Электронный музыкальный инструмент Советский патент 1987 года по МПК G10H1/00 

1 , 13

Изобретение относится к инструментам с равномерной темперацией звуков типа электробаяна или электроаккордеона и может дополнительно использо

ваться для настройки любых других

инструментов без исключения.

Целью изобретения является расширение исполнительских возможностей инструмента.

На фи.1 приведена блок-схема электронного музыкального инструмен

Taj на фиг.2 - структурная схема формирователя равномерно темперированных частот-, на фиг.З - схема формирователя басового регистра, дающего массив основных басов, мажоров, миноров и доминант-септаккордов; на фиг.4 - схема блока вибрато, реализующая эффект вибрато без использования дополнительного генератора на инфранизкую частоту; на фиг.З - пример реализации генератора-ограни-- чителя на фиг.6 - принципиальная схема электронного переключателя частоты и пример построения формирователя кода Кронекера; на фиг.7 - пример .реализации синтезатора шести регистров на одну клавишу ; на фиг. 8 - пример реализации инструмента на основе 32-клавишной системы, выпускаемой фирмой Pille, с указанием Участков с которых запускается формирователь басового регистра (большая цифра означает номер клавиши в октаве, а цифровой подиндекс - номер октавы)j на фиг.9 - ключевые эпюры, поясняющие принцип весового сложения основного тона и инверсных обертонов для образования различной формы и, следовательно, частотного спектра различной ширины (того же основного тока при имитации шести различных инструментов), на фиг.10 - схема формирования атаки сигнала; на фиг.11 - эпюра нарастания - спад фронтов в моменты нажатия - отпускание клавиши; на фиг.12 схема коммутатора сигналов скрипичного регистра, синхронизирующего работу всего формирователя басо- gQ формирователя 10 атаки, выxoд I кото- вого регистра; на фиг.. 13 - схема вое- , рого связаны с входами клавиатуры 3 становления основных тонов басового ,. скрипичного ключа, при этом три груп- регистра; на фиг.14 - схема формиро- пы п выходов фop шpoвaтeля 9 кода вателя доминант-септаккордов; на фиг.15 - схемы формирователя кварто- gg квинтовых ходов , на фиг. 16 - схема

Кронекера соединены соответственно

с тремя входами переключателя 13 час- тоты, четвертый вход которого подключен к выходу задающего генератора с четвертой группой входов формирователя 12 сигналов басового регистформирователя мажорных и минорных аккордов; на фиг.17 - схема реализации основных басов; на фиг.18 - схема трассировки одноканальных замыкателей с целью упорядочения пропускания сигналов басового ключа на сумматор в соответствии со стандартной пятирядной клавиатурой обычного аккордеона} на фиг.19 электронный инструмент в виде бе:змехового аккордеона на основе проьшгаиенной клавиатуры детского ОДНОГС1ЛОСОВОГО клавесина Pille , общий вид.

Электронный музыкальный инструмент содержит задаюгций генератор 1, клавиатуру 2 басового и клавиатуру 3 скрипичного ключейS сумматор 4, пер- вый и второй входы которого соединены соответственно с выходами клавиатур басового 2 и скрипичного 3 ключей, звуковоспроизводящую систему 5,

последовательно соединенные первый блок 6 октавных делителей частоты, второй блок 7 октавных делителей частоты и синтезатор 8 скрипичных регистров, формирователь 9 кода Кронекера,. формирователь 10 атаки, компрессор 11 динамического диапазона, включенный между вьпсодом сумматора 4 и входом звуковоспроизводящей системы 5, формирователь 12 сигналов

басового регистра, последовательно соединенные переключатель 13,частот и формирователь 14 равномерно темперированной частоты, выходы которого соединены с входами первого блока 6

октавного делителя частоты, с первой группой п входов формирователя 12 сигналов басового рзгистра и второй группой п входов синтезатора В скрипичного регистра, третья группа п входов которого соединена с выходами первого блока 6 октавного делителя и второй группой п входов формирователя 12 сигналов басового регистра, группа п выходов которого соединена с входами клавиатуры 2 басового ключа а третья группа п входов соединена с первой группой п входов синтезатора 8 скрипичного ре1 истра5 выходы которого соединены с п входами

формирователя 10 атаки, выxoд I кото рого связаны с входами клавиатуры 3 скрипичного ключа, при этом три гру пы п выходов фop шpoвaтeля 9 кода

Кронекера соединены соответственно

формирователя 10 атаки, выxoд I кото- рого связаны с входами клавиатуры 3 скрипичного ключа, при этом три груп- пы п выходов фop шpoвaтeля 9 кода

с тремя входами переключателя 13 час- тоты, четвертый вход которого подключен к выходу задающего генератора с четвертой группой входов формирователя 12 сигналов басового регистpa. Кроме того, музыкальный инструмент содержит блок 15 вибрато и две- надцатипозиционный переключатель 16, входы которого соединены с выходами второго блока 7 октавного делителя частоты, а выход с первым входом блока 15 вибрато, второй, четвертый входы которого соединены соответственно с тремя выходами формирователя 9 кода Кронекера, а выход связан с входом задающего генератора 1, замыкатель 17 режима Камертон, вход которого соединен с выходом двенад- цатипозиционного переключателя 16, а выход - с третьим входом сумматора 4.

