Устройство управления электромузыкальным инструментом

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

»>SU „„135697

А3 (50 4 G 10 Н 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3396400/24-21 (22) 24.02.82 (31) 1260/81 (32) 25,02.81 (33) GB (46) 30.11.87. Бюл, К - 44 (71) Клейтон Фаундейшн фор Рисерч (Us) (72) Вальтер Мюллер, Урс Петер Бгудер и Харальд Блобель (СН) (53) 621,828(088.8) (56) Патент ФРГ Ф 1772103, кл. G 10 Н 1/00, 1971. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОМУЗЫКАЛЬНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ, содержащее корпус для вдувания воздуха, выполненный в виде губной гармоники с позиционно-чувствительными элементами, которые определяют высоту извлекаемого звука, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены перемещаемый мундштук с отверстием для вдувания и всасывания воздуха и закрепленным на нем флажком, статический преобразователь скоростного напора, генератор ступенчатого напряжения, источник смещения, кнопочный переключатель, потенциометр, установленные в корпусе, а также источник смещения, канал управления частотой, канал управления амплитудой и сумматор, причем отверстие для вдувания и всасывания воздуха соединено с входом статического преобразователя скоростного напора, причем мундштук установлен с возможностью перемещения, а позиционно-чувствительные элементы расположены вдоль пути следования мундштука, выходы позиционно-чувствительных элементов соединены с входами генератора ступенчатого напряжения, выход которого соединен с первым входом канала управления частотой, второй вход которого соединен с выходом кнопочного переключателя, вход которого со- единен с шиной источника смещения, выход канала управления частотой соединен с первым входом сумматора,второй вход которого соединен с движком потенциометра, третий вход — с первым выходом канала управления амплитудой, второй и третий выходы которого соединены соответственно с третьим и четвертым входами канала управления частотой, а вход — с выходом статического преобразователя скоростного напора, причем первый, второй и третий выходы сумматора соединены соот-. ветственно с выходами управления частотой, тембром и амплитудой устройства.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что канал управления частотой содержит последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, шифратор, коммутатор, цифроаналоговый преобразователь и суммирующий усилитель, причем первый, второй, третий и четвертый входы, а также выход канала управления частотой соединены соответственно с входом аналого-цифрового преобразователя, вторым входом суммирующего усилителя, дополнительным входом шифратора, входом управления коммутатора и выходом суммирующего усилителя, а вход опорного напряже1356973 ния цифроаналогового преобразователя соединен с источником опорного напряжения, 3, Устройство по п ° 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что канал управления амплитудой содержит последовательно соединенные дифференциальный усилитель и выпрямитель, выход которого соединен с первым выходом канала управления амплитудой и входом порогового детектора, а вход— с входом детектора полярности, причем второй и третий выходы, а также вход канала управления амплитудой соединены соответственно с выходом детектора полярности, выходом порогового детектора и первым входом дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с шиной источника смещения, а вход управления порогового детектора соединен с шиной источника эталонного напряжения.

4. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что преобра1

Изобретение относится к электромузыкальным инструментам и может быть использовано для инструментов типа синтезаторов, имеющих входы управления высотой, тембром и амплитудой 5 звука. .Целью изобретения является расширение функциональных возможностей при одновременном улучшении звучания управляемого инструмента. 10

На фиг.1 изображена структурная схема устройства управления электромузыкальным инструментом; на фиг.2 корпус для вдувания воздуха;на фиг.3мундштук на корпусе для вдувания воз- 15 духа, сочлененный с преобразователем скоростного напора, сечение; на фиг.4 — диаграмма тонов, извлекаемых при помощи управляющего устройства на электронном музыкальном инструмен- 20 те..

Устройство управления электромузыкальным инструментом содержит корпус

1 для вдувания и всасывания воздуха, выполненный в виде губной гармоники, зователь скоростного напора расположен неподвижно в корпусе для вдувания воздуха и через гибкий трубопровод соединен с отверстием для вдувания и всасывания воздуха в мундштуке.

5. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что позиционночувствительные элементы выполнены в виде световых затворов, перекрываемых посредством флажка, закрепленного на мундштуке, 6. Устройство по пп.1 и 4, о т — . л и ч а ю щ е е с я тем, что мундштук снабжен одним или более отверстиями для выпуска воздуха, ведущи- . ми в атмосферу и имеющими регулируемую пропускную способность.

7. Устройство по пп.1-6, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что мундштук установлен на корпусе для вдувания и всасывания воздуха с возможностью замены

2 в котором расположены позиционно-чувствительные элементы 2, фиксирующие . место на корпусе 1, в котором производится вдувание либо всасывание воздуха, выходные сигналы элементов управляют высотой извлекаемого звука.

На корпусе 1 для вдувания и всасывания воздуха расположен также мундштук

3 с одним отверстием 4 для вдувания и всасывания воздуха, которое соединено со статическим пребразователем

5 скоростного напора, причем мундштук установлен с возможностью перемещения, а фиксирующие место вдувания воздуха позиционно-чувствительные элементы 2 расположены вдоль пути следования мундштука 3 и взаимодействуют с флажком 6„ закрепленным на мундштуке 3, причем выходы позиционно-чувствительных элементов 2 соединены с входами генератора 7 ступенчатого напряжения, выход 8 которого соединен с первым входом канала 9 управления частотой, второй вход которого соединен с выходом кнопочного

1356973 переключателя 10, установленного в корпусе 1, вход которого соединен с шиной 11 источника смещения, выход канала 9 управления частотой соеди5 нен с первым входом сумматора 12, вто рой вход которого соединен с движком 13 потенциометра 14, установленного в корпусе 1, третий вход — с первым выходом канала 15 управления амплитудой. второй и третий выходы которого соединены соответственно с третьим и четвертым входами канала 9 управления частотой, а вход †с выходом статического преобразователя 5 скоростного напора, причем первый, второй и третий выходы сумматора 12 соединены соответственно с выходами управления частотой, тембром и амплитудой, которые соединены с соответствующими входами музыкального синтезатора 16.

Канал 9 управления частотой содержит последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 17, шифратор 18, коммутатор

19, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 20 и суммирующий усилитель 21, причем первый второй третий и четЭ У

30 вертый входы, а также выход канала

9 управления частотой соединены соответственно с входом 22 АЦП, вторым входом суммирующего усилителя 21, дополнительным входом 23 шифратора

18, входом 24 управления коммутатора З5

19 и вторым входом, а также выходом суммирующего усилителя 21, а вход опорного напряжения ЦАП 20 соединен с источником 25 опорного напряжения.

Канал 15 управления амплитудой содержит последовательно соединенные дифференциальный усилитель 26 и выпрямитель 27, выход 28 которого соединен с первым выходом канала 15 уп- 45 равления амплитудой и входом порогового детектора 29, а вход — с входом детектора 30 полярности, причем второй и третий выходы, а также вход канала 15 управления амплитудой соединены соответственно с выходом 31 детектора 30 полярности, выходом 32 порогового .детектора 29 и первым входом 33 дифференциального усилителя

26, второй вход 34 которого соединен с шиной 35 источника смещения, а вход управления порогового детектора 29 соединен с шиной 36 источника эталонного напряжения, Преобразователь 5 скоростного напора расположен неподвижно в корпусе для вдувания воздуха и через гибкий .трубопровод 37 соединен с отверстием 4 для вдувания и всасывания воздуха в мундштуке 3, который снабжен одним или более отверстиями 38, 39 для выпуска воздуха в атмосферу, имеющими регулируемую винтом 40 пропускную способность, Мундштук 3 установлен на корпусе

1 для вдувания и всасывания воздуха с возможностью замены.

