SU1292033A2

SU1292033A2 - Генератор шкалы частот электромузыкального инструмента

Info

Publication number: SU1292033A2
Application number: SU853960022K
Authority: SU
Inventors: Евгений Викторович Тузов
Original assignee: Предприятие П/Я В-2090
Priority date: 1985-09-26
Filing date: 1985-09-26
Publication date: 1987-02-23
Also published as: SU1292032A2; SU1292034A2

Abstract

Изобретение относитс к электронной музыке, может быть использовано дл получени шкалы частот,стабильного музыкального стро и вл yF v/r етс дополнительным к авт. св. № 1239747. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей устройства. Генератор шкалы частот содержит генератор 1 опорной частоты, смеситель 2, фильтр 3 нижних частот и формирователи 4, 5 и 6 первой,второй сеток и задающих частот соответственно . Введение формировател 7 вспомогательной опорной частоты,смесител 8 и фильтра 9 нижних частот позволвет построить инструмент с эффектами унисонного звучани и звучани розлив. 4 ил. N ф{/г/

Description

Изобретение относитс к области электронной музыки, может быть использовано дл получени шкалы частот стабильного музыкального стро с эффектами унисонного звучани и звучан и розлив и вл етс усовершенствованием устройства по авт.св. № 1239747.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей путем получени эффектов унисонного звучани и звучани розлив.

На фиг. 1 изображена структурна схема устройства; на фиг. 2 - формирователь частот первой сетки; на фиг. 3 - формирователь частот второ сетки; на фиг. 4 - формирователь задающей и вспомогательной опорной частот.

Устройство (фиг. 1) содержит генератор 1 опорной частоты, выход которого подключен к первому входу смесител 2, нагруженного - ходом фильтра 3 нижних частот, вЙКод которого вл етс выходом устройства Кроме того, устройство содержит формирователи частот первой 4 и второй 5 сеток, формирователь 6 задающих частот, формирователь 7 вспомогательной опорной частоты, смеситель 8 и фильтр 9 нижних частот, выход которого также вл етс выходом устройства . Вход формировател 5 часто второй сетки соединен с выходом формировател 4 частот первой сетки, вход которого соединен с выходом генератора 1 опорной частоты. Выходы формирователей частот первой 4 и второй 5 сеток соединены с входами формирователей 6 зад.ающих частот и 7 вспомогательной опорной частоты. Выход формировател 7 соединен с певым входом смесител 8, а выход фомировател 6 соединен с вторыми входами смесителей 2 и 8. Выход смесител 8 соединен с входом фильтра 9 нижних частот.

Принцип формировани шкалы частот в многоголосных электромузыкальных инструментах по методу биений, реализуемый предлагаемым устройством , состоит в том, что сигналы задающих частот нелинейно смешивают с сигналом опорной частоты и вьщел ют сигналы разностных частот, при этом из сигнала опорной частоты, численное значение которой выражаетс единицей в старшем разр де и -нул ми

5

0

5

в остальных предварительно формируют сигналы частот первой сетки,численные значени которых выражаютс единицами в старших разр дах и нул ми - в остальных, и различаютс между собой числом старших разр дов, выраженных только единицами. Затем .из сигналов частот пер, сетки формируют сигналы частот второй сетки, в

О целые числа раз более высокие, после чего дл получени каждого сигнала задающих и вспомогательной опорной частот выбирают соответствующие сигналы с частотами сеток, с которыми выполн ют следующие операции. Один из выбранных сигналов нелинейно смешивают с другим выбранным сигналом, из продукта смешени вьщел ют первый сигнал боковой частоты, который нелинейно смешивают с третьим из выбранных сигналов и вьщел ют второй сигнал боковой частоты,. затем продолжают нелинейное смешение каждого последнего из вьщеленньк сигналов боковых частот с каждым очередным из выбранных сигналов частот сеток и вьщеление сигнала боковой частоты из к,аждого очередного продукта смешени до получени сигнала задающей частоты или сигнала вспомогательной опорной частоты, при этом первым выбирают сигнал такой частоты , в численном значении которой по- |Следн значаща цифра совпадает с

