Устройство измерения параметров музыкальных сигналов

(21) (22) (46) (72) С.В.К (53) (56) У 213Па кл. С Вюл. 9 3 в, А.В.Ив .К,Лапинь 088.8) ликобри ов ск танин1/00, 198 -15364,С 10ии РО, 19 Я ПАРАМЕТРОБ(54) УСТР ИУЗЫКАЛЬН (57) Изоб роизмеритначено дл длительно ИСТВО ИЗИЕРХ СИГНАЛОВетение отнольной техни ится к электе и преднаэастоты и эмерения музыкальныхванных илиалентные элеквччания к преобраэ ных в экви гнал ов рмиров ОСУДАРСТНЕННЫ 11 НОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АВТОРСНОМЪГ СВИДЕТЕЛЬОТ 350009/2 5,12.87 0,09.89,Н,Ивано рпов и А 21;628 ( атент Ве 405, кл. ент Япон 01 Н 3/О трические сигналы, так и представленных в виде звуковых сигналов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Введение цифрового компаратора 15. формирователей 16 - 19 импульсов , элемента НЕ О, второго элемента И 11, элемента ЮТИ 12, измерителя 13 временных интервалов, индикатора 14 длительностей и образование новых функциональных связей позволяет. измерять длительность звучания музыкальных сигналов и пауз между ними. Устройство также содержит блок 1 согласования уровней, генератор 5 опорной частоты, первый элемент И 2, формирователи 4, 9 импульсов, счетчик 3 импульсов, регистр ф б хранения, триггер 8, индикатор 7 частоты. 1 з.п, ф-лы, 3 ил.С:Изобретение относится к электро- измерительной технике и предназначено для измерения частоты и длительности звучания музыкальных сигналов как преобразованных или сАормирован 5 ных в эквивалентные электрические сигналы, так и представленных в виде звуковых сигналов, и может быть использовано для функционального контроля музыкальных синтезаторов и других устройств, Аормирующих музыкальные сигналы, для настройки музыкальных инструментов, а также в телеметрических устройствах для измерения вре5 мени между изменениями частоты повторения импульсов с одновременным измерением частоты повторения импульсов,20 40 Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устройст- ва путем обеспечени= воэможности,из,мерения длительности звучания музыкальных сигналов и длительности пауз музыкальных сигналов.УНа Фиг,1 изображена электрическая схема предлагаемого устройства; на Аиг.2 - 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.30Устройство содержит последовательно соединенные блок 1 согласования уровней, вход которого является входом устройства; первый элемент И 2; счетчик 3 импульсов, второй вход которого соединен с выходом первого35 Формирователя 4 импульсов; генератор 5 опорной частоты, выход которого соединен со вторым входом первого элемента И 2; регистр 6 хранения; индикатор 7 частоты; соединенные последовательно триггер 8, первый вход которого соединен с выходом второго Формирователя 9 импульсов; последовательно соединенные элемент НЕ 10,45 вход которого соединен со входом второго Аормирователя 9 импульсов и первым входом первого элемента И 2; второй элемент И 11, второй вход которого соединен с выходом триггера50 8; элемент ИЛИ 12, второй вход которого соединен со вторым входом регистра 6 хранения;.измеритель 13 временных интервалов и индикатор 14 длительности, вход "Запись" которого соединен с выходом элемента ИЛИ 12 и55 .входом "Запись" индикатора 7 частот; цифровой компаратор 15, первая группа входов которого подключена к выхо дам счетчика 3 импульсов и группе входов регистра 6 хранения, вторая группа входов - к группе выходов регистра 6 хранения, а выход - к второму входу триггера 8; последовательно соединенные третий Аормирователь 16 импульсов, вход которого соединен с первым входом первого элемента И 2; четвертый Аормирователь 17 импульсов, выход которого соединен со входом первого Аормирователя 4 импульсов, и последовательно соединенные пятый формирователь 18 импульсов, вход которого соединен с первым входом первого элемента И 2 и шестой Формирователь 19 импульсов, выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ 12; последовательно соединенные микрофон 20 и усилитель-эквалайзер 21, выход которого соединен со вхо-. дом блока 1 согласования уровней.Устройство работает следующим образом.При поступлении музыкального сигнала на вход блока 1 согласования уровней музыкальный сигнал преобразуется по величине напряжения в прямоугольные импульсы с напряжением уровней работы узлов 2 - 15, затем он поступает на вход элемента И 2, кототый совместно со счетчиком 3 импульсов является измерителем отношений частот: частоты Е музыкального сиг-. нала и опорной частоты Го, сАормированного генератором 5 опорной частоты, причем частота Г)100 Г, где Г - наименьшее общее делимое от частот нот музыкального сигнала, На выходе элемента И 2, (во время положительного полупериода сигнала Б) присутствуют импульсы выходного напряжения генератора 5 опорной частоты, которые подсчитываются счетчиком 3 импульсов и сохраняются на выходе счетчика 3 импульсов до поступления сигнала Но с выхода Аормирователя 4 импульсов.