Музыкальный электроакустический аппарат Российский патент 2020 года по МПК G10H3/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к электронным музыкальным инструментам.

Уровень техники

Известные музыкальные инструменты с описанным принципом работы не обнаружены.

Раскрытие изобретения

Аппарат, воплощающий изобретение, имеет способ генерации звуковых тонов за счет положительной акустической обратной связи (АОС).

Принципы звуковой обратной связи были впервые обнаружены и описаны датским ученым Сореном Абсалоном Ларсеном в 1911 году.

Сигнал, принимаемый микрофоном, усиливается и выходит из громкоговорителя. Звук из громкоговорителя принимается микрофоном, дополнительно усиливается, а затем снова выводится через громкоговоритель. В результате возникает самовозбуждение акустической системы, что приводит к появлению петли положительной обратной связи, в которой звуковые колебания усиливаются все больше и больше.

Условия возникновения АОС следуют критерию устойчивости Баркгаузена, а именно, что, с достаточно высоким коэффициентом усиления, стабильное колебание может (и обычно будет) происходить в цепи обратной связи, частота которого такова, что задержка фазы представляет собой целое число, кратное 360 градусов и усиление на этой частоте равно 1. Если усиление малого сигнала больше 1 для некоторой частоты, то система начнет колебаться на этой частоте, поэтому уровень звука на этой частоте будет усиливаться.

В аппарате, созданном на этом принципе, для контроля изменения выходных параметров звука необходимо механически перекрывать доступ сигнала громкоговорителя к микрофону, тем самым сдерживая генерацию тонов, обусловленную АОС, от гиперболического роста амплитуды.

Высота звука, сила и звуковой спектр меняются в зависимости от изменения расстояния от микрофона до корпуса аппарата, положения корпуса аппарата относительно микрофона с учетом диаграммы направленности движения звуковых волн из управляющих отверстий, а также особенностей среды, в которой происходит работа аппарата (архитектура помещения; плотность, влажность воздуха и прочее).

Различные варианты корпуса резонирующей поверхности дают большие возможности для изменений характеристик звука. Другими словами звуковую выразительность можно достигать различными вариантами согласования модели корпуса аппарата со средой.

Способ исполнения на данном музыкальном инструменте можно отнести к кинестетическому способу. Как обратной связи между слуховыми ощущениями и положением мышц тела.

Описание чертежей

На фиг. 1 представлено продольное сечение Модуля 1 аппарата, на фиг. 2 - Модуль 2 аппарата.

На чертежах указаны элементы:

Корпус аппарата (1), управляющие отверстия (2), электродинамическая головка (3), усилитель звукового сигнала (4), радиоприемник (5), аккумуляторная батарея (6), микрофон (7), усилитель сигнала микрофона (8), прибор корректировки тембральных характеристик (9), устройство ограничения сигнала по амплитуде (10), радиопередатчик (11).

Устройство музыкального электроакустического аппарата можно условно разделить на 2 модуля. Модуль 1 включает корпус - 1, с управляющими отверстиями - 2, электродинамическую головку (динамик) - 3, усилитель звукового сигнала - 4, радиоприемник - 5, аккумуляторную батарею - 6. Модуль 2 включает микрофон - 7, усилитель сигнала микрофона - 8, прибор корректировки тембральных характеристик (эквалайзер) - 9, устройство ограничения сигнала по амплитуде - 10, радиопередатчик - 11. В качестве радиоприёмника и радиопередатчика для передачи данных могут выступать ресивер и трансмиттер Bluetooth™ или любой другой способ беспроводной передачи данных. Для дополнительных возможностей музыкальной выразительности можно в цепь петли АОС между блоками 10 и 11 включать приборы создания звуковых эффектов (эхо, реверберация, фейзер, хорус, модуляция и т.п.). В качестве Модуля 2 в устройстве может применяться мобильное устройство, дополненное функциональностью карманного персонального компьютера с программным обеспечением цифровой звуковой рабочей станцией с возможностью звукозаписи с использованием встроенного микрофона, а также хранения, редактирования и воспроизведения цифрового звука. Устройство работает следующим образом. При перемещении корпуса 1 аппарата вблизи микрофона 7 создается звук, обусловленный петлей положительной АОС. Звук в микрофоне преобразуется в электрический сигнал и, пройдя усилитель сигнала микрофона 8, попадает в эквалайзер 9. В эквалайзере появляется возможность избирательно корректировать амплитуду сигнала в зависимости от частотных характеристик (высоты, тембра звука). Это позволяет настроить Аппарат индивидуально с учетом особенностей среды исполнения. Далее сигнал поступает в устройство ограничения сигнала по амплитуде 10, где верхушки синусоид звукового сигнала обрезаются плавными скруглениями, что приводит к искажению выходного сигнала пропорционально уровню входного сигнала. Таким образом, можно подчеркнуть динамику звучания. Потом обработанный сигнал поступает в радиопередатчик 11 и передается на радиоприемник 5, усиливается в усилителе звукового сигнала 4 и транслируется в виде звуковых волн через динамик 3. Для мобильности Аппарата электропитание осуществляется за счет аккумуляторной батареи 6. Для исполнения музыки на аппарате необходимо зажать руками управляющие отверстия 2 и, изменяя расстояние между микрофоном и корпусом аппарата, раскрывать их, тем самым регулируя уровень выходного сигнала, тональность и спектр звука. 2 ил.

Музыкальный электрический аппарат, состоящий из корпуса с управляющими отверстиями во внутренние полости, где расположен динамик, подключенный к усилителю, получающему сигнал от радиоприемника, связанного с радиопередатчиком, транслирующим обработанный в эквалайзере и устройстве ограничения сигнала электрический сигнал от микрофона, усиленный в микрофонном усилителе.