/
Author: Досев К.М.
Tags: музика електронни музикални инструменти музикални инструменти музикално изкуство
Year: 1974
Text
©
К. ДОСЕВ
ЕЛЕКГРО-
МУЗИКАЛНИ
ИНСТРУМЕНТИ
БИБЛИОТЕКА ЗА РАДИОЛЮБИТЕЛЯ
ТЕХНИКА
БИБЛИОТЕКА ЗА РАДИОЛЮБИТЕЛЯ
Инн. КЪНЧО ДОСЕВ МИТЕВ
ЕАЕКТРО-
МУЗИКАЛНИ
ИНСТРУМЕНТА
София —1974
Държавно издателство „Техника
УДК 621. 38: 681.81 (023)
В тази книга са разгледани основните въпросн, свързани с конструирннето и
иострояването на електромузикални инструменти. Подробно и широко са изясне-
ненн втлросите, касаешн се предимно до клавишните, както едногласни, така и
многогласии, електромузикални инструменти — електроорганите.
Тази книга лава кратки познания но музикалната страна%на въпросите, свър-
зани с приложен пето на електроорганите, докато акцентът пада върху техни-
ческата им. страна.
Подробно са разгледзни различии електронни генератори на звукови трепте-
ния, образуващв музикалния строй на електромузикални! е инструменти,. както и
методи и устройства за синтезиране на различии тембри.
Нашироко са описями допълнителни устройства към електроорганите, даващи
възможност за разширяванс изиълнителските качества на инструментае.
Приведени са и данни за любитезски и промншлени електромузикални ин-
струменти и описания на схемните им решения.
Книгата е предназначена за подготвени радиолюбители, желаещи да навлязат
в тази сравнително нова облает на елсктрониката—електронната музика, н със
собствени сплн да ди изработят електромузикален инструмент.
РЕДАКЦИОННА КОЛЕГИЯ НА ОБЩЕСТВЕНИ НАЧАЛА:
Й. Боянов, В. Гроздаыов, М. Илиев, Сл. Маляков, Н. Маслев, Д. Мишев, ГН Попов»
Д. Рачев, К. Уручев
621. 38 (023)
УВОД
С развит ието на музик глната клтура на човечеството непре-
къснато нараства необходимо стта от създаваие на нови, по-изра-
зителни, с оригинално звучене инструменти. Класическите инстру-
менти: пиаио, цнгулка, кларннет, кнтара, тромбон и т. н., са ши-
роко известии. При тях са изчерпанн възможиостите за ново, ори-
гинално звучене. Техният принцип на действие е механо-акустичен.
Развитнето на електротехннката и по-късно на радиотехниката
създаде възможности за построяване на новн инструменти, рабо-
тешн иа нов, електротехннчески принцип. Първнте известии опи-
ти за построяване на електромузнкален инструмент датнрат от
края на мнналня век, когато амернкаиецът Кахил е използувал
машиннн гевератори на звука. По-късно патент за музикален
инструмент получава нзобретателят на електронната лампа Ли де
Форест, също американец, като за целта използува именно елек-
троиии лампи. През 1921 г. руският инженер Л. С. Термен изнася
първия концерт с електромузнкален инструмент, за което е по-
лучил лнчната поддръжка на Ленин.
Прннцнпът на съвременните електрооргаии е заложен в разра-
ботайте на американската фирма „Хамонд“ в началото на триде-
сетте годин н. Най-важното условие за пол уч авале на нового орн-
гинално звучене — наслагването на обертонове, е приложено имен-
но в тях. По-късно се появиха електроорганите, работещн на
принципа със задаващи генератори и с делители на честотата, кой-
то се използува от близо 80% от производителите иа електро-
органи в днешно време.
При новите инструменти звученето се постнга, като на високо-
говорнтеля се подават иапрежения със звукова честота и специ-
ална форма.
В последнего десетилетие значите л но се разшири употребата
на електромузикални инструмента, конто със своего ново н нео-
3
бнкновево звучене заеха вече определено място в естрадната
музика, радиопредаванията н пр.
Диес промишлено производство на електромузикалнн инстру-
мента нма в СССР, САЩ, ГДР, Япония, ГФР, Англия и в още
няколко страни с високо развита радиоелектронна промншленост.
Номенклатурата на електромузнкалннте инструмента е твърде
разнообразна. В разширен смнсъл на думата към електромузикал-
ннте инструмента спадат адаптнраните класически инструментн,
едногласннте н многогласии клавншни инструмента, както и
появилите се напоследък електроннн синтезаторн. Тук се числят
и различии електронни устройства за получаване на нзвестнн н
установени ритмичности. Предмет на по-обширно и задълбочено
разглеждане в настоящата книга са едногласннте и многогласните
клавишни електромузнкални инструмента. На тях се пада и най-
големият процент от световното производство на електромузикал-
нн инструмента.
Техническата литература, засягаща въпросите за конструнрането
на електромузнкални инструментн обаче е все още твърде бедна.
През последните 15 години у нас се появнха вснчко четнри
книжки от съветски автори на рускн език. Българско издание
по въпросите на електромузнкалннте инструментн н досега лип-
сва. Без да познават много от известните днес усъвършенствуванн
прницнпи, някои радиолюбители изхождат от елементарни схва-
щания и строят посредствени инструмента. Предлаганата книга
има за цел да попълни отчасти тази празнота в нашата радио-
технически литература. Като първа публикация по електромузн
калните инструмента книгата не може да претендира за пълно и
задълбочено изясняване на вснчки въпроси. Независимо от това
основннте въпроси на конструнрането са снстематизирани и раз-
гледани достатъчно широко.
Решаването иа задачите при конструнрането на електромузика-
лен инструмент не е нещо съвсем ново за радиолюбителя, тъй
като това са задачи от съвременната радиоелектроника. Създа-
ването на такъв инструмент обаче не може да бъде считано за
чисто технически работа, тъй като в крайня сметка той трябва
да отговаря и на определенн музикални нзнскваиия.
Радиолюбителя^ конто нма намерение да си построй сам елек-
тромузикален инструмент, трябва да има, макар и минималка, му-
зика лна подготовка. В противен случай музикалните качества на
инструмента ще бъдат незадоволнтелни.
4
I ГЛАВА
МУЗЫКАЛЕН СТРОЙ И ХАРАКТЕРИСТИКИ НА МУЗИКАЛНИЯ ЗВУК.
МУЗИКАЛНИ ИНСТРУМЕНТЫ
От фнзическа гледна точка звукът е колебателен процес на
някакво тяло, предавай през еластична среда. Тозн процес не би
имал ннкакво значение, ако липсваше приемннкът на колебанията—
човешкото ухо. Тялото, източникът на звука, предава свонте ви-
брации на въздуха, където те вече под формата на вълни от про-
менящо се въздушно налягане се разпространяват от източннка
н затихват с отдалечаването от него.
Тези определения ие дават информация за музнкалните качест-
ва на звука. Човешкото ухо приема звука не само като хармо-
ннчно трептене, а го различава според спектралния му състав. В
общня случай звуковнте трептення имат непрагилна форма и са
съставенн от голям брой прости хармонични трептения, т. е. от
много елемен-тарнн тонове. Сложного трептение с неправнлна
форма е сума от прости трептения, конто могат да бъдат с раз-
лична фаза помежду сн. Спектралната характеристика на сложно-
го трептенне с неправнлна форма се дава като една завнснмост
на амплнтуднте на съставните прости трептения от честотата,
която обаче не отразява фазовите съотношення. Честотата на пър-
вия елементарен тон определи честотата на сложного трептение,
а вснчки по-внсоки от този тон са кратки с цяло число на него
и се нарнчат хармонични. В музикално отношение звукът е опре-
делен, ако нма устойчива честота. Тогава се говори за височ ин а
на звука. Ако тази честота е непостоянна, звукът не е определим
по височнна, по ннтонацнонна изразност н се нарнча шум. Мери-
ло за интонацнонната изразност на звука е близостта на съответ-
ннте елементарнн тонове до честотите на хармоннчните. Освен
това за ясно определяне на внсочнната на сложння звук опре-
деляй^ роля играе първата хармонична. Тя може да бъде даже
с по-ниско ннво в сравнение с висшите хармонични. Това е най-
силно нзразено при по-нискнте звуковн честотн. С известно при-
ближение човешкото възпрнемане за внсочина на звука се извърш-
ва по логаритмичен закон, т. е. височнната на звука се възприема
пропорционално на логаритъма на неговата честота. Диапазонът
5
на основните честоти на музикалните инструментн е ограничен в
рамките на 30 8000 Hz, макар че човешкото ухо възприема
трептения с честотн 20—20000 Hz (в зависимост от възрастта).
Музикалннят строй, представляващ не. случаен ред от звуци, се
Таблица /
Наименование на интервала
Обозначение Отношение на
честогнте
буквено съкрвтено
прима до — С 1,000
малка секунда до—до диез CIS 1.059
секунда до —ре D 1,123
малка терца до— мн бемот DIS 1,189
терна до— ми Е 1,260 !
чиста кварта до — фа F 1,335
увеличена кварта по — фа днез FIS 1.414
квинта до — СОЛ G 1,498 1
увеличена квинта до — сол днез GIS 1,587
секста до — ла A 1,682
малка септима до — си бемол В 1,782
септима до— СИ H 1.888
октава до—до С 2,000
характернзнра с определена зависнмост между тях. Така например
основна завнснмост е съотношеннето 2:1 между два тона. Това
съотвошенне, което в музиката се нарича интервал октава, служи
като единица за сравнение и определяие качествата на инструмен-
тите и човешките гласове. Освен основння интервал октава съще-
ствуват н други ннтервали, конто са дадени в табл. 1. Трябва да
се отбележи, че тези интервали се отнасят за съвременння тем-
пернран строй, при който октавата е разделена на 12 полутона.
Съотношеннето на честотнте на два съседнн полутона е постоянно
12
^2 = 1,059х На всяка октана в пианото съответствуват седем бели
и пет чернн клавиша. Това разделяне е условно, но е удобно за
разграннчаване на отделннте ннтервалн. Всъщност белнте клавиши,
започвайкн от тона „до“, представляват т. н. днатоннчен строй.
6
при конто октавата се раздела на се дем части с нееднакви съот-
ношения на честотите на два съседнн тона. Прн наслагване на
«пектрите на два тона с различен интервал се внжда, че те не
напълно съвпадат. При интервала „секунда“ съвпадат 9 н 8, 18
Таблица 2
Обозначение Отношение на честотите Съвпадане на спектрнте Консонанс
прима 1.000 100% абсолютен
секунда 1,125 11.8% дисонанс
терца 1,250 22,4% несъвършен
кварта 1.333 29,2% съвършен
квинта 1,500 41,6% съвършен
секста 1,666 26,7% несъвършен
септима 1 1,875 9,6% дисонанс
октана 2,000 | 75% абсолютен
я 16 и т. н. хармоннчни, което съставлява около 12% от хармо-
иичните на двата тона. Толкова малко съвпадане се характерная
ра с неблагозвучност и се нарича дисонанс. Прн друг характерен
интервал — кванта, съвпаденнето е от порядъка на 42%(3 и 2, 6
и 4, 9 и 6 н т. н.), което е благозвучно. В този случай се говори
за консонанс. Всички музнкални интервалн, с нзключенне на ин-
тервала прима, прнтежават по-малка или по-голяма неточност,
несъвпадане на спектрнте на двата тона. В табл. 2 са да де-
ии ннтервалите на диатоннчвня строй и степента иа консонан-
сност. Пред вид на широкого разпространение на темперирания
строй, като по-пълен и по-универсален, днес той е възпрнет като
основен. Неговата 12-тонова система се характернзнра с общо-
прнетн абсолютни стойкости на честотите на съставящите тонове.
Като репер (оперев тон за целия строй) е избран тонът „ла“ с
честота 440 Hz. Октавата, в която се намнра той, се нарнча пър-
ва н е фактически средата на тоновния диапазон на пианото. По-
долу от първа октава са четирн октави— малка, голяма, контра
и субконтра. Над първата са също четнри октави — втора, трета,
четвърта н пета октава. Честотите на отдел ните тонове от 9-те
октави на естествения звукоред с а дадени в табл. 3. По тези чес-
7
Таблица 3
Субконтра Контра- Голяма Малка Пърна Втора
октана октава октана ок ава октава октава
Cc
16, 36
Hz
Ск 1 Cr
32,70 65,41
Hz
Hz
17,32
Hz
Dc
18,35
Hz
D
19,45
Hz
20,60
Hz
21,83
Hz
23,12
Hz
Gc
24.50
Hz
G*
25,96
Hz
Лс
27,50
Hz
A
Ь к
34,65
Hz
Dk
36.71
Hz
D
D
38.89
Hz
E.,
41,20
Hz
43.65
Hz
46,25
Hz"
GK
49,00
Hz
GK
51,91
' Hz
Лк
55,00
Hz
I* (Вс) Л* (Bk) л* (£.
29,14
Hz
58,27
Hz
He
30,87
Hz
Hk
61,74
Hz
G*
87,31
Hz
73,42
Hz
77,78
Hz
92,50
Hz
116,54
Hz
Gr
98,00
Hz
69,30
Hz
103,86
Hz
Er
82,41
Hz
Ar
110,00
Hz
Трета Четвърта Пета
октана октава октава
Hr
123,47
Hz
Си C Co Q Ci cs
130.81 261,63 1523,25 1046,5 2093,0 4186,0
Hz Hz Hz Hz Hz Hz
с? c* C? C* C 3 C? c# C 5
138,59 277,18 554,37 1108,7 2217,4 4434.9
Hz Hz Hz Hz Hz Hz
DM A D„ Da Di o5
146,83 2J3,65 587,33 1174,6 23493 4698,6
Hz Hz Hz Hz Hz Hz
о* of 2 D*» »< o?
