“электромузыкальный инструмент “голос марии”

СОЮЗ СОВЕТСКИХСО ЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХРЕСПУБЛИК д д 734121 А 1 ц 5 С 10 Н ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 18 етельство СССРН 5/08, 06.05.8ельство СССРН 5/08, 04,04,57ЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ретения: ус1) управленнератор (2)траиваемыхй частоты,ения гармон роистя,.невысокой енерари блок, два й геересоко ве1 р ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(57) Сущность изово содержит блок"тора (3, 4) выка (5, 6, 7) выдел Изобретение относится к электро- музыкальным инструментам (ЭИИ) и может быть использовано для сольного исполнения мелодий для последовательной записи оркестрового музыкаль ного произведения одним исполнителем (например композитором) с использованиеммагнитозапичи, для исполнения в составе оркестра.Цель изобретения - повышение испопнительских возможностей, а именно дать исполнителю музыкальный инструмент с новыми возможностями для ис.полнения мелодий, позволяющий воспроизвести мелодию "напевно" единым слитным голосом (песни без слов) - вводить глиссандирующие переходы, разного рода вибрато, но и вносить в исполнение инструментальные возмож ности быстрой игры; вводить в голоссмесителя (8, 9), два блока (1 О, 11)(16, 17) аккордов, два селектора.(1819) тембров, 2 блока (20, 21) управления уровнем основной составляющей,голоса, два блока (22, 23) управления уровнем аккорда, два блока (24,25) управления уровнем тембра, дваусилителя (26, 27) звуковых частот,блок (28) сдвига частоты, два нелинейных преобразователя (29, 30), двыходные шины (31, 32). 1 з.п. Ф-ль12 ил,в процессе исполнения мелодии одновременно и взаимоневависимо краскичистой гармонизации, тембровые и, другие краски, осуществлять полноценноелегато, вводить дуэт, двухголосыйунисон, в известном отношении (по изменчивости оттенков звучания голоса)превзойти возможности скрипки, вио"лончели и даже возможности вокалиставысшего класса. Известно, какая изощренная виртуозная техника исполненияна скрипке нужна для того, чтобы придать звучанию скрйпки самые небольшие оттенки. Здесь же изменение кра"сок в процессе исполнения мелодиидостигается легко и широко. Меняющая.ся в процессе исполнения красочность,голоса, ведущего мелодию, позволит:усилить эмоциональное воздействие му-.зыки на слушателей.1917компоненты (по качеству и уровню) подаются на первый, второй и третийвходы усилителей в каждом иэ каналов,усиливаются и поступают на шины 31,32, с которых конечный сигнал (голос) может быть подан на магнитофон,на цветомузыкальное устройство ит.п. Блоком управления владеет исполнитель, Работая "смычками", он поочередно выбирает и вводит в звучаниенеобходимые составляющие голоса, исполняя мелодию,Выполнение ЗИИ возможно в нескольких вариантах, Во-первых, оно можетбыть в какой-то мере неполным либоболее полным. Так можно ограничитьсячистым музыкальным строем с семью тонами в октаве, позволяющим построитьвсе основные мажорные и минорные аккорды (3/4, 1/5 3/5, 5/8, 4/6, 5/6,1), взять не семь октав, а, положим,три. Иожно ограничиться небольшим количеством тембровых красок. Напротив,можно ввести в дополнение к строючистых тонов двенадцатиступенный равномерный музыкальный строй, управляемый по высоте тем же одним парамет"ром. Можно расширить палитру введе"нием новых красок, используя дополнительные степени свободы блока управления. Не исключено выполнение блокауправления средствами современноймикроэлектроники и микротехники в виде грифа и двух "смычков", свободноудерживаемых исполнителем, примернотак, как делает это скрипач. Каждый"смычок" имеет не менее пяти степенейсвободы в выборе его положения относительно грифа, Такое выполнение бло"ка управления может придать исполнителю свободу эмоционального движения. Формула изобретения 1, Электромузыкальный инструмент, содержащий неперестраиваемый генератор высокой частоты, первый перестраиваемый генератор высокой частоты, первый смеситель первый усилитель звуковой частоты и блок управления, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения исполнительских возможностей, в него введены второй перестраиваемый генератор высокой частоты, второй смеситель, второй усилитель звуковой частоты, первый и второй нелинейные преобразователи первый, второй и третий блоки выделе 31121 20ния гармоник, первый и второй блокиФормирования основной составляющейголоса, первый и второй блоки формирования аккордов, первый и второйблоки формирования тембров, первый ивторой селекторы аккордов, первый и- второй селекторы тембров, первые ивторые блоки управления уровнями ос новной составляющей голоса, аккордаи тембра и блок сдвига частоты, причем выход неперестраиваемого генера"тора высокой частоты соединен с входом второго блока выделения гармоник, 15 выходы которого соединены с второйгруппой входов первого смесителя и спервой группой входов второго смесителя, выход первого перестраиваемогогенератора высокой