CN2206488Y

CN2206488Y - 电子笛

Info

Publication number: CN2206488Y
Application number: CN 94222133
Authority: CN
Inventors: 任泽林; 张金明
Original assignee: Fengrun County Wireless Power Plant
Current assignee: Fengrun County Wireless Power Plant
Priority date: 1994-09-16
Filing date: 1994-09-16
Publication date: 1995-08-30
Anticipated expiration: 2004-09-16

Abstract

本实用新型涉及一种电子笛，属于由电子振荡器经数字分频后、经过音色模拟电路产生乐音的电子乐器，其电路构成包括颤音振荡器、音源振荡器、时钟振荡器、电子触摸开关、电子门、音阶分配电路、音阶分频电路、电子开关、前面键盘、逻辑控制电路、音域开关电路、后面键盘、笛子笙共用模拟电路、铜管乐总模拟电路、音色选择门A、B、音色选择控制电路、吹奏电路和功放电路共19个电路。

Description

本实用新型涉及一种电子笛，属于由电子振荡器经数字分频后经过音色摸拟电路产生乐音的电子乐器，其演奏方式能摸拟民间竹笛、笙、黑管、小号、长号等吹奏式管乐的电子笛。

吹奏式乐器在国外已有先例，如日本的电子萨克斯，它只能单一摸拟一种乐器，且演奏指法为萨克斯的指法，中国电子报93年合订本上册第63页上也登载过吹奏式电子琴，均属于单音电子琴，其吹奏电路采用口含簧片，使信号通过人体传输，改变口含力度从而改变输出阻抗来控制输出信号的强弱，其效果极差，且挡次较低。中国专利CN8721206.5、CN89207080.3公开了两种电子笛，也属单音电子琴，且音色单调，吹奏效果不理想。

本实用新型的目的是为了克服上述现有技术中的不足之处，而提供一种演奏方式与民族乐器竹笛的演奏方式相同，能摸拟竹笛、笙、黑管、小号、长号五种音色，操作简单、发音灵敏、音阶准确、音色逼真，一器多用的电子乐器。

本实用新型的目的是这样实现的：在机壳内装有总电路板，该电路板的电路由音源电路、数字分频电路、音阶演奏逻辑控制电路、音域选择电路、音色摸拟电路、吹奏电路、功放电路几部分构成。音源电路包括双T型颤音振荡器、音源振荡器、时钟振荡器、电子触摸开关、电子门，其中时钟振荡器的输出端与电子触摸开关的输入端相连，电子触摸开关的八路输出端与电子门的八路输入控制端相连，电子门的输出端与音源振荡器的输入端相接，音源振荡器的另一路输入端与颤音振荡器的输出端相接，音源振荡器的输出端与数字分频电路中的音阶分配电路的输入端相接；数字分频电路还包括音阶分频电路、电子开关，其中音阶分配电路的12路输出端与音阶分频电路的12路输入端相接，音阶分频电路的48个输出端经过48个电子开关汇集成四个八度音域输出与音域选择电路中的音域开关电路的输入端相接；音阶演奏逻辑控制电路包括装配在机壳前面的健盘和逻辑控制电路，其中前面健盘包括AN₉－AN₁₄六只全音键和AN₁₅一只半音键，其输出与逻辑控制电路的输入端相接，逻辑控制电路的12路输出与数字分频电路中的电子开关的48个控制端相接；音域选择电路还包括装配在机壳后面的键盘，其中后面键盘包括AN16－AN₁₉四只音域选择键，其输出与音域开关电路的控制端相接，音域开关电路的输出端分别与音色摸拟电路中的笛子笙共用摸拟电路和铜管乐总摸拟电路的输入端相接；音色摸拟电路还包括音色选择门A、音色选择门B、音色选择控制电路，其中笛子笙共用摸拟电路的输出端与音色选择门A相连，铜管乐总摸拟电路的输出端与音色选择门B相连，音色选择门A、B的输出汇成一路与吹奏电路的输入端相接，音色选择控制电路的两个输出端分别与音色选择门A、B的控制端相连。

本实用新型与现有技术相比，总电路结构设计合理，音调转换灵活、音阶准确，演奏方式上摸拟竹笛指法，可以利用纯五度和弦指法摸拟笙的音色，且弥补了现有电子笛为单音电子乐器的缺点；本电子笛通过气息控制信号的强弱，能控制每一个音符的音头音尾及延音的表达，能尽情表达乐章的激情与细腻的感情，除模拟竹笛外，还具有单吐、双吐、三吐、花舌、打音等高难度演奏技巧。

