Устройство для контроля настройки музыкальных инструментов Советский патент 1984 года по МПК G10H1/02 

со о о

00

. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок формирования измерительиых импульсов содержит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого являются первым и вторым входами блока формирования измерительиых импульсов, а выход соединен со входом одиовибратора, первым входом первого элемента И и первыми входами триггеров предельного отклонения и знака отклонения, второй вход первого элемента И соединен с первым выходом триггера предельного отклонения, а выход - с первыми входами второго и третьего элементов И, причем второй вход триггера предельного отклонения соединен с выходом одновибратора, а второй выход - d первыми входами четвертого и пятого элементов И, второй вход триггера знака отклонения соединен со вторым входом «элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый выход соединен со вторыми входами второго и четвертого элементов И, а второй выход соединен со вторыми входами третьего и пятого элементов И, выходы второго и гретьего элементов И соединены с первыми входами ключей, вторые входы которых .подключены к шинам источников соответственно положительного и отрицательного опорных напряжений, а выходы - к сумматору, выход которого является .первым выходом, а выходы четвертого и пятого элементов И - вторым и третьим выходами блока формировауия измерительных импульсов.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАСТРОЙКИ МУЗЫКАЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ, содержащее блок формирования измеряемого интервала, вход которого соединен с блоком преобразования акустического сигнала, а выход через блок формирования синхроимпульсов соединен с блоком формирования эталонного интервала и индикатор, отличающееся тем. что, с целью повышения точности и поме.хоустойчивости контроля, в него введены блок формирования измерительных импульсов, входы которого соединены с выходами блоков формирования измеряемого и эталонного интервалов, а первый выход соединен с индикатором, интегратор, вход которого соединен со вторым выходом блока формирования измерительных импульсов, а выход соединен с индикатором, причем второй вход блока формирования измеряемого интервала соединен с выходом блока формирования эталонного интервала, а второй и треI тий входы блока преобразования акустического сигнала соединены со вторыми вхо(Л дами блоков формирования измеряемого и эталонного интервалов.

1

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

Известно устройство для настройки музыкальных инструментов, основанное на измерении разности между измеряемыми образцовыми периодами колебаний и содержащее блок преобразования акустического сигнала, блок формирования синхроимпульсов, блок формирования эталонного интервала и индикатор 1.

Недостатком устройства является низкая точность.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является устройство для настройки музыкальных инструментов, содержащее блок преобразования акустического сигнала, соединенный с блоком формирования измеряемого интервала, блок формирования эталонного интервала, соединенный с блоком формирования синхроимпульсов и индикатор 2. Недостатком прибора является низкая точность контроля музыкальных звуков в пределах октавы, так как при этом модуль от-; носительной погрешности, а следовательно, и точность контроля изменяется в 2 раза. Это существенно затрудняет настройку инструмента.

Недостатком устройства является также низкая помехоустойчивость. Помеха вызывает ложное срабатывание формирователя импульсов, вследствие чего меняется длительность измерительных импульсов, что приводит к появлению аномальных ошибок в результате измерений.

Цель изобретения - повышение точноети и помехоустойчивости контроля настройки.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля настройки музыкальных инструментов, содержащее блок формирования измеряемого интервала, вход которого соединен с блоком преобразования акустического сигнала, а выход через блок формирования синхроимпульсов соединен с блоком формирования эталонного интервала и индикатор, введены блок формирования измерительных импульсов, входы которого соединены с выходами блоков формирования измеряемого и эталонного интервалов, а первый выход соединен с индикатором, интегратор, вход которого соединен со вторым выходом блока формирован я измерительных импульсов, а выход сое- дивен с индикатором, причем второй вход блока формирования измеряемого интервала соединен с выходом блока формирования эталонного интервала, а второй и третий входы блока преобразования акустического сигнала соединены ,со вторыми выходами блоков формирования измеряемого и эталонного интервалов.

Причем блок формирования измерительных импульсов содержит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого являются первым и вторым входами блока формирования измерительных импульсов, а выход соединен со входом одновибратора, первым входом первого элемента И и первыми входами триггеров предельного отклонения и знака отклонения, второй вход первого элемента И соединен с первым выходом триггера предельного отклонения, а выход - с первыми входами второго и третьего элеменов и, причем второй вход триггера преельного отклонения соединен с выходом одновибратора, а второй выход - с первыми входами четвертого и пятого элементов И, второй вход триггера знака отклонения соединен со вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. первый выход соединен со вторыми входами второго и четвертого элементов И, а второй выход соединен со вторыми входами третьего и пятого элементов И, выходы второго и третьего элементов И соединены с первыми входами ключей, вторые входы которых подключены к шинам источников соответственно положительного и отрицательного опорных напряжений, а выходы - к сумматору, выход которого является первым выходом, а выходы четвертого и пятого элементов И - вторым и третьим выходами блока формирования измерительных импульсов.