частоты соединен 20 с входом первого блока выделения гар"1моник, выходы которого соединены спервой группой входов первого смесителя, выход второго перестраиваемого генератора высокой частоты соединенс входом третьего блока выделениягармоник, выходы которого соединеныс второй группой входов второго смесителяпервый, второй и третий выходы первого и второго смесителей соеЗ 0 динены соответственно с входами первых и вторых блоков формирования основной составляющей голоса, аккордови тембров, выходы первых и вторыхблоков Формирования основной состав ляющей голоса, аккордов и тембровсоединены соответственно с информа"ционными входами первых и вторых блоков управления уровнем основной составляющей голоса, селекторов аккордов Щ и тембров, выходы первых и вторых селекторов аккордов и тембров соединенысоответственно с информационными входами первых и вторых блоков управления уровнем аккорда и тембра, выходы Щ первых и вторых блоков управленияуровнем основной составляющей голоса,аккорда и тембра соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами первого и второго усилителей 50 звуковой частоты, выходы которых соединены соответственно с первой и второй выходными шинами, первый выходблока управления соединен через последовательно соединенные блок сдвиа га частоты и второй нелинейный преоб"разователь с входом второго перестраиваемого генератора высокой частоты,второй выход соединен через первыйнелинейный преобразователь с входом1731(121 первого перестраиваемого генераторавысокой частоты, третий - восьмой выходы соединены соответственно с управляющими входами первых и вторыхблоков управления уровнем основнойсоставляющей голоса, аккорда и тембра, девятый - двенадцатый выходы соединены соответственно с управляющимивходами первых и вторых селектороваккордов и тембров.( 2. 11 нструмент по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что его блок управления включает один общий гриф высоты и два "смычка", каждый из которых содержит шесть или более взаимонезависимых регуляторов компонентами голоса по числу его управляемых признаковНа фиг, 1 изображена структурная схема предложенного ЭМИ в варианте, в котором задействованы шесть степеней свободы управления (выбор высоты голоса, аккорда, тембра, уровней основной составляющей голоса, вводимой тембровой краски и аккорда); на фиг,2 - блок управления в его части, относящейся к левой руке; на Фиг. 3 - 1 О общий вид блока управления; на Фиг, 1 - шесть степеней свободы, которыми обладает пластина, на Фиг. 5- принципиальная электрическая схема включения регуляторов-потенциометров блока управления и осуществления сдвига частоты, примененная в ЗМИ; на биг. 6 - структурная схема селектора; на Фиг. 7 - частотные характеристики избирательных контуров, входящих в схему селектора, на Фиг, 8- переменное сопротивление (элемент регулятора-потенциометра); на Фиг. 9- вариант переменного сопротивления, на фиг. 10 - электрическая схема ре гулятора-потенциометра (например, клавишного), выполненного на основе переменных сопротивлений, показанных . на Фиг. 8 и 9; на Фиг. 11 - вариант конструкции (в увеличенном размере) ЗО клавишного регулятора - потенциометра, на Фиг. 12 - структурная схема нелинейного преобразователя грифа.ЭМИ содержит блок 1 управления, неперестраиваемый генератор 2 высокой частоты, первый 3 и второй ч перестраиваемые генераторы высокой частоты, первый 5, второй 6 и третий 7 блоки выделения гармоник, первый 8 и второй 9 смесители, первый 10 и второй 11 блоки Формирования основ ной составляющей голоса, первый 12 и второй 13 блоки Формирования аккордов, первый 1 ч и второй 15 блокиформирования тембров, первый 16 и второй 17 селекторы аккордов, первый18 и второй 19 селекторы тембров, первый 20 и второй 21 блоки управления уровнем основной составляющей голоса, первый 22 и второй 23 блоки управления уровнем аккорда, первый 24 и второй 25 блоки управления уровнем тембра, первый 26 и второй 27 усилители звуковой частоты, блок 28 сдвига частоты, первый 29 и второй 30 нелинейные преобразователи, первая 31 55и вторая 32 выходные шины, при этомвыход неперестраиваемого генератора2 высокой частоты соединен с входом второго 6 блока выделения га рмоник, выходы которого соединены с второй группой входов первого 8 смесителя и с первой группой входов второго 9 смесителя, выход первого 3 перестраиваемого генератора высокой частоты соединен с входом первого 5 блока выделения гармоник, выходы которого соединены с первой группой входов первого 8 смесителя; выход второго ч, перестраиваемого генератора высокой частоты соединен с входом третьего 7 блока выделения гармоник, выходы которого соединены с второй группой входов второго 9 смесителя, первый, второй и третий выходы первого 8 и второго 9 смесителей соединены соответственно с входами первых и вторых блоков 10, 11, выходы первых и вторых блоков 10-15 соединены соответственно с информационными входами первых и вторых блоков 20, 21, 16-19; выходы первых и вторых селекторов 16- 19 соединены соответственно с информационнь 1 ми входами первых и вторых блоков 22-25, выходы первых и вторых блоков 20-25 соединены соответственно с первым, вторым и третьим .