5 последней значащей цифрой одноименного разр да численного значени получаемой задающей или вспомогательной опорной частоты, каждый последующий сигнал частот сеток выбирают с численным значением частоты, содержащим меньшее количество значащих разр дов по сравнению с численными значени ми частот предыдущих из выбранных сигналов, и таким, при

5 каком в численном значении частоты каждого последовательно вьщел емого сигнала выбранной (нижней или верхней ) боковой частоты возрастает количество младших разр дов, совпадаю0 щих по значению с одноименными разр дами численного значени частоты получаемого сигнала задающей или вспомогательной опорной частоты. Задающие частоты, кроме того, смешива5 ют нелинейно с вспомогательной опорной частотой,, и фильтром нижних частот вьщел ют разностные частоты.

При этом дл формировани частот первой сетки сигнал пониженной в

0

дес ть раз опорной частоты нелинейно смёптвают с сигналом опорной частоты и из продукта смешени вьздел ют сигнал верхней боковой частоты, затем повтор ют нелинейное смешение каждого последнего из вьщеленных из продукта смеше ни сигналов верхней боковой частоты, пониженной в дес ть раз, с сигналом опорной частоты и выделение из продукта смешени очередного сигнала верхней боковой частоты до окончани формировани всех сигналов частот первой сетки, при этом каждый выделенный сигнал верхней боковой частоты вл етс сигналом частот первой сетки.

Необходимо сформировать такое количество сигналов частот первой сетки , при котором значение частоты последнего из зтих сигналов содержит в своем численном значении количество значащих разр дов после зап той дес тичной дроби на один большее количества значащих разр дов после зап той дес тичной даоби перед последней значащей цифрой численного значени частоты тона, имеющего наибольшее количество таких разр дов в пределах диапазона электронного музыкального инструмента, если частоты выражены в герцах или в кратных им единицах измерени .

При этом сигнал опорной частоты использзгют и как сигнал первой сетки частот, а при формировании частот второй сетки сигналы частот первой сетки умножают максимум в дев ть раз.

Кроме того, с целью упрощени фильтрации выходных сигналов, опорную частоту выбирают в диапазоне радиочастот , а с целью получени бла- гопри тных дл слухового воспри ти эффектов унисон и розлив, диапа-;

зон шкалы частот тонов ЭМИ разбивают на поддиапазоны и дл каждого поддиапазона формируют свою вспомогательную опорную частоту.

Формирователь сигналов частот первой сетки (фиг. 2) содержит последовательно соединенные цепочки, состо щие из последовательно соединенных делител 10 частоты с коэффициентом делени дес ть, нелинейного смесител 11 и избирательного фильт- ра 12 верхней боковой частоты, при этом входы делител частоты и нелинейного смесител первой из цепочек

W

15

20

5

0

5

0

5

0

5

и входы нелинейных смесителей всех остальных цепочек соединены с входом формировател частот первой сетки.

Формирователь сигналов частот второй сетки содержит m наборов умножителей частоты 13 (фиг. 3) по количеству сигналов частот первой сетки , входы умножителей частоты каждого набора соединены с соответствующим входом формировател частот второй сетки, а выходы - с его соответствующими выходами, причем число умножителей частоты в каждом наборе -достигает восьми, а коэффициенты умножени соответствуют целым числам , лежащим в пределах 2-9.

Формирователи задающей и вспомогательной опорной частоты одинаковы и содержат последовательно соединенные цепочки (фиг. 4), состо щие из последовательно соединенных нелинейного смесител 14 и избирательного фильтра 15 боковой частоты, при этом первый вход нелинейного смесител 14 первой цепочки и вторые входы нелинейных смесителей 14 всех цепочек соединены с соответствующими выходами сигналов частот первой и второй сеток, причем пор док соединени определ етс конкретным алгоритмом получени задающих частот и вспомогательной опорной частоты согласно изобретению, выход фильтра 15 последней цепочки соединен с выходом формировател 6 или 7 в зависимости от формируемой частоты: задающей или вспомогательной опорной соответственно . Количество формирователей 6 равно количеству формируемых частот тонов, а формирователей 7 - произведению количества дополнительных тонов в одном хоре и количества поддиапазонов тонов электронного музыкального инструмента.

