专利名称：多功能电子古筝的制作方法
技术领域：
本实用新型公开了一种外型和民族乐器相似，可以演奏出摇指音，压滑音、弹拨乐器和管乐器效果的民族电子乐器。
我国的民族乐器古筝是具有浓厚民族特色的传统演奏乐器，它音色优美、表现力丰富，但在演奏过程中存在有转调困难，调音复杂、音域受弦的限制、音量偏小和携带不方便等缺点。
本实用新型的目的是作一种具有转调方便、调音简单、可转换多种音色、音域可扩展、功能多、携带方便的民族电子乐器——多功能电子古筝。
本实用新型的外型和民族乐器古筝基本相似(参见图1)，琴体由演奏部分和音箱两部分组成，两部分可以折叠、以便于携带。在演奏部分的琴体有按五声音阶排列控制音阶的二十一根琴弦7，琴弦本身不发音作用只是控制音阶；有用于转调的九个转调控制点2和转换音域的三个音域转换控制点14；有和琴体内触模式演奏系统相接的二十一个触模式控制点6，可以演奏出摇指音和管乐器的效果，二十一个触模点和二十一根琴弦一一对应；五根压滑音控制弦16用于产生压滑音、上下滑音效果；演奏部分的琴体还有颤音速度旋扭5、颤音强度旋扭4、摇指音速度旋扭3、余音控制旋扭8、打击乐音量旋扭9、节奏速度旋扭10、演奏音量旋扭11和总音量旋扭12，另外摇指音平直音转换控制点1、转调控制点2、自动打击乐节奏选择控制点13、音域转换控制点14、音色转换控制点15、均由数字电路和触模开关控制。
本实用新型的线路部分主要由(参见图2)主振荡器(Fl·g2、Fl·g3、Fl·g4、Fl·g5、Fl·g6)、颤音发生器Fl·g1、分频器Fl·g13、包络门电路Fl·g16、音色滤波器Fl·g17、音色选择控制系统Fl·g18，自动打击乐伴奏系统(FL·g19、Fl·g20Fl·g21、Fl·g22、Fl·g23)、音频放大器Fl·g24、功率放大器Fl·g25、音箱Fl·g26等部分组成。本实用新型的特点是五个主振荡器(Fl·g2、Fl·g3、Fl·g4、Fl·g5、Fl·g6)产生五声音阶，音名分别为1-2-3- -5-6-五个音的最高频率，其频率分别为Fl·g2-916·72KHZ；Fl·g3-1034KHZ；Fl·g4-1160·28KHZ；Fl·g5-1379·84KHZ；Fl·g6-1548·8KHZ；五个主振荡器均采用由1/2六非门CD4069构成的多谐振荡器(图3中的IC1、IC2、IC3、IC4、IC5)。压滑音效果的产生是由琴体上五根压滑音控制弦16通过机械传动控制图2中的w3C、w3D、w3E、w3G、w3A的变化而得使频率随之变化而产生压滑音效果，变化范围为四度音。多功能电子古筝还具有独具的特色(1)触模式转调控制器Fl·g7是由IC26、IC27、IC28(均为双4输入端或门CD4072)、R19～R27组成触模式编码器，其控制端KC、KD、KE、KF、KG、KA、KB、
Kb和琴体上九个转调控制点2相接，其输出端和IC13(三态R-S锁存触发器CD4043)相接。IC13的输出端QA、QB、QC、QD和译码器IC12(CD4514)的地址愉入端A、B、C、D相接。转调系统Fl·g9是由IC7、IC8、IC9、IC10、IC11(均为BH213)组成。它们的十二个控制端并联起来和转调译码器IC12的十二个输出端y0、y1、y2、y3、y4、y5、y6、y9、y10、y12、y13、y14对应相接。当手指触模琴体上转调控制点2任一点时，编码器输出一个四位二进制数字进入锁存器IC13锁存，其输出端将此数字送给转调译码器的输入端A、B、C、D、经IC12译码其输出端对应通道呈高电位，控制转调系统Fl·g9的转调控制端，转调系统Fl·g9的五个输入端(参见图3)cp1、cp2、cp3、cp4、cp5对应与五个主振荡器(Fl·g2 Fl·g3 Fl·g4、Fl·g5 Fl·g6)输出端相接。音名分别为1-2-3-5-6，转调系统Fl·g9(IC7、IC8、IC9、IC10、IC11)的输出端对应输出经过转调处理后的音名为1-2-3-5-6-五声音阶的五个频率。