Электронный музыкальный инструмент

 

Изобретение относится к инструментам с равномерной темперацией звуков типа электробаяна или электроаккордеона . Электронный музыкальный инструмент содержит задающий генератор 1, клавиатуры 2,3 басового и скрипичного ключей соответственно. сумматор 4, звуков оспроизводящую систему 5, блоки 6,7 октавных делителей частоты, синтезатор 8 скрипичных регистров, формирователь (Ф) 9 кода Кронекера, Ф 10 атаки, компрессор 11 динамического диапазона Ф 12 сигналов басового оегистра, переключатель 13 частот, Ф 14 равномерно темперированной частоты, блок 15 вибрато , двенадцатипозиционньй переключатель 16 и замыкатель 17 режима Камертон. В описании изобретения даны электрические схемы Ф 14 равномерно-темперированной частоты. Ф 12 сигналов басового регистра, блока 15 вибрато и синтезатора 8 скрипичных регистров. Изобретение расширяет исполнительские возможности инструмента . 6 з.п. ф-лы, 19 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Su 4 С 10 Н 1/00

ВСЕСОЮР!И Я

И ....",,l

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCH0IVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° М

° М

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 2917427/24-2 1 (22) 24.04.80 (46) 30.11.87. Бюл. М 44 (72) В.А. Григоров (53) 62 1.828(088.8) (56) Патент Англии Ф 1491623, кл. G 10 Н 1/00, 1977.

Патент США В 3084584, кл. С 10 Н 3/06, 1963. (54) ЭЛЕКТРОННЫЙ МУЗЫКАЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ (57) Изобретение относится к инструментам с равномерной темперацией звуков типа злектробаяна или электроаккордеона. Электронный музыкальный . инструмент содержит задающий генератор 1, клавиатуры 2,3 басового и ! скрипичного ключей соответственно, „„SU„„1355996 .А1 сумматор 4, звуковоспроизводящую систему 5, блоки 6,7 октавных делителей частоты, синтезатор 8 скрипичных регистров, формирователь (Ф) 9 кода Кронекера, Ф 10 атаки, компрессор 11 динамического диапазона Ф 12

Р сигналов басового оегистра, переключатель 13 частот, Ф 14 равномерно темперированной частоты, блок 15 вибрато, двенадцатипозиционный переключатель 16 и замыкатель 17 режима

"Камертон". В описании изобретения даны электрические схемы Ф 14 равномерно-темперированной частоты. Ф 12 сигналов басового регистра, блока 15 вибрато и синтезатора 8 скрипичных регистров. Изобретение расширяет ис- е полнительские воэможности инструмента. 6 э.п. ф — лы, 19 ил.

1355996

Изобретение относится к инструментам с равномерной темперацией звуков типа электробаяна или электроаккордеона и может дополнительно использоваться для настройки любых других инструментов без исключения.

Целью изобретения является расширение исполнительских возможностей инструмента. 10

На фи&.1 приведена блок-схема электронного музыкального инструмента, на фиг.2 — структурная схема формирователя равномерно темперированных частот на фиг.3 — схема формирователя басового регистра, дающего массив основных басов, мажоров, миноров и доминант-септаккордов, на фнг.4 — схема блока вибрато, реали-зующая эффект "вибрато" без использо- ?р вания дополнительного генератора на инфранизкую частоту; на фиг.5— пример реализации генератора-ограничителя на фиг.б — принципиальная схема электронного переключателя час- 25 тоты и пример построения формирователя кода Кронекера, на фиг.7 — пример .реализации синтезатора шести регистров на одну клавишу ; на фиг.8 — пример реализации инструмента на основе

3?-клавишной системы, выпускаемой фирмой "Pille" с указанием участков, с которых запускается формирователь басового регистра (большая цифра означает номер клавиши в октаве, а циф3 ровой подиндекс — номер октавы), на фиг.9 - ключевые эпюры, поясняющие принцип весового сложения основного тона и инверсных обертонов для образования различной формы и, следовательно, частотного спектра различной ширины (того же основного тока при имитации шести различных инструментов), на фиг.10 — схема формирования атаки сигнала; на фиг.11 — эпюра нарастания — спад фронтов в моменты нажатия — отпускание клавиши, на фиг.12 — схема коммутатора сигналов скрипичного регистра, синхронизирующего работу всего формирователя басо- 5О вого регистра, на фиг,.13 — схема восстановления основных тонов басового регистра; на фиг.14 — схема формирователя доминант-септаккордов; на фиг.15 — схемы формирователя квартоквинтовых ходов, на фиг.16 — схема формирователя мажорных и минорных аккордов; на фиг.17 — схема реализации основных басов; на фиг.18 — схема трассировки одноканальных замыкателей с целью упорядочения пропускания сигналов басового ключа на сумматор в соответствии со стандартной пятирядной клавиатурой обычного аккордеона, на фиг.19 — электронный инструмент в ниде безмехового аккордеона на основе промышленной клавиатуры детского одноголосового клавесина "Pille" общий вид.

