Способ формирования шкалы частот электромузыкального инструмента

 

Изобретение относится к электронной музыке может быть использовано , для получения шкалы частот ста; бильного музыкального строя и является дополнительным к авт. св. № 1239747. Цель изобретения --расши рение функциональных возможностей способа. Для получения эффекта розлив формируют сигналы вспомогательных опорных частот с большей расстройкой , на ±(1.0.15) Гц относительно опорной частоты. Для образования двухтоновых (при одном дополнительном тоне), трехтоновых и многотоновых хоров необходимо сформировать соответствующее количество вспомогательных сигналов опорных частот. Для благоприятного слухового восприятия эффектов унисонного звучания и звучания розлив весь диапазон частот тонов электромузыкального инструмента оазбивают на поддиапазоны (П). В пределах П хоры с одинаковой расстройкой дополнительных тонов относительно основных тонов не ухудшают качества слухового восприятия эффектов. При этом для каждого П формируют свои вспомогательные опорные частоты с необходимой для каждого П электромузыкального инструмента расстройкой . 1 з.п. ф-лы. i (Л

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А2 (191 (11) (511 4 G 10 Н 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1239747 (21) 3960022/24-21 (22) 26.09.85 (46) 23.02.87. Бюл. В 7 (72) Е.В.Тузов

:(53) 621.828 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1239747, кл. G 10 Н 1/00, 1984. (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ШКАЛЫ ЧАСТОТ ЭЛЕКТРОМУЗЫКАПЬНОГО ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к электронной музыке, может быть использо:вано.для получения шкалы частот ста: бильного музыкального строя и является дополнительным к авт, св.

В 1239747. Цель изобретения -. расширение функциональных возможностей способа. Для получения эффекта "розлив" формируют сигналы вспомогательных опорных частот с большей расстройкой, на «+(1...15) Гц относительно опорной частоты. Для образования двухтоновых (при одном дополнительном тоне), трехтоновых и многотоновых хоров необходимо сформировать соответствующее количество вспомогательных сигналов опорных частот.

Для благоприятного слухового.восприятия эффектов унисонного звучания и звучания "розлив" весь диапазон частот тонов электромузыкального инструмента оаэбивают на поддиапазоны (П). В пределах П хоры с одинаковой расстройкой дополнительных тонов относительно основных тонов не ухудшают качества слухового восприятия ® эффектов. При этом для каждого П формируют свои вспомогательные опорные частоты с необходимой для каждого П электромуэыкального инструмента расстройкой. 1 з.п. ф-лы. 8

1 12920

Изобретение относится к области электронной музыки, может быть ис:— пользовано для получения шкалы частот стабильного музыкального строя с эффектами унисонного звучания и звучания розлив и является усовершенствованием способа по авт. св, И 1239747.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем получения эффектов унисонного звучания и звучания "розлив", а также получение благоприятных для слухового восприятия эффектов.

Способ формирования шкалы частот в многоголосных электромузыкальных инструментах по методу биений состоит в том, что сигналы задающих частот нелинейно смешивают с сигналом 20 опорной частоты и выделяют сигналы разностных частот, при этом из сигнала опорной частоты„ численное значение которой выражается единицей в старшем разряде и нулями — в осталь- 25 ных, предварительно формируют сигналы частот первой сетки, численные значения которых выражаются единицами в старших разрядах и ну — в остальных и различаются между собой 30 числом старших разрядов, выраженных только единицами, Затем из сигналов частот первой сетки формируют сигналы частот второй сетки, в целые числа раз более высокие, после чего,цля получения каждого сигнала задающих и вспомогательных опорной частот выбирают соответствующие сигналы с частотами сеток, с KDTopbMH выполняют следующие операции. Один из выбранных сигналов нелинейно смешивают с другим выбранным сигналом, из продукта смешения выделяют первый сигнал боковой частоты, который нелинейно смешивают с третьим из выбранных сиг- 45 налов и выделяют второй сигнал боковой частоты, затем продолжают нелинейное смешение каждого последнего из выделенных сигналов боковых частот с каждым очередным из выбранных сигналов частот сеток и выделение сигнала боковой частоты из каждого очередного продукта смешения до получения сигнала задающей часто— ты или сигнала вспомогательной опорной частоты, при этом первым выбирают сигнал такой частоты, в численном значении которой последняя значащая цифра совпадает с последней значащей

34 2 цифрой одноименного разряда численного значения получаемой задающей или вспомогательной опорной частоты, каждый последующий сигнал частот сеток выбирают с численным значением частоты, содержащим меньшее количе-— ство значащих разрядов по сравнению с численными значениями частот предыдущих из выбранных сигналов, и таким, при каком в численном значении частоты каждого последовательно выделяемого сигнала выбранной (нижней или верхней) боковой частоты возрастает количество младших разрядов, совпадающих по значению с одноименными разрядами численного значения частоты получаемого сигнала задающей или вспомогательной опорной частоты. Задающие частоты, кроме того, смешивают нелинейно со вспомогательной опорной частотой и фильтром нижних частот выделяют разностные частоты.

