一种辅助练声定音方法及其装置的制作方法

专利名称：一种辅助练声定音方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及练声定音技术领域。特别是可实现练声，对乐器、人发练声或校验定音和演奏节拍等的一种辅助练声定音方法及其装置。
我们知道，对学习声乐的人来说，练声则是最基本的训练内容之一。往往是由老师领唱，学生跟唱，这里就涉及学生跟唱的走调量问题。又如各类乐器的调音或定音，通常都是由经过严格训练且经验丰富的专业人员(如校音师、调琴师)来完成。即使如此，也存在约3％甚至更高的误差(或称走调量)，对于业余爱好者即普通学习音乐的入，其误差(或称走调量)就更大，这里也涉及走调量的问题。走调量一般可定义为当一个音到来时，其偏离标准音调的频率量与相邻两音调间的频率差相比的百分数。如C调标准音为261.1，B调标准音246.9，C与B调间频差为C－B-14.7。如果被测音实测频率f是261为C调，则走调量为(C—f)/(C—B)＝(261.6—261)/14.7＝4％。这样对乐器的调音或定音存在较大的人为因素。因而调音的准确与否取决于调琴师的经验，难于保证调音的准确度。现有市场上销售的定音器一般是采用定时频率计数的方式，只能记录定时内整数波。测音时可能丢失一个波，误差很大，如计频定时为1秒，测中音C调，最大测量误差可达1/14.7＝16.5％，低音误差可达20％以上。此外，这种定音器测出的结果为频率值，需与音频频谱表对照才能知道该音调及其走调量。
本发明针对现有技术的情况，提供一种辅助练声定音方法及其装置。其测量精度高，测量误差小于1％，使用方便，可直观地通过显示器显示被测音的音调和走调量(如高低音、升半音、正负指标、走调量指标、被测音音调等)，并且可作练声器、定音器和节拍器等。
本发明是通过下列方式予以实现的一种辅助练声定音方法，通过单片机等电子元件实现，其特征在于发声装置发出练声基准音，练声者跟随发出练声，定音装置将练声者跟随发出的练声与发声装置发出的练声基准音作比较运算，如果运算结果超出设定的走调量，发声装置重新发出练声基准音，练声者再次跟随发出练声，定音装置再次进行比较运算如果运算结果仍超出设定的走调量，则再次重复前述过程；如果运算结果未超出设定的走调量，发声装置将练声基准音升高或降低发出新的练声基准音，重复前述的练声、定音过程，重复次数自行设定。
所说的定音装置将练声者跟随发出的练声与发声装置发出的练声基准音作比较运算是通过下述方法实现的被测音即跟随发出练声经整形后输入单片机，取样允许信号到来时被取样，并经过软件滤波后，通过过零测频测得被测音频率，将被测音与练声基准音作比较运算确定音调及走调量，最后显示器作相应的显示。
所说的显示器可以有两种方式进行显示，第一种方式以英文字母显示A、B、C、D、E、F、G音调及其用“#”字显示的升半音，以及用“+”或“-”号显示正或负走调量和用阿拉伯数字显示的走调量的百分比。
所说的显示器可以有两种方式进行显示，第二种方式以五线谱显示A、B、C、D、E、F、G音调及其升半音，以及用“+”或“-”号显示正或负走调量和用阿拉伯数字显示的走调量的百分比。
所说的发声装置可以对发出的练声基准音实现快慢调节，即可调定练声速度。
所说的定音装置将练声者跟随发出的练声与发声装置发出的练声基准音作比较运算，如果运算结果未超出设定的走调量，则发声装置将练声基准音升高或降低半音发出新的练声基准音。
实现上述方法的装置，由单片机等电子元件构成，其特征在于拾音电路的信号输出端按单片机的信号输入端，单片机的信号输出端经功率放大电路接扬声器，单片机的数据接线端接锁存器、存储器和译码器，译码器接显示器。
本发明具有如下优点1、测量精度高，测量误差小于1％。
2、使用方便，准确直观，即通过显示器直接显示被测音的音调和走调量(如高低音、升半音、正负指标、走调量指标、被测音音调等)。
3、功能较多，可用作练声器、定音器和节拍器等。
4、外形尺寸小巧，便于携带，且制造成本较低，适合广大音乐工作者及业余爱好者使用，便于推广应用。


图1是本发明的练声方法流程图。
图2是本发明的定音方法的流程图。
图3是本发明实现辅助练声定音方法的装置最佳实施例电路原理图。
图4、5是本发明的辅助练声定音方法的装置的显示器两种显示方式示意图(前者为英文字母显示A、B、C、D、E、F、G音调及其用“#”字显示的升半音，以及用“+”或“-”号显示正或负走调量和用阿拉伯数字显示的走调量的百分比；后者为五线谱显示A、B、C、D、E、F、G音调及其升半音，以及用“+”或“-”号显示正或负走调量和用阿拉伯数字显示的走调量的百分比)。