1 На фиг,1 также обозначены: условный путь 41 следования мундштука 3, органы 42 управления сумматором 12, шина 43 источника смещения для преобразователя 5 скоростйого напора.

Источник необходим для обеспечения реагирования как на пониженное,так и на повышенное давление, при этом напряжение на выходе преобразователя 5 соответственно больше либо мень ше напряжения на шине 43, которое может быть равно, например, 2 В. При отсутствии потока воздуха в трубопроводе 37 выходной сигнал преобразователя 5 соответствует напряжению на шине 43.

Корпус 1 для вдувания воздуха, (фиг.2) представляет собой открытый с одной стороны короб 44 с днищем

45, задней стенкой 46, двумя боковыми торцовыми стенками 47 и верхней стенкой 48 ° На днище 45 укреплена печатная плата 49, на которой смон тированы генератор 7 ступенчатого напряжения в интегральном исполнении и позиционно-чувствительные элементы 2, установленные в один ряд. Мундштук 3, имеющий возможность перемещения вдоль открытой стороны короба 44, установлен посредством передней кромки верхней стенки 48 и смонтированной между ней и днищем 45 разделительной стенки (перегородки) 50. Преобразователь 5 жестко вмонтирован в корпус 44 и через гибкий трубопровод 37 подключен к штуцеру 51, выходящему из отверстия 4 для вдувания воздуха в мундштуке 3. Из отверстия 4 для вдувания воздуха перед штуцером 51 выходят два (или одно) отверстия 38, 39 для выпуска воздуха (фиг.3), пропускная способность которых может быть изменена, например, с помощью дроссельного винта 40. При вдувании (или отсасывании) воздуха поток воздуха на1356973 правляется исключительно сквозь задросселированные отверстия 38 и 39 для. выпуска воздуха и преобразователь

5 воспринимает только скоростной напор, который создается посредством вдувания или отсасывания воздуха.

Скоростной напор может быть больше или меньше давления окружающей среды. Укрепленный на мундштуке 3 флажок

6 (фиг ° 2}. взаимодействует с позиционно-чувствительными элементами 2, Из гигиенических соображений мундштук 3 укреплен на коробе 44 предпочтительно с возможностью смены, для чего необходимо отсоединить трубопровод 37 от штуцера 51.

На фиг,4 приведена диаграмма тонЬв, извлекаемых с помощью синтезатора 16. Каждая из расположенных вертикально, обрамленных прямоугольником колонок соответствует одному из позицйонно-чувствительных элементов 2.Каждая колонка имеет четыре строки. В двух верхних строках указаны тЬна, которые получаются при ненажатом переключателе 10, причем в строке, обозначенной справа знаком "р+", указаны тона, возникающие при вдувании, а знаком р- — при отсасывании воздуха. Так же построены обе нижние строки, соответствующие нажатому переключателю 10, т.е. при подключенной шине 11 (см. фиг.1), Устройство работает следующим образом.

При перемещении мундштука 3 вдоль корпуса 1 происходит срабатывание позиционно-чувствительных элементов

2. Генератор 7 вырабатывает на своем выходе 8 напряжение, значение которого соответствует сработавшему в данный момент элементу 2,.т,е. положению мунштука 3.

Каждому элементу 2 соответствует два тона, как показано на фиг.4, Определение знака давления производится в канале 15 управления амплитудой в

Формирование сигналов, непосредственно управляющих высотой звучащего тона, происходит в канале 9 управления частотой, который преобразует напряжение с выхода 8 генератора 7 в напряжение, управляющее мундштуком 3.

Получение полутонов обеспечивается переключателем 10 на корпусе 1, с помощью которого к второму входу ка5

50 э5 нала управления частотой подключается шина 11 источника смещения, напряжение которого подобрано так,что выходное напряжение канала 9 возрастает на величину, соответствующую

1/2 тона для синтезатора 16.