155.76 311,13 622,25 1244,5 2489,0 4978,0
Hz Hz Hz Hz Hz Hz
Ем Ei E2 E. Ei Ei
164,81 329,63 659.26 1318,5 2637,0 5274,0
Hz Hz Hz Hz Hz Hz
Fm Fi C Fi 55^7,6
174,61 349,23 698,56 1396,9 2793,8
Hz Hz Hz Hz Hz Hz
г? F* F* ' 3 F*
185,00 369,99 739,99 1479,9 29599 5919,9
Hz Hz Hz Hz Hz Hz
G„ G? g2 “G3" G. Gs
196,00 392.00 783,99 1567,9 3135,9 6271,9|
Hz Hz Hz Hz Hz Hz
G* G* G*j G* G#,
207,65 415,30 830,61 1661,2 3322,4 6644,8
Hz Hz Hz Hz Hz "z_l
Ai A4 л3 At Л3 1
220,00 440.00 580,00 1760,0 3520,0 7040,0
Hz Hz Hz Hz Hz Hz I
Л *(*-.) A f (^1)
233.08 466,16 932,33 1864,6 3729,3 7458,6
Hz Hz Hz Hz Hz Hz
H„ H( Ho H3 Hi Hr, |
246,94 493.88 987,77 1975,5 3951,0 7902,1 1
Hz H2 ! " 1 Hz Hz Hz
8
Таблица 4
Wy энкален строй
Инструменти
Класическн орган
Пиано
Флейта
Кларинет
Фагот
Алт саксофон
Валтхорна
Тромбон
Арфа
Китара
Ксилофон
Ци гулка
Виолончело
Контрабас
Клавесин
Четвърту
9
„Экводин*
.Йон ига*
„ Матадор 26"
гХамонл"
тотн трябва да се настройват вснчкн музнкални инструментн. Тези
честоти са точните математически стойкости на интервалнте
1,0595 между отделннте тонове и 2,000 прн октавното съотноше-
иие. Напоследък се изтъкват изследванията на Рейлсбег, според
конто математически нзведените честоти са неточнн по отноше-
ние фнзическото възприятне за височината на тона от човешкото
ухо. Така яастройката трябва да се извърши, като се правн за-
вншение на честотите от по-ниските октави и занижение на чес-
тотите от по-горните. В кранщата на диапазона на естественна
звукоред това завишенне н понижение достнга до половин полу-
тон. При това се приема, че ннструментът звучи по-добре. Това
схващане се смята все още за спорно. Разлнчннте музикалнн ин-
струмента нмат честотен обхват, представляващ част от девет-
октавния звукоред. За сравнение в табл. 4 са прнведенн днапазо-
ннте на някои класически инструментн. Вижда се, че диапазонът
иа ЕМИ е значително по-шнрок от диапазона на вснчки инстру-
мента, с изключенне на пианото н органа. В същност получава-
ъето на голям звуков диапазон прн електромузикалните инстру-
мента не представлява проблем, тъй като за разширяването му
са необходими само делители на честоти.
По подобие на класическнте органи и прн електромузнкалннте
инструментн звуковнят диапазон се разделя на регнстрн. Най-
нискнят регистър започва от контраоктавата и се бележи с 16',
регистърът, повишен с едва октава с 8' и т. н. 4', 2' и I'. Въвеж-
2* 3'
дат се също и квинтов 2 3 и терцов 1 '5 регнстър. Означенне-
то на регнстрнте 16', 8', 4', 2' и Ге занмствувано от класичес-
кия орган и отразява дължнната на съответннте тръбн според
англнйската мярка за дължнна фут, равна на 30,5 ст.
Интересно е да се отбележи най-малкото изменение във висо-
10
•чнната на тона, което човешкото ухо разграничена. Изразено в
отношение^, това изменение е от порвдъка на 0,1 % и именно
то трябва да се има пред вид прн избора на схема на задаващи-
те генераторн на електромузнкалния инструмент. Трябва да се
знае обаче, че човешкото ухо има най-голяма разграничаващч спо-
собност в областта на средннте честоти и по-малка в областта
на внсокнте. При ннските честотн разграничаващата способност
намалява до няколко процента. Като се вземе пред вид и нерав-
ном ерността на честотната характеристика в областта на ниските
и внсоките честоти, става ясно защо средните честотн имат стати-
стически най-голяма употреба. Така например тоновете от първа
октава ще имат чак до 10-та хармонична добро възприемане н
тезн хармонични ще влняят силно върху тембровата изразност на
звука. Над диапазона на средннте честотн броят на хармоничннте
ще намалява порадн спада при възприемането нм. Тук определя-
ща роля ще играе първата хармонична. Важно значение има н т. нар.
маскиращ ефект, нзразяващ се в замаскнране на високнте от
ннските тонове. При ниските звукови честоти значението иа пър-
вата хармонична за нитона ционната изразност на звука става по-
малко. Нивото на основната хармонична, макар н много по-ниско,
е достатъчно за определяне височииата на тона. Основната чес-
тота даже може да лнпсва, а тонът също да е определен. Инто-
нацнонната изразност при басите се създава от сумарното въз-
приемане на обертоновете от ухото.
Важната характеристика на звука — тембъра, се определи главно
от с п е к тралиия с ъ с т а в на звука .Спектралната характеристика
на даден звук отразява както наличнето на определени хармонични,
така и съотношението на амплнтудите нм. Така, ако в спектъра
на даден звук доминират първнте няколко хармонични, тембърът
на тозн звук е мек и сочен. Звънтящ тембър прнтежават звуко-
вете с повдигнати обертонове в областта на 2000—3000 Hz. По-
рязък тембър се получа'ва прн наличие на обертонове с поредей
номер над пет. По принцип определен тембър се получава при
различии съотношения на амплнтудите на отделните хармонични
в отделннте участъци от звуковия диапазон на инструмента. От-
•слабенн илн лнпсващн хармоинчни в спектъра на звука на инстру-
мента придават особен характерен тембър. Липсващнте четки
хармонични прндават кларинетно звучение на тона. Лнпсващи
четнн хармонични е характерно при светлите тембри (звучене на
тръба, цигулка и др.). Върху спектралната характеристика на зву-
ка влияят механичннте особеностн на инструментнте чрез обра-
зуваннте механически резонанси — форма нтн. При попадане на
11
хармоннчнн в лентата на пропускане вследствие резонанса ще
бъдат подсиле ни никои, а извън него ще бъдат отслабенн други
хармонични. За болшннството класнчески инструмента формантните
области са определени и се нзползуват при нмнтнрането им по
електрическн начин.
Интересно е да се отбележи, че при никои инструмента спек-
тралната характеристика се променн в зависнмост от гръмкостта
на изпълнението. Това придава едва особеност, неповторимост на
тембъра. Твърде широкннт спектър на звука не е ценен в музи-
кално отношение. Тъй като отношението на честотите на оберто-
новете е 12:3:4:5 н т. н., прн по-големите номера хармоннчни нн-
те рва лите спримо основнии тон стават по-малки и днсонансни. За-
това в ннструментите се прави подтискане на обертоновете с но-
мер над 6—7. При електромузикалннте инструмента съществено
значение нма формата на генернраното напрежение, тъй като фор-
мантннте вериги са извън генераторнте на звука.
Характерно за музнкалннте инструмента е шнрнната на фор-
мантнте. За разлнка от говорннте форманта, конто са тесни и са
нан-много две, формантите на музнкалннте ннструментн са по-
широки и повече на брой (4—5 и повече). В електромузикалннте
инструмента се прнлагат многозвенни лентови филтри, реализира-
щи отделннте форманта. Поинкога средннте честоти на форман-
тнте са в октавно съотношение, с което се подобрява музикал-
ността на тембъра.
Тембърът на звука не е еднозначно определен от спектралнии
му състав. Съществено значение за определяне на тембъра играят
и характерът на атаката (възннкването) и затихването на
звука. Правени са експерименти, прн конто на музнканти са пускани
записи на обикновени инструмента, като прн записа умншлено е
премахвано времето на нарастване на звука. При тези опнти раз-
познаването на звука е бнло нзвънредно затруднено. Тези опита
показват значението на характера на атаката и затихването. Ата-
ката и затихването на звука придават допълннтелна окраска на
звука, създават впечатление за обемност н дълбочина на звуче-
нето. Никои ннструментн бнхме могли н сами да оценим. Така
например пианото нма рязка атака, бърз спад н продължително
отзвучване. Атаката е от порядъка на 40 — 50 ms, а затихването.
от 15 - 20 s прн нискнте тонове до 1- 2 s прн най-високите
Ксилофонът има също бърза атака 20 40 ms, но н бързо затнх-
ване 0;3- 1,5 & Въобще рязка атака (5 40 ms) нмат ударните
и струнннге ннструментн от рода на китарата, а мека атака при-
тежават духовите и щрайховите ннструментн. Затихването на зву-
ка съшо отразява характерността на даден инструмент.
Характерна при музикалните ннструментн е зависнмостта на
спектъра на звука от атаката и затихването му. Ако се наблюда-
ва стабилно синхроннзирана осцнлограма на кой да е класнчески
инструмент, ще се внди, че през цялото време на атаката и за-
тнхването тя се променя. Това говори за промяна на спектъра.
При атака нан-вапред възникват хармоничннте със средвнте чес-
тоти, след тях по-ннскнте честоти н накрая основннят тон. При
затихването редът е обратен. Това, разбира се, не е закон, а е
индивидуално за всеки инструмент.
Трябва да се отбележи н една особеност на звука на ннстру-
ментнте между атаката и затихването — т. е. на установення тон.
Той не винаги е неизменен, а може периодично, с ивфраннска чес-
тота да се изменят някои иегови характеристики. Това периодич-
но изменение се нарича внбрато. Най-изразнтелно се явява честот-
ното внбрато, при което се получава вибрация на внсочината на
тона. Честотното вибрато премахва чувството за статичност на
звука н го прави по-жнв, като при това звукът се възприема като
напълно интонацнонен. При електромузикалннте ннструментн се въ-
вежда честотно вибрато, което се възпрнема като темброва окрас-
ка н е непрекъснато действуващо за разлнка от внбратото прн
класическите ннструментн (напр. цнгулката). Тук вибратото се
прнлага в определенн моменти от нзпълненнето н е осмнслено и
подчинено на изкуството на изпълнителя, т. е. е средство за ху-
дожествено изразяване.
Друга важна характеристика на звука е гръмкостта, която
определи силата, с която се възпрнема той от човешкото ухо.
Прието е гръмкостта да се измерва с относителната единица де-
цибел, като реперът, с който се сравнява всяко ннво, е условно
прнетата граница на човешкня слух —2.10~Б Ы/ш2 при 1000 Hz.
Дннамнчният диапазон на човешкото ухо се ограничава отгоре от
друг праг Прага на болезненото усещане 120 dB. Над този праг
слушането е съпроводено с болка в ушите и прн по-нататъшно
увеличение на гръмкостта е възможно разрушаване на ушното
тъпанче. Интересно е да се отбележи, че тозн огромен динамичен
диапазон е възможен благодарение важната особеност на чонеш-
кия слух — субективното възприемане е пропорционално ие иа сн-
лата, а на логаритъма на измененнето на звука. Затова, за да се
създава впечатление за линейно нарастване гръмкостта на звука
при електромузикалннте ннструментн, трябва да се използуват
регулаторн с логаритмично изменение. В същност това нзискване
се поставя иавсякъде, където се регулира гръмкостта на звука.
Музикалният динамичен диапазон, обхващащ най-тихите и най-
13
гръмките звуцн, се ограннчава в рамкнте 20—100 dB. Съществу-
ват следннте междиннн динамнчни градации през lOdB — пиано-
пианисимо, пнаио, мецо-пнаио, мецо-форте, форте, фортнснмо, форте-
фортиснмо.
Субектнвното възприятне за гръмкост е зависимо от честотата
на звука — човешкото ухо има неравномерна амплитудно-честотна
Фиг. 1. Криви на Вебер — Фехнер
характеристика. На фнг. 1 са дадени семейство крнви, отрязяващи
тази неравномерност. Най-горннте и най-долните крнви ограннчават
диапазона на ухото, пунктнрннте крнвн — музнкалния динамичен
диапазон. От кривите се вижда, че керавномерността на амплн-
тудно-честотната характеристика намалява при по-високите средни
нива на гръмкост и е по-голяма при по-ниските. Ето защо кон-
структорът на ЕМИ, за да получи добро регулиране на динамн-
ката, трябва да въвежда тонкомпенснран регулатор, конто да про-
меня предварителната сн честотна характеристика в завнсимост от
гръмкостта. Накрая трябва да се спомене за мощността на край-
няя усилвател на електромузикалння инструмент. Еле ктрнче ската
изходна мощност трябва да е такава, че да създава акустнческо
ниво до 100—120 dB, което съответствува на гръмкостта на го-
лемнте оркестри. Такова голямо ннво е необходимо поради раз-
14
ностраината употреба на електромузнкалннте инструмента — от
използувйие в домашна обстановка до изпълнення в големн зали
и открнтн площн. За целта уснлвателите се строят с нзходна
мощност 10—20 W до 60 — 100 W.
Прн електромузнкалннте инструментн се поставя твърде се-
риозно въпросът за чистотата на звука, тъй като електрнческнят
начни на получаването му предполага също н предаването му през
електрическн вериги, нмащи по-малка нли по-голяма нелн ней пост.
Коефициентът на нелинейнн нзкрнвявання трябва да бъде ннсък.
Много важно значение нмат интермодулацнонните изкривявания».
вследствие на конто се получават новн продукта прн възпроиз-
веждане на два и повече тона. В резултат на биенето между тях
се получават комбинацнонни тонове, конто са дисонансни с основ-
ните н са с ниски честотн. Те нмат маскиращо действие, макар
че са с много по-ннски нива от основните тонове и преднзвикват
дрезгав, нечист звук. За намаляване на ннтермодулационните нз-
крнявявання трябва въобще да се сннжава клирфакторът. Освен
това благоприятно действие има честотната вибрация на звука.
Премахване на интермодулацнонните нзкривявания може да се по-
лучи при разделяне звуковня диапазон с лентови филтри на ннс--
ко, средне н внсокочестотен и нзползуване на три отделив нзлъч-
вателни акустнчнн снстеми, но тази мярка изнсква повече средства.
В приведения обзор на характеристнките на звука и музикал-
ните инструментн пред вид на сбитая му характер са засегнати
накратко основните нм прнзнаци, конто трябва да знае радио-
любителям Той обаче трябва да разшнрява свейте познания, да
разглежда по-задълбочено музнкалната акустика, както и музи-
калните произведения от различните жанрове, тяхното звучене
н нотен анализ.
П ГЛАВА
ЕЛЕКТРОМУЗИКАЛНИ ИНСТРУМЕНТН
Клавишните електромузикални инструмента се делят на едно-
гласни и многогласни според това колко тона звучат прн едно-
временно натнскане на няколко клавиша. Прн едногласннте ин-
струментн се извлича един тон, поради което чрез тях могат да
се използуват само еднотонални мелодии без възм.0жлост за взе-
мане на акордн.
15,
1. Едногласни електромузикални инструмента
Този тип електромузикални инструмента нмат сравнително най-
проста конструктивна схема, но и същевременно ограннчени въз-
можности за музикално изпълненне — с тях се изпълнява само
солова партия. Като правило по принципа на едногласннте инстру-
мента се строят прости и евтини конструкции, предназначенн
преднмно за първоначалннте музикални опитн. Независи-
мо от това обаче съществуват промншлени образци, конто
притежават нзключнтелно голямо темброво разнообразие в срав-
нение с другите видове електромузикални инструмента. Тембро-
вото разнообразие тук се постига с цената на по-малко и по-
евтнни устройства. Освен това много музнкалнн ефектн се реа-
лизират просто и ефнкасно, докато прн многогласннте инструмен-
та въвеждането нм или води до оскъпяване, или е невъзможно.
