DE1093179B

DE1093179B - Capacitive switching device for electronic musical instruments

Info

Publication number: DE1093179B
Application number: DEN11763A
Authority: DE
Inventors: Dr Hugh Lecaine
Original assignee: National Research Council of Canada
Current assignee: National Research Council of Canada
Priority date: 1955-01-28
Filing date: 1956-01-28
Publication date: 1960-11-17

Description

Kapazitive Schalteinrichtung für elektronische Musikinstrumente Die Erfindung betrifft eine kapazitiv e Schalteinrichtung für elektronische Musikinstrumente mit ortsfesten Elektroden und diesen gegenüberliegenden beweglichen Elektroden in der Art eines veränderlichen Kondensators, bei der die Elektroden gegen Fremdfelder abgeschirmt sind.Capacitive switching device for electronic musical instruments Die The invention relates to a capacitive switching device for electronic musical instruments with stationary electrodes and these opposing movable electrodes in the type of variable capacitor in which the electrodes protect against external fields are shielded.

Die Abschirmungen sind bei vorbekannten Einrichtungen zwischen benachbarten Elektrodensystemen vorgesehen, um die veränderlichen Kondensatoren gegeneinander abzuschirmen. Bei der Näherung der beweglichen Elektroden gegen die ortsfesten Elektroden erfolgen unerwünschte Kapazitätsbeeinflussungen, die, bevor der Ton kommt, musikalisch unerwünschte Zischlaute oder andere Störgeräusche verursachen, die besonders dann auffällig wahrnehmbar sind, wenn die Anfangsbewegung vier beweglichen Elektroden gegen die festen Elektroden sich langsam vollzieht, wie es zu geschehen hat, wenn der Ton langsam auf volle Stärke anschwellen soll.In previously known devices, the shields are between adjacent ones Electrode systems are provided to hold the variable capacitors against each other shield. When the moving electrodes come closer to the stationary electrodes unwanted capacity influences occur, which before the sound comes, musically cause unwanted sibilance or other noise, especially then are conspicuously noticeable when the initial movement is four movable electrodes against the solid electrodes takes place slowly, as it has to happen when the sound should slowly swell to full strength.

Die Erfindung löst die Aufgabe, derartige unmusikalische Störgeräusche beim anfänglichen Niederdrücken der Tasten zu vermeiden. Erfindungsgemäß werden die ortsfesten Elektroden einzeln allseitig mit einer Abschirmung derart umschlossen, daß lediglich ein Schlitz für den Eintritt der beweglichen Elektroden offen bleibt.The invention solves the problem of such unmusical interfering noises to avoid when the keys are initially depressed. Be according to the invention the stationary electrodes are individually enclosed on all sides with a shield in such a way that that only one slot remains open for the entry of the movable electrodes.

Die beweglichen Elektroden sind dadurch während ihrer Anfangsbewegung gegen die festen Elektroden abgeschirmt, so daß im Augenblick des Durchtrittes der Elektroden durch den abgeschirmten Schlitz bereits der reine Ton einsetzt, indem die kapazitive Kopplung zwischen den beweglichen und den festen Elektroden wirksam wird. Die kapazitive Kopplung zwischen den beweglichen und den festen Elektroden kann nämlich durch die zwischen beiden angeordnete Abschirmung auf einen so geringen Wert herabgedrückt werden, daß das Gerät in diesem Anfangsbereich unterhalb der Hörgrenze arbeitet.The movable electrodes are thereby during their initial movement shielded from the fixed electrodes, so that at the moment of passage of the Electrodes through the shielded slot the pure clay already sets in by the capacitive coupling between the movable and the fixed electrodes is effective will. The capacitive coupling between the movable and the fixed electrodes can in fact be reduced to such a low level due to the shielding arranged between the two Value that the device is below the Hearing limit works.

Vorteilhaft liegt die Abschirmung, welche die Schlitze für den Eintritt der beweglichen Elektroden begrenzt, etwa in der Ebene der ortsfesten Elektroden und endet in Richtung auf diese in einem Abstand vor den ortsfesten Elektroden.The shielding, which is the slots for entry, is advantageous of the movable electrodes, approximately in the plane of the stationary electrodes and ends in the direction of this at a distance in front of the stationary electrodes.

Der Zusammenbau einer vervielfachten kapazitiven Schalteinrichtung für elektronische Musikinstrumente wird dann besonders einfach und billig, wenn die Schalteinrichtung aus mehreren gleichen im Abstand voneinander angeordneten ortsfesten isolierenden Elektrodenträgern besteht, von welchen jeder auf gegenüberliegenden Seiten zwei in gleicher Höhe zueinander parallel laufende Beläge als ortsfeste Elektroden und an der Oberkante zu den ortsfesten Elektroden parallel verlaufende Abschirmbeläge mit diese überdeckenden Isolierstreifen trägt, und wenn zwischen zwei solchen benachbarten Elektrodenträgern an einer 'faste isoliert befestigte blattähnliche Elektroden. deren Vorderkante in der Ruhestellung der Taste etwa in Höhe der Oberkante der Elektrodenträger steht, beweglich sind.The assembly of a multiplied capacitive switching device for electronic musical instruments becomes particularly easy and cheap if the switching device from several identical spaced apart stationary insulating electrode carriers, each of which on opposite sides Sides two pads running parallel to each other at the same height as stationary electrodes and shielding coverings running parallel to the stationary electrodes on the upper edge with these overlapping insulating strips, and if between two such adjacent ones Electrode carriers on a 'fast insulated attached sheet-like electrodes. its front edge in the rest position of the button approximately at the level of the upper edge of the electrode carrier stands, are mobile.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, daß die Abschirmung eines jeden Elektrodenträgers ein U-förmig gebogener :Metallstreifen ist, der die Oberkante des Elektrodenträgers bogenförmig übergreift, wobei die Tiefe der zu beiden Seiten des Elektrodenträgers befindlichen Abschirmungen wenigstens gleich der Tiefe der ortsfesten Elektroden gegenüber den beweglichen Elektroden ist. Die Tiefe der Ab-schirmung ist außerdem größer als die Entfernung zwischen der Abschirmung und der beweglichen Elektrode. Man erreicht mit dieser Ausführungsform auch einen besonders guten Abschirmeffekt während der Anfangsbewegung, so daß die Tonerzeugung musikalisch einwandfrei ist.One embodiment of the invention provides that the shielding of each electrode carrier is a U-shaped bent metal strip which arches over the upper edge of the electrode carrier, the depth of the shields located on both sides of the electrode carrier being at least equal to the depth of the stationary electrodes opposite the movable electrodes. The depth of the A b shield is also greater than the distance between the shield and the movable electrode. This embodiment also achieves a particularly good shielding effect during the initial movement, so that the sound generation is musically correct.