входами первого 26 и второго 27 усилителей звуковой частоты, выходы которых соединены соответственно с первой 31 и второй 32 выходными шинами, первый выход блока 1 управления соединен через последовательно соединенные блок 28 сдвига частоты и второй 30 нелинейный преобразователь с входом второго и перестраиваемого генератора высокой частоты, второй выход соединен через первый 29 нелинейный преобразователь с входом первого 3 перестраиваемого генератора высокой частоты, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой выходы соединены соответственно с управляющими входами первых и вторых блоков 20- 25; девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый выходы соединены соответственно с управляющими входами первых и вторых селекторов 16-19.Блок 1 управления ЭМИ, как вариант, может содержать общий гриф 33 (регулятор-потенциометр высоты) и две каретки (смычка) 31 и 35, "рельсы" 36 для движения кареток 3 л и 35 вдоль грифа 33, шкалу 37.высо 1 ы, указатели 38 и 39 высоты голоса, станину 10, в составе каждой каретки 31 и 35 содержатся нижняя каретка М,"рессору" 77 переменного сопротивления регулятора-потенциометра (несжатую в начальном положении клавиши),контактную упругую "рессору" 78 пе О ременного сопротивления регуляторапотенциометра (сжатую в начальном положении клавиши), изоляционную прокладку 79.Нелинейный преобразователь 29, 30, 15 как вариант содержит генератор 80 высокой частоты, частота которого управляется напряжением, подаваемым сгрифа 33, фильтр 81 с соответствующейчастотной характеристикой, детектор 20 82 со сглаживающим Фильтром.ЭИИ работает следующим образом,Блок 1 управления - важный элементЭИИ Толос Иарии", во многом определяет его возможности, С его выходовподаются на исполнительные устройства управляющие напряжения, определяющие высоту голоса, выбор вариантакраски из каждого набора красок иуровень для каждого вводимого в голос 30 составляющего его компонента. Наилучший современный вариант блока управления содержит общий гриФ высоты идва "смычка" со многими степенямисвободы управления каждый, выполнен ные в виде "кареток" Блок управленияпозволяет исполнителю поочередно выбирать высоту голоса и его окраску.На Фиг. 4 стрелками указаны движениявправо-влево, вперед-назад, "качание" 4 О около горизонтальной оси, перпендикулярной грифу, вращение около вертикальной оси, "наклоны" около горизонтальной оси, параллельной грифу, движение вверх-вниз. Этими же степенями 45 свободы обладает каждая каретка блокауправлений, Любая из степеней свободыкаретки может быть использована дляуправления одним из качеств голоса спомощью регуляторов-потенциометров.В приведенном варианте ЭМИ используются шесть степеней свободы управле-.ния (три степени свободы каретки итри клавишки), Не исключено при надобности загействование и остальныхвозможностей степеней свободы управления, а также дополнительное использование возможности изменять силусжатия каретки пальцами, удерживающими ее, использование ножных педа" 5 173412"рельсы" 42, проложенные по нижнейкаретке 41 в направлении, перпендикулярном грифу 33, нижняя часть 43верхней каретки, опирающаяся на"рельсы" 42, верхняя (" качающаяся" )часть 44 верхней каретки, приводящаяв движение регулятор-потенциометр 45выбора тембра, ось 46 качающейся части верхней каретки, скользящий контакт (ползунок) 47 гриФа 33, регулятор-потенциометр 48 выбора аккорда,клавишные регуляторы-потенциометры49-51 выбора уровней составляющих голоса, опоры 52 для пальцев (большогои мизинца), "ролики" 53 скольженияпо рельсам.Селекторы 16 - 19 в данном варианте содержат избирательные высокочастотные контуры (фильтры) 54-1, 54-2,54-Н с достаточной избирательностью, настроенные на разные частоты (для каждого варианта краски своячастота), детекторы 55-1, 55-2,55-Н, генератор 56 высокой частоты семкостным элементом управления частотой, источник управляющего напряжения - регуляторы-потенциометры 4548, каскады 57-1, 57-2, ., 57-Н,58-1, 58-2.58-Н усиления типадистанционных электронных регуляторов(ДЭР) с коэффициентом усиления, определяемым напряжением, источники59 1 59-259-Н вариантов красок, выходной дифференциальный трансФорматор 60. Связи между элементамиселектора ясны из структурной схемы.Переменное сопротивление, используемое в конструкциях регуляторовпотенциометров блока 1 управления,содержит упругие листовые пластинки61 иэ проводника в виде упругой мягкой "рессоры", жесткие контактныепластинки 62, 63 из проводника, слой64 полупроводникаПеременное сопро"тивление может содержать упругие листовые пластинки 65 из проводника(" рессоры" ), жесткую пластину 66 изизоляционного материала, полупроводниковое покрытие 67, жесткую контактную пластину 68 из.проводника.