Формирование шкалы частот производитс следующим образом.

Электрические колебани опорной частоты д 100.000,00 Гц вырабатывают генератором опорной частоты, стабилизированным кв арцевым резонатором . Из колебаний опорной частоты дл каждого формируемого тона получают сигнал задающей частоты, численное значение которой вьш1е численного значени опорной частоты на конкретную величину численного значени частоты формируемого тона. Дл этого из сигнала опорной частоты fo-, предварительно формируют сигнал первой сетки частот следующим образом.

Дел т на дес ть частоту f , полученный сигнал нелинейно смешивают с сигналом опорной частоты f. и из продукта смешени вьщел ют сигнал верхней боковой частоты, который имеет следующее значение;

17 on on

.000,00 Гц.

Частоту f jjj вьщеленного сигнала понижают в дес ть раз, после чего сигнал пониженной частоты f нелинейно смешивают с СИГНЕШОМ частотой f и

Oh

ИЗ продукта смешени выдел ют сигнал верхней боковой частоты f с численным значением:

13 01 (2

Аналогично понижением в дес ть раз частот f . .. . f, ,4 нелинейным смеО I hi -1/

шением сигналов пониженной частотБ с сигналом опорной частоты f, и вьщелением сигналов верхних боковых частот из продукта смешени получают частоты f, ...f, .В результате

ЭттI ГТ

таких преобразований получают сигналы первой сетки частот, Гц:

f.

ч

13

f,.

15

IS

п

f1« 111

100.000,000; 110.000,00; 111 .000,00; 111.100,00; 111,110,00; 111.111 ,00; 111.111,10; 111,11;

предельна частота которых может достигать численного значени

f, 111.111,(1)... Гц.

6 состав частот первой сетки входит и опорна частота

Сигналы первой сетки частот формируют таким образом, чтобы численные значени частот первой сетки выражались только единицами и нул ми и различались между собой количеством разр дов, вьфажающихс единицей, причем в численных значени х частот первой сетки единицы должны быть со

средоточены в старших разр дах, а нули - в младших.

Количество частот первой сетки формируют в зависимости от точности формировани частот тонов (до дес тых , сотых или тыс чных долей герца) и от выбранного значени опорной частоты: чем вьпие опорна частота и точность формировани тонов, тем с боль- шим количеством частот формируют первую сетку. Исход из этого у последнего из сформированных сигналов частот первой сетки количество единиц в численном ее значении после зап той должно быть больше на одну числа разр дов после зап той до самой младшей значащей цифры того из формируемых тонов, у которого в пределах диапазона ЭМИ число таких разр дов наибольшее , включа и дополнительные тона, вход щие в состав хоров. При формировании частот до сотых долей герца последний из сформированных сигналов частот первой сетки в численном значении его частоты должен иметь два разр да после зап той,равных единице. В нашем примере зтому условию удовлетвор ет частота

f,g 111.111,11 Гц.

Затем формируют сигналы частот второй сетки: дл этого умножают по частоте в 2-9 раз каждый из сигналов частот первой сетки, в результате по- лучают следующую вторую сетку частот , Гц:

.

1

tj

.3

f

44

«б f.e

f.«

f5,

fs.

f« f5.

f.s

fse

f.7

5«

f.1

Н

ej

H

333.333,33; 400.000,00;

440,000,00; 444.000,00; 444.400,00; 444.440,00; 444.444,00; 444.444,40; 444.444,44; 500.000,00; 550.000,00; 555.000,00; 555.500,00; 555.550,00; 555.555,00; 555.555,50; 555.555,55; 600.000,00; 660.000,00; 666.000,00; 666.600,00;

666.666,66; 700.000,00; 770.000,00; 777.000,00;

777.777,77; 800.000,00; 880.000,00;

888.888,88; 900.000,00;

f,g 999.999,99.

Из сигналов первой и второй сеток получают задающие частоты. При. формировании тона СИ первой октавы, имеющего значение F,, 493,88 Гц, дл получени задающей частоты этого тона f, 100 493,88 Гц, из сигналов

12920338

частот сеток выбирают сигнал такой частоты, младший значащий разр д численного значени которой равен последнему значащему разр ду численно- 5 го значени получаемой задающей частоты f

СИ1

т.е. выбирают сигнал вто5

0

5

0

рой сетки с частотой - Г„ 888.888,88 Гц.

