Устройство для контроля настройки музыкальных инструментов
1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАСТРОЙКИ МУЗЫКАЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ , содержащее блок формирования измеряемого интервала, вход которого соединен с блоком преобразования акустического сигнала, а выход через блок формирования синхроимпульсов соединен с блоком формирования эталонного интервала и индикатор, отличающееся тем. что, с целью повышения точности и поме.хоустойчивости контроля, в него введены блок формирования измерительных импульсов, входы которого соединены с выходами блоков формирования измеряемого и эталонного интервалов, а первый выход соединен с индикатором , интегратор, вход которого соединен со вторым выходом блока формирования измерительных импульсов, а выход соединен с индикатором, причем второй вход блока формирования измеряемого интервала соединен с выходом блока формирования эталонного интервала, а второй и треI тий входы блока преобразования акустического сигнала соединены со вторыми вхо (Л дами блоков формирования измеряемого и эталонного интервалов.
„„SU„„1119068
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК з(51) G 10 Н 102
Ф ®;.
1 съ .
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -. »,: г
К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
Puz. 7 (21) 3602797/! 8-21 (22) 08.06.83 (46) 15.10.84. Бюл. № 38 (72) В. С. Шепелев, Г. П. Уварова и Н. Н. Лысенко (71) Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт музыкальной промышленности (53) 621.828 (088.8) (56) l. Авторское свидетельство СССР № 600598, кл. G 10 Н 1/02, 1976.
2. Авторское свидетельство СССР № 907574, кл. G 10 Н 1/02, 1980 (прототип) . (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАСТРОЙКИ МУЗЫКАЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ, содержащее блок формирования измеряемого интервала, вход. которого соединен с блоком преобразования акустического сигнала, а выход через блок формирования синхроимпульсов соединен с блоком формирования эталонного интервала и индикатор, отличающееся тем. что, с целью повышения точности и помехоустойчивости контроля, в него введены блок формирования измерительных импульсов, входы которого соединены с выходами блоков формирования измеряемого и эталонного интервалов, а первый выход соединен с индикатором, интегратор, вход которого соединен со вторым выходом блока формирования измерительных импульсов, а выход соединен с индикатором, причем второй вход блока формирования измеряемого интервала соединен с выходом блока формирования эталонного интервала, а второй и третий входы блока преобразования акустического сигнала соединены со вторыми входами блоков формирования измеряемого и эталонного интервалов.
1119068
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок формирования измерительных импульсов содержит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого являются первым и вторым входами блока формирования измерительных импульсов, а выход соединен со входом одновибратора, первым входом первого элемента И и первыми входами триггеров предельного отклонения и знака отклонения, второй вход первого элемента И соединен с первым выходом триггера предельного отклонения, а выход — с первыми входами второго и третьего элементов И, причем второй вход триггера предельного отклонения соединен с выходом одновибратора, а второй выход — с первыми входами четвертого и пятого элемен1
Изобретение относится к измерительной технике н может быть использовано для измерения малых отклонений частот звуковых колебаний от заданных значений, в частности для контроля отклонения настройки музыкальных инструментов от заданного строя.
Известно устройство для настройки музыкальных инструментов, основанное на измерении разности между измеряемыми образцовыми периодами колебаний и содержащее блок преобразования акустического сигнала, блок формирования синхроимпульсов, блок формирования эталонного интер. вала и индикатор (11.
Недостатком устройства является низкая точность.
Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является устройство для настройки музыкальных инструментов, содержащее блок преобразования акустического сигнала, соединенный с блоком формирования измеряемого интервала, блок формирования эталонного интервала, соединенный с блоком формирования синхроимпульсов и индикатор (21.
Недостатком прибора является низкая точность контроля музыкальных звуков в пределах октавы, так как при этом модуль от;, носительной погрешности, а следовательно, и точность контроля изменяется в 2 раза.
Это существенно затрудняет настройку инструмента.
