KR830002087B1 - 전기 제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전기 제어장치

제1도는 음악합성장치를 간단한 형식으로 도시한 도면이다.

제2도는 본 발명의 한 특징을 구체화한 제어장치의 수직단면도이다.

제2a도는 제2도의 일부분의 확대상세도이다.

제3도는 제어장치를 제2도의 화살표 Ⅲ의 방향에서 본 정면도이다.

제4도는 제2도에 도시된 제어장치의 일부분의 전기적 배열을 도시한 도면이다.

제5도는 제어장치의 다른 부분의 전기적 구조를 도시한 도면이다.

제6도는 제5도의 전기적 구조의 변경된 형태를 도시한 도면이다.

제6a도는 변경된 전기적 구조에 적합하게 수정된 제어장치를 도시한 도면이다.

본 발명은 전기 제어장치에 관한 것이며, 특히 전자음악 합성장치, 전자악기 혹은 하나이상의 전자음악 모듈(module)를 제어하는데 유용한 전기제어장치에 관한 것이다.

일반으로 알려져 있는 음악합성장치는 전압제어 발진기(VCO) 및 전압제어 여파기(VCF)를 포함한다.

VCO는 2개의 출력이 있는데 그 하나에서는 구형파(矩形波) 신호가 발생하며 다른 하나에서는 삼각파 신호가 발생된다. 이 두 출력은 각각 분리저항을 통해 공통모선에 접속된다. 이 모선은 2극 선택스위치의 한쪽의 고정극에 접속됨과 동시에 또한 다른 분리저항을 통해 VCF의 입력에 접속된다. 이 VCF의 출력은 또한 선택 스위치의 다른 고정극에 접속된다. 선택기 스위치의 가동극은, 합성장치의 출력신호를 발생시키는 전압제어 증폭기(VCA)의 입력에 접속되며, 따라서 선택스위치에 의하여 합성장치의 사용자는 출력신호를 VCO의 여파되지 않은 출력으로부터 취출할 것인지 혹은 VCF에 의해 변형을 받은 VCO의 출력으로부터 취출할 것인지를 결정할 수 있게 된다.

VCO의 출력신호의 기본 주파수는, 그 신호가 구형파 신호든지 혹은 삼각파 신호든지간에 제어 전압을 VCO에 인가함으로써 결정된다. 마찬가지로, VCF가 사용될 경우에는 VCF가 VCO으로부터 신호를 변형하는 양식이(만약 요구된다면) 또한 제어전압(다른 스위치를 통해)을 VCF에 가함으로써 결정될 수 있다.

제어전압원으로서는 양단을 직류전원에 접속시킨 저항성 재료의 스트립(strip) 및 도전성 탐침(探針)으로 구성되는 리본(ribbon)식 제어장치를 사용하고, 저항성 스트립을 따라 임의의 점에서의 전압을 탭(tap)하여 VCO 및 VCF의 제어전압으로 하는 것이 가능하다. 따라서 탐침이 저항성 스트립에 접촉된 위치에 의해 선택스위치를 통해 VCA에 공급되는 신호의 주파수가 결정된다.

VCO로부터 발생하는 두 출력신호의 진폭은 주파수와는 독립하여 각각 대응하는 통상의 포텐시오미터(potentiometer)에 의해 제어된다. 마지막으로, 합성장치 회로는 주파수 제어탐침 및 진폭제어 포텐시오미터와는 개별적으로 동작되는 간단한 1위치 트러거 스위치를 포함하고, 이것에 의하여 VCA를 턴언(turnon)시키는 것으로 되어 잇다. 트리거 스위치는 간단한 푸쉬-버튼(push-button)으로 할 수 있으며, 그 경우 VCA는 푸쉬-버튼을 누름으로써 턴언되어 그 후 턴언자체에 의하여 정하는 소정주기후 어프(off)상태로 되거나, 또는 만일 VCA가 "언(on)" 위치에 있는 "지속" 제어장치를 가지면, 푸쉬-버튼에 대한 압력이 제거될때까지 언 상태를 지속한다. 합성장치 회로는 다른 외부 트리거 스위치 혹은 트리거 원(原)을 인입하기 위한 잭(jack)을 또한 포함한다.

