电子鼓

技术领域

本发明涉及电子鼓。

背景技术

需要改进的电子鼓。

发明内容

在一个方面，因此，提供了一种电子鼓。电子鼓可以包括底部构件。电子鼓还可以包括鼓面或鼓垫。电子鼓还可以包括鼓传感器。鼓传感器可以包括安装在鼓面上并具有谐振频率的无源谐振电路、以及例如安装在底部构件上并被配置为以谐振频率激励无源谐振电路的有源谐振电路。电子鼓还可以包括传感器驱动器，以用于利用处于谐振频率的RF驱动信号来驱动有源谐振电路。电子鼓还可以包括检测器，以用于检测来自被驱动的有源谐振电路的RF信号的电平，用于感测鼓面的位置和/或速度。电子鼓还可以包括信号处理器，其耦接到检测器，并且被配置为处理所检测到的RF信号的电平，以感测鼓面的位置和/或速度，用于确定鼓面何时被击打。

在一些实施方式中，信号处理器被配置为处理所检测到的RF信号的电平以确定鼓面上鼓面被击打的位置。该位置可以由单个鼓传感器确定，例如由所检测到的RF信号电平的波形或幅度来确定，或者使用复数个鼓传感器确定。

因此，在实施方式中，所检测到的RF信号的电平限定了鼓面响应波形，并且信号处理器被配置为根据单个鼓传感器的鼓面响应波形来确定在鼓面上的击打的径向位置和/或鼓面的速度。

信号处理器可以进一步被配置为处理所检测到的RF信号的电平，以确定击打鼓面时击打鼓面的力度和与鼓面接触的持续时间中的一个或两个。

信号处理器可以被配置为处理所检测到的RF信号的电平，以确定鼓面上鼓面被击打的位置。这是有利的，因为声音产生系统(例如，鼓声产生系统)的用户可能希望将不同的声音分配给鼓面的不同区域。因此，用户可以指定当击打鼓面的边缘时演奏“钹”音，当击打鼓面的中心时演奏“响弦”音。因此，由于信号处理器能够确定击打发生在哪里，所以可以仅使用一个鼓面来演奏许多不同的声音。任何其它变化可以被分配给鼓面的不同区域，实施例有利地提供了击打位置的精确感测。

信号处理器可以进一步被配置为处理所检测到的RF信号的电平，以确定击打鼓面时击打鼓面的力度和与鼓面接触的持续时间中的一个或两个。有利地，与对击打仅具有二元开/关响应的电子鼓相比，这提供了响应更好的电子鼓。信号处理器可以处理以下中的一个或多个：鼓面的确定的最大速度；鼓面的加速度；以及鼓面行进的总距离，以确定击打鼓面的力度。可以通过处理在鼓面开始移动回到其未移位位置(即，鼓面在被击打之前的位置)之前的鼓面的测量位移来确定接触的持续时间。接触可以在工具(例如鼓槌)和鼓面之间。接触可以在用户(例如用户的手指)和鼓面之间。

所检测到的RF信号的电平可以限定鼓面响应波形，并且其中信号处理器可以被配置为根据单个鼓传感器的鼓面响应波形来确定击打在鼓面上的径向位置和鼓面的速度。有利地，这允许通过仅具有一个鼓传感器来确定击打的径向位置和(响应于击打的)鼓面速度两者。这提供了成本优势，因为具有许多不同响应(即，取决于击打的位置和/或鼓面的速度)的电子鼓可以仅设置有单独一个鼓传感器而不是复数个鼓传感器。与具有许多传感器的鼓相比，能够提供仅具有单个传感器的这种响应鼓还提供了更简单、更有效的制造过程。信号处理器可以将所确定的鼓面响应波形与存储在电子鼓的存储器中的鼓面响应波形模板进行比较。

例如，电子鼓可以存储十个不同的模板，其对应于十种不同击打(即，在不同的径向位置和/或击打力度下的击打)的预期鼓面响应波形，然后信号处理器可以被配置为将定义的鼓面响应波形与存储的鼓面响应波形进行比较，找到最接近的匹配，然后确定在与存储的鼓面响应波形中的最接近匹配相关联的径向击打(和/或击打力度)相关的径向位置处进行了击打(和/或是特定力度的击打)。

来自鼓传感器的所检测得RF信号的电平可以限定鼓面响应波形，其中电子鼓可以包括两个或更多个鼓传感器，并且其中信号处理器可以被配置为确定两个或更多个传感器的鼓面响应波形之间的幅度差和定时差中的一个或两个，以确定在鼓面上击打的位置。

与具有一个鼓传感器的鼓相比，具有两个或更多个鼓传感器可以对击打位置的确定提供改进的准确度。这是因为具有两个鼓传感器的鼓可以确定在鼓的表面上鼓击打的精确位置，而不是仅确定径向位置(其中径向位置是距鼓的中心的距离)。这有利地提供了将更多的声音特性分配给鼓面的不同部分的可能性，例如，由于鼓被构造成确定击打位置，所以在具有两个鼓传感器的鼓的四个不同象限中的击打可以触发四种不同的鼓声音。幅度可以被定义为鼓面响应波形的零电平与鼓面响应波形的最大电平之间的量。

电子鼓可以包括耦接到信号处理器的鼓声产生系统。该鼓声产生系统可以被配置为响应于来自信号处理器的输出来选择用于音频输出的数字化鼓声样本。有利地，电子鼓的输出可以与鼓声产生系统兼容使用，或者更一般地与声音产生系统兼容使用。该鼓声产生系统可以利用声音样本存储器作为音频文件和/或可以使用合成器来产生声音。这提供了响应于用户与电子鼓的交互(例如，击打)而输出的声音。

鼓传感器可以包括在有源谐振电路和无源谐振电路之间的可变形分离器元件，并且其中无源谐振电路、可变形分离器元件和有源谐振电路可以限定鼓传感器堆叠，该鼓传感器堆叠具有在无源谐振电路和有源谐振电路之间的机械路径。可变形分离器可以被配置为优化鼓面对击打的振动响应。

鼓传感器可以被构造成支撑鼓面。这可以为电子鼓提供增加的耐用性。另外，如果鼓传感器支撑鼓面，则鼓传感器可以对鼓击打具有增加的灵敏度，因为与鼓传感器不支撑鼓面的情况相比，鼓传感器和鼓面可以更牢固地机械联接。

鼓传感器堆叠还可以包括位于鼓面和无源谐振电路之间的插入元件，以用于保护无源谐振电路。插入件可以被称为间隔物和/或保护元件。

电子鼓可以包括用户可互换的多个插入元件，以使得用户能够改变调节鼓面和无源谐振电路之间的距离。这有利地提供了在广泛的使用范围内是精确的电子鼓，例如，当用户用手指击打鼓面(即，小力击打)时，可以使用小(相对薄)的插入件，而当用户用槌击打鼓面(即，大力击打)时，可以使用大(相对厚)的插入件。

电子鼓可以包括定位在鼓面上不同位置处的复数个鼓传感器，并且其中，插入元件可以在复数个鼓传感器之间共享。共享的插入元件允许所有传感器由相同的插入件保护，这意味着用户可以以统一的方式与整个鼓交互。与针对每个鼓传感器具有单独插入件的电子鼓相比，具有共享插入件还可以提供简化的制造工艺。

电子鼓可以包括定位在鼓面上的不同位置处的复数个鼓传感器，其中，复数个鼓传感器中的一个可以定位在鼓面的中心处，并且复数个鼓传感器中的至少一个可以定位为与鼓面的边缘相邻。传感器的这种定位提供了对鼓面的整个表面的击打的精确感测。

该感测系统还可以包括多路复用系统，以用于多路复用鼓传感器的RF驱动信号，使得定位在邻近鼓面的边缘的被同时驱动的鼓传感器可以在径向方向上被至少一个鼓传感器分隔开。有利地，通过分离同时工作的鼓传感器，减少了两个鼓传感器之间的干扰。这提供了高精度的鼓传感器。

鼓面可以包括围绕鼓面的边缘的鼓面唇部，并且底部构件可以包括围绕底部构件的边缘的底部构件唇部，并且其中：鼓面的唇部可以被构造成装配在底部构件的唇部内，或者底部构件的唇部可以被构造成装配在鼓面的唇部内。在这种意义上，鼓面可以与底部构件形成完整的单元。这可以为电子鼓提供增加的耐用性，因为所有部件被保持在一起。

电子鼓可以包括复数个鼓传感器和温度补偿系统，该温度补偿系统用于对所检测到的RF信号的电平进行温度补偿，其中，温度补偿系统可以被配置为向复数个鼓传感器的至少一个有源谐振电路施加非谐振驱动信号，以测量来自复数个鼓传感器中的至少一个检测器的非谐振驱动信号的电平，并且响应于非谐振驱动信号的电平来补偿所检测到的RF信号的电平。

