SU1176375A1 - Устройство дл контрол настройки музыкальных инструментов - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАСТРОЙКИ МУЗЫКАЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ, содержащее блок преобразовани  акустического сигнала, кварцевый генератор , первый двоичньш счетчик, выходы которого соединены с входами переключател  октав, формирователь импульсов , реверсивный счетчик, информационные входы которого соединены с блоком ввода начального кода, входы пр мого и обратного счета - с выходами коммутатора, вход установки - с выходом элемента задержки, а выходы - с группой входов регистра величины отклонени , выходы которого соединены с первой группой входов индикатора, триггер знака отклонени , первый вход которого соединен с выходом элемента задержки, пр мой выход - с первым управл ющим входом регистра величины отклонени  и входом управлени  коммутатора, вход которого соединен с выходом первого элемента И, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности контрол  настройки , в него введены второй двоичный счетчик, вход которого соединен с выходом блока преобразовани  акустического сигнала, а выход - с входом формировател  импульсов, делитель с переменным коэффициентом делени , тактовый вход которого соединен с кварцевым генератором, информационные входы через первый преобразователь кода - с вторыми выходами переключател  нот, а выход - с входом первого двоичного счетчика, первые выходы переключателей нот и октав соединены с входами блока преобразовани  акустиQ S ческого сигнала, второй преобразователь кода, входы которого соединены (Л с выходами реверсивного счетчика, первый выход - с вторым входом триггера знака отклонени , второй выход с первыми входами второго элемента И, первого и второго элементов ИЛИ, третий выход - с первым входом первого элемента И, второй вход которого соеVI динен с вторым выходом переключател  О) |октав, регистр предельного отклонени , выходы которого соединены с втог 00 рой группой входов индикатора, а первый и второй входы соответственно ел с выходами первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены соответственно с,инверсным и пр мым выходами триггера знака отклонени , а выход формировател  импульсов - с третьим входом регистра предельного отклонени , с входом элемента задержки и вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с третьим входом регистра величины отклонени .

