Электронный музыкальный инструмент
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1355996
Автор: Григоров
Текст
. 2%3;Мд 1 д ":1 МЕ Из ение относитс номерной темп инстией ментам с равзвуков типааккордеона,инструмент стор 1, клави электробаянаЭлектронный муодержит задаатуры 2,3 баключей соотв электрокальныи ющии генерасового иетственно,ипичного ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ) ЭЛЕКТРОННЫЙ МУЗЫКАЛЬНЫЙ ИНСТРУ ЯО 135599 сумматор 4, звуковоспроизводящую систему 5, блоки 6,7 октавных делителей частоты, синтезатор 8 скрипичных регистров, Формирователь (Ф) 9 кода Кронекера, Ф 10 атаки, компрессор 11 динамического диапазона Ф 12Р сигналов басового оегистра, переключатель 13 частот, ф 14 равномерно темперированной частоты, блок 15 виб рато, двенадцатипозиционный переключатель 16 и замыкатель 17 режима "Камертон", В описании изобретения даны электрические схемы Ф 14 равномерно-темперированной частоты. Ф 12 сигналов басового регистра, блока 15 вибрато и синтезатора 8 скрипичных регистров. Изобретение расширяет исполнительские воэможности инструмента. 6 э.п. ф - лы, 19 ил.Кронекера, а выход - с входом управления задающего генератора,3, Музыкальный инструмент по п.1,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью обеспечения игровых возможностей, в него введен замыкатель режима Камертон , вход которого соединен с выходом двенадцатипозиционного переключателя, а выход - с третьим входом сумматора,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4. Музыкальный инструмент по п.1, отличающийся тем, что, формирователь равномерно темперированных частот содержит группу из шести опорных делителей частоты и три группы дополнительных делителей частоты, при этом группа опорных делителей частоты объединена по входу, который является входом формирователя равномерно темперированных частот, а выходы трех групп дополнительных делителей частоты являются и выходами формирователя равномерно темперированной частоты, причем первая и третья группы дополнительных делителей частоты содержат по три делителя частоты каждая, а вторая группа - шесть делителей частоты, причем выходы первого, второго, третьего опорных делителей частоты соединены соответственно с входами первого, второго, третьего делителей частоты третьей группы дополнительных делителей частоты и входами соответственно первого, второго, третьего делителей частоты второй группы дополнительных делителей частоты, а выходы четвертого, пятого, шестого, опорных делителей частоты соединены соответственно с входами первого, второго, третьего делителей частоты первой группы дополнительных делителей частоты и входами четвертого, пятого, шестого делителей частоты второй группы дополнительных делителей частоты, причем выходы делителей частоты образуют группу и выходов формирователя равномерно темперированной частоты, при этом коэффициенты деления делителей частоты первой, второй и третьей групп дополнительных делителей час 11 Гтоты соотносятся как 2 ; 27а коэффициенты деления каждого предыдущего делителя частоты группы Опорных делителей частоты к коэффициенту вселения последующего относятся как Г 2. 5. Музыкальный инструмент, по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, формирователь басового регистра состоит из коммутатора сигналов, восстановителя основных ., онов басового регистра, формирователя доминантсептаккордов, формирователя основных басов, формирователя промежуточных кварто-квинтовых ходов, формировате- ля мажоров и миноров, при этом выходы коммутатора сигналов соединены с входами восстановителя основных тонов басового регистра, вьмоды которого соединены с входами формирователя доминант-септаккордов, входами формирователя основных басов, входами формирователя промежуточных кварто-квинтовых ходов и первой группой и входов формирователя мажсров и миноров, вторая группа и входов которого соединена с группой и выходов формирователя промежуточных кварто-квинтовых ходов, причем выходы формирователя основных басов, формирователя мажоров и миноров и формирователя доминант-септаккордов являются группой и выходов формирователя басового регистра. 6. Музыкальный инструмент по п,З, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что блок вибрато состоит из последовательно соединенных делителя частоты на шестнадцать и двух делителей частоты на два и посдеповательно соединенных интегратора и аттенюатора, а также содержит инвертор и первый, второй, третий, четвертью, пятый вентили 2 И-, НЕ, при этом вход делителя частоты на шестнадцать является входом блока вибрато, выход соединен с первым входом первого вентиля, выходы первого и второго делителей частоты на два соединены соответственно с первыми входами второго и третьего вентилей, вторые входы первого второго и третьего вентилей соединены соответственно с вторьж третьим и четвертым входами блока вибрато, выходы второго и третьего вентилей соединены с первым и вторым входами четвертого вентиля соответственно, выход которого соедин:.