Устройство управления электромузыкальным инструментом Советский патент 1987 года по МПК G10H1/00 

ння цифроаналогового преобразователя соединен с источником опорного напряжения.

3,Устройство по п.1, отличающееся тем, что канал управления амплитудой содержит последовательно соединенные дифференциальный усилитель и выпрямитель, выход которого соединен с первым выходом канала управления амплитудой и входом порогового детектор а, а вход- с входом детектора полярности, причем второй и третий выходы, а также вход канала управления амплитудой соединены соответственно с выходом детектора полярности, выходом порогового детектора и пе;рвым входом дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с шиной источника смещения, а вход управления порогового детектора соединен с шиной источника эталонного напряжения,

4,Устройство по П.1, о т л и - чающееся тем, что преобра1

Изобретение относится к электромузыкальным инструментам и может быть использовано для инструментов типа синтезаторов, имеющих входы управления высотой, тембром и амплитудой звука.

.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей при одновременном улучшении звучания управляемого инструмента.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства управления электромузыкальным инструментом; на фиг.2 - корпус для вдувания воздуха;на фиг.З мундштук на корпусе для вдувания воз- духа, сочлененный с преобразователем скоростного напора, сечение; на фиг.4 - диаграмма тонов, извлекаемых при помощи управляющего устройства на электронном музыкальном инструмен- те.

Устройство управления электромузыкальным инструментом содержит корпус 1 для вдувания и всасывания воздуха, выполненный в виде губной гармоники.

зователь скоростного напора расположен неподвизкно в корпусе для вдувания воздуха и через гибкий трубопровод соединен с отверстием для вдувания и всасывания воздуха в мундштуке.

5.Устройство по П.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что позиционно- чувствительные элементы выполнены в виде световых затворов, перекрываемых посредством флажка, закрепленного на мундштуке.

6.Устройство по пп.1 и 4, отличающееся тем, что мундштук снабжен одним или более отверстиями для выпуска воздуха, ведущи- ми в атмосферу и имеющими регулируемую пропускную способность.

7.Устройство по пп.1-6, отличающееся тем, что мундштук установлен на корпусе для вдувания и всасывания воздуха с возможностью замены.

в котором расположены позиционно-чув- ствительные элементы 2, фиксирующие ме-сто на корпусе 1, в котором водится вдувание либо всасывание воз духа, выходные сигналы элементов управляют высотой извлекаемого звука. На корпусе 1 для вдувания и всасывания воздуха расположен также мундштук 3 с одним отверстием 4 для вдувания и всасывания воздуха, которое соединено сЪ статическим пребразователем 5 скоростного напора, причем мундштук установлен с возможностью перемещения, а фиксирующие место вдувания воздуха позиционно-чувствитель- ные элементы 2 расположены вдоль пути следования мундштука 3 и взаимодействуют с флажком 65 закрепленным на мундштуке 3, причем выходы позицион- но-чувствительных элементов 2 соединены с входами генератора 7 ступенчатого напряжения, выход 8 которого соединен с первым входом канала .9 управления частотой, второй вход которого соединен с выходом кнопочного

3

переключателя 10, установленного в корпусе 1, вход которого соединен с шиной 11 источника смещения, выход канала 9 управления частотой соединен с первым входом сумматора 12, в рой вход которого соединен с движком 13 потенциометра 14, установленного- в корпусе 1, третий вход - с первым выходом канала 15 управления амплитудой, второй и третий выходы которого соединены соответственно с третьим и четвертым входами канала управления частотой, а вход - с выхдом статического преобразователя 5 .скоростного напора, причем первый, второй и третий выходы сумматора 12 соединены соответственно с выходами управления частотой, тембром и амплтудой, которые соединены с соответствующими входами музык апьного синтезатора 16.

Канал 9 управления частотой содержит последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 17, шифратор 18, коммутатор 19, цифроаналоговьш преобразователь (ЦАП) 20 и суммирующий усилитель 21, причем первый, второй, третий и четвертый входы, а также выход канала 9 управления частотой соединены соответственно с входом 22 АЦП, вторым входом суммирующего усилителя 21, дополнительным входом 23 шифратора 18, входом 24 управления коммутатора 19 и вторым входом, а также выходом суммирукш;его усилителя 21, а вход опорного напряжения ЦАП 20 соединен с источником 25 опорного напряжения, I.