합성장치의 수동조작은 주파수와 진폭을 독립하여 변화시키기 위해서 포텐시오미터의 조절과 탐침의 이동을 독립해서 행해야 하므로 한 손만으로는 행하기 힘든 극히 복잡한 것이라는 점에 주목해야 한다.

이때 트리거 푸쉬-버튼을 조정해야 하므로 더욱 어렵다는 것이 명백해진다.

본 발명의 한 특징에 의하면, 베이스(base) 부재, 상기 베이스 부재에 대해 그 길이를 횡절하는 방향으로 움직일 수 있도록 장치된 기다란 지지부재, 기다란 지지부재를 그 길이를 횡절하는 1방향으로의 이동을 방해하도록 영점 위치(null position)를 향하여 바이어스(bias)하는 바이어스 장치, 그리고 포텐시오미터를 포함하는 전기제어장치가 제공되는데, 상기 포텐시오미터는 지지부재에 의해 지지되며 지지부재의 길이를 따라 뻗쳐진 기다란 저항성 부재 및 이 저항성부재의 양단간의 위치에 접촉할 수 있는 감지전극으로서 양단이 전압원의 양극에 각각 접속되어 있을 때 감지전극이 저항성부재에 접촉하는 지지장치를 따라 위치를 변화시킴으로써 선택적으로 변동시킬 수 있는 전압을 탭할 수 있는 감지전극으로 구성되며, 상기 저항성 부재는 감지전극을 저항성부재에 접촉시켰을때 기다란 지지부재가 베이스부재에 관하여 1방향으로 바이어스 장치에 거역하여 이동되도록 상기 지지장치에 대하여 배치되어 있으며, 그리고 이 전기제어장치는 또한 상기 지지부재에 연결된 제1부분 및 상기 베이스 부재에 연결된 제2부분을 가지는 위치 픽엎(pick-up) 장치를 포함하며 이들 양 부분들은 상기 베이스 부재에 대한 상기 지지부재의 위치에 의존하는 전기적 아날로그(analog) 신호를 발생시키도록 배열 및 연결되며, 또한 이 장치는 또한 상기 지지부재가 영점위치로부터 바이어스 장치에 거역해서 이동하여 개시임계위치를 통과하면 소정의 응답을 발생하고 그리고 상기 지지부재가 개시임계위치를 넘은 곳으로부터 영점위치를 향해 복귀이동하여 종료임계위치를 통과하면 소정의 응답을 종료하는 장치를 포함하고 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 신호발생 장치의 두 단자 상이에서 선택된 주파수의 전기 신호를 발생하는 신호 발생기 장치와, 양단자에 접속되어 선택된 주파수의 신호를 받아서 그 전기적 신호 에너지를 다른 형식의 에너지로 변환시키기 위한 변환장치 및 상기 신호발생 장치로부터 상기 변환장치로 공급되는 전기신호를 선택적으로 변동가능할 정도로 감쇄시킬 수 있도록 상기 단자들 사이에 접속된 가변저항을 포함하는 전기식 신호발생기가 제공된다.

본 발명이 일층 잘 이해될 수 있게 또 본 발명의 실시양태를 표시하기 위해 이하 첨부 도면을 참조하면서 실시예에 대하여 설명한다.

제1도에 도시된 음악합성장치는 두개의 출력(하나는 구형파신호를 제공하며 다른 하나는 삼각파 신호를 제공한다)을 가지며 음역조절용 포텐시오미터(27)과 두개의 진폭제어 포텐시오미터(28/28')(두 출력에 의해 각각 제공된 신호들을 감쇄시키기 위해)을 갖는 전압제어 발진기(VCO) 및 전압제어 여파기(VCF)(21)을 포함한다. 간명하게 하기 위해, VCO의 출력중 하나만 나타나 있다.