Потенциометр 14 служит для получения эффектов вибрато, глиссандо и т.п. путем подачи изменяющегося напряжения на второй вход сумматора 12. Органы 42 сумматора 12 позволяют подавать его входные сигналы не только на соответствующий, но и на соседние выходы. Таким образом, конкретный вид модуляции звука потенциометром 14 определяется установкой органов 42.

Формирование сигналов управления частотой и амплитудой в каналах 9 производится следующим образом.

Выходной сигнал (напряжение) с выхода 8 генератора 7 поступает на вход 22 АЦП 17, на одном из выходов которого возникает цифровой сигнал.

Этот сигнал преобразуется шифратором 18 в двоичный код, который через коммутатор поступает на входы управления ЦАП 20, На выходе ЦАП 20 образуется постоянное напряжение, масштабированное в соответствии с характеристикой ЦАП 20, и напряжение источника 25 для согласования с синтезатором 16, Выходное напряжение

ЦАП 20 складывается в суммирующем усилителе 21 с напряжением на шине

11 для получения сдвига на 1/2 тона.

На выходе усилителя 21 образуется непосредственно сигнал управления частотой звука.

Дополнительный вход 23 шифратора

18 служит для управления тонами, получаемыми в одном положении мундштука 3 при вдувании и отсасывании воздуха.

В канале 15 выходной сигнал преобразователя 5 приводится к нулевому уровню при помощи дифференциального усилителя 26, вход 34 которого под- . ключен к шине 35 источника смещения, напряжение которого равно напряжению на шине 43 в корпусе 1 ° Таким образом, повышение или понижение давления в трубопроводе 37 приводит к изменению полярности выходного напряжения усилителя 26. Это напряжение поступает на входы детектора 30 полярно сти (компаратора) с двухполупериодного выпрямителя 27, 7 13569

Выходной сигнал детектора 30 поступает на дополнительный вход шифра тора 18 и служит для различения тонов, извлекаемых в одном положении

5 мундштука 3 при вдувании либо отсасывании воздуха согласно фиг.4.

Сигнал с выхода 28 выпрямителя 27 поступает на третий вход сумматора

12 для управления амплитудой извлека. 10 емого звука, а также на вход порогового детектора 29. Выходной сигнал детектора 29 разрешает прохождение двоичного кода через коммутатор 19 от шифратора 18 к АЦП 17. Сигнал раз- 15 решения появляется на выходе 32 детектора 29 только в том случае, если напряжение на выходе 28 выпрямителя

27 превысит некоторую заданную величину, определяемую напряжением на ши- 2р не 36. Если напряжение на выходе 28 меньше этой величины, коммутатор 19 закрывается и сигнал управления частотой не формируется. Таким образом, существует некоторый пороговый уро- 25 вень скоростного напора потока воздуха в мундштуке 3 в том или ином направлении, ниже которого давление не регистрируется. Это предотвращает извлечение, звуков при случайном задува- 3б

73 ванин или тяге воздуха в мундшту— ке 3.

Таким образом, на выходах сумматора 12 формируются три сигнала напряжения для управления частотой, тембром и амплитудой звука синтезатора 16.

С помощью предлагаемого управляющего устройства предоставляется возможность играть в четыре октавы,обозначенные на фиг.4 цифрами с I no

IV. Кроме того, с помощью управляющего устройства без каких-либо затруднений можно играть.на электронном музыкальном инструменте при некотором знакомстве с игрой на губной гармонике.

Возможность управления сигналами, определяющими высоту, тембр и амплитуду извлекаемого звука в широком ди- апазоне их значений, а также управление законом изменения этих сигналов в соответствии с индивидуальной техникой музыкантов расширяет исполнительские возможности предлагаемого устройства по сравнению с известным, а также повышает качество извлекаемого звука.

135á973

1356973

Составитель С.Клевцов

Редактор И.Рыбченко Техред H.Попович Корректор Я,Гирняк

Заказ 5819/59 Тираж 346 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4