МАНИПУЛЯТОР для ЭЛЕКТРОМУЗЫКАЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ Советский патент 1971 года по МПК G10H1/02 

Предлагаемое устройство относится к области конструктивных элементов электромузыкальных инструментов.

Известны манипуляторы с включением клавишного контакта и сглаживающей цепочки в эмиттерную цепь однотактного усилителя

Во всех известных типах манипуляторов амплитуда затухающего гармонического сигнала монотонно убывает, асимптотически приближаясь к .нулю, а фазы гармоник остаются неизменными. Такой характер затухания, не создает ощущения пространственного рассеивания звука, свойственного естественной реверберации.

Цель изобретения - получение реверберационкого эффекта. Достигается это тем, что к сглаживающей цепочке манипулятора подключен полупроводниковый диод, анод которого включен в цепь эмиттера усилителя и через последовательно соединенные резистор и емкость подключен ко входу тембрового блока.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - график изменения, амплитуды и фазы звукового сигнала.

По своей структуре манипулятор является однотактным усилителем с автоматическим смещением в эмиттерной цепи транзисгорного усилителя /. Один вывод конденсатора 2

и резистора 3 сглаживающей цепочки соединены вместе. Второй вывод конденсатора 2 подсоединен к общей нулевой щине. Между вторым выводом резистора 3 и нулевой шиной включен клавишный контакт 4. В цепь эмиттера транзисторного усилителя включен резистор 5. К резистору 6 в цепи коллектора подсоединен один вывод суммирующего резистора 7. Между резистором 5 и сглаживающей цепочкой включен полупроводниковый диод 8, анод которого подсоединен к цепоч|Ке, состоящей из последовательно соединенных резистора 9 и конденсатора 10. Второй вывод суммирующего резистора 7 подсоединен к конденсатору 10 и ко входу тембрового блока //. Входное сопротивление тембрового блока значительно меньще сопротивлений резисторов 7 и 9. К базе транзисторного усилителя подключен задающий генератор 12 с напряжением сигнала звуковой частоты в виде периодической последовательности прямоугольных импульсов положительной полярности с амплитудой t/макс. периодом следования Т и длительностью импульса ц.

В электромузыкальных инструментах длительность нарастания, или затухания амплитуды звукового сигнала во много раз больще его периода. Поэтому в манипуляторе посто я.нные времени цепей 2, 3; 2, 5 и 9, 10 значительно больще периода повторения прямоугольных импульсов, т. е. реактивные сопротивления конденсаторов 2 и 10 для всех частот спектра звукового сигнала м-алы по сравнению с сопроти-влениями резисторов 3, 5 и 9. Кроме того, падение напряжения на резисторе 5 значительно больше падения яадряжения на переходе база-змиттер транзисторного усилителя и прямом переходе полупроводникового диода 8. Поэтому можно считать, что напряжения звуковой частоты на конденсаторах 2 и 7(9 и напряжения на переходе база-эмиттер, прямом переходе полупроводникового диода 8 и на входе тембрового блока равны нулю.

Манипулятор работает следующим образом. От задающего генератора 12 на базу транзисторного усилителя поступает напряжение звуковой частоты. Ток через транзисторный усилитель проходит в те моменты времени, когда к переходу база-эмиттер приложено гюложительно.й..ен4|е, т. е. при и с, где f/c. -Ha;MM-efb-j(pe |з двух напряжений Ui и t/2 на.ко.нделе }-)ах 2 и 10. Напряжение звуковой частоты на резисторе 9 появляется только при закрытом полупроводни.ковом диоде 8, т. е. при Ui f/a.

При t/i ; Uz полупроводниковый диод открыт, через него течет разрядный ток емкости W. Падение нанряжения звуковой частоты в цепи полупроводниковый диод 8 - конденсатор 2 и, следовательпо, на резисторе 9 равно нулю. При Ui t/2 полупроводниковый диод 8 открывается тогда, когда сумма напряжения 1/2 и падения напряжения звуковой частоты «а резисторе 9 становится равной напряжению /ь т. е. амплитуда нанряжения звуковой частоты на резисторе 9 ограничена уровнем разности нанряжений t/i - С/2. Так как входной сигнал и все токи звуковой частоты в цепях манипулятора имеют вид прямоугольных импульсов, то уровень ограничения не оказывает влияния на форму звукового сигнала, и, следовательно, на его гармонический состав.