VCO 및 VCF는 하나 혹은 둘다, 예를 들면, 포텐시오미터와 같은 주파수 제어 전압원(22)로부터의 제어전압에 응답할 수 있도록 배열되고 연결되었다. VCO 및 /혹은 VCF의 출력은 전압 제어 증폭기(VCA)(23)에 연결되었으며, 트리거원(24)로부터 제어전압을 받는다. VCA(23)의 출력은 출력 증폭기(29)를 통과해서 이어폰(earphone)(32), 녹음장치(31) 혹은 확성기(36)이 뛰따르는 전력증폭기(30)에 공급된다. 이러한 설계는 파이아(PAIA)전자회사에서 제조한 "노움(Gnoum)" 합성장치의 설계에 근거를 둔 것이다.

"노움" 합성장치의 경우에는, 주파수 제어전압원(22)는 도전성 탐침이며, 양단을 직류 전압원에 접속된 저항성 물질의 스트립에 접촉시켜서 소망의 주파수 제어전압을 얻을 수 있다. 트리거원(24)는 간단한 푸쉬-버튼 스위치이다. "노움" 합성장치를 동작시키기 위해서는, 푸쉬-버튼 스위치를 누르고, 탐침을 저항성 스트립에 접촉시켜서 요구되는 주파수가 발생하도록 조절하며, 또한 두개의 진폭제어포텐시오미터를 조절하여 요구되는 음량의 출력을 얻는다.

제2도에 도시된 제어장치는 이 세가지 기능(트리거기능, 주파수 제어기능 및 전체 음량제어기능) 전부를 손가락 하나만을 사용하여 수행할 수 있게 한다.

제어장치는 힌지(hinge)(2)에 의해 본질적으로 강성의 기다란 판(3)에 연결된 베이스(1)을 포함한다.

도시된 바와 같이, 판(3)은 수평이지만, 판(3)의 좌단에 손가락으로 압력을 가하면 판(3)은 반시계방향(제2도에서 보아)으로 회전할 수 있다. 판(3) 및 베이스(1) 사이에 연결된 장력스프링(4)는 판(3)의 그러한 회전운동에 저항하여 판(3)을 수평위치로 복귀시킨다.

판(3)의 좌단부 상면에는 제2a도에 확대되어 도시된 주파수 제어 스트립(5)가 배열되어 있다. 주파수 제어스트립은 하측의 접착제로 판(3)의 상면에 고정된 금속스트립(6)와, 금속스트립(6)의 양단부를 덮으며 중앙구역을 노출시키고 있는 2개의 길이의, 예를 들면, 양면 접착 테이프로 구성되는 간격자(spacer)스트립(7)과 양면접착 테이프로 구성되는 간격자 스트립(7)에 양단부를 고정시킨 하부 표면에 자기(磁氣) 유제(乳劑)를 갖는 한 길이의 녹음테이프(8)로 구서오디는 저항성 스트립과 비도전성의 레이온(rayon) 리본의 보호덮개로 구성된다.

보통, 양면접착 테이프의 간격자 스트립(7)은 녹음 테이프(8)을 스트립(6)으로부터 떨어져 있게 한다.

그러나, 덮개(9)에 압력이 가해지면, 녹음테이프(8)은 스트립(6)상에 눌려져서 양자간의 전기적 접속이 이루어진다.

주파수 제어전압원(22)의 능동 부분을 형성하는 스트립(6) 및 테이프(8)이 전기적 구조는 제4도에 나타나 있다. 즉, 테이프(8)의 양쪽 끝은 각각 음역조절을 가변 저항기(10) 및 다이오드 드롭(drop)(33)을 통해 질류전압원의 양극 및 음극에 접속되어 있다. 금속 스트립(6)은 효율적으로 와이퍼(wiper) 접촉을 형성하여 덮개(9)에 압력이 가해지는 점의 판(3)에 연한 위치에 의존하는 전압을 테이프(8)로부터 탭어프시키며 그 전압을 전자음악 합성장치의 VCO 및 / 혹은 VCF에 인가한다.

