Устройство формирования сигналов ак-КОРдА (ЕгО ВАРиАНТы) Советский патент 1981 года по МПК G10H1/04 

1

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к устройствам, предназначенным для автоматического выбора музыкальных тонов и аккордов с последующим их воспроизведением в заданной последовательности.

Известно устройство для воспроизведения сигналов аккорда, содержащее сольную клавиатуру, систему сольных аккордов, сольные ключевые модуляторы, «голосовые схемы, аккомпаниментные ключевые модуляторы, «аккордные ключевые модуляторы, вентильные элементы, мажорный педальный ключевой модулятор, минорный педальный ключевой.модулятор, тональный генератор, клавиатуру аккомпанимента, смеситель, делитель частоты и блокирующую систему 1.

Недостатком известного устройства является неточность интегральных коэффициентов токов аккорда.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для формирования сигналов аккорда, содержащее клавиатуру, один из контактов каждой клавищи которой соединен с источником напряжения, а второй через диод - с первым входом распределителя импульсов, соответствующие выходы которого подключены к, входам управления четырех ключей непосредственно, а к входу управления пятого ключа через селекторный элемент, причем информационные входы ключей соединены между собой, а их выходы подключены к входам блока выделения огибающей сигнала, один из входов которого соединен с выходом генератора импульсов ритма, и генератор тональных сигналов 2.

10

Работа известного устройства основана на том, что с помощью контактов клавиатуры один из выходов генератора тональных сигналов, соответствующий основному тону формируемого аккорда, подключается к группе делителей частоты, на выходах которых при этом образуются сигналы основного тона, малой терции, больщой терции, квинты и септимы. С помощью селекторной схемы выбирается необходимая терция. Далее полученные частоты поступают на ключевые

20 логические цепочки, запирающиеся или отпирающиеся под воздействием сигналов импульсного генератора ритма, обеспечивая необходимую последовательность появления музыкальных тонов на выходе устройства.

Недостатком .известного устройства является неточность установки интервальных коэффициентов сигналов. Это обусловлено тем, что коэффициенты деления делителей частоты не могут быть иррациональными числами (что требуется для обеспечения точных интервальных коэффициентов) и выбираются с определенным приближением.

Цель изобретения - повышение точности установки интервальных коэффициентов сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство формирования сигналов аккорда, содержащее клавиатуру, один из контактов каждой клавиши которой соединен с источником напряжения, а второй через диодс первым входом распределителя импульсов, соответствующие выходы которого подключены к входам управления четырех ключей непосредственно, а к входу управления пятого ключа через селекторный элемент, причем информационные входы ключей соединены между собой, а их выходы подключены к входам блока выделения огибающей сигнала, один из входов которого соединен с выходом генератора импульсов ритма, и генератор тональных сигналов, введены N блоков выборки сигнала, элемент НЕ, блок запуска и генератор импульсов сдвига, выход которого соединен совторым входом распределителя импульсов, третий вход которого соединен с выходом блока запуска, вход которого подключен к первому входу распределителя импульсов, выход которого подключен к первым входам всех блоков выборки сигнала, вторые входы которых соединены с выходом генератора импульсов сдвига, третьи входы подключены к контактам соответствующих клавиш, четвертые входы через элемент НЕ соединены с одним из выходов распределителя импульсов, пятые входы подключены к соответствующим выходам генератора тональных сигналов, а шестой вход каждого последующего блока выборки сигнала подключен к первому выходу предыдущего блока вьгборки сигнала, вторые выходы всех блоков выборки сигнала соединены с информационными входами ключей.

Блок выборки сигнала содержит ключ, триггер и два элемента И, входы первого из Которых соединены с первым и третьим входами блока выборки сигнала, первый вход второго элемента И подключен к четвертому входу блока выборки сигнала, один вход триггера соединен со вторым входом блока выборки сигнала, а выход триггера подключен ко второму входу вт орого элемента И, выход которого соединен с первым выходом блока выборки сигнала и первым входом ключа, второй вход которого соединен с пятым входом блока выборки сигнала, со

вторым выходом которого соединен выход ключа, причем второй вход триггера через диоды соединен с выходом первого элемента И и шестым входом блока выборки сигнала.

