Устройство для контроля настройки музыкальных инструментов Советский патент 1985 года по МПК G10H1/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для измерения малых отклонений частот звуковых колебаний от за данных значений, в частности для контроля отклонения настройки музыкальных инструментов от заданного строя. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства на высших частотах. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для контроля настройки музыкальных инструментов; на фиг. 2 - временная диаграмма раб ты устройства. Устройство для контроля настройк му:.ыкальных инструментов содержит блок 1 акустических преобразований, первый и второй входы которого соединены с выходами переключателей 2 нот и 3 октав, первый двоичный счет чик 4, вход которого соединен с выходом блока 1 акустических преобраз ваний, второй двоичный счетчик 5, выходы которого соединены с входами первого преобразователя 6 кода, 1К-триггер 7, выход которого соедин с первым входом элемента 8 ИСКЛЮЧАЮ ЩЕЕ ИЛИ и через первый формирователь 9 импульсов - с первым входом RS-триггера 10, выход которого соединен с первыми входами 1К-триггера 7, триггера 11 знака отклонения, второго двоичного счетчика 5 и с вт рым входом элемента 8 ИСКЛЮЧАЩЕЕ Ш1И, выход которого соединен с первым входом первого элемента И 12 и с вторым входом триггера 11 знака отклонения, первый и второй выходы которого соединены с первыми входами второго 13 и третьего 14 элементов И соответственно, вторые входы которьгх соединены с первым выходом триггера 15 предельного отклонения, а выходы - с первой группой входов индикатора . 16, кварцевый генератор 17, второй преобразователь 18 кода, входы которого соединены с вы ходами переключателя 2 нот, выходы с входами делителя 19 с переменным коэффициентом деления, тактовый вхо которого соединен с выходом кварцевого генератора 17, третий двоичный счетчик 20, вход которого соединен с выходом делителя 19 с переменным коэффициентом деления, а выходы с входами переключателя 3 октав. выход которого соединен с вторыми входами второго двоичного счетчика 5 и первого элемента И 12, второй 21 и третий 22 формирователи импульсов, входы которых соединены с выходом элемента 8 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ РМИ, десятичный счетчик 23, первый и второй входы которого соединены с выходами второго формирователя 2 Г импульсов и первого элемента И 12 соответственно, четвертый элемент И 24, входы которого соединены с выходом третьего формирователя 22 импульсов и с вторым выходом триггера 15 предельного отклонения, входы которого соединены с выходами второго формирователя 21 импульсов и десятичного счетчика 23, блок 25 памяти, первая группа входов которого соединена с выходами десятичного счетчика 23, вход управления - с выходом четвертого элемента и 24 и вторым выходом триггера 11 знака отклонения, а выходы - с индикатором 16, второй вход 1К-триггера 7 соединен с выходом первого двоичного счетчика 4, второй вход RS-триггера 10 соед,инен с выходом первого преобразователя 6 кода. Блок 1 акустических преобразований содержит датчик 26, фильтр 27, усилитель 28, триггер 29 Шмидта. Устройство работает следующим образом. Оператор устанавливает переключатели 2 нот и 3 октав в положения, соответствуняцие Требуемой ноте, при этом полосовой фипьтр 27 пере- страивается на частоту основного тона (обертона) выбранной ноты, устанавливается требуемый коэффициент деления двоичного счетчика 20, и через кодовый преобразователь 18, выполненный, например, в виде диодной матрицы, на входах делителя 19 с перменным коэффициентом деления устанавливается кодовая комбинация, определяющая коэффициент деления частоты импульсов, поступающих с кварцевого генератора 17. С выхода делителя 19 с переменным коэффициентом деления импульсы по периоду делятся двоичным счетчиком 20. Акустический сигнал преобразуется датчиком 26, Hanptotep микрофоном, в электрический. Полосовой фильтр 27 ввделяет гармоническую,составляющую с частотой, соответствующей выбран3ной ноте (обертону). Далее сигнал усиливается усилителем 28 и преобра зуется триггером 29 Шмидта в последовательность прямоугольных импульсов, которые поступают на вход двои ного счетчика 4. Наличие гармонических составляющих в музыкальном сигнале и различных помех несмотря на применение полосового фильтра приводит к плаванию значения периода импульсов, сформированного триггером 29 Шмидта Точность измерения повьшается с уве личением числа периодов. Усредненны импульсы со счетчика 4 поступают на счетньй вход 1К-триггера 7, на выходе которого формируется импульс определяющий измеряемый .интервал времени. По его переднему фронту формирователь 9 импульсов, вьтолненный, например, по схеме одновибратора, формирует короткий импульс, устанав ливающий RS-триггер 10 в состояние, соответствующее формированию эталон ного интервала. При этом сигнал с выхода RS-триггера 10 разрешает двоичному счетчику 5 счет импульсов образцовой частоты, поступающих с п реключателя 3 октав, и запрещает 1К-триггеру 7 по управляющему входу формирование нового измеряемого интервала до окончания образцового. С приходом 1731-гго импульса образцововой частоты на выходе преобразо вателя 6 кода, выполненного по схеме И-НЕ, формируется импульс, устанавливающий RS-триггер 10 в исходное состояние. Формирование эталонного интервала заканчивается, двоич ный счетчик 5 устанавливается в О и устройство ожидает поступления следующего измеряемого интервала. Входы элемента И-НЕ преобразователя 6 кода подключены к тем разрядам двоичного счетчика 5, которые соотвествуют логической единице двоичного представления числа 1731. Измеряемый и образцовый интервалы с выходов триггеров 7 и 10 поступают на входы элемента 8 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ШШ, на выходе которого формируются измерительные импульсы длительностью, равной разности измеряе мого и образцового интервалов. Триг гер 11 знака отклонения по переднему фронту измерительного импульса в зависимости от состояния RS-триг- 54 гера 10 устанавливается в состояние О или 1, что является признаком знака отклонения. По переднему фронту измерительного импульса формирователь 21 импульсов, выполненный, например, по схеме одновибратора, формирует короткий импульс для начальной установки нуля десятичного счетчика 23 и триггера 15 предельного отклонения. Измерительные импульсы поступают на вход элемента 12 И, который пропускает импульсы эталонной частоты с переключателя 3 октав на счетный вход десятичного счетчи- ка 23. Кодовая комбинация с выходов десятичного счетчика 23 и триггера 11 знака отклонения поступает на вход блока 25 памяти. Если величина отклонения настройки не выходит за пределы шкалы устройства, то за время измерительного импульса десятичный счетчик 23 не переполняется, триггер 15 остается в начальном состоянии и логический уровень 1 с его выхода разрешает импульсу, сформированному формирователем 22 импульса, выполненному, например, по схеме одновибратора, по заднему фронту измерительного импульса через элемент И 24 поступить на вход блока 25 памяти. Информация с выхода блока 25 памяти поступает на индикатор 16, включающий также и необходимые деши- фраторы. Если величина отклонения настройки выходит за пределы шкалы устройства, то за время измерительного импульса десятичный счетчик 23 переполняется, импульс переполнения изменяет состояние триггера 15 на О. При этом в зависимости от состояния триггера 11 знака отклонения на выходе элемента И 13 или 14 появляется О,и на индикаторе 16 отображается настройка Вьше или Ниже. Кроме того, элемент И закрыт для прохождения импульса записи в блок 25 памяти, и на индикаторе 16 отображается информация о последнем значении отклонения, находящемся в пределах шкалы устройства. Как только частота входного сигнала будет опять соответствовать диапазону устройства, процесс изме-. рения возобновляется. Ввиду того, что в эталонном интервале заключен 1731-й эталонный

