Электромузыкальный инструмент с группой тембров дробного спектра

113536 Класс 511 7 О СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУНСТРУМЕНТ С ГОГО СПЕКТРА ОЙ ТЕМБРОВ. аа102815 Т 6300 в Главное управление5 нннстерсва нсль) срь О,СР. ено 19 сентбря 195 радноннфор)5 анн струмента, обеспечиваю)цая исс. получе)шс кларнетной групГ 1 ри синтезе темора в электрпче;ом музыкальном 1 Пструхентс сим 1)ониОсОГО типа необход 1 м 0, в час)носИ, по,1 уснис О,)н;мснтальновышербленных спектров, образующих тембровый эффект спсцифичссогохарактера, нссраВнимый с эффектом формант и других средств псажени 51 частотноГО спектра Злученпя, Структрси таОГО рОда 51 Вляется 1например, кларнетный спектр, Отличающийся в первую очередь)отсутствием четнь)х гармоник. По аналоЧш с эпм спектром могут бытьсозданы сгектры с склюеие иги 1)реобладанием) гармоник, кратных третьей, четвертой и т. д., также имеющие характерное звучание,невоспроизводимое другими средствами. Гармоничеспс ряды нечетногосостаВВ уже 5 спспИО реализуются В э;ектрических ъ 1 узы:.альных инструмсчтах использованием ждущих делителей частоты (курового типа),Д)ПОШИХ СИММЕтРИс 1 НО ПРЯМОУГОЛЬНУЮ ВО,ШУ СО СПЕКТРОМ ВилаАГ - 1) 1,ггОднако дальнейшее формирование этого спектра 1 ссли имеется сох)анение дрОб)10 й Структуры спектра) пратически 01 рапиИВаетсЯ линейными системами фгльтров, что, в свою Очс,")едь, ОГраничивает пимснснис некоторых других специальных нелинейных систем большойпрактической ценности.В описываемом электромузыкальном И 11 струмснтс сложные олсбания звуковой частоты преобразуются в колебания, которые, сохраняяобщую характери,"тику распределения энергии гармоник ь спектре, неимеют В своем составе группы гармони, кратных второй, третьей илпкакой-либо другой гармонике. Таким образом, для многотембровогоэлектромузыкального инструмента дооавлястся возмо)ность ооращениявсех ранее полученных звуковых красок, например, в ларпстную илидругую специфическую фактуру,На фиг, 1 приведена блок-схема инк, ю 1 е: не Гарм Оник, кратных Второй (т.пы); ня фиГ. 2 -- Отно,"5 пписс 5 к э)омм с 1 аО ОсиигЛОряммы и спсктряль:ыс характеристики; пя фг. 3 -электрическая схема для того же СГ) Ч 25; Н 1 фп. - НОКЯЗЯНЯ ОЛОК-СХСМЯ 0,НОГО ИЗ;БУХ;)УГИХ БЯРПТОВ инструмснг Па фих О -- Относ 5 пцисс 51 к нсп Осцлгог)сымь: на и. 6 - блок-;хема,руго 0 В 11)инГ 1 инстру.сцтя; ня фнГ, 7 - Относ 51 цнес 51 и ЦСЙ ОсИсГОГРЯХМЬ.Вс,уни Гесратор 1 нн трумсТа получает,прав,ение по ястотс От мянугц ф). хогсани 51 Гснсрс)О) ПЯправл 5 ютс 51 Б п)соб)азоватсгп 3, п 1)с ГтВГ 5 юПй сОбОЦ схех 00 ычнОГО формировянп 5 тс)б)я пост)Осц н) ю НО любьм ИЗБ(стньх Гпосо(бм. Из п)соб)ЯЗОВтесЯ 3 п)собрЗОВнные колсОяния цоступя 1 от ня Входы двух Один 2 КОВых э;ектронных м 1 ннцуляторов Гсктронпы реле) 4 н ),один из которых 4 дает напряжение ЗВУкОВОц частоты В ООРп 1 снпоц ф)зс. С Вьхо;Я .ГцННУГятОРОБ колебания проодят через прочие цсо(бходимыс элементы 6 схемы ицсрумснтя и Восп,)Опзво;ятс 51 репродук 0)0 7,11 рохо)к;ение колсбяннЦ через манипуляторы 4 и э управляется оинарным 5 си(егС , дсЦствующнм от Ведущего генератора 1. О цил. ГОряхМд, покзанцяя ца фиГ. 2 (, н ОГНОс 5 Щ 25 ся и н(н спектра,БП 251 харякте 1)истикя прсзст)Г 1 яю (1)орму н состав ко;1 с 02 ПРЙ, постуцяоших на вход манипуляторов, осциллограмма на фиг. 2 б - форму колебаний на выходе бинарного делителя частоты, меняющего уровень вы:(одного напряжения через период ВозбуждяющеЦ астоты ведущего генератора.