н с входом инвертора, а выход инвертора и выход первого вентиля соединены с первым ие вторым входами пятого вентиля соответственно, выход которого соединен с входом интегратора, причем выход19 135аттенюатора является выходом блокавибрато. 7. Музыкальный инструмент по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что синтезатор скрипичных регистров содержит статический триггер с двумя устойчивыми состояниями, два ключа и дополнительный формирователь кода Кронекера, а на каждую клавишу - резистивный сумматор, первый и второй переключатели, каждый из которых содержит три вентиля 2 И-НЕ, при этом выходы статического триггера соединены соответственно с первыми входами первого и третьего вентилей первого переключателя, вторые входы которых являются соответственно входом третьей и входом первой групп и входов синтезатора скрипичных регистров для данной клавиши, а выходы первого и третьего вентилей первого переключателя соединены соответственно с первым и вторым входами второго вентиля, выход которого соединен с первыми входами первого, второго, тре 5996 20 тьего вентилей второго переключателя, вторые входы которых соединены соответственно с первым, вторым, третьим 5выходами дополнительного формирователя кода Кронекера, причем выходы первого, второго, третьего вентилей второго переключателя соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами резистивного сумматора, четвертый вход которого является одним из входов второй группы из и входов синтезатора скрипичных регистров для данной клавиши, а выход - выходом синтезатора скрипичных ре- гистров, при этом замыкающие контакты первого и второго ключей соединены соответственно с первым и вторым входами статического триггера, размыкаю щие контакты каждого ключа соединеныс общей шиной, а переключающие - с шинами переключения соответствующихрегистров, причем величина сопротивления четвертого резистора относится к величинам сопротивлений первого, второго и третьего резисторов как 1: 1, 1:2, 1:3.355996 Составитель ДоценкоРедактор А. Лежнина Техред И,Попович Корректор Л. Пилипенк 6 ое о митета С открытии ская наб,4/5 оизводственно-полиграфическое пред тие, г. Ужг л, Проектная,Заказ 5796/43 ВНИИПИ Госу по делам 113035, МоскТираж рственного обретений иЖ, РауИзобретение относится к инструментам с равномерной темперацией звуковтипа электробаяна или электроаккордеона и может дополнительно использоваться для настройки любых другихинструментов без исключения,Целью изобретения является расширение исполнительских возможностейинструмента. 10На фи 1.1 приведена блок-схемаэлектронного музыкального инструмента, на фиг.2 - структурная схемаформирователя равномерно темперированных частот на Фиг,3 - схема формирователя басового регистра, дающего массив основных басов, мажоров,миноров и доминант-септаккордов, нафнг.4 - схема блока вибрато, реализующая эффект "вибрато" без использования дополнительного генератора наинфранизкую частоту; на Фиг.5 -пример реализации генератора-ограничителя на Фиг.6 - принципиальнаясхема электронного переключателя частоты и пример построения формирователя кода Кронекера; на фиг,7 - пример.реализации синтезатора шести регистров на одну клавишу; на фиг.8 - пример реализации инструмента на основе ЗО32-клавишной системы, выпускаемойфирмой "Р 111 е", с указанием участков,с которых запускается Формировательбасового регистра (большая цифра означает номер клавиши в октаве, а цифровой подиндекс - номер октавы), наФиг,9 - ключевые эпюры, поясняющиепринцип весового сложения основноготона и инверсных обертонов для образования различной формы и, следовательно, частотного спектра различнойширины (того же основного тока приимитации шести различных инструментов), на фиг.10 - схема формированияатаки сигнала; на Фиг.11 - эпюра нарастания - спад фронтов в моментынажатия - отпускание клавиши, нафиг.12 - схема коммутатора сигналовскрипичного регистра, синхронизирующего работу всего формирователя басо Ового регистра, на фиг,.13 - схема восстановления основных тонов басовогорегистра; на Фиг.14 - схема Формирователя доминант-септаккордов; нафиг.15 - схемы Формирователя квартоквинтовых ходов, на Фиг,16 - схемаФормирователя мажорных и минорныхаккордов; на Фиг.17 - схема реализации основных басов; на Фиг,18 - схема трассировки одноканальных замыкателей с целью упорядочения пропускания сигналов басового ключа на сумматор в соответствии со стандартнойпятирядной клавиатурой обычногоаккордеона, на фиг.19 - электронныйинструмент в ниде безмехового аккордеона на основе промышленной клавиатуры детского одноголосового клавесина "Р 111 е", общий вид,Электронный музыкальный инструментсодержит задающий генератор 1, клавиатуру 2 