Электронный музыкальный инструмент Советский патент 1985 года по МПК G10H1/02 

1 Изобретение относится к электронным музыкальным ииструмент ам (ЭМИ). Цель изобретения - обог ащение зву чания ЭНН путем создания независимог иибрато но всем тонам звукоряда при помощи случайной фазовой манипуляции на 180°. На фиг. 1 представлена функциональная схема электронного музыкального инструмента; на фиг. 2 - спектры обертонов сигналов нот; на фиг.З функциональная схема блока генераторов псевдослучайных чисел; на фиг. 4 - функциональная схема блока тактовых частот. Электронный музыкальный инструмент., содержит блок I задающ1сх генера торов, двенадцать вьсходов которого подк иочены к тактовым входам двенадцати двигателей 2.1 - 2.12 частоты, клавиатуру 3, к вькоду которой подключены последовательно соединенные темброОлок , усилитель 5 н звуковоспроизводящее устройство 6, а такж генератор 7 расстройки, блок 8 гене paTopoD псевдослучайных сигналов, и блок 9 формирования тактовых частот и первый - двенадцатый модуляторы 10.1 - 10.12, кажДый из которы содержит первь - седьмой элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11.1 - 11.7, первые входы которых соединены с выходами соответствующего делителя частоты, вторые входы образуют группу управляюиих входов модуляторов н соединены с соответствующей группой выходов блока 8 генератора псевдослучайных сигна;тов, а выходы - с соответствую щими входами клавиатурных, причем выходы блока 9 формирования тактовы частот 11одк.гпочены к входам блока 8 генераторов псевдослучайных сигнало вход - к ныходу-генератора 7 расстр ки, вход управления которого соединен с яыходом блока 12 управления расстройкой. При этом блок 8 генераторов псев дослучайных сигналов содержит первый - седьмой регистры 13.1 - 13.7 сдвига длиной одиннадцать разрядов и первый - седьмой элементы ИСКЛЮЧА ЮЩЕЕ ИЛИ U.1 - 1.7, входы каждого из которых соединены с вь«одами девятой и одиннадцатой ячеек, а выход - с информационным входом соот- ветстнуклцего регистра сдвига, тактовый вход каждого регистра 13.1 13,7 сдвига соединен с соответствую

