专利名称：电子笛的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种用电子发生器产生乐音的电子乐器，具体是指能形象地模拟民间竹笛音色和演凑技巧的电子笛。
已知专利号为CN87212065的电子笛，具有笛膜感，能形象地模拟民间竹笛音色，但该电子笛的音源电路是采用电阻、电容定音，很难提高音准程度；为了保证音准、必须选择拼凑数值精度高的非标阻容元件，这在生产工艺方面难以实现。此外，音源电路对电源电压变化较敏感，对保证音准也造成一定影响。其次，该电子笛的按键采用金属簧片及导电橡胶，当金属按键表面氧化或积尘后，则增加了触点的导电电阻，引起音准偏差。所用气控与门电路的电路工作状态为开关形式，无法建立柔和的音头与音尾，因此吐音生硬，且不易控制，很难体现竹笛演奏时的吐音特色。
本实用新型的目的是提供一种演奏指法与竹笛相同，发音灵敏、分频可靠、音阶准确、调节方便，吐音效果自然逼真的电子笛。
为实现上述目的，如附图1所示，由音源电路(1)、数字式分频电路(2)、音阶按键逻辑控制电路(3)、八度音域电子开关电路(4)、音色滤波及前置放大电路(5)、吹奏电路(6)、功率放大电路(7)组成电子笛。其中音源电路(1)，如附图2所示，由一块六反相器IC1，数字式音律发生器IC2、双D触发器IC3等组成。六反相器IC1内部包含六个相同的反相器，IC1产生电子笛所需要的最高主振频率，W1是用来调节颤音幅度，W2是用来调节颤音频率，W3是用来调节主振频率，CK2是8个音调的变换开关；从IC1输出的主振频率输入到IC2的输入端，IC2准确地输出音乐上按十二平均律排列所需要的十二个半音频率，IC3将十二个半音频率中最高的一个音频再进行一次分频，以得到电子笛所需的最低音阶频率。
由数字式音律发生器IC2输出的十二个半音频率输入到数字式分频电路(2)、如附图3所示，数字式分频电路(2)由IC4－IC9双二进制加法计数器组成，它将所输入频率进行四次分频、本电路只利用了三次分频、得到音乐上所需要的三个八度音程，二极管D3、电阻R28、R29及电容C8组成了IC4－IC9各输出端的电子门开关电路，由音阶按键CK4－CK14和与门集成电路IC10、IC11等组成的音阶按键逻辑控制电路(3)，如附图3所示通过操作音阶按键可改变IC10、IC11的逻辑工作状态，此时IC10、IC11的各输出端按逻辑功能变化，此变化又去控制数字式分频电路(2)各输出端的电子门开关电路的工作状态。如附图3所示，音阶按键逻辑控制电路(3)中的发光二极管D4及电阻R24等组成了音阶发光显示电路，随电路的逻辑变化闪烁发光。
八度音域电子门开关电路(4)、如图4所示，通过控制三个八度按键CK17、CK18、CK19，可将信号输入到音色滤波及前置放大电路(5)，然后进入吹奏电路(6)，经音量电位器W5、BG4之后进入功率放大电路(7)、最后推动扬声器。
本实用新型的优点和积极效果是采用了数字式音源电路，音阶的产生完全依靠一系列的数字式分频电路，大大提高了电子笛的音准，简化了调试过程。音阶按键与音阶按键逻辑控制电路(3)配合操作来控制音阶的变化，提高了电路的可靠性。吹奏电路由于改用以气息来控制电路输出电压的变化，使其接通电子开关电路，达到音头与音尾按照电路包络线来变化，并且气息的强弱能控制音量的大小，因此吐音效果自然逼真。
本实用新型的
如下图1是本实用新型的总电路图。图中(1)是音源电路，(2)是数字式分频电路，(3)是音阶按按键逻辑控制电路，(4)是八度音域电子开关电路，(5)是音色滤波及前置放大电路，(6)是吹奏电路，(7)是功率放大电路。
图2是图1中音源电路(1)的放大图。