Канал 15 управления амплитудой содержит последовательно соединенные дифференциальный усилитель 26 и выпрямитель 27, выход 28 которого соединен с первым выходом канала 15 управления амплитудой и входом порогового детектора 29, а вход - с входом детектора 30 полярности,причем второй и третий выходы, а также вход канала 15 управления амплитудой соединены соответственно с выходом 31 детектрра 30 полярности, выходом 32 порогового .детектора 29 и первым входом 33 дифференциального усилителя 26, второй вход 34 которого соединен с шиной 35 источника смещения, а вход управления порогового детектора 29 соединен с щиной 36 источника эталонного напряжения.

Преобразователь 5 скоростного напора расположен неподвижно в корпусе для вдувания воздуха и через гиб- кий .трубопровод 37 соединен с отверстием 4 для вдувания и всасывания воздуха в м ндштуке 3, который снаб- жен одним или более отверстиями 38, 39 для выпуска воздуха в атмосфе- РУ имеющими регулируемую винтом 40 пропускную способность.

Мундштук 3 установлен на корпусе 1 для вдувания и всасывания воздуха

с возможностью замены. I

На фиг,1 также обозначены; условный путь 41 следования мундштука 3, органы 42 управления сумматором 12, шина 43 источника смещения для преобразователя 5 скоростйого напора,

Источник необходим для обеспечения реагирования как на пониженное,так и на повышенное давление, при этом напряжение на выходе преобразователя 5 соответственно больше либо мень ше напряжения на шине 43, которое может быть равно, например, 2 В, При отсутствии потока воздуха в трубопроводе 37 выходной сигнал преобразователя 5 соответствует напряжению на шине 43.

Корпус 1 для вдувания воздуха, (фиг.2) представляет собой открытый с одной стороны короб 44 с днищем 45, задней стенкой 46, двумя боковыми торцовыми стенками 47 и верхней стенкой 48, На днище 45 укреплена печатная штата 49, на которой смон - тированы генератор 7 ступенчатого напряжения в интегральном исполнении и

позиционно-чувствительные элементы 2, установленные в один ряд. Мундштук 3, имеющий возможность перемещения вдоль открытой стороны короба 44 установлен посредством передней кромки вёрхней стенки 48 и смонтированной между ней и днищем 45 разделительной стенки (перегородки) 50. Преобразователь 5 жестко вмонтирован в корпус 44 и через гибкий трубопровод 37 подключен к штуцеру 51, выходящему из отверстия 4 для вдувания воздуха в мундштуке 3, Из отверстия 4 для вдувания воздуха перед штуцером 51 выходят два (или одно) отверстия 38, 39 для выпуска воздуха (фиг.З), пропускная способность которых может быть изменена, например, с помощью дроссельного винта 40, При вдувании (или отсасывании) воздуха поток воздуха на

правляется исключительно сквозь за- дросселированные отверстия 38 и 39 для. выпуска воздуха и преобразовател

5воспринимает только скоростной напор, который создается посредством вдувания или отсасывания воздуха.

Скоростной напор может быть-больше или меньше давления окружающей среды. Укрепленный на мундштуке 3 флажо

6(фиг.2). взаимодействует с позици- онио-чувствительными элементами 2. Из гигиенических соображений мундштук 3 укреплен на коробе 44 предпочтительно с возможностью смены, для чего необходимо отсоединить трубопровод 37 от штуцера 51.

На фиг.4 приведена диаграмма то- нЬв, извлекаемых с помощью синтезатора 16. Каждая из расположенных верти- кально, обрамленных прямоугольником колонок соответствует одному из пози- цйонно-чувствительных элементов 2.Каждая колонка имеет четыре строки. В двух верхних строках указаны тЪна, которые получаются при ненажатом переключателе 10, причем в строке, обозначенной справа знаком р+, указаны тона, возникающие при вдувании, а знаком Р- - при отсасывании возду- ха. Так же построены обе нижние строки, соответствующие нажатому переключателю 10, т.е. при подключенной шине 11 (см. фиг.1).

Устройство работает следующим об разом.

При перемещении мундштука 3 вдоль корпуса 1 происходит срабатывание позиционно-чувствительных элемеь;тов 2. Генератор 7 вырабатывает на своем выходе 8 напряжение, значение которого соответствует сработавшему в данный момент элементу 2, .т.е. положению мунштука 3.

Каждому элементу 2 соответствует два тона, как показано на фиг.4, Определение знака давления производится в канале 15 управления амплитудой.

Формирование сигналов, непосредственно управляющих высотой звучащ;е- го тона, происходит в канале 9 управления частотой, который преобразует напряжение с вькода 8 генератора 7 в напряжение, управляющее мундщту- ком 3.

