Формирователь тональных сигналов электронного музыкального инструмента

 

Изобретение может быть использовано в электронных музыкальных инструментах. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей достигается путем одновременного генерирования всех нот звукоряда при одинаковой тембровой окраске. Для этого в формирователь тональных сигналов дополнительно введены набор из п интеграторов 1.1,...,1.п, выходы которых через весовые резисторы 2.1,....,2.п подключены к входам , аналогового коммутатора 3,мультиплексор 4, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, распределитель 11 импульсов и элемент 14 задержки. Кроме того, формирователь содержит блок 6 постоянной памяти, блок 7 выбора формы сигнала, регистры 8 и 9, АЦП 10, генератор 12 тактовых импульсов, счетчик 13. По сравнению с прототипом в устройстве сокращено время формирования сигнала в результате того, что амплитуды отсчетов не вычисляются , а готовыми вписываются в блок памяти, что позволяет последовательно формировать сигналы всех нот звукоряда , сохранив тембр звучания. 4 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1370667 А1 (51) 4 G 10 Н 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг, 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 4100561/24-2 1 (22) 04 ° 08.86 (46) 30.01.88. Бюл. М 4 (75) О.Н. Партала (53) 621.828(088.8) (56) Патент США У 4416171 кл. G 10 Н 1/06, 1984.

Патент Японии 11 5729719, кл. 6 10 Н 7/00, 1983. (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ТОНАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ ЭЛЕКТРОННОГО МУЗЫКАЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение может быть использовано в электронных музыкальных инструментах. Цель изобретения расширение функциональных возможностей достигается путем одновременного генерирования всех нот звукоряда при одинаковой тембровой окраске. Для этого в формирователь тональных сигналов дополнительно введены набор из п интеграторов 1.1,...,1,п, выходы которых через весовые резисторы 2.1,, °,2.п подключены к входам аналогового коммутатора З,мультиплексор 4, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, распределитель 11 импульсов и элемент 14 задержки. Кроме того, формирователь содержит блок

6 постоянной памяти, блок 7 выбора формы сигнала, регистры 8 и 9, АЦП

10, генератор 12 тактовых импульсов, счетчик 13. По сравнению с прототипом в устройстве сокращено время формирования сигнала в результате того, что амплитуды отсчетов не вычисляют- а ф ся, а готовыми вписываются в блок памяти, что позволяет последовательно формировать сигналы всех нот звукоряда, сохранив тембр звучания. 4 ил. С

13706

Изобретение относится к электронным музыкальным инструментам (ЭМИ).

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройI) ства путем обеспечения возможности одновременного генерирования сигналов всех нот звукоряда при одинаковой тембровой окраске.

На фиг. 1 приведена функциональная о схема формирователя тональных сигналов ЭМИ; на фиг. 2 — диаграмма преобразования сигнала ноты прямоугольной формы в сигнал ноты сложной формы; на фиг. 3 — диаграммы, поясняющие работу блоков устройства с элементом задержки; на фиг. 4 — диаграммы выходных сигналов устройства.

Формирователь тональных сигналов

ЭМИ содержит набор из и интеграторов

1.1,...,1.п, выходы которых через весовые резисторы 2.1,....,2.п подключены к соответствующим входам аналогового коммутатора 3. Входы сигналов нот с первого по п-й подключены 26 также к соответствующим входам мультиплексора 4. К выходу аналогового коммутатора 3 последовательно подключены аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, блок 6 постоянной памяти с блоком 7 выбора формы сигнала и первый регистр 8. Выводы регистра 9 и цифроаналогового преобразователя 10 подключены к адресным и информационному входам распределителя 11 импуль35 сов. Выход генератора 12 тактовых импульсов подключен к тактовому входу

АЦП 5 и счетчика 13, а также через элемент 14 задержки — к тактовым входам первого и второго регистров 8 и 9.40

Выход мультиплексора 4 соединен со старшим разрядом второй группы адресных входов блока 6 и регистра 8, выходы счетчика 13 соединены с адресными входами коммутатора 3, мультиплексора 4 и информационными входами регистра 9. Выходы блока 7 выбора формы соединены с первой групПой адресных входов блока 6.

Устройство работает следующим об50 разом.

Сигналы нот прямоугольной формы с различными частотами (от f, до f ) поступают на интеграторы 1.1,...,1.п, где преобразуются в напряжения треугольной формы. Для того, чтобы раз55 мах треугольных напряжений на различных частотах был одинаковым, после каждого интегратора 1.1,...,1.п вве67 2 дены весовые резисторы 2.1,....,2.п, после которых треугольные напряжения поступают на входы аналогового коммутатора 3. Аналоговый коммутатор 3 по очереди подключает эти треугольные напряжения к аналого-цифровому преобразователю 5. На его входе размах каждого из треугольны напряжений таков, что захватывает весь диапазон входных напряжений аналого-цифрового преобразователя 5, поэтому цифровые коды на выходе АЦП 5 меняются от 00...0 до 11...1 ° Эти цифровые коды поступают на вторую группу адресных входов блока 6 постоянной памяти, где осуществляется преобразование линейно-изменяющейся входной функции (адреса) в функцию сложной формы в соответствии с фиг. 2(6 и в).

Для того, чтобы обеспечить различные функции преобразования на каждом полупериоде сигнала ноты, сами сигналы нот переключаются мультиплексором 4 (синхронно с коммутатором 3) и подаются в качестве старшего разряда второй группы адресов блока 6 постоянной. памяти. Если на этом разряде будет "0", то преобразование в блоке

6 осуществляется по одному закону,а если 1 — то по другому закону.