При этом для формирования частот первой сеткИ сигнал пониженной в десять раз опорной частоты нелинейно смешивают с сигналом опорной частоты и из продукта смешения выделяют сигнал верхней боковой частоты, затем повторяют нелинейное смешение каждого последнего из выделенных из продукта смешения сигналов верхней боковой частоты, пониженной в десять раз, с сигналом опорной частоты и выделение из продукта смешения очередного сигнала верхней боковой частоты до окончания формирования всех сигналов частот первой сетки при

Ф этом каждый выделенный сигнал верхней боковой частоты является сигналом частот первой сетки °

Необходимо сформировать такое количество сигналов частот первой сетки, при котором значение частоты последнего из этих сигналов содержит в своем численном значении количество значащих разрядов после запятой десятичной дроби на один большее количества значащих разрядов после запятой десятичной дроби перед последней значащей цифрой численного значения частоты тона, имеющего наибольшее количество таких разрядов в пределах диапазона электронного музыкального инструмента, если частоты выражены в герцах или в кратных им единицах измерения.

1292034

При этом сигнал опорной частоты используют и как сигнал первой сетки частот, а при формировании частот второй сетки сигналы частот первой сетки умножают максимум в девять раз.

Кроме того, с целью упрощения фильтрации выходных сигналов, опорную частоту выбирают в диапазоне радиочастот, а с целью получения благоприятных для слухового восприятия 10 эффектов "унисон" и "розлив", диапазон шкалы частот тонов ЭМИ разбивают на поддиапазоны и для каждого поддиапазона формируют свою вспомогательную опорную частоту. l5

Формирование частот производится следующим образом.

Электрические колебания опорной частоты Е,„ =100.000,00 Гц вырабатывают генератором опорной частоты, 20 стабилизированным кварцевым резонатором. Из колебаний опорной частоты для каждого формируемого тона получают сигнал задающей частоты, численное значение которой выше численного значения опорной частоты на конкретную величину численного значения частоты формируемого тона. Для этого из сигнала опорной частоты Е „ предварительно формируют сигнал первой сетки частот следующим образом. !

Делят на десять частоту f,, полученный сигнал нелинейно смешивают с сигналом опорной частоты f,„ и из продукта смешения выделяют сигнал верхней боковой частоты, который имеет следующее значение:

Е, =f,„+f, /10=111.000,00 Гц.

Аналогично понижением в десять раз частот f, ... f<,,>, нелинейным смешением сигналов пониженной частоты с сигналом опорной частоты Е „ и выделением сигналов верхних боковых частот из продукта смешения получают частоты f„+, ...f, . В результате таких преобразований получают сигналы первой сетки частот, Гц:

f, Е +Е /10=110.000,00 Гц. .Частоту f выделенного сигнала пони142 жают в десять раз, после чего сигнал пониженной частоты Е нелинейно

1% смешивают с сигналом частотой Е „ 45 и из продукта смешения выделяют сигнал верхней боковой частоты f c

1З численным значением

f = 100.00090003

Е, = 110. 000,00;

Е, = 111. 000,00;

f = 111. 100900;

f 111.110 00

111. 111,00, (I

f 111.111,11; предельная частота которых может достигать численного значения

111.111,(1)... Гц.

В состав частот первой сетки входит и опорная частота

Сигналы первой сетки частот формируют таким образом, чтобы численные значения частот первой сетки выражались только единицами и нулями и различались между собой количеством разрядов, выражающихся единицей, причем в численных значениях частот первой сетки единицы должны быть сосредоточены в старших разрядах, а нули — в младших.

Количество частот первой сетки формируют в зависимости от точности формирования частот тонов (до десятых, сотых или тысячных долей герца) и от выбранного значения опорной частоты: чем выше опорная частота и точность формирования тонов, тем с боль-. шим количеством частот формируют первую сетку. Исходя из этого у последнего из сформированных сигналов частот первой сетки количество единиц в численном ее значении после запятой должно быть больше на одну числа разрядов после запятой до самой младшей значащей цифры того иэ формируемых тонов, у которого в пределах диапазона ЭИИ число таких разрядов наибольшее, включая и дополнительные тона, входящие в состав хоров.При формировании частот до сотых долей герца последний из сформированных сигналов частот первой сетки в численном значении его частоты должен иметь два разряда после запятой, равных единице. В нашем примере этому условию удовлетворяет частота

111.111, » Гц.

