CN207704853U - 一种电子乐器模拟设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电子乐器模拟设备，包括数据采集装置、信号传输装置及模拟发生装置，数据采集装置包括气息采集模块、导气管、触摸开关模块及控制模块，数据采集装置用于采集吹奏者的指法和气流信息，并计算出相应的音源指令代码；信号传输装置的输入端与单片机相连，信号传输装置与模拟发生装置通信，模拟发生装置采用依次相连的音频解码器及播放器，模拟发生装置用于根据接收到的信息确定播放模拟乐器的音效。本实用新型通过数据采集装置采集演奏者的指法信息和气息，并计算出相应的音源指令代码，从而能够模拟所有乐器吹奏的乐曲，同时还可以准确模拟出演奏者的各种演奏技巧，从而增加模拟的真实性和准确性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子乐器领域，尤其涉及一种电子乐器模拟设备。
背景技术
电子乐器是指演奏者通过特定手段触发电子信号，使其利用电子合成技术或采样技术来通过电声设备发出声音的乐器，随着科技的进步，电子乐器逐渐普及。现有的电子乐器的发音体是由若干个电子元件组成振荡器，通过电压放大，不同的频率变化产生出不同的音频信号，再进行功率放大，由扬声器传送出特定的声音。由于现有的电子乐器都是利用模拟电路来发声，并且由于技术的限制，目前不能满足所有乐器的模拟需求，此外，由于吹奏者在吹奏时的水平不同，指法和气息有很大的差别，现有的电子乐器不能准确地识别出这些差异，从而使得模拟效果单调，甚至与乐器原本的特征相去甚远。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电子乐器模拟设备，能够根据演奏者的指法和气息，准确地模拟各种吹奏类乐器的音色和演奏技巧，从而达到较高的演奏效果。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案
一种电子乐器模拟设备，包括数据采集装置、信号传输装置及模拟发生装置，
所述数据采集装置用于采集吹奏者的指法和气流信息，并计算出相应的音源指令代码；
信号传输装置用于将数据采集装置的音源指令代码信息发送至模拟发生装置；
模拟发生装置用于根据接收到的信息确定播放模拟乐器的音效。
优选地，所述数据采集装置包括设置有空腔的乐器本体及设置在乐器本体上的吹孔和多个音孔，乐器本体的空腔内设置有气息采集模块、导气管、触摸开关模块及控制模块，所述气息采集模块包括与乐器吹气口相连通的进气腔，进气腔内设置有气压传感器，气压传感器的信号输出端与控制模块相连，所述进气腔经进气阀门与导气管相连，导气管沿乐器本体的轴向设置；所述触摸开关模块包括多个触摸开关，各个触摸开关分别设置于各个音孔的下方，各个触摸开关分别与控制模块相连，所述控制模块采用单片机，单片机的输出端经信号传输装置与模拟发生装置相连。
优选地，所述气压传感器外设置有保护壳，保护壳用于防止人呼出的气体对气压传感器的电路板造成腐蚀。
优选地，所述触摸开关采用电容式感应触摸开关。
优选地，所述触摸开关经滤波器和放大器与单片机相连，单片机对指法信息进行电压波形检测从而识别出演奏者的演奏技巧；
所述单片机通过模糊算法对气压传感器的检测结果进行处理，获得演奏者的气流变换速度，根据上述气流变换速度，确定演奏者的演奏气息，从而判断演奏的音域的高低，同时确定相应的演奏技巧，单片机将当前指法信息和气流变换速度进行模糊映射，从而计算出相应的音源指令代码。
优选地，所述信号传输装置采用蓝牙模块或WIFI模块，所述信号传输装置设置于乐器本体的空腔内，信号传输装置的通信端口与单片机相连，信号传输装置经蓝牙信号或WIFI信号与模拟发生装置通信。
优选地，所述模拟发生装置包括播放器、功率放大器、音频解析器及flash存储器，flash存储器内储存有多种吹奏类乐器的音色，音频解析器通过信号传输装置获取应该播放的音源指令，并读取存储于flash存储器中对应的音源，解析后，依次经功率放大器和播放器播放。
优选地，所述播放器采用耳机或音响。
优选地，所述播放器集成在本体的空腔内，直接利用乐器进行播放，播放器直接经数据线与单片机相连。
优选地，还包括电源模块，所述电源模块包括电源及稳压器，稳压器的输出端分别与气息采集模块、触摸开关模块、控制模块及信号传输装置相连。
本实用新型通过各个触摸开关检测演奏者的指法信息，并利用气压传感器采集演奏者的气息，单片机根据触摸开关和气压传感器采集到的信息，提取出准确的指法信息和演奏者的气流变换速度，并将当前指法信息和气流变换速度进行模糊映射，从而模拟出相应的音源指令代码，数据采集装置能够准确地采集演奏者的演奏信息，flash存储器内储存有多种吹奏类乐器的音色，通过数据采集装置和单片机能够模拟所有吹奏类乐器的乐曲，同时还可以准确模拟出演奏者的吐音、滑音、震音及颤音等各种演奏技巧，从而增加模拟的真实性和准确性。本实用新型结构简单，操作方便，不仅能够准确地模拟各种吹奏类乐器演奏的声音，而且工作安全可靠。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图；
