Генератор сигналов для электромузыкального инструмента Советский патент 1980 года по МПК G10H5/06 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для генерации сетки опорных частот, и может исполь зоваться для получения равномерно темперированной шкалы звуков электро музыкального инструмента, в которой интервалы построены с учетом психофи зиологии слухового частотного воспри тия .(по кривой Рейлсбека) . Известно устройство для получения шкалы звуков музыкального инструмента, содержащее число независлмо настраиваемых тональных генераторов/ равное числу звуков в данном инструменте. Такое устройство позволяет реализовать оптимальное расширение интервальных коэффициентов шкалы зву ков 13 . Однако, в известном устройстве требуется большое число вьюокостабильных тональных генераторов (равно числу звуков), а настройка такого устройства трудоемка из-за того, что настроить необходимо каждый генераНаиболее близким техническим решением к данному является генератор сигналов для электромузыкального инструмента, содержащий тринадцать генераторов тональной частоты, блок преобразователей частоты, состоящий из одиннадцати смесителей частоты/ причем первый вход каждого из смесителей частоты соединен с выходом соответствующего генератора тональной частоты 2 . Недостаток известного генератора заключается в большом количестве тональных генераторов и в трудоемкости настройки. Целью изобретения является повышение точности и упрощение процесса настройки по функции Рейлсбека. Поставленная цель достигается тем, что в генератор сигналов для электромузыкального инструмента, содержащий тринадцать генераторов тональной частоты, блок преобразователей частоты, состоящий из одиннадцати смесителей частоты, причем первый вход каждого из смесителей частоты соединен с выходом соответствующего генератора тональной частоты, введены двенадцать дополнительных смесителей частоты, первые входы первых t двух из которых соединены соответственно, с выходами двенадцатого и тринадцатого генераторов тональной частоты и вторыми входами первого и второго смесителей частоты блока преобразования частоты, первые входы остальных дополнительных смесителей частоты подключены соответственно к выходам смесителей частоты блока преобразования частоты, вторые входы первых двух дополнительных смесителей частоты соедине.ды соответственно с выходами послед| них смесителей частоты блока преобразования частоты, второй- вход каждого из всех остальных дополнительных смесителей- частоты соединен с выходом предыдущего через один дополнительный смеситель частоты, а второй вход каж дого из всех остальных смесителей час тоты блока преобразования частоты соединен с выходом предыдущего через один смеситель частоты блока преобразования частоты. На чертеже приведена структурная схема генератора сигналов. Генератор сигналов для электромузы кального инструмента содержит тринадцать генераторов 1 - 13 тональной час , соответствующих верхним звукам инструмента, смесители частоты 14 -24 соответствующие последующим звукам ин струмента, расположенным в порядке по следовательного понижения их частоты, образующие блок 25 преобразователей частоты, дополнительные смесители час тоты 26 - 37. Генератор сигналов позволяет получить тридцать шесть звуков музыкально шкалы. Для получения шкалы с другим числом звуков количество преобразователей частоты должно быть соответстве но изменено. На первый вход каждого смесителя частоты 14 ;- 24 и 26 37 подключен выход одного из генераторов 1 - 13 или преобразователей, выходная частота которого на тринадцать интерв лов смежных звуков музыкальной шкалы выше выходной частоты данного преобра зователя, а на второй вход каждо-го пр образователя 14 г 24 и 26 - 37 подклю чен выход одного из генераторов или преобразователей , выходная частота Ko торого на два указанных интервала выш выходной частоты данного преобразователя. Генератор сигналов работает следую щим образом. Напряжение генератора 1, соответствующее самому высокому звуку шкалы электромузыкального инструмента, подается на первый вход смесителя частоты 14, а напряжение генератора 12 подается на второй вход смесителя частоты 14., который осуществляет вычитание частоты генератора 12 из частоты генератора 1, в результате чего на выходе смесителя частоты 14 появляется напряжение частоты, отстоящей от частот генераторов 1 и 12. соответственно на тринадцать и два интервала смежных звуков музыкальной шкалы. Аналогично образуются остальные звуки электромузыкального инструмента, в генераторе сигналов использован следующий алгоритм частотообразования. Известно, что интервальные коэффициенты темперированной музыкальной икалы пределяются как Vz , где и - поядковый номер интервала в сторону озрастания частоты по отношению к звуку, относительно которого отсчитывается данный интервал. Из приведенного равенства следует, что частота любого звука музыкальной шкалы с некоторой погрешностью может быть получена вычитанием частоты звука, отстоящего от данного на два интервала смежных звуков выше, из частоты звука, отстоящего от данного на тринадцать интервалов смежных звуков выше. С другой стороны, в связи с независимой установкой частоты каждого из тональных генераторов, имеется возможность расширить интервалы между их частотами с тем, чтобы с учетом коэффициента расширения интервалов получйть из .вышеприведенного приближенного равенства следующее ., где К - коэффициент расширения интервала смежных звуков музыкальной шкалы. Произведя преобразование последнего выражения получим равенство .K.s., которое удовлетворяет при К 1,00015 Коэффициент расширения интервала, равно1:о ок.таве, определяется как 1,00015 1,0018. Определим расширение октавного интервала в центах как 120.. к2 г 1,0018, где X - расширение октавного интервала в центах. Х „0,00078-WOO . 1,0018. -,. ) ci3 цента на октаву. Таким образом, принцип частотообразования в предлагаемом генераторе позволяет реализовать оптимальную настройку электромузыкального инструмента по кривой Рейлсбека. Электромузыкальный инструмент, использующий данный генератор сигналов, будет иметь йолее высокие технические, эксплуатационные и исполнительские характеристики, чем инструменты с известными генераторами аналогичного назначения. Независимо от количества звуков электромузыкального инструмента точность его настройки зависит только от тринадцати тональных генераторов, соответствующих верхним звукам. Этот фактор существенно облегчает настройку инструмента и повышает его технологичность за счет уменьшения числа генераторов с высокой стабильностью, а также в связи с использованием преобразования частоты оптимальной формой напряжения звуковых частот (с точки зрения минимума яенужных комбинационных составляющих) является .синусоидальная форма. А такая форма звуковых колебаний позволяет осуществить чистый гармонический синтез тембров.

Формула изобретения

Генератор сигналов для электромузыкального инструмента, содержащий тринадцать генераторов тональной частоты, блок преобразователей частоты, состоящий из одиннадцати смесителей частоты, причем первый вход каждого из смесителей частоты соединен с выходом соответствующего генератора тональной частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения процесса настройки по функции Рейлсбека, в него введены двенадцать дополнительных смесителей частоты, первые входы первых двух из которых соединены соответственно с выходами двенадцатого и тринадцатого генераторов тональной частоты и вторыми входами первого и второго смесителей частоты блока преобразования частоты, первые входы остальных дополнительных смесителей частоты подключены соответственно к выходам смесителей частоты блока преобразования частоты, вторые входы первых двух дополнительных смесителей частоты соединены соответственно с выходами последи ix

0 смесителей частоты блока преобразования частоты, второй вход каждого из всех остальных дополнительных смесителей частоты соединен с выходом преды,дущего через один дополнительный смеситель частоты, а второй вход каждого из всех остальных смесителей частоты блока преобразования частоты соединен с выходом предыдущего чераз один смеситель частоты.блока преобразования 0 частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Railsbach Oh, Study of piano ;turning,

2.Патент CflA t 3809787,

5 КЛ, 84 - 1. 01.