Формирователь 14 равномерно темпе рированной частоты содержит группу из шести опорных делителей 18 и три группы дополнительных делителей 19- 1...19-3 частоты, при этом группа опорных делителей 20-1,..,20-6 частоты объединена по входу формировате ля 14 равномерно темперированной частоты, а выходы трех групп дополнительных 19-1,...,19-3 делителей частоты являются п выходами формирователя 14 равномерно темперированной частоты, причем первая и третья группы дополнительных делителей 19-1 и 19-3 частоты содержат по три делителя 21-1,...,21-3, 21-4,..,21-6, каждая, а вторая группа - шесть делителей 21-7,...,21-12 частоты, причем выходы первого, второго, третьего опорных делителей 20-1,...,20-3 соединены соответственно с входами первого, второго, третьего делителей 21-4,...,21-6 частоты третьей группы дополнительных делителей 19-3 частоты и входами соответственно первого, второго, третьего делителей 21-7,.., 21-9 частоты второй группы дополнительных делителей 19-2 частоты, а выходы четвертого, пятого, шестого опорных делителей 20-4,...,20-6 час- тоты соединены соответственно с входами первого, второго, третьего делителей 21-1,...,21-3.частоты первой группы дополнительных делителей 19-1 частоты и входами четвертого, пятого шестого делителями 21-10,..,21-12 частоты второй группы дополнительных делителей частоты, причем выходы делителей 21-1,...,21-3 частоты первой группы дополнительных делителе 19-1 частоты образуют группу п выходов

формирователя равномерно темперированной частоты.

Формирователь 12 басового регистра

состоит из коммутатора 22 сигналов, восстановителя 23 основных тонов басового регистра, формирователя 24 Доминант-септаккордов, формирователя 25 основных басов, формирователя 26

промежуточных кварто-квинтовых ходов, формирователя 27 мажоров и миноров, при зтом выходы коммутатора 22 сигналов соединены с входами восстановителя 23 основных тонов басового регистра, выходы которого соединены с входами формирователя 24 доминант- септаккордов, входами формирователя I 25 основных басов, входами формирова- теля 26 промежуточных кварто-квинтовых ходов и первой группой П входов формирователя 27 мажоров и миноров, вторая группа п входов которого соединена с группой п выходов формирователя промежуточных кварто-квинтовых ходов, причем выходы формирователя 25 основных басов, формирователя 27 мажоров и миноров и формирователя 24 доминант-септаккордов являются группой п вьгходов формирователя 12

басового регистра.

Блок 15 вибрато состоит из делителя 28 частоты на шестнадцать, двух последовательно соединенных делителей 29 и 30 частоты на два и последовательно .соединенньтх интегратора 31 с аттенюатором 32, а также инвертора 33 и первого, второго, третьего, четвертого и пятого вентилей 2И-НЕ 34-38 при этом вход делителя 28 частоты на шестнадцать является входом блока 15 вибрато, выход соединен с первым входом первого вентиля 34 выходы первого и второго делителей 29 и 30 частоты на два соединены соответственно с первым входом второго и третьего вентилей 35 и 36, вторые входы первого, второго и третьего вентилей 34-36 соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым

входами блока 15 вибрато, выходы, второго и третьего вентилей 35 и 36 соединены с первым и вторым входами четвертого вентиля 37 соответственно, выход которого соединен с первым

и вторым входом инвертора 33, а выход инвертора 33 и выход первого , вентиля 34 соединены с первым и вторым входами пятого вентиля 38 соответственно, выход которого

5

соединен с входом интегратора 31, причем выход аттенюатора является входом блока 15 вибрато.

На фиг.5 приведена схема стабильного и в то же время позволяющего себя модулировать генератора-ограничителя 1. Нужная частота генерации может устанавливаться принудительно в генераторной части 39 путем изменения тока эмиттеров возбудителя, а ограничительная часть 40 построена на аналого-цифровой основе.

На фиг.6.показана схема практичекого электронного переключателя 13 частоты, построенная на элементах И-НЕ 41-1,...,41-6, образующих схему ИЛИ, и двух цифровых делителей 42-1 и 42-2 частоты на два, а также приведен пример построения формирователя 9 кода Кронекера, реализованного на трех статических триггерах 43-1,...,43-3, диодном кодере 44 и трех независимых одноконтактньк замыкателях 45-1,...,45-3.

Синтезатор скрипичных регистров (фиг.7) содержит статический тригге 46 с двумя устойчивыми состояниями, два ключа 47-1 и 47-2 и дополнительный формирователь 48 кода Кронекера а на каждую клавишу - резистивный сумматор 49, первый и второй переключатели 50-1 и 50-2, первый из которых содержит вентили 2И-НЕ 51-1,...,51-3, второй - вентили 52-1,...,52-3, при зтом выходы статического триггера 46 соединены соответственно с первым входом первого и третьего вентилей 51-1 и 51-3 первого переключателя 50-1, вторые входы которых являются соответственно входом третьей и выходом первой групп п входов синтезатора 8 скрипичных регистров для данной клавиши а выходы первого и третьего вентилей 50-1 и 50-3 первого переключателя 50-1 соединены.соответственно с первым и вторым входами второго вентиля 50-2, выход которого соединен с первыми входами первого, второго, третьего вентилей 52-1,.,,52-3 второго переключателя 50-2, вторые, входы которых соединены соответственно с первым, вторым, третьим выходами дополнительного формирователя 44 кода Кронекера, причем выходы первого, второго и третьего вентилей 52-1,...,52-3 второго переключателя 50-2 соединены соответственно с первым, вторым и

6

третьим входами резистивного сумматора 49, четвертый вход которого является одним из входов второй группы р. из п входов синтезатора 8 скрипичных регистров для данной клавиши, а выход - выходом синтезатора 8 скрипич- ных регистров, при этом замыкающие контакты первого и второго ключей

0 47-1 и 47-2 соединены соответственно с первым и вторым входом статического триггера 46, а разкыкаюпще контакты каждого ключа 47-1 а 47-2 соединены с общей шиной, а переключающие - с

5 шинами переключения соответствующих регистров 53 и 54.

