электрический музыкальный инструмент

Формула изобретения

Электрический музыкальный инструмент, содержащий синтезатор звуковых колебаний и контактные датчики управления высотой тона синтезируемого звука, отличающийся тем, что датчики выполнены в виде контактов, образованных контактными поверхностями сердечника струны и внутренней поверхностью токопроводящего наружного кожуха струны, служащего также для защиты электрических контактов от загрязнения, кожух электрически изолирован от сердечника упругими изоляторами, а струны установлены на струнном музыкальном инструменте.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области музыкальных инструментов, а именно к электрическим музыкальным инструментам, в которых звуковые колебания синтезируются из банка данных или генерируются электронными генераторами.

Известен электрический музыкальный инструмент, содержащий синтезатор звуковых колебаний, в котором звуковые колебания генерируются электронными генераторами, и контактные датчики управления высотой тона звуковых колебаний (см. книгу: А.А.Володин. Электронные музыкальные инструменты, М., "Энергия", 1970, (Массовая библиотека, вып.740) стр.29, рис.12).

Недостатком данного известного электрического музыкального инструмента является то, что в нем не реализована возможность синтеза звуковых колебаний из компьютерных банков данных.

Свободным от этого недостатка является электрический музыкальный инструмент, содержащий синтезатор звуковых колебаний, в качестве которого используется персональный компьютер, позволяющий как генерировать звуковые колебания, так и синтезировать их из банков данных, и датчики управления высотой тона синтезируемого звука, например контактные в составе клавиатуры компьютера (см. книгу: Петелин Ю.В., Петелин Р.Ю. Персональный оркестр в персональном компьютере - Спб., Полигон, 1997, стр.155, пункт 5.1.8). По сигналам с датчиков клавиатуры компьютер синтезирует звуковые колебания из банка данных. Данный электрический музыкальный инструмент наиболее близок к предлагаемому.

Недостатком данного известного электрического музыкального инструмента является то, что датчики управления высотой тона синтезируемого звука связаны с клавишами клавиатуры компьютера, поэтому при игре на данном известном электрическом музыкальном инструменте не могут быть реализованы исполнительские возможности, доступные в процессе игры на струнных музыкальных инструментах.

Предлагаемым изобретением решается задача обеспечения электрического музыкального инструмента исполнительскими возможностями, доступными в процессе игры на струнных музыкальных инструментах.

Для достижения этого технического результата в электрическом музыкальном инструменте, содержащем синтезатор звуковых колебаний, например компьютер, и датчики управления высотой тона синтезируемого звука, например контактные, датчики выполнены на струнах, например, установленных на струнном музыкальном инструменте.

Отличительным признаком предлагаемого электрического музыкального инструмента от указанного выше, наиболее близкого к нему, является выполнение датчиков управления высотой тона синтезируемого звука на струнах, например, установленных на струнном музыкальном инструменте.

Благодаря наличию этого признака предлагаемый электрический музыкальный инструмент обеспечивает соединение возможностей электрического синтеза звуковых колебаний и специфических исполнительских возможностей, характерных для техники игры на струнных музыкальных инструментах.

На фиг.1-6 иллюстрируются примеры выполнения предлагаемого электрического музыкального инструмента.

На фиг.1 показан пример выполнения предлагаемого электрического музыкального инструмента, в котором датчики выполнены на струнах, установленных на ладовом струнном музыкальном инструменте, например на электрогитаре.

На фиг.2 показана электрическая схема подключения контактных датчиков к синтезатору звуковых колебаний (с одним включенным датчиком).

На фиг.3 показан пример включения одного из датчиков при нажатии пальцем на струну.

На фиг.4 показана электрическая схема подключения контактного датчика, выполненного на одной из струн безладового струнного музыкального инструмента к синтезатору звуковых колебаний.

На фиг.5 показан пример выполнения датчиков на струнах, установленных на безладовом струнном музыкальном инструменте, например на гавайской электрогитаре.

На фиг.6 показан пример срабатывания датчика при нажатии пальцем на струну безладового струнного музыкального инструмента.

Предлагаемый электрический музыкальный инструмент на фиг.1 содержит синтезатор звуковых колебаний 1 (СЗК), в качестве которого используется, например, персональный компьютер. На каждой струне 2 струнного музыкального инструмента, показанного контуром 3, выполнены датчики управления высотой тона синтезируемого звука в виде контактов, образованных контактными поверхностями 5 сердечника 6 струны и внутренней поверхностью токопроводящего наружного кожуха 4 струны, служащего также для защиты электрических контактов от загрязнения. Кожух 4 электрически изолирован от сердечника упругими изоляторами 7 и подключен к музыкальному синтезатору электрической связью 8. Каждая контактная поверхность 5 независимо подключена к синтезатору звуковых колебаний 1 одной из изолированных электрических связей 9. Участки связей 9, проходящие вдоль сердечников струн, выполнены, например, в виде токопроводящих печатных схем. Для каждой струны выполнен свой звукосниматель 10, подключенный к музыкальному синтезатору одной из электрических связей 11. Каждый звукосниматель используется только для формирования текущей амплитуды синтезируемого звука пропорционально текущей амплитуде колебаний соответствующей струны. Высота тона синтезируемого звука определяется включенным контактом. Каждый контакт находится над соответствующим ладом. Электрическая схема подключения контактов K₁ , K₂, , К_n показана на фиг.2.