Недостатком устройства является также низкая помехоустойчивость. Помеха вызывает ложное срабатывание формирователя импульсов, вследствие чего меняется длительность измерительных импульсов, что приводит к появлению аномальных ошибок в результате измерений..тов И, второй вход триггера знака отклонения соединен со вторым входом .элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый выход соединен со вторыми входами второго и четвертого элементов И, а второй выход соединен со вторыми входами третьего и пятого элементов И, выходы второго и третьего элементов И соединены с первыми входами ключей, вторые входы которых .подключены к шинам источников соответственно положительного и отрицательного опорных напряжений, а выходы — к сумматору, выход которого является .первым выходом, а выходы четвертого и пятого элементов И— вторым и третьим выходами блока формирования измерительных импульсов, 2
Цель изобретения — повышение точнос- ти и помехоустойчивости контроля настройки.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля настройки му- зыкальных инструментов, содержащее блок формирования измеряемого интервала, вход которого соединен с блоком преобразования акустического сигнала, а выход через блок формирования синхроимпульсов соединен с блоком формирования эталонного интервала и индикатор, введены блок формирования измерительных импульсов, входы которого соединены с выходами блоков формирования измеряемого и эталонного ин1S тервалов, а первый выход соединен с ин-: дикатором, интегратор, вход которого сое"динен со вторым выходом блока формирования измерительных импульсов, а выход сое1q динен с индикатором, причем второй вход блока формирования измеряемого интервала соединен с выходом блока формирования эталонного,интервала, а второй и третий входы блока преобразования акустического сигнала соединены,со вторыми выходами блоков формирования измеряемого и
25 эталонного интервалов.
Причем блок формирования измерительных импульсов содержит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого являются первым и вторым входами блока формирования измерительных импульсов, а выход соединен со входом одновибратора, первым входом первого элемента И и первыми входами триггеров предельного отклонения и знака отклонения, второй вход первого эле- мента И соединен с первым выходом триггера предельного отклонения, а выход — с первыми входами второго и третьего элемен!!19068 тов И, причем второй вход триггера пре- динен со вторым выходом блока 5, а выход дельного отклонения соединен с выходом соединен с индикатором 7, причем второй одновибратора, а второй выход — с пер- вход блока 2 соединен с выходом блока 3, выми входами четвертого и пятого элемен- а второй и третий входы блока .1 соединены тов И, второй вход триггера знака откло- g со вторыми выходами блоков 2, 3. нения соединен со вторым входом элемента При этом блок 1. содержит последоваИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. первый выход сое- тельно соединенные датчик 8, полосовой динен со вторыми входами второго и чет- фильтр 9, усилитель!О, триггер Шмидта 11, вертого элементов. И, а второй выход сое- выход которого является выходом блока 1, динен со вторыми входами третьего и пятого а вход датчика l — его входом, !
О элементов И, выходы второго и третьего Блок 2 содержит последовательно соеэлементов И соединены с первыми входами диненные счетчик 12, переключатель 13 окключей, вторые входы которых подключены тав и триггер 14, выход которого является к шинам источников соответственно поло- первым выходом блока 2, выход переклюжительного и отрицательного опорных на- чателя 13 — вторым его выходом, а вход пряжений, а выходы — к сумматору, выход !5 счетчика 12 и триггера 14 — первым и втокоторого является первым выходом, а вы- рым входами блока 2. ходы четвертого и пятого элементов И вЂ” вто- При этом блок 5 формирования измерирым и третьим выходами блока формирова- тельных импульсов содержит элемент 20 ния измерительных импульсов. ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого
На фиг: 1 представлена структурная схе- являются первым и вторым входом блока 5, ма устройства; на фиг. 2 — структурная схе- а выход соединен со входом одновибратора ма блока формирования измерительных им 21, первым входом первого элемента И 22 пульсов; на фиг. 3 — временная диаграмма и первыми входами триггеров 23 предельработы устройства, ного отклонения и 24 знака отклонения, втоУстройство для контроля настройки му- Рой вход пеРвого элемента И 22 соединен зыкальных инструментов содержит блок 1 25 с пеРвым выходом тРИ "еРа 23, а выход— преобразования акустического сигнала, блок с первыми входами второго 25 и третьего
2 формирования измеряемого интервала, 26 элементов И, причем второй вход тригблок 3 формирования эталонного интервала, гера 23 соединен с выходом одновибратоблок 4 формирования синхроимпульсов, ра 21, а второй выход — с первыми вхоблок 5 формирования измерительных им- дами четвертого 27 и пятого 28 элементов
30 пульсов, интегратор 6, индикатор 7.. И, второ" вход триггера 24 соединен со
Блок 1 преобразования акустического сиг- вторым входом элемента 20 ИСКЛIОЧАЮнала состоит из датчика 8, полосового фильт- ЩЕЕ ИЛИ, первый выход соединен со втора 9, усилителя 10, триггера 11 Шмидта. рыми входами второго 25 и четвертого 27
Блок 2 формирования измеряемого ин- элементов И, а второй выход соединен со тервала содержит двоичный счетчик 12, пе- З5 вторыми входами третьего 26 и пятого 28 реключатель октав 13 и триггер 14.. элементов И, выходы второго 25 и третьеБлок 3 формирования:эталонного интер- го 26 элементов И, соединены с первыми вховала содержит кварцевый генератор 15, дво, дами ключей 29, 30 соответственно, вторые ичный счетчик 16, кодовый преобразователь входы которых подключены к шинам источ-.