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  малых отклонений частот звуковых колебаний от заданных значений, в частности дл  кон рол  отклонени  настройки музыкальны инструментов от заданного стро . Цель изобретени  - повьпиение точности контрол  настройки. На фиг.1 представлена структурна  схема устройства дл  контрол  настройки музыкальных инструментов; на фиг.2 - временные диаграммы по сн ющие работу устройства. „ „ „ Устройство дл  контрол  настройки музыкальных инструментов содержит блок 1 преобразовани  акустического сигнала, кварцевый генератор 2, первый двоичный счетчик 3, выходы которого соединены с входами переключател  4 октав, формирователь 5 импуль f;oB, реверсивный счетчик 6, информационные входы которого соединены с блоком 7 ввода начального кода, входы пр мого и обратного счета - с выходами коммутатора 8, вход установки - с выходом элемента 9 задержки, а выходы - с группой входов регистра 10 величины отклонени , выходы которого соединены с первой группой входов индикатора 11, триггер 12 зна ка отклонени , первый вход которого соединен с выходом элемента 9 задержки , пр мой выход - с первым управл ющим входом регистра 10 величины отклонени  и входом управлени  комму татора 8, вход которого соединен с выходом первого элемента И 13, второй двоичный счетчик 14, вход которо го соединен с выходом блока 1 преобразовани f акустического сигнала, а выход - с входом формировател  5 импульсов, делитель 15 с переменным коэффициентом делени , тактовый вход которого соединен с кварцевым генера тором 2, информационные входы через первый преобразователь 16 кода - с вторыми входами переключател  17 нот а выход - с входом первого двоичного счетчика 3, первые входы переключате лей 17 и 4 нот и октав соединены с входами блока 1 преобразовани  акустического сигнала, второй преобразователь 18 кода, входы которого соеди нены с выходами реверсивного счетчика 6, первый выход - с вторым входом триггера 12 знака отклонени , второй выход - с первыми входами второго элемента И 19, первого 20 и второго 21 элементов ИЛИ, третий выход с первым входом первого элемента И 13, второй вход которого соединен с вторым выходом переключател  4 октав, регистр 22 предельного отклонени , выходы которого соединены с второй группой входов ивдикатора 11, а первый и второй входы, соответственно с выходами первого 20 и второго 21 элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены соответственно с инверсным и пр мым выходами триггера 12 -знака отклонени , а выход формировател  5 импульсов - с третьим входом регистра 22 предельного отклонени , входом элемента 9 задержки и вторым входом второго элемента И 19, выход которого соединен с третьим входом регистра величины отклонени . Блок преобразовани  акустического сигнала содержит датчик 23, фильтр 24, усилитель 25, триггер 26 Шмидта, кроме того, вход 27 установки, входы 28.1 и 28.2 обратного и пр мого счета соответственно, информационные входы 29 счетчиков, первый, второй и третий выходы 30-32 преобразовател  18 кода. Устройство работает следующим образом. Оператор устанавливает переключатели 17 и 4 нот и октав в положени , соответствующие требуемой ноте, при этом (полосовой) фильтр 24 перестраиваетс  на частоту основного тона (обертона) выбранной ноты через преобразователь 16, выполненный, например , в виде диодной матрицы, на управл ющих входах делител  15 с переменным коэффициентом делени  устанавливаетс  кодова  комбинаци , определ юща  коэффициент делени  частоты импульсов, поступающих с кварцевого генератора 2. Выходные импульсы делител  15 с переменным коэффициентом делени  поступают на двоичный счетчик 3. В зависимости от положени  переключател  4 октав импульсы образцовой частоты с выхода соответствующего разр да двоичного счетчика 3 поступают через элемент 13 И и коммутатор 8 на вход 28,1 реверсивного счетчика 6. Акустический сигнал преобразуетс  датчиком 23, например микрофоном, в электрический, полосовой фильтр 24 вьщел ет гармоническую составл ющую с частотой, соответствующей выбранной ноте (обертону), усиливаетс  уси лителем 25 и преобразуетс  триггером 26 Шмидта в последовательность пр мо угольных импульсов, которые поступают на вход двоичного счетчика 14. С выхода двоичного счетчика 14 сигна поступает на формирователь 5 импульт сов,который формирует по переднему фронту входного сигнала короткие по длительности синхроимпульсы, используемые дл  синхронизации устройства , причем период их следовани  образует измер емый интервал времени за который проводитс  полный цикл из мерени  отклонени  настройки. В начале измерени  синхроимпульс через элемент 9 задержки поступает на уста новочные входы триггера 12 знака отклонени  и 27 реверсивного счетчика 6, Врем  задержки элемента 9 выбрано из услови  надежного окончани  переходных процессов в регистрах 10 и 22 Двоично- дес тичньй реверсивный счетчик 6 устанавливаетс  в состо ние, соответствующее числу 1731, двоичнодес тичное представление которого записано в блоке 7 ввода начального кода, роль которого выполн ет соответствующа  распайка информационных входов 29 реверсивного счетчика 6. Кроме того, триггер 12 знака отклонени  устанавливаетс  в начальное состо ние О. Логический уровень с его выхода переключает коммутатор 8 таким образом, что импульсы образцовой частоты с выхода элемента И 13 поступают на вход 28.1 реверсивного счетчика 6, который производит вычитание импульсов образцовой частоты из числа 1731. Врем  прохождени  1731 импульса образцовой частоты составл ет эталонный интервал времени , с которым сравниваетс  измер емы интервал времени. Выходной код реверсивного счетчик 6 поступает на преобразователь 18 ко да, вьтолненный, например, на базе элементов И-НЕ и ИЛИ-НЕ, логические уровни на выходах которого отображают состо ние реверсивного счетчика 6. На выходе 30 отображаетс  состо ние кодаР 0 илиРч О, на выходе 31 -J У/ 100, или1):100; на выходе 32 -D 1731 или)/г1731, причем можно использовать любое