Электронный музыкальный инструмент содержит задающий генератор 1, клавиатуру 2 басового и клавиатуру 3 скрипичного ключей, сумматор 4, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходаьи клавиатур басового 2 и скрипичного 3 ключей, звуковоспроизводящую систему 5, последовательно соединенные первый блок 6 октавных делителей частоты, второй блок 7 октавных делителей частоты и синтезатор 8 скрипичных регистров, формирователь 9 кода Кронекера, формирователь 10 атаки, компрессор 11 динамического диапазона, включенный между вьгходом сумматора

4 и входом звуковоспроизводящей системы 5„ формирователь 12 сигналов басового регистра, последовательно соединенные переключатель 13,частот и формирователь 14 равномерно темперированной частоты, выходы которого соединены с входами первого блока 6 октавного делителя частоты, с первой группой и формирователя 12 сигналов басового регистра и второй группой и входов синтезатора 8 скрипичного регистра, третья группа и входов которого соединена с выходами первого блока б октавного делителя и второй группой и входов формирова— теля 12 сигналов басового регистра, группа и выходов которого соединена с входами кл виатуры 2 басового ключа а третья групп"= п входов соединена с первой группой и входов синтезатора 8 скрипичного регистра, выходы которого соединены с и входами формирователя 10 атаки, выходы которого с.вязаны с входами клавиатуры 3 скрипичного ключа, прн этом три группы Il выходов формирователя 9 кода

Кронекера соединены соответственно с тремя входами переключателя 13 час- тоты, четвертый вход которого подключен к выходу задающего генератора

1 и с четвертой группой входов формирователя 12 сигналов басового регист1355996 ра. Кроме тбго, музыкальный инструмент содержит блок 15 вибрато и двенадцатипозиционный переключатель 16, входы которого соединены с выходами второго блока 7 октавного делителя частоты, а выход с первым входом блока 15 вибрато, второй, четвертый входы которого соединены соответственно с тремя выходами формирователя

9 кода Кронекера, а выход связан с входом задающего генератора 1, замыкатель 17 режима "Камертон", вход которого соединен с выходом двенадцатипозиционного переключателя 16, а выход — с третьим входом сумматора 4.

Формирователь 14 равномерно темпе рированной частоты содержит группу vp из шести опорных делителей 18 и три группы дополнительных делителей 191...19-3 частоты, при этом группа опорных делителей 20-1,,20 — 6 частоты объединена по вхсду формировате 25 ля 14 равномерно темперированной частоты, а выходы трех групп дополнительных 19-1,...,19-3 делителей частоты являются и выходами формирователя 14 равномерно темперированной з0 частоты, причем первая и третья группы дополнительных делителей 19-1 и 19-3 частоты содержат по три дели— теля 21-1,...,21-3, 21-4,,21-6, каждая, а вторая группа — шесть делителей 21-7,...,21-12 частоты, причем выходы первого, второго, третье— го опорных делителей 20-1,...,20-3 соединены соответственно с входами первого, второго, третьего делителей 40

21-4,...,21-6 частоты третьей группы дополнительных делителей 19-3 частоты и входами соответственно первого, второго, третьего делителей 21-7, 21-9 частоты второй группы дополни- 45 тельных делителей 19-2 частоты, а выходы четвертого, пятого, шестого опорных делителей 20-4,...,20-6 частоты соединены соответственно с входами первого, второго, третьего дели- 5О телей 21-1,...,21-3.частоты первой группы дополнительных делителей 19-1 частоты и входами четвертого, пятого, шестого делителями 21 — 10,,21-12 частоты второй группы дополнительных делителей частоты, причем выходы делителей 21-1,...,21-3 частоты первой группы дополнительных делителей 19-1 частоты образуют группу и выходов формирователя равномерно темпериро— ванной частоты.

Формирователь 12 басового регистра состоит из коммутатора 2? сигналов, восстановителя 23 основных тонов басового регистра, формирователя 24

Доминант-септаккордов, формирователя

25 основных басов, формирователя 26 промежуточных кварто †квинтов ходов, формирователя ?7 мажоров и миноров, при этом выходы коммутатора 22 сигналов соединены с входами восстановителя 23 основных тонов басового регистра, выходы которого соединены с входами формирователя 24 доминантсептаккордов, входами формирователя

25 основных басов, входами формирова- теля 26 промежуточных кварто-квинтовых ходов и первой группой и входов формирователя 27 мажоров и миноров, вторая группа п входов которого соединена с группой и выходов формирователя промежуточных кварто-квинтовых ходов, причем выходы формирователя 25 основных басов, формирователя

27 мажоров и миноров и формирователя

24 доминант-септаккордов являются группой п выходов формирователя 12 басового регистра.