附图图面说明：

图1为本实用新型外观结构示意图，其中a为正面图，b为后面图，c为侧面图；

图2为本实用新型总电路方框图；

图3为本实用新型音源电路原理图；

图4为本实用新型数字分频电路原理图；

图5为本实用新型音阶演奏逻辑控制电路原理图；

图6为本实用新型音域选择和音色模拟电路原理图；

图7为本实用新型吹奏电路和功放电路原理图；

图8为本实用新型演奏指法示意图，其中a为筒音为5时长短笛、黑管、长号、小号、双簧管的指法，b为筒音为5时笙的指法，c为筒音为2时笙的指法。

下面结合（附图）实施例详述本实用新型。

本实施例由机壳（1）、装配在机壳（1）内的总电路板两部分组成，机壳（1）上部尖端装有吹咀（6），机壳（1）下部装有扬声器（2），机壳（1）前面板（3）上装有以导电橡胶为触点的六只全音按键AN₉－AN₁₄和一只半音按键AN₁₅，还装有D₉－D₁₅七只全音指示灯，后面板（4）上装有AN₁₆－AN₁₉四只以导电橡胶为触点的音域选择按键，AN₁－AN₈八只音调转换触模开关，D₁－D₈八只音调指示发光二极管、音量调节电位器W₁₁（5）、音色转换触模开关AN₂₀、音色显示灯D₁₆－D₁₈，侧面板（7）上装有电源插孔（8），频率微调电位W₁₂（9）和与外部相连的信号输出插孔（10），信号输出插孔（10），供外接扩音机使用。本实用新型在演奏时，按下相对应的音调触摸开关，则相对应的指示灯点燃，表明音调转换为相应的音调，其中AN₁＝B^b、AN₂＝A、AN₃＝G、AN₄＝F、AN₅＝E、AN₆＝E^b、AN₇＝D、AN₈＝C，连续按动音色转换触模开关AN₂₀，则D₁₆、D₁₇、D₁₈依次发光，其中D₁₆发光指示长号、小号和园号的音色输出，D₁₇发光表示笛子、黑管音色输出，D₁₈发光表示笙的音色输出。本实用新型演奏时须用右手大拇指按住后面板上的任一只音域选择按键，然后用气息轻轻吹动吹咀（6），才能发出声音，本实用新型的特点是不吹不发音，前面板（4）上AN₉－AN₁₅的演奏方式同竹笛指法相同，其演奏指法见图8所示。本实用新型利用外接9伏电源供电。

安装在电路板上的总电路方框图见图2所示，它由音源电路、数字分频电路、音阶演奏逻辑控制电路、音域选择电路、音色模拟电路、吹奏电路和功放电路七大部分组成，具体包括颤音振荡器、音源振荡器、时钟振荡器、电子触模开关、电子门、音阶分配电路、音阶分频电路电子开关、前面键盘、逻辑控制电路、音域开关电路、后面键盘、笛子笙共用模拟电路、铜管乐总模拟电路、音色选择门A、音色选择门B、音色选择控制电路、吹奏电路和功放电路共19个分电路，它们之间的连接关系是：时钟振荡器的输出端与电子触模开关的输入端相接，电子触模开关的八路输出与电子门的输入控制端相接，电子门的输出端与音源振荡器的输入端相接，音源振荡器的另一路输入端与颤音振荡器的输出端相接，音源振荡器的输出端与音阶分配电路的输入端相接，音阶分配电路的12路输出与音阶分频电路的12路输出与音阶分频电路的12路输入端相接，音阶分频电路的48个输出端经48个电子开关汇集成四个八度音域输出与音域开关电路的输入端相接，前面键盘的输出端与逻辑控制电路的输入端相接，逻辑控制电路的输出分12路与电子开关的48个控制端相接，后面键盘的输出与音域开关电路的控制端相接，音域开关电路的输出端分别与笛子笙共用模拟电路和铜管乐总模拟电路的输入端相接，笛子笙共用模拟电路和铜管乐总模拟电路的输出端分别与音色选择门A和音色选择门B的输入端相接，音色选择门A、B的输出汇成一路与吹吹奏电路的输入端相接，音色选择控制电路的两个输出端分别与音色选择门A、B的控制端相接，以下分述各电路的工作原理：

