Устройство для настройки музыкальных инструментов

 

(72) Авторы изобретения

В.Н.Свирин и В.В.Зуб (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАСТРО!ЛКИ МУЗЫКАЛЬНЬБ

ИНСТРУМЕНТОВ

Изобретение относится к устрой— ствам для настройки музыкальных инструментов.

Известно устройство для настройки музыкальных инструментов, содержащее узел акустических преобразований, блок управления, соединенный с блоком установки эталонного периода и узлом формирования импульсов и временной селекции, который связан с узлом -акустических преобразований, и индикатор $l ).

Недостатком известного устройства является невысокая точность настройки.

Цель изобретения — повышение точности настройки.

Поставленная цель достигается тем, что оно имеет блок деления, блок вычитания и блок компараторов, при этом входы блока компараторов подключены к выходам узла акустических преобразований, а выходы— к входу узла формирования импульсов и временной селекции и входу блока управления, который связан с блоком деления и блоком вычитания, одни из входов которого связаны с выходами блока установки эталонного периода, другой его вход подключен к выходу узла формирования импуль сов и временной селекции, связанного вторыми своими выходами с одними из входом блока деления, а выходы

t0 блока вычитания подключены к входам индикатора.

Причем блок компараторов имеет фильтр, компаратор, двухуровневый компаратор, при этом первый выход

15 узла акустических преобразований через фильтр связан с одним из входов компаратора, другой вход которого подключен к входу двухуровневого

10 комнаратора и выходу узла акустических преобразований, причем выход компаратора подключен к входу блока управления, а выход двухуровневого компаратора — к входу узла

907574 формирования импульсов и временной селекции.

Кроме того, блок вычитания имеет счетчик, элемент памяти, триггер и компаратор, при этом выходы блока управления соединены с одним иэ входов триггера, одним из входов элемента памяти и управляющими входами счетчика, первые входы которого связаны с выходами блока уста- !О новки эталонного периода, вторые

его входы через компаратор связаны с выходом узла формирования импульсов и временной селектор и выходом триггера, подключенного ко второму 15 входу элемента памяти, соединенного своими выходами с входами индикатора, причем второй вход триггера подключен к информационному выходу счетчика. 26

На фиг, приведена структурная схема электрического устройства на фиг. 2 — схема блока компараторов, на фиг. 3 — схема блока вычитания.

Устройство для настройки музыкаль- 25 ных инструментов содержит акустический датчик 1, блок 2 фильтров, нормирующий усилитель 3, предназначенный для стабилизации уровня сигнала на входе формирователя 4 импульсов, рф первый временной селектор 5, блок

6 деления, счетный вход которого подключен к выходу первого временного селектора, а выходы последовательно соединенных разрядов через переключатель 7 октав подключены к первому входу формирователя 8 строб-импульса, кварцевый генератор

9, второй временной селектор 10, блок 11 компараторов, блок 12 управления, блок 13 установки эталонного периода, блок 14 вычитания и индикатор 15.

Нормирующий усилитель 3 состоит иэ последовательно соединенных

45 управляемого аттенюатора 6, усили" теля 17, детектора 18, фильтра 19, выход которого подключен к управляемому аттенюатору, причем входом нор" мирующего усилителя является вход регулируемого аттенюатора, а выходом — выход усилителя 17.

Блок компараторов (фиг,2} содержит двухуровневый компвратор 20 фильтр 21, компаратор 22.

Блок 14 вычитания (фиг.3) содержит коммутатор 23, триггер 24, счетчик 25, элемент 26 памяти.

Кроме этого, на чертежах приняты следующие о 6оз нач ения: 2 7, 2 8 — в ходы селектора 5, 29, 30 — входы блока 6 деления, 31,32 — входы формирователя 8 строб-импульса, 33, 34 входы селектора 10, 35, 36 — входы блока 12 управления, 37, 38 — входы блока 11 компараторов, 39, 40 — выходы блока 11 компараторов, 41-46— входы блока 14 вычитания, 42, 43 управляющие входы счетчика 25, 46 информационный выход счетчика 25, 47 — управляющий вход коммутатора 23.

Узел акустических преобразований включает в себя акустический датчик

1, блок 2 фильтров и усилитель 3.

Узел формирования импульсов и временной селекции имеет формирователь 4 импульсов, временной селектор 5, переключатель 7 октав, формирователь 8 строб-импульса, кварцевый, генератор 9 и временной селектор IO.

После включения устройство работает следующим образом.

С блока 12 управления оператор устанавливает в блоке 13 установки эталонного периода число, равное

f N, где Е0 — частота кварцевого ге;:ератора 9, N — число периодов колебаний идеально настроенного источника звука.