Блок 15 вибрато состоит иэ делителя ?8 частоты на шестнадцать, двух последовательно соединенных деЛителей

29 и 30 частоты на два и последовательно. соединенных интегратора 31 с аттенюатором 32, а также инвертора

33 и первого, второго, третьего, четвертого и пятого вентилей 2И-НЕ

34-38 при этом вход делителя 28 частоты на шестнадцать является входом блока 15 вибрато, выход соединен с первым входом первого вентиля 34, выходы первого и второго делителей

29 и 30 частоты на два соединены соответственно с первым входом второго и третьего вентилей 35 и 36, вторые входы первого, второго и третьего вентилей 34-36 соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами блока 15 вибрато, выходы второго и третьего вентилей 35 и 36 соединены с первым и вторым входами четвертого вентиля 37 соответственно, выход которого соединен с первым и вторым входом инвертора 33, а выход инвертора 33 и выход первого вентиля 34 соединены с первым и вторым входами пятого вентиля о

38 соответственно, выход которого

1355996

50 два.

55 соединен с входом интегратора 31, причем выход аттенюатора является выходом блока 15 вибрато.

На фиг.5 приведена схема стабильного и в то же время позволяющего себя модулировать генератора-ограничителя 1. Нужная частота генерации может устанавливаться принудительно в генераторной части 39 путем изменения тока эмиттеров возбудителя, а ограничительная часть 40 построена на аналого-цифровой основе.

На фиг.6 показана схема практического электронного переключателя 13 частоты, построенная на элементах

И-НЕ 41-1,...,41 6, образующих схему ИЛИ, и двух цифровых делителей

42-1 и 42-2 частоты на два, а также приведен пример построения формирователя 9 кода Кронекера, реализованного на трех статических триггерах

43-1,...,43-3, диодном кодере 44 и трех независимых одноконтактных замыкателях 45-1,...,45-3.

Синтезатор скрипичных регистров (фиг.7) содержит статический триггер

46 с двумя устойчивыми состояниями, два ключа 47-1 и 47-2 и дополнительный формирователь 48 кода Кронекера, а на каждую клавишу — реэистивный сумматор 49, первый и второй переключатели 50-1 и 50-2, первый из которых содержит вентили ?И-HE

51-1,...,51-3, второй — вентили

52-1,...,52-3, при этом выходы статического триггера 46 соединены соответственно с первым входом первого и третьего вентилей 51 — 1 и 51-3 первого переключателя 50- 1, вторые входы которых являются соответствен. но входом третьей и выходом первой групп и входов синтезатора 8 скрипичных регистров для данной клавиши, а выходы первого и третьего вентилей

50-1 и 50-3 первого переключателя

50-1 соединены соответственно с первым и вторым входами второго вентиля

50-2, выход которого соединен с пер" выми входами первого, второго, третьего вентилей 52-1,,52-3 второго переключателя 50-2, вторые входы которых соединены соответственно с первым, вторым, третьим выходами дополнительного формирователя 44 кода Кронекера, причем выходы первого, второ го и третьего вентилей 52-1,...,52-3 второго переключателя 50-2 соединены соответственно с первым, вторым и

35 третьим входами реэистивного сумматора 49, четвертый вход которого является одним из входов второй группы иэ п входов синтезатора 8 скрипичных регистров для данной кл-.âèøè, а выход — выходом сиитеэатора 8 скрипич- ных регистров, при этом замыкающие контакты первого и второго ключей

47-1 и 47-2 соединены соответственно с первым и вторым входом статического триггера 46, а разм акающие контакты каждого ключа 47-1 и 47-2 соединены с общей шиной, а переключающие — с шинами переключения соответствующих регистров 53 и 54.

Электронный музыкальный инструмент работает следующим образом.

Задающий генератор 1 выдает на переключатель 13 промодулированнсе напряжение высокой частоты, полученное вследствие модуляции генератора 1 инфраниэкой частоты, образованной в блоке 15 вибрато. Сам же блок 15 вибрато управляется формирователем 9 кода Кронекера, а сигнал с выхода переключателя 13 частот генератора, также управляемого формирователем

9 кода Кронекера, поступает на вход формирователя 14 равномерно темперированных частот, дающего в верхней октаве 12 частот музыкальной шкалы, каждая из которых к своему предыдущему значению относится приблизительно как

„12 = f 0594631...

Благодаря тому, что блоки .6 и 7 октавных делителей частоты соединены последовательно, на их выходах также образуются равномерно темперированные частоты, октавно понижающиеся в 2,4,8 и т.,ц. раз. Количество же всех делителей частоты на два определяется конкретной клавиатурой для скрипичного ключа. Например, в полном аккордеоне 41 клавиша. Следовательно, равномерно темперированный формирователь дает 12 сигналов, а остальные 29 сигналов должны быть образованы двумя полными блоками октавных делителей частоты (т.е. 24 сигнала) плюс дополнительный блок, состоящий из 5 делителей частоты на

Полученный массив выходных частот блоков 6 и 7 октавных делителей частоты и формирователя 14 равномерно темперированной частоты вместе с ин1355996 версными выходами (исключая лишь инверсные выходы первых двенадцати звуков начиная с низшей октавы) поступает с одной стороны на синтезатор

8 регистров скрипичного ключа, где происходит весовой синтез нужной формы колебания выбранного основного тона, т.е. формируется нужный тембр, а с другой — на формирователь 12 басового регистра, (без инверсных выходов), где происходит образование основных, мажорных минорных и доминант-септаккордвых басов с помощью делителей частоты на два и операций

И-НЕ. Причем при вырабатывании формирователем 9 кода Кронекера кода

100 или 001 происходит понижение или повышение соответственно в два раза по частоте всего массива сигналов скрипичного ключа относительно центрального регистра, которому приписан код Кронекера 010.

