Задатчик ритма

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 G 04 F 5 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

РОСУДАРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4058899/24-10 (22) 22 .04.86 (46) 23.09.87. Вюл. № 35 (71) Харьковский государственный университет им. А.М.Горького и Харьковский инженерно-строительный институт (72) В.А.Добрыдень, В.С.Милов и Г.М.Чекалин (53) 621.317.39:531. 7(088.8) (56) Патент США № 4014167, кл, G 04 F 5/02, 1977.

Патент США № 4090355, кл. G 04 D 5/02, 1978.

Патент США № 4 193257, кл. G 04 Р 5/02, опублик. 1980. (54) ЗАДАТЧИК РИТМА, (57) Изобретение может быть использовано для ускорения развития беглости игры музыкантов,в медицине.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов,реверсивный счетчик 6, компараторы 7 и 8, блоки 9-12 уставки,триггер 13, элементы ИЛИ t4 и 15, элементы И 16 и 17, коммутатор 18 и генератор 19 одиночных импульсов. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет обеспечить программируемые изменения ритма. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1339485

Изобретение относится к устройст-, вам задания последовательности временных интервалов и может быть ucaoëüçîâàío для ускорения развития

5 беглости игры музыкантов, в медицине.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения программируемого изменения ритма ° 10

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг ° 2 — структурная схема формирователя пачек импульсов;на фиг. 3 — временные диаграммы„иллюстрирующие работу устройства;на фиг. 4 в 15 структурная схема исполнительного блока.

Задатчик ритма содержит генератор

1 тактовых импульсов, певый 2 и второй 3 делители частоты, исполнительный блок 4, формирователь 5 пачек импульсов, реверсивный счетчик

6, первый 7 и второй 8 цифровые компараторы, блоки 9- 12 уставки с первого по четвертый соответственно,триг- 25 гер 13, первый 14 и второй 15 элементы ИЛИ, первый 16 и второй 17 элементы И, коммутатор 18 и генератор

19 одиночных импульсов.

Генератор 1 тактовых импульсов генерирует короткие импульсы ста— бильной частоты f с периодом

=. 1/f. Делители 2 и 3 частоты выполнены управляемыми: импульсы на . выходе делителя 2 следует с периодом

Т, = k,где k — содержимое реверсивного счетчика б,а импульсы на выходе делителя 3 — с периодом Т = — Т, k,,где k — число, установленное (в двоичном коде) на выходах четвертого блока 12 уставки.

Исполнительный блок 4 преобразует входные импульсы в сигналы той или иной физической природы, необхо— димой или удобной в конкретном случае применения задатчика ритма (это могут быть сигналы акустические, оптические, механические и т,п. или любая их комбинация). Исполнительный блок для случая акустических выходных сигналов (фиг. 4) содержит формирователь 20 импульсов, генератор 21 звуковых колебаний, ключ 22 и громкоговоритель 23.

Формирователь 5 пачек импульсов (фиг. 2) содержит три элемента

И 24 — 26, два элемента ИЛИ 27 и 28, триггеры 29 и 30, элемент 31 задержки, делитель 32 частоты и блок 33 уставки. Импульс, поступающий на вход установки в О формирователя, устанавливает в "О" триггеры 29 и 30 и делитель 32 частоты, при этом элемент И 24 не пропускает на выход импульсы, поступающие на тактовый нход формирователя. Требующееся число импульсов в пачке задается с помощью блока 33 уставки.Если

О, то первый импульс, поступающий на запускающий вход формирователя, проходит через элемемент И 26 и подготавливает формирователь к работе, устанавливая триггер 29 в единичное состояние и открывая тем самым элемент И 25 для прохождений следующих импульсов запуска. Каждый следующий импульс, поступающий на запускающий вход, вызывает формирование на выходе блока заданного числа ь (ь т О) тактовых импульсов.

Действительно, запускающий импульс устанавливает (проходя через открытый теперь элемент И 25) триггер 30 в "1", открывая тем самым элемент

И 24, через который начинают проходить тактовые импульсы с выхода генератора 1 на вход формирователя.

5 и на тактовый вход делителя 32 частоты. После ь входных импульсов на выходе делителя 32 появляется импульс, возвращающий триггер 30 в

"О",ввиду чего элемент 24 закрывается, делитель 32 возвращается в исходное состояние.