电子鼓可以在具有不同温度的不同环境之间移动，例如，它可以从演播室移动到音乐会地点(每个地点具有不同温度和/或变化的温度)。因此，温度补偿系统是有利的，因为它提供了在一定温度范围内精确的鼓传感器。

有源谐振电路可以包括具有相反方向的绕组的线圈，特别地，其中相反方向的绕组被配置为产生相反方向的磁场以彼此抵消。这允许包括复数个鼓传感器的鼓具有更准确的读数。另外，由于磁场的抵消，来自其它鼓传感器的干扰较低，所以鼓传感器能够以较低功率操作，因为来自其它鼓传感器的干扰较低。换句话说，由于噪声较小，所以与没有相反方向绕组的线圈的鼓相比，鼓传感器可以以较低功率运行并保持等效的信噪比。因此，由于每个鼓传感器可以以较低的功率驱动，所以节省了功率效率。

无源谐振电路和有源谐振电路中的每一个可以包括具有相反方向的第一绕组和第二绕组的线圈，并且其中第一绕组和第二绕组可以在鼓传感器的中心轴线的相对侧上。这在鼓传感器之间提供了较低的干扰量。至少由于上述原因，因为每个鼓传感器可以用低功率驱动，因此节省了功率效率。

电子鼓还可以包括：背板，其位于底部构件上，其中，背板承载多个有源谐振电路，每个有源谐振电路包括具有一个或多个绕组的相应线圈，每个绕组用于相应的鼓传感器；并且信号处理器被配置为处理所检测到的RF信号的电平，以感测鼓面的位置和/或速度，所述鼓面的位置和/或速度限定了与所述鼓传感器相关联的鼓面响应；其中，所述信号处理器能够被配置为单独地或成组地调整所述鼓传感器中的一个或多个的鼓面响应，以配置所述鼓传感器对运动的灵敏度。有利地，这提供了具有不同鼓传感器的电子鼓，所述不同鼓传感器可被配置为具有对运动的不同敏感度。用户可能希望能够以最小接触(例如，使用手指敲击)在鼓的左侧触发声音，但是仅响应于较大的接触量(例如，鼓槌击打)才触发右侧。通过提供允许用户指定特定鼓传感器的灵敏度的电子鼓，提供了这种先进的配置。

电子鼓可以包括与信号处理器相关联的非易失性存储器，以单独地或成组地存储定义鼓传感器的灵敏度的灵敏度配置数据，并且电子鼓可以包括接口，以实现以下中的一个或多个：灵敏度配置数据的用户定义、灵敏度配置数据的导入和灵敏度配置数据的导出。

电子鼓可以包括背板，其中，背板可以承载多个有源谐振电路，每个有源谐振电路包括具有一个或多个绕组的相应线圈，其中，至少一些有源谐振电路是成对的，使得在一对有源谐振电路中，一个有源谐振电路中的线圈的一个或多个绕组的配置与另一个有源谐振电路的线圈的一个或多个绕组的配置方向相反。

电子鼓可以包括至少一个传感器驱动器，其中有源谐振电路被布置在空间组中，并且其中，对于空间组中的所有有源谐振电路，有源谐振电路的线圈的一个或多个绕组具有相同的方向，其中相邻的空间组中有源谐振电路的线圈的一个或多个绕组具有相反的方向，并且其中，在空间组内，有源谐振电路被多路复用，使得按时间被顺序地驱动。在单个鼓面内可以布置空间组。可以存在跨复数个鼓面布置的空间组。

电子鼓可以包括多个鼓面，每个鼓面具有复数个鼓传感器，并且可以包括多路复用系统，以用于多路复用鼓传感器的RF驱动信号，使得同时被驱动的鼓传感器在不同的鼓面中和/或在两个正交方向中的至少一个方向上或在径向方向上被至少一个鼓传感器分开。有利地，通过避免使两个相邻的鼓传感器同时工作，减小了两个鼓传感器之间的干扰。

在另一方面，提供了一种感测系统，用于感测电子鼓垫的压力。感测系统可以包括多个鼓垫传感器。每个传感器可以包括无源谐振电路和有源谐振电路，无源谐振电路具有谐振频率，有源谐振电路被配置为在谐振频率下激励无源谐振电路。每个传感器可以进一步包括在无源谐振电路和有源谐振电路中的一个或两个的下面和/或之间的可变形元件，例如橡胶块或橡胶层。感测系统还可以包括至少一个传感器驱动器，以用于利用谐振频率下的RF驱动信号来驱动有源谐振电路。感测系统还可以包括至少一个检测器，以用于检测来自被驱动的传感器的RF信号的电平，以用于感测相关联的鼓垫的位置和/或速度，例如以确定在何时或何处击打垫。感测系统还可以包括多路复用系统，例如被配置成使得例如在两个维度中的每一个中传感器与相邻传感器不会同时被驱动。

还提供了一种非暂时性数据载体，例如非易失性存储器，其承载代码和/或数据以实现上述功能。代码/数据可以包括传统编程语言、解释或编译的源、对象或可执行代码，或者汇编代码，用于设置或控制ASIC或FPGA的代码/数据，例如用于诸如Veri log(商标)的硬件描述语言的代码。如本领域技术人员将理解的，这样的代码和/或数据可以分布在彼此通信的多个耦接的组件之间。

下面描述该系统的其它方面。这些可以与先前描述的那些组合。

至少有源谐振电路，以及可选地还有无源谐振电路，可以包括一个、两个或更多个线圈，尤其是具有相反方向的绕组的线圈。因此，例如，绕组可以产生相反方向的磁场，特别是平衡的或匹配的以彼此抵消的磁场，特别是在距所述传感器的距离较长处的磁场。

在实施方式中，具有相反方向绕组(并且因此相反方向的电流/磁场)的线圈和多路复用传感器寻址的组合便于使用紧密接近的复数个传感器。因此，在实施方式中，相反方向的绕组被配置为产生相反方向的平衡磁场，在距传感器的较大距离处，例如在最大线圈尺寸的至少十倍的距离处(这并不是说在这样的距离处不能检测到来自传感器的RF场)，相反方向的平衡磁场可以基本上完全彼此抵消。

在一些实施方式中，有源谐振电路包括一对、或者三个或更个对横向相邻的扁平线圈。(如这里所使用的，对两个或更多个线圈的引用可以被认为包括具有两个或更多个绕组的一个线圈，例如其中绕组处于相反的方向)。为了便于制造，扁平线圈可以形成在印刷电路板(PCB)上，PCB可以是柔性PCB。线圈可以但不必具有相反方向的绕组-通过采用这种线圈配置，可以简单地减小一些相互干扰。

在实施方式中，系统(特别是多路复用系统)，被配置为例如通过使线圈/传感器短路和/或利用非谐振信号(例如，低频或DC信号)驱动鼓传感器的有源谐振电路，来阻尼未被驱动的鼓传感器的有源谐振电路。这还通过减少传感器之间的干扰而便于使用基于谐振电路的传感器。

可以采用上述技术中的一种或多种来限制附近鼓传感器之间的干扰。采用哪种技术以及采用多少种技术可部分地取决于当鼓处于静止位置(quiescent position)(向上和/或示教和/或未击打)时有源谐振电路和无源谐振电路之间的距离和/或鼓击打位置和静止位置之间的行进距离。因此，通常，感测系统的一些实施方式可以采用如本文所述的多路复用布置以及一些附加装置来减少附近传感器之间的干扰。

该感测系统可进一步包括温度补偿系统，以对RF信号的检测电平进行温度补偿。温度补偿系统可以被配置为向有源谐振电路中的至少一个施加非谐振驱动信号。然后，它可以测量来自至少一个检测器的非谐振驱动信号的电平，然后，它可以响应非谐振驱动信号的电平来补偿(例如，偏移)所检测到的RF信号的电平。在一些实施方式中，多路复用系统被配置为多路复用所述驱动信号，使得在一组时隙中的每一个时隙中驱动鼓传感器中的一个鼓传感器。那么温度补偿系统可以被配置成在附加时隙期间，特别是在不用于鼓询问(drum interrogat ion)的时隙期间，施加非谐振驱动信号。

在一些实施方式中，每个鼓传感器还可以包括弹性可变形元件，例如在谐振电路中的一个谐振电路下方的弹性可变形元件(例如可变形终点止动件)，或者在谐振电路之间的弹性可变形元件，特别地用于限制无源谐振电路和有源谐振电路中的一个或两个的运动，以用于压力感测，特别地通过检测弹性可变形元件的运动进行压力感测。

在相关方面，提供了一种对包括一个或多个鼓面的电子鼓的响应进行周期性地补偿的方法。每个鼓面可以具有传感器，该传感器包括有源谐振电路、无源调谐谐振电路和检测器。该方法可包括在第一时间t

