CN1034615C - 音源发生方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电子乐器技术领域，是其音源发生方法和装置的一种新模式。它是由CPU程序指令控制语音处理电路写入和读出EPROM存贮器内存放的各种真实乐器演奏的各种音阶数据，以及节拍、节奏数据，输出合成各种音乐旋律信号，该数据经数模转换后输出具有真实乐器演奏的音乐，它具有真实乐器的发音效果，提高了电子乐器的质量，它适用于声控自动伴奏机、电子琴、电子钢琴等电子乐器。
Description
本发明属于电子乐器技术领域。
目前各种电子伴奏乐器种类越来越多，如电子琴、电子钢琴、声控自动伴奏机等等，丰富了人们的生活。但这些电子乐器普遍存在着一个很大的缺陷，就是其音源发生电路，均是采用模拟电路或滤波方式作音源，这种模拟发声有一个共同的缺点就是音色缺乏真实感，如果环境变化就有可能带来其元件参数变化，引起失真。此外在制造过程中对元器件的选择也要求十分严格，给调试带来很大的困难，如传统的电子琴，以及中国专利公开的，申请号为：86207013音律发生与分析装置的音源发生电路就是采用电子振荡电路或滤波等方法，它们的音色分辩效果差，难于逼真，音色种类少，电路复杂，对元器件要求精度高。
本发明的目的是提供一种能发出各种真实乐器演奏效果的电子乐器的音源发生方法和装置。
本发明是用如下方式完成的：
电子乐器的音源发生方法是采用下列步骤：
首先将各种真实乐器演奏的音阶或者按节拍规律的各种节奏鼓板、钗、钞锤和各种节拍的乐器合奏声经声音处理电路转变成数字信号后，存入存贮器中以备调用；用指令制器发出指令给声音处理电路，按指令要求读出存放在上述存贮器中存放的真实乐器演奏的乐音数字信号，经数模转换后，输出所要求的各种真实乐器演奏的音阶或有节奏、节拍的合成旋律乐音信号。用数据总线和地址数据总线连接声音处理电路IC1和存贮器IC2进行数据交换，指令控制器IC0输出指令信号至声音处理电路IC1，读出存贮器IC2中存放的真实乐器演奏的音乐数据，经声音处理电路IC1的数模转换输出音乐信号，在声音处理电路IC1的控制端接有状态选择电路IC3。声音处理电路IC1是由时钟单元CTC控制自适应增量控制单元ADM对录入或读出数据进行分解、量化，时钟单元CTC同时控制地址计数、变址、终止单元，时间数据和地址数据经存贮器ROM的接口I/O与外接存贮器交换数据，读出数据经数模转换及宽带滤波单元输出，时钟单元输入连接接口单元I/O。指令控制器IC0是自动控制或手动控制器，指令控制器ICC0用自动控制器是中央微处理机CPU。状态选择电路IC3是由录、放选择电路、自动模式选择电路、停止按钮KC及复位按钮KD构成，它们分别接声音处理电路IC1的控制端，录放选择电路和自动模式选择电路分别是由按钮KA串接与非门输出至单稳触发器输出稳定的脉冲信号构成，在单稳触发器输出端并接有信号指示灯L。
本发明电子乐器的音源发生方法和装置，是把各种真实乐器演奏的标准音阶或者按节拍规律的各种节奏鼓、钗、板、钞锤等以及3有各种节拍的乐器合奏声存入存贮器中，作为音色的音素存于存贮器中备用。本发明的特点是在静态存贮器中存入不是歌曲，而仅仅是存入低、中、高各种乐器的各音阶或音乐节奏等，它不受歌曲多少的限制，也不固定输出什么歌，只是用指令控制器发出的指令读出音阶和节奏节拍，合成按指令要求的有节奏节拍旋律乐音信号，故它可以用于声控伴奏机，也可用于电子琴或其它的电子乐器充当音源用。本发明不论用CPU控制或手动按键式控制，均可任意调出，不受存入的区段限制，也不受录入时间先后的限制，即可连续放音，又可跳开放音，这样，就能保证适用于各种不同的歌曲。
图1是本发明的电路方框图
图2是本发明的电路原理图
图3是本发明的CPU程序方框图
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明：
本发明电子乐器的音源发生方法是首先将各种乐器演奏的标准音阶或按节拍规律的各种节奏鼓板、钗、钞锤等以及有各种节拍的乐器合奏声音通过专用机如用CPU控制声音处理集成电路将信号存入存贮器中以备调用。存贮器采用只读存贮器EPROM。工作时启动自动控制器如中央微处理机CPU程序或用手动控制器发出指令。CPU程序框图如图3所示，按此框图可编写各种具体实用汇编语言，手动控制器采用带光电控制器的手动按键，它适合于电子琴或电子钢琴使用，带光电控制器的手动按键可采用型号如：TL107，读出指令经过声音处理电路的时间控制和地址计数，按指令要求读出存放在存贮器中的各种乐器演奏的音阶数据和节拍节奏数据，经数/模转换后，连续输出所要求的各种乐器演奏的音阶或有节奏节拍的合成旋律乐信号。对于音乐的节奏节拍读出有两种方法实现，其一是按迪斯科、华尔兹等节奏存入EPROM中，用CPU程序指令按时间顺序读出，即可形成的节拍有节奏的音乐信号；其二是在EPROM中存入单个打击乐音，鼓点、板、钗，用CPU程序的时间顺序和地址计数指令读出EPROM中的单个打击乐音，组合构成有节奏节拍的音乐信号。这种方法处理的优点在于可以减少EPROM的存贮容量。