它们和音域转换系统Fl·g12(IC14、IC15、IC16、IC17、IC18)的输入端cp6、cp7、cp8、cp9、cp10对应相接，音域转换控制系统Fl·g10是由IC29(四-2输入端或门CD4071)、R28～R30、触模点K1、K2、K3所组成，触模点K1、K2、K3和琴体上控制点l4相接，IC29的输出端和IC20(1/2三态R～S锁存触点器CD4043)相接，音域转换系统Fl·gl2由ICl4、IC15、ICl6、IC17、IC18(均为BH214)组成，它们的三个控制端并联起来和音域转换译码器Fl·g11(IC19译码器CD4555)输出端y0、y1、y2相接，工作原理与转调系统相同，音域转换系统Fl·g12(IC14、IC15、IC16、IC17、IC18)的输出端对应输出经过音域转换处理后，音名为1-2-3-5-6-五声音阶的五个频率，它们和分频器Fl·g13(IC21、IC22、IC23、IC24、IC25)的输入端cp11、cp12、cp13、cp14、cp15对相接。经过分频处理后、分频器Fl·g13的五个输出端输出五组音，IC21输出 五个音，IC22输出 四个音，IC23输出 四个音、IC24输出 四个音IC25输出 四个音，共计二十一个音和包络门电路Fl·g16的音名输入端对应相接。
触模式演奏系统Fl·g15由BG1、IC30、R31、C8、D1、触模点X组成的触模式门控电路，共计二十一个这种相同电路；和由IC38、R35、R36、R37、w5、C30、C31、D3所组成的摇指音脉冲发生器；以及由IC37、R38、R39、D4、D5所组成的摇指音、平直音转换电路而组成。(参见图4、图6)触模式门控电路中的触模点X和琴体上二十一个控制点6相接，BG1的发射极接在工作电源v+上，当手指触模BG1基极X触模点时感应电压经BG1放大、C8滤与门IC30的输入端N点为高电位时，如果与门IC30输入端M是高电位IC30输出端就输出高电位，如果与门IC30输入端M是脉冲，IC30输出端则输出脉冲，前提首先是IC30输入端N是高电位，与门IC30的输入端M和脉冲发生器回路(IC38、R35、R36、R37、w5、C30、C31、D3)中的D3及摇指音、平直音转换电路(IC37、R38、R39、D4、D5)中的D4、R40的公共点M相接，如图6所示当手指触及KP点时，公共点M输出高电位，产生平直音；当手指触及KT点时，公共点M输出脉冲产生摇指音； w5是控制摇指音脉冲发生器频率的，w5和琴体上摇指音速度控制旋扭3相接，KP、KT和琴体上摇指音、平直音控制点1相接，图4中与门IC30的输出通二极管D，由S点和包络门电路Fl·g16(IC32～IC36)的控制端S相接。
弦控演奏系统Fl·g14是由和琴体上琴弦8相连接的压电器件y、三极管BG2、BG3、IC31(CD4050)、R32、R33、二极管D2组成，(参见图4)共有这种二十一个相同电路，和二十一个相同的触模式门控电路(BG1、IC30、R31、C8、D1、X点)一一对应，BG2、BG3的集电极和工作电源v+相接，IC31(CD4050)的输出端通过二极管D2由S点和包络门电路Fl·16的控制端S相接，二十一个压电器件y和琴体上的二十一根琴弦7一一相接。当弹奏琴体上琴弦7时，琴弦7所受的压力传给压电器件y，压电器件y产生脉冲电压，经BG3、BG2放大、输入给IC31的输入端，其输出端输出一个正脉冲，通过二极管D2由S端输出给包络门电路Fl·g16的控制端S。如图5所示包络门电路Fl·g16由IC32IC33、IC34、IC35、IC36(均为BH501)，C9～C29组成。其音名输入端和分频器Fl·g13(IC21、IC22、IC23、IC24、IC25)的输出端对应相接，包络门电路Fl·g16的输出端DC、DD、DE、DG、DA并联起来和音色滤波器Fl·g17相接，包络门电路Fl·g16的延音控制端GC、GD、GE、GG、GA并联起来和R34相接，由w4控制余音的长短，w4和琴体上余音控制旋扭8相接，自动打击乐伴奏系统(Fl·g19、Fl·g20、Fl·g21、Fl·g22、Fl·g23)其中Fl·g20是节拍振荡器(CD4069集成电路)，Fl·g19是计数器(CD4024)，Fl·g21是存信息器(2716EpROM)，Fl·g22是节奏选择控制器(由CD4072×3、CD4043组成)，Fl·g23是打击乐发生器。
本实用新型音域可扩展、转调方便、携带方便、弦控演奏系统和触摸式演奏系统可同时演奏，可形成管乐器和弹拨乐器合奏效果，自动打击乐伴奏配有民族打击乐节奏、音色可选择古筝竖琴、钢琴，竹笛、长笛、黑管、电子琴等音色，可用一种指法演奏12个调，可转换三个音域、作为高音筝、低音筝、中音筝三种、适于伴奏、独奏、合奏、是典型的民族电子乐器。
图1是本实用新型的外形图。