1292034

Затем формируют сигналы частот второй сетки: для этого умножают по частоте в 2-9 раз каждый иэ сигналов частот первой сетки, в результате в нашем пРимере получают следующую вто- 5 рую сетку частот; Гц:

666.600,00;

= 666.666,66;

700.000,00;

770.000,00;

7» .000,00;

200. 000,00;

Е25

f = 777.777,77;

= 800.000,00;

Е = 880.000,00;

25

26

Е2

= 888.888.88;

Е, = 900.000у00;

20

Ез4

З6 з зs

Е4!

f, = 100,493,88 Гц

42

Е, = 888.888,88 Гц. 48

220.000,00;

222.000,00;

222.200 00р — 222.220,00;

= 222.222,00;

222.222,20;

222.222,22;

300.000,00;

330.000,00;

333.000 003

333,300 ООФ вЂ” 333.3:30,00;

333.333,00;

333.333 30; — 333.3:33 33;

= 400.000,00;

= 440.000,00, 444.000,00;

444.400 00444.440,00, = 444..444,00, 444.444,40;

= 444.444,44;

Е = 999.999,99.

Из сигналов первой и второй сеток получают задающие частоты. При формировании тона СИ первой октавы, имеющего значение

Г =493,88 Гц, ои!

30 для получения задающей частоты этого тона из сигналов частот сеток выбирают

35 сигнал такой частоты, младший значащий разряд численного значения которой равен последнему значащему разряду численного значения получаемой задающей час.тоты f,„,, т.е. выбирают

"0 сигнал второй сетки с частотой

500.000,00;

52

53

56

52

63

550.000,00;

555.000,00;

555.500,00;

555 ° 550,00;

555.555,00;

555.555,50;

555.555,55;

600.000,00;

660.000,00;

666.000,00;

Этот сигнал смешивают с сигналом такой из частот сеток, при котором вы45 делением из продукта смешения сигнала боковой частоты получают частоту

f „, в численном значении которой увеличивается количество младших значащих разрядов, численно совпада50 ющих с одноименными разрядами численного значения получаемой задающей частоты. Такому условию удовлетворяет частота Е, второй сетки

56

Е = 555.555,00 Гц, Сигналы с частотами f. u f сме88 56 шивают нелинейно и выцеляют сигнал нижней боковой частоты

1292034

f „ вв ы 333 33 " ц

Выбрав частоту Г второй сетки, нелинейно смешивают соответствующий ей сигнал с сигналом частотой и вьделяют сигнал верхней боковой частоты fg„ из продукта смешения

f q = 666.660,00 Гц, б1 =ЕВ1 +165 999 ° 993,88 Гц, в результате чего сформировано четыре младших разряда численного значения задающей частоты f, „

Аналогично продолжают преобразования

f> =f>„ +f„ =1.555.493,88 Гц

f< =f, -f =1.000.493,88 Гц, 81ь =й -й, =100.493,88 Гц.

Нижняя боковая частота f|;, является задающей частотой тона СИ первой октавы

= 1 00 ° 493 ° 88 Гц.

Сигнал этой частоты нелинейно смешивают с сигналом опорной частоты и из продукта смешения фильтром нижних частот вьделяют сигнал нижней боковой частоты F«,, который является тоном СИ первой октавы

F = -Е = 493 88 Гц. си1 си1 oii

»

Аналогичными приемами формируют и остальные частоты тонов диапазона ЭМИ.

Те же частоты тонов могут быть сформированы с использованием других частот сеток. Опорный генератор может иметь другую частоту, что приведет к другим значениям частот сеток. Задающие частоты могут быть как вьппе опорной, так и ниже на величи- ны численных значений формируемых частот тонов.

В общем случае при опорной частоте f,„ =100.000,00 Гц для получения тона частотой АБВГ, ДЕ Гц необходимо сформировать задающую частоту Й=10АБВГ» ДЕ Гц. Для этого из сигналов частот сеток первым выбирают сигнал с частотой.

f, = ЕЕЕ.ЕЕЕ,ЕЕ Гц, младший значащий разряд которого численно совпадает с одноименным разрядом частоты f, Затем из сигналов частот сеток выбирают второй сигнал с частотой

f,==ХХХ.ХХХ, Хогц, 5 в численном значении которой разрядов со значащими цифрами меньше в сравнении с численным значением частоты f . Кроме того, цифра Х численного значения частоты Г должна иметь такое численное значение, при котором после нелинейного смешения частот f, и Г и вьделения иэ продукта смешения выбранной (верхней или нижней) боковой частоты в численном значении последней большее количество младших разрядов совпадет численно с одноименными разрядами частоты f. Нелинейно смешивают сигналы с частотами f, и f и вьделяют сигнал одной иэ боковых частот Г

EEE EEE,EE+ Х Х,,Х, Х Х,,Х„, Х 0 у,у,у, . у,y у дЕ.

