專利名稱：數(shù)字式校音儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型應(yīng)用于樂器基音的調(diào)整。
目前樂器的校音，例如鋼琴、提琴、吉他等樂器的調(diào)弦校音，均是依靠人的聽覺判斷。但人對樂器基音的判斷能力是因人而異的，里面有能力的差異，而且同一個人的聽覺判斷也是隨環(huán)境、情緒、年齡等因素而變化的，今天校準(zhǔn)的樂器，明天可能感覺不佳，特別是初學(xué)者，更難把握。因此非常普遍的情況是要調(diào)整好一架鋼琴的基音要找到一個經(jīng)驗豐富的調(diào)音師，常常要大費周折。
本實用新型的目的是設(shè)計制造數(shù)字式校音儀，以改進(jìn)目前樂器的校音依靠人的聽覺判斷的不足。
本實用新型的目的是這樣達(dá)到的數(shù)字式校音儀，本實用新型的特征在于由輸出到放大器輸入端的麥克風(fēng)、輸入端與麥克風(fēng)相接的放大器、與放大器輸出端和比較器輸入端和單片機(jī)控制線相接的可編程帶通、輸入端與可編程帶通相連而輸出端與單片機(jī)相連的比較器、控制線接可編程帶通并與顯示屏及鍵盤及比較器相連的單片機(jī)、與單片機(jī)相連的顯示屏、與單片機(jī)相連的鍵盤所組成。
采取以上措施的本實用新型，能測出樂器發(fā)出的音律基音頻率并顯示其對應(yīng)的基音頻率，這樣，使用者可將其與標(biāo)準(zhǔn)基音頻率比較，調(diào)節(jié)樂器的基音直到與標(biāo)準(zhǔn)基音頻率差值為零，高質(zhì)量地完成樂器的校音。
下畫再結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的詳述附


圖1是本實用新型的電路方框圖；附圖2是本實用新型實施例一的標(biāo)準(zhǔn)8051單片機(jī)系統(tǒng)圖；附圖3是本實用新型實施例一的顯示屏電路圖；附圖4是本實用新型實施例一的健盤電路圖及集成塊退耦電容圖；附圖5是本實用新型實施例一的麥克風(fēng)、放大器、可編程帶通及為可編程帶通設(shè)置分頻比的電路圖；附圖6是本實用新型實施例一的比較器的電路圖；附圖7是本實用新型的軟件流程圖；附圖8是本實用新型實施例二的單片機(jī)、顯示屏、鍵盤及退耦電容的電路圖；附圖9是本實用新型實施例二的麥克風(fēng)、放大器、可編程帶通及可編程帶通分頻比、比較器和發(fā)聲的電路圖。
參考以上附圖。附
圖1給出了本實用新型的具體結(jié)構(gòu)電路方框，單元電路均可采用標(biāo)準(zhǔn)集成元件。本實用新型的工作原理是用一可編程帶通，當(dāng)要檢測任一音律信號時，單片機(jī)將帶通中心頻率值設(shè)置為此音律基音頻率值，并與麥克風(fēng)及放大器性能相配選取合適的Q值，這樣麥克風(fēng)拾取的信號，只有該音律基音頻率符近的信號才能通過帶通，為了提高其抗干擾能力，在帶通后加一比較器，將干擾信號排除并整形后再加入到單片機(jī)內(nèi)。這樣，在樂器發(fā)出相應(yīng)的音律時，單片機(jī)根據(jù)所設(shè)定的采樣時間及所采到的脈沖個數(shù)，計算出相應(yīng)的基音頻率，該音律的頻率值＝脈沖個數(shù)/采樣時間，再將標(biāo)準(zhǔn)頻率減所測頻率，得出其偏差，調(diào)音者可據(jù)此調(diào)節(jié)該音律，直到偏差值接近零為止。在附
圖1中，單線為信號線，雙線為控制線。信號由麥克風(fēng)開始到單片機(jī)結(jié)束；控制信號由單片機(jī)發(fā)出到可編程帶通，設(shè)置可編程帶通的各項參數(shù)。單片機(jī)為整個系統(tǒng)的控制中心。音律信號由麥克風(fēng)拾取，經(jīng)放大器放大后，到可編程帶通，再到比較器進(jìn)入單片機(jī)。此時的信號是單片機(jī)所指定的任一音律基音頻率符近的脈沖波，單片機(jī)根據(jù)所設(shè)定的采樣時間及所采到的脈沖個數(shù)，即可計算出其指定的音律頻率值。