Поради изброеннте предимства напоследък се смята, че едноглас-
ните инструмента не са играчка, а трябва да заемат определено
място в ансамбъла. Прн по-съвършените едногласни инструмента
се използуват н двата начина за създаване на качествено различ-
имте тембри — хармоничен и формантен. Сърцето иа едногласння
ЕМИ е задаващият генератор, който е един за целня инструмент
Чрез задвнжвани от клавншнте контакта към този генератор се
включват различии честотноопределящи елементи (най-често ре-
знстори) и той произвежда различии честотн, съответствуващн
на тоновете от естествення звукоред. Напрежението от задаващия
генератор се подава на мощей усилвател н внсокоговорител. Тази
опростена схема при съвременннте едногласни инструмента е до-
пълнена с редица спомагателнн устройства.
За нлюстрацня на фиг. 2 е дадена блоковата схема иа съвет-
ския промншлен едногласен инструмент „Романтика", която се
явява обобщение на схемите, по конто се строят едногласни ин-
струмента. Всекн клавиш от клавнатурата 9 задействува по един
контакт, включващ различии по стойност резнстори, участвуващн
в схемата на задаващия генератор като честотноопределящи еле-
менти. Тъй като клавиатурата съдържа 3 октави, настройващнте
резнстори са 36 и чрез тях се настройва инструментът в диапа-
зона 523 Hz—3951 Hz съгласно точните значения на честотата
на всекн тон. Този диапазон се отнася само до задаващия гене-
ратор. В действителност инструментът има обхват 7 октави, който
се разширява чрез делителите иа честотата 5, 4, 5 и 6. Сигналите
от делнтелнте на честота се подават към блок за темброобразу-
ване 10, съдържащ различии честотни филтри. Чрез тези филтри’
16
се получават различии тембров» окраски благодарение на сряэва-
ието на един или други честоти. В блока за темброобразуване
участвуват и превключватели, с помощта на конто се наслагвлт
Фнг. 2. Б.токойа схема на едногласен инструмент
тонове от по-горннте октави. Извършва се т. нар. хармонично тем-
брообразуване.
Така в „Романтика*1 към нзхода на делителя 3 се включва един
НЧ филтър, към изхода на делителя 4 — също един НЧ филтър,
към делителя 5 — един НЧ н ВЧ филтър, към делителя 6 — също
по един НЧ и ВЧ филтър. Всичкн фнлгри могат да се включват
самостоятелно, благодарение, на което се получават множество
комбинационны тембри. За разшнряване на тембровите възмож-
ности на „Романтика1* са въведени чакащи мултнвнбраторн 7 и 8,
имащи кратки нзходни нмпулси с широк честотен спектър. Тезн
сигналы са подходящи за имитиране на меднн духовн ннструментн.
Разбнра се, и напреженнята от чакащнте мултнвнбраторн се про-
пускат през отдели и НЧ и ВЧ филтри. След филтрнте вснчки сиг-
налы се смеснат линейно, като се подават чрез разделителни ре-
зисторн на ед на обща шина. Общият сигнал се подвежда към
устройството за формиране на затихващ звук 12, което се управ-
лява от електронно реле, задействуващо се от сигнала на зада-
ващия генератор 2. По тйкъв начни става възможно имитнране
звученето на пнаното. По желание това устройство може да се
изключва.
По пътя на общия сигнал много чёсто се въвежда устройство
за амплнтудно вибрато- "и тремоло-бфект (накъсване на звука) 13.
Това е в същност един в с'ьщ амплнтуден модулатор, чиято дъл-
бочнна при тремоло е 100%'. Сигнал за управление на мойулато-
2 Електронни инструмент»
17
pa се взема от генератора за вибрато /. Същият вибратогенератор
въздействува и иа задаващия генератор 2, като го модулира честот-
но — получава се честотно вибрато.
Накрая изходният сигнал се подвежда към педалей регулатор
на динамиката, с конто се манипулнра при изпълнението. Оттук
чрез усилвател на мощност се задействува акустическата система 16.
Блокове И и 14 представлявзт предусилвателни стъпала. По-
простите едногласни инструменти-играчки не притежават делители
на честота, пито блок за темброобразуване, а само задаващ гене-
ратор, усилвател на мощност и вибратогенератор. Усложнените
едногласни инструменти имат същата, както на фиг. 2, схема, но
и редица допълиения. Така например освен делителите иа честота
2, с конто се получават хармонични с октавно съотношение, въ-
веждат се и делители на честотата на 3. С тази честота се обра-
зува т. нар. квинтов jегистър. Използува се и по-сложна структур-
на схема на блока на делителите, от конто се получават и редица
хармонични 2/, 3/, 4/ и т. н. Тези въпроси са по-подробно разгле-
даии в глава V. Друго усложнение се наблюдава в блока за тем-
брообразунане. У величава се броят на формантните регистри, като
се цели по-точно имитиране на различии класическн инструменти.
Използуват се и т. нар. многоформантни регистри. Като пример за
усложнен едногласен ЕМИ може да се приводе съветският ин-
струмент „Экводпн В-11**. При него след блока за формантно
темброобразуване на пътя на общия сигнал е свързан лентов
филтър, чиято ширина се променя автоматично в зависимост от
височината на тона. Друго усложнение е устронството за глисан-
до (плавно изменяне височината на тона), което въздействува
върху задаващия генератор и се управляю от изпълнителя с коля-
но. По пътя на общия сигнал преди мощния усилвател е въведен
и лентов филтър, чиито характеристики могат да се изменят от
изпълнителя по време на свирене чрез коляното. Това дава въз-
можност за акцентйране в определени моменти от музикалното
изпълнение.
Интересна особеност на усложнения модел „Экводин В-1 Iй е
възможността за управляване внсочината на тона чрез вибрнращо
въздействие върху клавиша. Използуван е общ за всички клавиши
електромеханичен преобразувател, чието изходно начрежение въз-
действува на задаващия генератор. При умело изпълиение се по-
лучава инструмент с голяма изразителиост. Напрежегието от елек-
тромеханичния преобразувател се използува за задейстнуване на
схема за форм и райе атаката и затихването на звука. Интересно е
използуването на специално запомнящо устройство, благодарение
18
на което звукът може да отзвучава и след отпускането на клави-
ша. Въобще едногласният електромузикален инструмент „Экводин
В-П“ притежава качества, конто са трудно достижими при мно-
гогласните инструменти.
Съществуват конструкции на електромузикални инструменти,
конто ие могат да се причислят нито към групата на едногласни-
те, нито към миогогласните инструменти. Все пак използуваният
принцип е по-близък до принципа на едногласните инструменти
или по-скоро е едно негово доразвитие. При тези инструменти се
въвеждат не един, а няколко задана ши генераторн и по такъв иа-
чин в даден момент ииструмеитът ще има многогласие звучене.
Някои конструктори даже смятат, че такъв инструмент може да
замести многогласния ЕМИ, имайки пред вид рядкото използува-
не иа диссиаисии съзвучия. Но в съвременната музика ие рядко
вече се срещат изпълнеиия с такнва необичайии съзвучня. При-
мерно в акомпанимента много честа е употребата на домииантсеп-
такорди, конто имат дисонансни съотношения иа иякои от със-
тавните товове. Става ясно, че този вариант ие може да замени
универсалния многогласен инструмент.
Всеки от задаващите генератори произвежда по няколко звука в
октавата, конто имат подчертан дисонанс, примерно до, до-диез,
ре; мн-бемол, ми, фа; фа-диез, сол, сол-диез и ла, си-бемол и си.
При този пример с четири задаващи генератори всеки от тях про-
извежда по три тона във всяка октава н при триоктавиа клавиа-
тура ще генерира по 9 тона. Общото количество настройващи
елементн (резистори) ще бъде 36 и е същото, както при едногла-
сс-н инструмент с един задаващ генератор.
Съществуват и конструкции, представляващи съвкупиост иа два
едногласни инструмента в едно пяло, чиято взаимна завигимост
може да се измени. С такива инструменти може да се получава
унисонно звучене, както и да се устаиовява определен музика-
лен интервал между двата произвеждани звука (за имитиране иа
шпулкови изпълнення с двойни тонове).
Всички усложнени разновидности на едногласния инструмент
имат своя специфичност и определено място в изпълнението. Труд-
но може да се определи даденият инструмент като универсален —
той нма своя характерна облает на приложение. Едногласният
инструмент има по-богатн темброви и ефектови възможности, но
той си остава в сферата на мелодичного солово изпълнение.
19
2. Многогласии електромузикалим инструментн
Миогогласннте електромузикални инструмента, конто се строят
със структура, подобна на класическия орган, нмат най-широко
разаространение в днешно време. Този тип инструмента много
често се определят като електрооргани1. Осиовният характерен
бе лег е иепрекъснатото фуикционираие на всички вътрешни гене-
ратора на звука, конто, по правило винагн надхвърлят броя на
клавишите на клавиатурата. По такъв начни става възможно од-
новременно подаване към мощния усилвател на произволен брой
честоти, произволен брой звуци. С други думи, тези инструмента
имат полифонично заучен^.
Осиовният принцип, по конто се строят електроорганите, е след-
цият: За най-високата, рктава от звуковия строй иа инструмента
се нвползуват 12 задаващи генератори, всеки от конто се иастрой-
ва .на определена честота, съответствуваща на тоновете с равно-
мерен интеррал 1,0595 ломежду им, според темперираиия строй.
изхода ца всеки от задаващите генератори е свързан дели-
тел на честотата на две. Така от първите 12 делителя се получа-
ват тоновете, с едн$ октава по-ниски от тоновете на задаващите
генератори. След вторите 12 делителя се получават тонове с две
октави по-ниско н т. н.
В приведения иа фиг. 3 случай задаващите генератори работят
в трета октава и с прмощтр на 5 вернжио свързан и делителя
към рсеки генератор се получават вснчки тонове от втора, първа,
малката, голямата и доитраоктавата. Най-важното предимство на
този принцип е значително по-високата стабилност иа инструмен-
та като цяло.
Схемата на фиг. 3 съдържа 72 генератора на звука. Ако всич-
ки тези генератори бяха отделки, независими автогенератори, ста-
билността иа целия музикален строй иа инструмента би била мно-
го по-ниска. При инструмент с 12 задаващи генератори и 60 де-
лителя стабилността зависи само от 12-те генератора. От друга
страна, очевидно е, че настройката на инструмента ще бъде много
улеснена, тъй като се настройват само 12 генератора, а не 72.
Към задаващите генератори 1 като, правило има възможиост да
се подава напрежение с инфраииска честота от автогенератор 2
честотна модуляция на геиерираиите звуци. С това се постига
честотно вибриране на звука. Изходните иапрежения на всички
1 Това определение се базнра на общиге белези, по конто сн прнлнчат
електронмите органи и класическнят тръбен орган, а именно гармонично тембро-
образуване и възможност за полифонично звучене.
% Ж
Завабащи еенератори (1)
21
задаващи генератори и делители на честотата 3 се подават към
контактната система на клавиатурата. Обикновено тя е доста
сложна, тъй като при контактната система се реализира хармо-
иичното темброобразуване. Всеки клавиш задействува по няколко
контакта (според фиг. 3 те са 5). Чрез първия контакт се включ-
ва основният тон, чрез втория контакт — едноименният тон от по-
горната октава, чрез третия контакт — тонът с две октави по-висок
и т. н. Всички едноименни контакти се свързват към отделяй
събирателни шнни 4, 5, 6, 7, 8, конто се наричат регистрови. Така
шината, събираща тоновете от контраоктавата, ще образува ре-
гистъра 16’ шината, събнраща тоновете от голямата октава-
регистъра 81 и т. н. Всички събирателни шини имат индивидуал-
ни регулатори на нивото 9, /9, //, 12 и 13, изведени като ко-
мандни органи, позволяващи промяиата на спектъра на общия
ей гнал в широки граници, което означава и промяната на тембъра.
Всяка шина може да се свързва към отделни вериги за фор-
мантно темброобразуване 14, 15, 16, 17 и 18. Обикновено шииата
16’ има най-много две форманти, шииата 81 — 4—5 форманти,
шината 4' — също 4—5, шината Z — 2—4 форманти. Тези фор-
маитни вериги се включват чрез превключватели, изведенн като
комаидни органи. Чрез формаитннте вериги се постигат различии
предавателни честотни характеристики, благодарение на конто се
получава приблизителиа имитация на иякои класически инструмен-
та. Затова и отбелязването им на лицевата част на инструмента
<се извършва с имеиата на тези инструменти — обой, кларинет и др.
Накрая обработените напрежения се смесват линейно и подават
на блок от устройства 19 за получаване на различии ефекти—
пиано, сустейн, тремоло, амплитуд но вибрато и др. Преди да се
подаде общият сигнал към усилвателя иа мощност 21 и акустиче-
ската система 22, минава през педалей регулатор на динамиката,
който се използува по време на музикалното изпълиеиие.
Различимте промишлени многогласии електромузикални инстру-
менти имат само различен обем на блока от делители на често-
тата и различна сложност на контактната система. Схемата на
фиг. 3 се явява обобщаваща за кой да е електроорган. Изключе-
ние прави електрооргаиът на фирмата „Хамоид“, при който лип-
сват задаващи генератори н делители, а генераториата основа
(съвкупността от всички генератори на звуци) на инструмента се
получава чрез своеобразии електромашииии генератори. Остаиала-
та част запазва структурата на фиг. 3. По-простите електрооргани
имат геиераторна основа 5—6 октави, обхват иа клавиатурата
3 — 4 октави и триконтактна система, позволяваща наслагването
22
само на два обертона. Големите електрооргани „Хамонд* имат
генераторна основа приблизително 9 октави, две клавиатури с по
5 октави и контактна система с по 9 контакта под всеки клавиш.
Всяка промишлена конструкция заема междинно положение както
Фиг. 4. Въишен внд на лреносим инструмент от средня класа
по обем, така и по изпълнителски възможиости. Електроорганите
предназначена за домашно ползуване и за малки естрадни съста-
ви, са обикновено с едиа клавиатура, докато двуклавиатурни са
по-големите електрооргани с професионално предназначение.