图3是图1中数字式分频电路(2)和音阶按键逻辑控制电路(3)的放大图。
图4是图1中八度音域电子门开关电路(4)、音色滤波及前置放大电路(5)、吹奏电路(6)及功率放大电路(7)的放大图。
图5是电子笛的外形主视示意图。图中(8)是电源指示灯，(9)是电子笛外壳、(10)是音域发光显示器，(11)是音色选择开关，(12)是音阶发光显示器，(13)是显示器外壳，(14)是音阶按键外壳，(15)是全音按键，(16)是半音按键，(17)是扬声器，(18)是外接电源插口，(19)是线路输出插口。
图6是图5的后视图，图中(20)是吹奏话筒MC，(21)是吊环，(22)是后盖板、(23)是音源电路外壳，(24)是变调开关，(25)是微调孔，(26)是吹奏开关，W5是音量电位器，(27)是电源开关，(28)是三个八度音域按键，(29)是外壳。
图7是图5的右侧视图。
本实用新型的实施例结合附图说明如下如图1所示，音源电路(1)由一块反相器CD4069集成块及外围元件组成，或由一块六反相器IC1即CD4069集成块及外围元件组成，利用其中三个反相器组成一个RC振荡器作主振频率，一个反相器组成双T型RC颤音振荡器，其余两个反相器不用，CD4069输出的主振频率输入到数字式音律发生器集成电路IC2即M082的输入端，M082能够准确地输出音乐所需要的按十二平均律排列的十二个半音频率，这十二个半音频率分别输入到数字式分频电路中IC4－IC9的输入端(即1脚与9脚)IC4－IC9是双二进制加法计数器CD4520，它可将每个输入频率进行四次分频，即音域上的四个八度音程，本电路只用了三个八度音程，CD4520的每个输出端都接有一个电子门开关电路，这些开关电路受与门集成电路IC10、IC11输出端控制，IC10、IC11是型号为CD4073的与门集成电路，而与门集成电路的逻辑工作状态又受音阶按键CK4－CK14的控制、按键CK4、CK7、CK8、CK10、CK12、CK13是全音按键，CK5、CK6、CK9、CK11、CK14是半音按键，电子门开关电路由二极管D3、R28、R29、C8组成，只有当电阻R29两端有控制电压时，二极管D3才会导通，CD4520输出的信号才会通过。控制电压来自IC10、IC11的各输出端。
演奏时，CK3、CK6、CK9、CK11、CK14半音按键一般不按动，这样它的两个触点必然是常闭状态，而另一个点是常开状态，常闭点接通＋9伏电源，因此IC10、IC11的相对输入端为高电平状态，其它6只全音按键CK4、CK7、CK8、CK10、CK12、CK13与另外5只半音按键配合使用来控制与门集成电路CD4073的逻辑工作状态。演奏时与竹笛指法一样，将左手无名指按住CK4、中指按住CK7、食指按住CK8；右手无名指按住CK10、中指按住CK12、食指按住CK13，这样就相当于按住了竹笛的6个音孔，半音按键不动，只有乐曲需要时才按动一下。现在以演奏竹笛的筒音5及6为例来分析音阶按键的操作和CD4073与门集成电路，电子门开关电路的逻辑工作状态。
当全音按键CK4按下时，CK4的1点与2点接通，与之联接的电子门开关电路控制端R29的两端由于接通＋9伏电源而被打开，此时电路输出的音阶信号类似竹笛的低音5(即筒音5)，当抬起左手无名指时CK4的1点与2点断开而与3点接通，这时CD4073与门集成电路IC10的13脚出现＋9伏的高电平(13、12、11、10脚为一单元，10脚是输出端，其余三个脚为输入端)，而左手的无名指早已将CK7按下，CK7的1点与2点接通到IC10的11脚也出现高电平，CK5是半音键未按下，它的1点与3点接通到IC10的12脚也是高电平。此高电平输入到CD4520IC5的6音阶电子门开关电路的控制端，电子门打开，电路输出的音阶类似竹笛的6音，至此，由音阶按键与CD4073与门集成电路和电子门开关电路控制的电子笛的5音与6音演奏转换过程全部结束。一旦按下左手无名指与门集成电路CD4073中IC10的13脚立刻为低电平，音阶6的电子门开关电路无控制电压而立即关闭，此时出现了类似竹笛的筒音5，以上操作过程只要按竹笛指法演奏，电路就能输出与竹笛相似的音色与技巧，并将信号输送到下一级三个八度音域控制电子门电路。