Die U-förmig gebogene Abschirmung am Kopf jedes Elektrodenträgers ermöglicht ferner in Verbindung mit der zentralen Abschirmung eine sehr einfache Erdung, indem die U-förmig gebogene Abschirmung mit der bereits geerdeten zentralen Abschirmung jeweils durch eine elektrische Leitung verbunden wird.The U-shaped curved shield at the head of each electrode holder also enables a very simple one in connection with the central shielding Grounding by connecting the U-shaped shield to the already grounded central Shielding is connected by an electrical line.

Die sich in Längsrichtung der Tastatur des Musikinstrumentes erstreckenden ortsfesten Elektroden werden schließlich mit der Sammelleitung aller Tongeneratoren und die beweglichen Elektroden der Tastatur mit den entsprechenden Tongeneratoren verbunden, so wie es gewünscht wird, um durch Niederdrücken einer Taste bereits Tonakkorde erzeugen zu können, die frei von Störgeräuschen sind.The extending in the longitudinal direction of the keyboard of the musical instrument Fixed electrodes are eventually connected to the manifold of all tone generators and the movable electrodes of the keyboard with the corresponding tone generators connected as desired by pressing down one Key to be able to generate tone chords that are free from background noise.

Der Gegenstand -der Erfindung ist an Hand der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine Ansicht eines Ausführungsbeispieles in Anwendung auf die Tasten eines elektronischen Musikinstrumentes, Fig.2 einen Querschnitt einer abgeänderten Ausführung eines der in F ig. 1 dargestellten Hauptteile, Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der in Fig. 2 <dargestellten Vorrichtung, Fig. 4 ,eine Verbindung der Verstärkerröhre mit der festen Elektrode, Fig. 5 einen Querschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel eines in Fig. 1 gezeigten Teiles, Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines in Fig. 1 dargestellten Teiles in Ansicht und Schnitt, Fig. 7 eine vergrößerte perspektivische Teilansicht nach Fig. 6, Fig. 8 eine Vorrichtung wie in Fig. 1 in Seitenansieht und Schnitt für das Schwellpedal eines elektronischen Musikinstrumentes, Fig. 9 eine schematische Ansicht der Oktavenkupplung der Elektroden untereinander und Fig. 10 eine graphische Darstellung der Dämpfung in Abhängigkeit von dem Weg der beweglichen Elektrode.The subject of the invention is based on the drawing in several Embodiments shown, namely Fig. 1 shows a view of an embodiment in application to the keys of an electronic musical instrument, Fig.2 a Cross section of a modified version of one of the in F ig. 1 main parts shown, Fig. 3 shows a further embodiment of the device shown in Fig. 2 <, Fig. 4, a connection of the amplifier tube with the fixed electrode, Fig. 5 a Cross section through another embodiment of a part shown in Fig. 1, 6 shows a further exemplary embodiment of a part shown in FIG. 1 in View and section, FIG. 7 is an enlarged perspective partial view according to FIG. 6, 8 shows a device as in FIG. 1 in a side view and section for the expression pedal of an electronic musical instrument, FIG. 9 is a schematic view of the octave coupling of the electrodes one below the other and FIG. 10 shows a graph of the attenuation depending on the path of the movable electrode.

In Fig. 1 sind die Tasten eines elektronischen Musikinstrumentes mit 1 bis 4 bezeichnet. Sie sind wie üblich ausgebildet, indem sie um die Achse 5, die allen Tasten gemeinsam ist, schwenkbar sind. Aus Gründen, auf die noch eingegangen wird, ist es wichtig, daß die Tasten i bis 4 wenigstens um 90° entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn um die Achse 5 schwenkbar sind, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist. Es sind Mittel für eine Begrenzung der Bewegung in der entgegengesetzten Richtung (also im Uhrzeigersinn) in Gestalt von Federn 6 bis 8 vorgesehen, die auf einer Bodenplatte 9 befestigt sind.In Fig. 1, the keys of an electronic musical instrument are with 1 to 4. They are designed as usual by being around the axis 5, the common to all keys are pivotable. For reasons that will be discussed below it is important that the keys i to 4 are at least 90 ° opposite to the Can be pivoted clockwise about the axis 5, as can be seen from FIG. There are means of limiting movement in the opposite direction (So clockwise) in the form of springs 6 to 8 provided on a Base plate 9 are attached.

Diese Einrichtung zeigt im Schnitt Fig. 6. Eine Taste 10, welche um die Achse 11 schwenkbar ist, hat am Ende dieser Taste 10 an der unteren Seite eine Aussparung 12. Unter der Taste 10 ist eine Bodenplatte 13. Eine teilweise mit Gewinde versehene Spindel 14 ragt nach oben aus der Bodenplatte 13 hervor, in welcher sie mittels einer Mutter 15 befestigt ist. Eine auf der Spindel 14 angeordnete Scheibe 16 wird mittels der beiden Muttern 17 und 18 gehalten. Die Spindel 14 ist koaxial von einer Feder 19 umgeben, die den Federn 6 bis 8 entspricht. Die Feder 19 hat zwei Abschnitte, einen eng gewundenen Teil geringer Steifheit (nahe dem unteren Ende) und einen weit gewundenen Teil (am oberen Ende). Nach kurzem Zusammendrücken berühren sich die Windungen des eng gewundenen Teiles, so daß die Federkraft nur noch von dem weit gewundenen Teil geliefert wird. Dieser nur wenige Windungen aufweisende Teil besitzt eine verhältnismäßig große Steifheit.This device shows in section Fig. 6. A key 10, which to the axis 11 is pivotable, has at the end of this button 10 on the lower side Recess 12. Below the button 10 is a base plate 13. One partially threaded provided spindle 14 protrudes upward from the bottom plate 13 in which it is fastened by means of a nut 15. A disc arranged on the spindle 14 16 is held by means of the two nuts 17 and 18. The spindle 14 is coaxial surrounded by a spring 19 which corresponds to springs 6 to 8. The spring 19 has two sections, a tightly coiled part of low stiffness (near the lower End) and a wide winding part (at the upper end). After a short squeeze touch the turns of the tightly wound part, so that the spring force only is still delivered from the winding part. This has only a few turns Part has a relatively high rigidity.