Работа же формирователя 12 басового регистра построена таким образом, что несмотря на изменение на его входах частот запуска в два или четыре раза, например, вверх при взятии кодов 010 и 001 относительно начального кода 100, основные тона и аккорды басового регистра остаются неподвижными. В то же время весь строй для клавиатуры скрипичного ключа бу— дет повышаться.. Это означает, что при исполнении музыкального произве— дения к общему числу клавиш правой руки можно быстро добавить еще 24 ноты путем октавного повышения или понижения в два раза всех частот относительно центрального регистра с ко— дом 010.

Извлеченные в нужном скрипичном регистре сигналы через блок 10 атаки и скрипичную клавиатуру 3 проходят далее на сумматор 4, а сформированные сигналы басового регистра проходят на тот же сумматор 4 через басовую клавиатуру 2. Таким образом, каждый сигнал скрипичного регистра, подвергаясь атаке в формирователе 10, на время своего существования, т.е. время между нажатием и отпусканием клавиши, принимает пологие передний и задний фронты, что способствует снятию со звуковоспроизводящей системы

5 неприятных щелчков (за счет дифференцирования), придавая звучанию син тезированного сигнала эффект мягкос- ти.

20

В свою очередь, компрессор 11 динамического диапазона снимает перегрузку звуковоспроизводящей системы

5 от возникающих на выходе сумматора

4 выбросов при взятии аккордов в басовом и скрипичном регистрах вместе или в отдельности.

Наконец, так как при наборе в формирователе 9 кода Кронекера кодов

100 или 001 частота на выходе двенадцатипозиционного переключателя 16 соответственно уменьшается или увеличивается в 4 раза относительно центрального кода 010, проходя одновременно на сумматор 4 через замыкатель 17 режима "Камертон" и управляя одновременно работой блока 15 вибра" то, то в последнем происходит обратная операция восстановления частоты

"Вибрато", т.е. инфранизкой частоты, которая перекрывает интервал 65,4, 123,5 Гц ноты "соль" (98 Гц) в диапазоне "до-си" независимо уже от набранного кода 100, 010 или 001. Следовательно, под воздействием инфранизкой частоты, образованной из данного интервала в блоке 15 вибрато, генератор 1 все время перестраивает30

55 ся и весь строй становится промодулированным. Индекс модуляции при этом определяется S-положением двенадцатипозиционного переключателя 16, где

S=1 2,3...12).

Работа электронного переключателя

13 частоты состоит в том, что в saвисимости от кода Кронекера на выходе переключателя 13 образуется один из периодов 1,2,4/й частоты генератора

1, который в дальнейшем обсчитывается формирователем 14 равномерно темперированных частот. Включение, например, замыкателя 45-1 приводит к образованию на его выходе высокого потенциала, который через диодный кодер 44 переводит остальные замыкатели 45-2, 45-3, в закрытое состояние, т.е. возникает постоянный кодовый потенциал 100 и так далее.

Синтезатор 8 скрипичных регистров (фиг.7) определяется конкретной клавиатурой 3 скрипичного ключа (см., например, реальную клавиатуру инстру мента "Рд11е", показанную на фиг.8) управляется общим для всех клавиш статическим триггером 46.

Два соБтояния статического триггера 46 и три состояния дополнитель1355996

l0 ного формирователя 48 кода Кронекера, выполненного идентично Аормирователю

9, дают шесть возможных комбинаций звукового сигнала или имитируют шесть различных скрипичных регистров, построенных на весомом сложении на суммарно-клавишной нагрузке R основного тена и его инверсных обертонов в амплитудном отношении 1:1, 1:2 или 10

1:3.

Поисковая связь между основным тоном и его обертонами (т.е. частоты в 2 и 3 раза выше) на конкретной клавиатуре определяется следующим 15 образом: сначала находится квинта нажатой клавиши, а затем берет1ся октавный сигнал от уже найденной квинты, например, найти отношение частот для клавиши 6< (фиг.8). 2р

Так как квинтой для клавиши Г является сигнал, извлекаемый клавишей

1, а октавным выходом для клавиши

1 является сигнал, извлекаемый клавишей 1, то отношение частот будет 25 выглядеть как F : F : F, = 3:2:1 и так далее.

Таким образом, основной тон F<

1 поступает непосредственно на выход клавишной суммирующей нагрузки Rz первый обертон — на первый вход первой схемы ИЛИ 50-1, а второй обертон

F — на второй вход первой схемы

ИЛИ 50-1. Отсюда видно, что основной тон на выход пРоходит непосредственно при нажатии клавиши, а тот или другой обертон просуммируется с ним с одним из указанных весов,, который определяется, в свою очередь, набранным кодом дополнительного формирова- 4р теля 48.