Выходное напряи(ение делителя дсЦствуст н режим манипуляторов таким образом, что, когда о;5 ц манипулятор открыт и пропускст кол(- бания в опрсделеПой фазе, другой полностью заперт. Через период БозбуждающсЦ частоты бицарцын делитель опрокидывает фазу выходного напряжения, запирает ранее открытый манипулятор и открывает запертый перед тем манипулятор, что приводит к перевертыванию фазы звукового сигнала Б последующих звеньях. В начале следующего периода опрокидывание повторяется и, таким образом, образуется через периодное чередОВяпи(. зы 3 ВукоВых КО СбаниЦ (см. Осциллогрд.му ня фиГ.2 , в), Образуется новый период звуковой частоты Т=-2 Т с характер- ноЦ симметрией колебания относигсльно точки перехода через пуль, обу- словливающеЦ нечетный состав полученного спектра. Необходимо при этом отмстить, что обращсис сп(ктря в нечетный достигается ненон понижения звука в октаву, поскольку, как Оыло указано, новый период Т 2=-2 Т,. Однако это пони)кение мо)кст быль компенсировано использо. ВЯцием Оогц(.ГО преддслител 51 частоты ця Выходе Генератор 1 1, В 1 п(гночающегося при переходе на режим кларнстцых тембров. При этом основной диапазон ведущего генсряторя;Оакен быв на окаву Быц)с дцязона звучания пцструмецта. Что касался оощего спектрального ряспрс. деления кларнетно-ОорЯ 1 цсцнОГО колсбсПИ 51, то Оно Б нслом ОГр 1 жаст характсри тику исходного спектра, поскольку форма цолупсрио;цых колебаниц не наруцастся. Измснсцис пот 0)ксн 51 формян гцых хЯкспму)10 В не имеет места,Ия НГ. 3 п)иве,сн Один нз Бозх 10 жцых Вариант( Б эгскрнческо схемы Описанного ГреобрЗбвятсля. Здесь напряженис звуковоц частоты подастся ца входной трансформатор 9 с симметричцой вторцспОЦ Обмоткой, напряжение с котороц по;ястс 51 П 2 сетки дВух пд( 1".П 1 х;Вх к цых манигМЛ 5 торов 4 и э, От;и 110 ПП 1 хс 51 Гцнн Ц)230 Пя.1)5 жснн 51 Б их выходных трацсформагорах 10 и 11. Выхо;ные обхоки транс(рорматоров Вклк)чсны тяк, чтО фязя сиг;Ял 1, црохо.5 ЩсГО, нпримс), по лямпс манипулятора 4 и трансформатору 10, совпадает с фазой входа, а - по лампе манипулятора ) ц трансформатору 11 новсрпута ця 180,Вследствие наличия раздсгитс,цных элементов 12 и 1) апряжецнс звуковой частоты действует ня,.стк Гц мяницугяторов 4 н,) нсзавц М 113536симо от управляющего смешения, которое подается по сопротивлениям 14 утечки от бинарного делителя 8, суммируясь с постоянным автоматическим смешением, образующимся вследствие падения напряжения на сопротивлении 15, объединяющем все катоды ламп манипуляторов 4 и 5.Режим постоянной и переменной составляющих смешения установлен таким образом, что при переходе делителя 8 из одного устойчивого положения в другое образуются только два суммарных режима смешения в манипуляторах 4 и 5. Манипулятор 4 заперт, и манипулятор 5 работает в режиме линейного усиления. При этом, как нетрудно видеть из схемы, переменная составляюгцая смешения (соответствующая осциллограмме на фиг. 2 б) ввиду симметрии плеч бинарного делителя 8 попеременно открывает и закрывает преобразователь 8 и манулу 2, чем и достигается переменнофазное прохождение звуковой частоты в выходной тракт инструмента,Действие бинарного делителя обусловливается подачей на него импульсов частоты ведущего генератора 1. Принцип работы бинарного делителя предполагается известным.