Устройство управления электромузыкальным инструментом

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 504 6 10 Н 1/О ОПИС ИЕ ИЭО ТЕНИЯ Н ПАТЕН 21) 3396400/2422) 24.02,8231) 1260/8132) 25.02.81 тука, в ных эле генерат выход коодом каторой вход кнопоч(33) С(56) Пкл. С 0.11,87. Бюл, У клейтон фаундейш р Рисе етер йгуле вательнвой премутаторватель чем пе и вхо равлени ственно преобра мирующе входом комм ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ альтер Мюллер, УрсХаральд Блобель (СН21.828(088.8)атент ФРГ У 177210310 Н 1/00, 1971.(54)(57) 1, УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯЭЛЕКТРОМУЗЫКАЛЬНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ, содержащее корпус для вдувания воздуха, выполненный в виде губной гармоники с позиционно-чувствительнымиэлементами, которые определяют высотуизвлекаемого звука, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей,в него введены перемещаемый мундштукс отверстием для вдувания и всасывания воздуха и закрепленным на немфлажком, статический преобразовательскоростного напора, генератор ступенчатого напряжения, источник смещения,кнопочный переключатель, потенциометр, установленные в корпусе, а также источник смещения, канал управления частотой, канал управления амплитудой и сумматор, причем отверстиедля вдувания и всасывания воздуха соединено с входом статического преобразователя скоростного напора, причем мундштук установлен с возможностью перемещения, а позиционно-чувствительные элементы расположены вдоль пути следования мундшходы позиционно-чувствителментов соединены с входамира ступенчатого напряженияторого соединен с первым внала управления частотой,которого соединен с выходо ного переключателя, вход которого соединен с шиной источника смещения,выход канала управления частотой соединен с первым входом сумматора,второй вход которого соединен с движкомпотенциометра, третий вход - с первымвыходом канала управления амплитудой,второй и третий выходы которого соединены соответственно с третьим ичетвертым входами канала управлениячастотой, а вход - с выходом статического преобразователя скоростногонапора, причем первый, второй и третий выходы сумматора соединены соответственно с выходами управления частотой, тембром и амплитудой устиства,2, Устройство по п.1, о т л и -а ю щ е е с я тем что канал пУ я частотой содержит последоо соединенные аналого-цифрообразователь, шифратор, комцифроаналоговый преобразои суммирующий усилитель, привый, второй, третий и четверды, а также выход канала упя частотой соединены соответс входом аналого-цифрового зователя, вторым входом сумго усилителя, дополнительным шифратора, входом управления тора и выходом суммирующего ля, а вход опорного напряже1356973 ния цифроаналогового преобразователя соединен с источником опорного напряжения,3, Устройство по п1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что канал управления амплитудой содержит последовательно соединенные дифференциальный усилитель и выпрямитель, выход которого соединен с первым выходом канала управления амплитудой и входом порогового детектора, а вход - с входом детектора полярности, причем второй и третий выходы, а также вход канала управления амплитудой соединены соответственно с выходом детектора полярности, выходом порогового детектора и первым входом дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с шиной источника смещения, а вход управления порогового детектора соединен с шиной источника эталонного напряжения.4, Устройство по п,1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что преобра 1Изобретение относится к электромузыкальным инструментам и может бытьиспользовано для инструментов типасинтезаторов, имеющих входы управления высотой, тембром и амплитудой 5звука..Целью изобретения является расширение функциональных возможностей приодновременном улучшении звучания управляемого инструмента, 10На фиг,1 изображена структурная схема устройства управления электро- музыкальным инструментом; на фиг,2 корпус для вдувания воздуха;на фиг.