SU1119068A1 - Устройство дл контрол настройки музыкальных инструментов - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАСТРОЙКИ МУЗЫКАЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ , содержащее блок формировани  измер емого интервала, вход которого соединен с блоком преобразовани  акустического сигнала, а выход через блок формировани  синхроимпульсов соединен с блоком формировани  эталонного интервала и индикатор, отличающеес  тем. что, с целью повышени  точности и поме.хоустойчивости контрол , в него введены блок формировани  измерительных импульсов, входы которого соединены с выходами блоков формировани  измер емого и эталонного интервалов, а первый выход соединен с индикатором , интегратор, вход которого соединен со вторым выходом блока формировани  измерительных импульсов, а выход соединен с индикатором, причем второй вход блока формировани  измер емого интервала соединен с выходом блока формировани  эталонного интервала, а второй и треI тий входы блока преобразовани  акустического сигнала соединены со вторыми вхо (Л дами блоков формировани  измер емого и эталонного интервалов.

Description

со о о

00

. 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок формировани  измерительиых импульсов содержит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого  вл ютс  первым и вторым входами блока формировани  измерительиых импульсов, а выход соединен со входом одиовибратора, первым входом первого элемента И и первыми входами триггеров предельного отклонени  и знака отклонени , второй вход первого элемента И соединен с первым выходом триггера предельного отклонени , а выход - с первыми входами второго и третьего элементов И, причем второй вход триггера предельного отклонени  соединен с выходом одновибратора, а второй выход - d первыми входами четвертого и п того элементов И, второй вход триггера знака отклонени  соединен со вторым входом «элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый выход соединен со вторыми входами второго и четвертого элементов И, а второй выход соединен со вторыми входами третьего и п того элементов И, выходы второго и гретьего элементов И соединены с первыми входами ключей, вторые входы которых .подключены к шинам источников соответственно положительного и отрицательного опорных напр жений, а выходы - к сумматору, выход которого  вл етс  .первым выходом, а выходы четвертого и п того элементов И - вторым и третьим выходами блока формировауи  измерительных импульсов.

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  малых отклонений частот звуковых колебаний от заданных значений, в частности дл  контрол отклонени  настройки музыкальных инструментов от заданного стро .

Известно устройство дл  настройки музыкальных инструментов, основанное на измерении разности между измер емыми образцовыми периодами колебаний и содержащее блок преобразовани  акустического сигнала, блок формировани  синхроимпульсов , блок формировани  эталонного интервала и индикатор 1.

Недостатком устройства  вл етс  низка  точность.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому  вл етс  устройство дл  настройки музыкальных инструментов, содержащее блок преобразовани  акустического сигнала, соединенный с блоком формировани  измер емого интервала, блок формировани  эталонного интервала, соединенный с блоком формировани  синхроимпульсов и индикатор 2. Недостатком прибора  вл етс  низка  точность контрол  музыкальных звуков в пределах октавы, так как при этом модуль от-; носительной погрешности, а следовательно, и точность контрол  измен етс  в 2 раза. Это существенно затрудн ет настройку инструмента.

Недостатком устройства  вл етс  также низка  помехоустойчивость. Помеха вызывает ложное срабатывание формировател  импульсов, вследствие чего мен етс  длительность измерительных импульсов, что приводит к по влению аномальных ошибок в результате измерений.

Цель изобретени  - повышение точноети и помехоустойчивости контрол  настройки .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  контрол  настройки музыкальных инструментов, содержащее блок формировани  измер емого интервала, вход которого соединен с блоком преобразовани  акустического сигнала, а выход через блок формировани  синхроимпульсов соединен с блоком формировани  эталонного интервала и индикатор, введены блок формировани  измерительных импульсов, входы которого соединены с выходами блоков формировани  измер емого и эталонного интервалов , а первый выход соединен с индикатором , интегратор, вход которого соединен со вторым выходом блока формирован   измерительных импульсов, а выход сое- дивен с индикатором, причем второй вход блока формировани  измер емого интервала соединен с выходом блока формировани  эталонного интервала, а второй и третий входы блока преобразовани  акустического сигнала соединены ,со вторыми выходами блоков формировани  измер емого и эталонного интервалов.

