SU1370667A1 - Shaper of tone signals of electronic musical instrument - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в электронных музыкальных инструментах. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей достигаетс  путем одновременного генерировани  всех нот звукор да при одинаковой тембровой окраске. Дл  этого в формирователь тональных сигналов дополнительно введены набор из п интеграторов 1.1,...,1.п, выходы которых через весовые резисторы 2.1,....,2.п подключены к входам , аналогового коммутатора 3,мультиплексор 4, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, распределитель 11 импульсов и элемент 14 задержки. Кроме того, формирователь содержит блок 6 посто нной пам ти, блок 7 выбора формы сигнала, регистры 8 и 9, АЦП 10, генератор 12 тактовых импульсов, счетчик 13. По сравнению с прототипом в устройстве сокращено врем  формировани  сигнала в результате того, что амплитуды отсчетов не вычисл ютс , а готовыми вписываютс  в блок пам ти, что позвол ет последовательно формировать сигналы всех нот звукор да , сохранив тембр звучани . 4 ил. (ЛThe invention can be used in electronic musical instruments. The purpose of the invention is to expand the functionality by simultaneously generating all the notes of the sound and with the same timbre. To do this, a set of n integrators 1.1, ..., 1.n, the outputs of which through the weight resistors 2.1, ..., 2.n are connected to the inputs of the analog switch 3, multiplexer 4, analog digital converter (ADC) 5, the distributor 11 pulses and the element 14 delay. In addition, the shaper contains a block of 6 constant memory, block 7 waveform selection, registers 8 and 9, ADC 10, a generator of 12 clock pulses, a counter 13. Compared with the prototype in the device, the signal generation time is reduced due to the fact that the amplitudes The samples are not calculated, but are ready to fit into the memory block, which allows you to sequentially form the signals of all notes of the sound, keeping the timbre of the sound. 4 il. (L

Description

0000

оabout

Од ОдOdd

Фиг.}Fig.}

Изобретение относитс  к электронным музыкальным инструментам (ЭМИ).This invention relates to electronic musical instruments (EMR).

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечени  возможности одновременного генерировани  сигналов всех нот звукор да при одинаковой тембровой окраске.The purpose of the invention is to expand the functionality of the device by enabling the simultaneous generation of signals of all notes of the sound and with the same timbre.

даны весовые резисторы 2.1,....,2.п, после которых треугольные напр жени  поступают на входы аналогового коммутатора 3, Аналоговый коммутатор 3 по очереди подключает эти треугольные напр жени  к аналого-цифровому преобразователю 5. На его входе размах каждого из треугольных напр жений таweight resistors 2.1, ...., 2.p are given, after which the triangular voltages are fed to the inputs of analog switch 3, the analog switch 3 in turn connects these triangular voltages to the analog-to-digital converter 5. At its input the span of each of the triangular stress

На фиг. 1 приведена функциональна  IQ ков, что захватывает весь диапазон схема формировател  тональных сигна- входных напр жений аналого-цифрового лов ЭМИ; на фиг, 2 - диаграмма преоб- преобразовател  5, поэтому цифровыеFIG. 1 shows the functional IQ cov that captures the entire range of the shaper signal-input voltages of the analog-digital EMI; FIG. 2 is a diagram of a converter 5, therefore digital

разовани  сигнала ноты пр моугольной формы в сигнал ноты сложной формы; на фиг. 3 - диаграммы, по сн ющие работу блоков устройства с элементом задержки; на фиг. 4 - диаграммы выходных сигналов устройства.developing a rectangular-shaped note signal into a complex-shaped signal; in fig. 3 shows diagrams explaining the operation of device blocks with a delay element; in fig. 4 - diagrams of output signals of the device.