Кроме того, поставленная цель достигается тем, что в устройство формирования сигналов аккорда, содержащее клавиатуру, один из контактов каждой клавиши которой соединен с первым входом распределителя импульсов, два соответствующих выхода которых соединены со входами селекторного элемента, вторые контакты всех клавиш соединены с диодами, блок выделениг огибающей сигнала, один вход которого соединен с выходом генератора импульсов ритма, и генератор-тональных сигналов, введены N блоков выборки сигнала, генератор импульсов сдвига и блок запуска, вход которого соединен с диодами, подключенными к контактам

клавиш, один выход соединен с первыми входами блокотв выборки сигнала, вторые входы которых соединены со вторым выходом блока запуска, третий вход каждого блока выборки сигнала соединен с контактом соответствующей клавиши, четвертый вход каждого блока выборки сигнала подключен к выходу генератора импульсов сдвига, пятый вход подключен к соответствующему выходу генератора тональных сигналов, шестой вход каждого последующего блока выборки сигнала через диод соединен с первым выходом каждого предыдущего блока выборки сигнала, а остальные входы каждого из блоков выборки сигнала подключены соответственно к вь1ходам распределителя импульсов и выходу селекторного элемента,

5 причем остальные выходы блоков выборки сигнала подключены к соответствующим входам блока выделения огибающей сигнала, а выход генератора импульсов сдвига соединен со вторыми контактами всех клавиш. Блок выборки сигнала содержит элемент И, триггер и пять идентичных цепей из последовательно включенных второго элемента И, второго триггера и ключа, второй вход которого соединен с пятым входом блока выборки сигнала, а выход ключа - с выходом этого блока, входы первого элемента И соединены с первым и третьим входами блвка выборки сигнала, выход первого элемента И через диод соединен с шестым входом блока выборки сигнала и с первым входом триггера, второй вход которого соединен с

четвертым входом блока выборки сигнала, а выход первого триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен ко второму входу блока выборки сигнала, при этом вторые входы

J вторых элементов И соединены с остальными входами блока выборки сигнала. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для формирования сигналов аккорда, первый вариант; на фиг. 2 - второй

вариант.

Устройство формирования сигналов аккорда по первому варианту содержит генератор 1 тональных сигналов, селекторный элемент 2, блок 3 выделения огибающей сигнала, генератор 4 импульсов ритма, блоки 5 выборки сигнала, каждый из которых состоит из триггера 6, второго и первого элементов И 7 и 8 соответственно и ключа 9, распределитель 10 импульсов, состоящий из двенадцати триггеров 11-22 и элемента 23 .совпадения, ключи 24, генератор 25 импульсов сдвига, блок 26 запуска, элемент НЕ 27, источник 28 напряжения.

Устройство формирования сигналов аккорда по первому варианту работает следующим образом.

При нажатии одной из клавиш напряжение источника 28 напряжения поступает на первый вход первого элемента И 8, который соответствует нажатой клавише, а также к входу блока 26 запуска и к второму входу элемента 23 совпадения распределителя 10 импульсов. Блок 26 запуска срабатывает и устанавливает в состояние единицы двенадцатый триггер. 22 распределителя 10 импульсов. В результате срабатывает первый элемент И 8 блока 5 выборки сигнала, соответствующего нажатой клавише, и устанавливает в состояние единицы триггер 6 этого же блока 5 выборки сигнала, который в свою очередь открывает ключ 9, на вход которого поступает сигнал с генератора 1 тональных сигналов, соответствующий клавише, которая предшествует нажатой. Этот сигнал поступает на об:ьединенные входы ключей 24, однако последние закрыты. С приходом первого импульса от генератора 25 импульсов сдвига происходит сброс двенадцатого триггера 22 распределителя 10 импульсов и триггера 6 и установка в состояние единицы первого триггера 11 распределителя 10 импульсов и триггера 6 очередного блока 5 выборки сигнала. Теперь на ключ, который открывается выходным сигналом первого триггера 11 распределителя 10 импульсов, поступает сигнал генератора 1 тональных сигналов, который соответствует основному тону формируемого аккорда. Этот сигнал поступает на соответствующий вход блока 3 на протяжении периода повторения импульсов сдвига. С поступлением следующего импульса от генератора 25 импульсов, сдвига происходит сброс первого триггера 11 распределителя 10 импульсов и триггера 6 блока 5 выборки сигнала, а также установка единицы на выходах второго триггера 12 распределителя 10 сигналов и триггера 6 очередного блока 5 выборки сигнала. При этом на входы ключей 24 поступает сигнал от следующего выхода генератора 1 тональных сигналов, но так как выход второго триггера 12 не связан с управляющими входами ключей 24, на блок 3 выделения огибающей сигнала этот сигнал не проходит, т. е. этот щаг распределителя 10 импульсов является холостым. Дальнейщая работа устройства происходит в указанном порядке. В результате на входы блока 3 выделения вгибающей сигнала поочередно поступают выборки выходных сигналов генератора 1 тональных сигналов, которые соответствуют остальным тонам формируемого аккорда. После срабатывания одиннадцатого триггера 21 сигнал распределителя 10 импульсов, пройдя через элемент НЕ 27, снимает разрешение на срабатывание с вторых входов вторых, элементов И 7, в результате чего разрывается связь между триггерами 6 блоков 5 выборки сигнала и после очередного импульса сдвига все триггеры 6 оказываются в нулевом состоянии. Одновременно с этим устанавливается единица на выходе двенадцатого триггера 22 распределителя 10 импульсов и цикл работы устройства повторяется. Повторение циклов происходит в течение всего времени пока нажата клавища. При отпускании клавищи размыкаются ее контакты. Снимается разрещающий потенциал с второго входа элемента 23 совпадения распределителя 10 импульсов, который после сброса одиннадцатого триггера 21 прекращает работу и устройство приходит в исходное состояние. В блоке 3 выделения огибающей сигнала происходит выделение огибающих поступающих выборок тональных сигналов, которые после фильтрации поступают на выход устройства в различных сочетаниях и с различной последовательностью, что определяется структурой блока 3 выделения огибающей сигнала и генераторов 4 импульсов ритма. Частота следования импульсов сдвига выбирается достаточно высокой для воспроизведения огибающей самого верхнего тона генератора тональных сигналов.