импульс, заполняющий десятичный счетчик 23, формула преобразования входного сигнала принимает вид ™

D -1200 Ig i; 1731 In (1±S-)

±1731 п

NO где D - отклонение настройки, цент;

Т - длительность измеряемого инп

тервала;

1 длительность эталонного индлительн(

тервала;

М - число импульсов эталонной частоты, заключенное в эталонном интервале; п - число импульсов эталонной

частоты, записанное в десятичном счетчике. Следовательно, значения, хранящиеся в памяти и воспроизводимые индикатором, численно равны отклонению настройки в центах. Точность контроля остается постоянной во всем пиапазоне частот.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАСТРОЙКИ МЫЗЫКАЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ, содержащее блок акустическихпреобразований, первый и второй входы которого соединены с выходами переключателя нот и октав, первый двоичный счетчик, вход которого соединен с выходом блока акустических преобразований, второй двоичный счетчик, выходы которого соединены с входами первого преобразователя кода, 1К-триггер, выход которого соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и через первый формирователь импульсов - с первым входом RS-триггера, выход которого соединен с первыми входами 1К-триггера, триггера знака отклонения, второго двоичного счетчика и с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮРЩЕ ИЛИ, выход которого соединен с первьм входом первого элемента И и с вторым входом триггера знака отклонения, первый и второй выходы которого соединены с первыми входами второго и третье- / го элементов И соответственно, вторые входы которых соединены с первым, .выходом триггера предельного откло- f нения, а выходы - с первой группой входов индикатора, и кварцевый гене-i ратор, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия на высших частотах, в него введены второй преобразователь кода, входы которого соединены с выходами переключателя нот, выходы - с входами делителя.с переменным коэффициентом деления, тактовый вход которого .соединен с выходом кварцевого генератора, третий двоичный счетчик, вход которого соединен с выходом делителя с переменным коэффициентом деления, а выходы - с входами переключателя октав, вьгход которого соединен с вторыми входами второго двоичного счетчика и первого элемента И, второй и третий формирователи импульсов, входы которых соединены ,с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮИЩЕ ИЛИ, десятичный счетчик, первьй и второй входы которого соединены с выходами BTdporo формирователя импульсов и первого элемента И соответственно, четвертый элемент И, первый и второй входы которого соединены соответст4:ik венно с выходом третьего формироватеСО О1 ля импульсов и с вторым выходом триггера предельного отклонения, входы которого соединены с выходами второго формирователя импульсов и десятичного счетчика, блоки памяти, первая группа входов которого соединена с выходами десятичного счетчика, . вход управления - с выходом четвертого элемента И и вторым выходе триггера знака отклонения, авыходы-с второй группойвходов индикатора,причем второй вход 1 К-триггера соединен с выходом первого двоичного счетчика, а второй вход RS-триггера соединен с вы-i ходом первого преобразователя кода.