Diese Art Feder dient dazu, die Anfangsdämpfung durch einen verhältnismäßig kleinen Druck ,des Fingers des Spielers herabzusetzen, so daß der übrigbleibende Druckbereich mit dem musikalisch anwendbaren Intensitätsbereich übereinstimmt.This type of spring serves to reduce the initial damping by a proportionate small pressure to lower the player's finger so that the remaining one Pressure range corresponds to the musically applicable intensity range.

Das Widerstandsmoment von Feder 19 kann durch Einstellung der Muttern 17 und 18 geändert werden. Eine Unterlegscheibe 20 trennt die Taste 10 von der Feder 19. Man sieht, daß bei dieser Anordnung die Taste 10 ihre normale Stellung einnimmt und daß ein Druck auf die Taste einem leichten Widerstand durch Feder 19 begegnet. Der Weg der Taste wird dadurch begrenzt, daß das obere Ende der Aussparung 12 in Berührung mit dem oberen Ende der Spindel 14 kommt.The section modulus of spring 19 can be changed by adjusting nuts 17 and 18. A washer 20 separates the key 10 from the spring 19. It can be seen that, in this arrangement, the key 10 assumes its normal position and that a pressure on the key encounters a slight resistance by the spring 19. The travel of the key is limited by the fact that the upper end of the recess 12 comes into contact with the upper end of the spindle 14.

Mit Taste 1 (Fig. 1) ist eine bewegliche Elektrode 21 verbunden, die in dieser Ausführungsform aus einem biegsamen, ungefähr '/4 MM starken Messingstreifen besteht. Diese Biegsamkeit, .die aber nicht unbedingt notwendig ist, vergrößert die Konstruktionstoleranz. Die bewegliche Elektrode 21 ist mit Taste 1 verbunden und in geeigneter Weise in einem Schlitz 22 befestigt.With button 1 (Fig. 1) a movable electrode 21 is connected, the in this embodiment from a flexible, approximately 1/4 MM thick brass strip consists. This flexibility, which, however, is not absolutely necessary, increases the construction tolerance. The movable electrode 21 is connected to button 1 and secured in a slot 22 in a suitable manner.

Unmittelbar unter der beweglichen Elektrode 21 befindet sich eine kastenähnliche Abschirmung 23 mit einem Schlitz 24. Die Abschirmung 23 kann auf der Bodenplatte 9 befestigt sein. Innerhalb der Abschirmung 23 befindet sich eine feste Elektrode 25, die auf der Abschirmung 23 unter Zwischenschaltung eines Isolierstreifens 26 befestigt ist.Immediately below the movable electrode 21 there is one box-like shield 23 with a slot 24. The shield 23 can on be attached to the base plate 9. Inside the shield 23 there is one fixed electrode 25, which is on the shield 23 with the interposition of an insulating strip 26 is attached.

Die feststehende Elektrode 25 besteht aus einem Paar vertikaler, parallel zueinander stehender und elektrisch miteinander verbundener Leiter. Eine derartige elektrische Verbindung kann entweder dadurch hergestellt werden, daß die feststehende Elektrode 25 die Gestalt eines U-förmigen Leiterprofils hat, oder daß man eine oder mehrere elektrische Verbindungen an geeigneten Punkten anbringt, wobei die spezielle Ausführung lediglich eine Sache,des Entwurfs ist.The fixed electrode 25 consists of a pair of vertical, parallel mutually standing and electrically connected conductors. Such a one electrical connection can either be established by the fact that the fixed Electrode 25 has the shape of a U-shaped conductor profile, or that one or makes several electrical connections at suitable points, the special one Execution is just a matter of design.

Die Kanten des Schlitzes 24 sind rechtwinklig nach unten abgebogen. Es hat sich gezeigt, daß eine Abschirmungsfläche nahe der beweglichen Elektrode 21 und der feststehenden Elektrode 25 vorgesehen werden sollte, deren Tiefe dieselbe Größe hat wie der Weg der beweglichen Elektrode 21 zwischen den feststehenden Elektroden. Die Kanten vom Schlitz 24 könnten ebenfalls nach oben abgebogen sein, oder aber die obere Fläche der Abschirmung 23 könnte einen verstärkten Querschnitt haben.The edges of the slot 24 are bent downwards at right angles. It has been found that a shielding surface near the movable electrode 21 and the fixed electrode 25 should be provided, the depth of which is the same The size of the path of the movable electrode 21 between the stationary electrodes. The edges of the slot 24 could also be bent upwards, or else the upper surface of the shield 23 could have a reinforced cross-section.

Man sieht, daß die Abschirmung 23 und die feststehende Elektrode 25 sich unter die verschiedenen Tasten erstrecken, und es ist wichtig zu bemerken, daß die gemeinsame Abschirtnung 23 und die feststehende Elektrode 25 für alle Tasten verwendet werden können, jedoch hat jede Taste wenigstens eine bewegliche Elektrode für sich, ähnlich der beweglichen Elektrode 21.It can be seen that the shield 23 and the fixed electrode 25 extend under the various keys, and it is important to note that the common Abschirtnung 23 and the fixed electrode 25 for all keys can be used, however, each key has at least one movable electrode by itself, similar to the movable electrode 21.

