[其他]多种动态声效结构简单的电子乐器

说明书

本实用新型是一种多种动态声效结构简单的电子乐器，特别适用于简易电子乐器和玩具电子乐器的技术领域。

电子乐器能产生出许多非常别致和有幻想色彩的音色，例如“哇音”、“叨音”、“喵音”、“啾音”、“宇宙音”等。但直到目前实现这类音色的电路都比较复杂，以致还只限于在高档电子琴及电子音声合成器中使用。尽管也有一些简化电路，但仍使用了专门的有源器件或电路来构成实现这些声效所必须的压控滤波器。例如：在美国专利US3919648中所述的压控滤波器使用了五只集成电路来达到目的。日本专利JP55－40879使用了专门的放大单元作为动态滤波器的有源电路。

本实用新型的目的是在简易电子琴的基础上，增添少量元器件就能构成一种能产生多种动态频谱声效的电子琴电路，以提高简易电子琴的音色质量增加其音色品种，减低其相对造价。

为达到上述目的，采取了直接在电子琴功率放大级加入动态反馈网络的方法。该网络可由电阻、电容、晶体管、二极管、光敏器件、电位器等元器件以T形、双T形或π形结构构成，其动态特性受电子乐器键控信号及本发明中信号处理电路的控制而起作用。

下面以图（1）为例来说明其工作原理，图中IC1为音律发生器。它的信号从其SC1端输出，加至功率放大器IC2的同相输入端。放大后的信号从IC2的输出端SC2加至扬声器y发音。与此同时在IC2的反相输入端和输出端之间加有电容C1、C2、C3及电阻R1、R2和晶体管BG组成的动态频率特性反馈网络，以形成中心频率可受外加信号而控制的动态带通滤波效果。由于C2和C3之间的对地电阻是用晶体管BG的等效内阻代替的，故当以不同形状的信号电压加于BG的基极时，BG的内阻便产生相应的规律性变化，从而使得该动态带通滤波器的中心频率也作相应的变化，于是在扬声器中发出了各种特殊的动态频谱声效。

在按下琴键K的同时，音律发生器输出的“键控脉冲”信号被送入一个控制电压波形处理电路BC中，将其变为各种函数波形。在本例中可变为对数衰减和对数增长的电压波形。设将开关S置于位置a则晶体管BG平时将处于低阻状态。当按下某一琴键时，BG的内阻将突然变大，然后相应逐渐变小。这种变化将导致动态带通滤波器的中心频率由最低端逐渐移向最高端，就形成了典型的“哇音”效果。

同样可以证明，当S处于b位置时，将产生典型的“叨音”效果。

图2是申请人认为实现本实用新型的最好方法之一。在按下任一琴键时，该音律集成电路IC能在其包络端EN输出突然下跌而后按对数规律上升的电压变化特性，所以只用三个晶体管就可以实现出许多种动态音色效果。

图2中虚线框内所示为控制电压波形处理电路。当开关S1和S3都在各自的a位置时，可以奏出弹奏音色，其效果由R3的值决定。当合上AN1演奏时，从IC1的EN端输出的波形经R4、R5和C4组成的电路“尖化”后再通过R6加到晶体管BG3的基极，使BG3的等效内阻突然变小而后较快地增大。这种变化就使得IC2输出了“喵喵”或“叨叨”的声音。

同样可知，当按下按钮AN2、AN3、AN4时，可以得到其它特殊的音色效果。当把S3置于b端时，由于C6不再与C5并联IC1的EN端输出的包络波形将变得较“尖”，于是在分别按上AN1～AN4时可以得到另一组动态音色。

当开关S1在位置b时，IC1的EN端输出的波形将通过C7R7、R8在BG1的发射极电阻R9上复现，并控制BG2的等效电阻，从而，使IC2输出“哇”音效果。如果再将S2拨在位置b，则由于R7和C8组成的电路的积分作用缓和了包络电压的前沿于是在IC2的输出端得到了“多啊，多啊”的音色。

变更图2虚线内的电路形式，可以得到更多的音色变化。

本实用新型同已有的动态音色形成方法相比，有以下优点：

1、显著节约了有源器件的数量，对简易电子琴和儿童电子琴则显得优为有利。

2、由于动态反馈在功放级实现，而功放IC有着较高的总增益且其输出阻抗很低，故使得由此法形成的带通滤波器有较高的Q值，从而加强了动态音色效果。

3、免除了由于有源器件的增加所带来的噪音，使电子琴有更为纯美的音色。

4、采用此法构成的电路，可以生产出成本低廉的简易电子琴。

5、如果在演奏中变化着或交替着按动AN1～AN4，则可以奏出瞬即变化的音色或奏出有节奏感的某种音色。

6、用第5条所述的方式演奏时，可以培养演奏者两手同时配合使用的能力，并能表现出不同演奏者的演技水平。

图3是申请人认为实现该实用新型的最好方式之二。图3与图2不同的地方仅在于省去了图2的一只晶体管BG2，而将图2BG1的电路改为图3BG1的反相放大器方式。因此，可使IC的EN端输出的控制电压倒相180°，达到产生“哇音”效果的目的。当S1在b位置时的一组声效和图2对应位置完全一样，不再复述。