Принципиально применение двухтактных манипуляторов не обязательно. Стыковка инверсированных полупериодов возможна н при наличии постоянной составляющей на выходе полуканалов. Однако, поскольку при линейном усилении средний анодный ток превышает амплитуду усиленного сигнала, некоторая асимметрия ламп по анодному таку и асимметрия фронта включения и запирания манипулятора приводят к появлению в выходном сигнале, помимо инверсированных полупериодов, еще сигнала манипуляции в форме пиков стыка полупериодов или плоской волны, что вносит некоторую вуаль в тембральный эффект, абстрагируя ранее полученную характерную структуру. В двухфазных манипуляторах замещение полупериодов происходит лишь по переменной составляющей, в то время как постоянная составляющая компенсируется в цепи каждого полуканала. Если манипулятор не вносит существенных частотных и фазовых искажений в звуковой спектр, а также искажений, обусловленных переходными явлениями на фронте волны манипуляции, электрическая схема устройства может быть упрощена и удобно приспособлена для несимметричной инверсии как по дроблению периода, так и по амплитуде обращенного участка, Эта схема приведена на фиг. 4. Схема содержит только одну двухтактную манулу 2, получающую напряжение звуковой частоты от входного трансформатора 9, как и в предыдущей схеме. Катодное смешение манипулятора стабилизировано потенциометром на сопротивления 16 и 17. Манипулирующее смещение подается через вторичную обмотку входного трансформатора 9 от катодного повторителя 18, возбуждаемого сигналом от непоказанного на схеме бинарного делителя.Выход манипулятора включается последовательно с входной цепью, но так, чтобы фаза выходного напряжения манипулятора была противоположна фазе напряжения входа, Суммарный эффект иллюстрируется осциллограммами (см. фиг. 5), изображающими полное выходное напряжение схемы при различных уровнях напряжения на выходе манипулятора. Осциллограмма, показанная на фиг. 5 а, соответствует случаю, когда составляющая манипулятора в выходном сигнале отсутствует. Осциллограмма на фиг. 5 б характеризует случай частичной черезпериодной компенсации входного напряжения, соответствующий октавному понижению с сохранением сильного октавно-повышенного призвука. Осциллограмма на фиг. 5 в соответствует случаю полной черезпериодной компенсации выходного сигнала. Осциллограмма на фиг. 5 г соответствует случаю перекомпецсации с зеркальной симметрией полупериодов, отличающейся нечетным составом.Таким обоазом, при изменении доли напряжения, снимаемого с регулятора 1,у, Оорязустс 5 целая цепь спектра 1 ьцых Градаций с ГСрсхОдомВ последовательности ОГ случЯ 5 ПЯ фцг. 5 Я к ела чаю ца фиГ. 5 й 1 От нечетного состава к полцочу и далее и четному, вплоть до полностью октавцо-удвоенному.Описанные схемаы Отцос 5 тс 5 к ча 1 стцому слуяО симмстпичцого деления периода выходного колебания ца две равцыс части. В общем виде задача состоит в дроблении периода ца две церавцыс части ТО=Т 1-,-Т 2, причем практРчсскц 11 ицтсре( прсдст 11 Вляют главным Образом те елчаи, когда отцо 1 цецис Т,: Т 2 составляет трос гыс дроби 1: 2, 1: 3 и т. п. При этом, в зависимости от фазы ц ампл 11 тчды колебаци, ца часике T Образуется провал или преоб,1 адацис Гармоник, крятць 1 х Отношению дрооления периода.