图2为本实用新型所述实施例一的结构示意图；
图3为本实用新型所述实施例一中气息采集模块的结构示意图；
图4为本实用新型所述实施例二的结构示意图；
图5为本实用新型所述实施例二中触摸开关模块的结构示意图。
具体实施方式
以下分别以笛子和葫芦丝为例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，其中笛子代表空气柱发音的乐器，葫芦丝代表簧片类乐器，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都属于本实用新型的保护范围。
实施例一
如图1至图3所示，本实用新型所述的一种电子乐器模拟设备，包括依次相连的数据采集装置、信号传输装置及模拟发生装置，数据采集装置用于采集吹奏者的指法和气流信息，并计算出相应的音源指令代码，信号传输装置用于将数据采集装置的音源指令代码信息发送至模拟发生装置，模拟发生装置用于根据接收到的信息确定播放模拟乐器的音效。
数据采集装置包括中空的本体1和开设在本体上的吹孔4和多个音孔3，本体1的空腔内设置有气息采集模块、导气管10、触摸开关模块及控制模块，本体1内设置有笛塞5，笛塞5音源将气流导向一个方向，笛塞5将本体1分为第一腔室和第二腔室，吹孔4和音孔3均开设于第一腔室上，气息采集模块、导气管10及触摸开关模块均设置于第一腔室内，控制模块设置于第二腔室内，第一腔室内设有与吹孔4相连通的进气腔8，进气腔8靠近笛塞5的一侧设置有气压传感器11，气压传感器11的输出端与控制模块相连，在本实施例中，气压传感器11外设置有保护壳，保护壳用于防止人呼出的气体对气压传感器11的电路板造成腐蚀，进气腔8的另一侧经进气阀门9与导气管10相连，导气管10沿本体1的轴向设置，导气管10用于将人吹出的湿热空气从本体内的空腔中导出，防止对空腔内的电路板和元器件造成腐蚀；各个音孔3的下方均设置有触摸开关2，各个触摸开关2分别与控制模块相连，在本实施例中，触摸开关2采用电容式感应触摸开关，控制模块的输出端经信号传输装置7与模拟发生装置相连，控制模块6采用单片机，单片机及信号传输装置7均集成于电路板上，电路板设置于第二腔室内。
触摸开关2经滤波器及放大器与单片机相连，单片机对指法信息进行电压波形检测从而确定演奏者的演奏技巧；
单片机通过模糊算法对气压传感器11的检测结果进行处理，获得演奏者的气流变换速度，根据上述气流变换速度，确定演奏者的演奏气息，从而判断演奏的音域的高低，同时确定相应的演奏技巧，单片机将当前指法信息和气流变换速度进行模糊映射，从而计算出相应的音源指令代码，并经信号传输装置7发送至模拟发生装置。
电子乐器在使用过程中，气流变化存在着一定的技巧，为了全真的模拟真实的使用环境，flash存储器的内部储存有针对单一乐器的尽可能多的发音可能（包括少量的怪音，杂音），这些会根据单片机内部的算法处理进行区别出来；通过对触摸开关和气息传感器的处理，能够增加模拟的真实性，例如吐音、滑音、震音及颤音全部都能准确地模拟出来。
其中，单片机对触摸开关2和气压传感器11的检测结果进行处理的过程及单片机计算出音源指令代码的过程均为现有技术，不再赘述。
信号传输装置7采用蓝牙模块或WIFI模块，信号传输装置设置于本体1的空腔内，信号传输装置的通信端口与单片机相连，信号传输装置经蓝牙信号或WIFI信号与模拟发生装置通信。
模拟发生装置包括播放器、功率放大器、音频解析器及flash存储器，flash存储器内储存有多种吹奏类乐器的音色，音频解析器通过信号传输装置获取应该播放的音源指令，并读取存储于flash存储器中对应的音源，解析后，依次经功率放大器和播放器播放。
在本实施例中，播放器采用耳机或音响。
此外，播放器还可以集成在本体1的空腔内，直接利用乐器进行播放，此时播放器直接经数据线与单片机相连。
本实用新型还包括电源模块，电源模块包括电源及稳压器，稳压器的输出端分别与气息采集模块、触摸开关模块、控制模块及蓝牙模块相连，电源模块用于为系统供电。
本实用新型在工作时，首先通过各个触摸开关2检测演奏者的指法信息，并利用气压传感器11采集演奏者的气息，单片机根据触摸开关2和气压传感器11采集到的信息，提取出准确的指法信息和演奏者的气流变换速度，并将当前指法信息和气流变换速度进行模糊映射，从而计算出相应的音源指令代码，并经信号传输装置7发送至模拟发生装置进行播放。
实施例二
如图4及图5所示，本实施例的结构与实施例一相同，区别在于，本体包括葫芦12及音管14，葫芦12的开口处为吹孔4，音管14上开设有若干个音孔3，葫芦12的空腔内设置有气息采集模块、导气管10及控制模块，音管14的空腔内设置有触摸开关模块，葫芦12内设有与吹孔4相连通的进气腔8，进气腔8内设置有气压传感器11，气压传感器11的输出端与控制模块相连，进气腔8的另一侧经进气阀门9与导气管10相连，导气管10沿本体1的轴向设置；各个音孔3的下方均设置有触摸开关2，各个触摸开关2分别与控制模块相连，在本实施例中，触摸开关2采用电容式感应触摸开关，控制模块的输出端经信号传输装置7与模拟发生装置相连，控制模块6及信号传输装置7均集成于电路板13上，电路板13设置于葫芦12的腔室内。
