[实用新型]电子鸣奏器

说明书

本实用新型涉及电子音乐技术，具体而言，是一种运用磁敏、光电耦合器、驻极话筒等传感器的特殊应用方法实现用常规的拨奏、吹奏方式来控制声音大小及音形，并由单个音键适度的位移控制音高；借助于电子电路使输出波形与常规乐器的输出波形相似的新型电子鸣奏器。

常规管乐器(如笛、萨克斯)均采用多按键(或孔)组合控制音高；常规弹拨乐器(如琵琶、吉他)，采用多根弦倒把来确定音高；常规的电子琴多为键盘式，按下不同位置键，确定音高，这类乐器由于演奏技巧性要求较高，因而通常都需要经过专业培训。

现有的电子乐器，例如电子琴模拟常规乐器的音色一直不很理想，只能形似而不能神似，模拟管乐器的音色只能在某一频段上效果尚可，在整个键盘面不能做到统一。

本实用新型的目的是提供一种音高能简便控制，吹奏、拨奏可随机选择，音色模拟回归自然的电子鸣奏器。

图1、本实用新型原理方框图

图2、本实用新型电原理图

图3、本实用新型结构示意图

为叙述简便，现以普及型管乐电子鸣奏器为例，并结合附图来说明本实用新型的目的是如何实现的。

现结合图1所示的原理方框图来对本实用新型的工作原理作一说明：

1、电平变换电路是利用位移传感器的音阶按键带动磁铁相对运动产生距离变化，使线性霍尔传感器输出转换为相应不同的电压值，并经放大后产生电压摆幅。

2、多级电压比较器的各级阀值分别设定在由低至高的多级分压值上，与来自上述电路输出的电压进行比较，从而获得特定的多级比较器工作状态(例如有3路比较器输出为高电平，其余均为输出低电平)。

当音阶按键上下移动时，线性霍尔传感器的输出电压随之变低或变高，多级比较器输出高电平的级数随之减1或加1(例如由3路变为2路或4路比较器输出为高电平，其余均为输出低电平)。

3、脉冲形成电路接成电容充电式频率变换电路，其特点在于充电电流的大小与前述多级比较器输出为高电平的数量相关，因而脉冲频率是阶跃式的逐级变化，其各级音阶的音准在确定音调及分频系数的条件下按十二平均律对照表所对应的音名确定各级的频率，并由相应电位器分别进行调整。

4、分频器电路采用循环计数分配的方式，分频系数依据基波与各高次谐波的比例(即音色)要求而定。

本实用新型的普及型分频系数设定为6。

5、音色波形模拟电路是将时序和幅度不同的动态信号叠加成与常规乐器的输出波形相似的波形。

6、拨奏强度控制电路采用线性霍尔传感器，借助于安装在拨动簧片上的磁铁的振动，使线性霍尔传感器产生与磁铁振幅相应的交流信号，(即与拨奏力度相关)。

吹奏强度控制电路采用驻极话筒，借助于相连接的吹气管中吹气气流的强弱产生相应的信号(即与吹奏力度相关)。

两路信号叠加放大，再经倍压整流电路将上述放大信号转换为低频或直流包络信号，同时实现拨奏和吹奏的两种演奏方式，而且拨奏和吹奏可任意选择，而无需转换开关。

由以上叙述可以看出音高、音色波形与音强控制(拨奏或吹奏)电路是分别独立的两路隔离通道，这两路信号可同时输至光电隔离音强控制电路。

7、光电隔离音强控制电路，实际上是光电耦合器电路，其特点在于光电耦合器工作在转移特性的线性工作区，即音色波形通过与否以及大小均受控于光电耦合器中的发光二极管工作状态，这样不难理解，只需将常规的吹奏或拨奏音形转换为电压或电流信号即能控制音色波型渡越的大小，从而控制声音的强弱。

8、音色滤波器是为了对来自音色波形通道的信号进行二次模拟，旨在滤除高次谐波的干扰，使基波与各次谐波的比例适度，音色纯正。

9、功率放大器采用普及型小功率功放集成电路和椭圆形扬声器，其中扬声器附设了共鸣腔；共鸣腔的几何尺寸，材料及其厚度设计合理将会增加乐曲的明亮度，使声音更丰满。

图2所示为本实用新型电原理图，现将各部分组成及作用分述如下：

1、IC₂₁～IC₂₂为线性霍尔传感器，当音阶按键的磁铁T₁在其间相对运动时(如图所示意)，传感器将产生电压变化信号。两路信号同时输出至由集成电路IC₂₃，电阻R₂₁～R₂₄组成的减法器电路合成并经由IC₂₄、R₂₅、W₂₁接成的倒相放大器放大，使G点有较大的动态电压范围。其中电位器W₂₁用作增益调节。