Клавишный регулятор-потенциометр49, например, содержит подвижныйстержень 69, корпус 70, упругую подвеску 71, 72 стержня из листовогоупругого изоляционного материала,возвратную пружину 73, жесткую плоскую металлическую пластину 7", покры"тую с обеих сторон полупроводящимлей. Нижняя каретка 41 опирается на "рельсы" 36, проложенные вдоль гриФа 33. На ней установлены свои "рельсы" 42, перпендикулярные грифу. На них опирается нижняя часть 43.верхней каретки, Она может скользить поэтим "рельсам" в направлении, перпендикулярном грифу. Верхняя часть 44верхней каретки может "покачиваться"около горизонтальной оси, перпендикулярной грифу. По токонесущему проводу грифа (сопротивление потенциометра) скользит "ползунок" 47 съема напряжения, управляющего высотой голоса; движение верхней каретки по "рельсам", перпендикулярным гриФу,снимает аналогичным ползунком напряжение с провода регулятора-потенциометра 48, управляющее выбором аккорда, а "покачивание" верхней части каретки 44 приводит в движение регулятор-потенциометр 45, который выдает напряжение, определяющее выбор тембровой краски. На каждой верхней каретке (в ее верхней части) имеются три клавиши регуляторов-потенциометров 49, 50, 51 выбора уровня. Одна клавиша определяет уровень (громкость) основной составляющей голоса, другая - уровень введения выбранногоаккорда, третья - уровень введениявыбранной тембровой краски. Если пределы изменения управляющего напряжения с выхода какого-либо регуляторапотенциометра почему-либо недостаточны для воздействия на исполнительскую схему, они могут быть расширены введением усилителя постоянного тока.Все регуляторы-потенциометры (для левой каретки - 33, 45, 48-51) питаются.от одного общего источника тока Е, На Фиг. 5 Р соответствует регулятору-потенциометру грифа, К , К.,4 ф з б й 5 1 5 ф 6 гуляторам-потенциометрам кареток и соответственно Е Е - управляющие напряжения, определяющие высоту голоса в первом и втором каналах, аЕ Е 4 Е 5 Е 6 и Ер, Е Е Е 5 управляющие напряжения, поступающие с блока управления 1 на исполнительные устройства первого и второго ка" налов. Электрические соединения перемещающихся регуляторов-потенциометров кареток с электрической схемой ЭНИ могут быть осуществлены с помощью гибких проводников и скользящих контактов. Каретка удерживается большим пальцем и мизинцем за опоры 52 для пальцев. Каретки пегкие, выполнены из легкого прсчного материала с использованием в конструкции перфораций и других приемов для уменьшения веса при сохранении прочности. Име. ется общая однсзначная икала 37 высоты, а каждая из нижних кареток 10 снабжена указателем 38, 39 полоса высоты, Один указатель расположен чутьниже другого, чтобы не препятствовать движению друг друга при сближении кареток. Регуляторы-потенциомет ры, управляющие высотой голоса и выбором аккордов (гриф высоты и ползунковые регуляторы-потенциометры нанижних каретках), выполнены из проводов с высоким удельным сопротивле нием. В каждом из них взято по нескольку проводов, чтобы иметь уверенный скользящий контакт с ползунком.Клавишные регуляторы-потенциометрыи регуляторы-потенциометры выбора 25 тембра должны быть очень компактнымии легкими, Выполнить эти условия, используя выпускаемые промышленностьюпеременные сопротивления, не соглашаясь на компромиссы, весьма трудно, 30 Предлагаемая конструкция перемен,ного сопротивления позволяет выпол-нить эти требования, На фиг, 8 схематически изображено устройство переменного сопротивления, которое можетбыть использовано в конструкциях какклавишных, так и других регуляторовпотенциометров блока управления, Двеупругие металлические пластинки обра"зуют подобие "рессоры" 61, Одной сто 0 роной "рессора" опирается на жесткуюплоскую металлическую пластину 62,покрытую тонким полупроводниковымслоем 64. В зависимости от деформи"рующего усилия на "рессору" площадь 4 со при кос но в ения с полу проводящим слоем меняется, изменяя контактное сопротивление между "рессорой" 61 ипластиной 62, Плоская пластина изпроводника 63 соприкасается с "рессорой", образуя с ней контакт. НаФиг. 9 показан вариант переменногосопротивления, который также можетбыть использован, Отличие состоит втом, что жесткая пластинка 66 выполнена из изолятора и покрыта тонкимслоем полупроводниковой мастики 67по типу мастики, используемой в обычных переменных сопротивлениях. Придеформации "рессоры" 65 поверхность"рессоры" закорачивает часть полупроводникового слоя, меняя сопротивление. Не исключена возможность создания иных конструктивных решений переменных сопротивлений, пригодных дляблока управления, на базе существующих технологий и конструкций, Так,чтобы исключить быстрый износ слояполупроводника при потоке регулирования во время игры на ЗИИ и улучшитьскольжение ползунка, можно слой полупроводника прикрыть тонкой упругойфольгой, по которой и будет скользить ползунок, прижимая фольгу к слоюполупроводника, создавая контакт сним,Возможны также конструкции на основе фотосопротивлений. Нажим на клавишу (в случае клавишного регуляторапотенциометра) увеличивает Р 2 иуменьшает Г, вводя сигнал, Регулятор"потенциометр (см. Фиг. 11) соединяет два переменных сопротивленияв варианте, показанном на Фиг 8.