Формирователь тональных сигналов ЭМИ Содержит набор из п интеграторов 1 . 1 , . . . , 1 .п, выхсЗды которых через весовые резисторы 2.1,....,2.п подключены к соответствующим входам аналогового коммутатора 3. Входы сигналов нот с первого по п-й подключены также к соответствующим входам мультиплексора 4. К выходу аналогового коммутатора 3 последовательно подключены аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, блок 6 посто нной пам ти с блоком 7 выбора формы сигнала и первый регистр 8. Выводы регистра 9 и цифроаналогового преобразовател  10 подключены к адресным и информационному входам распределител  11 импульсов . Выход генератора 12 тактовых импульсов подключен к тактовому входу ДДП 5 и счетчика 13, а также через элемент 14 задержки - к тактовым входам первого и второго регистров 8 и 9 Выход мультиплексора 4 соединен со старшим разр дом второй группы адресных входов блока 6 и регистра 8, выходы счетчика 13 соединены с адресными входами коммутатора 3, мультиплексора 4 и информационными входами регистра 9. Выходы блока 7 выбора формы соединены с первой группой адресных входов блока 6.EMP Tone Shaper Contains a set of n integrators 1. one , . . . , 1 .p, the outputs of which through the weight resistors 2.1, ...., 2.p are connected to the corresponding inputs of the analog switch 3. The inputs of the note signals from the first to the nth are also connected to the corresponding inputs of the multiplexer 4. To the output of the analog switch 3 Analog-to-digital converter (ADC) 5, a constant memory block 6 with a waveform selection block 7, and a first register 8 are connected in series. The outputs of register 9 and digital-to-analog converter 10 are connected to the address and information inputs of the pulse distributor 11. The output of the generator 12 clock pulses is connected to the clock input of the DDP 5 and counter 13, and through delay element 14 to the clock inputs of the first and second registers 8 and 9 The output of the multiplexer 4 is connected to the high bit of the second group of address inputs of block 6 and register 8, the outputs of the counter 13 are connected to the address inputs of the switch 3, the multiplexer 4 and the information inputs of the register 9. The outputs of the form selection block 7 are connected to the first group of address inputs of the block 6.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Сигналы нот пр моугольной формы с различными частотами (от f, до f) поступают на интеграторы 1.1,.,.,.п где преобразуютс  в напр жени  треугольной формы. Дл  того, чтобы размах треугольных напр жений на различных частотах был одинаковьгм, после каждого интегратора 1.1,...,1.п ввеSignals of rectangular-shaped notes with different frequencies (from f, to f) are fed to integrators 1.1,....,. N where they are transformed into triangular-shaped voltages. In order for the sweep of the triangular stresses at different frequencies to be the same, after each integrator 1.1, ..., 1.pw

5five

00

коды на выходе АЦП 5 мен ютс  от 00, . .0 до 1 1 ... 1 . Эти цифровые коды поступают на вторую группу адресных входов блока 6 посто нной пам ти, где осуществл етс  преобразование линейно-измен ющейс  входной функции (адреса ) в функцию сложной формы в соответствии с фиг. 2(6 и в).the codes at the output of the ADC 5 vary from 00,. .0 to 1 1 ... 1. These digital codes go to the second group of address inputs of the fixed memory unit 6, where the linearly varying input function (address) is converted into a function of complex shape in accordance with FIG. 2 (6 and in).

Дл  того, чтобы обеспечить различные функции преобразовани  на каждом полупериоде сигнала ноты, сами сигналы нот переключаютс  мультиплексо- 5 ром 4 (синхронно с коммутатором 3) и подаютс  в качестве старшего разр да второй группы адресов блока 6 посто нной , пам ти. Если на этом разр де будет О, то преобразование в блокеIn order to provide various functions of the conversion at each half-period of the note signal, the note signals themselves are switched by multiplexer 5 (synchronously with switch 3) and are supplied as the high bit of the second group of addresses of the constant memory 6. If this rank is O, then the conversion in the block

6осуществл етс  по одному закону,а если 1 - то по другому закону.6 is carried out according to one law, and if 1 - then according to another law.

Блок 7 выбора осуществл ет выбор желаемого тембра звучани  - изменение адреса с блока 7 приводит к тому , что в блоке 6 опрашиваетс  друга  таблица преобразовани , т.е. воспроизводитс  друга  крива  сложной формы. Например, при использовании в качестве блока 6 микросхемы 556РТ7, имеющей 11 адресных входов, 6 входов может быть использовано дл  св зи с АЦП 5, 7-й вход как знаковый (с выхода мультиплексора 4), а дл  блокаSelection block 7 selects the desired timbre of the sound — changing the address from block 7 causes another conversion table to be interrogated in block 6, i.e. reproduced another curve of complex shape. For example, when using as a block 6, a 556РТ7 chip having 11 address inputs, 6 inputs can be used for communication with ADC 5, the 7th input as a sign (from the output of multiplexer 4), and for the block

7выбора остаетс  4 входа, что обеспечивает 16 различных тембров звуча0There are 4 inputs left on the selection, which provides 16 different timbres.