Ein Tongenerator zur Erzeugung des Tones der Taste 1 ist in 27-1 schematisch dargestellt. Ähnliche Tongeneratoren 27-2, 27-3 und 27-4 erzeugen die den Tasten 2, 3 und 4 entsprechenden Töne.A tone generator for generating the tone of key 1 is schematically shown in Fig. 27-1 shown. Similar tone generators 27-2, 27-3 and 27-4 generate the keys 2, 3 and 4 corresponding tones.

Der Tongenerator 27-1 hat einen Zweileiterausgang, nämlich Leitungen 28 und 29. Die Ausgangsleitung28 ist mit der beweglichen Elektrode 21 zweckmäßig mittels einer Klemme 30 verbunden.The tone generator 27-1 has a two-wire output, namely lines 28 and 29. The output lead 28 with the movable electrode 21 is useful connected by means of a terminal 30.

Ein biegsamer Leiter 31 verbindet die Klemme 30 mit der beweglichen Elektrode 21. Damit nun die Taste 1 für Zwecke der Instandhaltung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn geschwenkt werden kann, ist es vorteilhaft, den Leiter 31 entlang der Taste i von der beweglichen Elektrode 21 zu einer Stelle nahe ,dem Drehzapfen 5 zu führen, ehe der Leiter 31 zur Klemme 30 gelangt. Ein längs der Taste 1 angebrachter, ungefähr 2 mm tiefer Schlitz 32 genügt zur Führung des Leiters 31.A flexible conductor 31 connects the clamp 30 to the movable one Electrode 21. So now button 1 is opposed for maintenance purposes can be pivoted clockwise, it is advantageous to the conductor 31 along the key i from the movable electrode 21 to a location close to the pivot 5 before the conductor 31 reaches the terminal 30. An attached along the button 1, A slot 32 approximately 2 mm deep is sufficient to guide the conductor 31.

Die Abschirmung 23 ist durch den Leiter 33 geerdet.The shield 23 is grounded through the conductor 33.

Die feststehende Elektrode 25 ist mit dem Eingang einer Vorverstärkerstufe verbunden, die hauptsächlich eine Elektronenröhre 34 enthält. Die vom Tongenerator 27 kommende Leitung 29 und der Vorverstärker liegen an Masse. Der Ausgang des Vorverstärkers steht mit dem Hauptverstärker in Verbindung, von denen aber nur einer bei 35 dargestellt ist. Ein Lautsprecher 36 liegt am Ausgang der Verstärkerkanäle.The fixed electrode 25 is connected to the input of a preamplifier stage which mainly includes an electron tube 34. The one from the tone generator 27 incoming line 29 and the preamplifier are due to mass. Of the The output of the preamplifier is connected to the main amplifier, one of which but only one is shown at 35. A loudspeaker 36 is located at the output of the Amplifier channels.

Aus Fig. 2 geht der Aufbau der Abschirmung 23, der feststehenden Elektrode 25 und des Isolierstreifens 26 eindeutig hervor. In diesem Ausführungsbeispiel hat die feststehende Elektrode 25 die Gestalt zweier leitender Streifen, die z. B. durch Klebemittel mit dem Isolierstreifen 26 verbunden sind. Die beiden leitenden Streifen der feststehenden Elektrode 25 sind durch eine Leitung 37 verbunden. Der Isolierstreifen 26 ist mittels Schrauben an dem unteren Teil der Abschirmung 23 angebracht. Eine dieser Schrauben ist mit 38 bezeichnet.FIG. 2 shows the structure of the shield 23, the fixed electrode 25 and the insulating strip 26 clearly emerges. In this embodiment has the fixed electrode 25 takes the form of two conductive strips which, for. B. by Adhesive to the insulating strip 26 are connected. The two conductive strips of the fixed electrode 25 are connected by a line 37. The insulating strip 26 is attached to the lower part of the shield 23 by means of screws. One these screws are denoted by 38.

Die untere Stellung der beweglichen Elektrode 21 in Fig. 2 ist gestrichelt dargestellt.The lower position of the movable electrode 21 in FIG. 2 is shown in dashed lines shown.

Es ist wichtig, daß die bewegliche Elektrode 21 weder die Abschirmung 23 noch die feststehende Elektrode 25 berührt. Sollte eine biegsame bewegliche Elektrode 21 verwendet werden, so genügen hierfür isolierende Führungen 39. Diese sind oberhalb der Kanten des Schlitzes 24 zu beiden Seiten desselben parallel zueinander angeordnet und mit abgeschrägten Seitenflächen versehen, die sich nach unten einander nähern und so einen konischen Einführschlitz bilden, der enger ist als der eigentliche Schlitz 24. Bei elektronischen Musikinstrumenten, bei denen geringes Gewicht von Wichtigkeit sein kann, ist es zweckmäßig, die Profile so dünn wie möglich auszubilden. Es hat sich in der Praxis herausgestellt, daß die bewegliche Elektrode 21 ungefähr 6 mm breit und nicht stärker als 0,4 mm zu machen ist. Bei solchen Abmessungen und der Verwendung eines leitenden Werkstoffes, z. B. Messing, sind die Führungen 39 von Nutzen, da sie die bewegliche Elektrode 21 stets in die Abschirmung 23 wie auch in die feststehende Elektrode 25, und zwar immer in derselben Stellung, eindringen lassen, ohne daß eine Berührung eintritt.It is important that the movable electrode 21 be neither the shield 23 still touches the stationary electrode 25. Should be a flexible movable electrode 21 are used, then insulating guides 39 are sufficient. These are above of the edges of the slot 24 on both sides thereof are arranged parallel to one another and provided with beveled side surfaces that approach each other downwards and so form a conical insertion slot that is narrower than the actual one Slot 24. For electronic musical instruments which are light in weight of Can be important, it is advisable to make the profiles as thin as possible. It has been found in practice that the movable electrode 21 approximately 6 mm wide and no thicker than 0.4 mm. With such dimensions and the use of a conductive material, e.g. B. brass, the guides are 39 useful as they keep the movable electrode 21 in the shield 23 as well penetrate into the fixed electrode 25, always in the same position leave without touching.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der oben beschriebenen beweglichen Elektrode 21 und der feststehenden Elektrode 25. Die bewegliche Elektrode in Fig. 3 ist mit 40, und die feststehende mit 41 bezeichnet. Die bewegliche Elektrode 40 ist ein kurzer Kreiszylinder mit abgerundeter Kuppe, die der feststehenden Elektrode 41 zugewandt ist. Die Elektrode 41 besteht aus einem kreisförmigen Hohlzylinder, der auf einem Isolierkörper 42 befestigt ist, der wiederum an der Abschirmung 23 montiert ist. Bei der in Fig.3 dargestellten Konstruktion hat jede Taste ihre feststehende Elektrode, und die verschiedenen feststehenden Elektroden könnten mittels geeigneter Leiter miteinander verbunden werden.Fig. 3 shows another embodiment of the movable one described above Electrode 21 and the fixed electrode 25. The movable electrode in Fig. 3 is denoted by 40, and the stationary one by 41. The movable electrode 40 is a short circular cylinder with a rounded tip, that of the fixed electrode 41 facing. The electrode 41 consists of a circular hollow cylinder, which is attached to an insulating body 42, which in turn is attached to the shield 23 is mounted. In the construction shown in Figure 3, each key has its fixed Electrode, and the various fixed electrodes could by means of suitable Conductors are connected to each other.