在另一方面，提供了一种用于电子鼓的一组传感器。鼓可以具有多个鼓面。该组传感器可以是感测系统的一部分。每个传感器可以包括安装在鼓的移动部分(即，鼓面)上的无源谐振电路和安装在固定的参考位置的有源谐振电路。在实施方式中，无源谐振电路具有谐振频率，并且有源谐振电路在谐振频率处激励无源谐振电路。每个传感器还可以包括检测器，该检测器可以在复数个传感器之间共享，以用于检测有源谐振电路中的谐振信号随有源谐振电路和无源谐振电路之间的相对位置的变化，从而检测鼓面的位置和/或速度。在一些实施方式中，所述变化可以是谐振信号中的信号的幅度的变化。该组传感器可以包括具有两个或更多个不同谐振频率的传感器，所述传感器被布置成使得具有相同谐振频率的传感器在鼓面上不相邻。

这种方法的实施例可以相对廉价地构造，而且也是可靠的，并且不易于出现机械开关的传感器反弹，这又使得它们能够非常快速和可靠地响应于敲击和鼓面的合成运动。例如，理想地，将以至少每秒250次的速率测量每个鼓面，并且在例如一组5个鼓、每个鼓具有6个传感器时，这对应于每秒7500个感测事件。该系统还可以提供优异的温度稳定性，并且是非接触的，如此强健并且基本上不受污染(contamination)。传感器的一些实施方式还能够在鼓面振动之前、在固定位置(stationary position)和击打之后的最终位移位置之间移动时确定鼓面位置，并且可以为鼓面位置提供基本连续的确定。参考位置可以是鼓面下方的固定位置，例如在安装有有源调谐谐振电路的底部构件上，或者参考位置可以是承载用于鼓的一组传感器的印刷电路板(PCB)上的位置。然而，替代地，在一些实施方式中，有源谐振电路可以安装在鼓面上或与鼓面相关联，并且谐振电路可以安装在基底、PCB或类似物上。

传感器的一些实施方式还能够检测何时鼓面移动超过鼓面下压位置，并且因此在实施对施加到鼓面的压力检测中是有用的。

传感器还可以感测鼓面速度，和/或感测的鼓面速度可以用于确定鼓面位置。

在一些实施方式中，具有第一谐振频率的传感器与具有不同的第二谐振频率的传感器交错，例如在交替的鼓传感器上使用交替的频率。这有助于减少传感器间的干扰。

该组传感器可以包括控制器，以用于控制传感器的选择或扫描，使得在不同时间选择相邻的鼓传感器，以再次减少传感器间的干扰。在一些实施方式中，控制器可以例如通过例如经由电阻器将有源谐振电路的一部分接地来阻尼未选择的鼓传感器的有源谐振电路的响应。控制器可以包括多路复用系统和/或微处理器。

在一些实施方式中，控制器/多路复用系统可以被配置为对传感器的操作进行时分多路复用。在这种方法中，每个谐振频率可以定义一组传感器，并且时分复用可以定义多个n个时隙。例如每组的连续鼓传感器被分配连续的时隙。如果传感器组中的传感器交错，则例如每组中的连续的传感器可以是不相邻的。可以有N个谐振频率，因此有N组传感器；在一些实施方式中，N＝1。在一些实施方式中，在当前时隙中激励当前传感器组中的传感器之后，控制器可以在下一时隙中激励例如在同一鼓面上的同一组传感器中的下一传感器。

优选地，控制器/多路复用系统被配置成使得相邻传感器不同时工作，尽管紧挨着的传感器可以同时工作。同时工作的传感器之间的间隔可以是(m×N)+1，其中m在1到n/2的范围内；优选较高的间隔(其中间隔1是指相邻传感器)。

同一组中同时工作的传感器的最接近的物理间隔可以是n×N个传感器的间隔，后者被称为传感器的子集，因为通常鼓面或鼓组(即，一组鼓面)将具有多于一个的这种子集。因此，控制器/多路复用系统可以被配置成使得在同一组中并且在相同时隙中被激励的鼓传感器之间具有(n×N)-1个传感器。在一些实施方式中，n可以是8，N可以是2。

控制器可以使用耦接到诸如数字多路解调器的用于对传感器寻址的寻址装置的处理器来实现；通过经由模拟多路复用器选择性地将传感器有源谐振器连接到读出电路，可以从被寻址的传感器读取信号。检测器(即读出电路)可以执行包络检测功能。可以通过根据到有源谐振器的驱动信号导出的使能信号，在一些实施方式中经由可调相移，来启用读出电路和/或模拟多路复用器。可调相移可在这种解复用器-复用器布置的上下文中使用或与解复用器-复用器分开使用，来实现对来自有源谐振电路的信号的同步检测。

控制器或另一处理器可以被配置为处理每个传感器的有源谐振电路中的谐振信号的变化，以当传感器被压下和/或释放时，确定当压下的传感器在释放位置和压下位置之间移动时，鼓面的每个传感器在一系列时间间隔内的运动。每个传感器的运动可以包括当传感器在释放位置和压下位置之间移动时传感器的位置和/或近似速度。

在一些方法中，传感器的位置可以根据鼓面/传感器的速度，例如通过积分确定，而不是直接确定。处理器可以输出数据，其限定了每个传感器或对于每个移动的鼓面/传感器的近似位置和/或速度随时间的分布。

在一些实施方式中，处理器被配置为处理每个传感器的有源谐振电路中的谐振信号的变化，以根据在连续时间间隔处确定的传感器的位置变化来确定传感器的近似速度。以这种方式确定的速度可以根据传感器速度来滤波，例如当传感器缓慢移动时，应用更大的滤波/平滑。这有助于在传感器缓慢移动时提供精确的数据，而不会显著地损害快速移动的鼓面/传感器的响应时间。

更一般地，处理器可以处理谐振信号的幅度和/或其他变化，以例如根据确定的传感器位置和/或速度来确定每个鼓面/传感器的鼓面/传感器击打和鼓面/传感器释放事件。处理器因此可以输出用于每个鼓面/传感器/每个工作鼓面/传感器的下压/释放事件信号。

在一些方法中，传感器位置的连续性或传感器移动轮廓可以用于例如通过推断传感器位置的轨迹来预测下压(或释放)的传感器何时到达鼓面/传感器击打(或鼓面/传感器释放)位置。预测位置可以是稍后称为K的位置。然后，处理器可以在达到实际的鼓面/传感器击打(或鼓面/传感器释放)位置之前，发出鼓面/传感器击打(或鼓面/传感器释放)信号。这对于补偿处理延迟，例如声音产生系统中的示例性时延是有利的。

在一些实施方式中，在已经发出鼓面/传感器击打事件或者代替发出鼓面/传感器击打和鼓面/传感器释放事件之前和/或之后，可以使用连续的传感器位置或传感器移动轮廓来向计算机提供信号，例如以控制所产生的声音的方面。

在一些实施方式中，处理器可以进一步被配置为在至少三个不同的传感器位置之间进行区分：第一：鼓面/传感器释放位置、第二：鼓面/传感器击打位置、和第三：触后位置。触后位置可以超过鼓面/传感器击打位置，并且与在下压之后施加到传感器的附加压力相对应。处理器可以在传感器移动到触后位置/从触后位置移动时，确定传感器的位置和/或速度，例如以用作可变压力传感器，或者处理器可以简单地识别何时到达触后位置。触后位置可以对应于由于向鼓面/传感器施加附加压力而导致的传感器超过其通常压下位置的运动。每个传感器可以设有弹性偏压或可变形端部止动装置，例如压缩弹簧或拉伸弹簧或可压缩元件或可压缩块，使得传感器的压下部分与该装置相互作用，并且被该装置阻止进一步运动，除非另外的压力被施加到鼓面/传感器，于是传感器朝向其触后位置移动。对于每个鼓面/传感器，触后位置是可检测的。

压力控制传感器的移动距离(死区)可以设置在最大鼓面/传感器击打位置和触后检测的起点之间，例如以允许配置在触后开始之前所需压力的量。

该组传感器可以设置在诸如印刷电路板的基板上。传感器可以沿着基底以二维阵列设置，特别是在与鼓/组的鼓面/传感器的位置相对应的位置处，更具体地，在与无源谐振电路位于鼓/组上的位置相邻的位置处。用于有源谐振电路的线圈可以由例如限定扁平线圈的基板上的走线形成。一组传感器可以包括用于完整的鼓面/组或用于鼓面或鼓组的一部分的传感器。还提供了一种包括如前所述的一组或多组传感器的鼓面/组。

通常，该组传感器的处理器/控制器可以是任何种类的处理装置/电路，例如包括以下中的一个或多个：在程序代码控制下的微处理器，或数字信号处理器(DSP)，或诸如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)的硬件。在一些实施方式中，可以在单个集成电路中提供用于一组传感器的控制/处理功能。