басового и клавиатуру 3скрипичного ключей, сумматор 4, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходаья клавиатур басового 2 и скрипичного 3 ключей, звуковоспроизводящую систему 5,последовательно соединенные первыйблок 6 октавных делителей частоты,второй блок 7 октавных делителейчастоты и синтезатор 8 скрипичныхрегистров, Формирователь 9 кода Кронекера, Формирователь 10 атаки, компрессор 11 динамического диапазона,включенный между вьгходом сумматора4 и входом звуковоспроизводящей системы 5 Формирователь 12 сигналовбасового регистра, последовательносоединенные переключатель 13,частоти формирователь 14 равномерно темперированной частоты, выходы которогосоединены с входами первого блока 6октавного делителя частоты, с первойгруппой и входов Формирователя 12сигналов басового регистра и второйгруппой и входов синтезатора 8 скрипичного регистра, третья группа ивходов которого соединена с выходамипервого блока 6 октавного делителяи второй группой и входов формирователя 12 сигналов басового регистра,группа и выходов которого соединенас входами клавиатуры 2 басового ключа а третья группа п входов соединена с первой группой и входов синтезатора 8 скрипичного ре) истра, выходы которого соединены с и входамиформирователя 10 атаки, выходы которого с.вязаны с входами клавиатуры 3скрипичного клча, прн этом три группы и выходов Формироватепя 9 кодаКронекера соединены соответственнос тремя входами переключателя 13 час-тоты, четвертый вход которого подключен к выходу задающего генератора1 и с четвертой группой входов формирователя 12 сигналов басового регист 1355996ра. Кроме тбго, музыкальный инструмент содержит блок 15 вибрато и двенадцатипозиционный переключатель 16,входы которого соединены с выходамивторого блока 7 октавного делителячастоты, а выход с первым входомблока 15 вибрато, второй, четвертыйвходы которого соединены соответственно с тремя выходами Формирователя9 кода Кронекера, а выход связан свходом задающего генератора 1, замыкатель 17 режима "Камертон", входкоторого соединен с выходом двенадцатипозиционного переключателя 16,а выход - с третьим входом сумматора 4. формирователь 14 равномерно темпе рированной частоты содержит группу 2 О из шести опорных делителей 18 и три группы дополнительных делителей 19- 119-3 частоты, при этом группа опорных делителей 20-1, ,20-6 частоты объединена по вхсду Формировате 25 ля 14 равномерно темперированнойчастоты, а выходы трех групп дополнительных 19-119-3 делителей частоты являются и выходами Формирователя 14 равномерно темперированной З 0 частоты, причем первая и третьягруппы дополнительных делителей 19-1 и 19-3 частоты содержат по три делителя 21-121-3, 21-421-6, каждая, а вторая группа - шесть делителей 21-721-12 частоты, причем выходы первого, второго, третьего опорных делителей 20-120-3 соединены соответственно с входами первого, второго, третьего делителей 40 21-421-6 частоты третьей группы дополнительных делителей 19-3 частоты и входами соответственно первого, второго, третьего делителей 21-7, 21-9 частоты второй группы дополни тельных делителей 19-2 частоты, а выходы четвертого, пятого, шестого опорных делителей 20-420-6 частоты соединены соответственно с входами первого, второго, третьего дели О телей 21-1, ,21-3.частоты первой группы дополнительных делителей 19-1 частоты и входами четвертого, пятого, шестого делителями 21 - 10, ,21-12 частоты второй группы дополнительных делителей частоты, причем выходы делителей 21-121-3 частоты первой группы дополнительных делителей 19-1 частоты образуют группу и выходов формирователя равномерно темперированной частоты.Формирователь 12 басового регистра состоит из коммутатора 22 сигналов, восстановителя 23 основных тонов басового регистра, Формирователя 24 Доминант-септаккордов, формирователя 25 основных басов, Формирователя 26 промежуточных кварто-квинтовых ходов, Формирователя 27 мажоров и миноров, при этом выходы коммутатора 22 сигналов соединены с входами восстановителя 23 основных тонов басового регистра, выходы которого соединены с входами Формирователя 24 доминантсептаккордов, входами Формирователя 25 основных басов, входами Формирова- теля 26 промежуточных кварто-квинтовых ходов и первой группой и входов формирователя 27 мажоров и миноров, вторая группа п входов которого соединена с группой и выходов Формирователя промежуточных кварто-квинтовых ходов, причем выходы Формирователя 25 основных басов, Формирователя 2 мажоров и миноров и Формирователя 24 доминант-септаккордов являются группой п выходов формирователя 12 басового регистра.