5five

00

5five

00

5five

ни .neither

Генератор 12 тактовых импульсов вырабатывает импульсы с частотой koMM- импульсы поступают на вход счетчика 13 объемом п единиц, который вырабатывает адреса опроса дл  коммутатора 3 и мультиплексора и распределител  13. На фиг. 3 показано, что с момента по влени  тактового импульса генератора 12 (фиг. Зо) информаци  с выходов интеграторов 1.1,..., 1.п последовательно задерживаетс : в коммутаторе 3 (фиг. 3 б), в аналого-цифровом преобразователе 5 (фиг.Зб), вThe clock pulse generator 12 generates pulses with a frequency of koMM pulses arriving at the input of the counter 13 with a volume of n units, which produces the polling addresses for the switch 3 and the multiplexer and the distributor 13. In FIG. 3 shows that from the moment the clock pulse of the generator 12 (Fig. 3) appears, the information from the outputs of the integrators 1.1, ..., 1.n is delayed sequentially: in the switch 3 (Fig. 3 b), in the analog-digital converter 5 ( fig.Zb), in

блоке 6 посто нной пам ти (фиг.З). Поэтому, чтобы на входах распределител  11 адресный и информационный сигнал по вл лись в одно и то же врем , к выходу блока 6 посто нной пам ти подключен регистр 8, а к выходу адресного счетчика 13 - регистр 9, Регистры 8 и 9 тактируютс  задержанными импульсами генератора 12. Эта задержка создаетс  элементом 14 задержки , врем  задержки выбираетс  так, чтобы оно было больше суммарной задержки информации (фиг.35). Скорость коммутации f, определ ет- с  количеством сигналов нот в звукор де п, количеством отсчетных точек на один период сигнала ноты га и максимальной частотой сигнала ноты fblock 6 of the permanent memory (FIG. 3). Therefore, so that the address and information signal appear at the same time at the inputs of the distributor 11, a register 8 is connected to the output of the fixed memory block 6, and a register 9 is connected to the output of the address counter 13, Registers 8 and 9 are clocked by delayed pulses generator 12. This delay is created by delay element 14, the delay time is chosen so that it is longer than the total information delay (Fig. 35). The switching speed f is determined by the number of signal signals in the sound de n, the number of reference points for one period of the signal of the signal ha and the maximum frequency of the signal of the note f

Н MOKtH MOKt

KC«v - П н счксKC "v - P n schks

Если прин ть „ л,с,кс 3500 Гц (л  4-й октавы) п 80 и га 16, то , 4,5 мГц.If we accept „l, s, ks 3500 Hz (l of the 4th octave) p 80 and ha 16, then 4.5 MHz.

Распределитель 11 представл ет собой устройство обратное коммутатору 3, т.е. имеет один информцион- ный вход и п выходов. На этот вход подаетс  информаци  о сигналах нот с выхода цифроаналогового преобразовател  10, на который она поступает с регистра 8. На фиг. 4 показано в каком виде образуетс  информаци  на выходах распределител  11j на фиг.4 импульсы частоты f /п - с такой частотой повтор етс  каждый конкретный адрес на выходе регистра 9. Следовательно , на каждом из выходов распределител  11 по вл ютс  импульс частоты f /п, огибающа  которых повтор ет сложную форму,заданную в блоке 6,и частота повторени  огибающей определ етс  частотой конкретной ноты. На фиг. 4 (бив) показаны в одинаковом масштабе сигналы двух нот различной частоты.The distributor 11 is a device inverse to the switch 3, i.e. It has one information input and n outputs. Information about the signals of the notes from the output of the digital-to-analog converter 10, to which it comes from register 8, is fed to this input. In FIG. 4 shows how information at the outputs of the distributor 11j in FIG. 4 is formed. Frequency pulses f / n - with this frequency each specific address at the output of register 9 repeats. Consequently, at each of the outputs of the distributor 11, a frequency pulse f / n appears , the envelope of which repeats the complex shape given in block 6, and the frequency of the envelope is determined by the frequency of a particular note. FIG. 4 (biv) are shown on the same scale as the signals of two notes of different frequencies.

К выходам распределител  11 может быть подключена клавиатура подобно тому, как она подключалась к генератору сигналов нот. Таким образом, устройство может быть включено между генератором сигналов нот и клавиатурой электронного музыкального инструмента . Импульсы сигналов нот на выходах распределител  11 существуют не одновременно, так как каждый по вл етс  по своему адресу. Поэтому после клавиатуры они могут суммироватьс .A keyboard can be connected to the outputs of the distributor 11 just as it was connected to a note signal generator. Thus, the device can be switched between a note signal generator and an electronic musical instrument keyboard. The pulses of the signals of the notes at the outputs of the distributor 11 do not exist simultaneously, as each appears at its address. Therefore, after the keyboard, they can be summed up.