17, переключатель 18 нот, триггер 19. ников соответственно положительного 32 и
Блок 5 формирования измерительных им- отрицательного 33 опорных напряжений, а
40 пульсов содержит элемент 20 ИСКЛЮЧАЮ выходы — к сумматору 31, выход которого
1ЦЕЕ ИЛИ, одновибратор 21, элемент 22 И, является первым выходом, а выходы четтриггер 23 предельного отклонения, триггер вертого и пятого элементов И вЂ” вторым и
24 знака отклонения, элементы 25 — 28 И, третьим выходами блока 5 формирования ключи 29, 30, сумматор 31, шины 32, 33 45 измерительных импульсов. источников соответственно положительного Устройство работает следующим обраи отрицательного опорных напряжений. зом.
Устройство д я контроля настройки му- ОпеРатоР Устанавливает пеРеключателЬ зыкальных инструментов, содержащее блок,"октав 13 и нот 18 в положения, соответствую2 формирования измеряемого, интервала, щие требуемой ноте, при этом фильтр 9 певход которого соединен с блоком 1 преоб- рестраивается на частоту основного нота
50 разования акустического сигнала, а выход (обертона) выбранный ноты, устанавливаетчерез блок 4 формирования синхроимпуль-. ся необходимый коэффициент деления блосов соединен с блоком 3 формирования эта- ка 2 формирования измеряемого интервала лонного интервала и индикатор 7, блок 5 выбирается в кодовом преобразователе 17 формирования измерительных импульсов, 5S необходимая кодовая комбинация, опредевходы которого соединены с выходами бло- . ляющая длительность эталонного интервала. ков 2, 3, а первый выход соединен с ннди- .. На временной диаграмме работы усткатором 7, интегратор 6, вход которого сое- . ройства, представленно" на фиг. 3, пока-
1119068 заны сигналы на выходах. соответствующих зле м е нто в.
Акустический сигнал преобразуется датчиком 8, например микрофоном, в электрический, полосовой фильтр 9 выделяет гармоническую составляющую с частотой, соответствующей выбранной ноте (обертона), устанавливается усилителем 10 и преобразуется триггером 11 Шмидта в последовательность прямоугольных импульсов, которые поступают на вход двоичного счетчика 12. С выхода переключателя 13 октав на триггер 14 поступают импульсы, частота которых в 2 раз меньше частоты входного сигнала, где к — количество задействованных разрядов двоичного счетчика 12. Триггер 14 формирует прямоугольные импульсы, половина периода которых используется для сравнения с эталонным интервалом времени, а по его переднему фронту блок 4 формирования синхроимпульсов, выполненный, например, по схеме одновибратора, вырабатывает короткие импульсы, запускающие триггер 19 блока 3 формирования эталонного интервала. Импульсы эталонной частоты с кварцевого генератора 13 поступает на вход двоичного счетчика 16. При равенстве его выходного кода выбранной кодовой комбинации, заложенной в кодовом преобразователе 17, выполненном, например, в виде диодной матрицы, с выхода переключателя 18 нот на второй вход триггера 19 поступает . импульс, который заканчивает формирование эталонного интервала на выходе триггера !9. При этом происходит установка нуля двоичного счетчика 16 и на управляющий вход триггера 14 поступает логический уровень, разрешающий формирование следующего измеряемого интервала.