附圖2、附圖3、附圖4、附圖5和附圖6組合一起即構(gòu)成了本實用新型實施例一的完整電路圖。在附圖2中，U3-1、U3-2、U3-3構(gòu)成一標(biāo)準(zhǔn)8051系列單片機(jī)系統(tǒng)。其中U3-1為LG公司生產(chǎn)的內(nèi)含8KOTP的97C52 CPU；U3-2為地址鎖存器74HC373；U3-3為2K的RAM6116；E3-1、R3-1組成一啟動復(fù)位電路；晶振CR3-1及電容C3-1、C3-2組成一振蕩電路。在附圖3中，LCD3-1為通用一行16列的點式液晶顯示器；R3-2及R3-3組成通用液晶顯示器的驅(qū)動電壓。在附圖4中，C3-3至C3-8為全部圖中各集成塊的退耦電容； R3-4及R3-5和10個開關(guān)則組成一鍵盤，共有10個鍵，分別為c/C、d/D、e/E、f/F、g/G、a/A、b/B、1-5、#/b、CY，各鍵這樣定義除CY測音鍵及1-5鍵外，均是第一次按鍵是‘/’左邊字母，再按一次為‘/’右邊的字母，可循環(huán)按壓；1-5鍵則是第一次按是1，再按是2，一直按壓，則分別為3、4、5，空格(零)再按，則循環(huán)；CY鍵按下，則開始測所指定的音律。在附圖5中，U4-1為MAXIM公司的通用可編程帶通MAX261，其中已帶有一運算放大器，與電容C4-1、E4-2、C4-2、E4-3、電阻R4-4、R4-5、R4-2及R4-3共同構(gòu)成一完整帶通電路及運放電路；U4-2為鎖存器74HC373、U4-4為可編程分頻器CD4569，二者共同組成一任意分頻比(從1至256)的鎖存器，將ALE信號變成任意分頻比的輸出FCK，供給可編程帶通使用，以適應(yīng)所測頻率的變化。麥克風(fēng)M4-1及電阻R4-1、電容E4-1共同組成一拾音及電平轉(zhuǎn)換電路。在附圖6中，U4-6為時基NE555，與電阻R4-10、電容C4-5、C4-6及電位器P4-1共同構(gòu)成一比較器，調(diào)整電位器P4-1，可以取任意比較電平值。各管腳的聯(lián)接關(guān)系(包括圖2至圖6)順著標(biāo)識符找即可。如標(biāo)識附為DB1，則表示所有圖中的標(biāo)有DB1處的管腳均聯(lián)接在一起。附圖7給出了配合本實用新型的軟件流程圖依次是，檢測按鍵根據(jù)其所設(shè)定的面板值，檢測所輸入的各按鍵值；顯示基音頻率根據(jù)所指定的音律值，取出參數(shù)，顯示其基音標(biāo)準(zhǔn)頻率；設(shè)置帶通參數(shù)根據(jù)其所指定音律的參數(shù)，通過控制線送入帶通，設(shè)置相應(yīng)參數(shù)；檢測該音律頻率根據(jù)所指定采樣時間及所采到的脈沖個數(shù)，計算出該單律頻率值，該音律的頻率值＝脈沖個數(shù)/采樣時間；顯示與標(biāo)準(zhǔn)頻率之差將所得的頻率減標(biāo)準(zhǔn)頻率，并顯示。
附圖8和附圖9給出了本實用新型實施例二的完整電路圖，實施例二是實施例一功能的擴(kuò)充，增加了發(fā)標(biāo)準(zhǔn)音和節(jié)拍器的功能。實施例二發(fā)標(biāo)準(zhǔn)音原理用一可編程帶通，當(dāng)要發(fā)任一音律時，將帶通中心頻率值設(shè)置為此音律基音頻率值并選取合適的Q值，由單片機(jī)發(fā)出一相應(yīng)該音律基音頻率的方波到帶通的輸入端，這樣帶通輸出的信號即是要發(fā)的音律基音的正弦波，經(jīng)功率放大后，驅(qū)動喇叭發(fā)音即可；發(fā)節(jié)拍器功能原理其發(fā)音原理與發(fā)標(biāo)準(zhǔn)音相似，所不同的是節(jié)拍器發(fā)音有重音、次重音、非重音，分別有相應(yīng)的中心頻率及Q值。