在采用可编程装置的情况下，处理器可以具有相关联的工作存储器和存储处理器控制代码的非易失性程序存储器，以控制处理器实现上述功能中的一些或全部。因此，还提供了一种非暂时性数据载体，例如非易失性存储器，其承载代码和/或数据以实现上述功能。代码/数据可以包括传统编程语言、解释或编译的源、对象或可执行代码，或者汇编代码、用于设置或控制ASIC或FPGA的代码/数据，例如用于诸如Veri log(商标)的硬件描述语言的代码。如本领域技术人员将理解的，这样的代码和/或数据可以分布在彼此通信的多个耦接的部件之间。

还提供了一种感测例如鼓面/组的多个传感器的位置的方法。该方法可以包括为提供各个传感器，传感器包括用于安装在例如传感器的移动部件上的无源谐振电路和用于安装在例如固定的参考位置例如鼓面/鼓组的一部分上的有源谐振电路。在一些实施方案中，无源谐振电路具有谐振频率，有源谐振电路以谐振频率激励无源谐振电路。每个传感器还可以具有检测器，该检测器可以是共享的，以检测有源谐振电路中的谐振信号随有源和无源谐振电路的相对位置的变化，从而检测鼓面/传感器的位置和/或速度。该方法还可以包括将传感器布置成以两个或更多个不同的谐振频率操作，传感器被布置成使得具有相同谐振频率的鼓传感器不相邻。附加地或替代地和/或该方法还可以包括通过将至少有源谐振电路的一个或多个线圈以及可选地还有无源谐振电路的一个或多个线圈配置为具有相反方向的绕组来减少传感器之间的干扰。

还提供了一种提供输出信号的鼓面/组，所述输出信号从施加到鼓面/组的多个传感器的压力和速度以及位置的测量结果导出。测量结果可以从鼓面上的鼓传感器获得。每个鼓传感器可以包括有源调谐谐振电路；驱动电子器件，其耦接到有源调谐谐振电路以在谐振频率下驱动有源调谐谐振电路，可选地所述驱动电子器件在各传感器之间共享；以及与鼓面/传感器相关联的电抗元件。电抗元件可以根据电抗元件相对于有源调谐谐振电路的相对位置来提供对有源调谐谐振电路的响应的可变修改。电子鼓/感测系统还可以包括耦接到有源调谐谐振电路的读出电子器件，以响应于电抗元件相对于有源调谐谐振电路的相对位置而提供可变输出信号。读出电子器件的可变输出信号可以提供鼓传感器输出。

优选地，但不是必要地，电抗元件包括被调谐到有源调谐谐振电路被驱动的频率的无源调谐谐振电路，因此，鼓传感器以单个谐振频率操作。这种方法的优点包括：首先，对于给定尺寸的鼓传感器，可以实现更大的有效感测距离。其次，对于感测位置的给定变化，可以获得鼓传感器的输出信号的较大变化，通常消除了用于鼓传感器的输出放大器的需要，并且因此降低了复杂性和成本。第三，便于多个位置接近的鼓传感器的操作，如果第二鼓传感器被调谐到与第一鼓传感器的谐振频率显著不同的谐振频率，则被调谐到第一鼓传感器的谐振频率的第一鼓传感器的无源调谐谐振电路基本上不影响第二鼓传感器的输出。

在广义上，谐振频率的示例范围是1-10MHz，平衡速度以对抗寄生效应的有害影响。例如，第一谐振频率可以在3-4MHz的范围内，而第二谐振频率可以在4-5MHz的范围内。

已经发现，形成由有源调谐谐振电路和无源调谐谐振电路使用的线圈的特别有利的装置是由印刷电路板上的走线所限定的扁平线圈或平面线圈。这有助于实现良好限定的可重复几何形状，并且有助于在印刷电路板上位置接近的其它电工作部件。

为了最小化从鼓传感器辐射的电磁辐射，并且最小化对所述鼓传感器的电磁干扰信号的敏感度，有源调谐谐振电路的线圈可以由多个电连接的初级"较小"线圈形成，其中所述初级较小线圈的缠绕方向被选择为使得从所述初级较小线圈辐射的电磁远场的总和基本上为零。在这种情况下，无源调谐谐振电路所使用的电感线圈可以：仅感应耦接到所述初级较小线圈的子集；或者由多个电连接的次级较小线圈组成，其中可以选择所述次级较小线圈的缠绕方向和数量以使所述鼓传感器的输出信号的变化最大化。

附图说明

图1a和图1b分别示出了在系统的示例实施方式中使用的有源调谐谐振电路和无源调谐谐振电路。

图2示出了在系统的示例实施方式中使用的包括同步解调器的读出电子电路的示例。

图3a和图3b分别示出了用于有源调谐谐振电路和用于无源调谐谐振电路的示例印刷电路设计。

图4a和图4b示出了具有绕组方向相反(opposite sense)的线圈的传感器谐振电路的示例，其中线圈分别用于有源调谐谐振电路和无源调谐谐振电路。

图5a和图5b示出了包括单个鼓传感器的电子鼓的示例。

图6a和图6b示出了包括复数个鼓传感器的电子鼓。

图7示出了用于多路复用(multiplex)多个有源调谐谐振电路的时分多路复用电路的时序图。

图8示出了时分多路复用系统的电路图，该时分多路复用系统多路复用多个有源调谐谐振电路以确定多个传感器的位置。

图9示出了传感器的输出与位移的关系的曲线图。

图10示出了传感器在被压下时的测量位置和测量速度的示例。

图11示出了用于校准传感器的检测位置的示例校准过程。

图12示出了用于检测感测事件的示例过程。

图13示出了来自鼓面传感器(drum head sensor)的瞬态响应的示例。

图14示出了用于从图13的瞬态响应生成触发事件的过程的示例。

图15示出了用于一组鼓面的时分多路复用系统的示例。

在附图中，一些相同的元件由相同的附图标记表示。

具体实施方式

参考图1a，有源调谐谐振电路包括输入电阻元件4、线圈1、两个电容元件2和3、输出电阻元件5、将驱动电子器件连接6到输入电阻元件的装置和将读出电子器件连接7到输出电阻元件的装置。输入电阻元件可以省略，但是优选采用输入电阻元件，是因为：它限制了从驱动电子器件提供给有源调谐谐振电路的电流，这减小了工作电流，并因此减小了功耗和来自有源调谐谐振电路的电磁发射两者；并且当读出电子器件连接到有源调谐谐振电路时，它增加了邻近检测的灵敏度。输出电阻元件可以省略，但是也优选采用输出电阻元件，是因为输入和输出电阻元件减小了连接导线对有源调谐谐振电路的阻抗的影响，从而允许所有传感器基本上相同，而不论到驱动电子器件和到读出电子器件的连接长度如何。

参考图1b，电抗元件优选地包括无源调谐谐振电路，该无源调谐谐振电路包括线圈8和电容元件9，其中线圈和电容元件连接以形成闭合谐振LC电路。线圈1和8的尺寸和电感值不必基本上相似。优选地，选择电容元件9的电容值以调谐无源调谐谐振电路的谐振频率，以匹配图1a的有源调谐谐振电路的谐振频率。当无源和有源电路被如此调谐时，可以操作多个传感器，其中位置接近的传感器被调谐到基本上不同的谐振频率，从而最小化位置接近的传感器之间的相互作用。此外，当无源和有源电路被如此调谐时，图1a中的输出7处的信号幅度随着无源和有源电路之间的距离减小而减小，因为更多的能量被耦合到无源调谐谐振电路并由其耗散。信号幅度的这种变化是优选的，因为测量信号幅度的变化比测量谐振频率的变化更快，如在有源调谐谐振电路由于接近电抗元件而失谐的情况下将实现的。

驱动电子器件包括振荡电压驱动波形的发生器，该振荡电压驱动波形的频率等于或接近有源调谐谐振电路的谐振频率。典型地，例如，该波形是由微控制器定时器、或者数字定时电路或模拟定时电路的输出产生的方波。

读出电子器件包括电压生成装置，其产生与在读出点7处的信号幅度成比例的电压。

参考图2，例如，读出电子器件可以包括同步解调器电路。例如，来自读出点的信号被连接到点20，并且例如通过模拟开关22被解调，该模拟开关由连接到19的振荡电压驱动波形来控制，该振荡电压驱动波形的相位可选地由相移元件21调整。低频(或dc)电压通过低通滤波器在输出点25处提供，该低通滤波器例如包括电阻元件23和电容元件24。可替代的读出电子电路可以包括相敏整流器、非相敏整流器、非同步解调器、峰值检测器等。

分别用于有源调谐谐振电路和无源调谐谐振电路中的线圈1和8可以是任何类型。然而，使用由印刷电路板上的走线形成的平面螺旋线圈具有三个主要优点：它们价格便宜，它们可以被制成具有高度可再现的电感值，并且印刷电路板还可以用于安装其它组件，即电容元件2、3和9以及电阻元件4和5。因此可以设计电感值紧密匹配的多个线圈。