Импульсы с выходов блоков 2 формирования измеряемого интервала и 3 формирования эталонного интервала поступают на входы элемента 20 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ
ИЛИ блока 5 формирования измерительных импульсов. Элемент 20 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ формирует измерительные импульсы длительностью, равной разности сравниваемых интервалов, и с периодом повторения сигнала, поступающего из блока 2. Скважность измерительных импульсов пропорциональна точности настройки музыкального инструмента. По переднему фрон-. ту измерительных импульсов одновибратор
21 вырабатывает импульсы, длительность которых определяется диапазоном контролируемого отклонения настройки и которые поступают на вход триггера 23 предельного отклонения.
Если длительность измерительных импульсов меньше длительности импульсов, сформированных одновибратором 21, то сигнал с выхода триггера 23 предельного
5 !
О
zo
7S
М
55 отклонения разрешает поступление измерительных импульсов через элемент 22 И на первые входы элементов 25 и 26 И.
Триггер 24 знака отклонения по переднему фронту измерительного импульса в зависимости от положения триггера 19 устанавливается в состояние «0» или « I », что является признаком знака отклонения. Сигнал с прямого выхода триггера 24 поступает на вторые входы элементов 25, 27 И, а с инверсного выхода — на вторые входы элементов 26, 28 И. Измерительные импульсы в зависимости от состояния триггера 24 знака отклонения поступают на ключ 29 через элемент 25 И или на ключ 30 через элемент 26 И, которые подключают на вход интегратора 6 +Чо„или — Vo> на время. равное длительности измерительных импульсов. После интегрирования сигнал, пропорциональный отклонению настройки, поступает на индикатор 7. Если длительность измерительных импульсов больше длительности импульсов, сформированных одновибратором 21, то триггер 23 изменит свое состояние, и сигнал с его прямого выхода запретит прохождение измерительных импульсов через элемент 22 И. Сигнал с инверсного выхода триггера 23 предельного отклонения поступит на первые входы элементов
27 и 28 И и в зависимости от состояния триггера 24 знака отклонения на выходе одного из этих элементов И формируется сигнал, поступающий на индикатор предельного отклонения («Частота больше», «Частота меньше», Предлагаемое устройство для. контроля настройки музыкальных инструментов обеспечивает постоянство величины относительной погрешности контроля настройки в пределах октавы за счет формирования последовательности измерительных импульсов с постоянной амплитудой, длительность которых равна разности между измеряемым периодом и образцовым интервалом времени, а период равен периоду основного тона и интегрирования этой последовательности импульсов за определенный интервал. времени.
Повышение помехоустойчивости устройства достигается благодаря исключению измерительных импульсов существенно искаженных помехой, т. е. исключению аномальных ошибок из результатов измерений.
Устройство удобно в эксплуатации, так как оно позволяет контролировать настройку музыкального инструмента, строй которого равномерно смещен от заложенного в устройстве, реализовать требуемую настроечную кривую, пользуясь простой таблицей относительных отклонений, оперативно двумя подключениями подготовить устройство для контроля требуемой ноты. практически
1119068
М
18
20 ) Jîï
Сост<)вит«лн <... K.)< ни<>н
TexI)«и И. B«I)«< К<>,)I)«ii ««> ()
1 и(1;! ж 374 1I .: iiii
ВНИИПИ Государственного комитета Г<.I .I) ло делам изобретений и открк<ти><
1 I3035, Москва, 7K — 35, Раушскаи нао, Филиал ППП «Патент», г. Ужгород. Хл. I II)<)e>,>< ><. 4
Р«. I< i<>I) ). 1о lilllll :3>)к,):) т4<)! 30 исключить ошибочность ввода данных и синхронно перестраивать аналоговую и цифровую части устройства, быстро перестраиваться на контроль по первой, второй и четвертой гармоникам, присутствующим в любом музы кал ьном си гнале.