Причем блок формировани  измерительных импульсов содержит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого  вл ютс  первым и вторым входами блока формировани  измерительных импульсов, а выход соединен со входом одновибратора, первым входом первого элемента И и первыми входами триггеров предельного отклонени  и знака отклонени , второй вход первого элемента И соединен с первым выходом триггера предельного отклонени , а выход - с первыми входами второго и третьего элеменов и, причем второй вход триггера преельного отклонени  соединен с выходом одновибратора, а второй выход - с первыми входами четвертого и п того элементов И, второй вход триггера знака отклонени  соединен со вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. первый выход соединен со вторыми входами второго и четвертого элементов И, а второй выход соединен со вторыми входами третьего и п того элементов И, выходы второго и третьего элементов И соединены с первыми входами ключей, вторые входы которых подключены к шинам источников соответственно положительного и отрицательного опорных напр жений , а выходы - к сумматору, выход которого  вл етс  первым выходом, а выходы четвертого и п того элементов И - вторым и третьим выходами блока формировани  измерительных импульсов.

На фиг; 1 представлена структурна  схема устройства; на фиг. 2 - структурна  схема блока формировани  измерительных импульсов; на фиг. 3 - временна  диаграмма работы устройства.

Устройство дл  контрол  настройки музыкальных инструментов содержит блок 1 преобразовани  акустического сигнала, блок 2 формировани  измер емого интервала, пок 3 формировани  эталонного интервала, блок 4 формировани  синхроимпульсов, блок 5 формировани  измерительных им: пульсов, интегратор 6, индикатор 7.

Блок 1 преобразовани  акустического сигнала состоит из датчика 8, полосового фильтра 9, усилител  10, триггера II Шмидта.

Блок 2 формировани  измер емого интервала содержит двоичный счетчик 12, переключатель октав 13 и триггер 14.

Блок 3 формировани  эталонного интервала содержит кварцевый генератор 15, двоичный счетчик 16, кодовый преобразователь 17, переключатель 18 нот, триггер 19.

Блок 5 формировани  измерительных импульсов содержит элемент 20 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, одиовибратор 21, элемент 22 И, риггер 23 предельного отклонени , триггер 24 знака отклонени , элементы 25-28 И, ключи 29, 30, сумматор 31, шины 32, 33 источников соответственно положительного и отрицательного опорных напр жений.

Устройство дл  контрол  настройки муыкальных инструментов, содержащее блок 2 формировани  измер емого, интервала вход которого соединен с блоком I преобразовани  акустического сигнала, а выход ерез блок 4 формировани  синхроимпуль-. ов соединен с блоком 3 формировани  этаонного интервала и индикатор 7, блок 5 формировани  измерительных импульсов, входы которого соединены с выходами блоов 2, 3, а первый выход соединен с индиатором 7, интегратор 6, вход которого сое .оииен со вторым выходом блока 5, а выход соединен с индикатором 7, причем второй вход блока 2 соединен с выходом блока 3, а второй и третий входы блока 1 соединены со вторыми выходами блоков 2, 3.

При этом блок I содержит последовательно соединенные датчик 8, полосовой фильтр 9, усилитель 10, триггер ЩмИдта 11, выход которого  вл етс  выходом блока 1, а вход датчика I - его входом.

Блок 2 содержит последовательно соединенные счетчик 12, переключатель 13 октав и триггер 14, выход которого  вл етс  первым выходом блока 2, выход переключател  .13 - вторым его выходом, а вход счетчика 12 и триггера 14 - первым и вторым входами блока 2.

