Электронный музыкальный инструмент

 

««

СО(ОЗ СОВЕТСНИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(ы! С 10 Н 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬС Т ВУ

ГОСУДАРС мЗЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3549622/24-21

/ (22) 07.02.83 (4(>) 23.05.85. Бюл. ((19 (72) 0.11. Нартала (53) 68!.828(088.8) (56) Патент Японии !(33-37010.; кл. С 10 Н 1/02,,опуб>лик. 1978.

Вингрис Л.Т., Скрин Ю.A. Любие>-:>вские конструкции ыпогоголосых

">Н!> ° Н- Л., "Энергия", 1964, с. !0-13. (>4) (57)> 1. ЭЛЕКТРО!!НЫИ НУЗЫКЛПЬ1!ЫИ

ИНС >" УИ1:.НТ, содержащий блок задаюrlr>t>4 генераторов, двенадцать выходов кот:зр»гэ подключены к тактовым

> õåëàì двенадцати делт4телей частбть>, к>:авиатуру, к выходу которой под-. ключень> последовательно соединенные

« темброблок, усилитель и звуковослроиэзолящее устройство, а также генератор расстройкч, о т л и ч а ю>к и н с я тем, что, с целью обогаи;en,>н звучания путем создания независимого вибрато по всем тонаи зву>.>«ð»äe, в него введены блок генератор » псевдослучайных сигналов, блок формирования тактовых частот и первый — двенадцатый модуляторы,ка:кдый

»э которых содержит, например, первый — седьмой элементы ИСКЛЮЧА!(2ЦЕЕ

ИЛ!1, гервые Входь> которыЬ соединены с г(-упной выходов соответствующего

Делителя частоты, Вторые входЫ обра.>уют группу управляющих входов иодулвторл н соединены с соотвевствуюurr и группой выходов блока генераторов псевдослучайных сигналов, а выходы— с соответствующими входзьп> клавиатуры", причем. выходы блока форкй>рования тактовых частот подклю >ены к входам блока генераторов псевдослучайных сигналов, вход — к выходХ генератора расстройки, вход управления которого соединен с нь>ходом блока управления расстройкой.

2. Инструмент по и. l, о т л и ч а ю шийся тем, что блок геператоров псевдослучайных сигналов содер>кит первый — седьмой регистры сдвига длиной одиннадцать разрядов и первый — седьмой элементы 1!СКЛЮ 4AlXEE ИЛИ> входы каждого иэ которых соединены с выходами девятого и одиннадцатого разрядов, а выход— с с информационным входом соответствующего регистра сдвига, тактовый вход каждого регистра сдн»га соединен с сЬответстгук дим входом блока генератора псевдослучайных сигналов; выходы всех з»ементо» !(ГКЛЮЧЬNHtEE ИЛИ образуют первук гр; пну нь>ходов, а выходь> раэр»доз всех рег>гстров сдвига с одинаковым но>>ером—

i-группу из семи выходов с номером

i+1 блока генераторов „еевлослуч ;>и— ных сигналов, где > ярилина>T эн 1«>ения от единицы до олиннад:>..rти.

3. Инструмент >o >, о, л и ч а ю шийся тем, ч ":> <ло>. ф>рми" рования тактовых частот;.о,-.eð>K«.ò первый-седьмой делители ча.-.таты, входы которых подключе>н. п входу, а

Выходы к соответете» i!»>I ьык одам блока формировз»ин такто «ых nëстот.

1157561

При этом блок 8 генераторов псевдослучайных сигналов содержит первый — седьмой регистры 13. 1 — 13.7 сдвига длиной одиннадцать разрядов н первый — седьмой элементы ИСКЛЮЧАl0tlLEE ИЛ1 !4.! — 14.7, входы каждого иэ которьас соединечы с вьосодами девятой и одиннадцатой ячеек, а выход — с информационным входом соответствующего регистра сдвига, тактовый вход каждого регистра 13.1

13,7 сцннга соединен с соответствуюSS

Изобретение относится к электронным музыкальным инструменщнм (ЭМИ).