Блок 15 вибрато состоит иэ делителя 28 частоты на шестнадцать, двух последовательно соединенных деЛителей 29 и 30 частоты на два и последовательно. соединенных интегратора 31 с аттенюатором 32, а также инвертора 33 и первого, второго, третьего, четвертого и пятого вентилей 2 И-НЕ 34-38 при этом вход делителя 28 частоты на шестнадцать является входом блока 15 вибрато, выход соединен с первым входом первого вентиля 34, выходы первого и второго делителей 29 и 30 частоты на два соединены соответственно с первым входом второго и третьего вентилей 35 и 36, вторые входы первого, второго и третьего вентилей 34-36 соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами блока 15 вибрато, выходы второго и третьего вентилей 35 и 36 соединены с первым и вторым входами четвертого вентиля 37 соответственно, выход которого соединен с первым и вторым входом инвертора 33, а выход инвертора 33 и выход первого вентиля 34 соединены с первым и вторым входами пятого вентиляо38 соответственно, выход которого40 45 50 два. 55 соединен с входом интегратора 31, причем выход аттенюатора является выходом блока 15 вибрато.На фиг.5 приведена схема стабильного и в то же время позволяющего себя модулировать генератора-ограничителя 1. Нужная частота генерации может устанавливаться принудительно в генераторной части 39 путем изменения тока эмиттеров возбудителя, а ограничительная часть 40 построена на аналого-цифровой основе.На фиг.6 показана схема практического электронного переключателя 13 частоты, построенная на элементах И-НЕ 41-141-6, образующих схему ИЛИ, и двух цифровых делителей 42-1 и 42-2 частоты на два, а также приведен пример построения формирователя 9 кода Кронекера, реализованного на трех статических триггерах 43-143-3, диодном кодере 44 и трех независимых одноконтактных замыкателях 45-145-3.Синтезатор скрипичных регистров (фиг.7) содержит статический триггер 46 с двумя устойчивыми состояниями, два ключа 47-1 и 47-2 и дополнительный формирователь 48 кода Кронекера, а на каждую клавишу - реэистивный сумматор 49, первый и второй переключатели 50-1 и 50-2, первый из которых содержит вентили 2 И-НЕ 51-151-3, второй - вентили 52-152-3, при этом выходы статического триггера 46 соединены соответственно с первым входом первого и третьего вентилей 51-1 и 51-3 первого переключателя 50- 1, вторые входы которых являются соответствен но входом третьей и выходом первой групп и входов синтезатора 8 скрипичных регистров для данной клавиши, а выходы первого и третьего вентилей 50-1 и 50-3 первого переключателя 50-1 соединены соответственно с первым и вторым входами второго вентиля 50-2, выход которого соединен с пер" выми входами первого, второго, третьего вентилей 52-1, ,52-3 второго переключателя 50-2, вторые входы которых соединены соответственно с первым, вторым, третьим выходами дополнительного формирователя 44 кода Крснекера, причем выходы первого, второго и третьего вентилей 52-152-3 второго переключателя 50-2 соединены соответственно с первым, вторым и 5 10 15 20 25 30 35 третьим входами реэистивного сумматора 49, четвертый вход которого является одним из входов второй группыиэ п входов синтезатора 8 скрипичныхрегистров для данной клавиши, а выход - выходом сиитеэатсра 8 скрипич-ных регистров, при этом замыкающиеконтакты первого и второго ключей47-1 и 47-2 соединены соответственнос первым и вторым входом статическоготриггера 46, а разм дкающие контактыкаждого ключа 47-1 и 47-2 соединеныс общей шиной, а переключающие - сшинами переключения соответствующихрегистров 53 и 54.Электронный музыкальный инструментработает следующим образом,Задающий генератор 1 выдает на переключатель 13 промодулированнсе напряжение высокой частоты, полученноевследствие модуляции генератора 1инфраниэкой частоты, образованной вблоке 15 вибрато. Сам же блок 15 виб.рато управляется формирователем 9кода Кронекера, а сигнал с выходапереключателя 13 частот генератора,также управляемого формирователем9 кода Кронекера, поступает на входформирователя 14 равномерно темперированных частот, дающего в верхнейоктаве 12 частот музыкальной шкалы,каждая из которых к своему предыдущему значению относится приблизительно как,12 =1,0594631Благодаря тому, что блоки .6 и 7 сктавных делителей частоты соединены последовательно, на их выходах также образуются равномерно темперированные частоты, октавно понижающиеся в 2,4,8 и тц. раз. Количество же всех делителей частоты на два определяется кочкретной клавиатурой для скрипичного ключа. Например, в полном аккордеоне 41 клавиша, Следовательно, равномерно темперированный формирователь дает 12 сигналов, а остальные 29 сигналов должны быть образованы двумя полными блоками октавных делителей частоты (т,е. 24 сигнала) плюс дополнительный блок, состоящий из 5 делителей частоты на Полученный массив вьвссдных частот блоков 6 и 7 октавных делителей частоты и формирователя 14 равномерно темперированной частоты вместе с ин 1355996версными выходами (исключая лишь инверсные выходы первых двенадцати звуков начиная с низшей октавы) поступает содной стороны на синтезатор 8 регистров скрипичного ключа, где происходит весовой синтез нужной формы колебания выбранного основного тона, т.