專利名稱：一種定音練聲裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種定音練聲裝置，具體地說是一種可以對器樂定音以及對唱歌、演奏的練聲有幫助訓練作用的裝置。
目前，樂器定音主要靠專業(yè)人員聽覺完成。但存有約3％甚至更高的走調(diào)誤差量(以下稱走調(diào)量)，業(yè)余愛好者的走調(diào)量更大。走調(diào)量定義為當一個音到來時，其偏離標準音調(diào)的頻率量與相鄰兩音調(diào)間的頻率差值相比的百分數(shù)。如C調(diào)標準音為261.6，B調(diào)標準音為246.9，C、B調(diào)間頻差為C-B＝14.7。如被測音實測頻率f為261是C調(diào)則走調(diào)量是(C-f)/(C-B)＝(261.6-261)/14.7＝4％?，F(xiàn)有的定音器一般采用定時頻率計數(shù)的方式，只能記錄定時內(nèi)整數(shù)波。測音時可能丟失一個波，誤差很大。如計頻定時為1秒，測中音C調(diào)，最大測量誤差可達1/14.7＝16.5％，低音時誤差可達20％以上。此外，此種方法測出的結(jié)果為頻率值，需與音頻頻譜表對照才能知其音調(diào)和走調(diào)量。練聲裝置目前在市場上還沒有銷售。
本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問提出一種測量精度高，測量準確的定音練聲裝置。
本實用新型的目的是通過以下方式實現(xiàn)的作定音器來音通過喇叭拾音后，經(jīng)比較器整形成方波，和比較器喇叭的一端接地。送到計算機中斷口。經(jīng)比較器整形的方波含有各種諧波。諧波成份靠單片機軟件濾除，取出主頻，經(jīng)計算機處理后算出主頻和走調(diào)量。由顯示器顯示。
練聲器軟件中設有多種練聲音調(diào)，如1-3-5-3-1……1234567 …等，可由練聲音自己選定。練聲音從單片機接口發(fā)出，經(jīng)電阻R電容C整形，由三極管功放后接到喇叭S中的S1端放出。放音時中斷停止工作，然后計算機轉(zhuǎn)入定音工作方式。如練聲者發(fā)出的音調(diào)走調(diào)量大于某設定值A如(3％)，計算機指示其走調(diào)音，并發(fā)出此音。走調(diào)設定值A由使用者自定。因顯示器設定指示絕對值大等于1％的走調(diào)量，只要求各誤差疊加小于1％。計算機晶振誤差為0.0001可忽略不計。晶振頻率12M，則單片機主頻為1M。計算機計時是靠記錄主頻個數(shù)實現(xiàn)的。若T＝0.01S，記錄主頻個數(shù)為10000，考慮到機器最大占用3個主頻周期，測量可能丟失1個主頻，則最大計時誤差的4/10000＝0.04％。過零點測定誤差因起點和終點的軟硬件環(huán)境相同，自行抵消。測出被測音頻率后，將其與標準音比較，確定其音調(diào)和走調(diào)量并通過顯示器直觀顯示。
定音器的工作原理是將整形后的“被測音”送到計算機，“取樣允許”當信號到來時被取樣。“軟件濾波”將被測音的各次諧波濾除，找出基波?！斑^零測頻”功能找到基波的上升過零點開始計時，當達到“參考定時”時間T時找到下一上升過零點，此時記錄計時時間t和基波個數(shù)N，運算N/t即為被測音頻率。將測出的音頻與“基準音調(diào)”比較運算，確定出被測音音調(diào)及走調(diào)量。“走調(diào)量＜A％？(定音精度值A＝1.2…9)”否，則說明走調(diào)量過大，顯示器“定顯”(1到9秒，待定)，以便發(fā)現(xiàn)走調(diào)音；是，則顯示此音，并允許重新開始測音。A值的選擇取決于定音對象。如鋼琴等鍵盤樂器和廠家定音選A＝1；弦樂等可選A＝1或2；人唱的音，特別是業(yè)余水平，A可選更大的值；通過A值的選擇可考核表演聲、器樂者的水平。