/ 612 щим входом 1Ь.1 - 15.7, а выходы ячеек с номером п всех регистров сдвига образуют группу 16. I - 16 п.1 из семи вькодов блока 8 генераторов псевдослучайных чисел, первую группу 16.1 выходов которого образуют выходы всех элементов ИСКЛЮЧАЮПЩЕ ИЛИ 14.1 - 14.7. тот содержит первый - седьмой делители 17.1 -- 17.7 частоты, входы которьвс подклжчены к входу, а. выходы - к соответствуххдим выходам 15.1 15.7 блока 9 формирования тактовых частот. батывает двенадцать основных частот нот в пределах одной (например,4-й) октавы (от до до си). Сигналы этих нот в виде прямоугольных напряжений поступают на тактовые входы 12-ти делителей 2.1 - 2.12 частоты, на выходах которых получается после- довательность частот, поделенных в 2,4, 8, ,Ь, 32 и 64 раза. Эти сигналы поступают на входы модуляторов 10.1 - 10.12, -«а выходах которых получаются сигналы манипулированные по фазе на 180. Ман}тулирование производится при помощи элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11.1 - 11.17, на первые входы которых поступают выходные сигналы соответствующего из делителей 2.1 - 2.12, на вторые с выходов блоха 8 генераторов псевдослучайных чисел. на выходах блока 8 Является случайНа 180° происходит по случайному вакону. Энергетический спектр псевдослучайной тактируемой последовательности единир и нулей определяется выражением /(--) , где Т - тактовьй интервал. Известно, что при фазовой манипуляции на 180 спектр манипулированного сигнала определяется как симметричный разворот спектра манипулирующего сигнала относительно несущей частоты сигнала до манипуляции. Например, если периодически манипулировать фазу на 180,т.е. манипулирующий сцгнал - прямоугольный, то спектр манипулярованного сигнала дискретный: компоненты с весом I находятся на частотах Блок 9 формирования тактовых часЭМИ работает следующим образом . Блок 1 задающих генераторов выраПоток логических единиц и поэтому фазовая манипуляция ;ением F(S)-2T sin JLL/ 31 с oecoM 1/3 - на частотах и т.д. (фиг. 2 б). Аналогично спектр псевдослучайного манипулирующего сиг нала вида F(n)2Tsln J1L /(ill) симметрично разворачивается относительно несущей частоты oij и показан на фиг. 25 (фиг. 2 а спектр исходного сигнала). Таким образом, спектр ман)1улированного по .фазе на 180° псевдослучайным сигналом колебания оказывается размазанным в полосе частот u) t- (хвосты спектра ввиду малой интенсивности спектральных компонент можно не учитьгеать) . Случайный-потох логических единиц и нулей формируется в блоке 8 генераторов псевдослучайных сигналов до 84 выхода (7 октав по 12 нот). В состав блока входят семь генераторов по числу октав. Каждьо из них состои из 1 1-рлзрядного регистра 13.1-13.7 сдвига, у которого 9-я н 11-я ячейки -подключены к входам элементов .14.1 14.7, вг.кодноП сигнал которого посту плет на имформащюнный вход соответ ствующего регистра 3-i сдвига. И на информационном входе и на выходах ячеек регистра 13-i сдвига обраэуются случайные последовательности един и нулей, ляна такой последовательIHOCTH равна 2 - I 2047 символов, но чтобы эта длина была максимальной требуется, и определенное число разря дов регистра сдвига и подключение опоепеленкых ячеек к сумматору по мо дулю два.Корреляционная функция псевдослучайной последовательности описынается выражением R(t)-(t)/T при (с) Т, т.е. при .t Т, .R(t)-0, и даже на выходах соседних ячеек регистров 13.1-13.п сдвига последовательности единиц и нулей некоррелирщваны т.е. статически независимы, не гоно- ря улс о разных регистрах сдвига. Значит, все 84 последовательности единиц и нулей независимы между собой, а следовательно и сигналы нот модулированные этими последовательностями, если кх воспроизвести одновременно, дают сигнал разностной . частоты не однотонный, а также промоделированный. .17.. 1 - 17,7 частоты. S-4,25 th (0,0407п-0,5214)+5,75(Гц частоты блока 9 должны укладываться частот Д.ЛЯ сильного вибрато составляют. ., 9,5 Гц (для 4-rt октавы) , f, таких частот -необходимо выставить частоту генератора 7, равную 76 Гц, и принять коэффициенты деления частоты в делителях 17.1 k, 8; в 17.2 kj - Ufa t7.3 k, - 16; в 17.4 k, - 26; в 17.5 k, -,38; в 17.6 k; - 42 и в 17.7 k7 48. При помощи блока 12 можно перехбдить от сильного вибрато к слабому и наоборот. 1 4 КахлыК регистр 13.1 - 13.7 сдвига формирует группу 11севдослучаГч{ых си1- налов для одной октави, например регистр 13.1 - для 4-й оставы, регистр 13. для контроктавы. Расширение cVieKTpa (частота биений) для каждой октавы имеет свое значение, т.е. у каждого регистра сдвига долж.на быть своя тактовая частота. Тактовые частоты для блока 8 генераторов псевдослучайных сигналов формируются в блоке 9 тактовых частот, который содержит семь делителей Выбор коэффициентов деления определяется, следхряцими соображениями. Известно, что расширение спектра иэ-эа вибрато для каждой ноты звукоряда описывается законом гиперволического тангенса, напримерЛ для сильного вибрато для слабого S-3,5 th (0,0336п-0,9б7)+4,5 (Гц) где п -число полутон01., отсчитываемых от 1-й октавы вверх (со знаком +) кли .вниз (со знаком -). Таким образом, тактовые на.кривую гиперболического тангенса Например, значения тактовых 6,9 Гц (для 3-ft октавы), 4,7 Гц (длЛ 2-iT октапы) , 4 2,9 Гц (для 1-(( октаоы) , fj - 2,ОГц (для малой октавы) , g 1,8 Гц (для большойок- авы) и ., 1,6 1ц (для контроктав) . Для получения

,.j