Во время отрицательного полупериода сигнала Б производится перезаЯлись информации о частоте музыкального сигнала в параллельный регистр 6 хранения и определяется равна ли измеренная длительность положительного полупериода музыкального сигнала с длительностью предыдущего. Если длительность отличается, то Формируется сигнал Ц , перезапускающий измеритель 13 временных интервалов и151161 55 записывающий информацию (код В) и индикатор 7 частоты музыкальных сигналов (код В), с выхода измерителя 13 временных интервалов в индикатор 14 длительности звучания, Если длительность не отличается, то производится только перезапись кода А с выхода счетчика 3 импульсов в параллельный регистр 6 хранения. Таким образом, указанный процесс (временной срез 21 на Фиг.2 и фиг.3) осуществляется следующим образом.Если измеренная длительность положительного полупериода сигнала 0 а 15 не равна длительности предыдущего полупериода (временной срез 21 на фиг.2), то по переднему фронту импульса Б Формирователь 9 импульсов вырабытвает импульс установки триг гера 8 в исходное состояние (логической единицы), а по заднему фронту импульса Б Формирователь 16 импульсов формирует импульс Н д, длительность которого равна времени 25Импульс Пд 1 поступает на вход Формирователя 17 импульсов, который Формирует импульс Бз записи информации (кода А) в регистр 6, после чего цифровой компаратор 15 выдает 3 О сигнал А-В, так как до этого код А ие был равен коду В, т.е, после записи кода в регистр 6 код А равен коду В, одновременно сигнал А-В по положительному Фронту устанавливает триггер 8 в состояние логического нуля. По отрицательному Фронту импульса Б записи формирователь 4 подает импульс У, на К-вход счетчика 3 импульсов, под действием кото рого он обнуляется, а код А становится равным нулю и цифровой компаратор 15 снимает сигнал А-В, так как код А уже не равен коду В.При поступлении на первый вход 45 элемента И 11 импульса Бт с КБ-выхода триггера 8 и на второй вход от элемента НЕ 10 инвертированного музыкального сигнала В выделяется сигЯнал Уд, по длительности Равный дли тельности импульса У 3 д сформированного формирователем 16, свидетельствующий о том, что измеренная длительность положительного полупериода музыкального сигнала У не равна длительности предыдущего положительно полупериода сигнала Б.Таким образом, сформированный сигнал О,готовности данных поступа 0 6ет через схему ИЛИ 12 на СУК-входыиндикаторов 7 и 14 и вход измерителя 13 временных интервалов,По положительному фронту сигналапроизводится запись данных оизмеренной длительности полупериодамузыкального сигнала с выхода измерителя 13 временных интервалов в индикатор 7 частоты музыкального сигнала, который производил индикациючастоты музыкального сигнала, так какотнощение частот опорного генератора5 и музыкального сигнала есть числоопределенное, одновременно по положительному Фронту сигнала ц д производится запись длительности звучания предыдущей частоты музыкальногосигнала в индикатор 14 длительностизвучания, и по отрицательному Фронтусигнала У, д сбрасывается значениевремени, измеренное измерителем 13временных интервалов и производитсязапуск его для отсчета времени допоявления следующего отрицательногоФронта сигнала П, свидетельствующем о длительности звучания текущегомузыкального сигнала,Если измеренная длительность положительного периода сигнала У, равна длительности предыдущего полупериода (временной срез 20 на Фиг.2) цифровой компаратор 15 после измеренияустанавливает сигнал А-В, так как кодВ равен коду А, то по предыдущемуФронту импульса У Формирователь 9импульсов вырабытывает импульс Уустановки триггера 8 в исходное состояние (логической единицы), по эаддему Фронту импульса У Формирователь16 Формирует импульс Бд, , длительность которого равна времени Сдоторый поступает на вход формирователя 17 импульсов, который Формируетимпульс Б записи, информации (кодА) в регистр 6. Цифровой компаратор15 продолжает выдавать сигнал А-В,так как код А равен коду В, одновременно сигнал А-В по переднемуфронту устанавливает триггер 8 в сос"тояние логического нуля, а по отрицательному Фронту импульса У записи Формирователь 4 импульсов подаетимпульс Б на К-вход счетчика 3 имКпульсов, под действием которого онобнуляется, в результате чего кодА становится равным нулю и цифровойкомпаратор 15 снимает сигнал А-В,так как код А не равен коду В, 1511610При поступлении на первый входэлемента И 11 импульса Пт с К 8-выхода триггера 8 и на второй вход с элемента НЕ 10 инвертированному музы 5кального сигнала П сигнал Пг невыделяется, так как момент переходавыходного сигнала Пг с К 8-триггера 8от единичного логического состоянияв нулевое совпадает с моментом нарастания инвертированного музыкальногосигнала П с элемента НЕ 10, приэтом измеритель 13 времени продолжает отсчет времени от предыдущего сигнала П,и информация н индикаторах 157 и 14 не меняется,Если по истечении времени большего, чем максимальная длительностьпериода измеряемых музыкальных сигналов на выходе музыкального устройст ва не появляется импульс положительного полупериода музыкального сигнала, т.