Цель изобретения — обогащение звучания ЭМИ путем создания независимого нибрато по всем тонам звукоряда при помощи случайной фазовой манипуляции на 180

На фнг. 1 представлена функциональная схема электронного музыкального инструмента; на фиг. 2 — спект- 10 ры обертонов сигналов нот; на фиг.3 функциональная схема блока генераторов псевдослучайных чисел; на фнг. 4 — функциональная схема блока тактовых частот. l5

Электронный муэыкальньй нйструмент. содержит блок 1 задающих генератооов, двенадцать выходов которого подключены к тактоным входам дненадцати двигателей 2. 1 — 2.!2 частоты, 20 клавиатуру 3, к выходу которой подключены последовательно соединенные темброблок 4, усилитель 5 и эвуконоспроиэнодящее устройство 6, а также генератор 7 расстройкн, блок 8 гене- 25 раторон псевдослучайных сигналов, и блок 9 формирования тактовых частот и перньй — дввнадцатъй модуляторы 10.! — 10.12, какдьй из которых содержит первьй — седьмой элементы

ИСКЛЮЧАКЗЦЕЕ ИЛИ 11.1 — !1.7, первые входы которых соединены с выходами соответствующего делителя частоты, вторые входы образуют группу управляющих входов модуляторов и соединены

35 с соответствующей группой выходов блока 8 генератора псевдослучайных сигналов, а выходы — с соответствую.щими входами клавиатурных, причем выходы блока 9 формирования тактовьос частот подключены к входам блока 8 генераторов псевдослучайных сигналов,, вход — к выходу генератора 7 расстройки, нхол управления которого соедиI нея с выходом блока 12 управления расстройкой. щим входом 15.1 — 15. 7, а выходы ячеек с номером п всех регистров сдвига образуют группу 16. 1 — 16 и. 1 из семи ныходов блока 8 генераторов псевдослучайных чисел, первую группу !

6.1 выходов которого образуют выходы всех элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ КПИ14.1 — 14.7.

Блок 9 формирования тактовых частот содержит первый — седьмой делители 17.1 = 17.7 частоты, входы которых подключены к входу, а выходы — к соответствукзщим выходам 15.1—

15.7 блока 9 формирования тактовых частот.

ЭМИ работает следующим образом.

Блок 1 задающих генераторов вырабатывает двенадцать основных частот нот в пределах одной (например,4-й) ° октавы (от "до" до "си ). Сигналы этих нот в виде прямоугольных напряжений поступают на тактовые входы !

2-ти делителей 2. 1 — 2. 12 частоты, на ныходах которых получается последовательность частот, поделенных в

2,4, 8,,16, 32 и 64 раза. Эти сигналы поступают на входы модуляторов

10.! — 10. 12, ма выходах которых получаются сигналы маннпулированные о по фазе на 180 . Манипулирование производится при помощи элементов

ИСКЛЮЧАЮПБЕ ИЛИ 11. 1 — 11. 17, на первые входы которьос поступают выходные сигналы соответствующего из делителей 2. 1 — 2. 1 2> на вторые с выходов блока 8 генераторов псевдослучайных чисел.

Поток логических единиц и нулей на выходах блока 8 является случайным, поэтому фазовая манипуляция а à 180 происходит по случайному т закону. Энергетичесхий спектр псевдослучайной тактируемой последонательностн единир q нулей onpegeляется выражением F(g) 2T sin / от 2

/(— ), где Т вЂ” тактоньй интервал. Известно что при фазовой манипуляции иа 180в спектр манипулированного сигнала определяется как симметричнъй разворот спектра маннпулирующего сигнала относительно несущей частоты сигнала до манипуляции. Например, если периодически манипулировать фазу на 180,т.е. манипулирующий сигнал — прямоугольный„ то спектр манипулированного сигнала дискретньй: компоненты с весом ! находятся на частотах м т ф э где « — число полутоноь, отсчитываемых от "ля<с 1-й октавы вверх (со знаком +) нли .вниз (со знаком -), Таким образом, тактовые частоты блока 9 долх<ны укладываться на..кривую гиперболического тангенса. Например, значения тактовых частот для сильного вибрато составляют,f 9,5 Гц (для 4-й октавы), Е 6,9 Гц (для 3-i1 октави), 4,7 Гц (для 2-Л окталы), I

