CN112185322A - 一种动态控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种动态控制器，属于乐器领域，包括依次电连接的信号缓冲电路、信号放大电路、信号电平检测电路、直流电平保持与缓慢释放电路及执行元件，信号缓冲电路用于对输入的音频信号进行稳定化处理并降低阻抗；放大电路用于对信号缓冲电路处理后的音频信号进行放大，其中设有可调节本电路放大量的电位器；信号电平检测电路用于检测直流电平；直流电平保持与缓慢释放电路中包括实现电流缓慢释放的电容和光耦的发光管，该发光管接收到足够大的直流电流后才在光耦内发光；执行元件为光电阻，其根据接受的光照情况来改变自身电阻值。本发明实现了效果音的动态触发和延时启动，乐音转换衔接自然，且效果音不会影响到弹奏的乐音，音符清晰。

Description

一种动态控制器
技术领域
本发明涉及乐器领域，具体的涉及一种动态控制器。
背景技术
在音乐上，颤音效果器，合唱效果器，延迟效果器，相位效果器，自动哇音效果器等周边类型的效果器已经越来越多地被乐手选用，现有的这类效果器，都是乐手演奏的时候，立即出现效果音。这种效果器因为没有任何过渡而直接出现效果音，一方面会使乐音转换变得突兀，而且不能让乐手随心所欲的控制；另一方面乐音可能受到效果的影响而变得不够清晰。以颤音效果器为例：颤音的合理运用可以使音乐更加优美动听，提高艺术的感染力。现有的颤音效果器的调控不能实现动态控制，而只能是一直有颤音的状态,这样会造成快速音符的某些音刚好落到音量小的状态里,而使得这些音符不够清晰；另外，立刻出现的颤音,效果远没有颤音强度逐渐变大来的自然。
发明内容
1.要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题在于提供一种动态控制器，其实现了效果音的动态触发和延时启动，乐音转换衔接自然，且效果音不会影响到弹奏的乐音，音符清晰；通过调节控制器或改变弹奏力度，都能实现对效果音延迟时间的调节，赋予乐手对乐曲的主观能动性，能使乐曲更加灵动。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采取如下技术方案：
一种动态控制器，包括依次电连接的信号缓冲电路、信号放大电路、信号电平检测电路、直流电平保持与缓慢释放电路及执行元件，所述信号缓冲电路的一端外接作为动态控制器的输入端，本电路用于对输入的音频信号进行稳定化处理并降低阻抗；所述信号放大电路用于对信号缓冲电路处理后的音频信号进行放大，所述信号放大电路中设有电位器，可调节本电路的放大量；所述信号电平检测电路用于检测放大后的音频信号的直流电平；所述直流电平保持与缓慢释放电路中包括10μF的电容和光耦的发光管，该电容实现电流的缓慢释放，该发光管接收到足够大的直流电流后才在光耦内发光；所述执行元件为光耦的光电阻，其根据接受发光管的光照情况来改变自身电阻值，所述光电阻的一个引脚接地，另一个引脚外接作为动态控制器的输出端。
具体地，
所述信号缓冲电路包括第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、第二电容C2、第三电容C3、第三电阻R3及接成一倍电压缓冲器的运算放大器IC1，其中，第一电容C1和第一电阻R1串联于运算放大器IC1的同相输入接口，且运算放大器IC1的同相输入接口通过第二电阻R2连通1/2Vcc电源，并通过第二电容C2接地，第三电容C3连接于运算放大器IC1的输出接口，且第三电容C3通过第三电阻R3接地；
所述信号放大电路包括第四电容C4、第四电阻R4、第五电阻R5、电位器W、第五电容C5、第六电阻R6及运算放大器IC2，其中，第四电容C4串联于第三电容C3与运算放大器IC2的同相输入接口之间，且运算放大器IC2的同相输入接口通过第四电阻R4连通1/2Vcc电源，运算放大器IC2的反相输入接口串联有电位器W、第五电容C5及第六电阻R6，并接地，第五电阻R5连接于运算放大器IC2的反相输入接口和输出接口之间；