参考图3a，示例性有源调谐谐振电路可以形成在包括单个导电层或多个导电层的印刷电路板上。在实施方式中，线圈1由连续的螺旋走线形成，由此通过连接通孔53电连接到连接导线，或电连接到另一导电层上的另一螺旋走线，或电连接到印刷电路板的多个导电层上的多个螺旋走线，来维持走线的电连续性；电容元件2和3以及电阻元件4和5位置接近；并且分别为驱动电子器件和读出电子器件提供连接点6和7。

在一些实施方式中，有源调谐谐振电路可以形成在背板上。背板可以包括印刷电路板。在一些实施方式中，背板设有孔60，以容纳致动块的一部分，例如突起，以便对准。

图3b示出了可以在包括单个导电层或多个导电层的印刷电路板上形成的示例性无源调谐谐振电路。在实施方式中，线圈8由连续的螺旋走线形成，由此通过连接通孔54电连接到连接导线，或电连接到另一导电层上的另一螺旋走线，或电连接到印刷电路板的多个导电层上的多个螺旋走线，来维持走线的电连续性；并且电容元件9位置接近。

在一些实施方式中，无源调谐谐振电路形成鼓面传感器的一部分，并且可以形成在印刷电路板上。印刷电路板可以具有可选的孔或凹陷61以便于传感器的安装。

当有源调谐谐振电路的感应线圈由多个电连接的初级较小线圈形成时，可以显著地降低来自有源调谐谐振电路的电磁发射、以及有源调谐谐振电路对电磁干扰信号的敏感度，其中，初级较小线圈的缠绕方向被选择为使得从初级较小线圈辐射的电磁远场之和基本上为零。

在图4a中示出感应线圈1的一个示例，其中两个初级较小线圈以相反的缠绕方向58串联布线以近似形成八字形线圈。在这种布置中，从八字线圈56的第一半部辐射的电磁远场与从八字线圈57的第二半部辐射的电磁远场大小相等、但极性相反，因此从八字线圈辐射的电磁远场基本上为零。

在这种布置中，如图3b所示的无源调谐谐振电路可能是无效的，除非无源调谐谐振电路的电感线圈主要仅感应地耦接到有源调谐谐振电路的八字形线圈的一个半部56或57。

为了最大化传感器的输出信号，无源调谐谐振电路的感应线圈可以类似地由八字形感应线圈形成，如图4b所示，例如包括以相反缠绕方向58串联布线的两个次级较小线圈，其中每个次级较小线圈主要感应地耦接到有源调谐谐振电路的八字形线圈的不同的初级较小线圈。

尽管被调谐到第一有源调谐谐振电路的第一谐振频率的第一无源调谐谐振电路基本上不影响相邻的第二有源调谐谐振电路的输出，所述相邻的第二有源调谐谐振电路被调谐到基本上不同的第二谐振频率，但是当被调谐到第二谐振频率的对应的第二无源调谐谐振电路位置接近时，由于第一和第二无源调谐谐振电路之间的互耦接，第一无源调谐谐振电路的移动可能影响第二有源调谐谐振电路的输出。通过使物理上相邻的无源调谐谐振电路的位置偏离它们原本占据的位置，可以使这种不期望的相互作用最小化。

在一些实施方式中，使用时分多路复用方案来询问鼓或鼓组的鼓面上的传感器，在时分多路复用方案中，在任何给定时间启用传感器的子集。对于具有大量传感器例如16个或更多传感器的鼓组，这种方案可具有降低成本、复杂性、功耗和电磁发射的优点。

在工作在第一谐振频率的第一传感器和工作在基本上不同的第二谐振频率的第二传感器位置接近的情况下，传感器可以以这样的方式相互作用，即，第一传感器的输出和第二传感器的输出包含干扰分量，该干扰分量以与第一谐振频率和第二谐振频率之间的频率差相等的变化频率而变化。当重构低通滤波器的截止频率基本上低于所述频率差时，传感器输出的同步解调基本上消除了干扰分量。然而，低通滤波器的时间响应会限制传感器的响应速度，这是不期望的。因此，需要一种使这种干扰最小化的机制。使用不同时驱动物理上相邻的传感器的时分多路复用方案可以避免这个问题。

然而，在实践中已经发现，同步解调对于良好的性能不是必需的。

在同时驱动多于一个有源调谐谐振电路的实施方式中，为了减少电磁发射，可能有利的是，将有源调谐谐振电路的线圈的缠绕方向配置为使得当被同时驱动时，一部分线圈(例如一半的线圈)具有在一个方向上的绕组，而剩余的线圈具有在相反方向上的绕组。因此，与全部线圈以相同的方向缠绕相比，从线圈辐射的电磁远场的总和可以显著减小。

在图5a中示出电子鼓的实施例，并且包括鼓面(即鼓垫)68，例如柔性顶部构件。在图5a中，所述鼓面的周边的示例性移动由保持机构63限制。无源调谐谐振电路11被附接到鼓面。

电子鼓包括鼓传感器，该鼓传感器包括无源调谐谐振电路11和安装在固定底部构件14上的有源调谐谐振电路10。有源调谐谐振电路10感应地耦接到无源调谐谐振电路11，以提供随着有源调谐谐振电路10和无源调谐谐振电路11的相互分离的变化而变化的信号。驱动和读出电子器件连接到有源调谐谐振电路。

这个和后面描述的示例的鼓传感器被配置成感测鼓面68的振动。然而，在实施方式中，响应于鼓面的振动而产生的RF信号的信噪比可能不足够高，以至于不能将振动直接用作从鼓输出的音频信号。因此，在一些实施方式中，振动可以在用作音频信号之前被处理，或者仅用于检测鼓何时和/或如何例如何处被击打，之后可以合成鼓声或者播放采样鼓声以提供音频输出。合成/采样的声音可以根据检测到的击打特征而变化。因此，在RF信号的信噪比不够高而不能用作音频输出信号的一些实施方式中，仅可以使用振动的初始瞬态(因为瞬态比随后的振动大得多)，例如，以触发诸如采样或合成器之类的声音。

参考图5b，该示例鼓具有鼓面(即，鼓垫)15；无源调谐谐振电路11；可选插入元件65；可变形分离器元件64；有源调谐谐振电路10；和固定底部构件14，插入件执行两个功能：首先，它限制了通过鼓面15的移动而施加到无源调谐谐振电路11的力，从而防止了对无源调谐谐振电路11的损坏。其次，它使得能够适应所述鼓面和所述无源调谐谐振电路11之间的不同间隔距离(例如，通过使得用户能够选择不同厚度的元件)。可变形分离器65(例如，弹性块)允许鼓面移动，从而允许所述无源调谐谐振电路11的相应移动，并因此允许所述有源调谐谐振电路10和所述无源调谐谐振电路11的相互分离的变化。

如上所述，所述有源调谐谐振电路10和所述无源调谐谐振电路11的相互分离的变化导致产生RF信号。可以处理RF信号以确定何时以及何处击打鼓面。可以确定其它特性，例如鼓被击打的力度。特别地，所检测到的RF信号的电平可以由信号处理器处理，以确定鼓面响应波形。对于包括单个鼓传感器(优选地，放置在鼓的中心)的鼓，鼓击中的径向位置可以使用鼓面响应波形通过处理RF信号来确定，鼓面响应波形是从整个鼓面的振动获得的。当鼓被击打时，径向位置可以通过校准和/或模式匹配来自(多个)鼓面传感器的检测波形来确定。

图5b示出了位于无源调谐谐振电路11和有源调谐谐振电路10之间的可变形分离器元件64。可变形分离器元件64、无源调谐谐振电路11和有源调谐谐振电路10限定了鼓传感器堆叠，其中在无源调谐谐振电路11和有源调谐谐振电路10之间具有机械路径。图5b还示出了还包括插入元件65的鼓传感器堆叠。

图6a和图6b示出了包括复数个鼓传感器的电子鼓；可选地，如图5a所示，可以保持鼓面的周边(图6中未示出)。图6a和图6b中的鼓包括：鼓面15；可变形分离器元件64；复数个鼓传感器，其中每个位置传感器包括：无源调谐谐振电路11；插入件65；以及有源调谐谐振电路10。复数个传感器可以用于基于由传感器检测到的RF信号的电平的波形的幅度和/或定时，例如通过三角测量或内插来确定鼓面已经被击打的位置。

图6a和图6b的示例性鼓还包括刚性连接构件66，使得所述鼓面的运动点67引起所述鼓传感器的复数个无源调谐谐振电路11的相应移动。这有助于例如通过根据鼓传感器的输出进行计算，例如通过使用信号处理器(未示出)进行插值，来确定鼓垫的击打位置(导致所述鼓面的移动)。

