Устройство для контроля настройки музакальных инструментов

 

Изобретение относится к области измерительной техники. Может быть использовано для измерения малых отклонений частот звуковых колебаний от заданных значений. Целью изобретения является повышение производительности контроля за счет исключения затрат времени на предварительную установку высоты настраиваемого звука при помощи переключателя. Устройство содержит датчик 1, блок 2 фильтров , триггер 3 Шмидта, двоичные счетт чики 4 и 10, кварцевый генератор 13, преобразоватр-ль II кода, RS-триггер 12, триггер 17 знака отклонения, узел 18 индикации отклонения. Введение коммутатора 5, элементов И 6 и 14, счетчика 7 октавы, блока 8 памяти октавы , индикатора 9 oктaвы индикатора 15 ноты, блока 16 распознавания ноты, обра зование новых функциональных связей позволило достичь поставленную цель. Кроме того, в описании изобретения приведены примеры выполнения блоков 2, 16, 18. Устройство позволяет существенно повысить производительность контроля за счет автоматического определения ноты, октавы, величины отклонения. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. с (Л 4i О сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (5D 4 G 10 Н 1 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3950097/24-21 (22) 28.06.aS (46) 15.02.87. Бюл. N 6 (71) Научно-исследовательский н конструкторско-технологический институт музыкальной промышленности (72) В.С. Шепелев и Г.П. Уварова (53) 621.828(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ll 907574,кл. G 10 Н 1/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 1119068, кл. G 10 Н 1/02, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАСТРОЙКИ МУЗЫКАЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ (57) Изобретение относится к области измерительной техники. Может быть использовано для измерения малых отклонений частот звуковых колебаний от заданных значений. Целью изобретения является повышение производительности контроля за счет исключения затрат времени на предварительную установку высоты настраиваемого звука при помощи переключателя. Устройство содержит датчик 1, блок 2 фильтров, триггер 3 Шмидта, двоичные счет". чики 4 и 10, кварцевый генератор 13, преобразователь ll кода, RS-триггер

12, триггер 17 знака отклонения, узел

18 индикации отклонения. Введение коммутатора 5, элементов И 6 и 14, счетчика 7 октавы, блока 8 памяти октавы, индикатора 9 октавы индикатора

15 ноты, блока 16 распознавания ноты, образование новых функциональных связей позволило достичь поставленную цель. Кроме того, в описании изобретения приведены примеры выполнения блоков 2, 16, 18. Устройство позволяет существенно повысить производительность контроля за счет автоматического определения ноты, октавы, величины отклонения. 2 э,п. ф-лы, 4 ил.

1290405

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения малых отклонений частот звуковых колебаний от заданных значений, в частности, для контроля отклонения настройки музыкальных инструментов от заданного строя.

Целью изобретения является повышение производительности контроля за счет исключения затрат времени на предварительную установку высоты настраиваемого звука при помощи переключателя.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для контроля настройки музыкальных инструментов; на фиг. 2 - структурная схема блока

4 фильтров; на фиг. 3 — структурная схема блока распознавания ноты„ на фиг. 4 — временная диаграмма работы г устройства (показаны сигналы на выходах соответствующих элементов блоксхемы).

Устройство для контроля настройки музыкальных инструментов содержит датчик 1, блок 2 фильтров, триггер 3

Шмидта, первый двоичный счетчик 4, коммутатор 5, первый элемент И 6, счетчик 7 октавы, блок 8 памяти окЗО тавы, индикатор 9 октавы, второй двоичный счетчик 10, первый преобразователь 11 кода, RS-триггер 12, кварцевый генератор 13, второй элемент И 14, индикатор 15 .ноты, блок 35

16 распознавания иоты, триггер 17 знака отклонения, узел 18 индикации отклонения.

Блок 2 фильтров (фиг. 2) содержит 4Р нормирующий усилитель 19, детекторы

20 и 21,,фильтры 22 нижних частот (ФНЧ), компараторы 23, полосовые фильтры 24, ключи 25.