Затем из сигналов частот сеток выбирают третий сигнал частотой э з з з з з»

30 в численном значении которой разрядов со значащими цифрами меньше в сравнении с численным значением частоты f а цифра Х э должна иметь такое численное значение, при котором

35 после нелинейного смешения сигналов с частотами f u f и вьделения бi з иэ продукта смешения сигнала выбранной (верхней или нижней) боковой частоты в численном значении. послед40 ней увеличивается количество младших разрядов, совпадающих численно с одноименными разрядами частоты f.

Нелинейно смешивают сигналы с частотами f u f и выделяют сигнал одSi З

45 ной иэ боковых частот 4 а

4E+ з Рз ХзХзХ 00

=У У У У Уц Г, ДЕ.

Аналогично, последовательно выби50 рая сигналы частот сеток с меньшим количеством значащих разрядов, нелинейно смешивая каждый очередной выбранный сигнал с каждым последним иэ выделенных сигналов боковых час55 тот и вьделяя каждый очередной сигнал боковой частоты, добиваются последовательного возрастания в численных значениях вьделяемых боковых частот разрядов, совпадающих с одно9 129 именными разрядами численного значения формируемой частоты f вплоть,до полного совпадения всех разрядов, т.е. до полного сформирования, задающей частоты f

УУУ УУГДЕ+ХХХ ХХО,ОО=

=УУУ W,ВГДЕ, Узув з ZýВГ,ДЕ+К Х ХГ Х ООВОО

У„У, У БВГ ДЕ, У, У1 У4 БВГ,ДЕ + Х Х Х ° 000, 00

6 б 6

= У Ур А БВГ ДЕ, Ув У А. БВГ,ДЕ + Х Х, О. ОО0, 000

У» OA.BBÃ ДЕ„

Уб OA. SBI", ДЕ + XВ 00 ° 000, 00 lOA.ÁÂÃ,ÄÅ.

Аналогично задающим частотам формируют и вспомогательные опорные частоты.

Для образования, например, трехтонового хора СИ первой октавы, звучащего в унисон, формируют два дополнительных тона СИ первой октавы, расстроенных относительно основного тона, например, на +200 мГц и на

-230 мГц. Для этого формируют два сигнала вспомогательных опорных частот

=99.999,80 Гц

В.OII1

=100.000 23 Гц.

2034 lO р =f - f, =494,08 Гц, Р ° =йеи1 =493,65 Гц расстроенные относительно основного

5 тона Р „, =493,88 Гц на +200 мГц и на -230 мГц соответственно.

Для получения эффекта "розлив" аналогично формируют сигналы вспомогательных опорных частот с большей

1О расстройкой на +(1...15) Гц относительно опорной частоты.

Хоры могут быть образованы двухтоновые (при оцном дополнительном тоне), трехтоновые (при двух допол\ нительных тонах) и многотоновые, для чего несебходимо сформировать. соответствующее количество вспомогательных сигналов опорных частот.

Для благоприятного слухового вос20 приятия эффектов унисонного звучания и звучания "розлив" весь диапазон частот тонов ЭМИ разбивают на поддиапазоны, в пределах которых хоры с одинаковой расстройкой дополни25 тельных тонов относительно основных тонов не ухудшают качества слухового восприятия эффектов, и для каждого поддиапазона формируют свои вспомогательные опорные частоты с

3g необход рдой для каждого поддиапазона

ЭМИ расстройкой.

Способ формирования частот. тонов с эффектами унисонного звучания и звучания "розлив" реализуется малым

35 количеством операций и обладает расширенными функциональными возможностями.

45

55

Операция формирования вспомогательных опорных частот подобны операциям формирования задающих частот

Еб1 =f, +fÄ =999.999,80 Гц, Г =f61 -f =99.999,80 Гц, 61

I б2 в оп1

° 333 (333 23 Гц и й и 1.000Ä000,23 Гц, f fб -f =100 000,23 Гц, 6З В.ОБ А

Сигнал задающей частоты Г,„1 смешивают с сигналом каждой из вспомо" гательных частот f и f,,„„,,и

В.ВБ1 выделением сигнала нижней боковой частоты получают дополнительные тоны хора СИ первой октавы„

Формула изобретения

1. Способ формирования шкалы частот электромузыкального инструмента по авт. св. Р,.1239747, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью получения эффектов унисонного звучания и звучания "розлив", из сигнала опорной частоты дополнительно формируют сигнал вспомогательной опорной частоты, который дополнительно нелинейно смешивают с каждым сигналом задающей частоты и выделяют сигналы разностных частот.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью получения благоприятных для слухового восприятия эффектов, вспомогательную опорную частоту формируют для каждого поддиапазона частот тонов.