Формирователь тональных сигналов электронного музыкального инструмента Советский патент 1988 года по МПК G10H7/00 

00

о

Од Од

Фиг.}

Изобретение относится к электронным музыкальным инструментам (ЭМИ).

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности одновременного генерирования сигналов всех нот звукоряда при одинаковой тембровой окраске.

даны весовые резисторы 2.1,....,2.п, после которых треугольные напряжения поступают на входы аналогового коммутатора 3, Аналоговый коммутатор 3 по очереди подключает эти треугольные напряжения к аналого-цифровому преобразователю 5. На его входе размах каждого из треугольных напряжений та

Изобретение может быть использовано в электронных музыкальных инструментах. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей достигается путем одновременного генерирования всех нот звукоряда при одинаковой тембровой окраске. Для этого в формирователь тональных сигналов дополнительно введены набор из п интеграторов 1.1,...,1.п, выходы которых через весовые резисторы 2.1,....,2.п подключены к входам , аналогового коммутатора 3,мультиплексор 4, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, распределитель 11 импульсов и элемент 14 задержки. Кроме того, формирователь содержит блок 6 постоянной памяти, блок 7 выбора формы сигнала, регистры 8 и 9, АЦП 10, генератор 12 тактовых импульсов, счетчик 13. По сравнению с прототипом в устройстве сокращено время формирования сигнала в результате того, что амплитуды отсчетов не вычисляются, а готовыми вписываются в блок памяти, что позволяет последовательно формировать сигналы всех нот звукоряда, сохранив тембр звучания. 4 ил. (Л

На фиг. 1 приведена функциональная IQ ков, что захватывает весь диапазон схема формирователя тональных сигна- входных напряжений аналого-цифрового лов ЭМИ; на фиг, 2 - диаграмма преоб- преобразователя 5, поэтому цифровые

разования сигнала ноты прямоугольной формы в сигнал ноты сложной формы; на фиг. 3 - диаграммы, поясняющие работу блоков устройства с элементом задержки; на фиг. 4 - диаграммы выходных сигналов устройства.

Формирователь тональных сигналов ЭМИ Содержит набор из п интеграторов 1 . 1 , . . . , 1 .п, выхсЗды которых через весовые резисторы 2.1,....,2.п подключены к соответствующим входам аналогового коммутатора 3. Входы сигналов нот с первого по п-й подключены также к соответствующим входам мультиплексора 4. К выходу аналогового коммутатора 3 последовательно подключены аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, блок 6 постоянной памяти с блоком 7 выбора формы сигнала и первый регистр 8. Выводы регистра 9 и цифроаналогового преобразователя 10 подключены к адресным и информационному входам распределителя 11 импульсов. Выход генератора 12 тактовых импульсов подключен к тактовому входу ДДП 5 и счетчика 13, а также через элемент 14 задержки - к тактовым входам первого и второго регистров 8 и 9 Выход мультиплексора 4 соединен со старшим разрядом второй группы адресных входов блока 6 и регистра 8, выходы счетчика 13 соединены с адресными входами коммутатора 3, мультиплексора 4 и информационными входами регистра 9. Выходы блока 7 выбора формы соединены с первой группой адресных входов блока 6.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы нот прямоугольной формы с различными частотами (от f, до f) поступают на интеграторы 1.1,.,.,.п где преобразуются в напряжения треугольной формы. Для того, чтобы размах треугольных напряжений на различных частотах был одинаковьгм, после каждого интегратора 1.1,...,1.п вве

5

0

коды на выходе АЦП 5 меняются от 00, . .0 до 1 1 ... 1 . Эти цифровые коды поступают на вторую группу адресных входов блока 6 постоянной памяти, где осуществляется преобразование линейно-изменяющейся входной функции (адреса) в функцию сложной формы в соответствии с фиг. 2(6 и в).

Для того, чтобы обеспечить различные функции преобразования на каждом полупериоде сигнала ноты, сами сигналы нот переключаются мультиплексо- 5 ром 4 (синхронно с коммутатором 3) и подаются в качестве старшего разряда второй группы адресов блока 6 постоянной, памяти. Если на этом разряде будет О, то преобразование в блоке

6осуществляется по одному закону,а если 1 - то по другому закону.

Блок 7 выбора осуществляет выбор желаемого тембра звучания - изменение адреса с блока 7 приводит к тому, что в блоке 6 опрашивается другая таблица преобразования, т.е. воспроизводится другая кривая сложной формы. Например, при использовании в качестве блока 6 микросхемы 556РТ7, имеющей 11 адресных входов, 6 входов может быть использовано для связи с АЦП 5, 7-й вход как знаковый (с выхода мультиплексора 4), а для блока

7выбора остается 4 входа, что обеспечивает 16 различных тембров звуча0

5

0

5

0

5

ния.