е. формируется нужный тембр, а с другой - на формирователь 12 басового регистра, (без инверсных выходов), где происходит образование основных, мажорных минорных и доминант-септаккордвых басов с помощью делителей частоты на два и операций И-НЕ. Причем при вырабатывании формирователем 9 кода Кронекера кода 100 или 001 происходит понижение или повышение соответственно в два раза по частоте всего массива сигналовскрипичного ключа относительно центрального регистра, которому приписан код Кронекера 010.Работа же формирователя 12 басового регистра построена таким образом,что несмотря на изменение на его входах частот запуска в два или четыре раза, например, вверх при взятии кодов 010 и 001 относительно начального кода 100, основные тона и аккорды басового регистра остаются неподвижными. В то же время весь строй для клавиатуры скрипичного ключа будет повышаться Это означает, что при исполнении музыкального произве - дения к общему числу клавиш правой руки можно быстро добавить еще 24 ноты путем октавного повышения или понижения в два раза всех частот относительно центрального регистра с кодом 010.Извлеченные в нужном скрипичном регистре сигналы через блок 10 атаки и скрипичную клавиатуру 3 проходят далее на сумматор 4, а сформированные сигналы басового регистра проходят на тот же сумматор 4 через басовую клавиатуру 2. Таким образом, каждый сигнал скрипичного регистра, подвергаясь атаке в формирователе 10, на время своего существования, т.е. время между нажатием и отпусканием клавиши, принимает пологие передний и задний фронты, что способствует снятию со звуковоспроизводящей системы 5 неприятных щелчков (за счет дифференцирования), придавая звучанию син тезированного сигнала эффект мягкос- ти."Вибрато", т.е. инфранизкой частоты,которая перекрывает интервал 65,4, 123,5 Гц ноты "соль" (98 Гц) в диапазоне "до-си" независимо уже от на 30 Работа электронного переключателя13 частоты состоит в том, что в зависимости от кода Кронекера на выходепереключателя 13 образуется один изпериодов 1,2,4/й частоты генератора1, который в дальнейшем обсчитываетсяформирователем 14 равномерно темперированных частот. Включение, например, замыкателя 45-1 приводит к образованию на его выходе высокогопотенциала, который через диодныйкодер 44 переводит остальные замыкатели 45-2, 45-3, в закрытое состояние, т.е. возникает постоянный кодовый потенциал 100 и так далее.Синтезатор 8 скрипичных регистров(фиг.7) определяется конкретной клавиатурой 3 скрипичного ключа (см.,например, реальную клавиатуру инструмента "Р 111 е", показанную на фиг.8)управляется общим для всех клавишстатическим триггером 46,Два соБтояния статического триггера 46 и три состояния дополнитель 35 40 45 50 55 В свою очередь, компрессор 11 динамического диапазона снимает перегрузку звуковоспроизводящей системы 5 от возникающих на выходе сумматора 4 выбросов при взятии аккордов в басовом и скрипичном регистрах вместе или в отдельности.Наконец, так как при наборе в формирователе 9 кода Кронекера кодов 100 или 001 частота на выходе двенад цатипозиционного переключателя 16 соответственно уменьшается или увеличивается в 4 раза относительно центрального кода 010, проходя одновременно на сумматор 4 через замыкатель 17 режима "Камертон" и управляя одновременно работой блока 15 вибра" то, то в последнем происходит обратная операция восстановления частоты бранного кода 100, 010 или 001. Следовательно, под воздействием инфранизкой частоты, образованной из данного интервала в блоке 15 вибрато,генератор 1 все время перестраивается и весь строй становится промодулированным. Индекс модуляции при этомопределяется Б-положением двенадцатипозиционного переключателя 16, где8=1,2,312), 1355996 10ного формирователя 48 кода Кронекера, выполненного идентично Аормирователю 9, дают шесть возможных комбинаций звукового сигнала или имитируют шесть различных скрипичных регистров, построенных на весомом сложении на суммарно-клавишной нагрузке В основного тена и его инверсных обертонов в амплитудном отношении 1: 1, 1;2 или 1:3.Поисковая связь между основным тоном и его обертонами (т.е. частоты в 2 и 3 раза выше) на конкретной клавиатуре определяется следующим 1 Б образом: сначала находится квинта 1 нажатой клавиши, а затем берет 1 ся октавный сигнал от уже найденной квинты, например, найти отношение частот для клавиши 6 (Фиг,8). 2 о Так как квинтой для клавиши б, является сигнал, извлекаемый клавишей 1, а октавным выходом для клавиши 1 является сигнал, извлекаемый клавишей 1, то отношение частот будет 25 выглядеть как Р: Р,; Р, = 3:2;1 и так далее.