Преобразователь емкость-высота звука Советский патент 1987 года по МПК G10H5/00 

Изобретение относится к устройству для получения звука и может быть использовано для электромузыкальных инстру- ментов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения стабильности настройки в процессе эксплуатации и линеаризации мензуры.

На фиг. 1 изображена электрическая принципиальная схема преобразователя емкость - высота звука; на фиг. 2 - временные диаграммы (I, II, III) работы устройства; на фиг. 3 - зависимость изменения фазы вынужденных колебаний от частоты.

Преобразователь емкость - высота звука содержит высокочастотный генератор 1 постоянной частоты, элемент 2 управления высотой звука, резонансный усилитель 3, первый 4 и второй 5 усилители-ограничители, фазовый детектор б, интегрирующую цепь 7, управляемый генератор 8 низкой частоты и триггер 9, причем выходы высокочастотного генератора 1 постоянной частоты и резонансного усилителя 3 через соответствующие первый 4 и второй 5 усилители-ограничители соединены с первым и вторым входами фазового детектора 6, первый выход которого через интегрирующую цепь

7подключен к входу управления генератора

8низкой частоты, выход которого соединен с тактовым входом триггера 9, вход сброса которого подключен к второму выходу фазового детектора 6, а выход - к выходу устройства.

При фиксированной частоте из, , соответствующей резонансной частоте контура, сдвиг фаз между колебаниями на контуре и их вызывающими равен нулю. Изменение емкости в сторону увеличения приводит к снижению резонансной частоты, появлению фазового сдвига, отличного от нуля.

Крутизна преобразования (фиг. 3) имеет наибольшее значение вблизи частоты иг., что является положительным фактором при линеаризации мензуры. Незначительные изменения емкости колебательного контура приводят к наибольшему фазовому сдвигу. Точку, соответствующую равенству фазового сдвига (нулю), можно использовать в целях ограничения мензуры сверху (по аналогии с мензурой «Тоники).

Совместное использование фазового детектора и управляемого генератора низкой частоты позволяет реализовать несложный, стабильный и линейный преобразователь емкость - высота звука для электромузыкального инструмента - обучающего устройства с открытой мензурой.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал частотой ш. с генератора высокой частоты поступает на резонансный усилитель (VT1), нагрузкой которого являются колебательные контуры L 1 С1 и L 2С2. При настроенных в резонанс частотой ш. контурах (при этом рука обучаемого находится за пределами мензуры) фазовый сдвиг между сигналом генератора (фнг. 2в) и сигналом на нагрузке усилителя (фиг. 2а) равен 5, так как результирующее сопротивление нагрузки на частоте резонанса имеет активный характер.

На выходе (диаграмма 1 фиг. 2) триггера

(фиг. 2, с) устанавливается высокий уровень, запрещающий прохождение импульсов с управляемого генератора низкой частоты (DD4 и DD5) на выход устройства. Сравнение фаз сигналов с генератора и

усилителя осуществляется на элементах DD1 и DD2, работающих в усилительном режиме, элементе DD3, выполняющем функцию фазового детектора, и DD6, определяющего знак фазового сдвига.

При внесении руки на мензуру емкость

С2 возрастает и резонансная частота усилителя уменьшается. Равенство фаз Hapyiua- ется, триггер DD6 устанавливается в состояние логического нуля (фиг. 2 диаграммы II и III), разрешая прохождение на выход

устройства импульсов с низкочастотного генератора. На выходе фазового детектора появляются импульсы, длительность которых увеличивается по мере прибошжения руки обучаемого к обкладке конденсатора С2. При этом напряжение на выходе интегрируюшей цепи (фиг. 2е) повышается, изменяя частоту генератора низкой частоты в сторону уменьшения.

Таким образом, перемещения руки обучаемого по всей длине мензуры вызывают изменение извлекаемого звука в пределах

1-4 и более октав, расположенных равномерно на мензуре, причем звукоряд устанавливают восходящий в направлении движения руки от обкладки конденсатора С2. Звукоряд ограничен снизу обкладкой конденсатора С2, сверху - граничной изЕ.:ге- каемой частотой звука. Наивысшее значение частоты извлекаемого звука можно использовать в качестве исходного на этапе обучения и музицирования.

Музыкальным инструментом с преобразователем емкость - высота звука .могут пользоваться как музыканты-специалисты, не имеющие абсолютного слуха, так и лица с неразвитыми музыкальными способностями.

Формула изобретения

Преобразователь емкость-высота звука, содержащий высокочастотный генератор постоянной частоты, элемент управления высотой звука, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения стабильности

настройки в процессе эксплуатации и линеаризации мензуры, в него введены резонансный усилитель, первый и второй усилители- ограничители, фазовый детектор, интегрирующая цепь, управляемый генератор низкой частоты и триггер, причем выходы высокочастотного генератора постоянной частоты и резонансного усилителя через соответствующие первый и второй усилителиLn rL l- rbJUrL r l

ограничители соединены с первым и вторым входами фазового детектора, первый выход которого через интегрирующую цепь подключен к входу управления управляемого генератора низкой частоты, выход которого соединен с тактовым входом триггера, вход сброса которого подключен к второму выходу фазового детектора, а выход - к выходу устройства.

JLJLJL

П

т

/ - рука вне мензуры

П рука на краю мензуры

Ш-рука 6 нича/ie 1ензуры

.г

-0}

Составитель С. Клевцов

РедакторН. РогуличТехред И. ВересКорректор А. Зимокосов

Заказ 1439/44Тираж 346Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг.д