88

Этот сигнал смешивают с сигналом такой из частот сеток, при котором выделением из продукта смешени сигнала боковой частоты получают частоту f 5,, f-. в численном значении которой увеличиваетс количество младших значащих разр дов, численно совпадающих с одноименными разр дами численного значени получаемой задающей частоты. Такому условию удовлетвор ет частота f второй сетки

fjg 555,555,00 Гц.

Сигналы с частотами f.,. и f,,

смешивают нелинейно и выдел ют сигнал нижней боковой частоты

f,o-f,. 333.333,ja Гц.

88

56

Hi,

Выбрав частоту f второй сетки, нелинейно смешивают соответствующий ей сигнал с сигналом частотой fg,, и выдел ют сигнал верхней боковой частоты fg из продукта смешени

.660,00 Гц,

5 fS,, fsn +fe5 99,3 гц,

в результате чего сформировано четыре младших разр да численного значени задающей частоты f .

Аналогично продолжают преобразовани ;

f

&13 Sij

+f, 1.555.4J

SA

fs,. f6,3 -f 1.000,493 Гц, fs,5 fSi. -f9, 100.93.88 Гц.

Нижн бокова частота вл етс задающей частотой тона СИ первой октавы

100.493,88 Гц.

815

Сигнал этой частоты нелинейно смешивают с сигналом опорной частоты о„ , и из продукта смешени фильт- ром нижних частот выдел ют сигнал нижней боковой частоты F, , который вл етс тоном СИ первой октавы

493,88 Гц.

Аналогичными приемами формируют и остальные частоты тонов диапазона ЭМИ.

Те же частоты тонов могут быть сформированы с использованием других частот сеток Опорный генератор может иметь другую частоту, что приводит к другим значени м частот сеток . Задающие частоты могут быть как вьше опорной, так и ниже на величины численных значений формируемых частот тойон.

В общем случае при опорной частот оп 100-000,00 Гц дл получени тона частотой АБВГ,ДЕ Гц необходимо сфор мировать задающую частоту f 10АБВГ,ДЕ Гц. Дл этого из сигналов частот сеток первым выбирают сигнал частотой

ЕЕЕ.ЕЕЕ,ЕЕ. Гц,

младший значащий разр д которого численно совпадает с одноименным разр дом частоты f.

Аналогично, последовательно выбира сигналы частот сеток с меньшим колич еством значащих разр дов, нелинейно смешива каждый очередной выбранный сигнал с каждым последним из выделенных сигналов боковых частот 20 и выдел каждьй очередной сигнал боковой частоты, добиваютс последовательного возрастани в численных значени х вьщел емых боковых частот разр дов, совпадающих с одноименными

Затем из сигналов час- ..

разр дами численного значени формитот сеток выбирают второй сигнал час- i н мч f

руемой частоты f вплоть до полного

до

совпадени всех разр дов, т.е. полного сформировани .задающей частоты f

,, .

х.о

Гц,

В численном значении которой разр до со значащими цифрами меньше в сравнении с численным значением частоты f Кроме того, цифра Х численного значени частоты f должна иметь такое численное значение, при котором после нелинейного смешени частот f и f „ и выделени из продукта смешени выбранной (верхней или нижней) боковой частоты в численном значении последней большее количество младших разр дов совпадает численно с одноименными разр дами частоты f. Нелинейно смешивают сигналы с частотами f и f 2 и вьщел ют сигнал одной из боковых частот fg

ЕЕЕ.ЕЕЕ,ЕЕ±Х,У., У, У, У,- У, У, У, , ДЕ.

Затем из сигналов частот сеток выбирают третий сигнал частотой

3

, 00 Гц,

в численном значении которой разр дов со значащими цифрами меньше s сравнении с численным значением частоты

f,j, а цифра

X должна иметь

такое численное значение, при котором после нелинейного смешени сигналов с частотами fg и f и вьщеле

9203310

ни из продукта смешени сигнала выбранной (верхней или нижней) боковой частоты в численном значении последней увеличиваетс количество младших 5 разр дов, совпадающих численно с одноименными разр дами частоты f. Нелинейно смешивают сигналы с частотами fft и f, и выдел ют сигнал одной из

fO

-В, 3 боковых частот

У,У,У,

у у у

l l 1

,

,ХЗ х/,Хз,оо

у .у,у,

15

У ,У,Г,ДЕ.