На выходах блока 13 установки эталонного периода при этом фиксируется код, соответствующий установленному числу, Затеи по сигналу с блока управления, пос тупающему на вход 43 блока 14 вычитания, заданное число Х записывается в счетчик 25 через входы блока !4 вычитания (фиг.3), по сигналу с блока

12 управления устанавливаются в "0" по входу 30 блок 6 деления и по входу 44 триггер 24 блока 14 вычитания.

При этом все узлы устройства находятся в исходном состоянии. При подаче звукового сигнала на акустический датчик 1 электрический сигнал усиливается и нормируется по амплитуде ы нормирующем усилителе 3. Через интервал времени, определяемый постоянной времени фильтра 19 нормирующега усилителя 3, уровень сигнала на выходе усилителя 17 стабилизируется и становится равным заданному, При этом по сигналу, поступающему на Bxoö 37 блока 11 компараторов, срабатывает двухуровневый компаратор 20 (фиг.2),. н на вход 28 первого временногo селектора 5 и

907574 6

15

25 индикатор 15;

35

55 вход 33 второго временного селектора !О поступает высокий потенциал.

Формирователь 4 импульсов преобразует синусоидальный сигнал в короткие по длительности импульсы, период повторения которых равен периоду звуковых колебаний. При наличии высокого потенциала на входе 28 первого временного селектора 5 импульсы с выхода формирователя 4 импульсов поступают на счетный вход 29 блока 6 и вход 3! формирователя 8 строб-импульса, с выхода которого высокий потенциал поступает на вход

34 второго временного селектора 10 и открывает его для пропускания счетных импульсов кварцевого генератора 9. Счетные импульсы с выхода второго временного селектора 10 поступают на счетный вход 45 блока

14 вычитания (фиг.З), в котором че— рез коммутатор 23 поступают на вычитающий вход счетчика 25. Формирователь строб-импульсов 8 на выходе имеет высокий потенциал до тех пор, пока на его второй вход 32 не посту— пит высокий потенциал, снимаемый с одного из разрядов блока Ь деления.

Если переключатель 7 октав установлен в положении, соответствующем четвертому разряду счетчика †делите блока 6, то высокий потенциал на входе 32 формирователя 8 строб-импульса появится через семь периодов колебаний источника звука, при этом на выходе формирователя 8 строб-импульса устанавливается низкий потенциал и временной селектор 10 закрывается. Количество счетных импульсов, поступаюших с врсменного селектора

10 в блок 14 вычитания, определяется по формуле 1Ж, где ь — длительность периода звуковых колебаний.

В счетчике 25 в интервале, соответ ствующем строб-импульсу, осуществляется вычитание количества импульсов, поступивших с выхода второго временного селектора 10, из числа, записанного в нем через блок 13 уста,,новки эталонного периода. Если количество счетных импульсов меньше заданного числа, то по окончании строб-импульса в счетчике 25 остается положительная разность, Если количество счетных импульсов больше установленного в счетчике 25, то появляется высокий потенциал на выходе счетчика 25, который поступает на информационный вход 46 триггера 24, с выхода которого поступает на управляющий вход 47 коммутатора

23, который переключает счетный вход

45 блока 14 вычитания на суммирующий вход счетчика 25. При этом в счетчике 25 фиксируется отрицательная разность.

Наличие отрицательной разности в результате вычитания свидетельствует о том, что частота контролируемого звукового сигнала выше заданной частоты, а наличие положительной разности в результате вычитания сви— детельствует о том, что частота контролируемого звукового сигнала ниже заданной частоты.

Блок 12 управления по заднему фронту строб-импульса, поступающему на вход 31 блока управления, формирует три коротких импульса, разделенные друг от друга на несколько микросекунд и поступающие последовательно: а). На вход 41 блока вычитания, при этом осуществляется запись числа содержимого счетчика 25 и логического уровня выхода триггера 24, определяющего знак разности, в эле— мент памяти 26, к которому подключен б) . На вход 44 блока 1 4 вычитания для установки в "О" триггера 24, второй вход 30 блока 6 для установки его в "О", на вход 42 блока вычитания для установки в "О" счетчика 25; в) . На вход 43 предварительной записи содержимого счетчика 25 для, записи числа с выходов блока 13.

После прихода следующего импульса от первого временного селектора 5 формирователь 8 строб-импульса открывает второй временной селектор 10 и цикл измерения автоматически повторяется до тех пор; пока уровень сигнала не уменьшится ниже нормированного. При этом высокий потенциал, поступающий от блока 11 компараторов на вход 28 первого временного селектора 5, снимается и поступление импульсов в блок 6 деления и формирователь строб-импульса прекращается. Одновременно закрывается второй временной селектор 10, так как на его второй вход 33 также поступает низкий потенциал от блока компараторов. Индикатор 15 при этом показывает результат последнего измерения, так как запись содержи907574 мого счетчика 25 осуществляется в элемент 26 памяти по заднему фронту строб-импульса, Перед очередным ударом по настраиваемой струне, в том случае, если 5 ее колебания продолжаются, оператору нет необходимости устанавливать блоки в исходное состояние (это осуществляется автоматически). Для этого на компаратор 22 блока 11 ком- 10 параторов поступает напряжение с выхода фильтра 19 нормирующего усилителя 3 (вход 37 блока 11 компара— торов) и через фильтр, 21 блока компараторов напряжение с выхода детек- 15 тора 18 нормирующего усилителя (вход 38 блока ll компараторов) .