При этом блок 5 формировани  измерительных импульсов содержит элемент 20 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого  вл ютс  первым и вторым входом блока 5, а выход соединен со входом одновибратора 21, первым входом первого элемента И 22 и первыми входами триггеров 23 предельного отклонени  и 24 знака отклонени , вто- , рой вход первого элемента И 22 соединен с первым выходом триггера 23, а выход - с первыми входами второго 25 и третьего 26 элементов И, причем второй вход триггера 23 соединен с выходом одновибратора 21, а второй выход - с первыми входами четвертого 27 и п того 28 элементов И, второй вход триггера 24 соединен со вторым входом элемента 20 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый выход соединен со вторыми входами второго 25 и четвертого 27 элементов И, а второй выход соединен со вторыми входами третьего 26 и п того 28 элементов И, выходы второго 25 и третьего 26 элементов И, соединены с первыми входами ключей 29, 30 соответственно, вторые входы которых подключены к шинам источ-. НИКОВ соответственно положительного 32 и отрицательного 33 опорных напр жений, а выходы - к сумматору 31, выход, которого  вл етс  первым выходом, а выходы четвертого и п того элементов И - вторым к третьим выходами блока 5 формировани  измерительных импульсов.

Устройство работает следующим образом .

Оператор устанавливает переключатель октав 13 и йот 18 в положени , соответствую ш.ие требуемой ноте, при этом фильтр 9 перестраиваетс  на частоту основного нота (обертона) выбранный ноты, устанавливаетс  необходимый коэффициент делени  блока 2 формировани  измер емого интервала выбираетс  в кодовом преобразователе 17 необходима  кодова  комбинаци , определ юща  длительность эталонного интервала.

На временной диаграмме работы устройства , представленной на фпг. 3, показаны сигналы на выходах .соответствующих элементов.

Акустический сигнал преобразуетс  датчиком 8, например микрофоном, в электрический , полосовой фильтр 9 выдел ет гармоническую составл ющую с частотой, соответствующей выбранной ноте (обертона), устанавливаетс  усилителем 10 и преобразуетс  триггером 11 Шмидта в последовательность пр моугольных импульсов, которые поступают на вход двоичного счетчика 12. G выхода переключател  13 октав на триггер 14 поступают импульсы, частота которых в 2 раз меньще частоты входного сигнала, где к - количество задействованных разр дов двоичного счетчика 12. Триггер 14 формирует пр моугольные импульсы , половина периода которых используетс  дл  сравнени  с эталонным интервалом времени , а по его переднему фронту блок 4 формировани  синхроимпульсов, выполненный , например, по схеме одновибратора, вырабатывает короткие импульсы, запускающие триггер 19 блока 3 формирование эталонного интервала. Импульсы эталонной частоты с кварцевого генератора 13 поступает на вход двоичного счетчика 16. При равенстве его выходного кода выбранной кодовой комбинации, заложенной в кодовом преобразователе 17, выполненном, например, в виде диодной матрицы, с выхода переключател  18 нот на второй вход триггера 19 поступает. импульс, который заканчивает формирование эталонного интервала на выходе триггера 19. При этом происходит установка нул  двоичного счетчика 16 и на управл ющий вход триггера 14 поступает логический уровень, разрещающий формирование следующего измер емого интервала .

Импульсы с выходов блоков 2 формировани  измер емого интервала и 3 формировани  эталонного интервала поступают на входы элемента 20 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ блока 5 формировани  измерительных импульсов. Элемент 20 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ формирует измерительные импульсы длительностью, равной разности сравниваемых интервалов, и с периодом повторени  сигнала, поступающего из блока 2. Скважность измерительных импульсов пропорциональна точности настройки музыкального инструмента. По переднему фрон-. ту измерительных импульсов одновибратор 21 вырабатывает импульсы, длительность которых определ етс  диапазоном контролируемого отклонени  настройки и которые поступают на вход триггер-а 23 предельного отклонени .

Если длительность измерительных импульсов меньще длительности импульсов, сформированных одновибратором 21, то сигнал с выхода триггера 23 предельного

отклонени  разрещает поступление измерительных импульсов через элемент 22 И на первые входы элементов 25 и 26 И.

