Электромузыкальный инструмент с автоматической подстройкой музыкального строя

Союз Советских Социалистицеских ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Реса убли(61) Дополнительное к авт. св у 22) Заявлено 29.10.75 (21) 2присоединением заявки-7655/18 оритет -Госуд ееннын кемнтетСССРм изобретенийткрытнй Опубликовано 25.04.79. Бю Дата опубликования описан ллетень15 о дела я 05.05.7(72) Автор изобретени В. В. Абгарян осковский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамец 1 государственный университет им. М. В. Ломоносова71) Заявите 4) ЭЛЕКТРОМУЗЫКАЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ С АВТОМАТИЧЕСКОИ ПОДСТРОИКОЙ МУЗЫКАЛЬНОГО СТРОЯ к электромузь ет вос- уковой Изобретение относится 1. кальным инструментам.Известно устройство для подстройки злек тромузыкальных инструментов, содержащее специальные функциональные блоки, связанные с электромузыкальным инструментом, генераторы синхроимпульсов сверхзвуковой частоты, источники низкочастотных сигналов генераторы, управляемые напряжением, фазосдвигающие блоки 1.Данный инструмент не обеспечива произведение достаточно полной зв гаммы.Наиболее близким по технической суц 1- ности к изобретению является устройство, содержащее высокочастотный генератор, первый выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход которого подключен к выходу блока выделения основного тона, второй выход высокоцастотного генератора подключен к внешней колебательной системе, третий его выход соединен с первыми входами смесителей, вторые входы которых соединены через задающие тонгенераторы с выходами блоков формирования синхросигналов, а выходы смесителей соединены с входами фильтров цижицх частот, причем в каждом блоке формирования сцц;росигналов последовательно вклкнецы умно. житель частоты, вход которого соединен с четверты м вы ходом вы сокоц а стотцо го генератора, и делитель частоты, выход которого подкл 1 очец к входу смесителя 2.Цель изобретения - повыц 1 ецие кацествд зв чания в устройстве. Достигается это тем, что в устройство, 10 содержащее высокочастотный генератор,первый выход которого подключен к первомувходу сумматора, второй вход которого подключен к выходу блока выделения осцовцого тона, второй выход высокочастотного генератора подключен к внешней колебательной системе, третий его выход соединен с первыми входами смесителей, вторые входы которых соединены через задающие тоцгецераторы с выходамц блоков формирования синхросигцалов, а выходы смесителей соеди иены с входами фильтров нижних частот,причем в каждом блоке формирования сццхросигналов последовательно включены умножитель частоты, вход которого соединен658595 зс четвертым выходом высокочастотного генератора, и делитель частоты, выход которого подключен к входу смесителя, в каждый блок формирования синхросигналов введены дополнительный умножитель и дополнительный делитель частоты, включенные последовательно между выходом сумматора и вторым входом смесителя данного блока формирования сиихросигналов, фильтр нижних ройки в чистом строе эквивалентна задаче дробно-кратной синхронизации соответствующих частот. Важно отметить, что такая синхронизация для обычных (неэлектрон ных) музыкальных инструментов весьма затруднительна, так как практически не удается получить необходимые по ширине полосы синхронизации даже при малых степенях кратности частот.20 на данном инструменте музыкального произведения, либо мелодии, исполняемой на любом другом музыкальном инструменте, в том числе и мелодии, исполняемой певцом, поступает с выхода блока 29 выделения основного тона мелодии на один из входов сумматора 2, на второй вход которого подается сигнал с высокочастотного генератора 1. С выхода сумматора 2 сигнал с нижней боковой частотой одновременно поступает на все блоки 3,3 формирования синхросигналов. Значения коэффициентов умножения и деления в каждом из блоков формирования синхросигналов соответственно равны числителям и знаменателям дробей, характеризующих в чистом строе соотношения частот в различных музыкальных интервалах, Следовательно, для того, чтобы осуществить настройку инструмента в чистом строе по отношению, например, к мелодии, исполняемой на другом музыкальном инструменте, необходимо, чтобы между частотами, соответствующими основному тону мелодии и частоте каждого из задающих тонгенераторов 25 25 п выполнялись соотношения вида в , где в и и - Характерные дляйкаждого музыкального интервала натуральные числа, Поскольку частота основного тона мелодии все время изменяется, то отЗо зз 40 45 50 ношения частот между основным тоном мелодии и частотой каждого из задающих тонгенераторов 25 . 25 должны также изменяться. Отсюда следует, что задача настчастот и модулятор, причем выход смесителя данного блока через фильтр нижних частотподключен к первому входу модулятора, второй вход которого соединен с выходом высокочастотного генератора, а выход модулятора подключен к выходу данного блокаформирования синхросигнала.