Электронный музыкальный инструмент работает следующим образом.

Задающий генератор 1 выдает на пе0 реключатель 13 промодулированное напряжение высокой частоты, полученное вследствие модуляции генератора 1 инфранизкой частоты, образованной в блоке 13 вибрато. Сам же блок 15 виб5 рато управляется формирователем 9 кода Кронекера, а сигн.ал с выхода переключателя 13 частот генератора, также управляемого формирователем 9 кода Кронекера, поступает на вход

0 формирователя 14 равномерно темперированных частот, дающего в верхней октаве 12 частот музыкальной шкалы, каждая из которых к своему предыдущему значению относится приблизительно как

5

-j -П059463Благодаря тому, что блоки .6 и 7 октавньпс делителей частоты соединены последовательно, на их выходах также

образуются равномерно темперированные частоты, октавно понижающиеся в 2,4,8 и т.д. раз. Количество же всех делителей частоты на два определяется конкретной клавиатурой для

скрипичного ключа. Напримерj в полном аккордеоне 41 клавиша. Следовательно, равномерно темперированный формирователь дает 12 сигналов, а остальные 29 сигналов должны быть

образованы двумя полными блоками октавных делителей частоты (т.е. 24 сигнала) плюс дополнительный блок, состоящий из 5 делителей частоты на два.

55

Полученный массив выходных частот блоков 6 и 7 октавных делителей -частоты и формирователя 14 равномерно темперированной частоты вместе с ин71

версными выходами (исключая лишь инверсные выходы первых двенадцати звуков начиная с низшей октавы) поступает С одной стороны на синтезатор 8 регистров скрипичного ключа, где происходит весовой синтез нужной формы колебания выбранного основного тона, т.е. формируется нужный тембр, а с другой - на формирователь 12 басового регистра, (без инверсных выходов) , где происходит образование

Наконец, так как при наборе в формирователе 9 кода Кронекера кодов 100 или 001 частота на выходе двенад- цатипозидионного переключателя 16 соответственно уменьшается или увеличивается в 4 раза относительно

15 центрального кода 010, проходя одновременно на сумматор 4 через замыкатель 17 режима Камертон и управляя одновременно работой блока 15 вибрато, то в последнем происходит обрат20 ная операция восстановления частоты Вибрато, т.е. инфранизкой частоты, которая перекрывает интервал 65,4,.. 123,5 Гц ноты соль (98 Гц) в диа- независимо уже от наминант-септаккордных басов с помощью делителей частоты на два и операций И-НЕ. Причем при вьфабатывании формирователем 9 кода Кронекера кода 100 или 001 происходит понижение или повьш1ение соответственно в два раза по частоте всего массива сигналов скрипичного ключа относительно центрального регистра, которому приписан код Кронекера 010.

Работа же формирователя 12 басового регистра построена таким образом, 25 бранного кода, 100, 010 или 001. Следовательно, под воздействием инфранизкой частоты, образованной из дан- раза, например, вверх при взятии

кодов 010 и 001 относительно начальпазоне

до-си

что несмотря на изменение на его входах частот запуска в два или четыре

ного интервала в блоке 15 вибрато, генератор 1 все время перестраиваетного кода 100, основные тона и аккорды басового регистра остаются неподвижными. В то же время весь строй дпя клавиатуры скрипичного ключа будет повьшаться. Это означает, что при исполнении музыкального произведения к общему числу клавиш правой руки можно быстро добавить еще 24 ноты путем октавного повышения или понижения в два раза всех частот относительно центрального регистра с дом 010,

Извлеченные в нужном скрипичном регистре сигналы через блок 10 атаки и скрипичную клавиатуру 3 проходят

ко-

Работа злектронного переключат 13 частоты состоит в том, что в з висимости от кода Кронекера на вы переключателя 13 образуется один ко- 40 периодов 1,2,4/f частоты генерат 1, который в дальнейшем обсчитьша формирователем 14 равномерно темп рированных частот. Включение, нап мер, замыкателя 45-1 приводит к о

далее на сумматор 4, а сформированные: 5 разованию на его выходе высокого

сигналы басового регистра проходят на тот же сумматор 4 через басовую клавиатуру 2. Таким образом, каждый сигнал скрипичного регистра, подвергаясь атаке в формирователе 10, на время своего существования, т.е. время между нажатием и отпусканием клавиши, принимает пологие передний и задний фронты, что способствует снятию со звуковоспроизводящей системы 5 неприятных щелчков (за счет дифференцирования) , придавая звучанию син тезированного сигнала эффект мягкости.

потенциала, которьш через диодный кодер 44 переводит остальные замы тели 45-2, 45-3, в закрытое состо ние, т.е. возникает постоянный ко

50 вый потенциал 100 и так далее.

Синтезатор 8 скрипичных регист (фиг.7) определяется конкретной к виатурой 3 скрипичного ключа (см. например., реальную клавиатуру инс

55 мента Pille , показанную на фиг. управляется общим для всех клавиш статическим триггером 46.

Два содтояния статического тр гера 46 и три состояния дополните

В свою очередь, компрессор 11 динамического диапазона снимает перегрузку звуковоспроизводящей системы 5 от возникающих на выходе сумматора 4 выбросов при взятии аккордов в басовом и скрипичном регистрах вместе или в отдельности.