Блок 16 распознавания ноты содер- 45 жит блок 26 начального кода, первый элемент ИЛИ 27, реверсивный счетчик 28, преобразователь 29 кода, коммутатор 30, элемент И 31, второй элемент ИЛИ 32, счетчик 33 ноты, блок 5р

34 памяти ноты, Д-триггер 35-, блок

36 сравнения

Узел 18 индикации отклонения содержит элементы И 37 и 38, ключи 39 и 40, интегратор 41, индикатор 42 от- 55 клонения, шины 43 и 44 источников соответственно положительного и отрицательного опорных напряжений, сумматор 45.

Кроме того, на блок-схемах приняты следующие. обозначения: 46-50 входы и 51-54 выходы блока 16 распознавания ноты.

Устройство для контроля настройки музыкальных инструментов содержит последовательно соединенные датчик 1, блок 2 фильтров, триггер 3 Шмидта и первый двоичный счетчик 4, второй двоичный счетчик 10, первый вход которого соединен с выходом кварцевого генератора 13, а группа выходов — с группой входов первого преобразователя 11 кода, выход RS-триггера 12 соединен с вторым входом счетчика 10, первый и второй выходы триггера 17 соединены с первым и вторым входами узла 18 индикации отклонения, группа входов коммутатора 5 соединена с группой выходов счетчика 4, а выходс первым входом первого элемента И 6 и тактовым входом счетчика 7 октавы, группа вьгходов которого соединена с группой уп1-авляющих входов коммутатора 5 и блока 8 памяти октавы, группа выходов которого соединена с группой входов индикатора 9 октавы, первый вход блока 16 соединен с выходом элемента И 6, входами сброса

RS-триггера 12, счетчика 4 и счетчика 7 октавы, второй вход — с выходом счетчика 10, третий вход - с выходом преобразователя кода ll, с первыми входами блока 8 памяти октавы, триггера 12 и триггера 17, четвертый вход — с выходом элемента И 14, пя-. тый вход — с.первым выходом триггера

17, а первый выход блока 16 соединен с третьим входом узла 18 индикации отклонения, второй и третий выходы— с вторым и третьим входами триггера

17, группа выходов — с группой входов индикатора 15 ноты, первый вход элемента И 14 соединен с выходом . кварцевого генератора 13, а вторые входы первого 6 и второй 14 элементов И вЂ” с выходом триггера 12.

При этом блок 16 распознавания ноты содержит реверсивный счетчик

28, группа входов которого соединена с группой выходов блока 26 ввода начального кода, первый и второй входы — с выходами первого 27 и второго

32 элементов ИЛИ, третий вход — с третьим входом блока 16, первым входом счетчика 33 ноты, а группа выходов соединена со входами второго преобразователя 29 кода, группа выхо1290405 дов, которого соединена с группой входов второго коммутатора 30, выход которого соединен с третьим выходом блока 16, второй вход счетчика 33 ноты соединен с пятым входом блока

16 и первым входом элемента ИЛИ 32, а группа выходов — с группой управляющих входов коммутатора 30, блока

36 сравнения и блока:34 памяти ноты, группы выходов которого соединены с 10 группой выходов блока 16 и второй группой входов блока 36 сравнения, первый вход триггера 35 соединен с вторым выходом преобразователя 29 кода и вторым выходом блока !6, вто- 15 рой вход — с первым входом блЬка 16 и входом блока 34 памяти ноты, третий вход — с выходом блока 36 сравнения, а выход соединен с вторыми входами элемента ИЛИ 32, элемента 20

И 31 и первым выходом блока 16, первый вход элемента И 31 соединен с вторым входом блока 16, а выход— с первым входом элемента ИЛИ 27, второй вход которого соединен с четвер тым входом блока 16.

Блок фильтров содержит параллельно соединенные звенья, каждое из которых состоит из фильтра 22 нижних частот, выход которого соединен че- 30 рез полосовой фильтр 24 с первым входом ключа 25 и через детектор 21 с первым входом компаратора 23, выход которого соединен с вторым входом ключа 25, причем входы фильтров 22 нижних частот соединены с выходом нормирующего усилителя 19, первый вход которого соединен с входом блока 2 фильтров, выход которого соединен с выходами ключей 25 и через де- 40 тектор 20 — с вторым входом усилителя 19, второй вход компаратора 23 соединен с выходом детектора 21 более низкочастотного звена, а второй вход компаратора 23 самого низкочас- 45 тотного звена — с общей шиной.