通常，当使用两个或多个鼓传感器时，击打位置可以根据来自每个鼓传感器的信号的瞬时相对幅度来确定。然后，期望相对于被测量的瞬态的持续时间、在时间上足够接近地测量鼓传感器信号(幅度)，以便信号衰减不显著影响测量的幅度。可选地，在复数个鼓传感器上测量的瞬态之间的定时可以用于获得关于击打位置的更多信息，因为鼓面在击打的敲击点处的移动在整个鼓面上的传播需要时间。该定时取决于鼓面的谐振频率。测量速度必须足够快以检测瞬态。

因此，在有复数个鼓传感器的情况下，信号处理器可以被配置为确定从复数个鼓传感器检测到的RF信号之间的幅度差，以确定鼓面的击打位置。另外或替代地，信号处理器可以被配置为确定从复数个鼓传感器检测到的RF信号之间的定时差，以确定鼓面的击打位置。信号处理器可以被配置为处理从复数个鼓传感器检测到的RF信号的一个或多个幅度，以确定例如击打的力度。

如图6b所示，复数个鼓传感器中的一个可以定位在鼓面的中心；其它鼓传感器可以定位成邻近鼓面的边缘。

如图6b进一步所示，示例性鼓可包括鼓面唇部27和底部构件唇部29。鼓面唇部27可被构造成装配在底部构件唇部29内。替代地，底部构件唇部29可被构造成装配在鼓面唇部27内。

在存在复数个鼓传感器的情况下，鼓传感器的插入件可以在复数个鼓传感器中的一个或多个之间共享。鼓还可以包括承载复数个鼓传感器的多于一个有源调谐谐振电路的背板。背板可以由PCB形成，并且可以保持在鼓内部。信号处理器可以被结合到背板中。替代地，信号处理器可以在鼓的外部，使得来自例如鼓组的复数个鼓的信号可以由共享的信号处理器(例如单个处理单元)处理。例如，如果8个传感器的组被多路复用，则在每个鼓中可以有8个传感器，并且多路复用和信号处理可以由包括信号处理器的外部控制器执行。

在具有复数个鼓传感器的鼓上，鼓传感器的一些有源谐振电路可以同时工作。这可以用于鼓面直径与传统声学鼓类似的鼓，例如小鼓。在实施例中，鼓组(或"鼓套件")包括复数个鼓面。

一些鼓组/鼓套件可包括复数个鼓面，这些鼓面小于传统的声学鼓，并且例如可以替代地为几厘米宽并且用于用手指或小鼓槌击打。每个鼓面/鼓传感器可以是多路复用的，使得每个鼓面传感器的(例如在同一鼓面上的一组传感器中的)线圈的绕组被顺序地驱动。每个鼓可以包括多于一个鼓传感器。

在另一实施方式中，可与先前描述的那些实施方式组合，替代的传感器可被配置为以不同频率驱动，例如分别以第一谐振频率F1和第二谐振频率F2操作。在传感器的子集中，在每个时隙中，可以仅启用在第一谐振频率下操作的一个传感器，并且可以仅启用在第二谐振频率下操作的一个传感器。此外，在实施方式中，物理上相邻的传感器从不同时被启用，从而使干扰分量最小化。多个传感器子集可以同时操作。

图7中示出了示例性多路复用方案，感测系统的各传感器可以被分成空间组，例如，每个空间组包括彼此不直接相邻的传感器，如图7中的黑条和白条所示。一组中的传感器可以具有与另一组中的传感器不同的谐振频率。在一个示例中，在比如由黑条所示的组中，存在8个时隙，并且每第8个传感器被同时激励(驱动)。这种方法可以适用于k个时隙，同时驱动每第k个传感器(即，同时驱动的传感器在它们之间具有k-1个非工作传感器)。同时工作的组中的传感器(例如由黑条和白条示出)可以尽可能(物理地)远离。

例如，在实施方式中，提供多路复用系统以多路复用RF驱动信号，使得同时驱动的传感器被至少(k-1)个传感器分离或包围，其中(k-1)是等于或大于1的整数，至少一个检测器检测来自驱动传感器的RF信号的电平。

系统的一些实施方式不采用具有不同谐振频率的不同组的传感器。相反，所有传感器可以具有基本相同的谐振频率。通过具有前述相反绕组方向的线圈设计，便于使用这种方法。因此，可以有k个时隙，并且每第k个传感器可以同时工作(被驱动)。

图8示出了示例时分多路复用控制器，其被配置为驱动在单个谐振频率下操作的传感器组或子集。在图8的系统中，处理器35产生驱动波形36，其频率与传感器的有源调谐谐振电路的谐振频率匹配；处理器产生选择器信号37以选择要启用哪个传感器；传感器的输出7耦接到模拟多路复用器34；模拟多路复用器的输出经由低通滤波器耦接到处理器内的模数转换器，该低通滤波器包括模拟多路复用器内的电容元件24和电阻元件；以及来自处理器的输出55，其用于发送关于传感器的位置和速度的信息。使用模拟多路复用器将传感器的输出耦接到模数转换器的另一个优点是，模拟多路复用器可以执行用于同步解调的模拟开关22的功能，由此模拟多路复用器的输出可以经由耦接到驱动波形36的使能输入39被同步地启用和禁止。在多个传感器以基本上不同的谐振频率操作的情况下，可以根据需要重复时分多路复用方案。合适的处理器是ARM Cortex-M0。

图8仅示出了一个解复用器/复用器，但是如果存在多个谐振频率，则可以针对所使用的每个谐振频率采用一个解复用器/复用器。例如，在替代的谐振频率被映射到鼓面/鼓组的替代的传感器的情况下，可以使用第二解复用器/复用器。

通过将(可选的)同步解调器电路的输出耦接到峰值检测电路，可以有助于降低对传感器的有源调谐谐振电路或无源调谐谐振电路的失谐(例如，由组件公差的变化引起)的灵敏度，所述峰值检测电路包括二极管40、电容元件24和可选的电阻元件41或开关元件42(其用于重置电容元件24上的电荷)。在使用开关元件的情况下，开关元件可以与用于控制多路复用器的选择器信号同步地重置所检测到的峰值电平。

来自检测器(读出电路)的信号可以输入到模数转换器38，例如所述模数转换器38被集成到处理器35的模拟输入中。

在未驱动被禁用传感器的有源调谐谐振电路的情况下，该有源调谐谐振电路充当调谐天线。这可能具有负面影响，由此移动对应于禁用传感器的目标可以在类似调谐的传感器的输出中产生可测量的变化。即使类似调谐的传感器不是物理上邻近所述禁用传感器，也会出现这种情况，并且目标的运动被限制在禁用传感器之上的正常限度内，也是如此。通过在禁用期间改变被禁用的传感器的有源调谐谐振电路的谐振频率，例如通过电子开关改变有源调谐谐振电路的电容、电阻或电感，可以减小这种负面影响。这可以通过用直流或低频信号驱动被禁用的传感器来实现，以防止谐振。参考图8，在时分多路复用方案中实现这一点的一种方式是使用数字解复用器33来驱动有源调谐谐振电路的输入6。启用的传感器的有源调谐谐振电路由波形36以有源调谐谐振电路的谐振频率来驱动，并且禁用的传感器的有源调谐谐振电路由与数字解复用器的逻辑高或逻辑低相对应的直流信号来驱动。

重要的是，鼓面/鼓组的性能在操作温度范围内是稳定的。尽管如本文所述的传感器所使用的调谐谐振电路具有优异的温度稳定性，尤其是当调谐谐振电路形成在印刷电路板上、并且调谐谐振电路的电容元件包括温度稳定的电介质(1类电介质)时，电路中的其他电子元件可以具有随温度变化的特性，这可以引起传感器的输出信号随操作温度的变化而变化。这样的电子元件包括但不限于：二极管40、数字解复用器33、模拟复用器34、电阻元件4、5和41、印刷电路板上的走线和电压调节器。因此，温度补偿方案可以用于最小化由操作温度的变化引起的鼓面/鼓组上的多个传感器的输出信号的变化。

示例性温度补偿方案包括：在用直流或低频信号驱动传感器的有源调谐谐振电路的同时，执行传感器的输出信号的测量，使得传感器的无源调谐谐振电路对传感器的输出信号没有影响；在校准过程期间执行所述测量中的第一测量；周期性地执行随后的测量，通常在时分多路复用方案的附加时隙内执行；通过从第一测量中减去随后的测量来计算输出信号中的温度相关偏移；以及当以与有源调谐谐振电路的谐振频率等于或接近的频率来驱动有源调谐谐振电路时，将所述偏移添加到输出信号的测量结果，以测量位置。这样的温度补偿方案可以将一个温度相关的偏移应用于：每个传感器；每组传感器；或者用于所有传感器。