图中1比较器(LM393)、2拾音电路(由扬声器S1、比较器1、电阻R2构成)、3单片机(8031)、4存储器(2764)、5锁存器(74LS373)、6和7为译码器(74LS273)、8显示器、9高低音显示、10升半音符号(“#”)、11正负走调量显示(负号“-”为走调低于正常标准音，正号“+”为高于正常标准音，此处可不显示“+”号)、12走调量百分比显示、13音调显示(第一种为英文字母显示，如C调，可以是A、B、C、D、E、F、G等见图4示，另外还有一种为五线谱显示，如图5示)。
上述图3为实现本发明的实施例电路原理图。扬声器S1、比较器1(选用LM393)、电阻R2构成拾音电路2。三极管N1、电阻R1、电容C4构成的放大电路与扬声器S1作为发声装置。单片机3(选用8031)、存储器4(选用2764)、锁存器5及译驱器6和7(选用74LS373及74LS273)构成定音装置，通过内部程序的设定实现练声与基准音的比较运算。显示器8与译码器6和7相连，显示器8可以有两种显示方式(英文字母直接显示和五线谱显示)如图4、5所示。
下面通过叙述实施例的工作过程给出辅助练声定音方法的最佳工作方式。首先由放大电路和扬声器S1构成的发声装置在单片机构3的控制下发出练声基准音，其中练声基准音可以实现快慢调节并有多种练声基准音可供选择，练声者跟随发出的练声，拾音电路2将拾得的信号整形后输入到定音装置中的单片机3，单片机3将输入的信号滤波、通过过零测频测得被测频率，将被测音与练声基准音作比较运算，如果运算结果起出设定的走调量A％，显示器8对音调和走调量作定显，发声装置重新发出练声基准，练声者再次跟随发出练声，定音装置再次进行比较运算，如果运算结果仍超出设定的走调量A％，则再次重复前述过程；如果运算结果未超出设定的走调量A％，则显示器8作出显示，通过预先设定的程序，单片机3将基准音升高半音控制发声装置发出新的练声基准音重复前述的练声、定音过程，直到达到设定的音域后回到起始音，重复前述过程。另外，上述的走调量A％，通常A＝1、2……9等，对于钢琴等键盘乐器和厂家定音时选A＝1，弦乐等可选A＝1或A＝2，人唱的音，特别是业余水平可选更大的A值，通过A值的选择还可考核表演声、器乐者的水平。
权利要求
1.一种辅助练声定音的方法，通过单片机等电子元件实现，其特征在于发声装置发出练声基准音，练声者跟随发出练声，定音装置将练声者跟随发出的练声与发声装置发出的练声基准音作比较运算，如果运算结果超出设定的走调量，发声装置重新发出练声基准音，练声者再次跟随发出练声，定音装置再次进行比较运算如果运算结果仍超出设定的走调量，则再次重复前述过程；如果运算结果未超出设定的走调量，发声装置将练声基准音升高或降低发出新的练声基准音，重复前述的练声、定音过程，重复次数自行设定。
2.如权利要求1所述的一种辅助练声定音方法，其特征在于所说的定音装置将练声者跟随发出的练声与发声装置发出的练声基准音作比较运算是通过下述方法实现的被测音即跟随发出练声经整形后输入单片机，取样允许信号到来时被取样，并经过软件滤波后，通过过零测频测得被测音频率，将被测音与练声基准音作比较运算确定音调及走调量，最后显示器作相应的显示。
3.如权利要求2所述的一种辅助练声定音方法，其特征在于所说的显示器可以有两种方式进行显示，第一种方式以英文字母显示A、B、C、D、E、F、G音调及其用“#”字显示的升半音，以及用“+”或“-”号显示正或负走调量和用阿拉伯数字显示的走调量的百分比。
4.如权利要求2所述的一种辅助练声定音方法，其特征在于所说的显示器可以有两种方式进行显示，第二种方式以五线谱显示A、B、C、D、E、F、G音调及其升半音，以及用“+”或“-”号显示正或负走调量和用阿拉伯数字显示的走调量的百分比。
5.如权利要求1所述的一种辅助练声定音方法，其特征在于所说的发声装置可以对发出的练声基准音实现快慢调节。
6.如权利要求1所述的一种辅助练声定音方法，其特征在于所说的定音装置将练声者跟随发出的练声与发声装置发出的练声基准音作比较运算，如果运算结果未超出设定的走调量，则发声装置将练声基准音升高或降低半音发出新的练声基准音。
7.一种实现权利要求1-6所述方法的装置，由单片机等电子元件构成，其特征在于拾音电路的信号输出端接单片机的信号输入端，单片机的信号输出端经功率放大电路接扬声器，单片机的数据接线端接锁存器、存储器和译码器，译码器接显示器。
全文摘要
本发明涉及一种辅助练声定音方法及其装置。通过单片机等电子元件实现，其特征是发声装置发出练声的基准音，练声者跟随发出练声，定音装置将二者比较运算，如超出设定走调量重量前述过程再进行比较运算；如未超出发声装置将练声基准音升或降发出新的练声重复前述练声、定音过程、重复次数自行设定。具有测量精度高，使用方便，直观准确，尺寸小，便于携带，可用作练声器、定音器和节拍器多种功能等特点。
文档编号G09B15/00GK1126863SQ9511399
公开日1996年7月17日 申请日期1995年12月15日 优先权日1995年12月15日
发明者路丹阳 申请人:路丹阳