З- мундштук на корпусе для вдувания воз духа, сочлененный с преобразователем скоростного напора, сечение; нафиг,4 - диаграмма тонов, извлекаемых при помощи управляющего устройства на электронном музыкальном инструмен теУстройство управления электромузыкальным инструментом содержит корпус 1 для вдувания и всасывания воздуха, выполненный в виде губной гармоники,зователь скоростного напора расположен неподвижно в корпусе для вдувания воздуха и через гибкий трубопровод соединен с отверстием для вдувания и всасывания воздуха в мундштуке,5. Устройство по п.1, о т л и ч а -ю щ е е с я тем, что позиционночувствительные элементы выполнены ввиде световых затворов, перекрываемых посредством флажка, закрепленного на мундштуке,6. Устройство по пп. 1 и 4, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что мундштук снабжен одним или более отверстиями для выпуска воздуха, ведущими в атмосферу и имеющими регулируемую пропускную способность.7. Устройство по пп.1-6, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что мундштук установлен на корпусе для вдувания и всасывания воздуха с возможностью замены,2в котором расположены позиционно-чувствительные элементы 2, фиксирующие место на корпусе 1, в котором производится вдувание либо всасывание воздуха, выходные сигналы элементов управляют высотой извлекаемого звука. На корпусе 1 для вдувания и всасывания воздуха расположен также мундштук 3 с одним отверстием 4 для вдувания и всасывания воздуха, которое соединено со статическим пребразователем 5 скоростного напора, причем мундштук установлен с возможностью перемещения, а фиксирующие место вдувания воздуха позиционно-чувствительные элементы 2 расположены вдоль пути следования мундштука 3 и взаимодействуют с флажком 6 закрепленным на мундштуке 3, причем выходы позиционно-чувствительных элементов 2 соединены с входами генератора 7 ступенчатого напряжения, выход 8 которого соединен с первым входом канала .9 управления частотой, второй вход которого соединен с выходом кнопочногопереключателя 10, установленного в корпусе 1, вход которого соединен с шиной 11 источника смещения, выход канала 9 управления частотой соеди 5 нен с первым входом сумматора 12, вто рой вход которого соединен с движком 13 потенциометра 14, установленного в корпусе 1, третий вход - с первым выходом канала 15 управления амплитудой, второй и третий выходы которого соединены соответственно с третьим и четвертым входами канала 9 управления частотой, а вход в с выходом статического преобразователя 5 скоростного напора, причем первый, второй и третий выходы сумматора 12 соединены соответственно с выходами управления частотой, тембром и амплитудой, которые соединены с соответствующими входами музыкального синтезатора 16. Канал 9 управления частотой содержит последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 17, шифратор 18, коммутатор 19, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 20 и суммирующий усилитель 21, причем первый второй третий и четФ30 вертый входы, а также выход канала 9 управления частотой соединены соответственно с входом 22 АЦП, вторым входом суммирующего усилителя 21, дополнительным входом 23 шифратора 18, входом 24 управления коммутатора 35 19 и вторым входом, а также выходом суммирующего усилителя 21, а вход опорного напряжения ЦАП 20 соединен с источником 25 опорного напряжения,40Канал 15 управления амплитудой содержит последовательно соединенные дифференциальный усилитель 26 и выпрямитель 27, выход 28 которого соединен с первым выходом канала 15 уп. 45 равления амплитудой и входом порогового детектора 29, а вход - с входом детектора 30 полярности, причем второй и третий выходы, а также вход канала 15 управления амплитудой соединены соответственно с выходом 31 детектора 30 полярности, выходом 32 порогового .детектора 29 и первым входом 33 дифференциального усилителя 26, второй вход 34 которого соединен с шиной 35 источника смещения, а вход управления порогового детектора 29 соединен с шиной 36 источника эталонного напряжения,г Преобразователь 5 скоростного напора расположен неподвижно в корпусе для вдувания воздуха и через гибкий .