
ルスで付勢されてプランジヤーヘツド206がキ
ー188を回転させ、あたかもこのキーが手で打
たれたかの様にする。
Figure 20 shows the equipment required in some configurations on the piano itself. Key 188 operates via a conventional mechanism 198 to move hammer 192 to strike string 194. When key 188 is manually depressed, non-conductive trip 196 pushes spring wire 198 into contact with conductor 202 and connects the electrical circuit from excitation plate 200 to conductor 202 connected to multiplexer 20. make. A similar configuration is provided for each key. To playback, solenoid 204 is energized with a voltage pulse causing plunger head 206 to rotate key 188 as if the key had been struck by hand.

デマルチプレクサ37からの補助的なそしてビ
デオ信号は性質が音楽ではない様なものを含んだ
色々な動作に使用する事ができる。ビデオワード
デスプレイは、ゲルスバツクパブリケーシヨンズ
オブ・ニユーヨーク(Gerusback Publications
of New York)に依つて1973年に発行され且つ
“TV Typewriter”と称するラジオ−エレクトロ
ニツクス(Radio−Electronics)論文に掲載され
た型式のCRT装置に依つて与えられてもよい。
この装置はCRT(テレビジヨン)セツト300
を含んでおり、これはタイプライタを経てプログ
ラムされて或る選択された速度でワードを表示す
る事が出来る。かかるシステムをここに述べた自
動ピアノシステムに関連して使用するためには、
第1のオペレータは第2のオペレータによるある
曲目の同時演奏と同期してワードをタイプし、そ
して全ての情報はマルチプレクサ20を経てエン
コーダ26に入力される。ここでは、第1のオペ
レータも第2のオペレータも人間であり、第2の
オペレータは普通のピアノのキーを演奏している
人であり、第1のオペレータは第2のオペレータ
のピアノ演奏に合わせてTVタイプライタにてデ
ータワードを手でタイプしている人である。第5
図の装置80gはTVタイプライタ入力に割り当
てられてもよい。プレーバツクの際には、デマル
チプレクサ36のチヤンネル182fがTVセツ
トの制御に対して排他的に割り当てられてもよ
い。
The auxiliary and video signals from demultiplexer 37 can be used for a variety of operations, including those that are not musical in nature. Video word display by Gerusback Publications of New York
It may be provided by a CRT device of the type described in a Radio-Electronics paper published in 1973 by the American Society of New York and entitled "TV Typewriter."
This device is a CRT (television) set 300.
, which can be programmed via a typewriter to display words at a selected speed. In order to use such a system in conjunction with the player piano system described herein,
The first operator types words in synchronization with the simultaneous performance of a piece by the second operator, and all information is input via multiplexer 20 to encoder 26. Here, both the first operator and the second operator are humans, the second operator is a person playing the keys of an ordinary piano, and the first operator is a person who is playing the keys of an ordinary piano, and the first operator is a person who is playing the keys of an ordinary piano. This person is typing data words by hand on a TV typewriter. Fifth
The illustrated device 80g may be assigned a TV typewriter input. During playback, channel 182f of demultiplexer 36 may be exclusively assigned to control the TV set.

上記説明は本発明の単なる説明であつて、何ら
これに限定するものではないという事を理解すべ
きである。
It should be understood that the above description is merely illustrative of the present invention and is not intended to be limiting in any way.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はデータ記録及び再現システムのブロツ
クダイアグラム、第2図は或るスキヤンフレーム
内のデータ記録フオーマツトの図、第3図は表現
制御システムのブロツクダイアグラム、第4図は
第2の自動表現制御システムの回路図、第5図は
マルチプレクスシステムのブロツクダイアグラ
ム、第6図は2相エンコーダを示す図、第7図は
第6図のエンコーダの動作を示す波形図、第8図
は第2のエンコーダを示す図、第9図は第8図の
エンコーダの波形図、第10図は受信器の回路
図、第11図は2相デコーダの回路図、第12図
は第11図のデコーダの波形図、第13図は位相
固定ループ同期装置の回路図、第14図は位相固
定ループを用いた2相デコーダを示す図、第15
図は第14図のデコーダの波形図、第16図は第
8図のエンコーダに関連して使用するための2倍
密度デコーダの回路図、第17図は第16図のデ
コーダの波形図、第18図は第1図のタイミング
装置の回路図、第19図はデマルチプレクサを示
す図、及び第20図はピアノキーデータ発生及び
作動装置の斜視図である。 10……記録及び再現システム、12……スイ
ツチ、16……2進ソース、20……マルチプレ
クサ、22……タイミング装置、24……ストレ
ージ又は伝送媒体、26……エンコーダ、28…
…電源、30……受信器、32……デコーダ、3
4……同期装置、36……デマルチプレクサ、1
88……キー、204……ソレノイド。
Figure 1 is a block diagram of the data recording and reproduction system, Figure 2 is a diagram of the data recording format in a certain scan frame, Figure 3 is a block diagram of the representation control system, and Figure 4 is the second automatic representation control. The circuit diagram of the system, Figure 5 is a block diagram of the multiplex system, Figure 6 is a diagram showing a two-phase encoder, Figure 7 is a waveform diagram showing the operation of the encoder in Figure 6, and Figure 8 is a diagram showing the operation of the encoder in Figure 6. A diagram showing the encoder, Figure 9 is a waveform diagram of the encoder in Figure 8, Figure 10 is a circuit diagram of the receiver, Figure 11 is a circuit diagram of a two-phase decoder, and Figure 12 is a waveform diagram of the decoder in Figure 11. Figure 13 is a circuit diagram of a phase-locked loop synchronizer, Figure 14 is a diagram showing a two-phase decoder using a phase-locked loop, and Figure 15 is a diagram showing a two-phase decoder using a phase-locked loop.