BG1、D1、CK17、CK18、CK19等元件组成了三个八度音域的电子门开关电路，演奏操作时将左手大拇指分别按动CK17、CK18、CK19三个八度的音阶信号即可通过各自的电子门，由于电路采用RC充放电包络形成电路，因此音头的建立与消失很自然，具有传统竹笛的效果。CK1是音色选择开关，变换CK1将信号送至BG2前置放大器，再经音量电位器W5送到CK3，CK3是电子演奏与吹奏转换开关，当按下CK3时，电路处于吹奏状态，对准话筒MC轻轻吹气，即可得到类似竹笛的单吐、双吐、三吐的欢快演奏效果，由于利用了吹气的强弱变化来控制BG3集电极输出电压的变化，从而引起了由二极管D2等元件组成的电子门开关电路导通程度的大小，而控制了信号通过的强弱，由于电子门开关电路采用了RC充放电包络形成电路，因此吐音干脆利落，感觉自然，同时能体现出轻重缓急、悠扬顿挫的感情变化效果。
信号经CK15后输入到功率放大集成电路IC12的3脚，再通过电容C13至杨声器。
权利要求1.一种由音源电路、音源控制电路，音色滤波及前置放大电路组成的电子笛，其特征是，音源电路(1)由一块六反相器IC1数字式音律发生器IC2、双D触发器IC3等组成，六反相器IC1内部包含六个相同的反相器，由数字式音律发生器IC2输出的十二个半音频率进入到由IC4-IC9双二进制加法计算器等组成的数字式分频电路(2)中，由音阶按键CK4-CK14及与门集成电路IC10、IC11组成的音附按键逻辑控制电路(3)通过操作音阶按键改变IC10、IC11的逻辑工作状态，并控制数字式分频电路(2)中电子开关电路的工作状态；八度音域电子门开关电路(4)通过控制，八度按键CK17、CK18、CK19将信号输入音色滤波及前置放大电路(5)、经吹奏电路(6)、功率放大电路(7)推动扬声器。
2.按权利要求1所述的电子笛，其特征是，音源电路(1)中的IC1可为CD4069，IC2可为M082。
3.按权利要求1、2所述的电子笛，其特征是，音阶按键逻辑电路(3)中的IC10、IC11可为CD4073与门集成电路，其中CK4、CK7、CK8、CK10、CK12、CK13是全音按键，CK5、CK6、CK9、CK11、CK14是半音按键。
4.按权利要求3所述的电子笛，其特征是，数字式分频电路(2)中的IC4－IC9可为CD4520双二进制加法计算器，每个输出端都有一个由二极管D3、电阻R28、R29及电容C8组成的电子门开关电路。
5.按权利要求4所述的电子笛，其特征是，吹奏电路(6)中由二极管D2等元件组成的电子门开关电路采用RC充放电包络形成电路。
专利摘要一种由音源电路、数字式分频电路、音阶按键逻辑控制电路、三个八度音域电子开关电路，音色滤波与前置放大电路、吹奏电路、功率放大电路组成的电子笛，用音阶按键逻辑控制电路，三个八度音域电子开关电路，来控制电子笛的操作，是一种演奏指法与竹笛相同，体积小巧、性能可靠、携带方便，音色清脆，具有笛膜感，能形象地模拟我国民间竹笛的音色与技巧的电子乐器。
文档编号G10H5/00GK2054189SQ89207080
公开日1990年3月7日 申请日期1989年5月11日 优先权日1989年5月11日
发明者孙明 申请人:山西省侯马市无线电厂