Синтезатор музыкальной фразы Советский патент 1981 года по МПК G10H5/12 

(54) СИНТЕЗАТОР МУЗЫКАЛЬНОЙ ФРАЗЫ

1

Изобретение относится к электромузыкальным инструментам.

Известен синтезатор музыкальной фразы, содержащий генератор электрических сигналов звукового диапазона на однопереходном транзисторе. Частоту колебаний, а, следовательно, и тон звучания при сопряжении этого генератора с громкоговорителем можно изменять в широких пределах путем переключения времязадающих резисторов в цепи эмиттера однопереходного транзистора с помощью многопозиционного переключателя i Недостатком известного устройства является однотонность музыкальной фразы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является синтезатор, содержащий генератор ритма, выход которого через формирователь импульсов соединен с входом счетчика, выходы которого поразрядно соединены с входами дешифратора, выходы которого соединены через разделительные диоды и переменные резисторы с входами управления генератора .ритма и генератора тона {,2 .

Недостатком известного синтезатора является неравномерность частотной характеристики.

Цель изобретения - повьвление равномерности чартотной характеристики.

Поставленная цель достигается тем, что в синтезатор, содержащий генератор ритма, выход которого через форг.«1рователь импульсов соединен с входом счетчика, выходы которого поразрядно соединены с входами дeш Jфpaтора, выходы которого соединены через разделительные диоды и переменные резисторы с входами управления генератора ритма и генератора тона, и выходной усилитель, введены триггер, вход которого подключен к выходу генератора тона, двухзвенный RC-фильтр с изменяемой постоянной времени, включенный между выходом триггера и входом выходного усилителя, четыре ключа и. логическое наборное поле, например, на коммутационных диодах, входы которого соединены с выходами ешифратора, а выходы подключены к входам управления ключей, выходы которых подключены к соответствующим конденсаторам двухзвенного RC-фильтра с изменяемой постоянной времени.

На чертеже приведена схема синтезатора.

синтезатор содержит генератор 1 сигналов ритма, состоящий из однопереходного транзистора 2, резистора

3и конденсатора 4, формирователь импульсов 5, счетчик 6, дешифратор 7 разделительные диоды 8-12, переменные резисторы 13-22, генератор 23 тона, состоящий из однопереходного транзистора 24, резистора 25 и конденсатора 26, триггер 27, двухзвенный RC-фильтр 28, состоящий из конденсаторов 29-34 и резисторов 35 и 36, усилитель 37, ключи 38-41, логическое наборное поле 42. На шину 43 подается напряжение питания.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Устройством управляет генератор 1 ритма и дешифратор 7. Единичный логический уровень выходного напряжения после включения источника питания может существовать только на одном из .выходов дешифратора 7. Пусть, например, он присутствует на одном выходе (на крайнем левом).Тогда конденсатор

4генератора 1 ритма будет заряжаться от напряжения, существующего на выходе дешифратора 7, через диод и резистор 13. Когда напряжение на конденсаторе 4 превысит напряжение включения одмопереходного транзистора 2, последний лавинно включается

на короткое время и разряжает конденсатор 4. При этом на резисторе 3 образуется короткий импульс, который с выхода генератора 1 ритма поступает на вход формирователя 5 импульсов, где,при необходимости, импульс изменяется по амплитуде и крутизне переднего фронта. С выхода формирователя 5 импульсов сигнал поступае на вход счетчика 6. Счетчик отсчитывает первый импульс, в результате чего состояние его триггеров (хотя бы одного) изменяется, и выходной сигнал с единичным логическим уровнем теперь вырабатывается уже на другом выходе дешифратора 7. Начинается второй такт работы устройства. S течение этого такта конденсатор 4 генератора 1 ритма заряжается от напряжения, существующего на дешифратора 7,через диод 10 и резистор 14. Цепи других резисторо 13, 15-17 в это время разомкнуты. Во втором такте длительность такта определяется уже при прочих равных условиях резистором 14. Поэтому длительность такта отличается от длителности первого такта. После окончани второго такта счетчик б отсчитывает второй импульс, состояние его триггеров изменяется и единичный логически уровень напряжения будет уже на следующем выходе дешифратора. Конденсатор 4 заряжается через резистор 15 и т.д. Количество выходов дешифратора

определяет то число различных длительностей тактов, которое можно создать в устройстве.