Получение полутонов обеспечивается переключателем 10 на корпусе 1, с помощью которого к втором входу ка

ю

15

0 25 ЗО

Q

.

35

0

5

нала управления частотой подключается шина 11 источника смещения, напряжение которого подобрано так,что выходное напряжение канала 9 возрастает на величину, соответствующую 1/2 тона дпя синтезатора 16.

Потенциометр 14 служит для получения эффектов вибрато, глиссандо и т.п. путем подачи изменяющегося напряжения на второй вход сумматора 12. Органы 42 сумматора 12 позволяют подавать его входные сигналы не только на соответствующий, но и на соседние выходы. Таким образом, конкретный вид модуляции звука потенциометром 14 определяется установкой органов 42.

Формирование сигналов управления частотой и амплитудой в каналах 9 производится следующим образом.

Выходной сигнал (напряжение) с выхода 8 генератора 7 поступает на вход 22 АЦП 17, на одном из выходов которого возникает цифровой сигнал. Этот сигнал преобразуется шифратором 18 в двоичный код, который через коммутатор поступает на входы управления ПДП 20. На выходе ЦАП 20 образуется постоянное напряжение, . масштабированное в соответствии с характеристикой ЦАП 20, и напряжение источника 25 для согласования с синтезатором 16. Выходное напряжение ЦАП 20 складывается в суммирующем усилителе 21 с напряжением на шине 11 для получения сдвига на 1/2 тона. На выходе усилителя 21 образуется непосредственно сигнал управления частотой звура.

Дополнительньш вход 23 шифратора 18 служит для управления тонами, по-. лучаемыми в одном положении мундштука 3 при вдувании и отсасывании воздуха.

В канале 15 выходной сигнал преобразователя 5 приводится к нулевому уровню при помощи дифференциального усилителя 26, вход 34 которого под- . ключен к шине 35 источника смещения, напряжение которого равно напряжению на шине 43 в корпусе 1. Таким образом, повышение или понижение давления в трубопроводе 37 приводит к изменению полярности выходного напряжения усилителя 26. Это напряжение поступает на входы детектора 30 полярно - сти (компаратора) с Двухполупериод- ного выпрямителя 27.

Выходной сигнал детектора 30 поступает на дополнительный вход шифра тора 18 и служит для различения токов, извлекаемых в одном положении мундштука 3 при вдувании либо отсасывании воздуха согласно фиг.4.

Сигнал с выхода 28 выпрямителя 27 поступает на третий вход сумматора 12 для управления амплитудой извлека- емого звука, а также на вход порогового детектора 29, Выходной сигнал детектора 29 разрешает прохождение двоичного кода через коммутатор 19 от шифратора 18 к АЦП 17. Сигнал раз- решения появляется на выходе 32 детектора 29 только в том случае, если напряжение на выходе 28 выпрямителя 27 превысит некоторую заданную величину, определяемую напряжением на ши- не 36. Если напряжение на выходе 28 меньше этой величины, коммутатор 19 закрывается и сигнал управления частотой не формируется. Таким образом, существует некоторый пороговый уро- вень скоростного напора потока воздуха в мундштуке 3 в том или ином направлении, ниже которого давление не регистрируется. Это предотвращает извлечение, звуков при случайном задува-

вании или тяге воздуха в мундштуке 3.

Таким образом, на выходах сумматора 12 формируются три сигнала напряжения для управления частотой, тембром и амплитудой звука синтеза- . тора 16.

С помощью предлагаемого управляющего устройства предоставляется возможность играть в четыре октавы,обозначенные на фиг.4 цифрами с I по IV. Кроме того, с помощью управляющего устройства без каких-либо затруднений можно играть на электронном музыкальном инструменте при не- KOTOJJOM знакомстве с игрой на губной гармонике.

Возможность управления сигналами, определяющими высоту, тембр и амплитуду извлекаемого звука в широком ди- апазоне их значений, а также управление законом изменения этих сигналов в соответствии с индивидуальной техникой музыкантов расширяет исполнительские возможности предлагаемого устройства по сравнению с известным, а также повьш1ает качество извлекаемого звука.

47 4 40 4f4

I

3 e 51

III

o4 7 2 3 6 7

(puB.Z

У7

SO

79

фие.З

//

Редактор И.Рыбченко

Составитель С.Клевцов

Техред И.Попович Корректор В.Гирняк

Заказ 5819/59 Тираж 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

///

фиеЛ

/V