трубопровод 37 соединен с отверстием 4 для вдувания и всасываниявоздуха в мундштуке 3, который снабжен одним или более отверстиями 38,39 для выпуска воздуха в атмосферу, имеющими регулируемую винтом 40пропускную способность,Мундштук 3 установлен на корпусе1 для вдувания и всасывания воздухас возможностью замены.1На фиг,1 также обозначены: условный путь 41 следования мундштука 3,органы 42 управления сумматором 12,шина 43 источника смещения для преобразователя 5 скоростйого напора.Источник необходим для обеспеченияреагирования как на пониженное,таки на повышенное давление, при этомнапряжение на выходе преобразователя 5 соответственно больше либо меньше напряжения на шине 43, котороеможет быть равно, например, 2 В, Приотсутствии потока воздуха в трубопроводе 37 выходной сигнал преобразователя 5 соответствует напряжениюна шине 43.Корпус 1 для вдувания воздуха,(фиг.2) представляет собой открытыйс одной стороны короб 44 с днищем45, задней стенкой 46, двумя боковыми торцовыми стенками 47 и верхнейстенкой 48. На днище 45 укрепленапечатная плата 49, на которой смонтированы генератор 7 ступенчатого напряжения в интегральном исполнении ипозиционно-чувствительные элементы 2,установленные в один ряд. Мундштук 3,имеющий возможность перемещения вдольоткрытой стороны короба 44, установлен посредством передней кромки верхней стенки 48 и смонтированной междуней и днищем 45 разделительной стенки(перегородки) 50. Преобразователь 5жестко вмонтирован в корпус 44 и через гибкий трубопровод 37 подключенк штуцеру 51, выходящему из отверстия 4 для вдувания воздуха в мундштуке 3. Из отверстия 4 для вдуваниявоздуха перед штуцером 51 выходят два(или одно) отверстия 38, 39 для выпуска воздуха (фиг,3), пропускнаяспособность которых может быть изменена, например, с помощью дроссельного винта 40. При вдувании (или отсасывании) воздуха поток воздуха на 1356973правляется исключительно сквозь задросселированные отверстия 38 и 39для. выпуска воздуха и преобразователь5 воспринимает только скоростной напор, который создается посредствомвдувания или отсасывания воздуха.Скоростной напор может быть большеили меньше давления окружающей среды. Укрепленный на мундштуке 3 флажок6 (фиг2). взаимодействует с позиционно-чувствительными элементами 2,Из гигиенических соображений мундштук 3 укреплен на коробе 44 предпочтительно с возможностью смены, длячего необходимо отсоединить трубопровод 37 от штуцера 51.На фиг,4 приведена диаграмма тонЬв, извлекаемых с помощью синтезатора 16, Каждая из расположенных вертикально, обрамленных прямоугольникомколонок соответствует одному из позицйонно-чувствительных элементов 2,Каждая колонка имеет четыре строки. Вдвух верхних строках указаны тЬна,которые получаются при ненажатом переключателе 10, причем в строке, обозначенной справа знаком "р+", указаны тона, возникающие при вдувании, азнаком р- - при отсасывании воздуха. Так же построены обе нижние строки, соответствующие нажатому переключателю 10, т.е. при подключеннойшине 11 (см. фиг.1),Устройство работает следующим образом.При перемещении мундштука 3 вдолькорпуса 1 происходит срабатываниепозиционно-чувствительных элементов2, Генератор 7 вырабатывает на своемвыходе 8 напряжение, значение которого соответствует сработавшему в данный момент элементу 2,.т,е. положениюмунштука 3.Каждому элементу 2 соответствуетдва тона, как показано на фиг.4, Определение знака давления производится в канале 15 управления амплитудой.Формирование сигналов, непосредственно управляющих высотой звучащего тона, происходит в канале 9 управления частотой, который преобразуетнапряжение с выхода 8 генератора 7 в напряжение, управляющее мундштуком 3.Получение полутонов обеспечивается переключателем 10 на корпусе 1, с помощью которого к второму входу ка 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 э 5 нала управления частотой подключается шина 11 источника смещения, напряжение которого подобрано так,чтовыходное напряжение канала 9 возрастает на величину, соответствующую1/2 тона для синтезатора 16.