За опростяване на многогласните ннструментн в иякон люби-
телски конструкции се използуват не 12, а 7 задаващи генератс-
ри. Това е възможно, тъй като чрез деление честотата на зада-
ващите генератори на три могат да се получат допълнителните
звуци в октавата от темперирания строй. Получените темперирани
23
тоиове от диатоничните са приблизителио точим. Необходимо Ге
обаче седемте задаващи генератори да са с едка октава по-високо
от иай-горната октава на генераторната основа на инструмента,
конто i е получава от седем делителя на 2 н пет делителя иа 3.
Фиг. 5. Външен вид на електроорган от стационарен тип
- I ' 3 ’ / . и.
Всички по-долни октави се получават чрез делители на 2. Вопре-
ки че тёзй инструменти имат no-лесна настройка, днес почти не
се използуват, тъй като при по-Щирока от 4 октави генераторни
основн се чувствува силно дисовансно звучене.
На фиг. 4 е даден външният вид на електрооргана „Матадор
56* (ГДР), който е от -средиа кЛасй иа сложност й възможности-
Този инструмент е оформен така, че може лесно да се побере в
куфар, удобен за пренасяне. Съществуват и стационарни конструк-
ции, каквито са обикновено най-големите електрооргани, включва-
щи в себ? си усилвателната и акустичната система (фиг. 5). В
Фиг. 6. Външен вид на преносим инструмент с две ръчни и елна мрачна кла-
виатура
иреносИМ вид са оформеии и някон двуклавиатурни електрооргани
(фиг. 7), прёдназначени за различии оркестри.
Трябва да се отбележи, че използуването на електронните ор-
25
тани за нзпълнение на класическа музика е съвсем ограничено,
макар че те имат много широки възможности. Електроорганът се
утвърди в естрадните жанрове, където непрекъснато се търсят
•оригннални и различии звучеиия.
3. Електронни сиитезаторн
Напоследък в областта иа електронната музика започнаха да
навлизат т. нар. електронни синтезатори. Това са устройства, а поня-
кога цели електронни системи, чиято задача е не да композират
музика, а да сиитезират определени, желани звуци. Сложността
иа електрониите синтезатори може да варнра в доста широки
граници. По същество ед но електронно устройство, автоматично
изпълняващо проста, няколкотактова мелодия, може да се опре-
дели като електронен синтезатор. В същото време електронен син-
тезатор е и сложна система от генератори на звуци и устройства
за тяхната окраска, управляваиа от малка цнфрова машина. В този
широк диапазон електрониите синтезатори имат най-р азлич на
сложност и музикалнн възможности. Трябва да се отбележи, че
постигането на имитирани звуци е съпроводено с бързо нараства-
ие на сложността на синтезатора.
Друг вид електронни синтезатори (т. нар. синтезатори на Moor)
с а снабдени с клавиатура по темперирания строй и те се използу-
ват като електронно-музикален инструмент. При тях изпълннтелят
музикант има възможност да свири произволни мелодии. Основ-
ната разлика е възможността за електроиио управление на всич-
ки параметра на генерирания звук — височииа, гръмкост, атака,
затихване спектрален състав и др. по желание на изпълнителя.
Пред к’оиструктора на електронен синтезатор се очертават две
насоки — аналогов© или цифрово управление. Обикновеио аналого-
во управление имат по-простнте синтезатори, а най-сложните имат
комбинираио — аналогово и цифрово.
В общия случай електрониите синтезатори имат управляващ
програмен блок (фиг. 7). Този програмен блок има възможност
за задаване на програма чрез изведеии иа лицевата част команд-
на оргаии. Програмният блок координира работата на остаиалите
съставни блокове. Отличителна черта на синтезатора е възмож-
иогтта за управление с иапрежение както иа самия генератор и а
звука, така и на неговите параметри. Така че основните съставии
блокове иа синтезатора са генератори, чиято честота се измени с
напрежения, усилвателнн стъпала, управлявани също с иапрежение.
26
честотни фнлтри, управляваии също с напрежеиие, и др. На фиг. 7
са дадени само основните блокове, конто притежава електрон-
ният синтезатор. По принцип синтезаторите се строят като отво-
рена електронна система, чийто обем може да нараства чрез до-
Фиг. 7. Блокова схема на електронен синтезатор
бавяне на иови блокове, позволяващи синтезирането на иови
звукове. Като правило основните възможности на синтезатора в
музикалио отношение са имитираие звученето на класнческите
инструментн и различии звуци с шумов характер, като удар по
барабан, чинели и др. За тази цел се използуват равлични геие-
ратори, чието изходно иапрежение се формира чрез блока с усил-
ватели, управляваии с иапрежение и определящи атаката и затих-
ването на звука. Техният характер се управлява от блока с из-
меняема предавателна функция. За имитираие на ударни звуци
с иеопределена хармонична структура се използуват шумови геие-
27
28
ратори, чието напрежение се филтрира от честотии филтри. Вснч-
ки изходни сигнали се смесват и подават на мощен усилвател.
Възможността за автоматично изпълиение на ритмичиост, темпе
и др. чрез синтезатора е благодарение и а лрограмираие и залом-
няне иа програмата. В последно време с помощта на интегрални
схеми стана възможно значително разширяваие капацитета на
програмния блок, а оттам и възможностите иа целил синтезатор.
Вече се използува цифров програмен блок и цифрово управление
на аналоговите блокове на синтезатора.
При достатъчио голям капацитет на програмния блок разширя-
ването на синтезатора може да се извършва чрез добавяие на
нови аналогови блокове за синтезираие на звуци.
В настоящата книга не се разглеждат конструкции на синте-
затори с широки възможности, тъй като се акцентира върху въ-
просите на клавишните електромузикални инструменти. От друга
страна, построяването на голям синтезатор в радиолюбителски
условия е твърде трудно поради големия брой необходими де-
таили. В тази глава обаче е приведена принципна схема иа един
най-прост синтезатор за автоматично изпълиение на полифонични
музикалии фрази. Принципната схема е дадена на фиг. 8. Вижда
се, че са използувяни цифрови интегрални схеми, но всеки радио-
любител лесно би поставил на място на блоковете на ннтегралните
схеми цифрови схеми с дискретни елементи. Продължителността
на сянтезираиата музикална фраза може да бъде 16 елементарни
такта. В това число влизат както продължителностите на отдел-
яйте тоиове, така и паузите между тях. Управляващите нмпулси
се получават чрез тактов генератор Ии И* двоичен четирибитов
брояч ИСХ и двоично-десетичен дешифратор ИС* Чрез наборного
програмно поле се подават определени по иомер управляващи
импулси към събирателии логически схеми ИС^ конто от своя
страна включват и изключват генератори иа тоновете. Чрез фил-
трите С1-ьС4 се оформя желаният тембър, след което
сигналите се смесват линейно и се подават към усилвателя иа
мощност. Пу скане изпълнението на музикалната фраза става чрез
бутон и след еднократно изсвирваие тактовият генератор се блокира.
Сиитезираната музикална фраза може да бъде полифонична и
да съдържа най-миого четири различии тоиа. Този синтезатор
илюстрира изказаната по-горе мясъл, че при синтезаторите за
получаваие н на неголеми резултати са необходими значителни
средства. Не е трудно да се предвидн колко ще се усложни ус-
тройство™, ако броят иа елементарните тактове стане примерно
29
100, а тоновете 12 — колкото са в една октава. Все пак нещата
не изглеждат толкова песимистично, като се има пред вид навли-
зането на интегралните схеми и тяхното поевтиняваие.
4. Адаптнраин музнкалии ннструментн
При класическите музикални ннструментн начинът на получава-
не иа звуковите трептения е най-различен: чрез разтрелтяваие иа
струна (цигулка, арфа, пиано, китара, мандолина и др.), чрез про-
пускане на въздушна струя през тесни процепи и резонатори
(флейта, тромпет, кларинет и др.), чрез удряне по дървена или
металиа пластина (ксилофон, вибрафон и др.), чрез разтрептяване
на метална пластинка (акордеон, хармоннка) и др.
Принципът иа адаптиране на класическите ннструментн се със-
тон в превръщане на механичннте или акустнчии трептения, про-
извеждани от тях, в електрнчески с помощта на устройства, на-
ричани адаптери. Адаптерите се разделят на две групп според
това, в каква среда реггнрат. Така например инструментите с
метадри, магвитни трептящи тела се комплектуват с електромаг-
нитни адаптери, а прн тия с неметални се използуват пиезоелек-
трични адаптери. Разбира се, пиезоелектрични адаптери могат да
се нзподзуват в кой да е инструмент, като се сиемат трептеиията
на корпуса на инструмента. В практиката са се наложили предим-
но електромагнитните адаптери като по-евтини и по-лесни за реа-
лизация. Особено важно качество на електромагнитните адаптери
е тяхната нечувствителност към външни влияния.
През пос лед ните 15 годи ни най-широко разпространение получи
адаптирането на китарата. Електрическата китара нма вече изме-
нена механична конструкция в сравнение с класическата. Тук из-
общо липсва какъвто и да е резонатор. По този начни получе-
ният след възпроизвеждане звук нма иовн, метални отблясъци.
Чрез адаптирането на китарата се създават възможности за лесно,
по електрически път, променяне на тембъра н на звучене. Освен
това се въвеждат различии електронни устройства по пътя иа
общия електрически сигнал, конто могат да променят звука до
неузнаваемост.
Опити за адаптиране на пиано са правени отдавна. В самото
пиано вместо струни са били монтирани камертони. При удар по
клавиша задвижваното от него чукче възбужда камертона и той
отзвучава продължително, ако не е демпфиран. Всеки камертон е
бил снабден с адаптер, а вснчки адаптери били свързани после-
30
дователно. Общият сигнал се подавал иа усилвателна у ре д ба.
Музикалните качества на този инструмент били ниски, поради
което са билн предприети допълннтелни мерки за премахване иа
металното звучене. След дълга и трудна работа се получило на-
истина красиво звучене. Новополученнят инструмент е имитатор’
на пианото, при което звуците възникват чрез разтрептяваие на
струни.
Съществуват инструменти, при конто вместо камертони са
монтирани стоманени пластинки, конто се разтрептяват при на-
тискане на клавиша. Чрез остроумна лостова система разтрептя-
ването на пластинките става не ударно, а чрез рязко освобожда-
ване на огъиатата пластинка Всеки клавиш задействува отделна
пластинка, а всички пластинки са обхванати от един общ адаптер.
Пластинките с а монтирани на обща стоманена шина, която се
подмагнитва от постояннн магиити. Сигналът от общия адаптер се
подава към предусилвател и блок за темброва окраска. Звучене-
то на такъв инструмент е много близко до звученето на пианото.
Чрез адаптиране се получава сполучлива имитация на удар по-
гон г. За целта се използуват стоманенн пръчки с определени га-
барнти, твърдо захванати в етнния край. Разтрептяването на
пръчката е ударно, механично. Адаптерът има форма на тороид,,
през оста на който минава трептящата стоманена пръчка. В усил-
вателната част се въвеждат устройства за амплитудио внбрато
с много ниска честота (1—2 Hz). При по-малки габаритн на пръч-
ките и съответна обработка на електрическия сигнал се получава
сполучлива имитация на звънчета.
Развитието на адаптирането на ннструментите, макар че не е
предмет на тази книга, представлява интерес поради възможност-
та за възпроизвеждане и за пне без микрофон с почти пълно пре-
махване на нежалателни смущения. От друга страна, благодаре-
ние на това, че полученият сигнал е електрически, става възмож-
но управляване на тембъра в широки граници.
111 ГЛАВА
ГЕНЕРАТОРИ НА ЗВУКА В ЕЛЕКТРОМУЗИКАЛННТЕ ИНСТРУМЕНТИ
Генераторите на звука в електромузикалннте инструменти (ЕМИ)
представляват електронни LC или RC генератори. В някои инстру-
менти генераторите на звука са построени на електромеханичен
ЗГ
принцип. Прн ЕМИ с електронни генератори, както е известно,
получаването на звуцнте от по-долните октави става чрез изпол-
зуване на делители на честотата. Тези делители също се числят
към генераторите иа звука. Затова генераторите иа звука могат
да се разделят иа две основни групи — задаващи генератори и
зависими генератори.
Единственото изискване, предявявано към зависимите геиера-
тори, е да имат стабилен коефициент на деление на честотата.
Много по-високи изисквания се предявяват към задаващите
генератори. Тук на първо място се поставя въпросът за иеста-
билността иа генерираната честота. От значение е както абсолют-
ната, така и относителната иестабилност. Под абсолютна иеста-
билиост се разбира разликата Д/ То-/» където /0 е генерирана-
та честота, избрана за репер, a f— изменйлата се честота вслед-
< а/
ствие дестабилизиращите фактори. Отиошеиието f определи от-
носителната нестабилност.
За да разберем значението на нестабилността на генерираната
честота, трябва да разгледаме една физиологическа особеност на
човешкото звуковъзприемане. Нека слушаме звук с определена
честота (примерно 500 Hz), конто прекъсваме за 10 —15 s. Про-
меняме честотата с 1 % (от 500 на 505 Hz) и наново слушаме пре-
къснатия звук, но с променена вече честота. И двата звука се
възприемат като еднакви по честота. Нека направим друг опнт.
Включваме източник на звук с честота също 500 Hz и променя-
ме честотата му отново с 1 %, но този път, без да го прекъсва-
ме. Измеиението се възпрнема като забележима промяна иа висо-
чината на звука. В този случай човек забелязва промени с 0,3 %
и още по-малко.
По-голямо значение има относителната нестабилност или по-
точно, разликата от относителните нестабилности на съседните
тонове. Идеал ния случай е тази разлика да бъде равна и а ну ла.
На практика конструкторите трябва да я свеждат до минимум.
„От казаното дотук може да се направи извод, че при ЕМИ
задаващите генератори трябва да се конструират така, че да имат
еднаква промяна на честотата си вследствие на дестабилизира-
щите фактори както по големина, така и по знак. Тогава инстру-
менты ще има само парателно преместване, транслация на.музн-
калнНя си строй, но няма да звучи фалшиво. При самостоятелно
музикалио изпълнение тази траислация е без Значение. Паралел-
иата транслация се взема под внимание, когато инструменты
участвува в оркестър.
32
Повечето ЕМИ притежават устройство за глисандо, чрез което
се извършва ръчно транслиране иа строя в известии i раници.
Именно с помощта на устройството за глисандо става настрой-
ването на ЕМИ с другите инструмента в оркестъра.
