CN101510422A - 数字电子吹奏乐器 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种数字电子吹奏乐器。此电子吹奏乐器包括吹嘴、麦克风、模拟数字转换器、信号处理装置、数字模拟转换器以及扬声器。麦克风用以根据吹嘴所进入的空气，输出一模拟信号。模拟数字转换器接收上述模拟信号，以转换为数字信号。信号处理装置接收上述数字信号，以获得数字信号的一振幅数据，并将上述振幅数据混合乐器载波数据，得到乐器声音数据。数字模拟转换器接收乐器声音数据，转换为模拟声音信号。扬声器根据上述模拟声音信号发出声音。

Description

数字电子吹奏乐器

技术领域

本发明是有关于一种乐器相关的技术，且特别是有关于一种数字电子吹奏乐器。

背景技术

由于科技的进步，电子乐器也渐渐的普及。电子乐器由于使用了晶体管及借鉴电子计算技术的某些原理，使其可以发出多样的乐器声音。70年代末，大规模集成电路的出现，使得电子钢琴、弦控式电子乐器、电子风琴、音乐电子转奏器、电子音响合成器以及电子吹奏乐器等相继被推出。

电子吹奏乐器主要是在使用电子零组件来实现真实乐器的演奏行为。先前技术一般采用模拟电路的方式来完成。例如中国专利CN87206052U提供了一种利用簧片振动阻挡光线的方式，再通过光电感测组件检测空气的震动，最后通过模拟电路使声音输出；中国专利CN87212065U、89207080.3则是利用电容式麦克风以及电阻电容充放电电路来实现电子吹奏乐器；中国专利91206881.7、94222133.8、95218147.9则是以电容式麦克风加上光电感测组件实现电子吹奏乐器。

上述几种现有技术，由于采用模拟电路的方式，在生产时，必须要采用手工调整零件的电阻与电容值，或是在其产品中，采用数值精度高的非标准电容值、电阻值等组件，否则很难提高声音质量的准确性与稳定度。由于上述这些条件限制，使得电子吹奏乐器难以大量生产。

发明内容

有鉴于此，本发明的一目的就是在提供一种数字电子吹奏乐器，使用麦克风与模拟数字转换器，忠实的取样吹奏者的原始吹气信息并做为数字式电子吹奏乐器程序的输入信号，以使得乐器的声音质量极为稳定，且不会受模拟零件误差值的影响。

本发明的另一目的就是在提供一种数字电子吹奏乐器，用以达到声音高质量、音高高准确、音色高仿真、制作高稳定、演奏高传神、费用低价格。

为达上述或其他目的，本发明提出一种数字电子吹奏乐器，此数字电子吹奏乐器包括吹嘴、麦克风、模拟数字转换器、信号处理装置、数字模拟转换器以及扬声器。麦克风用以根据吹嘴所进入的空气，输出一模拟信号。模拟数字转换器耦接麦克风，接收上述模拟信号，用以将此模拟信号转换为数字信号。信号处理装置耦接模拟数字转换器，用以接收上述数字信号，以获得此数字信号的振幅数据，并将振幅数据混合乐器载波数据，得到乐器声音数据。数字模拟转换器耦接信号处理装置，接收乐器声音数据，以转换为一模拟声音信号。扬声器耦接数字模拟转换器，接收上述模拟声音信号，并根据此模拟声音信号发出声音。

依照本发明的较佳实施例所述的数字电子吹奏乐器，上述信号处理装置包括振幅解调器、载波数据产生器以及混频器。振幅解调器耦接模拟数字转换器，接收上述数字信号，以对数字信号作低通处理，得到振幅数据。载波数据产生器用以供应乐器载波数据。混频器耦接振幅解调器以及载波产生器，用以将振幅数据乘以乐器载波数据，以得到乐器声音数据。在一实施例中，所述的数字电子吹奏乐器还包括多个按键，耦接载波数据产生器，其中，载波数据产生器根据按下的按键，提供不同的载波数据。另外，上述的数字电子吹奏乐器还包括去直流滤波器，其耦接于振幅解调器以及模拟数字转换器之间，用以去除数字信号的直流成分。在一实施例中，麦克风为电容式麦克风。