Hinsichtlich der F ig. 4 ist schon in Verbindung mit Fig. 1 erwähnt worden, daß die Elektronenröhre 34 mit der feststehenden Elektrode 25 verbunden ist. Es ist notwendig, die Gitterleitung von der feststehenden Elektrode 25 zur Röhre 34 abzuschirmen. Fig. 4 zeigt eine raumsparende Lösung, bei der die Gitterkappe 43 der Röhre 34 vollständig von der Abschirmung 23 abgestimmt wird, wodurch sich eine Drahtleitung zwischen der feststehenden Elektrode25 und dem Gitter der Röhre 34 erübrigt.With regard to Fig. 4 has already been mentioned in connection with FIG has been that the electron tube 34 is connected to the fixed electrode 25 is. It is necessary to connect the grid line from the fixed electrode 25 to the Shield tube 34. Fig. 4 shows a space-saving solution in which the mesh cap 43 of the tube 34 is completely tuned by the shield 23, whereby a wire line between the fixed electrode 25 and the grid of the tube 34 unnecessary.

Wie man aus Fig. 4 ersehen kann, ist .die Blickrichtung nach unten, wie in Fig. 1, und mit dem feststehenden Leiter 25 ist ein Gitterkappensockel 44 zur Aufnahme der Gitterkappe 43 verbunden. Es ist ersichtlich, daß die Abschirmung 23 das Kappenende der Röhre mittels der nach innen abgebogenen Kanten 45 umfaßt, wodurch eine gute Abschirmung erreicht ist.As can be seen from Fig. 4, the direction of view is downwards, as in Fig. 1, and with the fixed conductor 25 is a mesh cap base 44 connected to receive the grid cap 43. It can be seen that the shield 23 encompasses the cap end of the tube by means of the inwardly bent edges 45, whereby a good shielding is achieved.

In Fig. 5 sind drei bewegliche Elektroden 46, 47 und 48 vorhanden, und die Abschirmung 49 weist notwendigerweise drei Schlitze 50, 51 und 52 auf. Da der obere Teil der Abschirmung 49 im Querschnitt stark ist, so sind die Kanten der Schlitze 50, 51 und 52 nicht wie in Fig. 1 abgebogen. Drei feststehende Leitungen 53, 54 und 55, ähnlich den in Fig. 1 dargestellten, sind vorgesehen. Zwei Trennwände 56 und 57 in der Abschirmung geben eine gute Abschirmung zwischen den feststehenden Elektroden 53, 54 und 55.In Fig. 5 there are three movable electrodes 46, 47 and 48, and the shield 49 necessarily has three slots 50, 51 and 52. There the upper part of the shield 49 is thick in cross-section, so are the edges of the Slots 50, 51 and 52 are not bent as in FIG. 1. Three fixed lines 53, 54 and 55, similar to those shown in Fig. 1, are provided. Two partitions 56 and 57 in the shield give a good shield between the fixed ones Electrodes 53, 54 and 55.

In der Fig. 6 sind die Schlitze 50, 51 und 52 und damit verbundene Teile durch eine Anzahl von U-förmigen Elektroden 60 bis 65, von denen eine in Fig. 7 dargestellt ist, ersetzt. Die an der Seite 10 befestigten beweglichen Elektroden, welche in die Schlitze zwischen den festen Elektrodenträgern 60 bis 65 eintauchen, sind mit 60' bis 64' bezeichnet.In Fig. 6 the slots 50, 51 and 52 and are connected therewith Divide by a number of U-shaped electrodes 60 to 65, one of which is shown in Fig. 7 is replaced. The movable electrodes attached to side 10, which dip into the slots between the fixed electrode carriers 60 to 65, are denoted by 60 'to 64'.

Wie aus Fig. 7 hervorgeht, ist die Abschirmung 49 durch leitende Metallstreifen 66 ersetzt. Ein zentral angeordneter Leiter 67, der aus einer Metallfolie hergestellt werden kann, ist zweckdienlich mit dem Metallstreifen 66 mittels Leitung 68 verbunden. Der zentrale Leiter 67 ist mit den entsprechenden Teilen der anderen U-förmigen Elektroden 60 bis 65 durch die Bodenplatte 69 verbunden, die aus leitendem Material besteht.As can be seen from Fig. 7, the shield 49 is formed by conductive metal strips 66 replaced. A centrally arranged conductor 67 made of a metal foil is conveniently connected to the metal strip 66 by means of line 68. The central conductor 67 is U-shaped with the corresponding parts of the other Electrodes 60 to 65 are connected by the bottom plate 69, which is made of conductive material consists.