Характер эпюр некоторых синтезированных регистров одного и того же основного тона отображен на фиг.9.

Причем ключевые сигналы с индексами 45 а,Ь,с, и d соответствуют основном., тону, половине амплитуды первого инверсного обертона, полному инверсному обертону и половинному сигналу инверсного второго обертона. Легко 60 убедиться в том, что эпюра 1 отвечает сумме сигналов а и Ь, т„е. имитирует органный тембр. В то же время любая эпюра а...й по отдельности воспринимается на слух в виде звучания кларнета или саксоАона. Эпюра является результатом сложения сигналов а и с и имитирует близкий к струнным тембр. Эпюра 8 является продуктом сложения кол баний а и Й, а на слух воспринимается как одновременное звучание гобоя и английского рожка. Все шесть регистров получаются путем нажатия соответствующих за мыкателей 47-1, 47-2 и замыкателей дополнительного формирователя 48 кода

Кронекера.

Прежде чем попасть »а сумматор 4 сигналы синтезированного скрипичного регистра сначала проходят через звуковоспроизводящую систему 5 атаки, пример реализации схемы которой приведен на,фиг„10, где 1 — вход I-ой клавиши, N — вход (последней) клавиши). Воздействию атаки каждый сигнал подвергается следующим образом: при нажатии клавиши (момент t,, фиг. 11) замыкатель 55 отключен и конденсатор

56 заряжен (фиг.11, функция б) до напряжения движка потенциометра 57 смещения. В связи с этим диод 58 закрыт и выходной сигнал на суммирующую шину через резистор 59 не проходит.

При опускании клавиши момент срабатывает замыкатель 55 и конденса. тор 56 начинает плавно разряжаться (фиг.11, функция a) через резистор

60. Скорость понижения потенциала катода у диода 58 и, следовательно, монотонность возрастания коэффициента передачи входного сигнала на суммарной шине зависит от номиналоп резисторов 57 и 60, конденсатора 56 и величины напряжения питания.

Таким образом, принудительное уменьшение номинала резистора 60 вызывает увеличение скорости разряда конденсатора 56 и, следовательно, скорости нарастания переднего фронта пропускаемого синтезированного сигнала (Аиг.11, Аункция a). Наоборот, при отпускании клавиши (момент tz) конденсатор 56 плавно заряжается (фиг.11, функция б) до установленного резистором 57 уровня, что вызывает плавное запирание диода 58 и постепенное уменьшение на суммирующей ши-. не периодического сигнала выбранного основного тона. Это значит, что уменьшение на выходе прспускаемого сигнала прямо пропорционально степени возрастания сопротивления диода 58 или передний Аронт главным образом зависит от Резистора 60, а задний— от резистора 57. Придание атаки сигналам снимает неприятный эффект щелчков при нажатии клавиши, возникающих

1355996

12 эа счет дифференцирования крутых фронтов эвуковоспроизводящей системой 5 особенно при взятии аккордов.

Для того, чтобы окончательно разгрузить инструмент от бросков амплитуды при взятии аккордов в любом из музыкальных ключей, массив сигналов сумматора 4 предварительно проходит через. компрессор 11 динамического диапазона, интегрирующий суммарную мощность,в качестве которого может служить обычный усилитель звука с автоматической регулировкой усиления (лгу) .

Пример практического выполнения коммутатора 22 сигналов показан на фиг. 12 (для конкретной клавиатуры, приведенной на фиг.8).

Поскольку для образования постоянных частот основных тонов басового регистра требуется, чтобы основные тона понижались в два раза при взятии кода 001.в блоке формирователя 9 кода

Кронекера и повышались в два раза при взятии кода 100, в данном устройстве (фиг.12) происходит запрет разрешение массива сигналов 1,,..., 8» одним,иэ кодов 100,010 и 001.

В результате на двадцати четырех выходах образуется один из сигналов а из 1» », один из сигналов b из

2, и так далее до m из 12» z которые далее поступают на блок 23 восстановления основных тонов, схема которого представлена на фиг.13.

Таким образом, переключение в коммутаторе 22 кодированным напряжением постоянного тока сигналов 1, 8 приводит к образованию промежуточных сигналов а „,...m э, а трехвходовое последующее перемножение (фиг.13) дает двенадцать основных (! тонов 1,...,12, с помощью которых сначала формируются сигналы для септаккордных басов так как показано на ( фиг.14, и сигналы для основных и дополнительных басов так,как показано на фиг.17, эа счет деления на два частот восстановленных основных тонов с последующим перемножением выходных результатов с входными сигналами.

Благодаря этим двум операциям все дополнительные и основные басы окрашиваются в бархатный тембр, характе( ризующийся основным басовым тоном, .первым обертоном и затухающими пропорционально номерам нечетными обертонами от основного тона и первого обертона.