Реверсивный счетчик б имеет вход предустановки. Импульс, поступающий на этот вход, заносит в счетчик число,установленное на выходе блока 11 уставки. Режим работы счетчика задается состоянием S триггера 13 (сум-, мирование если $ = О, и вычитание, если S = 1).

Цифровой компаратор 7 поддерживает на выходе единичныи сигнал при выполнении условия

k <.- k а цифровой компаратор 8 — при выполнении условия

kg где 1 и k — числа, установленные на выходах блоков 9 и

10 уставки соответстванно.

Каждый из блоков 9-12 уставки может быть. выполнен, например,как набор двухпозиционных переключателей, 1339485 блок 9 задает наименьшее значение

Т„ = k» " интервала времени между выходными сигналами устройства, блок

10 — наибольшее значение Т блок 11 — начальное значение Т „ =

= kH ü укаэанного интервала, блок

12 — число выходных сигналов, после которого интервал времени меж— ду ними изменяется на величину Ь причем величину Ь задает блок 33 уставки, входящий в состав формирователя 5 пачек импульсов.

Коммутатор. 18 может представлять собой управляемый двухпозиционный переключатель, позволяющий соединять выход генератора 19 одиночных импульсов с вторым входом либо элемента

ИЛИ 14, либо элемента ИЛИ 15.

Генератор 19 одиночных импульсов формирует на выходе короткий импульс, он предназначен для установки задатчика ритма в исходное состояние перед началом работы в соответствии

:с начальным режимом (ускорение ритма или его замедление),определяемым состоянием триггера 13,и начальным ритмом (т.е. величиной T„),çàäàâàåмым блоком 11 уставки.

Задатчик ритма работает следующим образом, Перед началом работы устанавливают с помощью блока 9 значение Т» минимального интервала времени Т< между выходными импульсами,с помощью блока tO — его максимальное значение Т, с помощью блока 11 — на». чальное его значение Тн(Т» Т„аТ ) с помощью блока 12 — значение k (число выходных импульсов задатчика, после которого Т изменяется, k 1), с помощью блока 33 формирователя пачек импульсов — величину h задавая тем самым скорость изменения ритма (каждое изменение Т, будет составлять ь ), и, наконец, с помощью коммутатора 18 задают начальный режим работы — ускорение или замедление ритма (ускорение — выход генератора 19 подключается через элемент ИЛИ 15 к единичному входу

RS-триггера .13, замедление — через элемент ИЛИ 14 к его нулевому входу) .

Нажатием кнопки генератора 19 одиночных импульсов осуществляется установка в исходное состояние дели-. телей 2 и 3 частоты, занесение числа К (т. е. величины Т„) в реверсивный счетчик 6 и установка триг25

35

45 рого, т.е. второй интервал между вы" ходными сигналами устройства увели чен на Га . Аналогично увеличивается

20 гера 13 в состояние, соответствующее требующемуся начальному режиму (S — Π— замедление, $ = 1 — ускорение) а также установка в исходное состояние формирователя 5 пачек импульсов (триггеры 29 и 30 и делитель 32 частоты устанавливаются в О ).

Режим "Замедление" не может быть задан при Т„= Т, режим Ускорение .— при T„= T Пусть Т+ T„(Т, k = 1, задан режим "Замедление (т.е. S = О, d > 0).При этом едичные сигналы на выходах цифровых компараторов 7 и 8 отсутствуют.

С момента запуска генератора 1 тактовые импульсы начинают поступать на вход делителя 2 частоты и формирователя 5. Первый выходной импульс делителя 2 частоты вызывает появление — с помощью исполнительного блока 4 — выходного сигнала задатчика ритма, а также поступает через делитель 3 частоты (поскольку установлено k = 1) на первые входы элементов И 16 и 17 (закрытых по второму входу) и на запускающий вход формирователя 5 пачек импульсов, подготавливая его к работе.

Следующий импульс на выходе делителя 2 частоты появляется спустя время k„c = Тн после первого, т.е. первый интервал между выходными сигналами задатчика равен T„. Этот импульс, пройдя через делитель 3 частоты, запускает формирователь 5 пачек импульсов, который формирует на выходе импульсов, поступающих на суммирующий вход реверсивного счетчика 6 (поскольку установлено S=O).