Триггер 24 знака отклонени  по перед5 нему фронту измерительного импульса в зависимости от положени  триггера 19 устанавливаетс  в состо ние «О или «1, что  вл етс  признаком знака отклонени . Сигнал с пр мого выхода триггера 24 поступа ет на вторые входы элементов 25, 27 И, а с инверсного выхода - на вторые входы элементов 26, 28 И. Измерительные импульсы в зависимости от состо ни  триггера 24 знака отклонени  поступают на ключ 29 через элемент 25 И или на ключ 30 через

.5 элемент 26 И, которые подключают на вход интегратора 6 +Von или -Von на врем , равное длительности измерительных импульсов . После интегрировани  сигнал, пропорциональный отклонению настройки, под ступает на индикатор 7. Если длительность измерительных импульсов больше длительности импульсов, сформированных одновиб ратором 21, то триггер 23 изменит свое состо ние , и сигнал с его пр мого выхода запретит прохождение измерительных импуль5 сов через элемент 22 И. Сигнал с инверсного выхода триггера 23 предельного отклонени  поступит на первые входы 4|лементов 27 и 28 И и в зависимости от состо ни  триггера 24 знака отклонени  на выходе

- одного из этих элементов И формируетс  сигнал, поступающий на индикатор предельного отклонени  («Частота больще, «Частота меньше.

Предлагаемое устройство дл - контрол  настройки музыкальных инструментов обеспечивает посто нство величины относительной погрещности контрол  настройки в пределах октавы за счет формировани  последовательности измерительных импульсов с посто нной амплитудой, длительность которых равна разности между измер е.мы.ч периодом и образцовым интервалом времени , а период равен периоду основного тона и интегрировани  этой последовательности импульсов за определенный интервал. времени .

Повыщение помехоустойчивости устройства достигаетс  благодар  исключению измерительных импульсов существенно искаженных помехой, т. е. исключению аномальных ощибок из результатов измерений.

Устройство удобно в эксплуатации, так как оно позвол ет контролировать настройку музыкального инструмента, строй которого равномерно смещен от заложенного в устройстве, реализовать требуемую настро5 ечную кривую, пользу сь простой таблицей относительных отклонений, оперативно двум  подключени ми подготовить устройство дл  контрол  требуемой -ноты, практически

исключить ошибочность ввода данных и синхронно перестраивать аналоговую и цифровую части устройства, быстро перестраипппппппппп п п ппппппппппп J

71

ватьс  на контроль по первой, второй и четвертой гармоникам, присутствующим в любом музыкальном сигнале.

Фиг. 2

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАСТРОЙКИ МУЗЫКАЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ, содержащее блок формирования измеряемого интервала, вход которого соединен с блоком преобразования акустического сигнала, а выход через блок формирования синхроимпульсов соединен с блоком формирования эталонного интервала и индикатор, отличающееся тем. что, с целью повышения точности и помехоустойчивости контроля, в него введены блок формирования измерительных импульсов, входы которого соединены с выходами блоков формирования измеряемого и эталонного интервалов, а первый выход соединен с индикатором, интегратор, вход которого соединен со вторым выходом блока формирования измерительных импульсов, а выход соединен с индикатором, причем второй вход блока формирования измеряемого интервала соединен с выходом блока формирования эталонного интервала, а второй и тре- „ тий входы блока преобразования акусти- S ческого сигнала соединены со вторыми входами' блоков формирования измеряемого и эталонного интервалов.

_SU „„1119068

Фиг.1 .

2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что блок формирования измерительных импульсов содержит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого являются первым и вторым входами блока формирования измерительных импульсов, а выход соединен со входом одновибратора, первым входом первого элемента И и первыми входами триггеров предельного отклонения и знака отклонения, второй вход первого элемента И соединен с первым выходом триггера предельного отклонения, а выход — с первыми входами второго и третьего элементов И, причем второй вход триггера предельного отклонения соединен с выходом одновибратора, а второй выход—б первыми входами четвертого и пятого элемен тов И, второй вход триггера знака отклонения соединен со вторым входом ‘элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый выход соединен со вторыми входами второго и четвертого элементов И, а второй выход соединен со вторыми входами третьего и пятого элементов И, выходы второго и 'третьего элементов И соединены с первыми входами ключей, вторые входы которых подключены к шинам источников соответственно положительного и отрицательного опорных напряжений, а выходы — к сумматору, выход которого является первым выходом, а выходы четвертого и пятого элементов И — вторым и третьим выходами блока формирования измерительных импульсов.