실제로 사용된 녹음 테이프는 약 50,000오옴/ 인치의 저항을 갖는 스카치(scotch) 208번이다. 테이프는 제어장치가 "노움" 합성장치의 회로에 접속될때 접촉점의 테이프에 연한 위치와 주파수 사이에 보다 직선적인 관계를 이루게 하기 위해서 저항으로 브리지(bridge)되어 있다.

판(3)에는, 제2도의 도시와 같이, 우측 모서리 근처에, 한쌍의 발광 다이오드(LED)(11) 및 (12)(각각 점광원 및 투명 렌즈를 갖는 아쳐(Archer)(276-091)이 있으며, 베이스(1)에는 (LED)(11) 및 (12)로부터 광출력을 각각 수신하기 위해 2개의 광검출기(13) 및 (14)가 장치되어 있다.

(LED)(11) 및 (12)와 광검출기(13) 및 (14)의 전기적 배치는 제5도와 같다. 광검출기(13)은 출력증폭기(29)의 출력 양단에 접속된 가변감쇠기의 능동부분을 형성하는 광의존저항(LDR)이다.

LDR(13)은 (LED)(11)의 낮은 광출력광을 보상하기 위해 포함된 2개의 저항을 가지는 T-회로망내에 접속되어 있다. 이러한 저항이 없으면, 얻어지는 최대 감쇠가 요구되는 것보다 적어진다.

보다 밝은 광원(11) 혹은 보다 고감도의 광검출기(13)을 사용하면 이러한 저항이 필요 없다.

광검출기(14)는 슈미트(schmitt) 트리거로서 작동시키기 위해 접속된 555형(型)의 집적회로 팩(pack)을 포함하는 슈미트 트리거 회로(15)에 접속된 광다이오드(아쳐 276-1602)이다. 슈미트 트리거 회로(15)의 출력은 발광다이오드(16)(확산렌즈가 있는 아쳐 276-047 점보 LED) 및 광의존저항(17)로 구성되는 옵토아이솔레이터(opto-isolator)를 통해 합성장치의 트리거 스위치의 단자에 접속된다.

판(3)이 제2도와 같은 위치에 있으면 (LED)(11) 및 (12)로부터의 광속은 각각 광검출기(13) 및 (14)상에 완전히 입사한다. 따라서 LDR(13)은 최소 저항값을 가지며 합성장치의 음향 출력은 효과적으로 단락된다.

광다이오드(14)는 도전성이 높아지며 따라서 그것의 양극 / 음극간의 전압 강하는 낮아진다. 슈미트 트리거 회로(15)는 이러한 상황에서 저출력을 제공하도록 세트된다. 판(3)의 좌측모서리를 누르면 (LED)(11) 및 (12)로부터의 출력광속은 광검출기(13) 및 (14)상에 완전하게는 입사하지 않게 되므로 LDR(13)의 저항은 증가하며 광다이오드(14)의 도전성이 줄어들며 그 양극 / 음극간의 전압강하는 증가하게 된다.

트리거 회로(15)는 판(3)의 좌측 모서리가 약간 눌러져서 개시임계 위치를 통과하면 트리거 회로(15)의 출력이 급속히 고레벨(高 level)로 증가하며 따라서 (LED)(16)은 LDR(17)을 즉시 조명하여 LDR의 저항이 급속하게 감소하도록 구성되어 있다. LDR(17)은 "노움" 합성장치에서 채용된 푸쉬-버튼 스위치를 대치한, 트리거원(24)의 능동부분이며 LDR(17)에 대한 조명은 합성장치의 VCA(23)을 켜는 효과를 갖는다.

LDR(13)에 대한 조명의 감소는 합성장치의 음향출력의 감쇠도를 감소시키는 효과를 가지며, 따라서 이어폰, 녹음장치 혹은 확성기에 도달하는 출력신호의 진폭을 증가시키는 작용을 가진다.

슈미트 트리거 회로(15)는 판(3)의 종료임계위치, 즉 트리거 회로의 출력이 낮은 값으로 복귀하게 하기 위해서 판(3)이 통과하여야 하는 위치가 판(3)의 수평 혹은 영점위치와 개시임계위치 사이에 놓이도록 되어있다. 그러나 다른 형식의 트리거 회로에서는 개시임계위치 및 종료임계위치는 일치하는 것도 있다.