本實用新型還可為練聲者發(fā)出各種節(jié)奏的領唱音，并檢驗練聲者跟唱有否走調(diào)和節(jié)奏是否準確。練聲的工作原理是“N套練聲選擇”為練聲者準備了多種練聲曲，如“12345671，17654321；1-3-5-3-1…等?！翱炻{(diào)節(jié)”功能可調(diào)定練聲速度。練聲“起始音”由練聲者自定，以定音功能時定音顯示的音為準?！鞍l(fā)練聲音調(diào)”之后開始與此練聲曲拍節(jié)(上兩曲為16拍)相同的跟唱時間并，“轉(zhuǎn)定音功能”。如跟唱不走調(diào)，升半音重復…，到全曲出現(xiàn)高音 后回到起始音，重復此過程。如練聲者跟唱走調(diào)，顯示器顯示走調(diào)音。同時再發(fā)出此音讓練聲者跟唱并定音，反復三次。如仍有走調(diào)仍重復，唱準之后反回練聲功能。可改變定音精度A值，以適應不同水平的需要。
本實用新型具有精度高、使用方便的特點，測量誤差＜1％，并可最直觀的按音樂習慣通過顯示裝置顯示被測音的音調(diào)和走調(diào)量。


圖1為本實用新型原理結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本實用新型定音過程工作原理圖。
圖3為本實用新型練聲過程工作原理圖。
圖4為本實用新型顯示裝置原理示意圖。
圖5為本實用新型運算放大器信號輸出端波形圖。
圖6為本實用新型實施例電路原理圖。
實施例本實用新型定音時來音經(jīng)喇叭S拾音經(jīng)電壓比較器將信號整形(如圖4所示)送到單片機中斷口。單片機將中斷信號最大間隔做為來音主頻特征認定后，算出來音頻率值。將此頻率值，與基準音頻率比較，確定來音的音調(diào)并計算出走調(diào)量送顯示裝置顯示。本實用新型單片機系統(tǒng)由8031，74LS373，2764芯片組成。其中兩片74LS273組成顯示驅(qū)動電路。
練聲器選定練聲速度和起始音后，單片機從P10發(fā)出練聲信號，經(jīng)R、C整形由三極管功放后送到喇叭發(fā)音(如1-3-5-3-1…)，發(fā)完音后，單片機系統(tǒng)轉(zhuǎn)入定音功能，此時練聲者跟唱，如無走調(diào)，升半音重復。如有走調(diào)，顯示裝置顯示走調(diào)音和走調(diào)量，系統(tǒng)發(fā)出該音的標準音調(diào)供練聲者練習。
顯示裝置由三部分組成，走調(diào)量的百分比是由數(shù)碼管構(gòu)成，五殘譜及聲音指示的音階由發(fā)光管指示。
權(quán)利要求1.一種定音練聲裝置，是由接口電路和單片機及顯示裝置組成，其特征在于單片機接口經(jīng)電阻R、電容C與三極管基極相接，三極管的射極接喇叭S1端，并同時與運算放大器一端相接，喇叭S2端和運算放大器另一端相接，并同時接地，運算放大器的輸出端與單片機中斷口相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定音練聲裝置，其特征在于運算放大器也可是電壓比較器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定音練聲裝置，其特征在于顯示裝置可以顯示五線譜，升降音和走調(diào)量組成。
專利摘要本實用新型涉及一種定音練聲裝置，具體地說是一種可以對器樂定音以及對唱歌、演奏的練聲有幫助訓練作用的裝置。本實用新型主要由接口電路和單片機及顯示裝置組成，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，測量精度高，測量精確，測量誤差＜1％。
文檔編號G09B15/00GK2248361SQ95223659
公開日1997年2月26日 申請日期1995年10月16日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月16日
發(fā)明者路丹陽 申請人:路丹陽