Узел индикации. отклонения содержит четвертый 37 и пятый 38 элементы

И, первые входы которых соединены с первым выходом блока 1,6, вторые вхо- 50 ды соединены соответственно с первым и вторым выходами триггера .17, а выходы соединены с первыми входами первого 39 и второго 40 ключей, вторые входы которых подключены к шинам соответственно положительного 43 и отрицательного 44 опорных напряжений, а выходы — через сумматор 45 и интег, ратор 41 к индикатору 42 отклонения.

Устройство работает следующим образом.

Акустический сигнал преобразуется датчиком 1, например микрофоном, в электрический, который поступает на вход блока 2 фильтров и усиливается нормирующим усилителем 19 (фиг.2).

С выхода усилителя 19 сигнал поступает на входы фильтров 22 нижних частот (ФНЧ).

Музыкальный. сигнал содержит, кроме основного тона, высшие гармоники, а для устойчивой работы устройства необходимо выделить основной тон. Амплитуды сигналов с детекторов 21 тех звеньев, частота среза ФНЧ 22 которых ниже частоты основного тона, малы, амплитуды сигналов с детекторов 21 тех звеньев, частота среза ФНЧ 22 которых выше частоты основного тона, отличаются незначительно, а наибольшая разность амплитуд возникает в тех каналах, частота среза ФНЧ 22 которых наиболее близка к частоте основного тона. Для выделения основного тона сравнивают амплитуды напряжений с детекторов 21 данного и более низ-„ кочастотного звеньев. Если эта разность больше порогового значения, то .соответствующий компаратор 23, выполненный, например, на полевом транзисторе, вырабатывает управляющее напряжение, которое откроет соответствующий ключ 25, и сигнал с ФНЧ

22, дополнительно отфильтрованный полосовым фильтром 24, поступает на вход триггера 3 Шмидта. На выходе блока 2 фильтров присутствует сигнал, содержащий только основной тон, все остальные гармоники подавляются блоком 2 фильтров. Детектор 20 предназначен для стабилизации амплитуды сигнала с выхода блока 2 фильтров, что обеспечивает нормальную работу компараторов 23 и триггера 3 Шмидта.

Прямоугольные импульсы с выхода триггера 3 Шмидта поступают на счетный вход двоичного счетчика 4. В начальный момент. времени t счетчики

4,7 и 10 установлены в нулевое сос» тояние. Выходы счетчика 7 октавы подключены к адресным входам коммутатора 5, сигнал на выходе которого при кодовой комбинации 000 обеспечивает на выход коммутатора 5 прохождение сигнала с выхода первого разряда двоичного счетчика 4, при комбинации

O0I — второго разряда .и т.д. После окончания первого периода входного

5 129 сш нала на первом разряде счетчика 4 (на выходе коммутатора 5) появляется

"1" и передним фронтом импульса счетчик 7 октаны переключается в состояние 001, коммутатор подкгйочает второй разряд счетчика 4, находящийся в состоянии "0". В результате на выходе коммутатора 5 формируются короткие импульсы, следующие через !,2,4,8... периодов входного сигнала, т.е. через м

2, где k-коэффициент, значение которого формируется счетчиком октавы 7, Кроме того, в момент 1 RS-триггер

12 установлен в состояние "0" и двоичный счетчик 10 начинает счет импульсов кварцевого генератора 13.

При равенстве кода счетчика 10 кодовой комбинации, заложенной в преобразователе кода 11, на выходе последнего в момент 1, формируется импульс, возвращающий RS-триггер 12 в состояние "!". При этом формирование первого эталонного интервала Т (фиг. 4) заканчивается,и счетчик 10 устанавливается в "0". Временной интервал Т, =31,474 мс, что соответствует периоду сигнала ноты си су6контроктавы с отклонением +50 центов.

Значение k, накопленное в счетчике

7 октавы, по команде с преобразователя 11 кода записывается в блок 8 памяти октавы и выводится на индикатор

9 октавы, включающий и необходимые дешифраторы. Логическая единица с выхода RS-триггера 12 открывает элемент И 6, и очередной импульс с выхода коммутатора 5 устанавливает счетчики 4 и 7 и RS-триггер 12 в исходное состояние, начинается новый цикл измерения.