В разом1кнутом состояиии клавишного контакта 4 эмиттерная цепь постоянного тока разорвана, транзисторный усилитель закрыт и, ток звуковой частоты на входе тембрового блока равен нулю. Папряжения, t/j и U равны пиковому значению амплитуды t/мако входного сигнала.

При замыкании клавишного контакта 4 в цепи резистора 3 появляется разрядный ток емкости 2, образуется разность напряжений С/2 - С/ь полупроводниковый диод 8 открывается, и через резистор 9 течет разрядный ток емкости 10. Так как полупроводниковый диод 8 открыт, напряжение звуковой частоты на резисторе 9 и, следовательно, ток звуковой частоты в цепи резистор 9 - конденсатор 10 равны нулю. По мере уменьшения напряжения С/1 в эмиттерной и коллекторной цепях транзистора и цепи резистора 7 растет амплитуда тока звуковой частоты. Переходный нроцесс завершается тогда, когда постоянный ток в цепи резистора 3 становится равным ностоянной составляющей эмиттерпого тока, а напряжение C/i-равным напряжению С/2. Следовательно, при замкиутом состоянии клавишного контакта 4 ток звуковой частоты поступает на вход тембрового блока только из коллекторной цепи. Амплитуда тока нарастает монотонно, без фазовых изменений.

При новом размыкании клавишного контакта 4 конденсатор 2 начинает заряжаться импульсным током транзисторного усилителя. Напряжение C/i растет, образуется, разность

напряжений C/i - С/2 О, приложенная к полупроводниковому диоду 8 в обратном направлении. На резисторе 9 появляется напряжение звуковой частоты с амплитудой, равной разности напряжений C/i - 2. Так

как приращеНИя напряжений; в коллекторной и эмиттерной цепяХ противоположны по знаку, то на вход тембрового блока ноступает разность токов звуковой частоты коллекторной и эммттериой цепей. Амплитуды токов /к

и /э в цепЯ|Х суммирующего резистора 7 и резистора 9 - конденсатора 10 равны

1. А, -f Л,,е-« 1а В( ),

где t - время, отсчитываемое от момента

размыкания клавишного контакта 4, Ль AZ,

В - постоянные коэффициенты, ai, 02 -

функции от сопротивлений резисторов 5 и Я

емкостей 2 и 10, скважности имнульсов -- .

Амплитуда тока /к является монотонно затухающей функцией времени, амплитуда тока

/э равна нулю при / 0; при t О /э возрастает, достигает максимума и затем монотонно затухает. При правильно выбранных параметрах существует такой момент времени ta, когда /к /э; при ; 0 амплитуда тока

/к /э; ири г 4 - /к /э- При t to происходит скачкообразное изменение полярности прямоугольных импульсов тока н-а входе тембрового блока, т. е. изменение фаз всех гармоник на 180°.

Таким образом ам1плитуда /.макс, равная по абсолютной величине разности амплитуд токов звуковой частоты /к - /э, затухает не монотонно, а однократно переходит через нулевое значение. В момент перехода амплитуды

через нуль фазы всех гармоник ска.чкообразно изменяются на 180°. На фиг. 2 изображен график изменения амплитуды /макс и фазы ф звукового сигнала, где моменты замыканив и размыкания клавишного контакта обозначены /н и 4.

Однократное, но глубокое и быстрое изменение фаз при затухании звукового сигнала создает ощущение пространственного рассеивания звука, сходное с ощущением, возникаПредмет изобретения

Манипулятор для электромузыкальных инструментов, содержащий транзисторный усилитель, сглаживающую цепочку, выполненную в виде параллельно соединенных емкости и резистора, |Клавищ;ный контакт, задающий генератор и тембровый блок, отличаюи(ийся тем, что, с целью получения реверберационного эффекта, к сглаживающей цепочке подключен полупроводниковый диод, анод которого включен в цепь эмиттера усилителя и через последовательно соединенные резистор и еМКость подключен ко входу тембрового блока.

Фиг. 2