电子乐器的音源发生装置如图1图2所示，本发明音源发生装置是由状态选择电路IC3、声音处理电路IC1、指令控制器IC0、存贮器IC2、功放电路IC4构成。状态选择电路IC3是由录放音选择电路、自动模式选择电路、停止按钮KC及复位按钮KD构成。如图2所示，它们是分别接声音处理电路IC3的控制端，用脉冲信号改变IC1的工作状态。在声音处理电路IC1的输入端接信号输入拾音器MIC，也可以是线路内录输入，但信号输入应该是用录入专用机，如CPU编程读入，录放音选择电路是由开关KA串接与非门和单稳触发器输出稳定脉冲信号构成，自动模式选择电路是由开关KB串接与非门和单稳触发器输出稳定脉冲信号构成。在每一个状态选择电路中都接有信号指示灯L，如图2所示，L2、L1分别指示按键KA、KB是否与所要求工况相符，否则再按一次，复位按钮KD即清零之用。声音处理电路IC1是由时钟单元CTC、接口I/O、自适应增量控制单元ADM、地址计数器、终止地址寄存、变址寄存器、数/模转换及宽带滤波以及存贮器ROM的接口I/O构成，如图2所示，它可采用大规模集成电路构成。数据录入是：信号输入后，经内部的ADM自适应增量控制和分解合成，通过ROM的接口I/O转出至外部存贮器IC2(EPROM)存贮起来，上述ADM工作过程是严格在时钟单元CTC控制下进行，与此同时，地址计数、终址、变址在时钟单元CTC控制下也在为外接存贮器IC2(EPROM)中的每一段地址作存入量的计数，这种计数时间的长短直接与外接存贮器EPEOM的容量及一次录入的时间长短等有关，对于信号要分段记录的情况则需按一次KC暂停，再录便是下一区段内，地址计数便重新从新存贮处开始计数。声音处理电路IC1与外接存贮器IC2之间用并行数据总线和地址数据总线连接。在记录过程中D0-D6的并行数据与A0-A14址数据均根据录入信号所分解的数据不断地往IC2(EPROM0)送出，这样便组成了录入的全部过程。每次重新录音以前，均应按一次KD按钮进行清零，放音过程是：首先进行状态选择，按KA按钮，使灯L熄灭，进入放音等待状态，这时指令控制器IC0经IC1的接口电路I/O输入指令数据给IC2、指令控制器IC0采用CPU中央微处理机，用程序给CPU读后输出指令，IC1接收指令后，由时钟单元CTC按指令给ADM一路指令，另一路指令由时钟控制地址码转ROM接口I/O输出从IC2存贮器EPROM中调出相应的音阶数据，这样根据程序发出的指令连续不断地根据节拍规律出现选定音乐的一连串音阶，组成有规律的旋律音。同理节奏的调出方式也是由CPU指令根据所选用的区段内的如1/4拍、2/4拍……数据调出构成，所谓节奏在录放音片内的过程与上述音乐的调出过程相同。存贮器IC2采用可编程只读存贮器EPROM。本发明采用四块1M的芯片并联。EPROM内存数据库可用专用机进行批量复制。在语音处理电路IC1输出与EPROM之间还接有锁存器和译码器是供选择EPROM内数据库区段之用，如图2所示，按CPU指令程序要求调出的数据经IC1内ADM合成后，给数/模转换，再经宽带滤波器后，输出至功放电路IC4。
Claims (6)
1.一种电子乐器的音源发生方法，其特征是采用下列步骤：
首先将各种真实乐器演奏的音阶或者按节拍规律的各种节奏鼓板、钗、钞锤和各种节拍的乐器合奏声经声音处理电路转变成数字信号后，存入存贮器中以备调用；
用指令控制器发出指令给声音处理，电路按指令要求读出存放在上述存贮器中存放的真实乐器演奏的乐音数字信号，经数模转换后，输出所要求的各种真实乐器演奏的音阶或有节奏、节拍的合成旋律乐音信号。
2.一种电子乐器的音源发生装置，其特征是用数据总线和地址数据总线连接声音处理电路IC1和存贮器IC2进行数据交换，指令控制器IC0输出指令信号至声音处理电路IC1，读出存贮器IC2中存放的真实乐器演奏的音乐数据，经声音处理电路IC1的数模转换，输出音乐信号，在声音处理电路IC1的控制端接有状态选择电路IC3。
3.根据权利要求2所述音源发生装置，其特征在于声音处理电路IC1是由时钟单元CTC控制自适应增量控制单元ADM对录入或读出数据进行分解、量化，时钟单元CTC同时控制地址计数、变址、终止单元，时间数据和地址数据经存贮器ROM的接口I/O与外接存贮器交换数据，读出数据经数模转换及宽带滤波单元输出，时钟单元输入连接接口单元I/O。
4.根据权利要求2所述音源发生装置，其特征在于指令控制器IC0是自动控制或手动控制器。
5.根据权利要求4所述音源发生装置，其特征在于指令控制器IC0用自动控制器是中央微处理机CPU。
6.根据权利要求2所述音源发生装置，其特征在于状态选择电路IC3是由录、放选择电路、自动模式选择电路、停止按钮KC及复位按钮KD构成，它们分别接声音处理电路IC1的控制端，录放选择电路和自动模式选择电路分别是由按钮KA串接与非门输出至单稳触发器输出稳定的脉冲信号构成，在单稳触发器输出端并接有信号指示灯L。
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