На фиг; 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема блока формирования измерительных импульсов; на фиг. 3 - временная диаграмма работы устройства.

Устройство для контроля настройки музыкальных инструментов содержит блок 1 преобразования акустического сигнала, блок 2 формирования измеряемого интервала, пок 3 формирования эталонного интервала, блок 4 формирования синхроимпульсов, блок 5 формирования измерительных им: пульсов, интегратор 6, индикатор 7.

Блок 1 преобразования акустического сигнала состоит из датчика 8, полосового фильтра 9, усилителя 10, триггера II Шмидта.

Блок 2 формирования измеряемого интервала содержит двоичный счетчик 12, переключатель октав 13 и триггер 14.

Блок 3 формирования эталонного интервала содержит кварцевый генератор 15, двоичный счетчик 16, кодовый преобразователь 17, переключатель 18 нот, триггер 19.

Блок 5 формирования измерительных импульсов содержит элемент 20 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, одиовибратор 21, элемент 22 И, риггер 23 предельного отклонения, триггер 24 знака отклонения, элементы 25-28 И, ключи 29, 30, сумматор 31, шины 32, 33 источников соответственно положительного и отрицательного опорных напряжений.

Устройство для контроля настройки муыкальных инструментов, содержащее блок 2 формирования измеряемого, интервала вход которого соединен с блоком I преобразования акустического сигнала, а выход ерез блок 4 формирования синхроимпуль-. ов соединен с блоком 3 формирования этаонного интервала и индикатор 7, блок 5 формирования измерительных импульсов, входы которого соединены с выходами блоов 2, 3, а первый выход соединен с индиатором 7, интегратор 6, вход которого сое.оииен со вторым выходом блока 5, а выход соединен с индикатором 7, причем второй вход блока 2 соединен с выходом блока 3, а второй и третий входы блока 1 соединены со вторыми выходами блоков 2, 3.

При этом блок I содержит последовательно соединенные датчик 8, полосовой фильтр 9, усилитель 10, триггер ЩмИдта 11, выход которого является выходом блока 1, а вход датчика I - его входом.

Блок 2 содержит последовательно соединенные счетчик 12, переключатель 13 октав и триггер 14, выход которого является первым выходом блока 2, выход переключателя .13 - вторым его выходом, а вход счетчика 12 и триггера 14 - первым и вторым входами блока 2.

При этом блок 5 формирования измерительных импульсов содержит элемент 20 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого являются первым и вторым входом блока 5, а выход соединен со входом одновибратора 21, первым входом первого элемента И 22 и первыми входами триггеров 23 предельного отклонения и 24 знака отклонения, вто- , рой вход первого элемента И 22 соединен с первым выходом триггера 23, а выход - с первыми входами второго 25 и третьего 26 элементов И, причем второй вход триггера 23 соединен с выходом одновибратора 21, а второй выход - с первыми входами четвертого 27 и пятого 28 элементов И, второй вход триггера 24 соединен со вторым входом элемента 20 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый выход соединен со вторыми входами второго 25 и четвертого 27 элементов И, а второй выход соединен со вторыми входами третьего 26 и пятого 28 элементов И, выходы второго 25 и третьего 26 элементов И, соединены с первыми входами ключей 29, 30 соответственно, вторые входы которых подключены к шинам источ-. НИКОВ соответственно положительного 32 и отрицательного 33 опорных напряжений, а выходы - к сумматору 31, выход, которого является первым выходом, а выходы четвертого и пятого элементов И - вторым к третьим выходами блока 5 формирования измерительных импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Оператор устанавливает переключатель октав 13 и йот 18 в положения, соответствую ш.ие требуемой ноте, при этом фильтр 9 перестраивается на частоту основного нота (обертона) выбранный ноты, устанавливается необходимый коэффициент деления блока 2 формирования измеряемого интервала выбирается в кодовом преобразователе 17 необходимая кодовая комбинация, определяющая длительность эталонного интервала.

На временной диаграмме работы устройства, представленной на фпг. 3, показаны сигналы на выходах .соответствующих элементов.