Генератор 12 тактовых импульсов вырабатывает импульсы с частотой koMM- импульсы поступают на вход счетчика 13 объемом п единиц, который вырабатывает адреса опроса для коммутатора 3 и мультиплексора и распределителя 13. На фиг. 3 показано, что с момента появления тактового импульса генератора 12 (фиг. Зо) информация с выходов интеграторов 1.1,..., 1.п последовательно задерживается: в коммутаторе 3 (фиг. 3 б), в аналого-цифровом преобразователе 5 (фиг.Зб), в

блоке 6 постоянной памяти (фиг.З). Поэтому, чтобы на входах распределителя 11 адресный и информационный сигнал появлялись в одно и то же время, к выходу блока 6 постоянной памяти подключен регистр 8, а к выходу адресного счетчика 13 - регистр 9, Регистры 8 и 9 тактируются задержанными импульсами генератора 12. Эта задержка создается элементом 14 задержки, время задержки выбирается так, чтобы оно было больше суммарной задержки информации (фиг.35). Скорость коммутации f, определяет- ся количеством сигналов нот в звукоряде п, количеством отсчетных точек на один период сигнала ноты га и максимальной частотой сигнала ноты f

Н MOKt

KC«v - П н счкс

Если принять „ л,с,кс 3500 Гц (ля 4-й октавы) п 80 и га 16, то , 4,5 мГц.

Распределитель 11 представляет собой устройство обратное коммутатору 3, т.е. имеет один информцион- ный вход и п выходов. На этот вход подается информация о сигналах нот с выхода цифроаналогового преобразователя 10, на который она поступает с регистра 8. На фиг. 4 показано в каком виде образуется информация на выходах распределителя 11j на фиг.4 импульсы частоты f /п - с такой частотой повторяется каждый конкретный адрес на выходе регистра 9. Следовательно, на каждом из выходов распределителя 11 появляются импульс частоты f /п, огибающая которых повторяет сложную форму,заданную в блоке 6,и частота повторения огибающей определяется частотой конкретной ноты. На фиг. 4 (бив) показаны в одинаковом масштабе сигналы двух нот различной частоты.

К выходам распределителя 11 может быть подключена клавиатура подобно тому, как она подключалась к генератору сигналов нот. Таким образом, устройство может быть включено между генератором сигналов нот и клавиатурой электронного музыкального инструмента. Импульсы сигналов нот на выходах распределителя 11 существуют не одновременно, так как каждый появляется по своему адресу. Поэтому после клавиатуры они могут суммироваться.

Q15

20

35

25

Q

45

50

55

а их огибающая выделяется любым усилителем низкой частоты, так как частота f oM/M/ достаточно высока (порядка 50-60 кГц).

По сравнению с устройством-прототипом предлагаемое устройство позволяет существенно сократить время формирования сигнала за счет того, что амплитуды отсчетов не вычисляются, а готовыми записываются в блоке памяти. Повышение быстродействия позволяет последовательно сформировать сигналы всех нот звукоряда, сохранив тембр звучания, что расширяет функциональные возможности устройства. В общем случае тембр может быть различным для отдельных групп тонов.

Формула изобретения

Формирователь тональных сигналов электронного музыкального инструмента, содержащий блок постоянной памяти, первая группа входов которого соединена с группой выходов блока выбора, формы сигнала, первый и второй регистры, цифроаналоговый преобразователь, генератор тактовых импульсов и счетчик, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности одновременного генерирования сигналов всех нот звукоряда, в него введены п интеграторов, выходы которых через п весовых резисторов соединены с информационными входами аналогового коммутатора, мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, распределитель импульсов и элемент задержки, причем п входов сигналов нот соединены с входами соответствующих интеграторов и с соответствующими входами мультиплексора, выход аналогового коммутатора подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразователя, выходы которого подключены к второй группе входов блока постоянной п амяти, выходы которого подключены к информационным входам первого ре- гистра, выход мультиплексора подключен к старшему разряду второй груп- пь входов блока постоянной памяти и старшему разряду информационных входов первого регистра, выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовым входам счетчика и аналого- цифрового преобразователя и через

элемент задержки - к тактовым входам первого и второго регистров, выходы первого регистра подключены к входам цифроаналогового преобразователя,выход которого подключен к информационному входу распределителя, а выходы второго регистра подключены к адресФиг.З

ным входам распределителя импульсов, при этом выходы счетчика подключены к адресным входам аналогового коммутатора и мультиплексора и к информационным входам второго регистра, а выходы распределителя импульсов являются выходами устройства.

Фиг. 2

e-r -ЧЦТТ-III...I.

Фиг. If

.illllll,.,.