Друго изискване към задаващите генератсри в електромузи-
калните инструментн е да позволяват вобулиране, т. е. честотго
вибрнране на звука с прости средства. Честотната девиация, кон-
то се възприема от човека като красиво звучене, не надвишава
границите на полутона или ±3%. Обикновено на практика се
избира девиация, не по-голяма от ±2%. Изискването за честотна
модулация е в противоречие с изискване го за висока стабилност
на задаващите генератори. За да бъде стабилен един генератор,
честотата му трябва да не завнси от параметрите на активная
элемент — транзистора, конто се променят от температура г а й с
течение на времето. Но понеже модулиращото иапрежение въз-
действува именно върху параметрите на транзистора, ясно е, че
за да се осъществн честотна модуляция, трябва транзисторът та
влияе върху генерираната честота.
Затова връзката на транзистора с честотноопределящата вернга
трябва да бъде по-слаба, за получавне на по-висока стабилност на
генерираната честота, но и достатъчна, за да се получи необхо-
димата честота девиация.
Съществено влияние на генерирания звук оказва характерът на
възникването и затихването му. Някои класнчески инструментн
имат рязко възникване и плавно затихване (пиан ото, китарата и др.),
други инструмента са с мека атака (възникване на звука) и плав-
но затихване (цигулката, класическият орган и др.). Повечето кла-
сически музнкални инструмента имат време на атака в границите
20 —100 ms, а в класическия орган звукът от най-ниските тоно-
ве може да нараства даже до 1 s. Времето за затихване на звука
може да варира в един диапазон от 50 —100 ms до 3 — 4s. При
болшинството от класическите инструментн спектралният състав
се променя от настъпването на атаката до завършване на затих-
ване. Твърде показателен в това отношение е звукът на класи-
ческия орган. В началото на атаката най-голям подем имат обер-
тоновете в диапазона 1200 — 2400 Hz, след това започват да зву-
чат обертоновете с честота 600 — 1200 Hz, после — 300 — 600 Hz
и иакрая се установява осиовният тон. Редът иа установяване на
обертоновете е твърде различен при различните инструмента.
Амплнтудите н фазите на обертоновете се промеият непрекъснато
до самою замиране иа звука.
Като правило болшинството елекгромузикалии инструмента
3 Електромузнкалнн инструментн
33
имат рязка атака и също така рязко затихваие на звука. Имита-
ция на класнческите инструменти се въвежда в много ЕМИ, но
тя е само на базата на формантною темброобразуване. В същ-
ност самята задача на електромузикалните инструменти е не да
се имитират съществуващи1е от столетия утвърдйли се инстру-
менти, а да се създаде качестнено различно, ново звучене.
Важно значение при ЕМИ има спектралният състав на генери-
раните звуци. Може да се каже, че при едногласните ЕМИ задъл-
Ч=о.5Т
й_П_ГЪЛ [з/ГУ^-г-
t -01Г Г ?r3lifsrsf7r f
. JLJLJL ГТПТг. <'.„
f 2f3Hf5f5f ЮГ 20 Г
Фиг. 9. Спектрите на сигналя с различна форма, конто се използуваг в генера-
торната основа на ЕМИ
жително условие е спектралният състав на генерираните трепте-
нля да е богат, тъй като темброобразуването при тях става почти
винаги чрез формантння метод. Въобще изискване за широк спек-
34
тър на колебанията на отделния генератор се предявява само
към ЕМИ с формантно тембробразуване. Широк спектър на ге-
иерираннте честоти не е обезателно необходими при ЕМИ с хар-
монично темброобразуване. Никои ЕМИ дери имат синусоидална
форма на генерираното иапрежеиие („Хамонд орган" L). Все пак
болшинството от ЕМИ имат генератори на звука с несинусоидал-
на форма.
Най-често срещаните форми на генерираните иапреження в
ЕМИ са дадени на фиг. 9 заед но със спектралното им разпре де-
ление. На фиг. 9 а е показан сигнал със синусоидална форма,
конто при възпроизвеждане звучи глухо, „постно". При синусо-
идални отрязъци с ъгъл на отсечката 90° (фиг. 9 6} липсват не-
четните хармоници. Такъв сигнал има тромпетен оттенък иа зву-
чеието. Подобно звучене, но по-звънко има и сигиалът на по-
казан иа фиг. 9 в. В иякои ЕМИ делителите на честотата са иа
базата на блокинг-генератори („Матодор 25", ГДР). Формата на
генерираното напрежение е показана на фиг. 9 г. Тозн сигнал е
с богат спектрален състав и позволява формаитно темброобразу-
ване. На фиг. 9 д е показана формата иа правоъгълни импулси с
коефициент на запълване Лк = -у=0,5. Този сигнал има клари-
нетио звучене и се получава в ииструмеитите с тригерии дели-
тели на честотата. Независимо от недостатъпите от музикална
гледна точка използуването на правоъгълни импулси се среща
най-често поради голямата сигуриост в работата иа тригерните
делители.
В никои инструменти се въвеждат преобразуватели на спектъра
с цел да се премахнат иедостатьците на импулсите с коефициент
на запълване - ОД Нан-богат спектър притежават едиополярии
диференцирани правоъгълни импулси (фиг. 9 ж). Звукът е ярък,
звънтящ.
1. Електромеханичнн генератори на звука
Електромеханичните генератори са в основата на първите елек-
тромузикалнн инструменти. Смята се, че първата публикация по
електромузикални инструменти принадлежи иа швейцареца Деле-
зен и датира още от 1838 г. Делезен е използувал електромаг-
нит и желязно колело със специална форма за получаване иа му-
зикалеи звук.
През 1897 г. англичанинът Кахнл използувал електромагнитни
35
генератори на различии честоти за получаване на музикални звуци.
Тези генератори се задвижвали от електромотори. Целият инстру-
мент тежал около 200 тона, а се е слушал с помощта на слу-
шалки, тъй като тогава не е имало още усилвателни и високо-
говорещн устройства.
Класически пример за използуване на електромеханични генера-
тори е конструкцията на фирмата „Хамонд“, патентована още
през 1934 г. Тя представлява една ос с иадянати на нея желез-
ни дискове с вълнообразна форма на периферията им. Перпенди-
кулярно на даден диск е разположен пръчковиден магнит с боби-
на върху него. Прн въртене на оста с постоянна скорост в боби-
ната се индуктира напрежение с определена честота, пропорцио-
нална на броя на изпъкналите части по цериферията. Броят на
дисковете варира според диапазона иа геиераторната основа — от
60 до 91 (в иай-големите модели), което съртветствува на 5 до
7,5 окгави от естественич звукоред.
ЕМИ на фирмата „Хамонд“ и дне с се строят именно на базата
на подобии микромашиини генератори. Предимствата на тези кон-
струкции са големи. Прели всичко — отлично запазване на музи-
калния строй — тези инструменти практически не се разстройват.
При захранване иа електромотора им с регулируема честота мо-
же да се въведе глисандо, а от др}га страна, става лесно нас-
тройването според другите инструменти в оркестъра. Ако мото-
рът им се захрани с високостабилна честота, получена от кварцов
генератор и делители, тези инструменти могат да служат за ета-
лои за настройване на другите инструменти в оркестъра.
Темброобразуването в електромеханичния орган на „Хамонд"
се извършва по хармоничния принцип — чрез наслагване на обер-
тонове. При големите оргаии иа „Хамонд“ всеки клавиш задвиж-
ва по 9 контакта, като два от тях включват субхармонични на
основиня тон, а шест — втори, трети, четвърти, пети, шести и ос-
ми обертонове. Нивото на всеки обертон се регулира на десет
степени чрез издърпващи се превключватели. По този начин се
получават многобройии комбинации на звуци с различно звучене
и нюаиси.
В любителски условия принципът на „ Хамонд“ е ненриемлив
поради високата прецизност, с която трябва да бъдат израбогени
дисковете.
При ня кои електромузикални инструменти в качество™ иа за-
даващи генератори се използуват пластинки с определенн габа-
рита и пъргавина. Задвижваието на пластинките се извършва
чрез клавишите, като отзвучаването иа пластинките продължава
и след отпускането им. Всяка пластинка е в полето на адаптера
и общият сигнал се подава в усилвател. Такъв инструмент се
продаваше у нас и несете названието „Клавизет“. Звученето му
наподобява пианото.
При други инстументи разтрептяването на пластинките се из-
вършва иепрекъснато с помощта на въздушна струя, създадена
от компресор (по-стари конструкции на фирмата „Фарфиза", Ита-
лия). Избмраието и включването на отделяйте тонове се извърш-
ва посредством механичии контакта, задвижванн от клавишите-
И тук се извършва хармонично сиитезираие на тембъра.
2. Генератори иа вука в едноглаеннте ЕМИ
Генераторите на звука, изпелзувани в едногласните ЕМИ, като
правило се строят на базата на електронни импулени генератори —
релаксатори. Задаващият генератор може да бъде един или ня-
колко. Повече от един задаващ генератор се използуват само при
конструкции, в конто се предвижда едневременно звучене на ня-
колко гласа.
Фиг. 10. Зависимост иа генерчраната честота от
честотноопределящото съпротивление на генера-
тора
Към генераторите за едногласни инструменти се предявяват най-
тежки изисквания, тъй като те трябва да се пренастройват в
широк честотен диапазон. Обикновено музикалннят строй на ед-
ногласните инструменти обхваща 2,5 до 4 октави. Като правило
37
промяната на честотата се извършва с помощта на един елемент
от генератора, твърде често — съпротивление.
Зависнмостта на честотата от това съпротивление има обикно-
вено вида на фиг. Ю.^От кривата може да се заключи, че най-
Фиг. 11. Схема на свързване на честотноопределящите резне-
тори без елиминиране на комбинационния тон при затваря-
не на два н повече контакта
добре е изменяемого съпротивление да се избира в границите
между /?2 и /?3. В този линеен участък температурната и вре-
менна нестабилности се изразяват като паралелна транслация
на строя. Но този участък не надвишава 1—2 октави, а от
друга страна, при по-големи стойности на съпротивленията нама-
лява скоростта на зареждане на кондензатора, определящ генери-
Фиг. 12. Схема на свързване на честотноопределяшите резисто-
ри с елиминнране на по-нискня тон
раната честота, което е неблагоприятно, тъй като се увеличава
температурната нестабилност. Затова изборът се прави компро-
мисс, като се използува половнната от линейния участък и част
от криволинейния.
При клавишните едногласни ЕМИ е важно при натискане од-
новременно на два клавиша да се произвежда по-високият или
по-ниският тон, но да не се получава нов, комбинационен тон.
Този недостатък е присъщ на схемата, показана на фиг. 11, и
затова тя не се използува. Използуват се в практиката два вари-
анта— с нормално отворени контакти и елиминиране на по-иис-
38
кия тон и с нормал но затворе ни контакты и елиминнране на по-
високия тон (фиг. 12, 13).
При първия вариант (фиг. 12) ненатиснат клавиш е еквивалент-
ио на прекъсната верига на честотнозадаващото съпротивление и
Фнг. 13. Схема на свързване на честотноопределящите резисторн с
елимнниране на по-внсокия тон
генераторът няма да работи. Ако се затвори контактът Д'], гене-
рираната честота ще се определи от и ще бъде най-високата
в музикалиия строй иа инструмента. Ако се затвори контактът
Дз, генерираната^честота ще се определи вече от сумата на и
Фнг. 14. Прнннипна .схема на генератор с емитерен кон-
дензатор^за едногласен инструмент
Т?2. По такъв начин става задължително започването на настрой-
ката от най-високия към най-ниския тон.
Върху стабилносттаХна строя ще влияят както нестабилността
на генератора въобще, така и нестабилността на елементите за
настройка — съпротивителните тримери /?2> Нз, Ri — Rn- Внжда
39
се, че в най-неблагоприятно положение са най-ниските тонове
тъй като се получав*! сумиране на нестабилността на всички
предшествуващи тримери за настройка. Затова обхватът на такъв
ЕМИ се ограничава до 3,5 октави. Разширение се допуска само
при използуване на високостабитни настройващи тримери (пример-
но съветските тримери с червячно предаване от типа СП5-2).
На фиг 14 е показало схематично решение на варианта с нор-
мално отворени контакт» и елиминиране на по-ниския тон. Схе-
мата е приложена в съветския едногласен инструмент „Романти-
ка". Диапазонът на музикзлния строй е три октави, като обхва-
ща втора, трета и четвърта октава от естествения звукоред. Раз-
бира се, тоновете от по-долните октави се получават с делители
на честотата.
За повишаване на стабилността на настройващите резистори
са употребеии потенциометри с контрагайка, конто се затяга след
всяко настройване. Затова стабилността на строя е от порядъка
на 0,2%. Стабилността на генератора е по-добра от 0,5%.
Принципната схема на генератора е известната схема на мул-
тивибратор с емитерен кондензатор, който има сравнително доб-
ра стабилност. Чрез делителя Д, /?3, и /?3 се създава един спо-
рен потенциал на базата на транзистора Тх. Регулирайки този
потенциал, посредством потенциометъра /ф е възможно пренаст-
ройването на генератора в границите на ±1 полутон. Импулсът
на изхода на транзистора Т2 се формира във врёмето, когато се
разрежда кондензаторът С2 през резистора и прехода база'—
емитер на транзистора а паузата между импулсите се опре-
дели от зарядната верига: изхода на транзистора Т2, кондензато-
ра С9 и настройващите съпротивителни тримери от клавиатурата
Съотношението между паузата и импулса е от порядъка на 10
което говори за широк спектър на генсрнрания звук.
На фиг. 15 е показана схемата на един подобрей вариант на
генератора от фиг. 14. Употребени са силициеви плгнарни траи-
зистори, българско производство, благодарение на конто се елн-
минира влиянието на обратните токове.
Както е известно, при силицпсвите транзистори е характерно
преместването на входната характеристика наляво с увеличаваие
температурата на околната среда. С други думи, напрежението
между базата и емитера V6e намалява и следователно времето
за зареждаие на кондензатора С2 също намалява, което е рав-
ностойно на увеличение на честотата. За компенсация на намале-
нието на иапреженнето са въведени силициевите диоди Дх
и Д2, свързани в права посока. По такъв начин чрез компенсация
40
е стабилизиран прагът на'Лпреобръщане на мултивнбратора при
завършване етапа на зареждане на кондензатора С2.
По-нататъшно елиминиране на дестабилизиращите’ фактори е
постигнато чрез съкращаване времето за зареждане на конденза-
Фиг. 15. Принципна схема на стабилен генератор за едногласен инструмент
широк диапазон на пренастройване
юра С2. Полученото съотиошение между паузата и импулса е
иад 100, благодарение на което генерираиата честота зависи пре-
ди всичко от продължителността на паузата между импулсите.
Съкращаване времето за зареждане на кондензатора С2 е постиг-
нато с помощта на ключовия транзистор Г3. Когато С2 се зареж-
да, транзисторы Г2 е отпушеи, потенциалы на колектора му в
първия момент е намалял и транзисторы Т3 се е запушил. По-
нататъшното поддържане на Г3 в непроводящо състояние става
благодарение иа резистора /?-. Щом кондензаторът С2 се зареди».