Q 15 Q 15

2020

3535

2525

Q Q

4545

5050

5555

а их огибающа  выдел етс  любым усилителем низкой частоты, так как частота f oM/M/ достаточно высока (пор дка 50-60 кГц).and their envelope is allocated by any low-frequency amplifier, since the frequency f oM / M / is quite high (on the order of 50-60 kHz).

По сравнению с устройством-прототипом предлагаемое устройство позвол ет существенно сократить врем  формировани  сигнала за счет того, что амплитуды отсчетов не вычисл ютс , а готовыми записываютс  в блоке пам ти. Повышение быстродействи  позвол ет последовательно сформировать сигналы всех нот звукор да, сохранив тембр звучани , что расшир ет функциональные возможности устройства. В общем случае тембр может быть различным дл  отдельных групп тонов.Compared with the prototype device, the proposed device allows a significant reduction in the signal generation time due to the fact that the amplitudes of the samples are not calculated, but are ready to be recorded in the memory block. Increasing the speed allows to sequentially form the signals of all notes of a sound, preserving the timbre of the sound, which expands the functionality of the device. In general, the timbre may be different for individual groups of tones.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Формирователь тональных сигналов электронного музыкального инструмента , содержащий блок посто нной пам ти , перва  группа входов которого соединена с группой выходов блока выбора, формы сигнала, первый и второй регистры, цифроаналоговый преобразователь , генератор тактовых импульсов и счетчик, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем обеспечени  возможности одновременного генерировани  сигналов всех нот звукор да, в него введены п интеграторов , выходы которых через п весовых резисторов соединены с информационными входами аналогового коммутатора , мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, распределитель импульсов и элемент задержки, причем п входов сигналов нот соединены с входами соответствующих интеграторов и с соответствующими входами мультиплексора , выход аналогового коммутатора подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразовател , выходы которого подключены к второй группе входов блока посто нной п ам ти, выходы которого подключены к информационным входам первого ре- гистра, выход мультиплексора подключен к старшему разр ду второй груп- пь входов блока посто нной пам ти и старшему разр ду информационных входов первого регистра, выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовым входам счетчика и аналого- цифрового преобразовател  и черезAn electronic musical instrument tone generator comprising a block of permanent memory, the first group of inputs of which is connected to a group of outputs of a selector unit, a waveform, first and second registers, a digital-to-analog converter, a clock generator, and a counter, characterized in that functionality by providing the possibility of simultaneous generation of signals of all notes of a sound, n integrators are entered into it, the outputs of which are connected through You have information inputs of an analog switch, a multiplexer, an analog-to-digital converter, a pulse distributor, and a delay element, and n input signals of the notes are connected to the inputs of the respective integrators and the corresponding inputs of the multiplexer, the output of the analog switch is connected to the information input of the analog-digital converter, whose outputs connected to the second group of inputs of a permanent unit, whose outputs are connected to the information inputs of the first register, the output of the multiplex The sensor is connected to the higher bit of the second group of inputs of the memory block and the higher bit of the information inputs of the first register, the output of the clock generator is connected to the clock inputs of the counter and the analog-digital converter элемент задержки - к тактовым входам первого и второго регистров, выходы первого регистра подключены к входам цифроаналогового преобразовател ,выход которого подключен к информационному входу распределител , а выходы второго регистра подключены к адресФиг .Зthe delay element is connected to the clock inputs of the first and second registers, the outputs of the first register are connected to the inputs of a digital-to-analog converter, the output of which is connected to the information input of the distributor, and the outputs of the second register are connected to the address Fig. ным входам распределител  импульсов, при этом выходы счетчика подключены к адресным входам аналогового коммутатора и мультиплексора и к информационным входам второго регистра, а выходы распределител  импульсов  вл ютс  выходами устройства.The inputs of the pulse distributor, while the outputs of the counter are connected to the address inputs of the analog switch and multiplexer and to the information inputs of the second register, and the outputs of the pulse distributor are the outputs of the device. Фиг. 2FIG. 2 e-r -ЧЦТТ-III ...I.e-r-CTSTT-III ... I. Фиг. IfFIG. If .illllll,.,..illllll.,.