Die feststehenden Elektroden 72 und 73 können zweckdienlich mit einem leitenden Silberanstrich od. dgl. auf den isolierenden Trägern 70 und 71 der U-förmig gestalteten Teile 60 bis 65 versehen werden, und solche festen Elektroden sind mit 72 und 73 bezeichnet. Isolierstreifen 79 und 75 sind an der U-förmigen Elektrode 66 angebracht. Die Isolierstreifen bestehen aus Isolierpapier und sind außen auf die U-förmigen Elektroden geklebt.The fixed electrodes 72 and 73 can conveniently be provided with a conductive silver paint or the like on the insulating supports 70 and 71 of the U-shaped designed parts 60 to 65 are provided, and such fixed electrodes are provided with 72 and 73. Insulating strips 79 and 75 are on the U-shaped electrode 66 attached. The insulating strips are made of insulating paper and are on the outside glued the U-shaped electrodes.

Gemäß Fig. 8 ist ein Fußpedal 80, z. B. ein Schwellpedal, schwenkbar um die Achse 81 angeordnet. In diesem Falle sind die Konstruktion und die Funktion ähnlich derjenigen nach Fig.1, ausgenommen, daß der bewegliche Leiter 82 eine bogenförmige Forrn hat, damit er dem relativ großen bogenförmigen Weg des Fußpedals 80 angepaßt ist. Es ist selbstverständlich, daß, obwohl die in Fig. 1 dargestellten Tasten ebenfalls einen bogenförmigen Weg beim Niederdrücken zurücklegen, die Verschiebung der Tasten 1 bis 4 relativ klein ist, so daß .sich dort eine bogenförmige Konstruktion der beweglichen Elektroden erübrigt.According to FIG. 8, a foot pedal 80, e.g. B. an expression pedal, pivotable arranged around the axis 81. In this case it is the construction and the function similar to that of Figure 1, except that the movable conductor 82 is arcuate Form has so that it is adapted to the relatively large arcuate path of the foot pedal 80 is. It goes without saying that although the keys shown in FIG cover an arcuate path when depressed, the shifting of the keys 1 to 4 is relatively small, so that .sich there is an arcuate construction of the Movable electrodes are unnecessary.

Es ist manchmal erstrebenswert, harmonische Kupplungen zu schaffen. In Fig. 9 wird ein Beispiel der Verbindung zusätzlicher Elektroden für eine solche harmonische Kupplung gezeigt, bei welcher verschiedene bewegliche Elektroden, wie in Fig.5 und 6 dargestellt, an derselben Taste befestigt sein können. In einem solchen Falle wird jede Note mit ihrer Harmonischen gespielt.It is sometimes desirable to create harmonious couplings. In Fig. 9, an example of the connection of additional electrodes for such harmonic coupling shown in which different movable electrodes, such as shown in Fig.5 and 6, can be attached to the same button. In such a Trap each note is played with its harmonic.

Fig. 10 ist ein Kurvenbild, das eine typische Beziehung zwischen der Dämpfung der durch den Tongenerator 27 erzeugten Wechselspannung, die in Dezibel angegeben ist, und der Stellung der beweglichen Elektrode 21 widergibt.Fig. 10 is a graph showing a typical relationship between the Attenuation of the alternating voltage generated by the tone generator 27, expressed in decibels is indicated, and the position of the movable electrode 21 reflects.

Der Verstärkungsgrad und andere Parameter können so gewählt werden, daß bei den dann gegebenen Konstanten der Punkt B auf der Dämpfungskurve die Hörschwelle einer in geeigneter Entfernung von dem Lautsprecher 36 stehenden Person darstellt. Es können natürlich eine große Anzahl von Tongeneratoren vorhanden sein, die, wie 27-1, auf verschiedenen Frequenzen arbeiten und von denen jede mit separaten beweglichen Elektroden, wie 21, verbunden ist, wobei alle diese beweglichen Elektroden in Verbindung mit derselben feststehenden Elektrode 25 arbeiten.The gain and other parameters can be chosen so that with the constants then given, point B on the attenuation curve is the hearing threshold represents a person standing at a suitable distance from the loudspeaker 36. There can of course be a large number of tone generators available which, like 27-1, work on different frequencies and each of which with separate movable electrodes, such as 21, is connected, all of these movable Electrodes work in conjunction with the same fixed electrode 25.

Es wäre selbstverständlich nicht zweckdienlich, jeden Ton im Lautsprecher 36 gerade unterhalb der individuellen Hörschwelle, bei der idie Hörempfindung für den betreffenden Ton einsetzt, zu erzeugen, wenn keine Musik erwünscht ist, weil dann ein unerwünschtes Rauschen infolge der zusammenkommenden Wirkung aller Tongeneratoren zustande käme. Die Leistungsabgabe jedes Tongenerators, z. B. 27-1, sollte infolgedessen noch einen weiteren Grad. z. B. etwa um 20 Dezibel, unter der Hörbarkeit gedämpft werden, wenn kein Ton aus dem Generator erforderlich ist. Der Bereich der Kurve A-B kann zur Erzeugung solcher Extradämpfung unterhalb der Hörschwelle benutzt werden.It would of course not be useful to have every note in the loudspeaker 36 just below the individual hearing threshold at which i the hearing sensation for to produce the relevant tone when no music is desired, because then an unwanted noise due to the combined action of all the tone generators would come about. The power output of each tone generator, e.g. B. 27-1, should as a result yet another degree. z. B. about 20 decibels, attenuated below audibility when no sound from the generator is required. The area of the curve A-B can be used to generate such extra attenuation below the hearing threshold.

Eine gegebene kleine Dezibelzunahme in der Lautstärke ist von größerer Bedeutung für laute Töne, und es ist deshalb im Falle einer spielergesteuerten Vorrichtung erstrebenswert, am lauten Ende des Bereiches eine feinere Regelung zu erzielen. Die Empfindungsfähigkeit hat ein Maximum unterhalb der oberen Hörschwelle. Die größere Bedeutung je Dezibel für laute Töne ergibt sich daraus, daß bei größer werdendem Schalldruck schließlich die Schmerzschwelle erreicht wird.A given small decibel increase in volume is greater Meaning for loud sounds and it is therefore in the case of a player controlled device It is worth striving to achieve finer regulation at the loud end of the range. Sensibility has a maximum below the upper hearing threshold. The bigger one The importance of each decibel for loud tones results from the fact that with increasing Sound pressure eventually reaches the pain threshold.