Наконец, так как при наборе в формирователе 9 кода Кронекера кодов 100 или 001 частота на выходе двенад- цатипозидионного переключателя 16 соответственно уменьшается или увеличивается в 4 раза относительно

центрального кода 010, проходя одновременно на сумматор 4 через замыкатель 17 режима Камертон и управляя одновременно работой блока 15 вибрато, то в последнем происходит обратная операция восстановления частоты Вибрато, т.е. инфранизкой частоты, которая перекрывает интервал 65,4,.. 123,5 Гц ноты соль (98 Гц) в диа- независимо уже от набранного кода, 100, 010 или 001. Следовательно, под воздействием инфранизкой частоты, образованной из дан-

пазоне

до-си

бранного кода, 100, 010 или 001. Следовательно, под воздействием инфранизкой частоты, образованной из дан-

ного интервала в блоке 15 вибрато, генератор 1 все время перестраивает

ся и весь строй становится промодули- рованным. Индекс модуляции при этом определяется S-положением двенадца- типозиционного переключателя 16, где ,2,3...12).

35

Работа злектронного переключателя 13 частоты состоит в том, что в зависимости от кода Кронекера на выходе переключателя 13 образуется один из ; 40 периодов 1,2,4/f частоты генератора 1, который в дальнейшем обсчитьшается формирователем 14 равномерно темперированных частот. Включение, например, замыкателя 45-1 приводит к об: 5 разованию на его выходе высокого

потенциала, которьш через диодный кодер 44 переводит остальные замыкатели 45-2, 45-3, в закрытое состояние, т.е. возникает постоянный кодо50 вый потенциал 100 и так далее.

Синтезатор 8 скрипичных регистров (фиг.7) определяется конкретной клавиатурой 3 скрипичного ключа (см., например., реальную клавиатуру инстру55 мента Pille , показанную на фиг.8) управляется общим для всех клавиш статическим триггером 46.

Два содтояния статического триггера 46 и три состояния дополнителького формирователя 48 кода Кронекера вьшолненного идентично формирователю 9, дают шесть возможных кoмбинaц й звукового сигнала или имитируют шест различных скрипичных регистров, построенных на весомом сложении на суммарно-клавишной нагрузке К„- основного т0на и его инверсных обертонов в амплитудном отношении 1:1, 1:2 или 1:3.

Поисковая связь между основным тоном и его обертонами (т.е. частот в 2 и 3 раза вьпие) на конкретной кла виатуре определяется следующим образом: сначала находится квинта шажатой клавиши, а затем берет- ся октавньй сигнал от уже найденной квинты, например, найти отношение частот для клавиши 6f (фиг.8), Так как квинтой для клавиши 67 является сигнал, извлекаемый клавишей Ij, а октавным выходом для клавиши Ij является сигнал, извлекаемый клавишей 1j, то отношение частот будет

выглядеть как F,, : F t, 3:2:1 и так далее.

Таким образом, основной тон -Fg поступает непосредственно на выход клавишной суммируюш:ей нагрузки Rj. первьй обертон - на первьй вход первой схемы ИЛИ 50-1, а второй обертон FJ, - на второй вход первой схемы ИЛИ 50-1. Отсюда видно, что основной

тон на выход проходит непосредствен- 5 торов 57 и 60, конденсатора 56 к вено при нажат-ии клавиши, а тот или другой обертон просуммируется с ним с одним из указанных весов,, который определяется, в свою очередь, набранным кодом дополнительного формирователя 48.

Характер эпюр некоторых синтезированных регистров одного и того же основного тона отображен на фиг.9. Причем ключевые сигналы с индексами а,Ь,с, и d соответствуют основному тону, половине амплитуды первого инверсного обертона, полному инверсному обертону и половинному сигналу инверсного второго обертона. Легко убедиться в том, что эпюра 1 отвечает сумме сигналов а и Ь, т,,е. имитирует органный тембр. В то же время любая эпюра a...d по отдельности воспринимается на слух в виде звучания кларнета или саксофона. Эпюра f является результатом сложения сигналов а и с и имитирует близкий к струнным тембр. Эпюра g является продуктом сложения колебаний а и d, а на слух воспринимается как одновременное звучание гобоя и английского рожка. Все шесть регистров получаются путем нажатия соответствующих за- мыкателей 47-1, 47-2 и замыкателей дополнительного фор1 гарователя 48 кода Кронекера.

Прежде чем попасть пз. сумматор 4 сигналы синтезированного скрипичного регистра сначала проходят через звуковоспроизводящую систаму 5 атаки, пример реализации схемь которой приведен на.фиг., 10, где I - вход 1-ой клавиши, N - вход (последней) клавиши) . Воздействию атаки каждый сигнал подвергается следующим образом: при нажатии клавиши (момент t , фиг.11),

замыкатель 55 отключен и конденсатор 56 заряжен (фиг.11, функция б) до напряжения движка потенциометра 57 смещения. В связи с этим диод 58 закрыт и выходной сигнал на суммирующую

шину через резистор 59 не проходит. При опускании клавиши момент t срабатывает замыкатель 55 и конденсатор 56 начинает плавно разряжаться (фиг.11, функция а) через резистор

60. Скорость понижения потенциала катода у диода 58 и, следовательно, монотонность возрастания коэффициента передачи входного сигнала на суммарной шине зависит от номиналов резисли.чины напряжения питания.