利用本文如上所述的多路复用方案的鼓面/鼓组允许快速和精确地测量鼓面的位置。例如，可以多路复用图8所示的示例，其中选择器信号37的更新频率至少为32000Hz，从而允许在4000Hz的频率下确定8个传感器的子集中的每个传感器的位置。对于传感器的其它子集，该示例可以被复制并且并行地运行，从而允许许多传感器确定它们位置，例如对于88个传感器以至少352000传感器/秒的速率确定其位置。理想地，传感器的位置应当以每秒至少250次来确定，其对应于例如88个传感器(例如11个鼓面，每个鼓面具有8个传感器)每秒至少22000个感测事件的速率，以允许对击中事件进行适当精确的定时，并且可选地确定与事件相关联的鼓面速度。所述系统的实施方式可以容易地超过这些目标。

图9有助于理解传感器系统的操作，图9示出了当键盘被按下时来自键盘上的传感器的传感器输出。键有三个主要位置：当键静置时的静置位置(rest position)Kmax43；当键的可移动顶部构件与可变形终点止动件进行第一次接触时的点Kzero44；以及最大下压点Kmin45，其对应于由典型用户施加到鼓面的最大压力点，可以认为在该最大压力点处可变形终点止动件变形最大。稍后描述当鼓面被击打时确定的信号。

对于多个这样的传感器，由于机械变化和由于电子组件公差，在任一主要位置处的一个传感器的输出信号不太可能与在同一主要位置处的第二传感器的输出信号相同。因此，需要校准过程以确保任何传感器的位置相对于该传感器的相应主要位置是已知的。图11中示出了这种校准过程。

在传感器的位置在主要位置Kmax和Kzero之间的情况下，作为Kmax和Kzero之间的下压百分比的传感器的校准位置K因此可以根据传感器的测量位置Ko使用以下等式来计算K＝100％x(Ko-Kzero)/(Kmax–Kzero)。

在传感器的位置在主要位置Kzero和Kmin之间的情况下，作为Kzero和Kmin之间的下压百分比的传感器的校准位置Kpress，在图9中为50，因此可以使用以下等式根据传感器的测量位置“Ko”计算：Kpress＝100％x(Ko-Kmin)/(Kzero-Kmin)。在这种情况下，可以认为Kpress是施加到键的压力的量，对应于传感器的下压范围50。

在一些实施例中，Kpress的计算可包括偏移Kpoff，由此Kpress为零，直到传感器的位置Ko位于(Kzero-Kpoff)与Kmin之间为止；因此，Kpress＝100％x(Ko-Kmin)/(Kzero-Kpoff-Kmin)。该偏移产生死区，在该死区中，传感器位置的变化不会导致传感器的校准位置K变化，也不会导致Kpress变化。这便于实现触后阈值(aftertouch threshold)。

在一些实施方式中，当鼓面的下压超过次级位置Kon时，每个传感器可以发出鼓击打事件，并且当传感器的下压返回到另一次级位置Koff时，每个传感器可以发出释放事件；稍后描述其它方法。在某些情况下，Kon可以等于Koff，但优选Kon和Koff不相等。参考图9，优选地，次级位置Kon48被选择为接近主要位置Kzero44。类似地，次级位置Koff47被选择为接近次级位置Kon。

在一些实施例中，每个传感器的次级位置koff 46被选择为接近主要位置Kmax43。这种布置允许传感器的位置被用于在发出释放事件之前发出表达事件(expressionevent)，其中在koff和Kzero之间的传感器的测量位置Ko可以用于计算与传感器的下压范围49相对应的校准表达值Kexp＝100％x(Ko-Kzero)/(koff-Kzero)。

图12的示例过程可以用于系统的实施方式中的每个传感器，其中，当使用主要位置Kmax、Kzero和Kmin并因此使用次级位置Kon和Koff进行校准时，传感器的测量位置Ko可以用于发出：每个鼓面/传感器的击打事件(hit event)、释放事件(release event)、表达事件和压力事件(pressure event)。

从主要位置Kmax和Kzero获得在鼓面上的传感器的次级位置Kon和Koff的特别的优点在于，次级位置可以通过简单的数值计算容易地修改，从而允许改变响应。此外，这种修改对于鼓组中的每个单独的传感器/鼓面可以是不同的，从而允许在不需要对鼓面/鼓组进行任何机械改变的情况下，实现大范围的响应。

为了提供进一步的控制，可以发送与击打事件相关的速度信息，并且可选地还发送与释放事件相关的信息。这种速度信息可以通过测量两个已知的传感器下压点之间的时间间隔来确定，或者相反地通过测量两个已知时间点的下压变化来确定。

在实施方式中，使用平均、滤波或类似方法，在多个对应时间处根据传感器的多个位置来确定传感器的速度(速率和方向)。下面详细描述一个示例。这种计算速度的方法具有优于其它方法的几个优点：它不假设如用于两点测量方法的线性速度分布，而是允许检测在鼓面/传感器的整个下压范围内的速度变化，因此速度的测量值更能代表鼓面/传感器的真实速度，从而使响应更一致；因为使用大量的统计上显著的数据点，所以可以确定速度的更高分辨率和精度；并且它允许计算鼓面/传感器的未来位置的预测，允许例如估计鼓面/传感器的位置等于次级位置Kon和Koff时的未来时间，从而允许在相应的物理事件之前发出击打或释放事件，从而补偿延迟。

一个示例滤波过程如下：

deltaV＝deltaPos(即，固定时间步长之间的位置变化)

alpha＝k*abs(deltaV)

滤波系数alpha取决于deltaV的大小；alpha被限制为合理值以避免上溢/下溢。

velocity＝alpha*last_velocity+deltaV*(1-alpha)

由于滤波，这种可以在数字域中实现的方法可以提供改进的分辨率，这对于移动非常缓慢的鼓面来说尤其重要，而不会显著地损害快速移动的鼓面的时间响应。例如，可以使用修改滤波和/或最大允许速度值来给予其较硬的柔和响应。

为了说明这种方法的这些益处，图10示出了传感器的校准位置51和传感器的相应校准速度52，其中在传感器开始下压的7ms内，传感器的下压达到主要点Kzero44。图10的曲线近似于直接从微分位置计算的速度，但是当位置缓慢移动时，速度滤波更重，因此速度滞后一点。这种方法可以产生与鼓面/传感器的速度有关的有用信息。

参考图13和14，这些图示出了来自鼓面传感器的瞬态响应和用于产生触发事件的过程的示例。

在示例性信号处理技术中，首先，瞬态响应由超过主要阈值(primary threshold)70的位置信号来检测。该主要阈值可以选择为抑制噪声信号。其次，瞬态响应可以通过检测转折点73来检测。鼓上的敲击强度可以作为触发事件的参数来发送。强度可以通过以下之一或组合来计算：位置传感器在主要阈值和转折点之间的72处的最大速度；以及位置传感器的最大位移，其被计算为转折点处的位置与主要阈值处的位置之间的差。

可选地，可以生成调制事件(modulat ion event)以修改对触发事件的响应。通过确定位于主要阈值70和转折点73之间的次级阈值75，并且通过测量转折点与位置超过次级阈值77的时间点之间的时间段76，可以计算调制事件的控制参数。

在实施方式中，为了避免错误触发，在位置传感器输出信号超过主要阈值70之前，不允许进一步的瞬态响应。在一些实施方式中，可以应用迟滞(hysteresis)，使得用于检测瞬态响应的主要阈值不同于用于防止错误触发的主要阈值。

为了抑制噪声和低频振动，对位置传感器的输出进行高通滤波可以有利的。典型的高通滤波器可以具有20-300Hz之间的截止频率。

图15示出了示例时分多路复用控制器，其被配置为驱动用于复数个鼓面(垫)或鼓组/套件中的每一个的复数个传感器。如图所示的每个鼓面(垫)79包括复数个传感器，这些传感器在鼓面(垫)内被多路复用。如图所示，该系统可以用于驱动复数个鼓面，每个鼓面具有相应的一组多路复用传感器。

所描述的技术可以是有利的，因为它们可以被廉价地制造，还因为响应时间可以非常快，例如<1ms。

本发明的其它方面在以下条款中陈述：

1.一种用于电子鼓垫的感测系统。感测系统可以包括多个传感器。每个传感器可以包括例如用于安装在传感器的移动部分上的无源谐振电路、以及例如用于安装在参考位置的有源谐振电路。在实施方式中，无源谐振电路具有谐振频率，且有源谐振电路被配置为在谐振频率下激励无源谐振电路。所述感测系统还可以包括至少一个传感器驱动器，其用于利用处于所述谐振频率的RF驱动信号来驱动所述有源谐振电路；所述至少一个传感器驱动器可以在复数个传感器之间共享。在实施方式中，感测系统还可以包括多路复用系统，例如一个或多个复用器和/或解复用器，以用于多路复用所述驱动信号，使得同时驱动的传感器被至少(k-1)个传感器(物理地)分离，其中(k-1)是等于或大于1的整数。因此在实施方式中，一个传感器与相邻传感器不同时被驱动(或与远离至少k个传感器的传感器被同时驱动)。感测系统还可以包括至少一个检测器，例如读出电路和/或微处理器，以检测来自驱动传感器的RF信号的电平。这可以用于感测与电子鼓垫相关联的传感器的位置和/或速度。所述至少一个检测器可以检测所述有源谐振电路中的谐振RF信号随所述有源谐振电路和所述无源谐振电路的相对位置的变化；它可以对RF信号的电平进行峰值检测。