Устройство таково, что нажим на клавишу сжимает "рессору" одного переменного сопротивления (уменьшая егосопротивление) и разжимает "рессору"второго переменного сопротивления(увеличивая его сопротивление), уве. личивая коэффициент передачи регулятора-потенциометра. Корпус 70 ре.гулятора-потенциометра соединен с"землей" и служит экраном, Должнабыть предусмотрена изоляция от пыли,Регулятор-потенциометр "качания"верхней каретки, управляющий выборомтембровых красок, может быть выполнен из таких же переменных сопротивлений (фиг. 8 или 9). В варианте можно одно такое переменное сопротивление поместить под одно плечо качающейся части верхней каретки, а поддругое плечо - второе переменное сопротивление. Здесь также при качанииверхней части каретки одна "рессора"будет сжиматься, тогда как другаяразжиматься.Блок 1 управления работает следую"щим образом, Выбор высоты голоса, егоокраски в каждом из каналов генерацииосновной составляющей голоса и звуковых красок осуществляется исполнителем с помощью относящегося к нему"смычка", каждая степень свободы управления которого реализуется с помощью регулятора-потенциометра. Длякаждой краскииспользуются два регулятора-потенциометра. Один - лля управления селектором (выбор необходимого варианта краски), другой - длявыбора уровня введения в голос выбранной краски. Выбор высоты голоса,его окраски в каждом из каналов определяется по воле исполнителя изменением положения кареток - подачей вгенераторную систему к исполнительным устройствам каждого из каналовуправляющих напряжений с регуляторовпотенциометров. Блок управления,имеющий два "смычка" со многими сте пенями свободы управления при одномгрифе, позволяет исполнителю вестимелодию, переходя со ступени на ступень, поочередно выбирая высоту голоса и его окраску.Исполнение ведется следующим образом. Меняя положение "смычка" в пределах каждой из степеней свободы управления, исполнитель выбирает высоту голоса, уровень основной состав ляющей голоса (нажимом на клавишу),тембр и глубину его введения, гармоническую краску (аккорд) и глубинуего введения и т.д, За время, показвучит голос на взятой одним из ЗС смычков" ступени мелодии, воспроизводимой соответствующим каналом,второй "смычок" переводится в положение, соответствующее следующей ступени мелодии с выбором необходимой окЗ 5 раски, Когда наступает момент звучания этой следующей ступени, нажимомна клавиши "смычка" вводится очередной звук, Такая поочередная игра двумя "смычками" может быть очень подвиж С ной, а звучание голоса может меняться по окраске в процессе исполнениямелодии в широких пределах, недоступных для известных музыкальных инструментов и даже певческого голоса. По скольку гармонизация осуществляетсяв чистом музыкальном строе, голосинструмента звучит слитно, как одинголосВозможность скольжения по грифу позволяет придать исполнению на С певность. Однако возможны и быстрыеточные переходы по высоте, Возможнычастотные вибрато разного характера,амплитудные вибрато, комбинированныечастотно"амплитудные вибрато. Два ка нала генерации и выбора окраски голоса дают возможность вести дуэт,осуществить полноценное легатоПлавная (от нуля до максимума) регулировка уровня введения компонент, состав-,17341 ляющих голос, помимо возможности плавно менять громкость и окраску голоса, позволяет менять и характер атаки, начало возникновения звука.Генераторное устройство полуцения всех необходимых исходных компонент для синтеза голоса составлено двумя каналами, каждый из которых содержит блоки 2-15. Исходные первичные высокочастотные колебания, на основе которых синтезируется весь строй звуковых компонент голоса, генерируются неперестраиваемым генератором 2 высокой частоты и двумя перестраиваемыми генераторами 3, 4 высокой частоты. Генератор 2 - общий для обоих каналов генерирует колебания постоянной частоты У., П ;траиваемые генерато" ры 3, 4 генери, ю г колебания, часто ты которых Г и Г. близки к Г и определяются напряг .:ниями, снятыми "смычками" (карет; ами) с гриФа, воздействующими, например, на варикапы, включенные в цепи колебательных кон туров задающих генераторов соответствующих каналов, Разница частот (К вт 0) или (е - Г 0) Определяет высо ту основного тона (высоту голоса) в каждом из каналов, Основной тон со- З 0 ответствует (Г, - Г) = Г, для первого канала и Н - Е ) = Г для второго. Колебания с частотами Гь, К Г поступают на входы блоков выделителей гармоник. 1 35Блоки 5-7 выделения включают (каждый) нелинейный элемент для уверенного получения гармоник от ис одных частот (Г, Г, Е ), выделиг,.ли гармоник (Фильтры) от этих ч. Ог, дели- гр тели на 4, 5, б, на 2.2.2 выдели- тели гармоник от колебаний, полученных делением частот. На уровне высокой частоты для каждой исходной цас.