На фиГ. 6 прРВсдсца 0;10 к-схема дл 51 т 1 коГО Общ 1.ГО рсшсция, а ца фиг. 7 а - 7 е - осциллограммы, поясц 51 оццс ес действие при цесичмстричном дроблсции периода. УЧР 1 тыв 1, Что получение дробящего плоского импульса с оольшой асимметрией методом деления частоть приводит к сущестВсццОму 510 цижсци 10 пс 15 Ода выходцОГО сиГцаля, П 1)илСцен способ образования дробящего импульса цз сигнала ведунего генератора. Этим устряцястс 5 пони:ксцц. диапазона пцст 1 зументя прц Герсходе ца тембр дробного спектра, цо накладывается дополцигельцое условие ца форму колебациР 1 ведуцего генератора, которая в предстаьлсццом примере выбрана пилообразной.В инструментс, показанном ца фиг. б, ведущий генератор 1, управляемыР 1 грифом или манулой (клавиатурой) 2, дает напряжение пилообразцой формы (осциллограмма ца фиг. 7 а) в преобразователь 3, где она преобразуется покаскадцой отсечкой сцачала в треугольный (осциллограмма на фиг. 7 б). и затсч в пр 51 могольцый (см. фиг. 7 в) импульс длительности 7 от Ролцого Р 1 сриода Годополнительным преоб разовацием в том жс блоке достигается образование одцополярцых коротких импульсов по осциллограмме ца фиг. 7 г, передающихся в основцой тембровый блок 3, который может включать в себя цслицсйцые элементы любого вида. С выхода теморового блока Х колсбация, соответствующие, например, осциллограмме ца фиг. 7 д подаются ца фазою- версный манипулятор 4 с регулятором выходного уровня 20 и далее в остальные элементы 6 ицструмецта и в репродуктор 7. В элементы 6 подается и цапряже 1 ие цепосрсдствсццо ог блока Х, которое взаимодействует с напряжением ма 1 шпулятора по схеме фцг. 4.Манипулятор запускастс 51 прямоугольщ 1 мц импульсами (см. фиг.7 в) от блока Т. Результируюцтее колебание, соотвстству 1 оиее дозе дробящей амплитуды по осциллограмме ца фиг. 5 г, представлено осциллоГраммой ПЯ фиг. 7 . ЭлсктрРПсска 51 схемаЯстка 4, 20, 6 (фиг. 6) полностью соответствует схеме ца фиг. 3 с тоц лишь разницей, что ца сетку катодцого повторителя 18 подается цяпряжсцис цс от ждущего делителя, а от преобразователя д (фиг. 4). Соотвстствующим выоором режима последнего можно широко варьировать отцошсццсм Т 1:То и, таким образом, получать различцые коэффициецть 1 дробности спектра. В качестве примера большой практической цегц 1 ости следует указать случай Т 1.То=1: (7+8), соответствующий условиям возбуждения струн в смычковых и клавишных инструментах.В некоторых случаях может оказаться целссоооразцым получецие дробящего плоского импульса с помощьк 1 цесиммстричцого одновиораторя, ведомого основным генератором.Ъо 113536Предмет изобретенияЭлектромузыкальный инструмент с группой тембров дробного спектра, от л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения спектров с подавлением группы гармоник, кратнык заданной, в канал звуковой частоты введен электронный манипулятор, управляемый бинарным делителем и осуществляющий переворачивание фазы напряжения колебания звуковой частоты на части периода, длительность каждой из которык равна периоду выпадающик гармоник.913