число 1731, более удобное дл  кодировани ,например 1800. В момент прихода следующего синхроимпульса с выхода формировател  5 импульсов (окончание измер емого интервала времени). Музыкальный тон может быть настроен выше, причем отклонение Г 100 (фиг.2,а). Логический О с выхода 31 преобразовател  18 кода, поступающий на второй вход элемента И 19, запрещает прохождение синхроимпульсу с выхода формировател  5 импульсов на вход регистра 10 величины отклонени . Кроме того, логический О поступает на входы элементов ИЛИ 20 и 21, на вторые входы которых поступает сигнал соответственно с инверсного и пр мого -выходов триггера 12 знака отклонени , наход щегос  в начальном состо нии О. На выходе элемента ИЛИ 21 присутствует логический О, который записьшаетс  по сигналу синхроимпульса в регистр 22 предельного отклонени . Информаци  из регистра выводитс  на индикатор, на котором высвечиваетс  сигнал Вьпце. Кроме того, синхроимпульс поступает на вход элемента 9 задержки. Задержанный синхроимпульс поступает на установочные входы триггера 12 знака отклонени  и реверсивного счетчика 6, которые устанавливаютс  в начальное состо ние и цикл измерени  возобновл етс . Музыкальный тон может быть настроен выше, причем отклонение D центов (фиг.2,б). На выходе 31 преобразовател  18 кода, присутствует логическа  1 и поступает на входы элементов И 19, ШШ 20 и 21. На выходах элементов ИЛИ 20 и 21 присутствует логическа  1. По сигналу синхроимпульса с выхода формировател  5 импульсов в регистр 22 предельного отклонени  записываютс  две логические 1. Кроме того, синхроимпульс поступает через открытый элемент И 19 на вход записи регистра 10 величины отклонени , в который записываетс  код с выхода реверсивного счетчика 6, численно равный величине Р, и с выхода триггера 12 знака отклонени  логический уровень О, указываюгций знак отклонени . С выхода регистра 10 величины отклонени  код поступает на индикатор 11, включакщий необходимые дешифраторы, где отображаетс  только значение -+D, сигнализирующее о величине отклонени  настройки за прошедший измер емый интервал времени. Музыкальньй тон может быть настроен ниже, причем отклонение 100 цен тов (фиг.2,в). Измер емый интервал времени больше эталонного. Следовательно реверсивный счетчик 6 досчитывает до нул  и на выходе 30 преобразовател  18 кода по вл етс  логическа  1, ато приводит к изменению состо ни  триггера 12 знака отклонени  1. Выходной Сигнал триггера 12 знака отклонени  переключает коммутатор 8 и импульсы образцовой частоты с выхода элемента И 13 поступают на вход 28.2 реверсивного счетчика 6, которьш производит их дальнейший счет в пр мом направлении По сигналу синхроимпульса выходной код реверсивного счетчика 6 и состо ние триггера 12 знака отклонени  записываютс  в регистр 10 величины отклонени , и на индикаторе отображаетс  значение D . Музыкальньй тон может быть настроен ниже, причем отклонение D 100 це тов, а в измер емом интервале заключено импульсов образцовой частоты меньше, чем 2X1731 (фиг.2,г). В момент прихода синхроимпульса на выходе 31 преобразовател  18 кода присутствует логический О, а триггер 12 знака отклонени  находитс  в состо нии 1 (О на инверсном выходе), следовательно на выходе эле мента 20 присутствует О, который переписываетс  в регистр 22 предельного отклонени  и на индикаторе 11 высвечиваетс  сигнал Ниже. Кроме того, О на втором входе элемента И 19 запрещает прохождение синхроимпульса на вход записи регистра 10 величины отклонени , и на индикаторе сохран етс  информаци  о послед нем значении отклонени , наход щемс  в диапазоне ±100 центов. Музыкальный тон настроен ниже, отклонение центов (фиг.2,д). В измер емом интервале заключено импульсов образцовой частоты больше чем 2x1731. Реверсивный счетчик 6 пр изводит счет в пр мом направлении до тех пор, пока на выходе 32 преобразо вател  18 кода не по витс  О, поступающий на второй вход элемента И 13, что закроет прохождение импульсов образцовой частоты с переклю чател  4 октав на вход 28.2 реверсивного счетчика 6. Введение элемента И 13 предотвращает переполнение реверсивного счетчика 6, что может привести к ложным срабатьшани м при больших отрицательных отклонени х настройки (с приходом следуклцего синхроимпульса устройство работает аналогично фиг.2,г). Процесс измерени  происходит непрерьшно , причем не тер етс  ни одного периода входного сигнала. При выходе музыкального тона за пределы шкапы устройства на индикаторе отображаетс  знак расстройки (Вьш1е, или Ниже), причем численное значение отклонени  на индикаторе соответствует последнему вошедшему в диапазон измер емому интервалу времени. Коэффициент усреднени  входного сигнала задаетс  объемом двоичного счетчика 14 в зависимости от требуемой точности устройства и не мен етс  при переключении октав. Увеличение степени усреднени  повьииает точность контрол , но ограничено длительностью звучани  музыкального тона в дискантовом регистре, а также приводит к большому времени измерени  в басовом регистре. Сохранение требуемой точности при уменьшении степени усреднени  приводит к усложнению блока 1 преобразовани  акустического сигнала. Например, при усреднении 100 периодов входного сигнала и дл  достижени  точности контрол  1 цент блок 1 преобразовани  акустического сигнала должен обеспечивать вьщеление основного Toha (обер-тона ) с допустимым разбросом значений каждого периода не более 6%, Повьш1ение точности достигаетс  тем, что в формуле относительного отклонени  настройки число NQ прин то равным 1731, а при выборе ноты осуществл етс  изменение частоты образ- , цового генератора, в результате чего D Г1 . Величина относительного отклонени  равна величине п. Индикатор осуществл ет показани  непосредственно в центах. Модуль относительной погрешности, а следовательно, и точность контрол  остаютс  посто нными. Систематическа  погрешность шкалы, возникающа  в результате упрощени  формулы преобразовани , не превышает 3% в диапазоне 1100 центов и 1,5% в