所述信号电平检测电路包括第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第六电容C6、第七电容C7、运算放大器IC3及两个三极管，其中，运算放大器IC3的同相输入接口直接连接1/2Vcc电源，第七电阻R7串联于运算放大器IC2的输出接口与运算放大器IC3的反相输入接口之间，且运算放大器IC3的反相输入接口通过第八电阻R8连接到运算放大器IC3的输出接口，其中一个三极管的基极通过第六电容C6连接到第七电阻R7，并通过第九电阻R9接地，另一个三极管的基极通过第七电容C7连接到运算放大器IC3的输出接口，并通过第十电阻R10接地，两个三极管的发射极均接地，且两个三极管的集电极连接在一起；
所述直流电平保持与缓慢释放电路包括储能电容C8、第十一电阻R11及光耦中的发光管，其中，第八电容C8并联于三极管的集电极和发射极之间，第十一电阻R11串联于第八电容C8和光耦中的发光管之间，发光管还直接连通Vcc电源。
3.有益效果
(1)本发明包括依次电连接的信号缓冲电路、信号放大电路、信号电平检测电路、直流电平保持与缓慢释放电路及执行元件，直流电平保持与缓慢释放电路中包括光耦中的发光管，发光管接收到直流电流后就会在光耦内发光；执行元件为光耦中的光电阻，光电阻根据接受发光管的光照情况来改变自身电阻值。应用于效果器时，发光管在电平低于阈值时会发光，光电阻在受光时会使自身电阻值迅速变小，使得效果音的输出信号被短路到地而无法输出；而乐手停止弹奏的延长音状态下，直流电平保持与缓慢释放电路中的直流电平逐渐改变,至不足以点亮光耦中的发光管时,光耦内的光电阻因为不受光，阻值会变高，使得效果音的输出信号恢复输出,输出带有效果的音频信号，实现了效果音的动态触发和延迟启动，效果音不会影响到弹奏的乐音，音符清晰，乐音转换衔接自然。
(2)本发明在调节效果音的延迟时间时，一方面通过调节信号放大电路中的电位器W改变信号放大电路的放大量，可改变直流电平的大小，当电平值达到或高于阈值时，发光管不再发光，需要的效果才会出现。即调节信号放大电路中的电位器可改变光耦内发光管由亮变为熄灭的时间，进而改变需要的效果被延迟出现的时间；另一方面，乐手弹琴力度的改变，会使乐器的输出电平不同，所以，弹奏力度的改变，最终会影响到本发明动态控制器的延迟触发时间，实现效果音的动态触发和延时启动，使乐手能够在手上控制效果音的合适加入时机，从而使乐曲更加灵动。
综上，本发明应用于效果器，可实现效果音的动态触发和延时启动，效果音可以由弱变强，乐音转换衔接自然，且效果音不会影响到弹奏的乐音，音符清晰；通过调节控制器或改变弹奏力度，都能实现对效果音延迟时间的调节，赋予乐手对乐曲的主观能动性，能使乐曲更加灵动。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图2为本发明的电路图；
图3为本发明在实施例中应用于颤音效果器时的部分电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例
如图1及图2所示的一种动态控制器，包括依次电连接的信号缓冲电路、信号放大电路、信号电平检测电路、直流电平保持与缓慢释放电路及执行元件，具体如下：
(1)信号缓冲电路：
信号缓冲电路主要由C1，R1，R2，C2，IC1，C3，R3组成，其中C1、R1、IC1及C3依次连接，且C1的另一个引脚外接作为本动态控制器的输入端，R1与IC1的同相输入接口连接，IC1接成一倍电压缓冲器，R2的一个引脚连接于R1和IC1之间，R2的另一个引脚连接1/2Vcc电源，C2的一个引脚连接于R1和IC1之间，C2的另一个引脚接地，R3的一个引脚连接于C3的输出端，R3的另一个引脚接地。
信号缓冲电路与输入模块电连接，用于对输入的音频信号进行稳定化处理并降低阻抗。
(2)信号放大电路：
信号放大电路主要由C4，R4，R5，W，C5，R6，IC2组成，其中，C4连接于C3和IC2的同向输入接口之间，R4的一个引脚连接于C4和IC2之间，R4的另一个引脚连接1/2Vcc电源，IC2的反向输入接口依次串联有W，C5及R6，R6的另一个引脚接地，R5的一个引脚连接于IC2和W之间，R5的另一个引脚连接于IC2的输出端。
信号放大电路用于对信号缓冲电路处理后的音频信号进行放大，保证电平检测电路能够检测出足够明显的直流电平，通过调节电位器(W)的大小可调节本电路的放大量。
(3)信号电平检测电路：