VCA는 슈미트 트리거 회로(15) 출력이 높아진 후 소정시간 동안 언상태를 유지하며 이 소정기간이 끝나면 슈미트 트리거 회로의 출력이 아직 높더라도 VCA가 언위치에 있는 "지속" 스위치를 갖지 않는 한 VCA는 턴언된다. VCA가 지속스위치를 가지고 그것이 언위치에 있는 경우는 슈미트 트리거 회로가 고출력을 갖는 한, VCA는 언상태가 유지되며, 트리거 회로의 출력이 낮아지면 턴어프된다. VCA가 언상태일때, 판(3)의 반시계방향의 회전이 클수록, 합성장치의 최종적 출력 진폭은 크게 된다.

따라서, 레이온 리본(9)에 압력을 가해 판(3)을 개시임계위치 이상으로 회전시키면, VCA는 커지며, VCO 및 / 혹은 VCF는 레이온 리본(9)상에 가해지는 압력의 위치에 따라 결정되는 주파수 제어전압을 수신하며, 합성장치의 음향출력의 진폭은 판(3)이 회전한 각도에 따라 결정된다. 따라서, 레이온 리본(9)에 손가락 하나만을 가함으로써, 합성장치의 조작자는 VCA를 자동적으로 트리거할 수 없으며 연속적으로 또한 동시에 주파수 및 진폭을 제어할 수 있다.

도시된 제어장치는 빠르고 미묘한 인토네이션(intonation)의 변화를 만들 수 있는 것과 진정한 비브라토(vibrato)(주파수의 연속적 동요)를 내는 것과 트레몰로(tremolo)(음의 크기의 연속적 동요), 각각의 액센트(accent), 크리센도(criscendos), 다미뉴엔도(diminuendos) 및 테라스 다이네믹스(terrece dynamics) 등의 변동을 부여하는 것을 포함하여 건반상의 선형제어장치를 가지는 통상의 이점을 구비하고 있다.

VCO의 음역조절용 포텐시오미터(27) 및 음역조절용 가변저항기(10)을 주의깊게 조절함으로써 특정한 3옥타브(octave) 반음계를 18인치 제어스트립상에 형성할 수 있으며, 제어스트립상의 서로 인접한 2음 사이의 거리는 제어스트립의 전 길이에 걸쳐 일정하다. 이것은 도시된 제어장치를 사용하여 건반장치를 사용할때처럼 용이하게 조율된 반음계음의 높이를 조절할 수 있게 한다.

제6도에는, 제5도에 도시된 회로를 변경한 회로가 도시되어 있다. 제6도에서, (LED)(11) 및 LDR(13)은 각각 판(3) 및 베이스(1)에 장치되지 않고 서로 상대적으로 고정되어 있다. 그리고, (LED)(11)은 트랜지스터(18)의 콜렉터와 에미터 사이에 접속되었으며, 트랜지스터(18)의 베이스는 광다이오드(14)의 음극에 접속되어 있다. 다른 LDR(19)(점광원 및 투명렌즈를 갖는 아쳐 276-091)은 (LED)(11)과 병렬로 접속되어 제2광다이오드(14')(아쳐 276-1602)를 조명한다. LDR(19) 및 광다이오드(14')는 옵토아이솔레이터를 형성하여 광다이오드(14')는, 그 출력이 (LED)(16) 및 (LED)(17)을 포함하는 옵토아이솔레이터에 접속된 슈미트 트리거 회로(15)에 연결되어 있다.