Таким образом, п 1инудительно8 « уменьшение номинала резистора 60 вызывает увеличение скорости разряда

конденсатора 56 и, следовательно, скорости нарастания переднего фронта пропускаемого синте:зированного сигнала (фиг.11, функция а). Наоборот, при отпускании клавиши (момент t)

конден сатор 56 плавно заряжается

(фиг.11, функция б) до установленного резистором 57 уровня, что вызывает плавное запирание диода 58 и постепенное уменьшение на суммирующей шине периодического сигнала выбранного основного тона. Это значит, что уменьшение на выходе пропускаемого сигнала прямо пропорционально степени возрастания сопротивления диода 58

или передний фронт 1 лавным образом зависит от резистора 60, а задний - от резистора 57. Придание атакисигналам снимает неприятный эффект щелчков при нажатии кла1шши, возникающих

за счет дифференцирования крутых фронтов звуковоспроизводящей системой 5 особенно при взятии аккордов.

Дпя того, чтобы окончательно разгрузить инструмент от бросков амплитуды при взятии аккордов в любом из музыкальных ключей, массив сигналов сумматора 4 предварительно проходит через компрессор 11 динамического диапазона, интегрирующий суммарную мощность,в качестве которого может служить обычный усилитель звука с автоматической регулировкой усиления (АРУ).

Пример практического выполнения коммутатора 22 сигналов показан на фиг.12 (для конкретной клавиатуры, приведенной на фиг.8).

тонами от основного тона и первого обертона.

Соответствующая схема формирования

с мажоров и басов в формирователе 27 через промежуточный формирователь 26 кварто-квинтовых ходов представлена на фиг. 15 и 16. Причем массив мажорных и минорных аккордов образован из сиг10 налов l 12 и К... 12л, а сигналы 1,

о

,...,12 о содержат сразу два ,тона сигналов 1,...,12 , находящихся между собой в следующих частотных пропорциях: 3/2 либо 2/3 и 4/3 либо

15 3/4.

Ввиду того, что в действующей модели (фиг.8) сумма всех клавиш оказалась некратной числу 12, в басовом регистре сигналы 11 и 12 по

Поскольку для образования постоян- 20 частоте не изменяются в кодах 010 и ных частот основных тонов басового 001, а сигналы 9 и 10 не изменяют30

регистра требуется, чтобы основные тона понижались в два раза при взятии кода 001.в блоке формирователя 9 кода Кронекера и повышались в два раза при взятии кода 100, в данном устройстве (фиг.12) происходит запрет - разрешение массива сигналов 1,,..., 8 одни из кодов 100,010 и 001.

В результате на двадцати четьфех выходах образуется один из сигналов а из 1 ,..з один из сигналов b из 2, , и так далее до га из 12 .. 2 , которые далее поступают на блок 23 восстановления основных тонов, схема ко- ос торого представлена на фиг.13.

Таким образом, переключение в коммутаторе 22 кодированным напряжением постоянного тока сигналов 1 , ,...,

ся в кодах 010 и 100. Это означает, что при повьш1ении (понижении) частот скрипичного регистра два баса 25 основного и дополнительного рядов не

меняют в два раза основной тон, а два баса мажорных, минорных и доми- нант-септаккордных басов меняют свой строй на обратный, т.е. за исключени ем указанных все басы сохраняют свой спектр при смене кодов в формировате ле 9. Но поскольку смена базовых аккордов на обратное трезвучие на слух воспринимается без фальши, то при

переключении клавиатуры скрипичного регистра весь басовый строй инструмента не меняется.

Если бы число всех клавиш быпо кратным числу 12, то строй всех ба8 3 приводит к образованию промежуточ- 40 °° смене кодов полностью оста- ных сигналов а, .m ,., , . а трех- бы без движения. Жесткая при1... 1.... 3 входовое последующее перемножение

(фиг.13) дает двенадцать основных

вязка басового регистра к скрипичному свидетельствует о том, что оба ре гистра работают синхронно, а воздуш ная камера (мех) не нужна ввиду электронного, способа формирования .всех звуков , извлекаемых с помощью одно контактных простейших замыкателей.

тонов

1 1 ,. .., I

с помощью которых

сначала формируются сигналы для септ- 45 аккордных басов показано на фиг.14, и сигналы для основных и дополнительных басов так,как показано на фиг.17, за счет деления на два частот восстановленных основных тонов 50 с последующим перемножением выходных результатов с входными сигналами.

Благодаря этим двум операциям все

вязка басового регистра к скрипично му свидетельствует о том, что оба р гистра работают синхронно, а воздуш ная камера (мех) не нужна ввиду электронного, способа формирования .всех звуков , извлекаемых с помощью одн контактных простейших замыкателей.

Кроме того, благодаря предусмотренному повьппению (понижению) октав но всего строя существенно расширя- ются исполнительские возможности в данном устройстве, так как к основным 32 клавишам правой руки можно как б

дополнительные и основные басы окра- gg добавить еще 24 клавиши оперативно

шиваются в бархатный тембр, характеризующийся основным басовым тоном, I первым обертоном и затухающими пропорционально номерам нечетными оберв процессе игры, что в сумме значительно превышает звукоразряд клавиа туры для полного аккордеона, имеюще обычно 41 клавишу.

тонами от основного тона и первого обертона.