2,9 Гц (для 1-й октавы), fs 2,0 Гц .(для малой октавы) ° f<; 1,8 Гц ,(для большой октавы) и f " I,Ь I «

I (для контроктавы). Для получения таких частот необходимо выставить частоту генератора 7, равную 76 Гц, и принять коэффициенты деления частоты в делителях 17,1 k,» 8; в 17.2

kz.,» 11; s 17.3 k 16; в 17.4

k 26; в1751с -,38; в 176 сс 42 и в !7.7 kq < 48. Нри помощи блока 12 можно переходить от сильиого вибрато к "слабому" и наоборот.

3 11575 с весом " I/3" — на частотах Ld и т.д. (фиг. 2 в). Аналогично спектр < псевдослучайного манипулирующего сигнала вида 8(Г<) 2Т si«™ò /(2 ) г.. z симметрично разворачивается относи— тельно несущей частоты мь и показан на фнг. 26 (фиг. 2в спектр исходного сигнала). Таким образом, спектр мал

Случайный=.поток логических единиц !5 и нулей формируется « блоке 8 гене- С . раторов псевдослучайных сигналов до

84 выхода (7 октав по 12 нот). В состав блока входят семь генераторов по числу октав. Каждый из них состоит2п нз 11-разрядного регистра 13.! — 13.7 сдвига, у которого 9-я и 11-я ячейки

- подключены к входам элементов !4. 1 !

4.7, выходной сигнал которого поступает на информационный вход соотве<ствующего регистра !3-i сдвига. И ю на информационном входе и на выходах ячеек регистра 13-i сдвига образуются случайные последовательности единиц и нулей. Длина такой последователь ности равна 2м — 1 2047 символов, но чтобы эта длина была максимальной требуется и определенное число раэрядол регистра сдвига и подключение

1 оплепеленных ячеек к сумматору по мо4 3S дулю два. Корреляционная функция псевдослучайной последовательности описывается вь<ражением R(<:)«1-(t)/Т при (с) 6 Т, т.е. при с - Т, .Г<(с)-0, и даже на выходах сосе!<них ячеек реги40 стров l3. 1-13.п сдвига последовательности единиц и нулей некоррели!тоованы, т.е. статически независимы, не говоря уже о разных регистрах сдвига.

Значит, все 84 последовательности единиц и нулей независимы мез<ду собой, а следовательно и сигналы нот модулированные этими последовательностями, если их воспроизвести одновременно, дают сигнал разностиой .

<астоты не однотонный ° а также промодулированнь<й.

61

Каждый регистр I 3. I — 13. 1 сдвига формирует группу псевдослучайных сигналов для одной октавы, например регистр 13.1 — для 4-й оставы, регистр 13.1 — для контроктавы. Раева<рение с)<ектра (частота биений) для кахдой октавы имеет свое значение, т.е. у каждого регистра сдвига должна быть своя тактовая частота. Tax"" товые частоты для блока 8 генераторов псевдослучайных сигналов формируются в блоке 9 тактовьвс частот, который содержит семь делителей .17 ° .1 — 17.7 частоты.

Выбор коэффициентов деления опре- деляется след!па«ими соображениями.

Известно, что расширение спектра из-эа вибрато.для ках<дой ноты звукоряда описывается законом гиперболического тангенса, например " для "сильного" вибрато

S4,25 th (0,0407п-0,5214)+5,75(Гц) для "слабопо"

S 3,5 th (0,0336п-0,967)+4,5 (Гц) ! 151>61

Фиа.1

115 561

1 +7f

1 /

Т

IfiIIl6 I l б31

5 IO I

SII l б (11

i1

11

11 бю1

ЮНГ

11 l

11

17

11575Ь1

ФиИ

Составитель С. Клевцов

Техред Ж.Кастелевич Корректор Редактор Н.Бобкова

Заказ 3377/48 Тнразк 372 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Укгород, ул. Проектная а

Г