На чертеже приведена структурная электрическая схема описываемого устройства.Описываемое устройство содержит высокочастотный генератор 1, сумматор 2, блоки 3, За, , Зформирования синхросигналов, в состав которых входят умножителичастоты 4 - 9, делители частоты 10 - 15, смесители 16 - 18, фильтры нижних частот 19 -21 и модуляторы 22 - 24, задающие тонгенераторы 25, 25 з, , 25, смесители 26, 26, , 26, фильтры нижних частот 27, 27, , 27, внешнюю колебательную систему 28, блок 29 выделения основного тона.Устройство работает следующим образом.Сигнал с частотой, соответствующей высоте либо верхнего голоса, исполняемого Поскольку для синхронизации двух колебаний, частоты которых равны 1 и 1; - (ф)11, где - порядковый номер кратностй используются колебания от высокочастотного генератора 1, выхода сумматора 2 и какого- либо задающего тонгенератора 25 - 2, с частотами соответственно Ро, У=Ро - К и Э 1 = Ро - Г 6 оЭ Г и 1 /, причем осуществляется преобразование частот 3 о иР так, чтобы на выходе любого модулятора 22 - 24 получить колебание с частотой Я)=30 -- (Д-)р Г . Воздействуя колебанием этой частоты на задающие тонгенераторы 25, 25,., 25 п и выделяя разностные частоты от генераторов 1 и тонгенераторов в 25,25 пв смесителях 26 26, получаем сигнал дробно-кратной синхронизации, снимающий с выхода соответствующего фильтра нижних частот 2727 колебания с частотойколебанием с частотой 1 при кратности (Д ) Преобразование частот Р 0 и Р проводится для различных отношений (Д) (1 = 1,2,Х) по параллельным каналам в блоках З 3, формирования синхросигналов. Все М частот снимаемых с выходов М модуляторов 22 - 24, одновременно действуют на все задающие тонгенераторы 2525, причем, так как полоса синхронизации уже удвоенной разности соседних частот воздействия, то при изменении частоты основного тона мелодии получается последовательный переход от синхронизации соответствующего задающего тонгенератора воздействием с одной частотой к синхронизации другой частотой.При таком способе синхронизации задающих тонгенераторов спектр значительно усложняется, что является результатом нелинейных взаимодействий в неавтономной автоколебательной системе, образуемой задающим тонгенератором и внешним синхронизирующим воздействием полигармонического сигнала с частотами спектральных составляющих. Кроме того, спектр оказывается негармоническим и в результате звук, возбуждаемый на выходе соответствующего фильтра нижних частот 2727, теряет основное свойство музыкального звука гармоничность. При восприятии такой звук создает впечатление шероховатости и в таком виде, разумеется, не может быть использован в качестве музыкального звука. Однако освобождение от ненужных компонент в спектре не представляет существенных затруднений и может быть осуществлено, например, с помощью стандартной порого658595 Формула изобретения эвой схемы (не показана) при условии, чтоуровень этих компонент будет ниже порогасрабатывания схемы.Рассмотренная процедура синхронизацииосуществляется для всех высокочастотныхзадающих генераторов, частота которыхв отсутствие канала синхронизации таковы,что колебания, снимаемые с выходов фильтров нижних частот 272 имеют частоты,соответствующие высотам звуков в равномерно темперированной шкале,Электромзыюпный инструмент с автоматической подстройкой музыкального строя, содержащий высокочастотный генератор, первый выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход которого подключен к выходу блока выделения основного тона, второй выход высокочастотного генератора подключен к внешней колебательной системе, третий его выход соединен с первыми входами смесителей, вторые входы которых соединены через задающие тонгенераторы с выходами блоков формирования синхросигналов, а выходы смесителей соединебны с входами фильтров нижних частот, причем в каждом блоке формирования синхросигналов последовательно включены умно- житель частоты, вход которого соединен с четвертым выходом высокочастотного генератора, и делитель частоты, выход которого 5подключен ко входу смесителя, отличающийся тем, что, с целью повышения качества звучания, в каждый блок формирования синхросигналов введены дополнительный умножитель и дополнительный делитель частоты, включенные последовательно между выходом сумматора и вторым входом смесителя данного блока формирования синхросигналов, фильтр нижних частот и модулятор, причем выход смесителя данного блока черех фильтр нижних частот подключен к первому входу модулятора, второй вход которого соединен с выходом высокочастотного генератора, а выход модулятора подключен к выход данного блока формирования синхросигналов.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Мв 3866505, кл. 84-1.24,18.02. 75.2. Заявка Японии Мю 43-4956, кл. 102-6845,06. 12.69.Составитель А. АртюхРедактор Е. Гончар Техред О. Луговая Корректор О. БилакЗаказ 2063/46 Тираж 45 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изОбретений и открытий3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4