Акустический сигнал преобразуется датчиком 8, например микрофоном, в электрический, полосовой фильтр 9 выделяет гармоническую составляющую с частотой, соответствующей выбранной ноте (обертона), устанавливается усилителем 10 и преобразуется триггером 11 Шмидта в последовательность прямоугольных импульсов, которые поступают на вход двоичного счетчика 12. G выхода переключателя 13 октав на триггер 14 поступают импульсы, частота которых в 2 раз меньще частоты входного сигнала, где к - количество задействованных разрядов двоичного счетчика 12. Триггер 14 формирует прямоугольные импульсы, половина периода которых используется для сравнения с эталонным интервалом времени, а по его переднему фронту блок 4 формирования синхроимпульсов, выполненный, например, по схеме одновибратора, вырабатывает короткие импульсы, запускающие триггер 19 блока 3 формирование эталонного интервала. Импульсы эталонной частоты с кварцевого генератора 13 поступает на вход двоичного счетчика 16. При равенстве его выходного кода выбранной кодовой комбинации, заложенной в кодовом преобразователе 17, выполненном, например, в виде диодной матрицы, с выхода переключателя 18 нот на второй вход триггера 19 поступает. импульс, который заканчивает формирование эталонного интервала на выходе триггера 19. При этом происходит установка нуля двоичного счетчика 16 и на управляющий вход триггера 14 поступает логический уровень, разрещающий формирование следующего измеряемого интервала.

Импульсы с выходов блоков 2 формирования измеряемого интервала и 3 формирования эталонного интервала поступают на входы элемента 20 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ блока 5 формирования измерительных импульсов. Элемент 20 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ формирует измерительные импульсы длительностью, равной разности сравниваемых интервалов, и с периодом повторения сигнала, поступающего из блока 2. Скважность измерительных импульсов пропорциональна точности настройки музыкального инструмента. По переднему фрон-. ту измерительных импульсов одновибратор 21 вырабатывает импульсы, длительность которых определяется диапазоном контролируемого отклонения настройки и которые поступают на вход триггер-а 23 предельного отклонения.

Если длительность измерительных импульсов меньще длительности импульсов, сформированных одновибратором 21, то сигнал с выхода триггера 23 предельного

отклонения разрещает поступление измерительных импульсов через элемент 22 И на первые входы элементов 25 и 26 И.

Триггер 24 знака отклонения по перед5 нему фронту измерительного импульса в зависимости от положения триггера 19 устанавливается в состояние «О или «1, что является признаком знака отклонения. Сигнал с прямого выхода триггера 24 поступа ет на вторые входы элементов 25, 27 И, а с инверсного выхода - на вторые входы элементов 26, 28 И. Измерительные импульсы в зависимости от состояния триггера 24 знака отклонения поступают на ключ 29 через элемент 25 И или на ключ 30 через

.5 элемент 26 И, которые подключают на вход интегратора 6 +Von или -Von на время, равное длительности измерительных импульсов. После интегрирования сигнал, пропорциональный отклонению настройки, под ступает на индикатор 7. Если длительность измерительных импульсов больше длительности импульсов, сформированных одновиб ратором 21, то триггер 23 изменит свое состояние, и сигнал с его прямого выхода запретит прохождение измерительных импуль5 сов через элемент 22 И. Сигнал с инверсного выхода триггера 23 предельного отклонения поступит на первые входы 4|лементов 27 и 28 И и в зависимости от состояния триггера 24 знака отклонения на выходе

- одного из этих элементов И формируется сигнал, поступающий на индикатор предельного отклонения («Частота больще, «Частота меньше.

Предлагаемое устройство для- контроля настройки музыкальных инструментов обеспечивает постоянство величины относительной погрещности контроля настройки в пределах октавы за счет формирования последовательности измерительных импульсов с постоянной амплитудой, длительность которых равна разности между измеряе.мы.ч периодом и образцовым интервалом времени, а период равен периоду основного тона и интегрирования этой последовательности импульсов за определенный интервал. времени.

Повыщение помехоустойчивости устройства достигается благодаря исключению измерительных импульсов существенно искаженных помехой, т. е. исключению аномальных ощибок из результатов измерений.

Устройство удобно в эксплуатации, так как оно позволяет контролировать настройку музыкального инструмента, строй которого равномерно смещен от заложенного в устройстве, реализовать требуемую настро5 ечную кривую, пользуясь простой таблицей относительных отклонений, оперативно двумя подключениями подготовить устройство для контроля требуемой -ноты, практически

исключить ошибочность ввода данных и синхронно перестраивать аналоговую и цифровую части устройства, быстро перестраипппппппппп п п ппппппппппп J

71

ваться на контроль по первой, второй и четвертой гармоникам, присутствующим в любом музыкальном сигнале.

Фиг. 2