제6도 및 제5도의 회로의 또 다른 차이점은 제6도의 경우에는 (LED)(12) 및 광다이오드(14)가 회전각이 증가함에 따라(제6(a)도와 같이) 광다이오드에 대한 조명이 증가하도록 되어 있으며, 따라서 광다이오드(14)의 양극 / 음극간의 전압강하는 판(3)의 좌단부가 최대한 눌러질때까지 감소한다. 트랜지스터(18)은 인버터(inverter)로서 동작한다. 따라서 광다이오드(14)에 대한 조명이 증가함에 따라 (LED)(11) 및 (19)에 의한 (LED)(13) 및 광다이오드(14')의 각각에 대한 조명은 감소한다. 따라서 판(3)의 반시계방향 회전이 LDR(13) 및 LDR(17)의 저항값에 미치는 효과는 제6도의 경우도 제5도의 경우와 동일하다.

이 좀 더 복합한 회로는 두 개의 다른 광원의 위치를 가동판상에서 조정할 필요성을 백제한다는 잇점이 있다.

옵토아이솔레이터(16)(17) 및 (19)(14')의 목적은 이 장치의 여러 단계 사이의 귀환 혹은 누출을 막는데 있다.

필요하면, 광다이오드(14)(제5도 및 제6도) 및 (14')(제6도)는 광의존 저항들로 대치될 수 있다.

제어장치의 또 하나의 변경에 있어서는, 광원(군) 및 검출기(군)은 상대적으로 고정된 위치에 장치하며 판(3)의 각(角)위치에 의해 제어되는 이동셔터(shutter)를 사용하여 검출기에 의해 수신되는 광속의 강도를 변화시키게 한다.

제2도에서 제5도 및 제6도까지에서 사용된 광원 / 검출기 쌍(雙)은 비광학적 장치로 대치될 수 있다. 예를 들면, 각 신호원은 자석으로 각 신호 검출기는 코일로 대치될 수 있다. 혹은 각 검출기는 압전장치로 그리고 각 신호원은 관련된 압전장치에 가압하는 장치로 대치될 수 있다.

본 발명은 청구범위에 정의된 본 발명의 원칙으로부터 이탈됨이 없이 개변이 가능하다는 것은 본 기술에 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이므로 이상에서 도시되고 서술된 특정한 구조에만 한정되는 것이 아님을 이해하여야 할 것이다.

Claims (1)

1. 전기제어장치로서 기다란 지지부재와, 지지부재에 의해 지지되고 지지부재의 길이를 따라 뻗어 있는 기다란 저항성 부재와 이 저항성 부재의 양단간의 위치에 접촉될 수 있게 된 감지전극으로서 양단이 전압원의 반대극성의 두 극에 각각 접속되어 있을 때 감지전극이 저항성 부재에 접촉되는 점의 지지부재에 따라 위치를 변화시켜 선택적으로 변화시킬 수 있는 전압을 취출하는 것이 가능한 감지전극을 포함하는 포텐시오미터를 포함하고, 베이스 부재(1)로서 그 상부에 지지부재(3)이 지지부재(3)의 길이를 횡절하는 방향으로 베이스부재(1)에 관하여 이동할 수 있게 장치된 베이스부재(1)와, 지지부재(3)가 그 길이를 횡절하는1방향으로 영점위치로부터 벗어나 행하는 이동을 방해하도록 지지부재(3)을 바이어스하는 바이어스장치(4)와, 감지전극(6)의 저항부재(8)에 대한 접촉에 의하여 지지부재(3)의 베이스부재(1)에 관한 1방향으로의 이동이 바이어스장치(4)를 거역하여 야기될 수 있게 저항성부재(8)이 지지부재(3)에 대해 배치되어 있고, 제1부분(11)이 지지부재(3)에 연결되고 제2부분(13)이 베이스부재(1)에 연결되어 있고 양부분이 지지부재(3)의 베이스부재(1)에 관한 위치에 의존하는 아날로그 전기신호를 발생하게 배치접속된 위치 픽엎장치(11, 13)와, 지지부재(3)이 영점위치에서 바이어스장치(4)에 거역하여 이동해서 개시임계위치를 통과하면 소정의 응답을 발생하고, 또한 지지부재(3)이 개시임계위치를 넘은 위치로부터 영접위치를 향하여 복귀이동해서 종료임계위치를 통과하면 소정응답의 발생을 종료하도록 되어 있는 장치(12, 14, 15)를 특징으로 하는 전기제어장치.

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