Выходное напряжение дешифратора управляет также частотой тональных сигналов генератора 23 тона. Например, при наличии единичного логического уровня напряжения на выходе дешифратора 7 конденсатор 26 генератора 23 тона-заряжается через диод 9 и резистор 18. Частота генератора 23 тона в этом случае определяется величиной резистора 18. При наличии единичного логического уровня сигнала на выходе дешифратора 7 конденсатор 26 генератора 23 заряжается через диод 11 и резистор 19. Частота колебаний генератора 23 тона в этом случае определяется величиной резистора 19 и т.д.

Кроме этих, переключений, в устройстве осуществляется автоматическое изменение параметров двухзвеннрго RC-фильтра низких частот за счет переключения емкостей в каждом звене этого фильтра. Переключение коммутируемых емкостей двухзвенного фильтра 28 осуществляется также сигналами дешифратора 7.

Генератор 23 тона с помощью резисторов 18-22 настраивается на частоты, в два раза превьлиающие частоты требуекелх тональных сигналов в,каждом такте. И:«тульсы с выхода генератора 23 поступают на счетный вхсэд триггера 27. Триггер делит частоту повторения входных импульсов пополам и на его выходе получается напряжение меандровой форны на частоте тонального сигнала. Напряжение/на выходе триггера 21 для любой из тональных частот имеет постоянную ciMплитуду и постоянную, равную двум, скважность. Вследствие этого амплитуда первой гармоники (т.е. тональной частоты) ие зависит от значения самой тональной частоты и всегда постоянна. За счет этого обеспечивается равномерность частотной характеристики устройства (как функция амплитуды гармоники основного тона от частоты основного тона в заданной области тональных частот). Кроме того, меандровое напряжение, снимаемое с выхода триггера 27, не содержит четных гармоник, т.е. обертонов с частотами, превьшающими частоту основного тона в четное- число раз.

Однако гармоники, нечетные по отношению к тональной частоте, в спектре по-прежнему присутствуют. Прямоугольная форма импульса на выходе триггера 27 приводит к непривычному звучанию мелодии, к появлению тембра который иногда называют неземным и который для части слушающих бывает неприятным. Для улучшения качества звучания по-прежнему требуется ослабление обертонов. Задача ослабления обертонов решается путем подключения к выходу триггера 27 двухзвенного RC-фильтра нижних частот с управляекыми параметрами. Отсутствие в спектре выходного напряжения триггера 27 четных гармоник облегчает задачу фильтрации. Однако ив этом случае она- остается достаточно сложной: фильтр, ослабляя третью .гарЙонику нижнего тонального сигнала нижней октавы, существенно ослабляет основную гармонику верхнего сигнала верхней октавы, и достигнутая благодаря, введению триггера 27 равномерность частотной характеристики по частотам основного тона опять нарушается. Для исключения этого недостатка в устройстве используется пооктавное изменение параметров RC-фильтра 28.

i Будем считать, что тональные частоты, подлежащие воспроизведению, могут находиться в диапазоне трех октав - верхней, средней и нижней. Таким образом, число К октав в рассматриваемом случае равно трем.

Для фильтрации обертонов сигналов верхней октавы требуется наименьшая постоянная времени звеньев фильтра 28,- для фильтрации обертонов сигнало нижней октавы - наибольшая, для фильрации обертонов сигналов средней октавы - средняя между указанными.

Изменение постоянных времени звеньев фильтра 28 достигается за счет перекл1очения емкостей звеньев с помощью ключей 38-41 и наборного логического поля 42.

Формула изобретения

Синтезатор музыкальной фразы, содержащий генератор ритма, выход которого чреез формирователь импульсов соединен с входом счетчика, выходы которого поразрядно соединены с входами дешифратора, выходы которого соединены через разделительные диоды и переменные резисто1%1 с вхо« дами управления генератора ритма и генератора тона, и выходной усилитель, отлич ающийся тем, что, с целью повышения равномерности частотной характеристики, в него введены триггер, вход которого подключен

к выходу генератора тона, двухзвенный ЙС-фильТр с изменяемой постоянной времени, включенный между выходом триггера и входом выходного усилителя, четыре ключа и логическое набор0 нее поле, например, на коммутационных диодах, входы которого соединены с выходами дешифратора 1J а выходы подключены к входам управления ключей, выхода) которых подключены к соответствующим конденсаторам двухзвенного RC-фильтра с изменяемой постоянной времени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 2656298/18-21, кл. G 10 Н 5/12, 22.07.78. K}-T-{(