SU1180968A1 - Устройство для настройки музыкальных инструментов - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для настройки музыкальных инструментов.

Цель изобретения - расширение 5

диапазона возможной расстройки музы- . кальных инструментов и увеличение времени индикации растройки при быстром затухании звуков, что позволяет упростить процесс настройки и повысить ее производительность.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для настройки музыкальных инструментов; на фиг. 2структурная схема блока автоматической селекции основного тона; на фиг. 3 и 4 - примеры выполнения перестраиваемого фильтра низкой частоты и детектора наличия сигнала соответственно, 2С

Устройство для настройки музыкальных инструментов содержит микрофон 1, соединенный с входом предварительного усилителя 2, эталонный генератор 3, выход которого через де- 23 литель 4 с переменным коэффициентом деления соединен с первым входом детектора 5, выходы которого через блок 6 низкочастотных фильтров соединены с входами индикатора 7, .30

•2

переключатель 8 нот и регулятор

9 расстройки, группы выходов которьгс соединены с первой и второй группами управляющих входов эталонного генератора 3, переключатель.

10 октав, выход которого соединен с управляющим входом делителя 4

с переменным коэффициентом деления. Для индикации сильной расстройки при превышении диапазона индикатора 7 могут быть использованы частотный компаратор 11 и индикатор 12 сильной расстройки. Устройство также содержит блок 13 стабилизации амплитуды и блок 14 автоматической селекции основного топа, причем вход индикатора 12 сильной расстройки соединен с выходом, частотного компаратора 11, первый вход которого соединен с выходом делителя 4 с переменным коэффициентом деления, второй вход - с вторым входом детектора 5 и выходом блока 14 автоматической селекции основного тона, управляю:щий и сигнальный входы которого 'соединены соответственно с выходом предварительного усилителя 2 и выходом блока 13 стабилизации амплитуды, вход которого соединен с выходом предварительного усилителя 2.

з 1 180968 .4

Блок 14 автоматической селекции основного тона содержит детектор 15 наличия сигнала, вход которого является управляющим входом блока 14 автоматической селекции 5

основного тона, а выход через первый: триггер Шмитта 16, первый формирователь 17 импульсов подключен к входу первого формирователя 18 коротких импульсов и к управляющему 10 входу разрядного ключа 19, перестраиваемый фильтр 20 низкой частоты, сигнальный вход которого является сигнальным входом блока 14 автоматической селекции основного тона, 15 а выход через фильтр 21 низкой частоты и второй триггер Шмитта 22 соединен с входом второго формирователя 23 котротких импульсов и выходом блока автоматической селекции 20 основного .тона, генератор 24 тактовых импульсов, выход которого через третий формирователь 25 коротких импульсов соединен с запускающим входом одновибратора 26, управляв- 25 мого напряжением, выход которого соединен с управляющим входом перестраиваемого фильтра 20 низкой частоты, запоминающий конденсатор 27, подключенный между общей шиной и выхо- зо дами зарядного 28 и разрядного 19 ключей и управляющим входом одновибратора 26, управляемого напряжением К5 -триггер 29, К - и 5 -входы которого соединены соответственно с выходами первого 18 и второго 23 формирователей коротких, импульсов, а выход - с управляющим входом зарядного ключа 28.

Устройство работает следующим 40 образом.

Оператор устанавливает переключатель 8 нот и переключатель 10 октав в положение, соответствующее конт- '·· ролируемой ноте, регуляторы 9 высоты 45 тона, в положение, соответствующее необходимой расстройке, в результате чего на выходе делителя 4 частоты формируется последовательность прямоугольных импульсов эталонной частоты,50 которая подается на детектор 5 для сравнения с сигналом основного тона, выделенным блоком 14 селекции основного тона из сложного спектра принятого и преобразованного микрофоном -55 1 музыкального звука, который пере^ этим усиливается предварительным. усилителем 2 и блоком 13 стабилизации-амплитуды. В результате сравнения эталонного и контролируемого сигналов детектор 5 формирует четыре импульсных сигнала, непрерывное изменение фазовых соотношений между которыми’несет информацию о различии по высоте между эталонным и контролируемым сигналами, которая через блок 6 низкочастотных фильтров выводится на индикатор 7.

Блок 14 автоматической селекции основного тона представляет собой самонастраивающийся фильтр низкой частоты, управляемый входным сигналом, и работает следующим образом.

При появлении музыкального звука соответствующий ему электрический сигнал с выхода предварительного усилителя 2 поступает на управляющий вход блока 14, который одновременно является входом детектора 15 наличия сигнала, на выходе которого появляется постоянное напряжение, которое воздействует на триггер Шмитта 16, вызывая на его выходе перепад логических уровней, по которому формирователь 17 импульсов вырабатывает импульс, в течение длительности которого запоминающий конденсатор 27 начинает разряжаться через открывшийся разрядный’ ключ 19 до напряжения, близкого к нулю. Это напряжение, воздействуя на управляющий вход одновибратора 26, управляемого напряжением, вынуждает его формировать импульсы минимальной длительности с частотой, определяемой генератором 24 тактовых импульсов, который запускает одновибратор 26 через формирователь 25 коротких импульсов. Таким образом, на выходе одновибратора 26 формируется последовательность импульсов с максимальной скважностью, которая поступает на управляющий вход перестраиваемого фильтра 20 низкой частоты и перестраи вает его на частоту среза, которая должна быть ниже частоты основного тона самой низкочастотной ноты музыкального диапазона, в результате чего перестраиваемый фильтр 20 подавляет любой сигнал, поступающий на сигнальный вход блока 14 с выхода блока 13, Перестройкой фильтра 20 завершается этап подготовки блока 14 к работе, минимальная длительность которого определяется временем разряда запоминающего конденсатора 27 через со$

1180968

6

противление открытого разрядного ключа 19.