本发明的精神是在于除了使用必要的模拟声电、电声转换原件〔麦克风、扬声器〕之外，全部使用数字信号处理(Digital Signal Process，DSP)技术来达成，所以其合成乐器的声音质量极为稳定，且不会受模拟零件误差值的影响。另外，由于本发明采用数字信号处理的技术，故本发明能传神的表现吹奏者丰富的演奏特色。

附图说明

图1A是根据本发明实施例所绘示的数字电子吹奏乐器的结构图。

图1B是根据本发明实施例所绘示的数字电子吹奏乐器的电路图。

图2～图6是根据本发明实施例所绘示的数字电子吹奏乐器的信号处理波形图。

图7是根据本发明实施例所绘示的信号处理装置103的电路图。

图8是根据本发明实施例所绘示的信号处理装置103的电路图。

附图标号：

11：吹嘴                       12：按键

13：扬声器                     101：麦克风

102：模拟数字转换器            103：信号处理装置

104：数字模拟转换器            701：振幅解调器

702：载波数据产生器            703：混频器

801：去直流滤波器

具体实施方式

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

图1A是根据本发明实施例所绘示的数字电子吹奏乐器的结构图。此实施例是以小喇叭的造型来作举例。其包括吹嘴11、按键12以及扬声器13。图1B是根据本发明实施例所绘示的数字电子吹奏乐器的电路图。请参考图1A、图1B，此数字电子吹奏乐器包括吹嘴11、麦克风101、模拟数字转换器102、信号处理装置103、数字模拟转换器104以及扬声器13。图2～图6是根据本发明实施例所绘示的数字电子吹奏乐器的信号处理波形图。请同时参考图1A、图1B以及图2～图6。

首先，使用者会对着吹嘴11进行吹气的动作。麦克风101会根据吹嘴所进入的空气，将其转换为一模拟信号AS，并输出模拟信号AS给模拟数字转换器102。图2是从麦克风101所撷取到的模拟信号AS的波形。一般来说，麦克风101会根据吹气的力道、抖动等等，并将上述因素反映在模拟信号AS的波形上。接下来，模拟数字转换器102接收上述模拟信号AS，用以将此模拟信号AS作取样，并转换为数字信号DS。图3是从模拟数字转换器102所撷取到的数字信号DS的示意波形。

信号处理装置103接收上述数字信号DS，以获得此数字信号的振幅数据，并将振幅数据混合乐器载波数据，得到乐器声音数据。由于此数字电子吹奏乐器主要是用以吹出乐器的声音，因此人所发出的声音其实是不重要的信息。在此信号处理装置103主要是要滤除这些不重要的信息，得到用户吹气的力道，也就是振幅。图4是数字信号DS经由滤除不必要信息后，得到的振幅数据的示意波形。之后，信号处理装置103会根据用户所按下的按键12决定乐器的声音载波数据或内定的默认的乐器的声音载波数据(用户没按键)，图5是载波数据产生器所产生的声音载波数据的示意图，将振福与上述载波数据作混波处理之后，就可以得到乐器声音数据SD。

接下来，数字模拟转换器104接收乐器声音数据SD，并将此乐器声音数据SD转换为一模拟声音信号SS。扬声器105便可以根据此模拟声音信号SS发出声音。图6是模拟声音信号SS的波形。由此波形图可以看出，输入信号的振幅与乐器载波被混和。由于本发明的实施例是以数字的方式实施数字电子吹奏乐器，相对于现有以模拟的方式实施电子吹奏乐器，本发明的实施例在生产时，不需要考虑到零件的变动，也不需要微调零件的电阻或电容值。并且，本发明实施例所生产的数字电子吹奏乐器，其音质相对稳定。另外，本发明实施例的模拟数字转换器102、信号处理装置103、数字模拟转换器104这些组件，容易整合在一集成电路中，如此，还可以减少本发明实施例的数字电子吹奏乐器的零件数量，并减低电路板的设计复杂度。

