專利名稱：電子笛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種用電子發(fā)生器產(chǎn)生樂音的電子樂器，具體是指能形象地模擬民間竹笛音色和演湊技巧的電子笛。
已知專利號為CN87212065的電子笛，具有笛膜感，能形象地模擬民間竹笛音色，但該電子笛的音源電路是采用電阻、電容定音，很難提高音準(zhǔn)程度；為了保證音準(zhǔn)、必須選擇拼湊數(shù)值精度高的非標(biāo)阻容元件，這在生產(chǎn)工藝方面難以實(shí)現(xiàn)。此外，音源電路對電源電壓變化較敏感，對保證音準(zhǔn)也造成一定影響。其次，該電子笛的按鍵采用金屬簧片及導(dǎo)電橡膠，當(dāng)金屬按鍵表面氧化或積塵后，則增加了觸點(diǎn)的導(dǎo)電電阻，引起音準(zhǔn)偏差。所用氣控與門電路的電路工作狀態(tài)為開關(guān)形式，無法建立柔和的音頭與音尾，因此吐音生硬，且不易控制，很難體現(xiàn)竹笛演奏時(shí)的吐音特色。
本實(shí)用新型的目的是提供一種演奏指法與竹笛相同，發(fā)音靈敏、分頻可靠、音階準(zhǔn)確、調(diào)節(jié)方便，吐音效果自然逼真的電子笛。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，如附圖1所示，由音源電路(1)、數(shù)字式分頻電路(2)、音階按鍵邏輯控制電路(3)、八度音域電子開關(guān)電路(4)、音色濾波及前置放大電路(5)、吹奏電路(6)、功率放大電路(7)組成電子笛。其中音源電路(1)，如附圖2所示，由一塊六反相器IC1，數(shù)字式音律發(fā)生器IC2、雙D觸發(fā)器IC3等組成。六反相器IC1內(nèi)部包含六個(gè)相同的反相器，IC1產(chǎn)生電子笛所需要的最高主振頻率，W1是用來調(diào)節(jié)顫音幅度，W2是用來調(diào)節(jié)顫音頻率，W3是用來調(diào)節(jié)主振頻率，CK2是8個(gè)音調(diào)的變換開關(guān)；從IC1輸出的主振頻率輸入到IC2的輸入端，IC2準(zhǔn)確地輸出音樂上按十二平均律排列所需要的十二個(gè)半音頻率，IC3將十二個(gè)半音頻率中最高的一個(gè)音頻再進(jìn)行一次分頻，以得到電子笛所需的最低音階頻率。
由數(shù)字式音律發(fā)生器IC2輸出的十二個(gè)半音頻率輸入到數(shù)字式分頻電路(2)、如附圖3所示，數(shù)字式分頻電路(2)由IC4－IC9雙二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器組成，它將所輸入頻率進(jìn)行四次分頻、本電路只利用了三次分頻、得到音樂上所需要的三個(gè)八度音程，二極管D3、電阻R28、R29及電容C8組成了IC4－IC9各輸出端的電子門開關(guān)電路，由音階按鍵CK4－CK14和與門集成電路IC10、IC11等組成的音階按鍵邏輯控制電路(3)，如附圖3所示通過操作音階按鍵可改變IC10、IC11的邏輯工作狀態(tài)，此時(shí)IC10、IC11的各輸出端按邏輯功能變化，此變化又去控制數(shù)字式分頻電路(2)各輸出端的電子門開關(guān)電路的工作狀態(tài)。如附圖3所示，音階按鍵邏輯控制電路(3)中的發(fā)光二極管D4及電阻R24等組成了音階發(fā)光顯示電路，隨電路的邏輯變化閃爍發(fā)光。
八度音域電子門開關(guān)電路(4)、如圖4所示，通過控制三個(gè)八度按鍵CK17、CK18、CK19，可將信號輸入到音色濾波及前置放大電路(5)，然后進(jìn)入吹奏電路(6)，經(jīng)音量電位器W5、BG4之后進(jìn)入功率放大電路(7)、最后推動揚(yáng)聲器。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是采用了數(shù)字式音源電路，音階的產(chǎn)生完全依靠一系列的數(shù)字式分頻電路，大大提高了電子笛的音準(zhǔn)，簡化了調(diào)試過程。音階按鍵與音階按鍵邏輯控制電路(3)配合操作來控制音階的變化，提高了電路的可靠性。吹奏電路由于改用以氣息來控制電路輸出電壓的變化，使其接通電子開關(guān)電路，達(dá)到音頭與音尾按照電路包絡(luò)線來變化，并且氣息的強(qiáng)弱能控制音量的大小，因此吐音效果自然逼真。
本實(shí)用新型的
如下圖1是本實(shí)用新型的總電路圖。圖中(1)是音源電路，(2)是數(shù)字式分頻電路，(3)是音階按按鍵邏輯控制電路，(4)是八度音域電子開關(guān)電路，(5)是音色濾波及前置放大電路，(6)是吹奏電路，(7)是功率放大電路。