Eine feinere Regelung am lauten Ende des Bereiches ist gemäß der vorliegenden Erfindung erreichbar, wie aus dem Bereich C-D des in Fig. 10 dargestellten Schaubildes zu ersehen ist. Wenn sich die bewegliche Elektrode 21 der feststehenden Elektrode 25 nähert, so fällt die Geschwindigkeit der Zunahme der in Dezibel ausgedrückten Lautstärke des Tones ab, wie aus dem Bereich C-D ersichtlich. Daher erzeugt in diesem Bereich eine gegebene Bewegung der beweglichen Elektrode 21 eine kleinere Änderung in der Lautstärke, so daß eine feinere Regelung vom Spieler erzielt werden kann.A finer regulation at the loud end of the range is in accordance with the present Invention achievable, as from the area C-D of the diagram shown in FIG can be seen. When the movable electrode 21 of the fixed electrode As it approaches 25, the rate of increase in decibels falls Volume of the tone down, as can be seen from the area C-D. Hence generated in this A given movement of the movable electrode 21 has a smaller change in volume, so that a finer control can be achieved by the player.

Die -Neigung der Kurve im Bereich A-C des in Fig. 10 dargestellten Schaubildes kann durch Änderung der Form der Elektroden 21 und 25, z. B. durch eine größere Abrundung oder bessere Spitze der beweglichen Elektrode 21, in gewissem Ausmaß beeinflußt «erden.The slope of the curve in area A-C of that shown in FIG Diagram can be made by changing the shape of the electrodes 21 and 25, e.g. B. by a larger rounding or better tip of the movable electrode 21, to a certain extent Extent affected «earth.

Die Wirkungsweise geht bereits aus der vorstehenden Beschreibung hervor. In der in Fig. 1 gezeigten Anfangsstellung, in der sich die bewegliche Elektrode 21 in ihrer größten Entfernung von der feststehenden Elektrode 25 befindet, ist die bewegliche Elektrode 21 vorzugsweise zehnmal die Breite des Schlitzes 24 von der Abschirmung 23 entfernt. In diesem Falle wäre die elektrische Kapazität zwischen den Elektroden 21 und 25 nahezu vernachlässigbar, selbst wenn die sie trennende Entfernung nur etwa 6 mm betrüge. Diese geringe Kapazität bei der relativ kleinen Trennung ergibt sich aus dem Vorhandensein der Abschirmung 23.The mode of operation is already apparent from the description above. In the initial position shown in FIG. 1, in which the movable electrode 21 is at its greatest distance from the fixed electrode 25 , the movable electrode 21 is preferably ten times the width of the slot 24 from the shield 23. In this case, the electrical capacitance between electrodes 21 and 25 would be almost negligible, even if the distance separating them were only about 6 mm. This low capacitance with the relatively small separation results from the presence of the shield 23.

In dieser Stellung ist kein Laut aus dem Tongenerator im Lautsprecher 36 hörbar. Beim Hinunterdrücken der Taste 1 bewegt sich die bewegliche Elektrode 21 nach und durch den Schlitz 24, wobei sich die Kapazität zwischen den Elektroden 21 und 25 vergrößert und die Wechselspannung vom Tongenerator 27 zum Gitter der Röhre 34 mit zunehmender Stärke übertragen wird. Die Wechselspannung wird durch die Röhre 34 des Vorverstärkers und dem Endverstärker 35 verstärkt und erreicht und geht über die Schwelle hinaus, die erforderlich ist, um einen hörbaren Ton aus dem Lautsprecher 36 zu erhalten. Infolgedessen hat der Spieler eine beträchtliche Kontrolle über den durch das "Niederdrücken einer der Tasten erzeugten Tonangriff. Die Art und Weise, wie die vorliegende Erfindung die bisher bestehenden ernsthaften Schwierigkeiten zur Erzielung eines ähnlichen Resultats überwindet, ist augenscheinlich.In this position there is no sound from the tone generator in the loudspeaker 36 audible. When key 1 is depressed, the movable electrode moves 21 gradually through the slot 24, whereby the capacitance between the electrodes 21 and 25 enlarged and the AC voltage from the tone generator 27 to the grid of Tube 34 is transmitted with increasing strength. The AC voltage is through the tube 34 of the preamplifier and the power amplifier 35 amplified and reached and goes beyond the threshold that is required to produce an audible sound the speaker 36 to get. As a result, the player has a sizable Control over the tone attack generated by "pressing down one of the keys. The manner in which the present invention complies with the heretofore existing seriously Overcoming difficulties in achieving a similar result is evident.

Es ist klar, daß bei ,der bisher beschriebenen Vorrichtung, in der musikalische Töne erzeugt werden sollen, verschiedene Modifikationen zur Erzielung musikalischer Effekte zur Anwendung gelangen können. Es soll daher auf eine besondere Vorrichtung hingewiesen werden, bei welcher die »Klarheit« der Klänge mit zunehmender Lautstärke zunimmt.It is clear that in the device described so far, in the musical tones are to be generated to achieve various modifications musical effects can be used. It should therefore focus on a special Device should be pointed out, in which the "clarity" of the sounds with increasing Volume increases.

In der Erörterung der Fig. 6 wurde angenommen, daß, wenn die Taste 10 heruntergedrückt ist, die Größe der Dämpfung zwischen den verschiedenen beweglichen Elektroden und den ihnen entsprechenden feststehenden Elektroden um dieselbe Größe abnimmt, wozu die in Fig. 10 dargestellte Kurve zu vergleichen ist. Es ist jedoch gut möglich, die Konstruktion der in Fig.6 dargestellten Vorrichtung so auszuführen, <laß die Dämpfung nicht um dieselbe Größe zwischen jeder beweglichen Elektrode und den zusammenarbeitenden feststehenden Elektroden jeder beweglichen Elektrode abnimmt, wenn Taste 10 niedergedrückt ist.In the discussion of FIG. 6, it was assumed that when the key 10 is depressed, the amount of damping between the different movable Electrodes and their corresponding fixed electrodes by the same size decreases, for which purpose the curve shown in FIG. 10 is to be compared. However, it is It is quite possible to design the device shown in Fig. 6 in such a way that <don't let the attenuation be the same between each movable electrode and the cooperating fixed electrodes of each movable electrode decreases when key 10 is depressed.