信号电平检测电路主要由R7，R8，R9，R10，C6，C7，IC3及两个三极管组成，其中，R7连接于IC2的输出端和IC3的反相输入接口之间，IC3的同相输入接口连接1/2Vcc电源，IC3的输出端依次串联C7和R10，R10的另一个引脚接地，R7连接IC2的一端依次串联C6和R9，R9的另一个引脚接地，R8的一个引脚连接于IC3和R7之间，R8的另一个引脚连接于IC3的输出端，一个三极管的基极连接于C6和R9之间，另一个三极管的基极连接于C7和R10之间，两个三极管的集电极连接在一起，且两个三极管的发射极均接地。
所述信号电平检测电路用于检测放大后的音频信号的直流电平。
(4)直流电平保持与缓慢释放电路：
直流电平保持与缓慢释放电路主要由储能电容C8，R11，光耦中的发光管组成，其中，C8的一个引脚连接于两个三极管的集电极之间，C8的另一个引脚接地，且C8的正极位于其连接三极管的一端，R11的一个引脚连接到C8正极，R11的另一个引脚连接光耦中的发光管，发光管的另一端连接Vcc电源。
直流电平保持与缓慢释放电路中的发光管接收到足够大的直流电流后才在光耦内部发光。
(5)执行元件：
所述执行元件为光耦的光电阻，所述光电阻的一个引脚接地，另一个引脚外接作为本动态控制器的输出端。
上述动态控制器适用于颤音效果器、合唱效果器,延迟效果器等类型的效果器,以下将上述动态控制器应用于颤音效果器，结合图2和图3分析：
颤音效果器包括音频插座及电路模块。所述音频插座用于连接电吉他或电贝司和颤音效果器，所述电路模块包括用于产生颤音信号的振荡电路和用于传输直通信号(即电吉他或电贝司弹奏产生的音乐)的直通电路单元，具体地：
直通电路单元主要由C9，C10，C11，R12，R13，R14，R15，R16及两个场效应管组成，其中，C9的一个引脚连接直通电路单元的输入端，C9的另一个引脚连接一个场效应管的栅极G，R12的一个引脚连接于C9与该场效应管之间，R12的另一个引脚接地，该场效应管的源极S依次连接有R13和R14，R14的另一个引脚接地，该场效应管的漏极D连接有R15，R15的另一个引脚连接Vcc电源，C10的一个引脚连接于R15与该场效应管之间，C10的另一个引脚连接有R16，R16的另一个引脚接地，且C10的正极位于其连接场效应管的一端，C10与R16之间连接处外接作为直通电路单元的输出端；
振荡电路的输出端连接一个可调电阻W1(用于控制震荡输出幅度从而控制颤音效果的最大颤音幅度)，W1的一个固定引脚连接颤音频率振荡电路，另一个固定引脚接地，W1的调节引脚与所述光电阻的输出端连接，且W1与光电阻之间的连接处连接另一个场效应管的栅极G，该场效应管的源极S接地,漏极D连接C11，C11的另一个引脚连接于R13和R14之间，且C11的正极位于其连接R13和R14的一端。
颤音震荡频率的震荡输出信号通过电阻W1与光电阻分压后输送至直通电路单元,与直通信号混合后再输出,即完成一个效果器的功能。
下面将上述颤音效果器应用于电吉他或电贝司弹奏，电吉他或电贝司产生的音频信号本身的音头非常明显，且因为本发明可以控制放大量，从而能保证每弹奏一下，整个电路模块都会完整的处理一次。
乐手弹奏时，音频信号同时进入直通电路单元和动态控制器，同时振荡电路产生颤音变化频率的振荡输出信号；进入动态控制器内的音频信号先进入缓冲电路，进行稳定化处理并降低阻抗；再进入信号放大电路中，音频信号被放大，该放大量可调；然后电平检测电路检测出放大后的音频信号的直流电平,放大后的信号越大,此处直流电平越低；接着直流电平保持与缓慢释放电路中的电容C8上得到低于阈值的电平值，发光管发光，光耦内的光电阻受光使得自身阻值变小；振荡输出信号振荡信号经电阻W1与光耦中的光电阻分压后将被短路到地而无法传送给直通电路，此状态输出中将没有颤音效果，只有弹奏产生的音乐从音频插座输出；而乐手停止弹奏的延长音状态下,本发明提供的动态控制器内的直流信号在保持与缓慢释放电路的电容C8上逐渐失去所需电平,达到所需时间后,将引起发光管亮度下降直至不发光，光电阻阻值增大，最终颤音变化频率的振荡信号顺利传送给直通电路，产生颤音效果输出，输出的音频信号带有颤音效果。
颤音效果延迟时间的调节操作如下：
一方面，针对同一乐器输出信号，通过调节信号放大电路中的电位器W改变信号放大电路的放大量，可改变直流电平的大小，放大量越大，电平检测电路检测的直流电平越低，发光管亮度更大；反之，电平检测电路检测的直流电平越高，发光管的亮度越小，当电容C8上得到的电平值达到或高于阈值时，发光管不再发光，颤音效果才会出现。即调节信号放大电路中的电位器可改变光耦内发光管由亮变为熄灭的时间，进而改变颤音效果被延迟出现的时间；