В течение интервала времени Т

2 следующего эа Т, производится распознавание ноты в блоке 16 !фиг. 3).

Импульсом по входу 48 счетчик ЗЗ ноты устанавливается в "0", в реверсивный счетчик 28 записывается код .hi из блока 26 ввода начального кода и триггер 17 знака отклонения устанавливается в ",i". Логическая единица с его выхода по входу 50 через элемент ИЛИ 32 поступает на вход реверсивного счетчика 28 и переключает его на режим вычитания. Логическая единица с выхода RS-триггера 12 открывает элемент И 14, и импульсы с ю кварцевого генератора 13 по входу 49 поступают через элемент ИЛИ 27 на счетный вход реверсинного счетчиР405 б ка 28. При равенстве числа импульсов, поступивших с кварцевого генератора

13, величине ь, реверсинный счетчик

28 достигает 0 и на выходе 52 преобразователя кода 29 появляется импульс, который устанавливает триггер

17 знака отклонения в "0". Реверсинный счетчик 28 переключается на режим прямого счета. Кодовая комбинация

0000 с выхода счетчика 33 ноты по- ступает на адресные входы коммутатора 30, который подключает первый канал преобразонателя кода, где заложено число ь2 . При равенстве числа

t0 импульсов кварцевого генератора 1.3, поступивших на вход реверсивного счетчика 28, величине л на выходе

53 коммутатора 30 формируется импульс, который переводит триггер 17

20 знака отклонения в "1", при этом реверсивный счетчик 28 переключается на режим вычитания, а в счетчике

33 ноты устанавливается код 0001.

Кодоная комбинация 0001 переключает коммутатор 30 на второй канал преобраэователя 29 кода, в котором заложено число аз . Временной интервал

Т, +Т, равен периоду ноты си, Т +

+т +27 — периоду ноты ля-диез и

30 т.д. ДО ноты до. — Т +Т +2Т +

+2Т

А1 g2 ° ° ° о1а

Импульсом по входу 4b анализ ноты заканчивается, код ноты и счетчика 33 ноты переписывается н блок 34 памяти ноты и выводится по выходу

54 на индикатор 15 ноты, включающий и необходимые дешифраторы.

Импульс по входу 46 поступает на счетный вход D-триггера 35. Если к моменту его прихода коды ноты предыдущего и текущего измерений совпадают, то "1" с выхода блока 36 сравнения по входу D разрешит D-триггеру

35 установиться в "1" и начать формирование измерительного импульса по выходу 51, во время которого через элемент И 3! будет разрешено прохождение импульсов по входу 47 с одного из младших разрядов двоичного счет,чика 10 через элемент ИЛИ 27 на счетный вход реверсивного счетчика, он будет переключен "!" с выхода элемента ИЛИ 32 на режим вычитания; число, оставшееся н реверсивном счетчике 28

55 в момент прохождения импульса по нходу 46, пропорционально отклонению настройки. Импульс .с выхода преобразователя 29 кода устанавливает

D-триггер 35 в "0", формирование из12904 мерительного импульса заканчивается.

Последовательность измерительных импульсов поступает по выходу 51 на узел 18 индикации отклонения, где в зависимости от знака отклонения, которое определяется состоянием триггера 17 знака отклонения во время измерительного импульса, открывается бдин из элементов И 37 или 38, а следовательно, один из ключей 39 или

40, и через сумматор 45 на интегратор

41 поступает последовательность импульсов амплитуды +U, или -U,; после интегрирования сйгнал поступает на индикатор 42 отклонения, отградуированный в центах.

В процессе измерения осуществляется непрерывная индикация символов октавы, ноты и отклонения настройки от табличного значения.