如图3所示，由IC_1b、IC_1c、IC_1d与R₄、R₅、W₃－W₁₀组成音源振荡器，其中IC_1b、IC_1c、IC_1d为CD4068六反向器，音源振荡器产生1.335－0.75MHZ范围内的频率信号，经过分频产生f³－F的音阶信号，W₁₁为频率总微调电位器，为调整方便装在机壳侧面板（7）上，调整W₁₁可把在演奏过程中随时调整每个调子的高低，W₃－W₁₀为各个音调的细调电位器，通过调整可使各调的音准误差在±3个音分范围之内；由IC_1a与R₁、R₂、C₂、C₃、W₁组成双T型颤音振荡器，其中IC_1a为CD4069六反向器，通过R₃、W₂、C₄耦合调制主振的频率，从而产生类似小提琴揉弦的颤音效果；由IC_1e、IC_1f与包括R₁₃、 R₁₅、C₆的外围阻容元件构成时钟振荡器，其中IC_1e、IC_1f为CD4069六反向器，时钟振荡器为IC₃与AN₁－AN₈组成的电子触摸开关提供时序信号，其中IC₃为二、十进制加法计数器，从而控制由IC₄、IC₅两只CD4066四双向开关组成的电子门中相对应的八个电子门的打通，使与之串联的电位器、电阻参与振荡，从而完成音调选择功能，通过后面板（4）上的D₁－D₈八只发光二极管构成的指示灯直观效果显示出来。

如图4所示，由音源振荡器产生的音源信号输入到由IC₁₆构成的音阶分配电路即IC₁₆的2脚，IC₁₆为M082意大利产电子琴专用音律集成电路，音源信号在IC₁₆内部分频后通过其4－6脚分别输出g³－f^4＃按12平均率分配的12个信号，这12个信号分别输入到由IC₁₇－IC₂₂CD4520二进制加法计数器构成的音阶分频电路即IC₁₇－IC₂₂的1、9脚，经2、4、8、16次分频后，从各块的3、4、5、6、11、12、13、14脚输出，经D36×96组成的48个电子开关后，加到R₇₇－R₈₀，四个负载电阻上，形成48个音阶信号。

如图5所示，逻辑演奏控制电路由IC₆、IC₇、IC₈、IC₉、IC₁₀构成，其中IC₆为CD4069六反向器，包括IC_6a、IC_6b、IC_6c、IC_6d、IC_6e、IC₇、IC₈为CD4081四与门，包括IC_7a、IC_7b、IC_7c、IC_7d、 IC_8a、IC_8b、IC_8c、IC_8d，IC₉为CD4001四或非门，包括IC_9a、 IC_9b、IC_9c、IC_9d、IC₁₀为CD4070四异或门，包括IC_10a、IC_10b、 IC_10c、IC_10d。其中IC_9c有两个输入端，一个来自AN₉的输出，另一端来自IC_10d的输出，IC_9c的输出也分成两路，一路至A^＃，另一路至IC_9d的输入端，IC_9d另一端输入端来自AN₉的输出，IC_9d的输出端至B；IC_8d有两个输入端，一个来自AN₉的输出另一路来自IC_6e的输出，IC_8d的输出端至A，IC_6e的输入端接AN₁₀的输出；IC_8b有两个输入端，一路来自AN₁₀，另一端来自IC_6d的输出端，IC_8b的输出分成两路，一路至IC_8c的输入端，另一路至IC_10c的输入端，IC_8c还有一路输入端来自AN₁₅的输出，IC_10c的输出至G，IC_8c的输出分成两路，一路至G^＃，另一路至IC_10c的输入端，IC_6d的输入端接AN11的输出；IC_7d有两个输入端，一个来自AN₁₁的输出，另一端来自IC_6c的输出，IC_7d的输出端分成两路，一路至IC_10b的输入端，另一路至IC_8a的输入端，IC_8a另一个输入端来自AN₁₅的输出，IC_8a的输出分成两路，一路至F^＃，另一路至IC_10b的另一个输入端，IC_10b的输出端至F，IC_6c的输入端接AN₁₂的输出；IC_7c有两个输入端，一个来自AN₁₂的输出另一个来自IC_6b的输出，IC_7c的输出端至E，IC_6b的输入端接AN₁₃的输出；IC_7a有两个输入端一个来自AN₁₃的输出，另一个来自IC_6a的输出，IC_7a的输出分成两路，一路至IC_7b的输入端，另一路至IC_10a的输入，IC_7b还有一路输入来自AN₁₅的输出，IC_7b的输出也分成两路，一路至D^＃，另一路至IC_10a的另一路输入端，IC_10a的输出至D，IC_6a的输入端接AN₁₄的输出，IC_9a有两个输入端，一个来自IC_6a的输出，另一路来自AN₁₅的输出，IC_9a的输出分成两路，一路至C，另一路至IC_9b的输入端，IC_9b的另一路输入来自IC_6a的输出，IC_9b的输出端接C^＃；IC_10a有两个输入端，一个输入端与AN₁₅的输出相接，另一个经过四只二极管D₂₁－D₂₄分别与C^＃、D^＃、F^＃、G^＃相接。本逻辑演奏控制电路的逻辑思路是：在六只（AN₉－AN₁₄）全音键中，按住与之相邻的下一只键就能禁止住上一个键的输出信号，从而输出下一个键的控制信号，按住半音键（AN₁₅），则能禁止住按住的任一全音键的音阶控制信号，输出比该键信号高半个音的音阶控制信号（AN₉、AN₁₂除外），其演奏指法见图8所示。例如，在七只音键末按下时，IC_9c输出高电平，输出的音阶信号为4，按下AN₉，则IC_9c输出低电平，IC_8b输出高电平，输出的音阶信号为4，若只按AN₁₅，则IC_9c输出低电平，IC_9d输出高电平，从而实现输出4^＃的控制信号，而禁止4的控制信号，其余功能相同。D₉－D₁₅与R₂₅－R₃₁构成音阶显示电路。