14 is a waveform diagram of the decoder of FIG. 14, FIG. 16 is a circuit diagram of a double density decoder for use in conjunction with the encoder of FIG. 8, FIG. 17 is a waveform diagram of the decoder of FIG. 18 is a circuit diagram of the timing device of FIG. 1, FIG. 19 is a diagram showing a demultiplexer, and FIG. 20 is a perspective view of a piano key data generation and actuation device. 10... Recording and reproduction system, 12... Switch, 16... Binary source, 20... Multiplexer, 22... Timing device, 24... Storage or transmission medium, 26... Encoder, 28...
...Power supply, 30...Receiver, 32...Decoder, 3
4...Synchronizer, 36...Demultiplexer, 1
88...Key, 204...Solenoid.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 選択的に作動しうる音楽発生キー押下げ装置
を有する電気的に制御される自動ピアノを操作す
るのに使用する音楽データストレージおよび検索
装置において、前記音楽発生キー押下げ装置を操
作するための音楽情報であつて第1のレベルと第
2のレベルとの間の比較的に急峻な遷移によつて
構成され前記遷移が前記音楽発生キー押下げ装置
の各々に対するクロツクデータ及び音楽制御デー
タを表わしているような音楽情報のフレームの直
列シーケンスを含む磁気テープストレージ手段
と、前記磁気テープから直列形態にて前記データ
を検索するための読取り手段と、前記検索された
データからのクロツクデータを検索するための手
段と、前記検索されたクロツクデータによつて制
御され直列音楽制御データの各フレームを並列形
態へ再変換するための手段と、前記検索されたク
ロツクデータによつて制御され再変換された音楽
制御データを前記音楽発生装置へ加えそこに記録
された音楽形成体を再生するための手段とを備え
ており、前記音楽データのフレームの直列波形直
列シーケンスは、前記音楽発生キー押下げ装置が
作動されるべき強度を表わす表現データを含んで
おり、並列形態に再変換された強度信号を前記制
御手段へ加える手段を備えており、音楽情報の各
フレームは、所定値の複数のビツトからなる周期
的に発生する同期ワードを含んでおり、前記同期
ワードに応答し相続いて同期ワードが検出される
ときはその時の音楽データのフレームによる音楽
形成体の再生を許すが、相続いて同期ワードが検
出されないときにはその時の音楽データのフレー
ムによる音楽形成体の再生を禁止する手段を備え
ていることを特徴とする音楽データストレージお
よび検索装置。
1. In a music data storage and retrieval device used to operate an electrically controlled player piano having a selectively actuatable music generation key press device, a music data storage and retrieval device for operating said music generation key press device. music information comprising relatively steep transitions between a first level and a second level, said transitions providing clock data and music control data for each of said music generation key presses; magnetic tape storage means containing a serial sequence of frames of musical information as shown in the drawing; reading means for retrieving said data in serial form from said magnetic tape; means for reconverting each frame of serial music control data to parallel form controlled by said retrieved clock data; and means controlled by said retrieved clock data. means for applying reconverted music control data to the music generation device and reproducing the music formations recorded therein, wherein the serial waveform serial sequence of frames of music data is transmitted to the music generation key. comprising representation data representative of the intensity with which the depression device is to be actuated, and comprising means for applying an intensity signal reconverted to parallel form to said control means, each frame of musical information having a plurality of predetermined values. contains a periodically occurring synchronization word consisting of bits, and when a synchronization word is detected successively in response to the synchronization word, it permits the reproduction of the music formation by the current frame of music data; A music data storage and retrieval device, comprising means for inhibiting reproduction of a music formation by the current frame of music data when a synchronization word is not detected.
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