тоты выделяются компоненты, соответ- д 5 ствующие на низкой частоте основноу тону, его гармоникам, тонам нескольких октав чистого музыкального строя, частоты которых для верхней Октавы относятся к частоте основного тона Г, 50 как 3/4, 5/8, 4/5, 3/5, 4/6, 5/6, 4/7, 5/7, б/7, Например, для частоты Г в блоки входят после нелинейного элемента выделители гармоник: 5 Г , 6 Г , Г. 72 соответству" на 55 уровне высокой частоты основному то" ну, а 4 К , 5 Г , 6 К - тонам чистого музыкального строя с отношением час-, тот к частоте основного тона 4/7,21 125/7, .6/7, Делением Г, на 2.2.2 = 8 получаем исходную частоту (выбор может быть и иной), которая вместе со своими гармониками (в том числе 7 Г /4, 71, /2) составляет основу (или одну из основ) для Формантного темб. рообраэования. Делением Г на 4, 5, б получаем частоты Г /4, 7 К /5, Г /6, гармоники от которых дают (на уровне высокой частоты) тоны цистого музыкального строя: 3.К, /4: 7 Г - 3/4; 3.7 о/5: Го = 3/5; 5.7 Е/8: й = 5/8; 4й/6: Г = 4/6;о/6 Ио = 5/6; 4 Ио/5 По = 4/5. Выделением можно получить и гармоники (на уровне высокой частоты) от основного тона: 2.7 Г, 3,К, 4,йь, 5.Е,Полуцив на уровне высокой частоты все необходимые ком" поненты одной октавы чистого музыкального строя, можно делением на 2.2.2 получить и компоненты нижних октав этого строя, То же самое можно получить и для исходных цастот Г, и й . Частоты биений соответствующих пар высоких частот, детектирова" ние которых позволяет получить искомые низкочастотные тоны чистого музыкального строя, как и их гармоники, соотносятся частотно точно так же, как соотносятся высокие частоты. Такчастота биений Гь и (Г + Г) равна Г", частота биений 2 К и 2 Н, + Г) равна 2 Г; частота биений 320 и 3 Ы + Г) равна 3 Г и т.д.3Блоки 5-7 выделения гармоник позволяют полуцить по укаэанной расчетной схеме на уровне высокой частоты для Г , Г й колебания, соответствующие по частоте основному тону, егогармоникам, а также тонам чистого музыкального строя в несколько октав,управляемого по общей высоте однимпараметром. Весь музыкальный строй(все его тоны) перемещаются по высоте вместе с основным тоном, ведущиммелодию. Это дает воэможность осуществить гармонизацию иным способом,цем это делается, например, на Фортепиано, когда тоны аккорда выбираются из Фиксированных по частоте тоновмузыкального строя. При исполнении жена предлагаемом ЭИИ выбранный аккордможет, не изменяясь по своему пост"роению, перемещаться по высоте вместес основным тоном, имея характер тембра, Естественно, при этом должны выполняться законы гармонизации, тре13 1734121 14 бующие в ряде случаев смену аккорда на емкостной элемент (например, вапри переходе на следующую ступень ме- рикап) генератора 56 высокой частоты, лодии. Полученные высокочастотные и тем определяет его частоту й. Кажкомпоненты подаются на входы смесите дый колебательный контур 54-1, 54-2,54-Н, в полосу прозрачности коВ каждом канале с выходов блоков торого попадает частота 1 генератора 5-7 выделения гармоник попарно пода, откликается. На нем возникает наются на сумматоры соответствующие пряжение высокой частоты, величина друг другу высокие частоты. Каждая 10 которого определяется положением часпара высоких частот детектируется тоты Г относительно резонансной крисвоим детектором, На выходе получают- вой этого контура (см. фиг. 7)Это ся основной низкочастотный тон с час- напряжение поступает на детектор тотой Г, гармоники от основного тона 55-1, 55-2, , 55-Н, детектируется, гармоники от Г/8 и строй тонов чисто что дает на выходе детектора после го музыкального строя (т.е. весь ис- сглаживания постоянное напряжениечходныи материал для формирования ос- величина которого соответствует вечновнои составляющеи голоса, чистых личине напряжения высокой частоты, аккордов и тембровых красок),поступающего на вход детектора иОснову первого 10 и второго 11 20 может меняться от минимума до макси- блоков формирования основной состав- мума изменением частоты Г по воле ис,ляющеи голоса составляют сумматоры, полнителя.Это напряжение подается Выбирается звучание основной состав- на два идентичных каскада усиления ляющей голоса суммированием выбран-, типа ДЭР, усиление которых определяных и откорректированных по амплиту ется управляющим напряжением, Эти , де гармоник от частот Г 1, Гн в пер- каскады до поступления на их входы с вом локе и Г, Гз во втоРом. ВыбоР выхода ДетектоРа напРЯжениЯ закРыты, вом блоке и Гкомпонент для образования основной Когда же с детектора поступает насоставляющей голоса может быть иной, пряжение, они открываются и открываВ первый 12 и второй 13 блоки фор О ются тем больше, чем больше поступаюмирования наборов чистых аккордов щее с выхода детектора напряжение. входят сумматоры, суммирующие из то- На вход каскада 57-1, 57-2 нов чистого музыкального строя кон" 57-Н усиления поступает лиш наусиления поступает лишь напряжесонансные аккорды, которые могут бытьние с выхода детектора, а на вход использованы для гармонизации в чис- . каскада 58-1, 58-2.58-Н постутом м зыкальном ст оеуз а ном строе при исполнении пает дополнительно низкочастотный35мелодий. сигнал звуковои краски с выхода одночНабоР тембРов можно полУчить, сУм го из источников 59-1, 59-2, мируя выбранные и откорректированные 59-Н вариантов краски. Меняя.