2.如条款1所述的感测系统，其被配置为阻尼其传感器未被驱动的有源谐振电路。

3.如条款1或2所述的感测系统，其中，至少所述有源谐振电路包括具有处于相反方向的绕组的一个或多个线圈，特别地其中，相反方向的绕组被配置为生成相反方向的磁场以彼此抵消。

4.如条款1、2或3所述的感测系统，其中，所述有源谐振电路包括一对横向相邻的扁平线圈。

5.如条款1至4中任一项所述的感测系统，还包括温度补偿系统以温度补偿所检测到的RF信号的电平，其中温度补偿系统被配置成将非谐振驱动信号施加到有源谐振电路中的至少一个，以测量来自至少一个检测器的非谐振驱动信号的电平，并且响应于所述非谐振驱动信号的电平来补偿所检测到的RF信号的电平。

6.如条款5所述的感测系统，其中，所述多路复用系统被配置成多路复用所述驱动信号，使得传感器中的一个传感器在一组时隙中的每一个中被驱动，并且其中，温度补偿系统被配置成在附加时隙期间，将非谐振驱动信号施加到该组时隙。

7.如条款1至6中任一项所述的感测系统，其中，每个传感器还包括可变形元件，其用于限制所述无源谐振电路和所述有源谐振电路中的一者或两者的运动以用于压力感测。

8.一种用于电子鼓垫的传感器组。鼓垫具有多个传感器。该组传感器可以是感测系统的一部分。每个传感器可以包括用于安装在传感器的移动部分上的无源谐振电路和用于安装在固定的参考位置(例如在电子鼓的一部分上)的有源谐振电路。在实施方式中，无源谐振电路具有谐振频率，并且有源谐振电路在所述谐振频率处激励所述无源谐振电路。每个传感器可以进一步包括检测器，其可以在复数个传感器之间共享，以用于检测有源谐振电路中的谐振信号随有源谐振电路和无源谐振电路之间的相对位置的变化，从而检测传感器的位置和/或速度。在一些实施方式中，变化可以是谐振信号中的信号的幅度的变化。该组传感器可以包括具有两个或更多个不同谐振频率的传感器，所述两个或更多个不同谐振频率被布置成使得具有相同谐振频率的传感器在安装时是不相邻的，以感测电子鼓垫的传感器。

9.如条款8中所述的感测系统，其中，具有第一谐振频率的传感器与具有不同的第二谐振频率的传感器交错。

10.如条款8或9所述的感测系统，还包括多路复用系统和/或控制器，其用于控制对传感器组中的传感器的选择，使得在不同时间选择相邻传感器。

11.如条款1-7和10中任一项所述的感测系统，其中，所述多路复用系统/控制器还被配置成阻尼其传感器未选中的有源谐振电路。

12.如条款10或11所述的感测系统，其中，所述多路复用系统/控制器被配置成时分多路复用所述传感器的操作，其中，每个谐振频率限定具有所述谐振频率的传感器组，其中，所述时分多路复用限定了多个n个时隙，并且其中，向每组的连续传感器分配连续的时隙。

13.如条款12所述的感测系统，其中，存在N个谐振频率和N组传感器，其中，所述传感器组中的传感器在所述电子鼓垫上是交错的。

14.如条款13所述的感测系统，其中，所述多路复用系统/控制器被配置成使得相同组中的并且在相同时隙中被激励的传感器之间具有(n×N)-1个传感器。

15.如前述条款中任一项所述的感测系统，还包括处理器，该处理器被配置成用于处理每个传感器的有源谐振电路中的谐振信号的变化，以确定当被下压的传感器在释放位置与被压下的位置之间移动时每个传感器在一系列时间间隔内的运动，特别地其中，每个传感器的运动包括当该传感器在释放位置与被压下位置之间移动时该传感器的位置和速度。

16.如条款15所述的感测系统，其中，处理器被配置成处理每个传感器的有源谐振电路中的谐振信号的变化，以基于传感器速度进行滤波的、根据在连续时间间隔处确定的传感器的位置变化，来确定该传感器在压下位置与释放位置之间移动时该传感器的速度。

17.如前述条款中任一项所述的感测系统，进一步包括处理器，该处理器被耦接以处理该RF/谐振信号的电平/变化，从而针对每个传感器确定传感器下压和传感器释放事件。

18.如条款15-17中任一项所述的感测系统，其中，所述处理器还配置成在至少三个不同传感器位置之间进行区分：第一：结束位置(first off position)、第二：开始位置(second on posit ion)和第三：触后位置(third aftertouch position)，其中所述触后位置在所述开始位置之外、并且对应于在下压之后施加到所述传感器的附加压力。

19.如前述条款中任一项所述的感测系统，还包括基板，其以所述电子鼓垫的传感器的顺序相对应的顺序来支撑传感器的所述有源谐振电路。

20.一种电子鼓垫，包括如前述条款中任一项所述的感测系统。

21.一种触后电子鼓垫，包括条款19或20的感测系统或电子鼓垫，每个传感器具有可变形终点止动件，使得所述触后位置对应于传感器超过由所述可变形终点止动件限定的终点止动位置的移动，其中识别所述传感器的所述触后位置实现了触后。

22.一种感测电子鼓垫的多个传感器的位置的方法。该方法可以包括：为每个传感器提供用于安装在例如传感器的移动部件上的无源谐振电路、和用于安装在例如计算机鼓的一部分的固定参考位置的有源谐振电路。在一些实施方式中，无源谐振电路具有谐振频率，有源谐振电路以谐振频率激励无源谐振电路。每个传感器可以进一步具有检测器，该检测器可以被共享，以检测有源谐振电路中的谐振信号随有源谐振电路和无源谐振电路之间的相对位置的变化，从而检测传感器的位置和/或速度。该方法还可以包括将传感器布置成在两个或更多个不同谐振频率下操作，所述传感器被布置成使得具有相同谐振频率的传感器不相邻。附加地或替代地和/或该方法还可以包括：通过将至少有源谐振电路的一个或多个线圈以及可选地还有无源谐振电路的一个或多个线圈配置为具有相反方向的绕组，来减少传感器之间的干扰。

23.如条款22所述的方法，还包括：通过在至少三个不同的传感器位置之间进行区分来提供触后，三个不同的传感器位置包括第一：结束位置、第二：开始位置和第三：触后位置，其中，触后位置超过开始位置、并且对应于在传感器的下压和移动超过终点止动件位置之后被施加到传感器的附加压力。

24.一种周期性地补偿电子鼓垫的响应的方法。鼓垫的每个传感器可以包括有源谐振电路、无源调谐谐振电路和检测器。该方法可包括：在第一时间t

25.如条款24所述的方法，还包括：根据时分多路复用寻址方案来操作传感器，并且使用时分多路复用寻址方案的传感器不工作的时隙进行检测。

26.一种用于电子鼓垫的传感器组。鼓垫具有多个传感器。该组传感器可以是感测系统的一部分。每个传感器可以包括用于安装在传感器的移动部分上的无源谐振电路、和用于安装在固定的参考位置(例如，在鼓的一部分上)的有源谐振电路。在实施方式中，无源谐振电路具有谐振频率，并且有源谐振电路在谐振频率处激励无源谐振电路。每个传感器可以进一步包括检测器，其可以在复数个传感器之间被共享，以检测有源谐振电路中的谐振信号随有源谐振电路和无源谐振电路之间的相对位置的变化，从而检测传感器的位置和/或速度。在一些实施方式中，所述变化可以是谐振信号中的信号幅度的变化。该组传感器可以包括具有两个或更多个不同谐振频率的传感器，所述传感器被布置成使得具有相同谐振频率的传感器在被安装以感测鼓垫的传感器时不相邻。

上述技术可以用于感测用于电子鼓垫的传感器中的压力，传感器还包括位于无源谐振电路和有源谐振电路中的一个或两个的下方和/或之间的可变形元件，例如，橡胶块或橡胶层。

毫无疑问，本领域技术人员将想到许多其它有效的替代方案。但是应当理解，本发明不限于所述实施例，并且包括对于本领域技术人员来说显而易见的、落入所附权利要求的精神和范围内的修改。