Блок 7 выбора осуществляет выбор желаемого тембра звучания — изменение адреса с блока 7 приводит к тому, что в блоке 6 опрашивается другая таблица преобразования, т.е. воспроизводится другая кривая сложной формы. Например, при использовании в качестве блока 6 микросхемы 556РТ7, имеющей 11 адресных входов, 6 входов может быть использовано для связи с

АЦП 5, 7-й вход как знаковый (с выхода мультиплексора 4), а для блока

7 выбора остается 4 входа, что обеспечивает 16 различных тембров звучания.

Генератор 12 тактовых импульсов вырабатывает импульсы с частотой

Эти импульсы поступают на вход счетчика 13 объемом п единиц, который вырабатывает адреса опроса для коммутатора 3 и мультиплексора и распреде- лителя 13. На фиг. 3 показано, что с момента появления тактового импульса генератора 12 (фиг, 3 ) информация с выходов интеграторов 1.1,...,1.п последовательно задерживается: в коммутаторе 3 (фиг. 3 Ь), в аналого-цифровом преобразователе 5 (фиг.3 в), в з 13706 блоке 6 постоянной памяти (фиг.Зй).

Поэтому, чтобы на входах распределителя 11 адресный и информационный сигнал появлялись в одно и то же время, к выходу блока 6 постоянной па5 мяти подключен регистр 8, а к выходу адресного счетчика 13 — регистр 9 °

Регистры 8 и 9 тактируются задержанными импульсами генератора 12. Эта задержка создается элементом 14 задержки, время задержки выбирается так, чтобы оно было больше суммарной задержки информации (фиг.Зс).

Скорость коммутации f, „ определяется количеством сигналов нот в звукоряде и количеством отсчетных точек на один период сигнала ноты m и максимальной частотой сигнала ноты f„

20 комм =" " н маркс.

Если принять f „ „,= 3500 Гц (ля 4-й октавы) n = 80 и m = 16, то f

4,5 мГц. 25

Распределитель 11 представляет собой устройство обратное коммутатору 3, т.е. имеет один информционный вход и п выходов. На этот вход подается информация о сигналах нот с выхода цифроаналогового преобразователя 10, на который она поступает с регистра 8. На фиг. 4 показано в каком виде образуется информация на выходах распределителя 11 на фиг.4 импульсы частоты f „,„„ /n — с такой

35 частотой повторяется каждый конкретный адрес на выходе регистра 9. Следовательно, на каждом из выходов распределителя 11 noHBJIHloTcH Heny bcbi 40 частоты f„ /n, огибающая которых повторяет сложную форму,заданную в блоке 6,и частота повторения огибающей определяется частотой конкретной ноты. На фиг. 4 (b и в) показаны в

45 одинаковом масштабе сигналы двух нот различной частоты.

К выходам распределителя 11 может быть подключена клавиатура подобно тому как она подключалась к генераУ

50 тору сигналов нот. Таким образом, устройство может быть включено между генератором сигналов нот и клавиатурой электронного музыкального инструмента. Импульсы сигналов нот на выходах распределителя 11 существуют не

55 одновременно, так как каждый появляется по своему адресу. Поэтому после клавиатуры они могут суммироваться, 67

4 а их огибающая выделяется любым усилителем низкой частоты, так как частота f„, /и достаточно высока (порядка 50-60 кГц).

По сравнению с устройством-прототипом предлагаемое устройство позволяет существенно сократить время формирования сигнала за счет того, что амплитуды отсчетов не вычисляются, а готовыми записываются в блоке памяти.

Повышение быстродействия позволяет последовательно сформировать сигналы всех нот звукоряда, сохранив тембр звучания, что расширяет функциональные возможности устройства. В общем случае тембр может быть различным для отдельных групп тонов.

Формула и з о б р е т е н и я

Формирователь тональных сигналов электронного музыкального инструмента, содержащий блок постоянной памяти, первая группа входов которого соединена с группой выходов блока выбора, формы сигнала, пЕрвый и второй регистры, цифроаналоговый преобразователь, генератор тактовых импульсов и счетчик, а т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности одновременного генерирования сигналов всех нот звукоряда, в него введены и интеграторов, выходы которых через и весовых резисторов соединены с информационными входами аналогового коммутатора, мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, распределитель импульсов и элемент задержки, причем и входов сигналов нот соединены с входами соответствующих интеграторов и с соответствующими входами мультиплексора, выход аналогового коммутатора подключен к информационному входу аналого-цифрового преобраэователя,выходы которого подключены к второй группе входов блока постоянной. памяти, выходы которого подключены к информационным входам первого регистра, выход мультиплексора подключен к старшему разряду второй группы входов блока постоянной памяти и старшему разряду информационных входов первого регистра, выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовым входам счетчика и аналогоцифрового преобразователя и через

137066 элемент задержки — к тактовым входам первого и второго регистров, выходы первого регистра подключены к входам цифроаналогового преобразователя вы5 ход которого подключен к информационному входу распределителя, а выходы второго регистра подключены к адрес7 в ным входам распределителя импульсов, при этом выходы счетчика подключены к адресным входам аналогового коммутатора и мультиплексора и к информационным входам второго регистра, а выходы распределителя импульсов являются выходами устройства.

Еие. 3

1370667

Составитель С. Клевцов

Техред M.Õoäàíè÷

Корректор И. Эрдейи

Редактор Ю. Середа

Заказ 422/50 Тираж 350

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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