Формирователь тонального сигнала

ЮЗ СОВЕТСКИХЦИАЛИСТИЧЕСНИХ СПУБЛ 1.К(54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ 11 16й и Ю.Е. Ляттэ 359013971.итании1980,ТОНАЛ 03648 ЬНОГО СИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ НАЛА(57) Изобретение может быть использовано в электромузыкальных синтезаторах. Цель изобретения - расширение функциональных возможностеи -достигается путем расширения набораформ одновременно генерируемых сигналов при одновременном упрощении устройства. Для этого в формирователь тонального сигнала, содержащийблок формирования управляющего кода,делитель 2 частоты, шину 3 опорнойчастоты, цифроаналоговый преобразователь 4, а также резисторы 9, 10,12, 13 и 14, конденсатор 15, аналоговые ключи 6 и 7 и операционныйусилитель 11, дополнительно введенпереключатель 5 формы сигнала. Посравнению с прототипом устройствообеспечивает формирование прямоугольного сигнала типа Меандр, а такжетреугольный или пилообразный сигналы, на выходе операционного усилителя 11, Упрощение устройства до- сстигается за счет исключения блокапамяти и фильтров. 3 ил., 1 табл,С"1307472 2Изобретение относится к электромузыкальным инструментам и может использоваться в частности в электромузыкальных синтезаторах (ЭМС).Известен электромузыкальный инструмент, содержащий генератор опорной частоты, делители с постояннымикоэффициентами деления, октавныеделители частоты. Формирование тонального сигнала производится делением частоты опорного генератора дляполучения звукоряда в пределах одной октавы и последующего октавногоделения частоты 13.Недостатком данного устройстваявляется ограниченный набор форм выходного сигнала - только прямоугольный со скважностью 2, что снижаетвыразительность звучания и исполнительские возможности.Наиболее близким техническим решением является формирователь синусоидального сигнала, содержащий Формирователь управляющего кода, выходыкоторого соединены с входами управления делителя частоты, тактовыйвход которого соединен с шиной опорночастоты, цифроаналоговый преобразователь, постоянное запоминающее устройство и фильтр нижних частот2.1,50 резистор 14 - с неинвертирующим входом операционного усилителя 11, выход которого соединен через конденсатор 15 с его инвертирующим входом и является выходом устройства,55 Устройство работает следующим образом.На делитель 2 из формирователя 1поступает информация с нажатой клавишив виде двоичного кода. Недостатком известного устройства является невозможность генерирования одновременно сигналов различной Формы, что сужает функциональные возможности, а также тональный объем оборудования. Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей путемрасширения набора форм одновременногенерируемых сигналов при одновременном упрощении устройства,Поставленная цель достигается тем,что в формирователь тонального сигнала, содержащий Формирователь управляющего кода, выходы которого соединены с входами управления делителячастоты, тактовый вход которого соединен с шиной опорной частоты, и цифроаналоговый преобразователь, введены переключатель формы сигнала, входы которого соединены с выходамиделителя частоты, первый и второйвыходы - с входами управления соответственно первого и второго аналогового ключей, входы управления цифроаналогового преобразователя соединены с выходами Формирователя управ 0 5 20 25 й 30 35 40 45 ляющего кода, вход - с шинойисточника опорного напряжения, выход через первый и второй резисторы соединен соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами операционного усилителя, через третий резистор - с входом первого аналогового ключа, выход которого подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, через четвертый резистор к выходу второго ключа, вход которого соединен с общей шиной, а также через пятый резистор - с неинвертирующим входом операционного усилителя, выход которого соединен через конденсатор с его инвертирующим входом и является выходом устройства.На фиг. 1 приведена структурная схема Формирователя тонального сигнала; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов на выходах устройства; на Фиг. 3 - схема делителя частоты,Формирователь тонального сигнала содержит формирователь 1 управляющего кода, выходы которого соединены с входами управления делителя 2 частоты, тактовый вход которого соединен с шиной 3 опорной частоты, и цифроаналоговый преобразователь 4, переключатель 5 формы сигнала, входы которого соединены с выходами делителя 2, первый и второй выходы - с входами управления соответственно первого 6 и второго 7 аналогового ключей, входы управления цифроаналогового преобразователя 4 соединены с выходами Формирователя 1, вход - с шиной 8 источника опорного напряжения, выход через первый 9 и второй 10 резисторы соединен соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами операционного усилителя 1, через третий резистор 12 - с входом первого аналогового ключа б, выход которого подключен к инвертирующему входу операционного усилителя 11, через четвертый резистор 13 - с выходом второго ключа 7, вход которого соединен с общей шиной, а также через пятый1307472 3Коды нот приведены в таблице.пПри опорной частоте, равной 2 Гц,частота выходного сигнала на обоихвыходах управляемого делителя имеетзначения, указанные в таблице, Таким образом, делитель 2 формируетсетку выходных частот в диапазонеот 32,7 Гц (строка 2 таблицы), чтосоответствует частоте ноты ДО вконтроктаве до 7904 Гц (строка 1таблицы), что соответствует ноте"СИ" пятой октавы. Погрешность формируемого музыкального звукорядаопределяется коэффициентами, приведенными в таблице и имеет значения, 15приведенные в таблице (например,0,047 Ж для ноты "ДО").