Так как высота тона синтезируемого звука определяется только включенным контактом и не зависит от физических параметров колеблющейся струны, то расположение ладов по длине грифа может быть любым: как традиционным (расстояние между ладами переменное: уменьшается от конца грифа к деке), так и иным, например равномерным, что облегчает исполнение музыки в ближней к деке части грифа.

Предлагаемое устройство работает следующим образом, см. фиг.3. При нажатии на струну пальцем над каким-либо ладом кожух 4 струны и изоляторы 7 упруго деформируются в месте нажатия. При этом замыкается электрический контакт между соответствующей контактной поверхностью 5 и кожухом 4 струны, например контакт К₂. При отключенных звукоснимателях 10 по сигналу с замкнутого контакта синтезатор звуковых колебаний начинает генерировать звук с соответствующей данному контакту высотой тона. При включенных звукоснимателях 10 генерирование звука происходит с амплитудой, пропорциональной текущей амплитуде колебаний струны. Звук генерируется, если струна во время контакта колеблется после щипка и амплитуда колебаний ненулевая. Если колебания струны затихли или колебание струны «приглушено» рукой, т.е. амплитуда колебаний равна нулю, соответственно и сигнал со звукоснимателя 10 будет равен нулю, тогда звуковые колебания будут отсутствовать.

Для ладового струнного музыкального инструмента, в случае, если включены одновременно более одного контакта на одной струне, возможны на выбор два режима работы предлагаемого устройства. Первый режим: высота тона генерируемого звука соответствует только тому включенному на струне контакту, который ближе других к деке (по аналогии с акустическими струнными инструментами, у которых звучит только часть струны над декой). Второй режим: генерируются все тона, соответствующие всем включенным на струне контактам. Второй режим позволяет брать на отдельных струнах музыкальные интервалы и аккорды.

При обеспечении электрического музыкального инструмента возможностями безладовых струнных музыкальных инструментов, например гавайской гитары, датчики управления высотой тона синтезируемого звука могут быть выполнены, например, в виде реостатов, электрическая схема подключения которых связями 12 и 13 на примере для одной струны показана на фиг.4.

На фиг.5. изображено сечение А-А (в увеличенном масштабе) некоторого среднего участка струны над грифом безладового струнного музыкального инструмента, показанной на фиг.6. В отличие от приведенного примера на фиг.1, где контактные поверхности 5 сердечника струны и упругие изоляторы 7 выполнены в виде колец и втулок вокруг сердечника струны, в данном случае они выполнены в виде полос продольно вдоль сердечника струны (обозначены теми же позициями 5 и 7).

Роль резистора реостата (фиг.4) может выполнять, например, электрическое сопротивление R кожуха 4, а сердечник струны, контактирующий посредством контактных поверхностей 5 в различных местах с кожухом в процессе игры (фиг.6), будет выполнять роль ползунка реостата. Высота тона синтезируемого звука пропорциональна текущему значению электрического сопротивления R кожуха (пропорциональная зависимость может быть задана параметрически или программно с помощью компьютера). Генерация тона начинается после замыкания контакта К_R, фиг.6. При этом положение контакта K_R определяет величину текущего сопротивления реостата R и, соответственно, высоту генерируемого тона, что позволяет играть на предлагаемом электрическом музыкальном инструменте, в частности, приемом плавного глиссандо, характерным для гавайской гитары.

Струны, выполненные согласно фиг.5 и фиг.6, могут быть использованы и в составе ладовых струнных музыкальных инструментов, например, на приведенном примере на фиг.1. Для этого генерация тона синтезатором звуковых колебаний при изменении величины сопротивления R (фиг.4, фиг 6) кожуха 4 должна изменяться не непрерывно, а скачками: если точка контакта K_R (фиг.6) находится в любой точке над определенным ладом, высота тона остается неизменной, а при перемещении K_R к другому ладу изменение высоты тона происходит скачкообразно, тон генерируемого звука становится соответствующим другому ладу.

На фиг.1-6 приведены примеры выполнения датчиков управления высотой тона синтезируемого звука на струнах, установленных на струнных музыкальных инструментах, а в качестве синтезатора звуковых колебаний используется компьютер. Однако эти условия не являются обязательными. Например, в качестве синтезатора звуковых колебаний может быть использован электронный орган или клавишный сэмплер с банком образцов звука, а струны с датчиками могут быть установлены на их корпусах. При этом функции подклавишных датчиков указанных устройств по управлению высотой тона синтезируемого звука будут выполнять датчики струн.

В качестве датчиков в составе струн кроме контактных могут быть применены любые другие тактильно чувствительные датчики, сигналы которых могут быть использованы для управления синтезатором звука, например тензорезисторные датчики, пьезодатчики, с помощью которых могут быть получены электрические сигналы, пропорциональные величинам усилий нажатия пальцев на струны. Эти сигналы могут быть использованы для регулирования амплитуды синтезируемых звуковых колебаний как совместно с сигналами звукоснимателей 10, так и без них.

Таким образом, датчики, установленные на струны, обеспечивают их тактильной чувствительностью и возможностью непосредственного преобразования исполнительских усилий в электрические сигналы, управляющие синтезом звуковых колебаний, для осуществления которого могут быть использованы как компьютерные банки данных, так и электронные генераторы. При этом достигается обеспечение электрического музыкального инструмента исполнительскими возможностями различных ладовых и безладовых струнных музыкальных инструментов.