Соответствующая схема формирования мажоров и басов в формирователе 27 через промежуточный формирователь 26 кварто-квинтовых ходов представлена на фиг.15 и 16. Причем массив мажорных и минорных аккордов образован из сиг10 налов 1,...,12 и 1,...12„, а сигналы 1,...,12, содержат сразу два тона сигналов 1,...,12, находящихся между собой в следующих частотных пропорциях: 3/2 либо 2/3 и 4/3 либо

15 3/ 4.

Ввиду того, что в действующей модели (фиг.8) сумма всех клавиш оказалась некратной числу 12, в басо(( вом регистре сигналы 11 и 12 по2О. частоте не изменяются в кодах 010 и

I (001, а сигналы 9 и 10 не изменяются в кодах 010 и 100. Это означает, что при повышении (понижении) частот скрипичного регистра два баса

26 основного и дополнительного рядов не меняют в два раза основной тон, а

° два баса мажорных, минорных и доминант-септаккордных басов меняют свой строй на обратный, т.е. за исключениЗ0 ем указанных все басы сохраняют свой спектр при смене кодов в формировате-, ле 9. Но поскольку смена базовых аккордов на обратное трезвучие на слух воспринимается без фальши, то при переключении клавиатуры скрипичного регистра весь басовый строй инструмента не меняется.

Если бы число всех клавиш было кратным числу 12, то строй всех басов при смене кодов полностью оставался бы без движения. Жесткая привязка басового регистра к скрипичному свидетельствует о том, что оба регистра работают синхронно, а воздуш

45 ная камера (мех) не нужна ввиду электронного способа формирования, всех звуков, извлекаемых с помощью одноконтактных простейших замыкателей.

Кроме того, благодаря предусмот5О ренному повышению (понижению) октавио всего строя существенно расширяются исполнительские возможности в данном устройстве, так как к основным 32 клавишам правой руки можно как бы

5 добавить еще 24 клавиши оперативно в процессе игры, что в сумме значительно превышает звукоразряд клавиатуры для ляного аккордеона, имеющегс обычно 41 клавишу.

1355996

Блок 15 вибрато работает следую— щим образом.

В блоке 15 вибрато происходит восстановление инфранизкой частоты, служащей в качестве основного тона блока 15 вибрато для модуляции задающего генератора — ограничителя 1.

Процесс восстановления этой частоты происходит благодаря тому, что производным частотам и частоте генератора Г /4, f /2 и f,, поступающим на формирователь 14 равномерно темперированной частоты, соответствуют субпроизводные частоты 4F

2РМ и F„, полученные на выходе делителя 28 частоты на шестнадцать, а данным субпроизводным частотам моду ляции на выходе восстановителя соответствует единственная частота Г

Поэтому параллельно операции деления (умножения) частоты генератора 1 в блоке 15 вибрато происходит обратная. операция умножения (деления) производных частот "вибрато" и при разомкнутой цепи модуляции повьппение или понижение скрипичных регистров не только не сказывается на изменении строя басов, но и на изменении результирующей частоты "вибрато", которая в данном случае на модуляционный вход генератора 1 не поступает. При этом, если на второй, третий и четвертый входы блока 15 вибрато поступит кодовая комбинация 100, на входе образуется сигнал с частотой "вибраtt

-то, лежащей в интервале 5

10 — Гц, который образуется. непосредственно на выходе делителя 28. Истинное же значение этой частоты определяется $-положением двенадцатипозиционного переключателя 16, уверенно перекрывающего "соль", в системе образуется частота модуляции 98/16=

=б, 125 ) ц. При взятии кода 010 весь скрипичный регистр повысится по частоте в 2 раза и на выходе делителя

28 .частоты возникает в данном случае, первый обертон вибрато 12,25 Гц, укладывающийся в очевидный интервал

2 1 обертонов 10 —,, ? 1 — Гц.

Но так как удвоенный интервал частот теперь поступает на выход через первый делитель 29 частоты на два, то диапазон возможных тонов "вибрато" при повышенном скрипичном регистре вернется в исходное состояние и будет занимать первоначальный интервал

5 вЂ, ..., 10 — Гц.

1 2

Наконец, при взятии кодовой комбинации 001 строй скрипичного регистра повысится относительно начала уже в

4 раза. Интервал частот "вибрато" займет интервал вторых обертонов

1 2.

21 — ... 42 — Гц и тут же аналогич3 3 ным образом вернется к первоначальному за счет прохождения сигнала делителя 28 частоты на шестнадцать уже через два последовательно соединенных делителя 29 и 30 частоты на два.

Таким образом, способ получения

"вибрато" не требует специального генератора на инфранизкую близкую к

5,...,7 Гц частоту.

Сам сигнал "вибрато далее сглаживается интегратором 31 и пропускается через аттенюатор 32, При этом прос25 матривается следующая закономерность: в момент подачи сигнала через аттенюатор 3? на генератор 1 частота последнего получает приращение f + Й„.

Поскольку данная частота далее делится формирователем 14 равномерно темперированных частот, блоками 6 и

7 октавных делителей и блоком 15 виб- рато на некоторый общий коэффициент

N, то новая частота "вибрато" примет

35 вид:

F„= (f + Е,„)/N, где N — фиксированньй коэффициент деления частоты ген.ратора 1 до входа интегратора 31 — аттенюатора 32.