..

д

JO

35

40

45

совпадени всех разр дов, т.е. полного сформировани .задающей чатоты f

У, У,У,. У, г,ДЕ ± Х Х , 00

УЗ УзУз УЗ ВГ,ДЕ;

У УзУз УзВГ, ДЕ + ,00

у, У у, Бвг.ж:

БВГ, 000,00 У.У,-А.БВГ.ДЕ1

А.БВГ,ДЕ + .ОЬО,000 У, ОА.БВГ.ДЕ.

Ь - X .

У.,ОА.БВГ,ДЕ + Х„00.000,00

b о

10А.БВГ,ДЕ.

Аналогично задающим частотам формируют и вспомогательные опорные

частоты.

Дл образовани , например, трех- тонового хора СИ первой октавы, звучащего в унисон, формируют два дополнительных тона СИ первой октавы,

расстроенных относительно основного тона, например, на «200 мГц и на -230 мГц. Дл этого формируют два сигнала вспомогательных опорных частот I

e.oni

B.ona

n

99.999,80 Гц 100.000,23 Гц

Операции формировани вспомогательных опорных частот подобны операци м формировани задающих частот

8, -f,

f

38

Bi

+f,

97

999.999,80 Гц, 99.999,80 Гц,

e.oni

1.333.333,23 Гц,

б, -fje 1-000.000,23 Гц,

fs3 б9 100.000,23 Гц,

S,

«. f

e.on.j

Задающую частоту смешивают с каждой из вспомогательных частот йош 8 вьщелением нижней боковой частоты получают дополнитель- ,ные тоны хора СИ первой октавы

f

9.0П1

в -от

494,08 Гц, 493,65 Гц,

розлив

расстроенные относительно основного тона РС„, 493,88 Гц на +200 мГц и -230 мГц соответственно.

Дп получени эффекта аналогично формируют вспомогательные опорные частоты с большей расстройкой на ±(1...15) Гц относительно опорной частоты.

Хоры могут быть образованы двух- тоновые (при одном дополнительном тоне), трехтоновые (при двух дополнительных тонах) и многотоновые, дл чего необходимо сформировать соответствующее количество вспомогательных опорных частот.

Дл благопри тного слухового воспри ти эффектов унисонного звучани

1292033

12

o

5

0

5

0

5

0

и звучани розлив весь диапазон частот тонов ЭМИ разбивают на поддиапазоны , в пределах которых хоры с одинаковой расстройкой дополнительных тонов относительно основных тонов не ухудшают качества слухового воспри ти эффектов, и дл каждого поддиапазона формируют свои вспомогательные опорные частоты с необходимой дл каждого поддиапазона ЭМИ расстройкой.

Предлагаемый генератор шкалы частот электромузыкального инструмента позвол ет построить инструмент с эффектами унисонного звучани и звучани розлив без удвоени или утроени функциональных узлов известного устройства. ,

Claims

Формула изобретени

Генератор шкалы частот электромузыкального инструмента по авт. ев, № 1239747, отличающийс тем, что, с целью расширени функциональных возможностей путем получени эффектов унисонного звучани и звучани розлив, в него введены формирователь вспомогательной опорной частоты и дополнительные смеситель и фильтр нижних частот, выход которого вл етс дополнительным выходом устройства, при этом входы формировател вспомогательной опорной частоты соединены с выходами формирователей частот сеток, первьй вход дополнительного смесител соединен с выходом формировател вспомогательной опорной частоты, выход которого соединен с входом дополнительного фильтра, а второй вход дополнительного смесител соединен с выходом формировател задающих час- ,тот.

.2

ffi... fifjj

Частоты ёторой сетки fzi.Jstn (Раъ.

Ш

1

-S

о

fc

ш

15

Щ

15

/

/5

i

J- Bbijioff

Фи.