Таким образом, основной тон Р 6 поступает непосредственно на выход клавишной суммирующей нагрузки К ЗО первый обертон - на первый вход первой схемы ИЛИ 50-1, а второй обертон Р - на второй вход первой схемы ИЛИ 50-1. Отсюда видно, что основной тон на выход проходит непосредственно при нажатии клавиши, а тот или другой обертон просуммируется с ним с одним из указанных весов который определяется, в свою очередь, набранным кодом дополнительного формирова теля 48.Характер эпюр некоторых синтезированных регистров одного и того же основного тона отображен на Фиг.9, Причем ключевые сигналы с индексами а,Ь,с, и д соответствуют основному тону, половине амплитуды первого инверсного обертона, полному инверсному обертону и половинному сигналу инверсного второго обертона. Легко 60 убедиться в том, что эпюра 1 отвечает сумме сигналов а и Ь, те. имитирует органный тембр. В то же время любая эпюра ай по отдельности воспринимается на слух в виде звучания кларнета или саксоАона. Эпюраявляется результатом сложения сигналов а и с и имитирует близкий к струнным тембр. Эпюра 8 является продуктом сложения колбаний а и Й, ана слух воспринимается как одновременное звучание гобоя и английскогорожка. Все шесть регистров получаются путем нажатия соответствующих замыкателей 47-1, 47-2 и замыкателейдополнительного формирователя 48 кодаКронекера.Прежде чем попасть а сумматор 4сигналы синтезированного скрипичногорегистра сначала проходят через звуковоспроизводящую систему 5 атаки,пример реализации схемы которой приведен на.Аиг 10, где 1 - вход 1-ойклавиши, И - вход (последней) клавиши), Воздействию атаки каждый сигналподвергается следующим образом: принажатии клавиши (моментФиг. 11)замыкатель 55 отключен и конденсатор56 заряжен (Фиг. 11, функция б) до напряжения движка потенциометра 57 смещения. В связи с этим диод 58 закрыти выходной сигнал на суммирующуюшину через резистор 59 не проходит.При опускании клавиши моментсрабатывает замыкатель 55 и конденсатор 56 начинает плавно разряжаться(фиг.11, функция а) через резистор60. Скорость понижения потенциалакатода у диода 58 и, следовательно,монотонность возрастания коэффициентапередачи входного сигнала на суммарной шине зависит от номиналоп резисторов 57 и 60, конденсатора 56 и величины напряжения питания,Таким образом, принудительноеуменьшение номинала резистора 60 вызывает увеличение скорости разрядаконденсатора 56 и, следовательно,скорости нарастания переднего фронтапропускаемого синтезированного сигнала (Аиг.11, Аункция а). Наоборот,при отпускании клавиши (момент Е)конденсатор 5 о плавно заряжается(Аиг.11, функция б) до установленного резистором 57 уровня, что вызываетплавное запирание диода 58 и постепенное уменьшение на суммирующей ши-.не периодического сигнала выбранногоосновного тона. Это значит, чтоуменьшение на выходе прспускаемогосигнала прямо пропорционально степени возрастания сопротивления диода 58или передний Аронт главным образомзависит от резистора 60, а задний -от резистора 57. Придание атаки сигналам снимает неприятный эффект щелчков при нажатии клавиши, возникающихэа счет дифференцирования крутыхфронтов эвуковоспроизводящей системой 5 особенно при взятии аккордов.Для того, чтобы окончательно разгрузить инструмент от бросков амплитуды при взятии аккордов в любом измузыкальных ключей, массив сигналовсумматора 4 предварительно проходитчерез. компрессор 11 динамическогодиапазона, интегрирующий суммарнуюмощность,в качестве которого можетслужить обычный усилитель звука савтоматической регулировкой усиления(лру) .Пример практического выполнениякоммутатора 22 сигналов показан нафиг. 12 (для конкретной клавиатуры,приведенной на Фиг,8),Поскольку для образования постоянных частот основных тонов басовогорегистра требуется, чтобы основныетона понижались в два раза при взятиикода 001.в блоке формирователя 9 кодаКронекера и повышались в два разапри взятии кода 100, в данном устройстве (Фиг.12) происходит запретразрешение массива сигналов 1,8одним, иэ кодов 100,010 и 001.В результате на двадцати четырехвыходах образуется один из сигналова из 1 , один из сигналов Ь из2,и так далее до ш из 12которые далее поступают на блок 23 восстановления основных тонов, схема которого представлена на фиг.13.Таким образом, переключение в коммутаторе 22 кодированным напряжениемпостоянного тока сигналов 1,8приводит к образованию промежуточных сигналов а,ш, э , а трехвходовое последующее перемножение(фиг.13) дает двенадцать основныхтонов 1 12 , с помощью которыхсначала формируются сигналы для септаккордных басов так как показано на1фиг.14, и сигналы для основных и дополнительных басов так,как показанона фиг.17, эа счет деления на двачастот восстановленных основных тоновс последующим перемножением выходныхрезультатов с входными сигналами. Благодаря этим двум операциям все дополнительные и основные басы окрашиваются в бархатный тембр, характе ризующийся основным басовым тоном, .первым обертоном и затухающими пропорционально номерам нечетными обертонами от основного тона и первогообертона.