Частота генератора 1 после воздействия модуляции будет равна;

+ Е,=,. + (f F<)/N.

Это означает, что в системе будет наблюдаться непрерывное уточнение частоты генератора 1, а затем — частоты "вибрато", снова частоты генератора 1, снова "вибрато" и так да†: лее.

Такой процесс можно записать следующим образом:

f,+ F г

N r

+

Г М

Если учесть, что в начальный момент частота "вибрато" является -субпродуктом генератора-ограничителя 1, т.е. F„= f, /N, легко получить эффект

1355996

35

"вибрато" в виде непрерывного рекуррентного преобразования:

F = f 1 +... 1 +(1+ -)1 — ...

111 1

N 1 N

Ъ а Ъ с

Иначе говоря, сама частота "вибра-. то зависит от параметра N и также является промодулированной в результате деления промодулированной частоты генератора 1 на постоянный коэффициент.

В свою очередь, периодическое изменение частоты "вибрато" приводит к значительному улучшению окраски звука: звук инструмента получается живым и певучим, чего не наблюдается при модуляции этого же строя фиксированной частотой в диапазоне 5,..., 7 Гц. Глубину и скорость окраски мелодий можно регулировать во время исполнения оперативно с помощью аттенюации и изменения S-положения две,надцатипозиционного переключателя 16.

Причем если включить замыкатель

17, то без нажатия клавиши на звуковоспроиэводящую систему 5 пройдет только один сигнал равномерно темперированной шкалы частот, определяю30 щий и частоту "вибрато". Поменяв еще дважды код блока 9, можно прослушать одну и ту же ноту на трех октавах независимо. Именно так в данном инструменте реализуется режим "Камертон". Таким. образом, с помощью двенадцатипозиционного переключателя

16 и замыкателя 17 можно одновременна прослушать равномерность темперации и монотонность умножения частоты.

40 яг;

"вибрато" в 12 раз, начиная с

Таким образом инструмент, трассировка соединений кнопок-замыкателей которого для басового регистра и об- 45 щий вид приведены на фиг.15 и 16, не содержат в себе традиционного раздвижного меха и характеризуется полной синхронностью работы обоих музыкальных ключей (басового и скрипичного), которая не нарушается. даже при уходах частоты задающего генератора.

Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и я

1.Электронный музыкальный инструмент, содержащий задающий генератор, клавиатуры басового и скрипичного клю- чей, сумматор, первьпг и второй входы которого соединены соответственно с выходами клавиатур скрипичного и басового ключей, звуковоспроизводящую систему, последовательно соединенные первый и второй блоки октавных дели— телей частоты и синтезатор скрипичных регистров, отличающийся тем, что, с целью расширения исполнительских воэможностей инструмента, в него введены формирователь кода

Кронекера, формирователь атаки, компрессор динамического диапазона, включенный между выходам сумматора и входом звуковоспроиэводящей системы, формирователь сигналов басового регистра, последовательно соединенные переключатель частот и формирователь равномерно темперированной частоты, выходы которого соединены с входами первого блока октавного делителя частоты, с первой группой и входов Аормирователя сигналов басового регистра и второй группой п входов синтезатора скрипичного регистра, третья группа и входов которого соединена с выходами первого блока октавных делителей и второй группы и входов

Аормирователя сигналов басового регистра, группа п выходов которого соединены с входами клавиатуры баса ваго ключа, а третья группа и входов соединена с первой группой и входов синтезатора скрипичного регистра, выходы которого соединены с п входами формирователя атаки, выходы которого связаны с входами клавиатуры скрипичного ключа, при этом три группы выходов формирователя кода Кронекера соединены соответственно с входами переключателя частоты, четвертый вход которого подключен к выходу задающего генератора, и с четвертой группой п входов формирователя сигналов басового регистра.

2.Музыкальный инструмент по п.1, отличающийся тем, что, с целью улучшения окраски звука и расширения полосы воспроизводимых частот, в нега введены блок вибрато и двенадцатипоэиционньпг переключатель, входы которого соединены с выходами второго блока октавного делителя частоты, а выход — с первым входом блока вибрата, второй, третий, четвертый входы которого соединены

cooTBeTcTBgHH0 с первьпг, вторым и третьим выходами Аормирователя кода

1355996

25 гистра.

Кронекера, а выход — с входом управления задающего генератора.

3. Музыкальный инструмент по п.1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения игровых возможностей, в него введен замыкатель режима Камертон", вход которого соединен с выходом двенадцатипозиционного переключателя, а выход — с третьим входом сумматора.