частоту по амплитуде гармоники от Г, и Г,8 в генератора 56, можно менять напряжепервом канале и от Г .и Гв во вто- ние на выходе детектора, т,е. усилером, формантные тембровые краски мож" ние каскадов 57-1, , 57-Н, 58 но получить, подавая откорректирован- , 58-Н, т.е. можно в нужной мере ный (выбором) спектр гармоник от тех вводить в голос краску. Каскад 57-1, жеГ 1 З;ууз на формантные 57-2. . . 57-Н усиления введен с цеф ьтры. Можно полу- лью компенсации толчков напряжения чить тембровые краски, соответствую- на выходе каскада 58-1, 58-2, щие гласным буквам речи (а, о, У и 58-Н усиления, чтобы избежать звукодр.), а также фо манты вых призвуков при быстрой смене краголосу разные оттенки. сок, С этой целью выходы от каскадовВ каждом из каналов используются 57-1, 57-2. . ., 57-Н, 58-1, 58-2, два селектора (выбор аккорда, выбор , 58-Н поданы на выходной диффетембра) . Число селекторов может быть ренциальный трансформатор 60, в кото- больше, чем предлагается выбор ка" ром и происходит компенсация. Поких-либо дополнительных к асок. Вее ьных красок. Вескольку резонансные кривые перекрыДу Щ образом вают частично друг друга, одновременИсполнитель, изменяя положение карет- но включаются в Разной степени неки, тем самым определяет величину уп- сколько вариантов краски из набора равляющего напряжения, подаваемого красок, Потому рядом по частоте рас 173 ч 121 16полагаются резонансные кривые родственных (совместимых) красок, что позволяет произвести плавные переходы в окраске голоса, не выключая иэ голоса данного типа краски, Группы резонансных кривых для несовместимых красок должны. быть отделены частотным интервалом, цтобы избежать наложения друг на друга несовместимых звучаний. Для селектора возможно иное техническое решение.В варианте осуществления может быть построен "радиодиапазон", в котором в качестве "радиостанций" будут сигналы, несущие звучание того или иного аккорда либо той или иной тембровой краски. Перестройкой "супергетеродинного радиоприемника" либо.перемещением по частоте всего "радиодиапазона" относительно постоянно настроенного на одну частоту "радиоприемника", можно выделить желаемую "радиостанцию", т.е. необходимый аккорд (или иную звуковую краску). Соответственно, в селектор должны войти (по числу, например, аккордов) генераторы высокой частоты с модулято" рами, сумматор промодулированных высокочастотных колебаний и "радиоприемник", перестраиваемый напряжением с блока управления. Канал прозрачности "радиоприемника" должен охватывать несколько "радиостанций", а частотная характеристика его должна быть "округлой" (по типу резонансной кривой колебательного контура), ц,"обы избежать искажений звука при неточной настройке на "радиостанцию",Блоки 20-25 управления уровнями введения красок - суть предварительные усилители с усилением, регулируемым управляющим напряжением, подавае" ,мым с клавишных регуляторов-потенциометров М 9-51 блока управления (осуществлены на принципе тех ж: ДЭР). В каждом канале количество блоков уп" равления уровнями - по числу компонент голоса, подлежащих регулированию. В рассматриваемом примере в каж" дом канале три таких блока.Первый 26 и второй 27 усилители звуковой частоты - обычные усилители низкой частоты, имеющие по нескольку входов, На входы усилителей поступают низкочастотные сигналы, из которых слагается голос, выбранные по качеству и уровню исполнителем, ного напряжения,;стабильный по величине, Поскольку провода грифа имеют постоянное сечение, сопротивление их распределено по длине грифа равномер но. Поэтому на его любом участке,одинаковом по длине, одинаково и падение напряжения. Следовательно, ес" ли к снятому с грифа одним из "смыч" ков" напряжению добавить некоторое постоянное напряжение, то, чтобы по" лучить на грифе высоту звука, которая была бы на грифе в данной точке его до подсоединения дополнительного напряжения, нужно передвинуть "смычок" 40 45 ких помех друг другу, Постоянстворазнесения их позволяет исполнителю ориентироваться по высоте, ведя игру двумя "смычками". Сохраняется однозначность ориентации по высоте для 5 10 16 20 Блок 28 сдвига частоты введен в один из каналов, он позволяет установить оптимальное отстояние одного "смычка" от другого для одной и той же высоты голоса, постоянное на всем протяжении грифа. При исполнении мелодии двумя "смычками" (каретками) на одном грифе неизбежны вэаимопомехи движению "смычков" и рук исполнителя друг другу. Возникает необходимость, разнести по грифу точки извлечения голоса одной и той же высотыдля правого и левого "смычков", При этом должна быть сохранена возможность для исполнителя однозначной ориентации по высоте при игре двумя "смычками". Чтобы выполнить эти ус" ловия, проводник грифа, во-первых, выполнен по всей его длине одного и того же сечения (равномерное распределение сопротивления по всей длине гриФа), Во-вторых, в цепь одного иэ "смычков" введен в качестве блока 28 сдвига частоты источник (Б) постоянвправо на некоторое расстояние, всегда одно и то не для любой точки грифа. Это и позволяет брать одну и туже высоту голоса разнесенными по гриу "смычками" без взаимных механичесисполнителя. Поскольку переходы со ступени на ступень мелодии могут иметь интервал в октаву и более, разнесение "смычков" должно охватывать интервал порядка полутора октав.