Благодаря этому третий выходной импульс на выходе делителя 2 частоты появляется спустя Т„ +, после втона д каждый следующий выходной интервал.Так продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто выполнение

° + условия k > k .При этом появляет-! ся единичный сигнал на выходе цифрового компаратора 8 и очередной импульс с выхода делителя 3 частоты проходит через элемент И 17 и элемент ИЛИ .15 на единичный вход триггера 13, устанавливая его в ")" и переводя тем самым реверсивчый счетчик 6 в режим "Вычитание", а

1339485

55 следовательно, задатчик ритма — в режим ускорение".

Теперь пачка из импупьсов, сформированная формирователем 5,вычитается из содержимого k, реверсивного счетчика 6, т.е. следующий интервал между выходными сигналами задатчика не увеличивается, а умень шается на величину j . Выходные интервалы времени уменьшаются на ь до тех пор, пока не будет достигнуто выполнение условия k k .Ïðè этом появляется единичный сигнал на выходе цифрового компаратора 7 и очередной импульс с выхода делителя

3 частоты проходит через открытый при этом элемент И 16 и элемент ИЛИ

14, устанавливая триггер 13 в "О" и возвращая тем самым реверсивный счетчик 6 в режим "Суммирование" т.е. задатчик ритма — в режим "3aмедление . В дальнейшем этот процесс автоматически повторяется.

Если установлено а = О, то содержимое реверсивного счетчика изменяться не будет, т ° е ° выходные интервалы времени задатчика ритма будут одинаковыми, равными Т .Если установлено b. > О, à k 1, то изменение на Ь выходного интервала задатчика ритма будет осуществляться после сформирования каждых одинаковых выходных интервалов,,что существенно расширяет возможности применения задатчика.

Формула изобретения

1. Задатчик ритма, содержащий пос ледовательноо соединенные генератор тактовых импульсов, первый делитель частоты и исполнительный блок, о тл и ч а ю шийся тем,что,с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения программируемого измерения ритма, в негО введены четыре блока уставки, второй дели— тель частоты, триггер, два элемента

И, два элемента ИЛИ, коммутатор, два цифровых компаратора, реверсивный счетчик, формирователь пачек импуль сов и генератор одиночных импульсов, причем выход генератора одиночных импульсов подключен к входу коммутатора, входам установки в "О" первого и второго делителей частоты, входу формирователя пачек импульсов и входу предустановки реверсивного счетчика, выходы которого сое;,инены с

35 управляющими входами первого делителя частоты и с первыми входами первого и второго цифровых компараторов подключенных вторыми входами соответственно к выходам первого и второго блоков уставки,при этом информационные входы реверсивного счетчика соединены с выходами третьего блока уставки, а счетный вход — с выходом формирователя пачек импульсов,тактовый вход которого подключен к выходу генератора тактовых импупьсов, при этом второй делитель частоты подключен тактовым входом к выходу первого делителя частоты и входу исполнительного блока, а управляющими входами — к выходам четвертого блока уставки, а выход второго делителя частоты соединен с запускающим входом формирователя пачек импульсов и, с первыми входами первого и второго элементов И, подключенных вторыми входами к выходам соответственно первого и. второго цифровых компараторов, а выходами — к первым входам соответственно первого и второго элементов

ИЛИ, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами коммутатора, а выходы первого и второго элементов ИЛИ вЂ” соответственно с нулевым и единичным входами триггера, выход которого подключен к управляющему входу реверсивного счетчика.

2. Задатчик ритма по. п, 1, о тл и ч а ю шийся тем,что формирователь пачек импульсов содержит делитель частоты, блок уставки, три элемента И, два элемента ИЛИ, два триггера и элемент задержки, причем первый вход первого элемента И является тактовым входом формирователя, а выход подключен к тактовому входу делителя частоты, управляющие входы которого объединены с входами первого элемента ИЛИ и соединены с выходами блока уставки, а выход подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с нулевым входом первого триггера а выход второго элемента ИЛИ подключен к входам установки в "0" делителя частоты и второго триггера, выход которого соединен с вторым входом, первого элемента И, а единичный вход — с выходом второго элемента

И, подключенного первым входом к

7 1339485 8 выходу первого триггера, единичный мента И и с выходом третьего элеменвход которого соединен через элемент та И, первый вход которого подклюзадержки с вторым входом второго эле- чем к выходу первого элемента ИЛИ.

Фиг. Г

1339485

Составитель М. Хаустов

Техред +.Äèäûê

Корректор В. Бутяга

Редактор В.Петраш

Заказ 4217/35 Тираж 3 70

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул Проектна я 4