如图6所示，AN₁₆－AN₁₉为安装在后面板（4）上的四只音域选择按键，音域开关电路由D₂₅－D₃₂组成的四个电子开关和D₃₃－D₃₆、IC_11a、IC_11b、IC_11c、为CD4066四双向开关。当选择笛子、笙、黑管音色时，IC_11a、IC_11b、IC_11c被关闭，按下AN₁₆时，则D₂₅、D₂₆组成的电子开关被打开，来自图4中R_8b上的高音阶信号被取出，送往音色模拟电路，当选择铜管乐音色时，IC_11a、IC_11b、IC_11c全被打开，按下AN₁₆时，D₂₅－D₂₆，与D₂₇－D₂₈组成的两路电子开关全部打开，从而输出两个八度的音阶信号，AN₁₇、AN₁₈、AN₁₉与AN₁₆功能相同。笛子、笙、黑管共用模拟电路由C₁₂、C₁₃、R₄₉、R₅₀组成，铜管乐模拟电路由C₁₅与C₁₆、L₁、R₅₄等外园件组成，其中IC₁₅为LM1458比较器，音色选择门A、B分别由IC_11d、IC₁₂构成，其中IC_11d、IC₁₂为CD4066四双向开关，IC₁₁包括IC_11a、IC_11b、IC_11c音色选择控制电路由装在后面板（4）上的音色转换开关AN₂₀和IC₁₃及其外围元件C₁₃、C₁₉、R₅₈、R₅₉、R₆₀组成，其中IC₁₃为CD4047二、十进制加法计数器。接通电源，IC₁₃被清零，3脚输出高电平，打开电子门A（IC_11d），此时输出笛子音色，按动一下AN₂₀，电子门A（IC_11d）被关闭，电子门B被打开，输出铜管乐音色，AN₂₀可连续按动，分别选择长笛、小号、笙、黑管、长号、双簧管的音色，通过安装在后面板（4）上的三只音色打示灯D₁₆－D₁₈显示。

如图7所示，吹奏电路由BG₁、BG₂、D₃₇、Rg₉、CY、C₂₀－C₂₂、R₆₁－R₆₅组成，其中BG₁、BG₂为DG207三极管，CY为话筒，D₃₇为发光二极管与光敏电阻Rg密封在一起，BG₁工作于饱和状态，BG₂工作在截止状态，此时D₃₇不发光，Rg光敏电阻阻值无限大，无信号输出，轻轻吹动话筒CY，经BG₁、BG₂放大后推动D₃₇发个，从而改变Rg的阻值变化，从而达到控制每一个音符的音头、音尾、延音的表达。BG₃组成前置放大器，W₁₁为音量调节电位器（5）安装在后面板（4）上，IC₁₄及其外围件构成功放电路推动扬声器Y₁（2）工作，IC₁₄为TDA2822双运算放大器。