1-摇指音、平直音转换控制点(两个、即图6中KP、KT)；2-转调控制点(九个，即图3中的KC、KE、KD、KF、KG、KA、
Kb)；3-摇指音速度控制旋扭(即图6中的w5)；4-颤音强度控制旋扭(即图3中的w2)；5-颤音速度控制旋扭(即图3中的w1)；6-触摸式溢奏系统控制点(即21个图4中的X点)；7-琴弦(共二十一根和图4中的压电件y通过机械传动相接)；8-余音控制旋扭(即图5中的w4)；9-打击乐音量旋扭；10-节奏速度旋扭；11-演奏音量旋扭，12-总总音量扭；13-自动打击乐节奏选择控制点(共八个)；14-音域转换控制点(共三个即图3中的K1、K2、K3)；15-音色选择控制点(共八个)；16-压滑音控制弦(共五根通过机械传动带动图2中的w3C、w3D、w3E、w3G、w3A具体电路对应于图3的w3C、w3D、w3E、W3G、w3A)；17-扬音器；18-踏板插孔；19-线路输出插孔；20-电源插孔；21-琴体折叠交界。
图2为本实用新型的总体方框图。
图3为本实用新型主振荡器，转调系统、音域转换系统电路图。
图4为本实用新型触摸式门控电路和弦控演奏系统控制电路图。
图5为包络门电路和分频器电路图。
图6为摇指音脉冲发生器和摇指音、平直音转换控制电路图。
权利要求1.多功能电子古筝，琴体外型和民族乐器古筝基本相似，琴体由演奏部分和音箱部分组成，两部分可以折叠，琴体上有按五声音阶排列的二十一根弦(7)和产生压滑音的五个控制器(16)，上述多功能电子古筝的电路部分主要由颤音发生器Fl·g1、分频器Fl·g13、包络门电路Fl·g16、音色泸波器Fl·g17、音色选择器Fl·g18、自动打击乐伴奏系统(Fl·g19、Fl·g20、Fl·g21、Fl·g22、Fl·g23)、音频放大器Fl·g24、功率放大器Fl·g25音箱26组成，其特征在于上述多功能电子古筝还具有(α)、由五个主振器(Fl·g2、Fl·g3、Fl·g4、Fl·g5、Fl·g6)组成的五声音阶发生回路，Fl·g2、Fl·g3、Fl·g4、Fl·g5、Fl·g6的颤音控制端(ep1、ep2、ep3、ep4、ep5)并接在一起和颤音发生器Fl·g1相接，五个压滑音控制电位器w3C、w3D，3E、w3G、w3A和琴体上五根压滑音控制弦16相接，上述五个主振器(Fl.g2、Fl·g3、Fl·g4、Fl.g5、Fl·g6)的输出端和转调系统Fl·g9的五个输入端相接；(b)、用于转调的触模式转调控制器Fl·g7、转调译码器Fl·g8、转调系统Fl·g9，上述转调系统Fl.g9的五个输入端和五个主振器(Fl·g2、Fl.g3、Fl.g4、Fl·g5、Fl·g6)的五个输出端相接，Fl·g9的五个输出端和音域转换系统Fl·g12的五个输入端相接；上述触模式转调控制器Fl·g7一端和琴体上的九个转调控制点2相接，另一端和转调译码器Fl·g8的输入端相接；转调码器Fl·g8的输出端和转调系统Fl·g9相接；(c)、用于转换音域的Fl·g12、音域转换控制器Fl·g10、音域转换译码器Fl·g11，上述音域转换控制器Fl·g10一端和琴体上的三个音域控制点14相接，另一端和音域转换译码器Fl·g11相接，音域转换译码器Fl·g11的另一端和音域转换系统Fl·g12的控制端相接，音域转换系统Fl·g12的输出端和分频器Fl·g13的输入端相接；(d)、触模式演奏系统Fl·g15，触模式演奏系统Fl·g15一端和琴体上的二十一根触摸点6相接，一端和包路门电路Fl.g16的控制点相接，另一端和琴体上的摇指音、平直音控制点1相接；(e)、弦控演奏系统Fl·g14一端和琴体上的二十一根弦7(y)相接，另一端和包络门电路Fl·g16的控制点相接；
2.根据权利要求1所述的多功能电子古筝，其特征在于组成上述五声音阶发生器路的五个主振器(Fl·g2、Fl·g3、Fl·g4、Fl·g5、Fl·g6)均采用1/2六非门CD4069多谐振荡器，即(IC1、IC2、IC3、IC4、IC5)，五个主振器的颤音控制端(ep1、ep2、ep3、ep4、ep5)并接在一起通过w2和颤音发生器Fl·g1相接。五个主振器的输出端(cp1、cp2、cp3、cp4、cp5)和转调系统Fl·g9的五个输入端相接，压滑音控制电位器(w3A、w3G、w3C、w3D、w3E)和琴体上五个压滑音控制弦16相接。