Потенциометр 14 служит для получения эффектов вибрато, глиссандои т.п. путем подачи изменяющегосянапряжения на второй вход сумматора 12. Органы 42 сумматора 12 позволяют подавать его входные сигналы не только на соответствующий, нои на соседние выходы. Таким образом,конкретный вид модуляции звука потенциометром 14 определяется установкой органов 42,формирование сигналов управлениячастотой и амплитудой в каналах 9производится следующим образом.Выходной сигнал напряжение) свыхода 8 генератора 7 поступает навход 22 АЦП 17, на одном из выходовкоторого возникает цифровой сигнал.Этот сигнал преобразуется шифратором 18 в двоичный код, который через коммутатор поступает на входыуправления ЦАП 20, На выходе ЦАП 20образуется постоянное напряжение,масштабированное в соответствии с ха.рактеристикой ЦАП 20, и напряжениеисточника 2.5 для согласования с синтезатором 16, Выходное напряжениеЦАП 20 складывается в суммирующемусилителе 21 с напряжением на шине11 для получения сдвига на 1/2 тона.На выходе усилителя 21 образуется непосредственно сигнал управления частотой звука,Дополнительный вход 23 шифратора18 служит для управления тонами, получаемыми в одном положении мундштука 3 при вдувании и отсасывании воздуха.В канале 15 выходной сигнал преобразователя 5 приводится к нулевомууровню при помощи дифференциальногоусилителя 26, вход 34 которого под- .ключен к шине 35 источника смещения,напряжение которого равно напряжениюна шине 43 в корпусе 1Таким образом, повышение или понижение давленияв трубопроводе 37 приводит к изменению полярности выходного напряженияусилителя 26. Это напряжение поступает на входы детектора 30 полярно.сти (компаратора) с двухполупериодного выпрямителя 27, 7 13569Выходной сигнал детектора 30 поступает на дополнительный вход шифра тора 18 и служит для различения тонов, извлекаемых в одном положении5 мундштука 3 при вдувании либо отсасывании воздуха согласно фиг.4.Сигнал с выхода 28 выпрямителя 27 поступает на третий вход сумматора 12 для управления амплитудой извлека. 10 емого звука, а также на вход порогового детектора 29. Выходной сигнал детектора 29 разрешает прохождение двоичного кода через коммутатор 19 от шифратора 18 к АЦП 17, Сигнал раз решения появляется на выходе 32 детектора 29 только в том случае, если напряжение на выходе 28 выпрямителя 27 превысит некоторую заданную величину, определяемую напряжением на ши не 36. Если напряжение на выходе 28 меньше этой величины, коммутатор 19 закрывается и сигнал управления частотой не формируется. Таким образом, существует некоторый пороговый уро вень скоростного напора потока воздуха в мундштуке 3 в том или ином направлении, ниже которого давление не регистрируется. Это предотвращает извлечение, звуков при случайном задува- ЗО 73ванин или тяге воздуха в мундштуке 3.Таким образом, на выходах сумматора 12 формируются три сигнала напряжения для управления частотой, тембром и амплитудой звука синтезатора 16.С помощью предлагаемого управляющего устройства предоставляется возможность играть в четыре октавы,обозначенные на фиг,4 цифрами с 1 по 1 Ч. Кроме того, с помощью управляющего устройства без каких-либо затруднений можно играть.на электронном музыкальном инструменте при некотоРом знакомстве с игрой на губной гармонике. Возможность управления сигналами, определяющими высоту, тембр и амплитуду извлекаемого звука в широком ди-апазоне их значений, а также управление законом изменения этих сигналов в соответствии с индивидуальной техникой музыкантов расширяет исполнительские возможности предлагаемого устройства по сравнению с известным, а также повышает качество извлекаемого звука.1356973 Составитель С.КлевцовТехред И,Попович Корректор В,Гирняк ктор И.Рыбченк Заказ 5819 59 13 Проектная,4 оизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгор Тираж 346 НИИПИ Государст по делам иэоб 35, Москва, ЖПодписноенного комитета СССРтений и открытийРаушская наб., д.45