图7是根据本发明实施例所绘示的信号处理装置103的电路图。请参考图7，此信号处理装置103包括振幅解调器701、载波数据产生器702以及混频器703。振幅解调器接收模拟数字转换器102所输出的数字信号DS，并对数字信号DS作低通处理，进而得到如图4的振幅数据ADS。载波数据产生器702用以根据用户所按下的按键12，供应对应的乐器载波数据CA。混频器接收乐器载波数据CA以及振幅数据ADS，用以将振幅数据ADS与乐器载波数据CA作混波处理，一般来说是用乘法，以得到乐器声音数据SD。

图8是根据本发明实施例所绘示的信号处理装置103的电路图。请参考图8，此信号处理装置103除了包括上述的振幅解调器701、载波数据产生器702以及混频器703之外，还包括一去直流滤波器801。此去直流滤波器801耦接于振幅解调器701以及模拟数字转换器102之间。由于在麦克风101所输出的模拟信号中，其直流成分会有浮动的情况，因此，此去直流滤波器801主要是用以去除数字信号DS的直流成分，使音质更清晰。

综上所述，本发明的精神是在于除了使用必要的模拟声电、电声转换原件(麦克风、扬声器〕之外，全部使用数字信号处理(Digital Signal Process，DSP)技术来达成，所以其合成乐器的声音质量极为稳定，且不会受模拟零件误差值的影响。另外，由于本发明采用数字信号处理的技术，因此，本发明能传神的表现吹奏者丰富的演奏特色。

在较佳实施例的详细说明中所提出的具体实施例仅用以方便说明本发明的技术内容，而非将本发明狭义地限制于上述实施例，在不超出本发明的精神及权利要求的情况，所做的种种变化实施，皆属于本发明的范围。因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (5)

1.一种数字电子吹奏乐器，其特征在于，该数字电子吹奏乐器包括：

一吹嘴；

一麦克风，用以根据所述的吹嘴所进入的空气，输出一模拟信号；

一模拟数字转换器，耦接所述的麦克风，接收所述的模拟信号，用以将该模拟信号转换为一数字信号；

一信号处理装置，耦接所述的模拟数字转换器，接收所述的数字信号，以获得该数字信号的一振幅数据，并将该振幅数据混合一乐器载波数据，得到一乐器声音数据；

一数字模拟转换器，耦接所述的信号处理装置，接收所述的乐器声音数据，转换为一模拟声音信号；以及

一扬声器，耦接所述的数字模拟转换器，接收所述的模拟声音信号，根据该模拟声音信号发出声音。

2.如权利要求1所记载的数字电子吹奏乐器，其特征在于，所述的信号处理装置包括：

一振幅解调器，耦接所述的模拟数字转换器，接收所述的数字信号，用以对该数字信号作低通处理，以得到所述的振幅数据；

一载波数据产生器，用以供应所述的乐器载波数据；以及

一混频器，耦接所述的振幅解调器以及所述的载波产生器，用以将该振幅数据乘以所述的乐器载波数据，以得到所述的乐器声音数据。

3.如权利要求2所记载的数字电子吹奏乐器，其特征在于，该数字电子吹奏乐器还包括：

多个按键，耦接所述的载波数据产生器，

其中，所述的载波数据产生器根据按下的按键，提供不同的载波数据。

4.如权利要求2所记载的数字电子吹奏乐器，其特征在于，该数字电子吹奏乐器还包括：

一去直流滤波器，耦接于所述的振幅解调器以及所述的模拟数字转换器之间，用以去除所述的数字信号的直流成分。

5.如权利要求1所记载的数字电子吹奏乐器，其特征在于，所述的麦克风为电容式麦克风。

Images