транзисторы Г2 се запушва и скокът на напрежението на колек-
тора му се предава на базата на транзистора Ts, като го от-
пушва.’В първия момент след запушването на Т2 разреждането
на кондензатора С2 става през резистора Т?5. След това транзис-
торы Г3 се отпушва и тогава времеконстантата на разрядната
верига е т3=С2/?„31С Ок, където /?И5Х ок е изходното съпротивленне
на транзистора Ть разглеждан в схема „общ колектор“. Стой-
hoc тите на елементите и употребените транзистори са дадени на
схемата. Генераторы работи в граничите на две октави — втора
4L
и трета, но може да се използува и за покриване на четири ок-
тави и повече. Изходните импулси са с голям брой хармоннчни
и са добри за директно задействуване на делители на честотата.
Стабилността иа генерираната честота е от порядъка на 1() \
Както вече е известно, вторият вариант на комутация при ед-
ногласните ЕМИ е с нормално затворени контакта (фиг.13). При
ненатиснат клавиш контактите дават накъсо зарядното съпротив-
ление на генератора и той не работи. Като се натисне първият
клавиш и се отвори контактът разрядното съпротивление на
генератора се определя от резистора Честотата е най-ниската
от избрания диапазон. Когато се отвори контактът Л"2, разрядно-
то съпротивление се определя от паралелно свързаните резисто-
рн /?1 и /?2 и честотата става по-висока, тъй като генерираната
честота е обратно пропорционална на зарядното съпротивление.
Настройката на инструмент, построен по този принцип, трябва
да започва от иай-ниския тон, противоположно на предишиия ва-
риант.
Този принцип на комутация е залегнал при някои големи елек-
тронни органи, конто освен двете ръчни клавиатури притежават
и едка крачна, обхващаща около 1,5 октави от субконтра и конт-
раоктавите от естествения музикален звукоред. Характерного тук
е, че при случайно натискане на два клавиша едновременно ще
звучи по-ниският тон.
Съществуват и генератори за едногласни ЕМИ, използуващи
трептящи кръгове, т. е. LC — генератори. При тях клавишните
контакта включват различии кондензатори за получаване на раз-
личните честота. Недостатъкът на този генератор е, че отделни-
те кондензатори трябва да бъдат с точни стойности, конто труд-
но се подбират.
За любителски условия по-достъпен е методът с комутиране
на отделни бобини. Използуването на феромагнитни топфкерни,
конто осигуряват възможност за плавна настройка, е целесъоб-
разно поради малките им размери и добрата стабилност. Същес-
гвуват и фабрични конструкции, изпълнеии с LC — генератори с
комутирани индуктивности.
На фиг. 16 е дадена принципна схема на един прост /?С-гене-
ратор, използуващ специален едиопреходен транзистор (среща се
още названието двубазов днод), който не се произвежда от на-
шата електронна промишлеиост. Стабилността на строя на елек-
тромузикален инструмент, построен на базата на този генератор,
не е. висока и е пригоден само за прости ЕМИ-играчкн.
Приложението на интегралните схеми в ЕМИ е перспективно
42
и не е далече времето, когато вснчки инструменти ще се изграж-
дат с тях. Трябва да се каже, че и сега никои фирми произвеж-
дат интегрални схеми, предназначени специално за ЕМИ. Така
иапример схемата МС1120Р, производство на фирмата „Моторо-
2Wf67f
Фиг. 16. Принннпна схема на генератор за
едногласен инструмент с двубазов диод (ед-
нопреходен транзистор)
ла“, е предназначена за употреба в контактурата на ЕМИ, а схе-
мата МС 1124 Р представлява честотен делител на 2, на 4, на 8.
На фиг. 17 е приведена принципната схема на генератор за ед-
иогласен инструмент, изпълнен с интегрална схема от типа TTL
(транзисторно-транзисторна логика). Употребената интегрална схе-
ма е най-използуваната схема в цнфровата техника и представ-
лява 4 броя двувходови схеми с логика „НЕ“ — „И" (PNAND“).
Означението на посочената интегрална схема е различно при раз-
личните производители: МН 7400 — ЧССР; 1ЛБ553 СССР; D 100
С —ГДР; SN7400 —САЩ; FLH101—ГФР и др.
Въпреки простотата на принципната схема този генератор може
да се пренастронва 3—4 октави чрез промяна само иа един еле-
мент — съпротивление, вариращо от 50 до 2000 2.
Друго предимство е иаличието на два изхода, от конто може
да се взема сигнал с правоъгълна форма (изход „аи) и сигнал с
краткотрайни импулси (изход „би) с двойно по-висока честота.
Геиераторът се захранва с напреженне 4 5 V, но може да се
въведе и батерийно захранване с ед на батерия от 4,5 V. Консу-
мацията на цялата интегрална схема е приблизително 10 mA.
Важна особеност на принципната схема са диодите и Д2.
Те изпълняват ролята на своеобразен превключвател превключ-
ват зарядното съпротивление ту към първия „NANDU Нь ту,
към втория — Н2. И двата диода трябва да бъдат германиеви,
и то с малък пад в права посока. От българските диоди най-доб-
43
ри са SF.D108, а от съветските—Д311. Коидензаторите и
С2 трябва да не бъдат електролитни, най-добре хостафанови.
При промялата на захранващото иапрежение в интервала 4,5—
5,5 V генерираната честота се променя с 4- 5 полутона, строят
Фнг. 17. Задавят генератор н вибратогенератор за едногласен инструмент, нз-
цълненн с TTL-ннтегрална схема ст типа 7400
на инструмента се запазва и се получава само паралелна транс-
лация.
В схемата на фиг. 17 останалите два rNAND“-a от интеграл-
ната схема МН 7400 се използуват като автогенератор за честот-
на вибрация на звука. Честотата на вибрация се регулира плавно
Фнг. 18. Задаваш генератор и вибратогенератор за едногласен инструмент, из-
пълнен с Л1О£-интегрална схема от типа СМ 2301
чрез потенциометъра /?3 в границите 3—12 Hz. Изходните пра-
воъгълни нмпулси се вземат от nNAND“-a НА, интегрират се
44
от групата и чрез разделителния резистор /? се подават
на задаващия генератор и го модулират честотно.
На фиг. 18 е дадена принципната схема на автогенератор за
едногласни ЕМИ, изпълнеи също с интегрална схема, но от друг
тип. Използувана е MOS (мстал-окис-полупроводник)— интеграл-
ка схема тнп СМ 2301, българско производство. Схемата съдър-
жа десет инвертора и се захраива с отрицателно иапрежение —
15 V.
Инверторите и И2 образуват задаващия генератор, а тре-
тият инвертор 773 е предназначен да отдели товарного съпротив-
ление от генератора. Ключовите диоди Д, и трябва да бъдат
силициеви за разлнка от генератора с ТТЛ — интегрална схема.
Ако се употребят германиеви диоди, температурната нестабилност
ще се увеличи, а диапазонът на пренастройката ще се намали.
Благодарение на огромного входно съпротивление иа MOS—
иитегралните схеми зарядното съпротивление е доста високоом-
но. Това е голямо преимущество, тъй като необходимите конден-
затори са с малък капацнтег и малки размери (от порядъка на
няколко nF).
Изходното иапрежение, снемано от изхода на инвертора АД, има
правоъгълна форма със коефициент на запълване на импулсите
k=0,5 или съотношение импулс-пауза, равно на единица. Това
съотношение лесно може да се промени чрез с ьответен избор
на хрониращнте кодензатори Ct и С2. Отношението импулс-пауза
ще бъде равно на отношението между стонностите на конденза-
торите С1(/Са.
Подобно иа генератора с 7 7/,-интегрална схема (фиг. 17) и
тук в точката „6“ честотата е двонно по-голяма от изхода „аи.
Особеното при тази схема е трионообразната форма на иапреже-
нието. Когато сигналът се взема от точката „б“, трябва да се
има пред вид, че този изход е високоомен и е необходимо включ-
ваието на голямо разделително съпротивление. Друг начин за
отнемане на сигнала от точката „6“ е въвеждането на дополни-
телен инвертор Л/7. На изхода на 7/7 (точка гв“) формата на нап-
режението обаче е правоъгълна. Това не може да се смята за
недостатък, тъй като коефициеитът на запълване на импулсите е
малък и сигналът е с богат спектър от хармонични.
Инверторите А/4, 77б, и Ие образуват генератора за честотна
вибрация на звука, като 77е има същото предназначение, както 773.
Изходиите импулси се интегрират от групата /?3 С4 и чрез раз-
делителиия резистор /?2 модулират честотно задаващия генератор.
Импулсният генератор с /И 6XS-интеграл на схема може да се
к
45
използува за създаване на електронномузикален инструмент, по-
добен на известния „термеивокс“ [Л. 3]. При терменвокса полу-
чаването иа нискочестотни^трептения става по метода на биене
между два високочестотни сигнала. Едииият от генераторите е
Електрод-
антпема
т
'20pF
>-15V
с, г.гпР з!юсмгзо1
-----—
'SOOkSI
. . . ИзхвЭ
Т Из -3I10CM2301
- Л,Лг-2Д5601
* Л3АЧ -SEV112
Tt
ггпР—
SF.T3DB
— Atf.
ЮкЯ
НИМИ
*7П
/AfgU Заб.Означените със
д_з6ездичка еле мент и
се подбират при
настрой ката_
Фиг. 19. Приншшна схема на „терменнокс"
фиксиран н пронзвежда спорна честота, а другият е направен
така, че може да се пренастройва чрез специален електрод-антена.
Получаването на отделните тонове става чрез приближаване и
отдалечаване на ръката на изпълнителя спрямо антената.
Един от недостатъците на терменвокса е ниската стабилност
на произвежданата честота, който е от принципно естество.
Прннципът на работа на терменвокса, изграден на базата на
ЛЮЛ'-интегрална схема, е качествен© различен. Изходният сигнал
се получава от нискочестотен генератор, който има далеч по-го-
ляма стабилност от генератора на класическия терменвокс. Уп-
равляването на честотата на нискочестотния генератор се осъ-
гцествява с помощта на един ЛЮА'-транзистор, разглеждан като
съпротивление, управлявано с напрежение. Този транзистор играе
ролята на зарядно съпротивление в схемата на генератора от
фиг. 18.
За получава не на постоянно напрежение, пропорционално на
положението на ръката на изпълнителя в пространството, се из-
ползува един високочестотен генератор на около 400 KHz. От
46
този генератор е изведен един електрод-антеиа по подобие на
класическия терменвокс. При приближаване и отдалечаване на
ръката спрямо антената големината на високочестотното напре-
жение на генератора съответно иамалява и се увеличава. Това
напрежение, преобразувано във постояннотоков сигнал, се подава
на ЛЮ^-травзистора и той променя съпротивлението сн в посока
съответно иа вамаление и увеличение. Следователи© честотата на
генератора се увеличава и намалява.
Принципната схема на генератор за терменвокс е показана на
фиг. 19. В генератора на ниска честота е използувана същата
интегрална схема СМ 2301. Високочестотният генератор е изпъл-
нен с транзистор SF.T <308. Бобинките на този генератор са взе-
ти от транзисторния приемник „ЕХО“, без да се пренавиват.
Всички стойности на елементите са дадени на принципната схема.
Използуваният ЛЮ5-транзистор е от типа FI 1001. българско
производство.
3. Генератори иа звука в миогогласиите ЕМ И
За разлика от едногласните инструменти при генераторите за
многогласии ЕМИ не се изисква те да могат да се пренастрой-
ват в диапазон няколко октави. Генераторите за многогласните
ЕМИ се проектират за работа на фиксирана честота. Разбира се,
съществува изискване за пренастройваие, но то е само в грани-
чите на ± 1 полутон и е необходимо за първоначална настройка
на инструмента.
Към задаващите генератори за многогласии ЕМИ също се
предявява изискване за честотно модулиране на генерираната чес-
тота. Изнскването не се различава от това при задаващите гене-
ратори за едногласни ЕМИ.
Изискване за възможност за ефекта глисанло се предявява са-
мо към по-простите многогласии ЕМИ.
Според стабилността си генераторите за многогласии ЕМИ мо-
гат да се разделят на три основни групи:
— високостабилни — с нестабилност < 5.10-4;
— средностабилни — с нестабилиост — 5.10—3-ь5Л0~Л
— нискостабилни — с нестабилност 5.10~я.
За вся.са от тези три групи съществуват голям брой схемни
47
решения и конструкции. В зависимост от конкретнее условия и
изисквания радио л ю бителят може да избира най-изгодния вариант.
По-нататък са приведени принципни схеми на множество реше-
ния на задаващи генератори за многогласии ЕМИ, удовлетворя-
ващи различните изисквания за стабилност на генерираната чес-
тота.
а) Генератори със стабилностt по-добра от 5.10~*
В тази трупа се числят кварцовите и камертонните генератори.
Характерно за генераторите от тази трупа е липсата на честот-
но модулиране — вибрато.
Независимо че съществуват кварцовирезонатори и в областта
иа звуковия диапазон, използуването им в ЕМИ е неоправдан©.
Твърде високата им цена и трудностите с настройката на все-
ки резонатор (извършването й става във фабрични условия) е до-
вело до използуването на кварцови генератори само в качество-
то на еталонни камертони.
Камертонните генератори са по-подходящи за любителски ус-
ловия, тъй като изработването на камертоните не е невъзможна
работа.
На фиг. 20 е показана принципната схема на камертонен гене-
ратор, прилагай в многогласните ЕМИ. Транзисторите 7\ и Т2
представляват стабилен усилвател, необходим за създаваие на
яезатихващи трептения на камертона. Бобииата £г е разположена
Кч5Юл
Фкг. 20. Прннципна схема на камертонен генератор за многогласия инструментн
от едната страна на камертона, а £й-от другата страна на ка-
мертона и се иарича отнемателна. Кондеизаторът Сг образува с
трептящ кръг с резонансна честота, равна на генерираната. С
48
това се постига голямо усилване с ие много траизистори. Избира-
нето на работната точка иа в средата иа линейиата му облает
се извършва чрез тримера Генерираното напрежение, свеша-
но от колектора на Тъ има синусоидална форма. За преобразува-
ието му в импулси със стръмни фронтове, способни да команду-
ват делителите, е въведен Шмит-тригера, изпълнен с транзисто-
рите Т3 и 7\. Най-отговорният елемент — камертонът, се изработ-
ва от сплави с малък температурен коефициент на разширение.
Все пак може да се използува инструментал на стомаиа, като из-
работването се извършва иа фреза.