На первом выходе делителя 2 формируется сигнал прямоугольной формы,со скважностью 64 для формирования 20пилообразного выходного сигнала, навтором выходе - прямоугольный сигналсо скважностью 2 для получения треугольного выходного сигнала. Выборформы выходного сигнала производитсяпри помощи переключателя 5,Входной двоичный код поступаеттакже на цифроаналоговый преобразователь 4, формирующий выходное напряжение, прямопропорциональное входному 30коду. При выборе У =10 В выходноенапряжение будет равно 4,82 В для ноты "СИ" пятой октавы и 20 мВ для ноты ДО контроктавы, Специальныхтребований к источнику опорного напряжения нет, так как, например, нестабильность на 17. ведет к изменениюамплитуды выходного сигнала менеечем на 0,1 дБ, а на частоту выходного сигнала не влияет совсем.На аналоговый ключ 6 поступаетсигнал прямоугольной формы со скважностью 2 с первого выхода делителя2 частоты,При открытом ключе 6 выходноенапряжение усилителя 11 тт 1При У=сопзй аналогично (2) по"5 лучают11 (Т)=- - У (Т- - )+11 (Т/2),1 Твь КС 15 е) 2 вы)(2) наТЦ1огде К=К 9=К 10=К 14=2 К 13=3 кОм;Т - период входного сигнала;Пвь,(0) - напряжение при с=О,При 11 =сопяТ, У (0)=0.Б (Т/2) = - П - = - ." -1 Т У Твьх КС 15 вьв 2 2 КС 15При закрытом ключе 7 выходноепряжение операционного усилителя Таким образом, при поступлении на управляющий вход ключа 6 сигнала прямоугольной формы и зкрытом ключе 6 на выходе операционного усилителя 11 формируется сигнал треугольной формы (фиг, 3),Для получения сигнала пилообразной формы входной прямоугольный сигнал со скважностью 64 (фиг. 3) поступает на ключ 6.Выходное напряжение усилителя 11 при закрытом ключе 6(11)Значения К и С выбираются из требований к уровню выходного сигнала1307472 6лителя 2) и треугольный либо пилообразный сигнал на выходе операциоМного усилителя 11. При этом устройство не содержит блока памяти и фильтров, т.е, сокращаются аппаратурныезатраты,5устройства. Так, для полученияЕ =8 кГцВл (максвл :32 5 10 с.1 0бщ 5 ц . фВылПри К=Э кОм, С.,=4,167 10 =4167 пПринимают С =4300 пФ, К=47 Ом.Поскольку 0 и Гв изменяются 10вх хсинхронно. У-=Б Т =сопят.Й Ьх вхВхСледовательно и Б =сопзс,вых (макс) т.е. уровень выходного сигнала является постоянным для всего диапазона формируемых частот.Младшие 11 разрядов кода, составляющие код ноты, поступают на первый 20 каскад деления, собранный на двух микросхемах ИЕ 8-П 1 и П 2 (все микросхемы серии К 155).Выходной сигнал поступает на второй каскад деления на микросхемах 25 ИЕ 5-ПЗ и П 4.Выходные сигналы второго каскада деления поступают на коммутатор, собранный на микросхемах П 5, П 6, П 7, на управляющие выходы которого поступают 30 старшие 8 разрядов входного кода, составляющие код октавы. С выхода коммутатора (П 7) сигнал поступает на третий каскад деления, обеспечивающий деление частоты входного сигнала35 на 28.Десятичные значения кода ноты, поступающие на входы микросхем П 1 и П 2 показаны в таблице для пятой октавы. Для нот всех остальных октав 40 они будут такими же, как и для пятой октавы.По сравнению с прототипом предлагаемое устройство позволяет одновременно сформировать прямоугольный 45 сигнал тина меандр (второй выход деФормула изобретения Формирователь тонального сигнала, содержащий формирователь управляющего кода, выходы которого соединены с входами управления делителя частоты, тактовый вход которого соединен с шиной опорной частоты, и цифроаналоговый преобразователь, о т л и, - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем расширения набора форм одновременно генерируемых сигналов при одновременном упрощении устройства, в него введены переключатель формы сигнала, входы которого. соединены с выходами делителя частоты, первый и второй выходы - с входами управления соответственно первого и второго аналогового ключей, входы управления цифроаналогового преобразователя соединены с выходами формирователя управляющего кода, вход - с шиной источника опорного напряжения, выход через первый и второй резисторы соединен соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами операционного усилителя, через третий резистор - с входом первого аналогового ключа, выход которого подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, через четвертый резистор - к выходу второго ключа, вход которого соединен с общей шиной, а также через пятый резистор - с неинвертирующим входом операционного усилителя, выход которого соединен через конденсатор с его инвертирующим входом и является выходом устройства.1307472 ВходноЯ код ОктаааКота Погрепность Й астов, Гц Вод октавы18 1 16 15 14 Код ноты В 7 б 5 4 3 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 11 1 1 0 76 7904 Ф 0047 СИЬ 1 О 0 11 0 0 1 ЛЯ 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 76 О 0 0 0 0 0 0 0 0 1 166 6644 +Ов 039 6212 10,031 5920 +0,006 0 0 1 1 0 0 0 1 0 11 СОЛЪ 1 0 СОЛЪЬ 1 О фЛ0 О 0 0 15 О 0 0 14 1 0 1 13 1 13 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 97 5588 +0,001 19 5276 Ю,001 0 0 0 0 0 ии О 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 124 ии 61 о о 80 Ю,013 РЕ 0 0 0 0 75 4700 1 1РВЬО ДО 0 0 0 0 1 0 0 109 4436 -0,08 1047 4188 Ю,024 01 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 176 176 52 1 0 76 О 0 1 0 10 0 О 0 ЛЯ 0 01 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 О 0 0 17 ЛЯ О 0 0880 0 440 0 0 0 0 ЛЯ 0 0 ЛЯ 0 0 1760 10 0 1 О 76 1 0 1 0 О ва ЛЯ 0 0 онтр- октвав 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 О 1 1 0 1 1 1 1 0 О 0 0 0 32,71307472 каз 1635/49 Тираж 346 ВНИИПИ Государственного комитет по делам изобретений и открыт 13035, Москва, Ж, Раушская на