Постоянная времени.и коэффициент передачи фильтра 21 блока компараторов выбраны меньше, чем постоян- 20 ная времени и коэффициент передачи фильтра 19 нормирующего усилителя 3.

Поэтому и при очередном ударе по настраиваемой струне в начальный момент времени напряжение на одном 25 из входов компаратора 22 превысит напряжение на втором входе этого компаратора, с выхода которого при этом поступает высокий потенциал на второй вход 36 блока 12 управления, З0 который формирует последовательно импульсы установки "0" счетчика 25, триггера 24, блока-деления 6, и импульс предварительной записи исходного числа в счетчик 25. После установления сигнала на выходе нормирующего усилителя 3 срабатывает двухуровневый компаратор 20 блока

11 компараторов и цикл измерения повторяется аналогично описанному выше.

Р связи с тем, что задний фронт предыдущего строб-импульса во времени разделен от переднего фронта следующего за ним строб-импульса, один цикл измерения отделен от другого только одним периодом звуковых колебаний, а вследствие того, что процессы записи числа в элемент памяти 26 занимают короткое время, 50 индикатор 15 показывает результат измерения практически непрерывно, автоматически обновляя результат после каждого измерения

При переходе к настройке полуто55 нов следующей октавы оператор устанавливает переключатель 7 октав в положение, при котором на вход 32 формирователя 8 строб-импульса поступают импульсы со следующего разряда блока 6 деления. При этом количество измеряемых периодов колебаний источника звуковых колебаний увеличивается вдвое. При переходе от одной октавы к другой временной интервал, в течение которого счетные импульсы поступают на блок !4 вычитания, остается практически постоянным, хотя в пределах октавы он изменяется. Это позволяет получить точность настройки, одинаковую для всех октав.

Упрощение процесса нас тройки достигается, таким образом, за счет сокращения числа операций, автоматической установки блоков в исходное состояние при настройке каждого полутона. Оператор после установки заданного исходного числа в блок 13 установки эталонного периода, подавая последовательно сигналы предварительной записи в счетчик 25 и элемент 26 памяти, имеет возможность проверить по индикатору 15 правильность ввода данных. Это позволяет уменьшить вероятность настройки по ошибочно введенным данным.

Применение предлагаемого устрой— ства позволяет повысить точность нас тройки.

Формула изобретения

1. Устройство для настройки музыкальных инструментов, содержащее узел акустических преобразований, блок управления, соединенный с блоком установки эталонного периода и узлом формирования импульсов и временной селекции, который связан с узлом акустических преобразований и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности настройки, оно имеет блок деления, блок вычитания и блок компараторов, при этом. входы блока компараторов подключены к выходам узла акустических преобразований, а выходы — к входу узла формирования импульсов .и временной селекции и входу блока управления, который связан с блоком деления и блоком вычитания, одни из входов которого связаны с выходами блока установки эталонного периода, другой его вход подключен к выходу узла формирования импульсов и временной селекции, связанного вторыми

907574

10 своими выходами с одними из входов блока деления, а выходы блока вычитания подключены к входам индикатора.

2. Устройство по п. l, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок компараторов имеет фильтр, компаратор и двухуровневый компаратор, при этом первый выход узла акустических преобразований через фильтр связан с одним из входов компаратора, другой 10 вход которого подключен к входу двухуровневого компаратора и выходу узла акустических преобразований, причем выход компаратора подключен к входу блока управления, а выход 1 двухуровневого компаратора — к входу узла формирования импульсов и временной селекции.

3. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок вычи— тания имеет счетчик, элемент памяти, триггер и компаратор, при этом выходы блока управления соединены с одним из входов триггера, одним из входов элемента памяти и управляющими входами счетчика, первые входы которого связаны с выходами блока установки эталонного периода, вторые его входы через компаратор свя— заны с выходом узла формирования импульсов и временной селекции и выходом триггера, подключенного к второму входу элемента памяти, соединенного своими выходами с входами индикатора, причем второй вход триггера подключен к информационному выходу счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

%600598, кл. G 10 Н 1/02, 1976.

907574

ФАР

Рт Юлииг 7Я

Составитель С.Алексанов

Техред,. И. Рейвес Корректор H,Демчик

Редактор В.Лазаренко

Заказ 599/59 Тираж 389 Подписное

ВНИИПй Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4