Соответствующая схема формирования

мажоров и басов в формирователе 27 через промежуточный формирователь 26 кварто-квинтовых ходов представлена на фиг. 15 и 16. Причем массив мажорных и минорных аккордов образован из сигналов l 12 и К... 12л, а сигналы 1,

о

,...,12 о содержат сразу два ,тона сигналов 1,...,12 , находящихся между собой в следующих частотных пропорциях: 3/2 либо 2/3 и 4/3 либо

ся в кодах 010 и 100. Это означает, что при повьш1ении (понижении) частот скрипичного регистра два баса основного и дополнительного рядов не

меняют в два раза основной тон, а два баса мажорных, минорных и доми- нант-септаккордных басов меняют свой строй на обратный, т.е. за исключением указанных все басы сохраняют свой спектр при смене кодов в формировате-. ле 9. Но поскольку смена базовых аккордов на обратное трезвучие на слух воспринимается без фальши, то при

переключении клавиатуры скрипичного регистра весь басовый строй инструмента не меняется.

Если бы число всех клавиш быпо кратным числу 12, то строй всех смене кодов полностью оста- бы без движения. Жесткая привязка басового регистра к скрипичному свидетельствует о том, что оба регистра работают синхронно, а воздуш ная камера (мех) не нужна ввиду электронного, способа формирования .всех звуков , извлекаемых с помощью одноконтактных простейших замыкателей.

Кроме того, благодаря предусмотренному повьппению (понижению) октав- но всего строя существенно расширя- ются исполнительские возможности в данном устройстве, так как к основ .. ным 32 клавишам правой руки можно как бы

в процессе игры, что в сумме значительно превышает звукоразряд клавиа- . туры для полного аккордеона, имеющегс обычно 41 клавишу.

Блок 15 вибрато работает следую- пщм образом.

В блоке 15 вибрато происходит восстановление инфранизкой частоты, служащей в качестве основного тона блока 15 вибрато для модуляции задающего генератора - ограничителя 1.

Пр.оцесс восстановления этой час- ,тоты происходит благодаря тому, что производным частотам и частоте генератора ./4, fl и f , поступающим на формирователь 14 равномерно темперированной частоты, соответствуют субпроизводные частоты 4F, 2F и Рдд, полученные на выходе делителя 28 частоты на шестнадцать, а данным субпроизводным частотам модуляции на выходе восстановителя соответствует единственная частота F . Поэтому параллельно операции деления (умножения) частоты генератора 1 в бл оке 15 вибрато происходит обратная операция умножения (деления) производных частот вибрато и при разомкнутой цепи модуляции повьппение или понижение скрипичных регистров не только не сказывается на изменении строя басов. Но и На изменении результирующей частоты вибрато, которая в данном случае на модуляционный вход генератора 1 не поступает, При этом, если на второй, третий и четвертый входы блока 15 вибрато поступит кодовая комбинация 100, на входе образуется сигнал с частото й вибра-то , лежащей в интервале

5 1 3

10 Гц, который образуется непосредственно на выходе делителя 28. Истинное же значение этой частоты определяется З-положением двенадцатипози- ционного переключателя 16, уверенно перекрывающего соль, в системе образуется частота модуляции 98/16 6,125 Гц. При взятии кода 010 весь скрипичный регистр повысится по частоте в 2 раза и на выходе делителя 28 .частоты возникает в данном случае первый обертон вибрато 12,25 Гц, укладывающийся в очевидный интервал

обертонов 10 21 I Гц.

Но так как удвоенный интервал час- тот теперь поступает на выход через первый делитель 29 частоты на два, то диапазон возможных тонов вибрато при повышенном скрипичном регистре

вернется в исходное состояние и будет занимать первоначальный интервал

,о|

Гц,

Наконец, при взятии кодовой комбинации 001 строй скрипичного регистра повысится относительно начала же в 4 раза. Интервал частот вибрато займет интервал вторых обертонов

-1

42 Гц

и тут же аналогич

ным образом вернется к первоначальному за счет прохождения сигнала делите- ля 28 частоты на шестнадцать тке через два последоватетгьно соединенных делителя 29 и 30 частоты на два.

Таким образом, сггособ получения вибрато не требует специального ге нератора на инфранизкую близкую к 5,... ,7 Гц частоту.

Сам сигнал вибрато далее сглаживается интегратором 31 и пропускается через аттенюатор 32,, При этом просматривается следующая закономерность: в момент подачи сигнала через аттенюатор 32 на генератор 1 частота последнего получает приращение ,.+ f.

Поскольку данная частота далее делится формирователем 14 равномерно темперированных частот, блоками 6 и . 7 октавных делителей и блоком 15 виб- рато на некоторьш общий коэффициент N, то новая частота вибрато примет вид:

F (f, F,J/N,

где N - фиксированный коэффициент деления частоты генератора 1 до входа интегратора 31 - аттенюатора. 32. Частота генератора 1 после воздействия модуляции будет равна:

frFM

f, + (f,

F)/N,

Это означает, что в системе будет наблюдаться непрерывное уточнение . частоты генератора 1, а затем - частоты вибрато, снова частоты генератора 1, снова вибрато и так да-- лее.

Такой процесс можно записать сле- дующим образом:

гN

Если учесть, что в начальный момент частота вибрато является -субпродуктом генератора-ограничителя 1, т.е. F fr/N, легко получить эффект.

вибрато в виде непрерывного рекуррентного преобразования:

FM

fr

1 +.

+ (1 +

а Ъ а Ъ

Иначе говоря, сама частота вибрато зависит от параметра N и также является промодулированной в результате деления промодулированной частоты генератора 1 на постоянный коэффициент.

. В свою очередь, периодическое изменение частоты вибрато приводит к значительному улучшению окраски звука: звук инструмента получается живым и певучим, чего не наблюдается при модуляции этого же строя фиксированной частотой в диапазоне 5,..,, 7 Гц. Глубину и скорость окраски мелодий можно регулировать во время исполнения оперативно с помощью ат- тенюа1О1и и изменения S-положения две- надцатипозиционного переключателя 16.