3.据权利要求1所述的多功能电子古筝，其特征在于上述转调系统Fl·g9由五个BH213集成电路(IC7、IC8、IC9、IC10、IC11)所组成，它们的十二个控制端对应并联起来和转调译码器Fl·g8(IC12)的输出端(y0、y1、y2、y3、y4、y5、y6、y9、y10、、y12、y13、y14)相接。Fl·g9的五个输入端(cp1、cp2、cp3、cp4、cp5)和五个主振器(Fl·g2、Fl·g3、Fl·g4、Fl·g5、Fl·g6)的输出端相接，Fl·g9的输出端和音域转换系统Fl·g12的输入端(cp6、cp7、cp8、cp9、cp10)对应相接上述触模式转调控制器Fl·g7是由IC26、IC27、IC28(三个CD4072)、R19-R27、IC13(三态R-S锁存触发器CD4043)以及KG、KP、KE、KF、KG、KA、KB、
Kb九个触模点组成，上述九个触模点和琴体上的九个转调控制点2相接，IC13的输出端(QA、QB、QC、QD)和转调译码器Fl·g8(IC12)的输入端相接；转调译码器Fl·g8由IC12(4-16线译码器CD4513)组成。
4.根据权利要求1所述的多功能电子古筝，其特征在于上述音域转换系统Fl·g12是由IC14、IC15、IC16、IC17、IC18五个BH214集成电路组成，它们的三个控制端对应并联起来，作为音域转换系统Fl·g12的控制端和音域转换译码器Fl·g11的输出端相接，Fl·g12的输入端(cp6、cp7、cp8、cp9、cp10)和上述转调系统Fl·g9(IC7、IC8、IC9、IC10、IC11)的输出端对应相接，Fl·g12的输出端和分频器Fl·g13的输入端(cp11、cp12、cp13、cp14、cp15)对应相接；触模式音域转换控制器Fl·g10由IC29(或门CD4071)、电阻R28～R30、IC20(1/2三态R-S锁存触发器CD4043)以及K1、K2、K3三个触模点组成，触模点K1、K2、K3和琴体上三个音域转换控制点14相接，IC20的输出端(QA、QB)和音域转换译码器Fl·g11(IC19)的输入端相接，音域转换译码器Fl·g11由IC19(4选1译码器CD4555)组成，它的输出端y0、y1、y2和音域转换系统的控制端相接。
5.根据权利要求1所述的多功能电子古筝，其特征在于上述触模式演奏系统Fl·g15由晶体管BG1、IC30(2输入端与门CD4081)、电阻R31、电容C8、二极管D1、触模点X所组成的触模式门控电路和由IC38(六非门CD4059)、电阻R35～R37电位器w5、电容C30、C31、二极管D3所组成的摇指音脉冲发生器以及由IC37(4-2输入端或非门CD4001)、电阻R38、R39、R40、二极管D4、发光二极管D5触模点KP、KT组成的摇指音、平直音转换电路所构成，上述触模式门控电路(BG1、IC30、R31、C28、D、X)共有二十一个，其触模点X即琴体上二十一个控制点6、与门IC30的输入端M和摇指音脉冲发生器(IC38、R35～R37、w5、C30、C31、D3)中的D3、D4、R40的公共点M相接，与门IC30的输出端通过二极管D1由S点(S1～S21)和包络门电路Fl·g16的控制端相接，触模点KT、Kp即琴体上的摇指音、平直音转换控制点1。
6.根据权利要求1所述的多功能电子古筝，其特征在于上述弦控演奏系统Fl·g14是由琴体上琴弦7相连接的压电元件y、三极管BG2、BG3、IC31(CD4050)、R32、R23、二极管D2组成，共有二十一个相同的电路和二十一触模式门控电路(BG1、IC30、R31、C8、D1、X)一一对应，BG2、BG3的集电极和BG1的发射极和正电源相接，IC31的输出端通过二极管D2由S点(S1～S21)和包络门电路Fl·g16相接。
专利摘要本实用新型公开了一种外形和民族乐器古筝基本相似的多功能电子古筝。琴体由两部分组成，可以折叠。琴体上有按五声音阶排列的二十一根弦、九个转调控制点、三个音域转换控制点、二十一个触摸式控制点、五个压滑音控制弦等…。与其相应的电子控制回路为五声音阶发生回路、弦控演奏系统、转调控制回路、音域转换控制回路、触摸式演奏系统…。可以演奏出摇指音、压滑音、颤音、弹挑乐器和管乐器的效果，适合于伴奏、合奏，是典型的民族乐器。
文档编号G10H1/00GK2048226SQ8821472
公开日1989年11月22日 申请日期1988年9月12日 优先权日1988年9月12日
发明者王锡林 申请人:宁夏回族自治区文化厅