Предлагаемое устройство для настройки музыкальных инструментов позволяет повысить производительность контроля за счет автоматического определения ноты, октавы и.величины отклонения. Устройство обладает высокой помехоустойчивостью благодаря наличию блока сравнения Зб, запрещающего формирование измерительных импульсов при появлении помехи, которая приводит к изменениям измерительных значений ноты. Целесообразно использовать устройство при настройке музыкального инструмента как в процессе производства, так и при ремонте и периодической настройке при эксплуатации, а также при контроле точности строя инструмента.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля настройки музыкальных инструментов, содержащее последовательно соединен- 45 ные датчик, блок фильтров, триггер

Шмидта и первый двоичный счетчик, второй двоичный счетчик, первый вход .которого соединен с выходом кварцевого генератора, а группа выходов— с группой входов первого преобразователя кода, RS-триггер, выход которого соединен с вторым входом второ,го двоичного счетчика, триггер знака отклонения, первый и второй выходы которого соединены с первым и вто.— рым входами узла индикации отклонения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производитель-.

05 8 ности контроля в него введены первый коммутатор, первый и второй элементы И, счетчик октавы, блок памяти октавы, индикатор октавы, блок распознавания ноты, индикатор ноты, причем группа входов коммутатора соединена с группой выходов первого двоичного счетчика, а выход — с первым входом первого элемента И и тактовым входом счетчика октавы, группа выходов которого соединена с группами управляющих входов первого коммутатора и блока памяти октавы, выходы которого соединены с входами индикатора октавы, первый вход блока распознавания ноты соединен с выходом первого элемента И, входами сброса RSтриггера, первого двоичного счетчика и счетчика октавы, второй вход - с выходом второго двоичного счетчиКа, третий вход — с выходом первого пре- образователя кода, с первыми входами блока памяти октавы, RS-триггера и триггера знака отклонения, четвертый вход — с выходом второго элемента И, пятый вход — с первым выходом триггера знака отклонения, а первый выход блока распознавания ноты соединен с третьим входом узла индикации отклонения, второй и третий выходы — с вторым и третьим входами триггера знака отклонения,, группа выходов с группой входов индикатора ноты, при этом первый вход второго элемента И соединен с выходом кварцевого генератора, а вторые входы первого и второго элемента И вЂ” с выходом ББтриггера.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, блок распознавания ноты содержит реверсивный счетчик, группа входов которого соединена с группой выходов блока ввода начального кода, первый и второй входы — с выходами первого и второго элементов ИЛИ, третий вход — с тре" тьим входом блока распознавания ноты и первым входом счетчика ноты, а группа выходов — с группой входов второго преобразователя кода, группа выходов которого соединена с группой входов второго коммутатора, выход которого соединен с третьим выходом блока распознавания ноты, второй вход счетчика ноты соединен с пятым входом блока распознавания ноты и первым входом второго элемента ИЛИ, а группа выходов — с группой управляющих

3. Устройство по и. 1, о т л и входов второго коммутатора, группами ч а ю щ е .е с я тем, что блок фильт чходов блока сравнения и блока памяти ров содержит параллельно соединенноты, группа выходов которого соединые звенья, каждое из которых состонена с группой выходов блока распозит из фильтра нижних частот, выход навания ноты и второй Группой Входов 5 которого соединен через полосовой блока сравнения, D-триггер, первыи фильтр с первым входом ключа и через вход которого соединен с выходом первый детектор — с первым входом второго преобразователя кода и вторым компаратора, Выход которого соединен выходом блока распознавания ноты, Я с вторым входом ключа, причем входы второй вход — с первым входом блока фильтра нижних частот соединены с выраспознавания ноты и входом блока паходом нормирующего усилителя, первый мяти ноты, третий вход — с выходом вход которого соединен с входом блоблока сравнения, а выход соединен с ка фильтров, выходы которого соедивторым входом второго элемента ИЛИ

15 иены с выходами ключей и через втои первым входом третьего. элемента И, рой детектор — с вторым входом нора также с первым выходом блока расмирующего усилителя, причем второй познавания ноты, второй вход которовход компаратора соединен с выходом

ro соединен с вторым входом третьего первого детектора предыдущего ниэкоэлемейта И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, частотного звена,. р

20 .а вто ой вхо компавторой вход которого соединен с чет- ратмира самого низкочастотного звена— вертым входом блока распознавания с общей шинои. ноты.

1290405

lp

Pj s

1р

71

Тг

28

РО

Г.УЗ р

Усу

Е1

cg7cIH 4

°

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, Составитель С. Клев цов

Редактор К. Волощук Техред Б.Кадар Корректор М. Пожо

Заказ 7908/51 Тираж 367 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

f

f

f