Поскольку изменение напряжения, подаваемого с грифа к управляющему частотой элементу перестраиваемого генератора, вызывает относительно малое на высокой частоте изменение час :731121 18 17 1 тоты Ь й (6 Г/Г .= О), то ЬГ практически пропорционально изменению управляющего напряжения. Потому линейная ширина (в мм), занимаемая на грифе каждым полутоном, с ростом высоты тона растет, Неравномерность грифа затрудняет игру на инструменте. Чтобы сделать гриф равномерным, не нарушив постоянства разнесения "смычков", вводятся первый 29 и второй 30 нелинейные преобразователи. Снятые каждым из "смычков" управляющие напряжения (Е и Е) преобразуются нелинейными преобразователями так, чтобы скорость роста ЬГ увелицивалась по мере передвижения "смы ка" по грифу в сторону повышения .высоты голоса и при этом на каждый полутон, т.е. и на каждую октаву, приходились одинаковые по длине участки грифа. Высокочастотный генератор 80 управляется по частоте напряжением, снятым с грифа, Высокочастотные колебания подаются с выхода генератора 80 на фильгр 81 (на графике показана его частотная характеристика). Ее Форма в счет конструн тивного подбора или расчета элементов фильтра подобрана так, цтобы обеспечить равномерность грифа. С Фильтра 81 напряжение высокой частоты подает. ся на детектор 82, выпрямляется, высокочастотные пульсации сглаживаютсяЭи результирующее напряжение подводится к задающему перестраиваемому генератору.Поскольку одна и та же высота берется любым из "смычков" при одном и том же отстоянии "смычков" друг от друга по всей длине грифа, становится возможным ввести для грифа одну общую для обоих "смычков" (однозначную) равномерную шкалу 37 высоты,Указатели 38, 39 высоты голоса жестко скреплены с нижними каретками, Один из них чуть ниже другого (могут проходить один под другим, не задевая друг друга). При совмещении их на шкале высота голоса, взятая тем и другим "смычками", одна и та же. Каждь 1 й указатель высоты (как первого, так и второго "смычков") показываетна шкале высоту голоса, взятого каждым из "смычков", Исполнитель на начальной стадии овладения инструментом ориентируется по высоте по положению указателей на шкале 37 высоты. Затем у него вырабатывается внутреннее чувство, определяющее необходи" мое положение кареток для получениянужной высоты голоса без оглядки наположение указателей.ЭИИ работает следующим образом.Неперестраиваемый генератор 2 высокой частоты генерирует колебания счастотой й ,. а первый 3 и второй чперестраиваемые генераторы высокой 10 частоты генерируют колебания с частотами Г, и Г. Частоты Е, и Еблизки к 1 О . Разница между Г и Г впервом канале и разница между Г игГ, во втором определяют высоту основ ного тона голоса в каждом из каналов.Каждая из этих частот подается напервый 5, второй 6 и третий 7 блокивыделения гармоник. Здесь каждое изколебаний (с часто;ами Г , Г, Г ) 20 предварительно проходит через нелинейный элемент д в повышения в егосоставе амплитуд гармоник от первич"ной частоты. Далее ".щеляк гся необходимые гармоники. Произв )ди 1 ся также 25 деление частот гармони для получения всех необходимых комн .нт науровне высокой частоты, С выходовблоков 5-7 в каждом из каналов этиисходные высокочастотные компоненты 30 поступают на первый 8 и второй 9 смесители, где эти компоненты попарносмешивается и детектируются, что дает на выходах смесителей все низкочастотные компоненты, необходимые З для формирования основной составляющей голоса, аккордов и тембров, Этикомпоненты в каждом из каналов поступают на блоки 10-15. С выходов перво-.го 1 О и второго 11 блок в формирова ния основной составляющей голоса сигналы подаются на инф с,мационные входы блоков 20, 21 , правления уровнем,а с выходов первых и вторых блоков12-15 на инфор, ационные входы первых 4 и вторых селекторов 16-19. Селекторывыделяют по воле исполнителя, воздей- .ствующего на блок управления, нужнуккраску (аккорд, тембр или др,), Селе- торы - исполнительные устройст. 0 деленные ими сигналы (аккорд, тем рдр.) в каждом из каналов подаются наинформационные входы Ьлоков 22-25 управления уровнем. Подачей на их уп"равляющие входы. управляющих напряжений с блока 1 по воле исполнителя устанавливается уровень каждой из компонент (основной составляющей голоса,аккорда, тембра и других составляющих, если они имеются). Выбранные