單片機(jī)根據(jù)所設(shè)定的節(jié)奏(速度)及拍子，按其時間及順序要求發(fā)出相應(yīng)節(jié)拍即可。在附圖8中U5-1、U5-2、U5-3構(gòu)成一標(biāo)準(zhǔn)8051系列單片機(jī)系統(tǒng)。其中U5-1為LG公司生產(chǎn)的內(nèi)含8KOTP的97C52 CPU；U5-2為地址鎖存器74HC373；U5-3為2K的RAM6116；LCD5-1為通用一行16列的點陣式液晶顯示器；C5-3及C5-9為各集成塊的退耦電容；r5-2及R5-3組成通用液晶顯示器的驅(qū)動電壓；R5-4和R5-5和12個開關(guān)則組成一鍵盤，共有12個鍵，分別為(c/C)/1、(d/D)/2、(e/E)/3、(f/F)/4、(g/G)/5、(a/A)/6、(b/B)/7、(1-5)/8、(#/b)/9、FY/0、CY/PZ、ZZ鍵，各鍵這樣定義在“()”中的值為測音及發(fā)音時的值，第二個“/”后的則為節(jié)拍狀態(tài)下的值，如(c/D)/1，在‘ZZ’(節(jié)拍鍵)未按下時，第一次按壓此鍵，則表示為小寫c，再按一次，則為大寫C，可循環(huán)使用，當(dāng)按下節(jié)拍鍵時，則為‘1’。三個特殊鍵名為FY/0、CY/PZ、ZZ，第一個是發(fā)音/0；第二個是測音/拍子；第三個是節(jié)拍功能，此鍵按下，所有鍵則變成第二功能。
在附圖9中，U6-1為MAXIM公司的通用可編程帶通MAX261，其中已帶有一運算放大器，與電容C6-1、E6-2、C6-2、E6-3、電阻R6-4、R6-5、R6-2及R6-3共同構(gòu)成一完整帶通電路及放大電路；U6-2為鎖存器74HC373、U6-4為可編程分頻器CD4569，二者共同組成一任意分頻比(從1至256)的鎖存器，將ALE信號變成任意分頻比的輸出FCK，供給可編程帶通使用，以適應(yīng)所測頻率的變化；U6-3為CD4053為三2通道模擬開關(guān)，用于選擇是輸出標(biāo)準(zhǔn)音信號還是輸入所指定音律信號；U6-5為功率放大器LM386，與電容C6-3、E6-4、E6-5、E6-6，電阻R6-8、R6-9組成一完整功放，驅(qū)動喇叭SPEAK6-1發(fā)音；U6-6為時基NE555，與電阻R6-10、電容C6-5、C8-6及電位器P6-1組成一比較器，調(diào)節(jié)P6-1，可改變比較電平；麥克風(fēng)M1及電阻R6-1、電容E6-1共同組成一拾音及電平轉(zhuǎn)換電路。附圖8、附圖9中，各管腳的聯(lián)接關(guān)系順著標(biāo)識符找即可。
權(quán)利要求1.數(shù)字式校音儀，本實用新型的特征在于由輸出到放大器輸入端的麥克風(fēng)、輸入端與麥克風(fēng)相接的放大器、與放大器輸出端和比較器輸入端和單片機(jī)控制線相接的可編程帶通、輸入端與可編程帶通相連而輸出端與單片機(jī)相連的比較器、控制線接可編程帶通并與顯示屏及鍵盤及比較器相連的單片機(jī)、與單片機(jī)相連的顯示屏、與單片機(jī)相連的鍵盤所組成。
專利摘要數(shù)字式校音儀,本實用新型的特征在于:由麥克風(fēng)、放大器、可編程帶通、比較器、單片機(jī)、顯示屏和鍵盤所組成。本實用新型能測出樂器發(fā)出的音律基音頻率并顯示該音律對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)頻率,使用者可將其與標(biāo)準(zhǔn)基音頻率比較,調(diào)節(jié)樂器的基音頻率直到與標(biāo)準(zhǔn)基音頻率差值為零,高質(zhì)量地完成樂器的校音。
文檔編號G10H7/02GK2382099SQ9921510
公開日2000年6月7日 申請日期1999年6月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月14日
發(fā)明者姚普糧, 陳欽如 申請人:姚普糧, 陳欽如