В первом варианте устройства интервальные коэффициенты не связаны с процессом формирования сигнала аккорда, а определяются параметрами генератора 1 тональных сигналов, что дает возможность обеспе чить точные интервальные коэффициенты. Устройство формирования сигналов аккорда по второму варианту содержит генератор 29 тональных сигналов, селекторный элемент 30, блок 31 выделения огибающей сигнала, генератор 32 импульсов ритма, блоки 33 выборки сигнала, каждый из которых состоит из пяти идентичных цепей, содержащих последовательно включенные элементы И 34, триггеры 35 и ключи 36, элемент И 37, триггер 38, и диоды 39 и 40, распределитель 41 импульсов, состоящий из одиннадцати триггеров 42-52, образующих разряды распределителя импульсов, генератор 53 импульсов сдвига, блок 54 запуска, диоды 55. Устройство формирования сигналов аккорда по второму варианту работает следующим образом.. При нажатии одной из клавиш через ее контакты генератор 53 импульсов сдрига подключается к первому входу элемента И 37 соответствующего блока 33 выборки сигнала, к первому триггеру 42 распределителя 41 импульсов и через диод 55 к в)оду блока 54 запуска. При этом первым прошедшим импульсом устанавливается в положение логической единицы первый триггер 42 распределителя 41 импульсов. Блок 54 запуска представляет собой устройство, которое при подключении к нему генератора 53 импульсов сдвига генерирует один запускаюш.ий импульс на выходе запуска, а при отключении генератора 53 импульсов сдвига генерирует один импульс на выходе сброса. Таким образом, при поступлении на его вход первого импульса с генератора 53 импульсов сдвига срабатывает элемент И 37 и пропускает указанный импульс на триггер 38, который устанавливается в положение единицы на его выходе. В результате срабатывает первый элемент И 34; который устанавливает в состояние единицы подключенный к нему триггер 35. При этом открывается соединенный с этим триггером ключ 36, который соответствует основному тону формируемого аккорда. Этот ключ остается открытым в течение- всего времени, пока замкнуты контакты нажатой клавиши, и пропускает на соответствующий вход блока 31 выделения огибающей сигнала сигнал с выхода генератора 29 тональных сигналов. При поступлении от генератора 53 импульсов сдвига следующего импульса происходит сброс первого триггера 42 распределителя 41 импульсов и установка в положение единицы второго триггера 43. Одновременно сбрасывается триггер 38, устанавливая при этом в положение единицы соединенный с его выходом триггер 38 очередного блока 33 выборки сигнала. Поскольку выход второго триггера 43 распределителя 41 импульсов не подключен к элементам И 34, этот шаг распределителя 41 импульсов проходит вхолостую, т. е. по-прежнему остается открытым только один ключ 36, соответствующий тону аккорда. Следующие циклы работы устройства происходят аналогично описанному выше. При этом последовательно открываются и остаются в этом состоянии ключи 36 блоков 33 выборки сигнала, которые соответствуют остальным тонам формируемого аккорда. Процесс набора тонов аккорда завершается после срабатТывания последнего триггера 52 р аспреДелителя 41 импульсов, после чего распределитель 41 импульсов работу прекращает. Таким же образом поочередно срабатывают и отключаются все триггеры 38. Тона сформированного аккорда поступают на соответствующие входы блока 31 выделения огибающей сигнала и появляются на его выходе в сочетаниях и последовательности, которые определяются генератором 32 импульсов ритма, в течение всего времени нажатия клавиши. Частота построения импульсов сдвига выбирается достаточно высокой для того, чтобы появление тонов аккорда на выходе устройства воспринималось как одновременное. После отпускания клавиши появляется импульс на выходе сброса блока 54 запуска, который устанавливает в нулевое состояние все триггеры 35 блоков 33 выборки сигнала, при этом закрываются ключи 36 и устройство готово для формирования нового аккорда при нажатии любой клавиши. Во втором варианте устройства интервальные коэффициенты не связаны с формированием сигнала аккорда, а определяются только параметрами генератора 29 тональных сигналов, что дает возможность обеспечить точные интервальные коэффициенты. Формула изобретения 1.