另一方面，乐手的演奏力度变化能改变乐器输出信号(即本动态控制器的输入信号)的大小，乐器输出信号越大，电平检测电路检测的直流电平越低，发光管亮度更大；反之，电平检测电路检测的直流电平越高，发光管的亮度越小，当电容C8上得到的电平值达到或高于阈值时，发光管不再发光。即乐手弹琴力度的改变，会使乐器的输出电平不同，所以，弹奏力度的改变，最终会影响到本发明动态控制器的延迟触发时间，实现颤音效果的动态触发和延时启动。使乐手能够在手上控制效果音的合适加入时机，从而使乐曲更加灵动。
由上述内容可知，本发明可实现效果音的动态触发和延时启动，效果音可以由弱变强，乐音转换衔接自然，且效果音不会影响到弹奏的乐音，音符清晰；通过调节控制器或改变弹奏力度，都能实现对效果音延迟时间的调节，赋予乐手对乐曲的主观能动性，能使乐曲更加灵动。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求范围内。

Claims (5)

1.一种动态控制器，其特征在于，包括依次电连接的信号缓冲电路、信号放大电路、信号电平检测电路、直流电平保持与缓慢释放电路及执行元件，所述信号缓冲电路的一端外接作为动态控制器的输入端，本电路用于对输入的音频信号进行稳定化处理并降低阻抗；所述信号放大电路用于对信号缓冲电路处理后的音频信号进行放大，所述信号放大电路中设有电位器，可调节本电路的放大量；所述信号电平检测电路用于检测放大后的音频信号的直流电平；所述直流电平保持与缓慢释放电路中包括储能电容和光耦的发光管，该电容实现电流的缓慢释放，该发光管接收到足够大的直流电流后才在光耦内发光；所述执行元件为光耦的光电阻，其根据接受发光管的光照情况来改变自身电阻值，所述光电阻的一个引脚接地，另一个引脚外接作为动态控制器的输出端。
2.根据权利要求1所述的一种动态控制器，其特征在于，所述信号缓冲电路包括第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、第二电容C2、第三电容C3、第三电阻R3及接成一倍电压缓冲器的运算放大器IC1，其中，第一电容C1和第一电阻R1串联于运算放大器IC1的同相输入接口，且运算放大器IC1的同相输入接口通过第二电阻R2连通1/2Vcc电源，并通过第二电容C2接地，第三电容C3连接于运算放大器IC1的输出接口，且第三电容C3通过第三电阻R3接地。
3.根据权利要求2所述的一种动态控制器，其特征在于，所述信号放大电路包括第四电容C4、第四电阻R4、第五电阻R5、电位器W、第五电容C5、第六电阻R6及运算放大器IC2，其中，第四电容C4串联于第三电容C3与运算放大器IC2的同相输入接口之间，且运算放大器IC2的同相输入接口通过第四电阻R4连通1/2Vcc电源，运算放大器IC2的反相输入接口串联有电位器W、第五电容C5及第六电阻R6，并接地，第五电阻R5连接于运算放大器IC2的反相输入接口和输出接口之间。
4.根据权利要求3所述的一种动态控制器，其特征在于，所述信号电平检测电路包括第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第六电容C6、第七电容C7、运算放大器IC3及两个三极管，其中，运算放大器IC3的同相输入接口直接连接1/2Vcc电源，第七电阻R7串联于运算放大器IC2的输出接口与运算放大器IC3的反相输入接口之间，且运算放大器IC3的反相输入接口通过第八电阻R8连接到运算放大器IC3的输出接口，其中一个三极管的基极通过第六电容C6连接到第七电阻R7，并通过第九电阻R9接地，另一个三极管的基极通过第七电容C7连接到运算放大器IC3的输出接口，并通过第十电阻R10接地，两个三极管的发射极均接地，且两个三极管的集电极连接在一起。
5.根据权利要求4所述的一种动态控制器，其特征在于，所述直流电平保持与缓慢释放电路包括储能电容C8、第十一电阻R11及光耦中的发光管，其中，第八电容C8并联于三极管的集电极和发射极之间，第十一电阻R11串联于第八电容C8和光耦中的发光管之间，发光管还直接连通Vcc电源。
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