Man kann z. B. die beweglichen Elektroden allmählich kürzer oder länger machen, und in einem solchen Falle weist die Schnelligkeit der Dämpfungsabnahme eine Abstufung von einer beweglichen Elektrode zur nächsten auf, wenn die Taste 10 niedergedrückt wird.You can z. B. the movable electrodes gradually shorter or longer make, and in such a case, the rapidity of the attenuation decrease a gradation from one movable electrode to the next on when the key 10 is depressed.

Wenn in einer wie der in Fig. 6 dargestellten Vorrichtung aufeinanderfolgende bewegliche Elektroden aufeinanderfolgende höhere Frequenzen (z. B. Harmonische) steuern, indem man die beweglichen Elektroden progressiv länger macht, um das relative Hervortreten der höheren Frequenzen zu vergrößern, so wird eine bessere »Klarheit« des Gesamtklanges beim Niederdrücken der Taste 10 erzielt.When in a device such as that shown in FIG movable electrodes successive higher frequencies (e.g. harmonics) control by making the movable electrodes progressively longer to the relative To enlarge the emergence of the higher frequencies, a better "clarity" of the overall sound achieved when the key 10 is depressed.

Die Schaffung beweglicher Elektroden progressiv veränderlicher Länge dient zur Erzeugung größerer Klarheit, aber der Nachteil besteht darin, daß es nicht leicht ist, diese schnell einzuregeln. Ist eine Einstellung beabsichtigt, so kann dieselbe Wirkung dadurch erzielt werden, daß man den beweglichen Elektroden dieselbe Länge läßt und die feststehenden Elektroden progressiv weiter von der Taste 10 entfernt. Eine zweckmäßige Konstruktion besteht darin, die Bodenplatte 13 kippbar um eine Achse parallel zur Drehachse der Taste 10 anzuordnen, wobei eine geeignete Vorrichtung zur Änderung der Winkelstellung der Bodenplatte 13, z. B. ein -Nocken, vorgesehen sein kann. Da die Größe der notwendigen Winkelbewegung nur gering wäre, würde die Bewegung der Bodenplatte 13 nicht die Funktion der Feder 19 in bezug auf Taste 10 stören.The creation of movable electrodes of progressively variable length is used to provide greater clarity, but the disadvantage is that it is not it is easy to adjust this quickly. If an adjustment is intended, it can the same effect can be obtained by giving the movable electrodes the same Can length and the fixed electrodes progressively further away from the key 10. An expedient construction is to tilt the base plate 13 around a To arrange the axis parallel to the axis of rotation of the button 10, with a suitable device to change the angular position of the base plate 13, for. B. a cam provided can be. Since the size of the necessary angular movement would only be small, the Movement of the bottom plate 13 does not have the function of the spring 19 with respect to button 10 disturb.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Capacitive switching device for electronic musical instruments with stationary electrodes and these opposing movable electrodes in the manner of a variable capacitor, in which the electrodes are shielded from external fields, characterized in that the stationary electrodes (25, 41, 53 to 55 or 72, 73) are individually enclosed on all sides with a shield (23, 49, 56 to 57 or 66 to 69) in such a way that only one slot (24, 50 to 52) for the entry of the movable electrodes (21, 40, 46 to 48, 60 'to 64', 82) remains open.

2. Capacitive switching device according to claim 1, characterized in that the shield (23 or 66 to 69), which the slots for the entry of the movable electrodes (21 or 60 'to 64 'or 82), lies approximately in the plane of the stationary electrodes and in Direction to this at a distance in front of the stationary electrodes (25 or 72, 73) ends.

3. Capacitive switching device according to claim 1 or 2, characterized in that that, the switching device from several equal spaced apart stationary insulating electrode carriers (60 to 65), each of which on opposite sides two parallel to each other at the same height stationary electrodes (72, 73) and metal strips running parallel to their upper edge (66) with these covering insulating strips (75, 79) carries, and that between two such adjacent electrode carriers (60, 61 and 61, 62 and 62, 63 and 63, 64 and 64, 65) sheet-like electrodes (60 ' up to 64 '), the front edge of which in the rest position of the key is approximately at the level of the upper edge the electrode holder is stationary and can be moved.

4. Capacitive switching device according to claims 1 and 3, characterized in that the shield (66) of each Electrode carrier (60 to 65) is a U-shaped bent metal strip that the Upper edge of the electrode carrier overlaps in an arc shape, and that the depth of the to shields located on both sides of the electrode holder (corresponding to 75 and 79) at least equal to the depth of the stationary electrode (72, 73) opposite the movable electrodes and greater than the distance between each of these shields and the movable electrode.

5. Capacitive switching device according to the claims 1 and 3, characterized in that each of the electrode carriers (60 to 65) consists of two insulating supports (70 and 71) with a conductor arranged between the two (67) e.g. B. a metal foil, which with the central shield (67) in an electrically conductive base plate (13, 69) are used.

6. Capacitive switching device according to claim 1 and one of the following, characterized in that the U-shaped bent conductor (66) with the grounded central shield, the conductor (67) through a lead (68) is electrically connected.

7. Capacitive switching device according to claim 1 and following, characterized in that the electrode carriers (60 to 65) with their stationary electrodes (72, 73) and their shields, metal strips (66) and conductors (67) extend in the longitudinal direction of the keyboard of the electronic Musical instrument extend and all stationary electrodes and the generators are connected to the tone generators via the line (29) and the movable electrodes. Peers considered: U.S. Patents Nos. 2,646,468, 2,329,544, 2463597.