圖2是圖1中音源電路(1)的放大圖。
圖3是圖1中數(shù)字式分頻電路(2)和音階按鍵邏輯控制電路(3)的放大圖。
圖4是圖1中八度音域電子門開關(guān)電路(4)、音色濾波及前置放大電路(5)、吹奏電路(6)及功率放大電路(7)的放大圖。
圖5是電子笛的外形主視示意圖。圖中(8)是電源指示燈，(9)是電子笛外殼、(10)是音域發(fā)光顯示器，(11)是音色選擇開關(guān)，(12)是音階發(fā)光顯示器，(13)是顯示器外殼，(14)是音階按鍵外殼，(15)是全音按鍵，(16)是半音按鍵，(17)是揚(yáng)聲器，(18)是外接電源插口，(19)是線路輸出插口。
圖6是圖5的后視圖，圖中(20)是吹奏話筒MC，(21)是吊環(huán)，(22)是后蓋板、(23)是音源電路外殼，(24)是變調(diào)開關(guān)，(25)是微調(diào)孔，(26)是吹奏開關(guān)，W5是音量電位器，(27)是電源開關(guān)，(28)是三個(gè)八度音域按鍵，(29)是外殼。
圖7是圖5的右側(cè)視圖。
本實(shí)用新型的實(shí)施例結(jié)合附圖說明如下如圖1所示，音源電路(1)由一塊反相器CD4069集成塊及外圍元件組成，或由一塊六反相器IC1即CD4069集成塊及外圍元件組成，利用其中三個(gè)反相器組成一個(gè)RC振蕩器作主振頻率，一個(gè)反相器組成雙T型RC顫音振蕩器，其余兩個(gè)反相器不用，CD4069輸出的主振頻率輸入到數(shù)字式音律發(fā)生器集成電路IC2即M082的輸入端，M082能夠準(zhǔn)確地輸出音樂所需要的按十二平均律排列的十二個(gè)半音頻率，這十二個(gè)半音頻率分別輸入到數(shù)字式分頻電路中IC4－IC9的輸入端(即1腳與9腳)IC4－IC9是雙二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器CD4520，它可將每個(gè)輸入頻率進(jìn)行四次分頻，即音域上的四個(gè)八度音程，本電路只用了三個(gè)八度音程，CD4520的每個(gè)輸出端都接有一個(gè)電子門開關(guān)電路，這些開關(guān)電路受與門集成電路IC10、IC11輸出端控制，IC10、IC11是型號為CD4073的與門集成電路，而與門集成電路的邏輯工作狀態(tài)又受音階按鍵CK4－CK14的控制、按鍵CK4、CK7、CK8、CK10、CK12、CK13是全音按鍵，CK5、CK6、CK9、CK11、CK14是半音按鍵，電子門開關(guān)電路由二極管D3、R28、R29、C8組成，只有當(dāng)電阻R29兩端有控制電壓時(shí)，二極管D3才會導(dǎo)通，CD4520輸出的信號才會通過?？刂齐妷簛碜訧C10、IC11的各輸出端。
演奏時(shí)，CK3、CK6、CK9、CK11、CK14半音按鍵一般不按動，這樣它的兩個(gè)觸點(diǎn)必然是常閉狀態(tài)，而另一個(gè)點(diǎn)是常開狀態(tài)，常閉點(diǎn)接通＋9伏電源，因此IC10、IC11的相對輸入端為高電平狀態(tài)，其它6只全音按鍵CK4、CK7、CK8、CK10、CK12、CK13與另外5只半音按鍵配合使用來控制與門集成電路CD4073的邏輯工作狀態(tài)。演奏時(shí)與竹笛指法一樣，將左手無名指按住CK4、中指按住CK7、食指按住CK8；右手無名指按住CK10、中指按住CK12、食指按住CK13，這樣就相當(dāng)于按住了竹笛的6個(gè)音孔，半音按鍵不動，只有樂曲需要時(shí)才按動一下?，F(xiàn)在以演奏竹笛的筒音5及6為例來分析音階按鍵的操作和CD4073與門集成電路，電子門開關(guān)電路的邏輯工作狀態(tài)。
當(dāng)全音按鍵CK4按下時(shí)，CK4的1點(diǎn)與2點(diǎn)接通，與之聯(lián)接的電子門開關(guān)電路控制端R29的兩端由于接通＋9伏電源而被打開，此時(shí)電路輸出的音階信號類似竹笛的低音5(即筒音5)，當(dāng)抬起左手無名指時(shí)CK4的1點(diǎn)與2點(diǎn)斷開而與3點(diǎn)接通，這時(shí)CD4073與門集成電路IC10的13腳出現(xiàn)＋9伏的高電平(13、12、11、10腳為一單元，10腳是輸出端，其余三個(gè)腳為輸入端)，而左手的無名指早已將CK7按下，CK7的1點(diǎn)與2點(diǎn)接通到IC10的11腳也出現(xiàn)高電平，CK5是半音鍵未按下，它的1點(diǎn)與3點(diǎn)接通到IC10的12腳也是高電平。