Устройство формирования сигналов аккорда, содержашее клавиатуру, один из контактов каждой клавиши которой соединен с источником напряжения, а второй через диод - с первым входом распределителя импульсов, соответствующие выходы которого подключены к входам управления четырех ключей непосредственно, а к входу управления пятого ключа через селекторный элемент, причем информационные входы ключей соединены между собой, а их выходы подключены к входам блока выделения огибающей сигнала, один из входов которого соединен с выходом генератора импульсов ритма, и генератор тональных сигналов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности установки интервальных коэффи циентов сигнала, в него введены N блоков выборки сигнала, элемент НЕ, блок запуска и генератор импульсов сдвига, выход которого соединен со вторым входом распределителя импульсов, третий вход которого соединен с выходом блока запуска, вход которого подключен к первому входу распределителя импульсов, выход которого подключен к первым входам всех блоков выборки сигнала, вторые входы которых соединены с выходом генератора импульсов сдвига, третьи входы подключены к контактам соответствующих клавиш, четвертые входы через элемент НЕ соединены с одним из выходов распределителя импульсов, пятые входы подключены к соответствующим выходам генератора тональных сигналов, а щестой вход каждого последующего блока выборки сигнала подключен к первому выходу предыдущего блока выборки сигнала, вторые выходы всех блоков выборки сигнала соединены с информационными входами ключей. 2.Устройство по п. I, отличающееся тем, что блок выборки сигнала содержит ключ, триггер и два элемента И, входы первого из которых соединены с первым и третьим входами блока выборки сигнала, первый вход второго элемента И подключен к четвертому входу блока выборки сигнала, один вход триггера соединен со вторым входом блока выборки сигнала, а выход триггера подключен ко второму входу второго элемента И, выход которого соединен с первым выходом блока выборки сигнала, и первым входом ключа, второй вход которого соединен с пятым входом блока выборки сигнала, со вторым выходом которого соединен выход ключа, причем второй вход триггера через диоды соединен с выходом первого элемента И и шГестым входом блока выборки сигнала. 3. Устройство формирования сигналов аккорда, содержащее клавиатуру, один , из контактов каждой клавиши которой соединен с первым входом распределителя импульсов, два соответствующих выхода которых соединены со входами селекторного элемента, вторые контакты всех клавиш соединены с диодами, блок выделения огибающей сигнала, один вход которого соединен с выходом генератора импульсов ритма, и генератор тональных сигналов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности установки интервальных коэффициентов сигналов, в него введены N блоков выборки сигнала, генератор иМпульсов сдвига и блок запуска, вход которого соединен с диодами, подключенными к контактам клавиш, один выход соединен с первыми входами блоков выборки сигнала, вторые входы которых соединены со вторым выходом блока запуска, третий вход каждого блока выборки сигнала соединен с контактом соответствующей клавиши, четвертый вход каждого блока выборки сигнала подключен к вы.ходу генератора импульсов сдвига, пятый вход подключей к соответствующему выходу генератора тональных сигналов, шестой вход каждого последующего блока выборки сигнала через диод соединен с первым выходом каждого предыдущего блока выборки сигнала, а остальные входы каждого из блоков выборки сигнала подключены соответственно к выходам распределителя импульсов и выходу селекторного элемента, причем остальные выходы .блоков выборки сигнала подключены к соответствующим входам блока выделения огибающей сигнала, а выход генератора импульсов сдвига соединен со вторыми контактами всех клавиш. 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что блок выборки сигнала содержит элемент И, триггер и пять идентичных цепей из последовательно включенных второго элемента И, второго триггера и ключа, второй вход которого соединен с пятым входом блока выборки сигнала, а выход ключа - с выходом этого блока, входы первого элемента И соединены с первым и третьим входами блока выборки сигнала, выход первого элемента И через диод соединен с шестым входом блока выборки сигнала и с первым входом триггера, второй вход которого соединен с четвертым входом блока выборки сигнала, а выход первого триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен ко второму входу блока выборки сигнала, при этом вторые входы вторых элементов И соединены с остальными входами блока выборки сигнала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3823246, кл. 84-1.17, 09.07.74. 2.Патент США № 4117759, кл. 84-1.01, 12.05.76 (прототип).