4. Музыкальный инструмент по п.1, отличающийся тем, что, формирователь равномерно темперированных частот содержит группу из шести опорных делителей частоты и три группы дополнительных делителей частоты, при этом группа опорных делителей частоты объединена по входу, который является входом формирователя равномерно темперированных частот, а выходы трех групп дополнительных делителей частоты являются и выходами формирователя равномерно темперированной частоты, причем первая и третья группы дополнительных делителей частоты содержат по три делителя частоты каждая, а вторая группа— шесть делителей частоты, причем выходы первого, второго, третьего опорных делителей частоты соединены соответственно с входами первого, второго, третьего делителей частоты третьей группы дополнительных делителей частоты и входами соответственно первого, второго, третьего делителей частоты второй группы дополнительных делителей частоты, а выходы четвертого, пятого, шестого, опорных делителей частоты соединены соответственно с входами первого, второго, третьего делителей частоты первой группы Дополнительных делителей частоты и входами четвертого, пятого, шестого делителей частоты второй группы дополнительных делителей частоты, причем выходы делителей частоты образуют группу п выходов формирователя равномерно темперированной частоты, при этом коэффициенты деления делителей частоты первой, второй и третьей групп дополнительных делителей час11 Г„.— тоты соотносятся как 2 : 27 а коэффициенты деления каждого предыдущего делителя частоты группы опорных делителей частоты к коэффициенту вселения последующего относятся как 42.

5. Музыкальный инструмент, по п.1, отличающийся тем, что, формирователь басового регистра coc""îèò из коммутатора сигналов, восстановителя основных ..онов басового регистра, формирователя доминантсептаккордов, формирователя основных басов, формирователя промежуточных кварто-квинтовых ходов, формировате- ля мажоров и миноров, при этом выходы коммутатора сигналов соединены с входами восстановителя основных тонов басового регистра, выходы которого соединены с входами формирователя доминант-септаккордов, входами формирователя основных басов, входами формирователя промежуточных кварто-квинтовых ходов и первой группой п входов формирователя мажсров и миноров, вторая группа и входов которого соединена с группой п вьгходов формирователя промежуточных кварто-квинтовых ходов, причем выходы формирователя основных басов, формирователя мажоров и миноров и формирователя доминант-септаккордов являются группой п выходов формирователя басового ре6. Музыкальный инструмент по п.3 отличающийся тем, что блок вибрато состоит из последовательно соединенных делителя частоты на шестнадцатb и двух делителей частоты на два и посдеповательно соединенных интегратора и аттенюатора, а также содержит инвертор и первый, второй, третий, четвертью, пятый вентили 2И-, НЕ, при этом вход делителя частоты на шестнадцать является входом блока вибрато, выход соединен с первым входом первого вентиля, выходы первого и второго делителей частоты на два соединены соответственно с первыми входами второ".î и третьего вентилей, вторые входы первого, второго и третьего вентилей соединены соответственно с вторьж,, третьим и четвертым входами блока вибрато, выходы второго и третьего вентилей соединены с первым и вторым-;. входами четвертого вентиля соответственно, выход которого соедин:.н с входом инвертора, а выход инвергора и выход первого вентиля соединены с первым и е вторым входами пятого вентиля соответственно, выход к второго соединен с входом интегратора, причем выход

19 135 аттенюатора является выходом блока вибрато.

7. Музыкальный инструмент по п.1, отличающийся тем, что синтезатор скрипичных регистров содержит статический триггер с двумя устойчивыми состояниями, два ключа и дополнительный формирователь кода

Кронекера, а на каждую клавишу — резистивный сумматор, первый и второй переключатели, каждый из которых содержит три вентиля 2И-HE при этом выходы статического триггера соединены соответственно с первыми входами первого и третьего вентилей первого переключателя, вторые входы которых являются соответственно входом третьей и входом первой групп и входов синтезатора скрипичных регистров для данной клавиши, а выходы первого и третьего вентилей первого переключателя соединены соответственно с первым и вторым входами второго вентиля, выход которого соединен с первыми входами первого, второго, тре5996

20 тьего вентилей второго переключателя, вторые входы которых соединены соответственно с первым, вторым, третьим

5 выходами дополнительного формирователя кода Кронекера, причем выходы первого, второго, третьего вентилей второго переключателя соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами резистивного сумматора, четвертый вход которого является одним из входов второй группы из и входов синтезатора скрипичных регистров для данной клавиши, а выход— выходом синтезатора скрипичных ре-> гистров, при этом замыкающие контакты первого и второго ключей соединены соответственно с первым и вторым входами статического триггера, размыкаю20 щие контакты каждого ключа соединены с общей шиной, а переключающие — с шинами переключения соответствующих регистров, причем величина сопротивления четвертого резистора относится к величинам сопротивлений первого, второго и третьего резисторов как

1:1, 1:2, t:3.

1355996

135599б

1355996

1355996

1355996 з г

Ы

Ду gag )9gAz7тз

1 2 l

О(pg0gby bg ду

gl

>с . I ф у!

pl

gI ,уl у/

12 14 +a% 4 1 РббЙ 3 ф

71 б

Ю

TS

7 г

У «/ « » «

1355996 фиг 16!

355996 Я

Ъ

Составитель Доценко

Техред И.Попович Корректор Л. Пилипенко

Редактор А. Лежнина

Заказ 5796/43 Тираж 346 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, .ул. Проектная, 4