Соответствующая схема Формированиямажоров и басов в формирователе 27через промежуточный формирователь 26кварто-квинтовых ходов представленана фиг,15 и 16. Причем массив мажорныхи минорных аккордов образован из сиг налов 1 12 и 112, а сигналы 1 12, содержат сразу дватона сигналов 1 12 , находящихсямежду собой в следующих частотныхпропорциях: 3/2 либо 2/3 и 4/3 либо 15 3/4.Ввиду того, что в действующеймодели (фиг.8) сумма всех клавишоказалась некратной числу 12, в басоГ (вом регистре сигналы 11 и 12 по .2 О. частоте не изменяются в кодах 010 и/001, а сигналы 9 и 10 не изменяются в кодах 010 и 100. Это означает,что при повышении (понижении) частот скрипичного регистра два баса 26 основного и дополнительного рядов неменяют в два раза основной тон, адва баса мажорных, минорных и доминант-септаккордных басов меняют свойстрой на обратный, т.е. за исключениЗ 0 ем указанных все басы сохраняют свойспектр при смене кодов в формировате-,ле 9. Но поскольку смена базовых аккордов на обратное трезвучие на слухвоспринимается без фальши, то припереключении клавиатуры скрипичногорегистра весь басовый строй инструмента не меняется.Если бы число всех клавиш былократным числу 12, то строй всех басов при смене кодов полностью оставался бы без движения. Жесткая привязка басового регистра к скрипичному свидетельствует о том, что оба регистра работают синхронно, а воздуш 45ная камера (мех) не нужна ввидуэлектронного способа формирования. всех звуков, извлекаемых с помощью одноконтактных простейших замыкателей.Кроме того, благодаря предусмот О ренному повышению (понижению) октавио всего строя существенно расширяются исполнительские возможности вданном устройстве, так как к основным 32 клавишам правой руки можно как бы5 добавить еще 24 клавиши оперативнов процессе игры, что в сумме значительно превышает звукоразряд клавиатуры для пщтного аккордеона, имеющегсобычно 41 клавишу.Блок 15 вибрато работает следующим образом.В блоке 15 вибрато происходит восстановление инфранизкой частоты, служащей в качестве основного тона блока 15 вибрато для модуляции задающего генератора - ограничителя 1.Процесс восстановления этой частоты происходит благодаря тому, что производным частотам и частоте генератора Г /4, 1 /2 и Г поступающим на Формирователь 14 равномерно темперированной частоты, соответствуют субпроизводные частоты 4 Р, 2 Рм и Рц, полученные на выходе делителя 28 частоты на шестнадцать, а данным субпроизводным частотам модуляции на выходе восстановителя соответствует единственная частота Р Поэтому параллельно операции деления (умножения) частоты генератора 1 в блоке 15 вибрато происходит обратная, операция умножения (деления) производных частот "вибрато" и при разомкнутой цепи модуляции повьппение или понижение скрипичных регистров не только не сказывается на изменении строя басов, но и на изменении результирующей частоты "вибрато", которая в данном случае на модуляционный вход генератора 1 не поступает. При этом, если на второй, третий и четвертый входы блока 15 вибрато поступит кодовая комбинация 100, на входе образуется сигнал с частотой "вибра 1 то , лежащей в интервале 5210 - Гц, который образуется. непосредственно на выходе делителя 28. Истинное же значение этой частоты определяется Б-положением двенадцатипозиционного переключателя 16, уверенно перекрывающего "соль", в системе образуется частота модуляции 98/16= =6, 125 Гц. При взятии кода 010 весь скрипичный регистр повысится по частоте в 2 раза и на выходе делителя 28 .частоты возникает в данном случае, первый обертон вибрато 12,25 Гц, укладывающийся в очевидный интервал2 1обертонов 10 - 21 - Гц.Но так как удвоенный интервал частот теперь поступает на выход через первый делитель 29 частоты на два, то диапазон возможных тонов "вибрато" при повышенном скрипичном регистре вернется в исходное состояние и будетзанимать первоначальный интервал5 в , , 10 - Гц.25Наконец, при взятии кодовой комбинации 001 строй скрипичного регистраповысится относительно начала уже в4 раза. Интервал частот "вибрато"займет интервал вторых обертонов1 221 -42 - Гц и тут же аналогич 33ным образом вернется к первоначальному за счет прохождения сигнала делителя 28 частоты на шестнадцать уже через два последовательно соединенныхделителя 29 и 30 частоты на два.Таким образом, способ получения"вибрато" не требует специального генератора на инфранизкую близкую к57 Гц частоту.Сам сигнал "вибрато" далее сглаживается интегратором 31 и пропускаетсячерез аттенюатор 32, При этом прос 25матривается следующая закономерность:в момент подачи сигнала через аттенюатор 32 на генератор 1 частота последнего получает приращение Г +Поскольку данная частота далееделится Формирователем 14 равномернотемперированных частот, блоками 6 и7 октавных делителей и блоком 15 виб-рато на некоторый общий коэффициентИ, то новая частота "вибрато" примет35 вид:Р= (,. + Р)/,где И - Фиксированньй коэффициентделения частоты ген ратора 1 до входа интегратора 31 - аттенюатора 32.