Причем если включить замыкатель 17, то без нажатия клавиши на звуко- воспроизводяш;ую систему 5 пройдет только один сигнал равномерно темперированной шкалы частот, определяющий и частоту вибрато. Поменяв еще дважды код блока 9, можно прослушать одну и ту же ноту на трех октавах независимо. Именно так в данном инструменте реализуется режим Камер-i тон. Таким.образом, с помощью две- надцатипозиционного цервключателя 16 и замыкателя 17 можно одновремеинг прослушать равномерность темперации и монотонность умножения частоты. I

5 5 Гц.

1 I 1

вибрато в -N2 раз, начиная

Таким образом инструмент, трассировка соединений кнопок-замыкателей которого для басового регистра и общий вид приведены на фиг.15 и 16, не содержат в себе традиционного раздвижного меха и характеризуется полной синхронностью работы обоих музыкальных ключей (басового и скрипичного), которая не нарушается.даже при уходах частоты задающего генератора.

Формула изобретения

1 .Электронный музыкальньш инстру- мент,содержащий задающий генератор, клавиатуры басового и скрипичного клю

5

чей, сумматор, иервьп и второй входы которого соединены соответственно с выходами клавиатур скрипичного и басового ключей, звуковоспроизводящую систему, последовательно соединенные первый и второй биюки октавных делителей частоты и синтезатор скрипичных регистров, отличающийся тем, что, с целью расширения исполнительских возможностей инструмента, в него введены формирователь кода Кронекера, формирователь атаки, компрессор динамического диапазона, вклю-. ченный между выходом сумматора и входом звуковоспроизводящей системы, формирователь сигналов басового регистра, последовательно соединенные переключатель част.от и формирователь

0 равномерно темперированной частоты, выходы которого соединены с входами : первого блока октавного делителя частоты, с первой группой п входов формирователя сигналов басового регист5 ра и второй группой п входов синтезатора скрипичного регистра, третья группа п входов которого соединена с выходами первого блока октавных делителей и второй группы п входов

0 формирователя сигналов басового регистра, группа п выходов которого соединены с входами клавиатуры басо вого ключа, а третья группа п входов соединена с первой группой п входов синтезатора скрипичного регистра, выходы которого соединены с п входами формирователя атаки, выходы которого связаны с входами клавиатуры скрипичного ключа, при этом три группы выходов формирователя кода Кронекера соединены соответственно с входами переключателя частоты, четвертый вход которого подключен к выходу задающего генератора, и с четвертой группой п входов формирователя сигналов басового регистра.

2.Музыкальный инструмент по п.1, отличающийся тем, что, с целью улучшения окраски звука и расширения полосы воспроизводимых частот, в него введены блок вибрато и двенадцатипозиционньй переключатель, входы которого соединены с выходами второго блока октавного делителя частоты, а выход - с первым входом блока вибрато, второй, третий, четвертый входы которого соединены cooTBeTCTBgHHo с первым, вторым и третьим выходами формирователя кода

5

0

5

0

5

17

Кронекера, а выход - с входом управления задающего генератора.

3,Музыкальный инструмент по n.l, отличающийся тем, что,

с целью обеспечения игровьпк возможностей, в него введен замьжатель режима Камертон, вход которого соединен с выходом двенадцатипозицион- ного переключателя, а выход - с третьим входом сумматора,

4.Музыкальный инструмент по п.1 отличающийся тем, что,

формирователь равномерно темперированных частот содержит группу из шее ти опорных делителей частоты и три группы дополнительных делителей частоты, при этом группа опорных делителей частоты объединена по входу, который является входом формирователя равномерно темперированных частот а ВЫХОДЫ трех групп дополнительных делителей частоты являются п выходами формирователя равномерно темперированной частоты, причем первая и третья группы дополнительных делителей частоты содержат по три делителя частоты каждая, а вторая группа - шесть делителей частоты, причем выходы первого, второго, третьего опор ных делителей частоты соединены соответственно с входами первого, второго, третьего делителей частоты третьей группы дополнительных делите лей частоты и входами соответственно первого, второго, третьего делителей частоты второй группы дополнительных делителей частоты, а выходы четверто го, пятого, шестого, опорных делителей частоты соединены соответственно с входами первого, второго, третьего делителей частоты первой группы Дополнительных делителей частоты и входами четвертого, пятого, шестого делителей частоты второй группы дополнительных делителей частоты, причем выходы делителей частоты образз - ют группу п выходов формирователя равномерно темперированной частоты, при этом коэффициенты деления делитеей частоты первой, второй и третьей

групп дополнительных делителей час111-Iоты соотносятся как 2 : 27 :1,

коэффициенты деления каждого пре- ьщущего делителя частоты группы порных делителей частоты к коэффииенту деления последующего относятя как -{Т.

55996

5. Музыкальный инструмент по п.1, отличающийся тем, что, формирователь 5асо1зого регистра сосс тоит из коммутатора сигналов, восстановителя основных гонов басового регистра, формирователя доминант- септаккордов, формирователя основных басов, формирователя промежуточных

10 кварто-квинтовых ходов, формирователя мажоров и миноров, при этом выходы коммутатора сигналов соединены с входами восстановителя основных тонов басового регистра, выходы которо15 го соединены с входами формирователя доминант-септаккордов, входами формирователя основных басов, входами формирователя промежуточных кварто-квинтовых ходов и первой группой п вхо20 дов формирователя мажоров и миноров, вторая группа п входов которого сое- динена с группой п выходов форг жрова- теля промежуточньк кварто-квинтовых ходов, причем выходы формирователя

25 основных басов, формирователя мажоров и миноров и формирователя доминант-септаккордов являются группой п выходов формирователя басового регистра .