е. в музыкальной мелодии имеется пауза (временной срез 22 на фиг,3),то по переднему Фронту предыдущего 25положительного полупериода музыкального сигнала запускается Формирователь 18 импульсов, отсчитывающий время большее, чем максимальная длительность Сг. периода измеряемых музыкальных сигналов и по истеченииэтого времени по заднему фронту импульса П , запускает Формирователь19 импульсов, Формирующий короткийимпульс сброса предыдущего содержи-мого регистра 6, служащим одновременно импульсом П г 1 строба готовности данных, производящим запись данных в индикаторах 7 и 14, сброс изапуск измерителя 13 временных интервалов, Выходное напряжение П, навыходе Формирователя 18 импульсов приналичии музыкальных сигналов (временные срезы 20 и 21 на Фиг.2 и 3) остается постоянно в высоком состоянии, так как постоянная времениФормирователя 18 импульсов3 А,гбольше максимального периода повторения музыкальных сигналов и Формирователь 18 импульсов постоянно пе 50резапускается, не достигая низкогоуровня выходного напряжения.Точность и дискретность измерениячастоты музыкального сигнала определяет отношение частот: максималь 55ной частоты музыкального сигнала ичастоты опорной частоты, причем чембольше это отношение, тем выше точность измерения,Точность измерения длительностизвучания музыкальных сигналов и паузмежду ними определяется точностьюизмерения частоты музыкального сигнала и точностью измерителя 13 временных интервалов, а дискретность -периодом повторения музыкальногосигнала. В измерителе 13 временныхинтервалов применен метод прямыхотсчетов времени,Сумма длительностей импульсов,сформированных формирователями 4,16 и 17 импульсов не должна превышать длительности положительногополупериода музыкального сигнала смаксимальной частотой следования.Длительность импульсов сформированных Формирователем 18 импульсов должна быть больше периода музыкальныхсигналов с минимальной частотой следования. Длительность импульсов,сформированных Формирователями 4,17, 18 и 19 импульсов должна бытьн пределахА-5 С э А мин, гдемин - время задержки срабатывания устройства следующих за формирователем производящих операции поданному импульсу.Схемы Формирователей 4, 9, 16.17, 18 и 19 могут быть реализованына однонибраторах.Разрядность счетчика 3 импульсов,цифрового компаратора 15, регистра6 и индикатора 7 частоты музыкального сигнала зависит от точности измерения частоты музыкального сигнала и отношения минимальной измеряемой частоты музыкального сигнала и частоты опорного генератора 5.При измерении параметрон звуковых музыкальных сигналов на вход блока 1 согласования уровней звуковой сигнал подается через последовательно соединенный микрофон 20 и усилитель-эквалайзер 21, причем микрофон 20 преобразует звуковой сигнал н электрический, а усилитель- эквалайзер 21 выделяет основную частоту музыкального сигнала и фильтрует шумы. Блок 1 согласования уровней ,согласовывает уровни напряжения с выхода усилителя-экналайзера 21 с логическими уровнями ра.боты блоков 2 -19. Формула изобретения1, Устройство измерения параметрон музыкальных сигналов, содержа1511610 Ю щее последовательно соединенные блоксогласования уровней, вход которогоявляется входом устройства, первыйэлемент И, счетчик импульсов, второйвход которого соединен с входом первого формирователя импульсов, а также генератор опорной частоты, выходкоторой соединен с вторым входомпервого элемента И, а также регистрхр нения и индикатор частоты, соединенные последовательно, триггер,первый вход которого соединен с выходом второго формирователя импульсов,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью расширения функциональныхвозможностей путем обеспечения возможности измерения длительности звучания музыкальных сигналов и длительности пауз музыкальных сигналов, внего введены последовательно соединенные элемент НЕ, вход которого соединен с входом второго формирователя импульсов и первым входом первогоэлемента И, второй элемент И, второйвход которого соединен с выходомтриггера, элемент ИЛИ, второй входкоторого соединен с вторым входомрегистра хранения, измеритель временных интервалов и индикатор длительности, вход Запись которого соединен с выходом элемента ИЛИ и входом"Запись" индикатора частоты, цифровой компаратор, первая группа входовкоторого подключена к выходам счетчика импульсов и группе входов регистра хранения, вторая группа входовк группе выходов регистра хранения,а выход - к второму входу триггера, 10 а также введены последовательно соединенные третий формирователь импульсов, вход которого соединен с первым входом первого элемента И, четвертый формирователь импульсов, вы ход которого соединен со входом первого формирователя импульсов, и последовательно соединенные пятый формирователь импульсов, вход которогосоединен с первым входом первого эле мента И, и шестой формирователь импульсов, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ.2. Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с целью 25 обеспечения возможности непосредственного измерения параметров звуковых музыкальных сигналов в неговведены последовательно соединенныемикрофон и усилитель-эквалайзер, вы ход которого подключен к входу блока согласования уровней.1511610 71 Ту РУ Составитель Г.ДоцТехред Л,Сердюков о Корректор Б.Гирн Редактор А.Реви аж 789 и ГКНТ СС Производственно в издательск комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Заказ 8425 Т ВНИИПИ Государственно 11303