По заднему фронту импульса на выходе формирователя 17 запускается ₅

формирователь 18 коротких импульсов, который изменяет состояние 45 '-триггера 29, в результате чего логический уровень с выхода последнего открывает зарядный ключ 28, через 10 который с определенной постоянной времени начинает заряжаться запоминающий конденсатор 27, напряжение на котором управляет изменением скважности импульсов в сторону ее умень- 15 шения на выходе одновибратора 26.

Это в свою очередь, вызывает перестройку частоты среза фильтра 20 низкой частоты в сторону ее увеличения до тех пор, пока в полосу про- 20 пускания фильтра 20 не попадет самая низкочастотная гармоническая составляющая спектра сигнала. Эта составляющая и является основным · тоном музыкального сигнала. Пройдя 25 через фильтр 21 низкой частоты сигнал поступает на триггер Шмитта 22, первым же перепадом на выходе

которого запускается формирователь 23 коротких импульсов, который пе- 30 реводит 45 -триггер 29 в исходное состояние, в результате чего разрядный ключ 19 закрывается,.напряжение. на запоминающем конденсаторе фиксируется на определенном уровне, 35 соответствующем определенному положению частоты среза перестраиваемого фильтра 20, которая остается неизменной и после полного затухания сигнала на входе устройства. до После появления нового сигнала

весь процесс самонастройки повторяется сначала.

Частота среза фильтра 21 низкой _ιчастоты выбрана выше максимальной 45

частоты основных тонов музыкального диапазона и служащего для сглаживания формы сигнала основного тона, так

как сигнал получается как бы аппроксимированным ступеньками с частотой повторения импульсов на управляющем входе перестраиваемого фильтра 20 низкой частоты.

Частота генератора 24 тактовых импульсов выбирается в несколько раз выше максимальной частоты основного тона звуков музыкального диапазона для улучшения фильтрации составляющих спектра этих импульсов, содержащихся в сигнале на выходе фильтра 20 низкой частоты. Формирователь 25 вырабатывает короткие импульсы, длительность которых меньше минимальной длительности импульсов, формируемых одновибратором 26, управляемым напряжением.

Перестраиваемый фильтр 20 низкой частоты (фиг. 4) представляет собой три последовательно' включенных звена активных фильтров низкой частоты Баттерворта второго порядка, выполненных на операционных усилителях с КС -связями, в которых частотозадающие резисторы заменены ключами, управляющие входы которых объединены и, таким образом, представляют собой управляющий вход фильтра 20.

Введение блока 13 стабилизации амплитуды в устройство позволяет увеличить время реагирования устройства на быстрозатухающий во многих случаях музыкальный звук.

Блок 13 представляет собой усилитель с автоматической регулировкой усиления. Индикатор 12 сильной расстройки включает два транзисторных ключа и два светодиода, свечение которых указывает на знак расстройки (выше или ниже) за пределами диапазона индикатора 7. Знак рас-с 'стройки осуществляется частотным компаратором 11.

1180968

<Риг.2

1180968

ФигЛ

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАСТРОЙКИ МУЗЫКАЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ, содержащее микрофон, выход которого соединен с входом предварительного усилителя, эталонный генератор, выход которого через делитель с переменным коэффициентом деления соединен

с первым входом детектора., выходы которого через блок низкочастотных фильтров соединены с входами индикатора, переключатель нот и регулятор расстройки, группы выходов которых соединены соответственно с первой и второй группами управляющих входов эталонного генератора, переключатель октав, выход которого соединен с управляющим входом делителя

с переменным коэффициентом деления, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона возможной расстройки музыкальных инструментов и увеличения времени индикации расстройки, в него введены частотный компаратор, индикатор сильной расстройки, блок стабилизации амплитуды и блок автоматической селекции основного тона, причем вход индикатора сильной расстройки соединен с выходом частотного компаратора, первый вход которого соединен с выходом делителя с переменным коэффициентом деления, второй вход - с вторым входом детектора и выходом блока автоматической селекции основного тона, управляющий и сигнальный входы' которого соединены соответственно с выходом предварительного усилителя и выходом блока стабилизации амплитуды,' вход которого соединен с выходом предварительного усилителя.

с

00

о

о

о

00

9

1180968

2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что блок автоматической селекции основного тона содержит детектор наличия сигнала, вход которого является управляющим входом блока автоматической селекции основного тона, а. выход через соединенные последовательно первый триггер Шмитта и формирователь импульсов подключен к входу первого формирователя коротких импульсов и к управляющему входу разрядного ключа, перестраиваемый фильтр низкой частоты, сигнальный вход которого является сигнальным входом блока автоматической селекции основ-ного тона, а выход .через соединенные последовательно фильтр низкой частоты и второй триггер Шмитта соединен с входом второго формирователя коротких импульсов и выходом блока автоматической селекции основного тона, генератор тактовых импульсов, выход которого через третий формирователь коротких импульсов соединен с запускающим входом одновибратора, управляемого напряжением, выход которого соединен с управляющим входом перестраиваемого фильтра низкой частоты, запоминающий конденсатор, подключенный между общей шиной и точкой соединения выходов разрядного и зарядного ключей и управляющего входа одновибратора, управляемого напряжением, $5 -триггер К и 5 -входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго формирователей коротких импульсов, а выход - с управляющим входом зарядного ключа.

ч

1