专利名称：力度电子钢琴专用mos集成电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种专用集成电路，更确切地说是一种用于力度电子钢琴的专用MOS集成电路。
目前，国外的力度电子钢琴大抵都采用带微机的专用信息处理集成电路和大规模音源集成电路。微机一般是四位或八位，用于键盘数据的测量、处理和控制。它配合时间间隔传感器组成具有力度的电子钢琴。而国内生产的电子琴 专用集成电路都是中、小型的，不带力度功能的集成电路。如北京半导体三厂生产的BH501钢琴音色集成电路就是不带力度控制的，又因为其功能不全，所以各厂都不用BH501钢琴音色集成电路而用分立元件来产生钢琴音色。这样的一架钢琴需要2000个元件左右，可靠性不高。
图1是用分立元件组成的钢琴音色电路Q1Q2分别接分频器的输入，输出，以得到偶次谐波，这两端频率相差一倍，经D1D2与门调制后得到不对称方波。
a、当右足踏板未踏下时，K1断开，T3导通，C1放电时间较短。这时若将琴键一弹即放，则T2冲击导通一下，C1迅速充电，马上又经过R3T3较快放电，C8上的脉冲波形是较直的前沿和较快的指数放电后沿(图2a)经过不对称方波(图2b)调制和隔直电容C3后产生短余音钢琴声(图2c)。
b、当右足未踏下，将琴键长按不放，C2上的电压很快充足，经R3慢慢放电，从而T2基极b得到一较慢的指数放电后沿(图3a)，由于采用了射极跟随器，故T2发射极e的波形与基极b相同，经不对称方波调制和隔直电容C3后，产生长余音钢琴声(图3b)。
图5是CH237电子琴专用集成电路该集成电路的功能与上述电路相同，只是用与非门代替了二极管D1D2，调制则采用了TG传输门。冶金研究所为南通晶体厂仿制的电路也类同于这种电路。
图6是上海无线电七厂生产的HDS－1电子琴专用集成电路。
由于它是TTL电路，耗电太大现已停产，也是一种无力度的普通电子钢琴集成电路。
本实用新型的目的是在国内现有集成电路生产条件下，以较低的成本制造一种集成电路，用它可以结合带速度传感器的键盘，生产出与进口高级电脑电子钢琴功能相同的力度电子钢琴。同样用它也可用于制造无力度的普及型电子钢琴。
本实用新型的要点在于将传感器得到的电信号，经修整后产生与弹奏力度相应的钢琴音色信号。这也是各研制单位未能很好解决的问题，由于这个问题的存在使国内具有力度的电子钢琴至今还不能生产。
对于任何一种速度传感器键盘，如用力弹键，其运动速度很快，而时间很短，故传感器输出一个幅度较大而宽度较小的脉冲(图7a)，用这样的脉冲使电容C1迅速充电，再慢慢放电便能得到钢琴声所要求的包络(图7b)。但是如果慢速地轻轻按键，则传感器输出的是幅度不大，前后沿变化缓慢的脉冲(图8)。由于这样的脉冲不能产生钢琴声所特有的发音音头，因此听起来就不象钢琴声。另外，键盘接点是在琴键被按到1／2，或者是2／3处才接通的，这时传感器输出的电压已经下降，使得发音强度不统一，信噪比也下降了。
图9是本实用新型内部电路图。
其工作原理如下传感器输出与键盘运动速度相应的负脉冲电压，经MOS单向放大器放大形成正脉冲，通过射极跟随器将脉冲峰值记忆在外接电容C2上，因射极跟随及传输门对C2上的电压是封闭的，故放电时时间较长(
图10)，这种电路即为“极值记忆电路”当琴键被按到1／2时，导电橡胶接点接通，C2上的记忆电压通过TG传输门、射极跟随器充入外接电容C1形成音头，C1放电形成音尾
图11便得到钢琴声包络。该包络经同步输入及同步输出信号调制，然后由源极跟随器输出便得到钢琴声了。同步输入及同步输出具有两分频关系，调制管具有与门作用。因此输出载波为占空比为13的不对称方波，其中含有钢琴特有的丰富的二次谐波。踏板开关K1用来控制C1放电时间的长短，它与键开关有与门关系，保证了钢琴的演奏功能。
本实用新型已由上海冶金研究所试制成功，每片集成电路中含两只电路。
图11是该集成电路的外围电路接线图，用它制成的61键、73键力度电子钢琴，经测试，其信噪比大于60分贝，力度动态范围大于40分贝，音准小于±1音分。
图12是用该集成电路制成的无力度普及型电子钢琴外围电路接线图，用它制成的61键无力度普及型电子钢琴，其信噪比超过66分贝。
权利要求1.力度电子钢琴专用集成电路结构，其特征在于经放大后的传感器信号极值能记忆在电容器上，并由键盘触点控制将该记忆信号形成相应幅度的钢琴包络。
2.根据权利要求1所述，其特征是用双极形晶体管将MOS数字电路结合在一起。
3.根据权利要求1所述，该集成电路可以做成单键封装和多键封装。
专利摘要一种具有力度的电子钢琴集成电路，可以将琴键传感器得到的力度信号电压记忆在外接电容器上，制造出带力度感的高级电子钢琴。也可以与一般导电橡胶接点键盘配合，制造出普及型的电子钢琴。用该集成电路可以生产出成本低、线路简单的任何键数的电子钢琴。
文档编号G10H1/34GK2071369SQ8921137
公开日1991年2月13日 申请日期1989年1月17日 优先权日1989年1月17日
发明者汤为杰, 计力强 申请人:计力强