Точного изчисляване на собствената честота на камертоните е
трудна задача. Затова, приемайки рамена на камертона с квад-
ратно сечение и страна 4 mm и разстояние между тях, двойно
по-голямо от страната на сечението, можем чрез промяна на
дължината на рамената да получим различии собствени честоти.
Трябва да се има пред вид, че собствената честота на камер-
тона е обратно пропорционална на квадрата на дължината на
рамената му. Камертон с рамена с дължина 40 mm и сечение
4>(4 mm има резонансна честота около 2 kHz. Честотата зависи
много силно от свойствата на материала.
Друга особеиост, конто трябва да се има пред вид, е геомет-
ричното равенство на рамената на камертона. От несиметрията
на рамената завнеи еквивалентният качествен фактор на камер-
тона, разгледан като трептящ кръг. За да бъде висок Q-фак-
торът на камертона, а оттам и стабилна генерираната честота,
трябва да се постигне пълна симетрия на рамената му.
Камертонните генератори имат ограничено приложение в ЕМИ
поради трудностите и високите изисквания при направата на ка-
мертоните.
б) Генератори със стабилност 5.10~3-\-5.1С~*
Към тази група се числят £С-генераторите и някои специални
импулени /?С-генератори с повишена стабилност.
За разлика от високостабилните генератори от група „аи при
геиераторите от тази група е възможно честотио вибрираие, но
все пак в зависимост от някои фактори.
При геиераторите със стабилност, по-добра от 10~3, връзката
на активния елемент с кръга се избира твърде слаба, за да се
осъществк честотно модулиране.
Използуваните схеми на генератори са твърде многобройии, во
все пак това са известиите автогенераторни схеми, използувани
4 Електромузикални инструменти
49
широко в електрониката. По-долу се прави^преглед на наи-упот-
ребяваните схеми, като са дадени и някои конструктивни данни.
На фиг. 21 е показана схемата с индуктивна-обратна връзка
(Майснер) със стабилност, по-добра от i0*s. Начинът на нзчис-
Фиг. 21. Стабилен генератор с индуктивна
връзка за многогласен инструмент
ление на този генератор е даден в [Л. 9]. Внсоката стабилност
се постига благодарение на -стабилизация параметрите «а тран-
зистора и слабата му връзка с трептящня кръг. Честотно ‘виб-
рато при този генератор липсвя. Изходното иапрежение е сину-
соидално.
Фнг. 22. Задаващ генератор, използуван в съветския инструмент
. Эстрадны ‘
Место използуван генератор е показан на фиг. 22. Той работи
по триточкова индуктивна схема Хартлей. В същност това е схе-
мата, използувана в конкретен ЕМИ—съветския „Эстрадин-6“.
50
Температурната нестабилност на генератора е от порядъка на 4.10“3
в температурния диапазон 10° С-=-35° С. Режимът на транзистора
е стабилизиран с помощта на емитерния резистор конто
въвежда ООВ по постоянен ток. Германиевият диод подобря-
Фиг. 23. Стабилен задаващ генератор със снлшшеви
транзнстори
ва температурната стабилност иа генератора. Настройката на ге-
нератора се извършва чрез подбор на кондензатора С2, конто за
отделяйте 12 задаваши генератора варира в границите 15 до
40 nF. Тезн стойностн на кондензатора С2 важат за честоти от
четвърта октава от естествения звукоред. Бобината е навита иа
сърцевина от пермалон, но ногат да се използуват феритни топ-
фкерни, имащи възможност за пренастройка. Трябва да се има
пред вид, че пермалоената сърцевина има по-голяма нестабилност
на магнитната проницаемост от феритните топфкерии.
В „Эстрадин-6“ въвеждането на пермалоеиа сърцевина не е
случайно. Използхвано е свойството на пермалон да променя
магнитната си проницаемост р в загисимост от подмагнитването.
За подмагнитване се използува емитерният ток на самия гене-
риращ транзистор. Като се променн тсси ток, промеия се прони-
цаемостта на сърцевината, откъдето г гндуктнвиостта на бобината,
а следователи© — и i енерираната честота. При стойност на настрой4-
вашия тример ^7 = 5С0й генераторът може да се преиастройва с
около ±1 полутон.
Чрез групата н С, е предвидено генераторът да се свързва
към вибратогенератор. Транзисторът Г2 служи да премахие вли-
янието па товарного съпротивление върху генериращия транзис-
тор Гр Консумираният ток при захранващо иапрежение 12 V е
около ЗшА.
Добра стабилност на честотата се постига при употребата на
силициеви гравзистори. На фиг. 23 е дадена принципната схема
на един прост генератор с български силициеви транзистори
2Т3502. Бобината на генератора е навита във феритна чашка
51
от генератора за подмагнитване на магнитофон „Рилафон", като
е използуван проводник ПЕЛ-0,08. Индуктивността е около 0,25 Н.
Генераторът работи в четвърта октава от естествеиия звукоред
(приблизителио 2000-ь4000 Hz). Дваиадесетте задаващи генера-
Вибрато
Tf SF.T3OB T2SF.T308
Фнг. 24. Мултивибратор, стабилизиран с треп-
тяш кръг
тора, конто ее съдържат в един ЕМИ, са построени по една и
съща схема. Разделянето на генераторите е направено на четири
групи, всяка от конто има еднакви стойкости на конденза торите
С2 и С3. За най-ниските тонове до, до-диез и ре кондеизаторите
са C2=C3 = 47nF; за ми-бемол, ми и фа—33 пЁ; за фа-диез, сол
и сол-диез — 22 nF и за ла, си-бемол и си—10 nF.
ГТГранзисторът Тг е стабилизиран температурив чрез паралел-
иата ООВ по постоянно иапрежение, въвеждана от резисторите
и R2. Вторият транзистор Г2 е емитерен повторител и е свър-
зан, за да се премахне шуитиращото действие на товара върху
кръга иа генератора.
При захранване с иапрежение 9V консумираният ток е около
0,5 mA. Стабилността иа генерираната честота е около 2.10\
Предимства на този генератор са простотата на схемата и из-
ползуваието на бобина без отводи.
На фиг. 24 е показана принципиата схема иа обикновен симет-
ричен мултивибратор, в конто е въведен трептящ кръг за ста-
билизиране на генерираната честота. Той е свъраан в едното ра-
мо на мултивибратора и представлява сериен трептящ кръг.
През отрицателиия полупериод веригата на трептящия кръг се зат-
варя през входа на транзистора Т1Я а през положителния полупе-
риод—през диода За разлика от обикновениямултивибратор,
при конто траизисторите са в режим иа иасищане, тук резисто-
52
рите /?2 и /?3 се подбират така, че транзисторите да остаьат в
ненаситен резким.
Генераторът се пренастройва чрез бобината на трептящия кръг.
Изходинге импулси имат правоъгълна форма. При захранващо
>t1SV
Фнг. 25. Мултивибратор с емитерен кондензатор с висока ста-
бнлност на генеркраната честота
иапрежение 9V консумацията на целия геиерагор е около 2 mA
Стабилиостта е от порядъка на 2Л0-3.
В качеството на задаващ генератор може да се използуват и
някои генератори за едногласни ЕМИ. На фиг. 25 е дадена прин-
ципиата схема иа генератор за многогласен ЕМИ, аналогичен на
генератора от фиг. 15. За повишаване стабилиостта иа генерира-
ната честота допълнителният източник, към конто се свързва за-
рядното съпротивление, е избран със значително по-голямо на-
прежение от източника за захранване на колекториите вериги. От
теорията иа мултивибратора с емитерна връзка е известно, че
повишаване на напрежението на емитерния източиик води до уве-
личаване на температурната стабилност. Това е така, защото нап-
режението на честотно определящия кондензатор С2 се променя
много бързо при изравияването с праговото иапрежение, при кое-
то се преобръща мултивибраторът. Увеличение напрежението на
допълнителиия източник е еквивалентио на увеличение на нреме»
констаитата на зарядиата верига, без да се иавлиза в горния
участък от експоненциалиата крива, където изменението на иап-
режението е бавно. Друга мярка, предприета за стабилизиране
на генерираната честота, е повишаване на захраиващото напреже-
иие на колекториите вериги. По такъв начин изменението на пра-
говото иапрежение на мултивибратора, което е компенсирано
чрез диодите Дг и Д2, става още по-малко. Важно условие е ге-
53
нераторът да се захранва със стабилнзираии иапрежения. Това
важи особено за колекторния източник, тъй като в противен слу-
чай се променя токът през диодите Ду и Да, откъдето — и гене-
рираната честота. Стабилността на геиерираиата честота е по-
добра от 10-3. Това оба-
че не е пречка в гене-
ратора да се въведе чес-
тотна модулацня, за ко-
нто цел е въведено раз-
делителното съпротив-
ление и конденза-
торът Су.
Интересна особе-
ност на този генератор
Фиг. 26. Задаваш генератор за многогласен
инструмент с интегрална сжема от типа TTL
е това» че не се изис-
кват допълнителни буферни стъпала между него и делители-
те на честотата. Те могат да се евързват директно, с други думи,
товарного съпротивление малко влияе на генератора. Изходните
импулси са правоъгълни и се избират с коефициент на запълване
Аз = 0,05-0,1. Това е гаранция, че генераторът работи в най-бла-
гоприятен режим.
На фиг. 26 е показана схемата на генератор за многогласии
ЕМИ, изпълнен с интегрална 7*Г£-схема, аналогично на схема-
та от фиг. 17. Разликата тук е, че лнпсват ключовите диоди. Две-
те зарядни вериги имат отделни заряди резнстори, а не един общ,
както в схемата на фиг. 17. Пренастройка на генератора в граии-
ците на ±1 полутон се постига чрез тримера Чрез раздели-
телння резистор генераторът се евързва към изхода на ви-
братогенератора. Изходните импулси са с изключително стръмни
фронтове, което е характерно въобще за 7'77,-ннтегралиите
схеми. Коефициентът на запълване на импулсите е избран А3=0,1
и задаващият генератор може да се включи в генераторната ос-
нова на електромузикалния инструмент. Това е възможно благо-
дарение на твърде ниското изходно съпротивление на TTL-
интегралните схеми (товарен ток максимално 15mA). Най-добро
техническо решение е този генератор да се използува в 'ЕМИ
с делители на честотата също с 7'77,-интегрални схеми.
На фиг. 27 с показана схемата на генератор за многогласии
ЕМИ, изпълнен с АЮЛ’-интегрална схема аналогично на схема-
та от фиг. 18. За разлика от генератора с 7Т£-схема, конто
има стабилност около 6.I03, този генератор има по-висока ста-
54
билност—3.10-3. Това се дължи на по-голямото съотношеииё меж-
ду най-голямото и най-малкото напрежение, до конто се променя
напрежението върху хрониращите кондензатори. От друга
страна,' по-внсоката стабилност се дължи на по-малксто пре-
Фиг. 27. Задаващ генератор за многогласен инстру-
мент с интегрална схема от типа MOS
местване на праговото напрежение на входовете иа интегрални-
те схеми. Ключовите диоди също са премахнати и са въведени
две отделни заряди съпротивления. Едното от тях (/?,) е разде-
лено на две части, като едната част представлява тример, с по-
могцта на конто се пренастройва генераторът в границите на ±1
полутон. Модулнрагцото напрежение с инфразвукова честота, кое-
то се взема от вибратогенератора, чрез кондензатора Сх се по-
дава на другия вход на генератора. От стойносгта иа конден-
затора С( зависи големнната на честотната девиация. С посоче-
иата на фиг. 27 стойност дълбочината на модулацията е ±2%.
Препоръчително е този генератор да се използува в много-
гласии ЕМИ, построени изцяло с ЛЮЛ’-интегрални схеми. Само
в този случай генераторът може да се свързва директно към
делителите на честотата. Във вснчки други случаи е необходим
допълнителен инвертор — буфер, към изхода на който да се свър-
зват честотните делители.
Когато този генератор се използува в многогласии ЕМИ, по-
строени изцяло с MOS — интегрални схеми, изходиото му напре-
жение може да се включи в генераториата основа на инструмен-
та. Тогава е задължително отношението на стойностите иа и
С2 да бъде равно на 10.
55
в) Генератори със стабилност, Пб-Лоша от 10~2
Фиг. 28. Схема на прост задавай генератор
с възможност за обща пренастройка на строя
Тези генератори се използуват в най-йростите многогласии
ЕМИ поради ниската стабилност.
Тук ще разгледаме само едка схёмй иа генератор, която е
показана на фиг. 28. Това е мултивибратор с един хроииращ кон-
дензатор — С]. Самият
генератор представлява
двустъпален усилвател
с галваиична връзка и
сил на положителна об-
ратна връзка. Зарядната
верига се образува от
резисторите Rt и /?3,
коидензатора С\ и вход-
ного съпротивление иа
транзистора 7\ и тази
верига определя продъл-
жителността иа импулса.
Разрядната верига об-
хваща елементите Ri,Ri,C2 и съпротивлението колектор-емитер
на Г2. Тази верига участвува в образуването на паузата между
им тулсите, но тя зависи и от съотношеннето между резисторите
Rt и /?5- Резисторът R6 се използува за донастройка на честота-
та в малки граиицн. Резисторът R2 е свързан към една обща
шин 1, i/ьл която са свързани аналогичните резнстори от остана-
лит: 3с да а ци генератори на ЕМИ. С помощта на потенциометъ-
pa R- се извършва паралелна транслация на целия строй на ин-
-струмента — глисандо. Преместването иа строя се извършва в
граннците на ±1,5 полутона. Изходното напрежение има право-
ъгълна форма, като импулсите са с коефициент на запълва-
не ^ = 0,25.
4. Делители на честотата
Както вече се спомена, болшинството ЕМИ с многогласно
звучене се строят по принципа „задаващи генератори — октавни
делители*.
Напрежението от изхода на всеки делител участвува като
определен тон от генераторната основа на целия инструмент. То-
гава в един ЕМИ, който има генераторна основа от лет октави,
56
80% от звуците се получават от изходите иа делителите на чес-
тотата. Този пример илюстрира добре голямото значение на де-
лителите на честотата в електроиномузикалния инструмент.
Най-много се употребяват делители на честотата с коефици-
ент на деление 2. Чрез тях се получават тоновете от по-долните
октави. В някои инструменти, а твърде често в едногласните
ЕМИ се използуват делители с коефициент на деление 3 и 5.
Тези делители се използуват за създаване на обертоиове с не-
четно число, благодарение на конто се получава по-богато звучеие.