диапазоне ±50 ueHtoB и может быть леко вычислена и устранена при измерени х в виде таблицы поправочных коэффициентов .

Точность контрол  в районе нул  шкалы индикатора определ етс  единицей младшего разр да реверсивного счетчика 6 и объемом делител  15 с переменным коэффициентом делени , 12 разр дов которого обеспечивают формирование эталонного интервала

времени с погрешностью не болео 0,5 цента.

Кроме того, предлагаемое устройство вследствие посто нной степени усреднени  входного сигнала позвол ет получить максимально достижимую точность контрол  в басовом регистре в К раз большую, где К - число контролируемых октав (где К 6 октав в 64 раза).

п1

.. .l

«ta

N

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАСТРОЙКИ МУЗЫКАЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ, содержащее блок преобразования акустического сигнала, кварцевый генератор, первый двоичный счетчик, выходы которого соединены с входами переключателя октав, формирователь импульсов, реверсивный счетчик, информационные входы которого соединены с блоком ввода начального кода, входы прямого и обратного счета - с выходами коммутатора, вход установки - с выходом элемента задержки, а выходы - с группой входов регистра величины отклонения, выходы которого соединены с первой группой входов индикатора, триггер знака отклонения, первый вход которого соединен с выходом элемента задержки, прямой выход - с первым управляющим входом регистра величины отклонения и входом управления коммутатора, вход которого соединен с выходом первого элемента И, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля на- стройки, в него введены второй двоичный счетчик, вход которого соединен с выходом блока преобразования акустического сигнала, а выход - с входом формирователя импульсов, делитель с переменным коэффициентом деления, тактовый вход которого соединен с кварцевым генератором, информационные входы через первый преобразователь кода - с вторыми выходами переключателя нот, а выход - с входом первого двоичного счетчика, первые выходы переключателей нот и октав соединены с входами блока преобразования акустического сигнала, второй преобразователь кода, входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, первый выход - с вторым входом триггера знака отклонения, второй выход с первыми входами второго элемента И, первого и второго элементов ИЛИ, третий выход - с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом переключателя юктав, регистр предельного отклонения, выходы которого соединены с вто-: рой группой входов индикатора, а пер вый и второй входы соответственно с выходами первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены соответственно с.инверсным и прямым выходами триггера знака отклонения, а выход формирователя импульсов - с третьим входом регистра предельного отклонения, с входом элемента задержки и вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с третьим входом регистра величины отклонения.

   1 1176375