Частота генератора 1 после воздействия модуляции будет равна;+Р=,. + (Г. еР)/И.Это означает, что в системе будетнаблюдаться непрерывное уточнение .45 частоты генератора 1, а затем - частоты "вибрато", снова частоты генератора 1, снова "вибрато" и так да-лее,Такой процесс можно записать сле 50 дующим образом:Х,+ Р+МЕсли учесть, что в начальный момент частота "вибрато" является субпродуктом генератора-ограничителя 1, т.е, Р= Г, /К, легко получить эффект"вибрато" в виде непрерывного рекуррентного преобразования: Г = Г 1 + 1 +(1+ -) -111 1м си Я ИБ 5Ъ а Ъ с Иначе говоря, сама частота "вибрато зависит от параметра М и также является промодулированной в результате деления промодулированной частоты генератора 1 на постоянный коэффициент.В свою очередь, периодическое изменение частоты "вибрато" приводит к значительному улучшению окраски звука: звук инструмента получается живым и певучим, чего не наблюдается при модуляции этого же строя фиксированной частотой в диапазоне 5 7 Гц. Глубину и скорость окраски мелодий можно регулировать во время исполнения оперативно с помощью аттенюации и изменения Б-положения две,надцатипозиционного переключателя 16.25Причем если включить замыкатель 17, то без нажатия клавиши на звуковоспроиэводящую систему 5 пройдет только один сигнал равномерно темперированной шкалы частот, определяю 30 щий и частоту "вибрато". Поменяв еще дважды код блока 9, можно прослушать одну и ту же ноту на трех октавах независимо. Именно так в данном инструменте реализуется режим "Камер- тон". Таким. образом, с помощью двенадцатипозиционного переключателя 16 и замыкателя 17 можно одновременна прослушать равномерность темперации и монотонность умножения частоты.40яг;1 "вибрато" в 12 раз, начиная сТаким образом инструмент, трассировка соединений кнопок-замыкателей которого для басового регистра и об щий вид приведены на фиг.15 и 16, не содержат в себе традиционного раздвижного меха и характеризуется полной синхронностью работы обоих музыкальных ключей (басового и скрипичного), которая не нарушается. даже при уходах частоты задающего генератора. Формула изобретения 1. Электронный музыкальный инструмент, содержащий задающий генератор, клавиатуры басового и скрипичного ключей, сумматор, первьпг и второй входы которого соединены соответственно с выходами клавиатур скрипичного и басового ключей, звуковоспроизводящую систему, последовательно соединенные первый и второй блоки октавных делителей частоты и синтезатор скрипичных регистров, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения исполнительских воэможностей инструмента, в него введены формирователь кода Кронекера, формирователь атаки, компрессор динамического диапазона, вклю-. ченный между выходам сумматора и входом звуковоспроиэводящей системы, формирователь сигналов басового регистра, последовательно соединенные переключатель частот и формирователь равномерно темперированной частоты, выходы которого соединены с входамипервого блока октавного делителя частоты, с первой группой и входов формирователя сигналов басового регистра и второй группой и входов синтезатора скрипичного регистра, третья группа и входов которого соединена с выходами первого блока октавных делителей и второй группы и входов формирователя сигналов басового регистра, группа и выходов которого соединены с входами клавиатуры баса ваго ключа, а третья группа и входов соединена с первой группой и входов синтезатора скрипичного регистра, выходы которого соединены с и входами формирователя атаки, выходы которого связаны с входами клавиатуры скрипичного ключа, при этом три группы выходов формирователя кода Кронекера соединены соответственно с входами переключателя частоты, четвертый вход которого подключен к выходу задающего генератора, и с четвертой группой и входов формирователя сигналов басового регистра.2.Музыкальный инструмент по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения окраски звука и расширения полосы воспроизводимых частот, в нега введены блок вибрато и двенадцатипоэиционньпг переключатель, входы которого соединены с выходами второго блока октавного делителя частоты, а выход - с первым входом блока вибрата, второй, третий, четвертый входы которого соединены соответственно с первьпг, вторым и третьим выходами формирователя кода
СмотретьЗаявка
2917427, 24.04.1980
ОРГАНИЗАЦИЯ ПЯ В-8466
ГРИГОРОВ ВЛАДИМИР АНДРЕЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: G10H 1/00
Метки: инструмент, музыкальный, электронный
Опубликовано: 30.11.1987
Код ссылки
<a href="https://patents.su/18-1355996-ehlektronnyjj-muzykalnyjj-instrument.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Электронный музыкальный инструмент</a>