此外，本实用新型还包括无线遥控，无线遥控经无线与单片机相连，通过无线遥控可以切换使用的乐器类型，进而切换不同的程序执行模式与算法，从而模拟各种不同的乐器。
本实用新型结构简单，操作方便，不仅能够准确地模拟各种吹奏类乐器演奏的声音，而且工作安全可靠。
Claims (8)
1.一种电子乐器模拟设备，其特征在于：包括数据采集装置、信号传输装置及模拟发生装置；所述数据采集装置用于采集吹奏者的指法和气流信息，并计算出相应的音源指令代码；信号传输装置用于将数据采集装置的音源指令代码信息发送至模拟发生装置；模拟发生装置用于根据接收到的信息确定播放模拟乐器的音效。
2.如权利要求1所述的一种电子乐器模拟设备，其特征在于：所述数据采集装置包括设置有空腔的乐器本体及设置在乐器本体上的吹孔和多个音孔，乐器本体的空腔内设置有气息采集模块、导气管、触摸开关模块及控制模块，所述气息采集模块包括与乐器吹气口相连通的进气腔，进气腔内设置有气压传感器，气压传感器的信号输出端与控制模块相连，所述进气腔经进气阀门与导气管相连，导气管沿乐器本体的轴向设置；所述触摸开关模块包括多个触摸开关，各个触摸开关分别设置于各个音孔的下方，各个触摸开关分别与控制模块相连，所述控制模块采用单片机，单片机的输出端经信号传输装置与模拟发生装置相连。
3.如权利要求2所述的一种电子乐器模拟设备，其特征在于：所述气压传感器外设置有保护壳，保护壳用于防止人呼出的气体对气压传感器的电路板造成腐蚀。
4.如权利要求2所述的一种电子乐器模拟设备，其特征在于：所述触摸开关采用电容式感应触摸开关。
5.如权利要求2所述的一种电子乐器模拟设备，其特征在于：所述触摸开关经滤波器和放大器与单片机相连，单片机对指法信息进行电压波形检测从而识别出演奏者的演奏技巧；
所述单片机通过模糊算法对气压传感器的检测结果进行处理，获得演奏者的气流变换速度，根据上述气流变换速度，确定演奏者的演奏气息，从而判断演奏的音域的高低，同时确定相应的演奏技巧，单片机将当前指法信息和气流变换速度进行模糊映射，从而计算出相应的音源指令代码。
6.如权利要求2或5所述的一种电子乐器模拟设备，其特征在于：所述信号传输装置采用蓝牙模块或WIFI模块，所述信号传输装置设置于乐器本体的空腔内，信号传输装置的通信端口与单片机相连，信号传输装置经蓝牙信号或WIFI信号与模拟发生装置通信。
7.如权利要求6所述的一种电子乐器模拟设备，其特征在于：所述模拟发生装置包括播放器、功率放大器、音频解析器及flash存储器，flash存储器内储存有多种吹奏类乐器的音色，音频解析器通过信号传输装置获取应该播放的音源指令，并读取存储于flash存储器中对应的音源，解析后，依次经功率放大器和播放器播放。
8.如权利要求7所述的一种电子乐器模拟设备，其特征在于：还包括电源模块，所述电源模块包括电源及稳压器，稳压器的输出端分别与气息采集模块、触摸开关模块、控制模块及信号传输装置相连。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201721577242.2U CN207704853U (zh) | 2017-11-23 | 2017-11-23 | 一种电子乐器模拟设备 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201721577242.2U CN207704853U (zh) | 2017-11-23 | 2017-11-23 | 一种电子乐器模拟设备 |
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| CN207704853U true CN207704853U (zh) | 2018-08-07 |
Family
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Family Applications (1)
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| CN201721577242.2U Active CN207704853U (zh) | 2017-11-23 | 2017-11-23 | 一种电子乐器模拟设备 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107705774A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-02-16 | 李超鹏 | 一种电子乐器模拟设备 |
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2017
- 2017-11-23 CN CN201721577242.2U patent/CN207704853U/zh active Active
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