Claims

1、一种电子笛，包括机壳，装配在机壳内含有音源电路、数字分频电路、音阶演奏逻辑控制电路、音域选择电路、音色摸拟电路、吹奏电路、功放电路的总电路板，其特征在于：

a、音源电路包括双T型颤音振荡器、音源振荡器、时钟振荡器、电子触摸开关、电子门，其中时钟振荡器的输出端与电子触摸开关的输入端相连，电子触摸开关的八路输出端与电子门的八路控制端相连，电子门的输出端与音源振荡器的输入端相接，音源振荡器的另一路输入端与颤音振荡器的输出端相接，音源振荡器的输出端与数字分频电路中的音阶分配电路的输入端相接；

b、数字分频电路还包括音阶分频电路、电子开关，其中音阶分配电路的12路输出端与音阶分频电路的12路输入端相接，音阶分频电路的48个输出端经过48个电子开关汇集成四个八度音域输出与音域选择电路中的音域开关电路的输入端相接；

c、音阶演奏逻辑控制电路包括装配在机壳前面的健盘和逻辑控制电路，其中前面键盘包括AN₉-AN₁₄六只全音键和AN₁₅一只半音键，其输出与逻辑控制电路的输入端相接，逻辑控制电路的12路输出端与数字分频电路中的电子开关的48个控制端相接；

d、音域选择电路还包括装配在机壳后面的键盘，其中后面键盘包括AN₁₆-AN₁₉四只音域选择键，其输出与音域开关电路的控制端相接，音域开关电路的输出端分别与音色摸拟电路中的笛子笙共用摸拟电路和铜管乐总摸拟电路的输入端相接；

e、音色摸拟电路还包括音色选择门A、音色选择门B、音色选择控制电路，其中笛子笙共用摸拟电路的输出端与音色选择门A相连，铜管乐总摸拟电路的输出端与音色选择门B相连，音色选择门A、B的输出汇成一路与吹奏电路的输入端相接，音色选择控制电路的两个输出端分别与音色选择门A、B的控制端相连。

2、根据权利要求1所述的电子笛，其特征在于吹奏电路由BG₁、BG₂、D₃₇、R₉、CY、C₂₀－C₂₂、R₆₁－R₆₅组成，其中BG₁、BG₂为DC201，CY为话筒，D₃₇为发光二极管与光敏电阻R₉密封在一起。

3、根据权利要求1所述的电子笛，其特征在于时钟振荡器由IC_1e、IC_1f与包括R₁₃、R₁₅、C₆外围元件构成，其中IC_1e、IC_1f为CD4069 六反向器。

4、根据权利要求1所述的电子笛，其特征在于音阶分频电路由IC₁₇－IC₂₂、CD4520二进制加法计数器构成。

5、根据权利要求1所述的电子笛，其特征在于逻辑演奏控制电路由IC₆、IC₇、IC₈、IC₉、IC₁₀构成，其中IC₆为CD4069六反向器，包括IC_6a、IC_6b、IC_6c、IC_6d、IC_6e，IC₇、IC₈为CD4081四与门，包括IC_7a、IC_7b、IC_7c、IC_7d、IC_8a、IC_8b、IC_8c、IC_8d，IC₉为CD4081四或非门，包括IC_9a、 IC_9b、IC_9c、IC_9d、IC_10a为CD4070四异或门，包括IC_10a、IC_10b、 IC_10c、IC_10d。

6、根据权利要求1所述的电子笛，其特征在于音域开关电路由D₂₅－D₃₂组成的四个电子开关。

7、根据权利要求1所述的电子笛，其特征在于音色选择电子门A、B分别由IC_11d、IC₁₂构成，其中IC₁₁、IC₁₂为CD4066四双向开关，IC₁₁包括IC_11a、IC_11b、IC_11c、IC_11d。

8、根据权利要求1所述的电子笛，其特征在于音色选择控制电路由装在后面板上的音色转换开关AN₂₀和IC₁₃及其外围阻容元件C₁₃、C₁₉、R₅₈、R₅₉、R₆₀构成，其中IC₁₃为CD4017二、十进制加法计数器。

9、根据权利要求1所述的电子笛，其特征在于机壳上部尖端装有吹嘴，下部装有扬声器，后面板上装有AN₁－AN₈八只音调转换触摸开关，AN₁₆－AN₁₉四只音域选择按键，D₁－D₈八只音调指示发光二极管，AN₂₀一只音色转换触摸开关、D₁₆－D₁₈三只音色指示灯音量调节电位器W₁₁，前面板上装有AN₉－AN₁₄六只全音按键，AN₁₅一只半音按键和D₉－D₁₅七只全音指示灯，侧面板上装有电源插孔、频率微调电位器W₁₂和与外部相连的信号输出插孔。