此高電平輸入到CD4520IC5的6音階電子門開關(guān)電路的控制端，電子門打開，電路輸出的音階類似竹笛的6音，至此，由音階按鍵與CD4073與門集成電路和電子門開關(guān)電路控制的電子笛的5音與6音演奏轉(zhuǎn)換過程全部結(jié)束。一旦按下左手無名指與門集成電路CD4073中IC10的13腳立刻為低電平，音階6的電子門開關(guān)電路無控制電壓而立即關(guān)閉，此時(shí)出現(xiàn)了類似竹笛的筒音5，以上操作過程只要按竹笛指法演奏，電路就能輸出與竹笛相似的音色與技巧，并將信號輸送到下一級三個(gè)八度音域控制電子門電路。
BG1、D1、CK17、CK18、CK19等元件組成了三個(gè)八度音域的電子門開關(guān)電路，演奏操作時(shí)將左手大拇指分別按動CK17、CK18、CK19三個(gè)八度的音階信號即可通過各自的電子門，由于電路采用RC充放電包絡(luò)形成電路，因此音頭的建立與消失很自然，具有傳統(tǒng)竹笛的效果。CK1是音色選擇開關(guān)，變換CK1將信號送至BG2前置放大器，再經(jīng)音量電位器W5送到CK3，CK3是電子演奏與吹奏轉(zhuǎn)換開關(guān)，當(dāng)按下CK3時(shí)，電路處于吹奏狀態(tài)，對準(zhǔn)話筒MC輕輕吹氣，即可得到類似竹笛的單吐、雙吐、三吐的歡快演奏效果，由于利用了吹氣的強(qiáng)弱變化來控制BG3集電極輸出電壓的變化，從而引起了由二極管D2等元件組成的電子門開關(guān)電路導(dǎo)通程度的大小，而控制了信號通過的強(qiáng)弱，由于電子門開關(guān)電路采用了RC充放電包絡(luò)形成電路，因此吐音干脆利落，感覺自然，同時(shí)能體現(xiàn)出輕重緩急、悠揚(yáng)頓挫的感情變化效果。
信號經(jīng)CK15后輸入到功率放大集成電路IC12的3腳，再通過電容C13至楊聲器。
權(quán)利要求1.一種由音源電路、音源控制電路，音色濾波及前置放大電路組成的電子笛，其特征是，音源電路(1)由一塊六反相器IC1數(shù)字式音律發(fā)生器IC2、雙D觸發(fā)器IC3等組成，六反相器IC1內(nèi)部包含六個(gè)相同的反相器，由數(shù)字式音律發(fā)生器IC2輸出的十二個(gè)半音頻率進(jìn)入到由IC4-IC9雙二進(jìn)制加法計(jì)算器等組成的數(shù)字式分頻電路(2)中，由音階按鍵CK4-CK14及與門集成電路IC10、IC11組成的音附按鍵邏輯控制電路(3)通過操作音階按鍵改變IC10、IC11的邏輯工作狀態(tài)，并控制數(shù)字式分頻電路(2)中電子開關(guān)電路的工作狀態(tài)；八度音域電子門開關(guān)電路(4)通過控制，八度按鍵CK17、CK18、CK19將信號輸入音色濾波及前置放大電路(5)、經(jīng)吹奏電路(6)、功率放大電路(7)推動揚(yáng)聲器。
2.按權(quán)利要求1所述的電子笛，其特征是，音源電路(1)中的IC1可為CD4069，IC2可為M082。
3.按權(quán)利要求1、2所述的電子笛，其特征是，音階按鍵邏輯電路(3)中的IC10、IC11可為CD4073與門集成電路，其中CK4、CK7、CK8、CK10、CK12、CK13是全音按鍵，CK5、CK6、CK9、CK11、CK14是半音按鍵。
4.按權(quán)利要求3所述的電子笛，其特征是，數(shù)字式分頻電路(2)中的IC4－IC9可為CD4520雙二進(jìn)制加法計(jì)算器，每個(gè)輸出端都有一個(gè)由二極管D3、電阻R28、R29及電容C8組成的電子門開關(guān)電路。
5.按權(quán)利要求4所述的電子笛，其特征是，吹奏電路(6)中由二極管D2等元件組成的電子門開關(guān)電路采用RC充放電包絡(luò)形成電路。
專利摘要一種由音源電路、數(shù)字式分頻電路、音階按鍵邏輯控制電路、三個(gè)八度音域電子開關(guān)電路，音色濾波與前置放大電路、吹奏電路、功率放大電路組成的電子笛，用音階按鍵邏輯控制電路，三個(gè)八度音域電子開關(guān)電路，來控制電子笛的操作，是一種演奏指法與竹笛相同，體積小巧、性能可靠、攜帶方便，音色清脆，具有笛膜感，能形象地模擬我國民間竹笛的音色與技巧的電子樂器。
文檔編號G10H5/00GK2054189SQ89207080
公開日1990年3月7日 申請日期1989年5月11日 優(yōu)先權(quán)日1989年5月11日
發(fā)明者孫明 申請人:山西省侯馬市無線電廠