5

0

5

0

5

6. Музыкальный инструмент по п.З, отличающийся тем, что блок вибрато состоит из последовательно соединенных делителя частоты на шестнадцать и делителей час- .тоты на два и посдедовательно соединенных интегратора и аттенюатора, а также содержит инвертор и первьш, второй, третий, четвертый, пятый вентили 2ИгНЕ, при этом вход делителя частоты на шестнадцать является входом блока вибрато, выход соединен с первым входом первого вентиля, выходы первого и второго делителей частоты на два соединены соответственно с первыми входами второго и третьего вентилей, вторые входы первого, второго и третьего вентилей соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами блока вибрато, выходы второго и третьего вентилей соединены с первым и вторым входами четвертого вентиля соответственно, выход которого соедкнан с входом инвертора, а зькод инвертора и выход первого вентиля соединены с первым и вторым входами пятого вентиля соответственно, выход которого соединен с входом интегратора, гтр-ичем выход

19 1355996

ра является выходом блока

ть вт ве вы ля пе вт от

7. Музыкальный инструмент по п,1, отличающийся тем, что синтезатор скрипичных регистров содержит статический триггер с двумя устойчивыми состояниями, два ключа и дополнительный формирователь кода , Кронекера, а на каждую клавишу - ре- зистивный сумматор, первый и второй переключатели, каждый из которых содержит три вентиля 2И-НЕ, при этом выходы статического триггера соединены соответственно с первыми входами первого и третьего вентилей первого переключателя, вторые входы которых Являются соответственно входом третьей и входом первой групп п входов синтезатора скрипичных регистров для данной клавиши, а выходы первого и третьего вентилей первого переключателя соединены соответственно с первь м и вторым входами второго вентиля, выход которого соединен с первыми входами первого, второго, тре20

тьего вентилей второго переключателя, вторые входы которых соединены соответственно с первьм, вторым, третьим выходами дополнительного формирователя кода Кроиекера, причем вькоды первого, второго, третьего вентилей второго переключателя соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами резистивного сумматора, четвертый вход которого является одним из входов второй группы из п входов синтезатора скрипичных регистров для данной клавиши, а выход выходом синтезатора скрипичных pe-i гистров, при этом замыкающие контакты первого и второго ключей соединены соответственно с первым и вторым входами статического .триггера, размыкающие контакты каждого ключа соединены с общей шиной, а переключающие - с шинами переключения соответствующих регистров, причем величина сопротивления четвертого резистора относится

к величинам сопротивлений первого, второго и третьего резисторов как 1:1, 1:2, 1:3.

Изобретение относится к инструментам с равномерной темперацией звуков типа электробаяна или электроаккордеона. Электронный музыкальный инструмент содержит задающий генератор 1, клавиатуры 2,3 басового и скрипичного ключей соответственно. сумматор 4, звуков оспроизводящую систему 5, блоки 6,7 октавных делителей частоты, синтезатор 8 скрипичных регистров, формирователь (Ф) 9 кода Кронекера, Ф 10 атаки, компрессор 11 динамического диапазона Ф 12 сигналов басового оегистра, переключатель 13 частот, Ф 14 равномерно темперированной частоты, блок 15 вибрато, двенадцатипозиционньй переключатель 16 и замыкатель 17 режима Камертон. В описании изобретения даны электрические схемы Ф 14 равномерно-темперированной частоты. Ф 12 сигналов басового регистра, блока 15 вибрато и синтезатора 8 скрипичных регистров. Изобретение расширяет исполнительские возможности инструмента. 6 з.п. ф-лы, 19 ил. (Л

19-1

хаа

I ff/77 OffS/

X

ti фиг.2

ттт

ffm$/r. ff

Х

/f.2

ZJ /r.

фие. 3

.S

.l

фиэЛ

58 ff6/raff f3

ff/n /5

.В

и 5л any 9

tL..:2J

«J /jj

I h 1.M M ll

а

/fSj7ir/fl/f4

фие.6

OmSaoHofAOfrrSfTorfoS

/fS offylO

00

OJO

aof

W.

A 9t

Ш

Si

6,

10,

12,

-/V

т

/л

« 4

/

8г

/Л

Ли

Л

Фие.в

SXoSi

Ш2.10

К локу11

Vu2.i1

аз Ьз Сз f/3f j /j g h

Ф

miitfi

wo I Vmw

/J /J 3j 3

fl b, Сгс/г

oro

am

9t fO, Jit rzt

TQtltJ

1

t tt.1b-ffiYiWiti

TQt 11 f UJ lR f 111 L

ai Of QI bt 5/ ЪзCf СгСзМ з

фие. 13

,JPPLIttiyrt AV

,3 №3Tttpt r / f3fifths

6

970

фиа7

77

JZ

7/0 По /ffo 9o 80 7o 6s So 4в 3o lo fs

fTrT TrTrl

l( G(№ |« j K&,

/2 ri 70 9 8 7 5 5 З / / Л

/ / J 4

Г Z 3 4

5678

9 10 7J 2

5 В

ff

9 70 n 12

фи&,Г

фие. W

н..

фиг. Г9

Редактор А. Лежнина

Составитель Доценко

Техред И.Попович Корректор Л. Пилипенко

Заказ 5796/43 Тираж 346 Подписное 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