В зависимост от иачина на действие делителите, използувани
в ЕМИ, могат да се разделят на две осиовни групи — активни и
пасивни. Активиите делители представляват автогенератори, изпъл-
иени по известните в електрониката схеми иа импулсни генерато-
ри— мултивибратори, блокинг-генератори и др. Режимът иа де-
лене честотата на 2, 3 или 5 се осъществява чрез синхронизация
от предидещия генератор. В качеството на синхронизиращ генера-
тор се използува всеки предидещ синхронизиран генератор. При
липса на сиихроизиращи импулси тези генератори имат на изхода
си напрежение с определена честота, която обикновено се изби-
ра близка до честотата, получавана при наличие иа синхронизация.
Пасивните делители иа честота имат на изхода си напреже-
ние само когато на входа им се подава иякаква честота за деле-
не. Към този тип делители се числят почти всички активии де-
лители, работещи в чакащ режим, а така също и основният еле-
мент от двоичиата логика — тригерът. Тук става въпрос за триге-
рите в броячно свързване.
Основно изискване към всички делители иа честотата е да
имат стабилен коефициент иа делене.
а) Пасивни делители
Най-използуваният делител от този тип е симетричиият
тригер в броячно свързваие, чиято прннципна схема е показана
иа фиг. 29.
Принципът на действие иа тригера в режим на делене на
честотата е следиият. При включваие на захраиващите източници
тригерът се установява по случаен закон в едио от устойчивите
си състояния. Нека да предположим, че транзисторът 7\ е в от-
пущено състояние, а Г2 в запушено. Когато входният импулс е
отрицателен, кондеизаторът Ct се е заредил, а С2 е разредеи.
При промяиа на входиите импулси от отрицателен потенциал към
нула фронтът иа импулса се диференцира от кондензатора Ct и
57
резистора /?5 и този положителен отскок чрез диода з any шва
транзистора Тх. При иов отрицателен импулс следва зареждане
«а кондензатора С.2 през резистораи отпушения транзистор
T2t ио преобръщане на тригера не става. Едва при промяна на
Фиг. 29. Тршерен делител на честотата на две
входния импулс от отрицателен потенциал към пула чрез диода
Д2 става запушваие на отпушения до този момент транзистор Т2.
С други думи, тригерът се е върнал в първоначалото си състоя-
ние. По такъв начин след всеки втори входен импулс тригерът
прави един пълен цикъл на преобръщане. Иначе казано, изходиа-
та честота е двойио по-ииска от входната.
Този тригер работи много стабилно в широк температурен диа-
пазон, тъй като транзисторите са или наситени, или са сигурио
запушеии. Стойиостите на елемеитите са дадени иа схемата.
При получаване честотите от музикалния строй на ЕМИ е необ-
ходимо тригери от посочената схема да се свържат верижно. Та-
ка след първня тригер честотата е //2, след втория— f/4, след
третия—//8, след четвъртия—//16 и т. н.
На фиг. 30 е показана принципвата схема на делител на чес-
тотата на три, изпълнени с тригери от разглеждания тип. С еле-
ментите Д^Д^ДвЛь и /?18 се въвежда обратна връзка, чрез конто
се аиулира състоянието 11 на тригерите. В същност това състо-
яние трае съвсем кратко време, след което тригерите се устаио-
вяват в състоянието 00. Така погенциалите на левите изходи на
тригерите са 00, 01 и 10. Тройно по-ниска честота се получава
на изхода на втория тригер.
58
За делене иа подаваната честота иа 5 са необходим» три
тригера. В същност с помощта на три тригера се получава когфи-
цент на делене 8. В схемата иа фиг. 31 делене на честотата
иа 5 се постига чрез един особен начин иа задействуване на третия
тригер. Нека в изходно състоянне приемем, че на десиите изходи
тригерите имат потенциали логическа „0“. При деление иа често-
тата това състояние смятаме за първо. По-нататък другите със-
тояния са следните:
1-000
2-001
3—010
4—011
5 100
До четвъртия импулс броенето става, както обикновено, до-
като петият импулс преобръща третия тригер, конто е с разде-
лено задействуване. Шестият импулс преобръща отново само тре-
тия тригер, след което фактически всички тригери са в своето
изходно състояние. Това преобръщане трае кратко време и зато-
ва шестият импулс става в същност първи.
Петорно по-ниска честота се сиема от изхода на третия три-
гер. Коефициентът иа запълване иа импулсите е 0,2.
Делителят на честота на пет се използува в елногласните
инструментн за създаване на терцовия регистър i * ,конто се
използува иапоследък въпреки малката степей на консонансност.
Най-ценното качество иа тригерните делители, поради което
те се използуват много, е широкият честотен диапазон (практи-
чески по-широк от звуковия), в който те могат да работят. Сигур-
ната работа иа тригерните делители зависи само от стръмността
иа фронтовете на пускащите импулси, а не от честотата на по-
вторение. Когато пускането се извършва от предидещ тригер,
това условие се изпълиява автоматически, понеже тригерите
нмат стръмни фроитове иа изходните импулси поради съществу-
ващата положителиа обратна връзка.
Единствен иедостатък иа тригерните делители е симетрична-
та форма иа изходните правоъгълни импулси. Тя предполага спек-
тър с липсващи четни хармонични, което, както е известно, при-
дана кларинетен оттенък иа тембъра. Този недостатък се избягва
чрез използуването иа индивидуален, свързан след всеки тригер
прост преобразувател на формата на изходното иапрежение. С
това допълнение тригерните делители се използуват понастоя-
щем иай-масово.
59
С, 2,2 nF
Фиг. jo. Тригерен делител на честотата на три
Фиг. 31. Тригерен делител на честотата на пет
Към пасивните делители иа честота се числят и делителите,
изпълнеии с чакащи мултивибратори. Чрез чакащ мултивибратор
може да се построй делител на честотата на произволно число.
Трябва да се каже обаче, че стабилността на коефициента на де-
лене намалява с увеличаването му. Тези делители рядко се строят
с коефициент иа делеие, по-голям от 8—10.,
За да се осигури желаиият коефициент на делеие, е необхо-
димо собствената продължителност на периода на чакащия мулти-
вибратор да бъде малко по-голяма от периода на входните им-
пулси, умножен по коефициента на делене.
Делител на честотата може да се построй с почти всички
импулсни автогенератори, работещи в чакащ режим. Общ недо-
статък на тези делители е твърде тесиият честотен диапазон и
иеобходимостта от употребата иа различии честотиоопределящи
елементи при делителите от различиите октави. С това се усло-
жиява настройката, а от друга страна, вследствие температуриа
промяиа или иестабилност иа захранващото напрежение е възмож-
на скокообразна промяиа иа коефициента иа деление и наруша-
ване строя иа инструмента като цяло. Поради тази причина пасив-
ни делители от чакащ тип ие се използуват, макар че в обшия
случай имат по-малко елемеити от тригерииге делители.
б) Активна делители
Към този тип делители спадат импулсните автогенератори.
Както е известно, те са склоняй към стабилио и сигурно синхро-
низиране от друг източник, далеч повече от сииусоидалните геие-
ратори.
Обикновеният симетричен мултивибратор е удобен за изпол-
зуваие като делител на честотата на две. За целта е необходимо
неговата собствена честота да бъде малко по-ниска от входната
честота, разделена на две. Обикновено се избира автогенераторна
честота, с 20—30% по-ниска от необходимата след синхроиизи-
рането честота.
На фиг. 32 е дадена схемата на делител с мултивибратор.
Изборът и изчислението иа елементите се базират иа следните
предпоставки. За да бъде по-стабилна автогеиераторната честота,
а оттам и по-стабилно синхронизирането, е необходимо да се
изпълиява иеравеиството /ко.^6 <<£зац>. Колкото по-добре се из-
пълнява неравенството, толкова е по-малко влияиието на обратния
ток върху честотата. Това неравенство лесио се изпълиява, като
62
се избере малка стойност на . Но такова решение има недос-
татъка, че при по-ииските честоти ще бъдат необходими големи
по стойиост коидензатори, даже ще са нужни електролитни коп-
дензатори, конто са твърде нестабилни. От друга страна, за да
Фиг. 32. Делител на честота с обикновеи мул-
тивибратор
се осигури насищане на транзисторите и стабилиа работа, рези-
сторът трябва да отговаря на условието ' На практика
ие бива да се избира по-малко от поиеже се получава
прекомерно иасищане на транзисторите и мултивибраторът може
въобще да не се възбудк, особено при по-високнте честоти. В
крайня сметка изборът на малка стойност на /?6, а оттам и на
RK, води до увеличена собствена коисумания на мултивибратора,
което е иежелателно, като се има пред вид колко делители може
да гъдържа електромузикалиият инструмент. Пора ди изброените
съображения е целесъобразио да се избира транзистор с иай-
малък обратен ток. От българските най-подходящи са SF.T 306,
SF.T 307 и SF.T 308. Също така трябва да се избягват по-ниски
захранващи напрежения, понеже това води до влошаване на основ-
ното неравенство /ко./?б <<£’3ач> • Въобще изборът на елемен-
тите иа мултивибратора е едно компромисно решение, при което
трябва да се имат пред вид изброените съображения.
Основно преимущество на този делител е възможността за
получаване на изходни импулси с малък коефициент иа запълва-
йе. Това означава получаваие на напрежения с по-богат спектър,
което е необходимо за формантното темброобразуване.
Кондензаторите Сг и С2 се определят според коефициента
иа запълваие иа импулсите и необходимата автогенераториа чес-
63
гота, която е с 20—30% по-ииска от честотата със синхрониза-
ция. При положение, че се изпълнява условието R2=;R3=Rr кое-
фициентът на запълваие на изходвите импулси се определя от
С.
съотношеннето k3=- * . Тогава кондензаторът С2 може да се из-
^2
Фиг. 33. Делител на честота с мултивибратор с емитсриа
връзка
числи по формулата С2^1,4/?./(/С3+1), където / е автогенератор-
ната честота. Другнят кондензатор се определя от израза Ct=f(3.C2
за същата честота /. При всяка друга честота С\ и С2 ще трябва
да се изчислят поотделно.
Чрез тримера R- се установява устойчива синхронизация в
средата на обхвата на захващане. Синхронизиращите импулси се
подават на базата на единия от транзисторите през един дифе-
ренциращ кондензатор.
По-изгодно е използуването на един друг тип мултивибратор
с емитерен кондензатор (фиг. 33). Предимствата на тази схема са
no-малкият брой елементи и малкият коефициент на запълване на
изходните импулси 0,03—0,1. Освен това изходният сигнал
може да се снеме от две различии точки в схемата. В едната точка
(емитера на Г2) формата е правоъгьлна, а в другата — трионо-
образиа. Разбира се, по-целесъобразио е използуването на изхода
с триоиообразиа форма на напрежение. От изхода иа Т2 се взе-
ма сигнал за синхронизация иа следващия делител. Този вид де-
лител работи доста стабилно и има лесна настройка. Благоприятен
е фактът, че устойчива синхронизация може да се получи при
различии входни честоти в границите иа 2—3 октави. Обхватът
на захващане се установява само чрез тримера R3.
По такъв начни, ако се свържат верижно примерно шест
делителя, всеки два от тях могат да бъдат с еднакви конденза-
тори С2. Така за цялата геиераторна освова на инструмента ще
бъдат необходими три или иай-много четири различии стойности
Вход
Фиг. 34. Делител на честота с блокинг-генерагор
коидеизатори, конто се определят опитно или чрез формулите,
дадеии в [Л5].
Другият вид релаксатор — блокинг-генераторът, също се из-
ползува като делител иа честотата при режим иа синхронизация.
Един от първите използуваии делители са били именно с блокинг-
генератори, изпълнеии с радиолампи. Транзисториият блокинг-ге-
иератор е един от иай-икономичните (по отношение броя на еле-
ментите) делители на честота. Той би бил и вай-лесиият за изпъл-
нение, ако не са трудностите, свързани с изработването на импул-
сния трансформатор. На фиг. 34 е дадена принципната схема на
блокииг-генератор със силициев транзистор.
Изходиото напрежение с трионообразна форма се снема от
разрядиия кондензатор Q чрез разделителями резистор /?>. Чрез
тримера се установява иеобходимият коефициент иа делене.
Сиихронизиращите импулси се подават иа базата иа транзистора.
Резисторът ©граничава импулса на колекториия ток, а чрез
/?3 се създават условия за възбуждане на самия блокииг-генера-
тор. Импулсиият трансформатор на блокинг-генератора е с фери-
тен пръстеи с въишеи днаметър 8 mm. Първичната и вторичиата
намотка са едиакви и имат по 100 навивки с проводник ПЕЛКЕ
<2 ОД- Консумацията е около 2,5mA при 4,5 V захраиващо на-
прежение.
В отделни конструкции ЕМИ се използуват и други схеми
на активни делители, ио те се явяват само разновидности иа раз-
тледаните тук схеми. Основното преимущество, поради което се'
Електромузикални инструменти gg
използуват този тип делители, е благоприятната форма па изхо-
дящото иапрежение и сравиително простата им схема,
Като иедостатъци могат да се посочат употребата на различии
честотноопределящи елементи и допъ л ните лиата настройка, тес-
ният честотен диапазон (не могат да се използуват в едногласни
инструментн), и по-малката им (в сравнение с тригерните делители)
стабилност.
5. Други принципа за построяване на ЕМИ
Процесът иа непрекъснато развитие на техниката на електро-
музикалните инструментн продължава и днес. Търсят се иови и
иови решения, за да се осигури изключително стабилен строй,
както и за постигане на нови тембри и изпълнителски възможно-
сти. Може би най-големи усилия се пола га т за създаване на ви-
сокостабилни генератори иа звука в ЕМИ. В това отношение се
очертават главно две направления — създаване на нови електро-
механични източници и нови електронни геиератори на звук.
Съвременната елекгроиика дава възможност за построяване
на камертоиии генератори с малки размери. При внедряваие на
миииатюрни камертонии генератори ще се създават ЕМИ с голя-
ма прецизност и точност на строя, която ие притежава пито
един друг инструмент. Едно рационално решение за намаляваие
габаритите на камертоните е използуването на камертони, работе-
щн с по-висока звукбва честота. Всеки клавиш задействува отде-
лен камертонен генератор, чийто сигнал се смесва с напрежени-
ето иа един опорен камертонен генератор. Разликата от двете чес-
тоти е новополученият той, който ще има стабилност, с един по-
рядък по-добра от разграничителната способност ва ухото. Пре-
димството на този принцип е очевидна — използуваиите камертони
ще бъдат с много близки размери и няма да има нужда от обе-
мисти камертони за най-ниските тонове.
Използуването на камертони като високостабилии резонатори
е залегнало в основата иа една друга идея. Всички камертони
(иа брой колкото клавишите) са захванати твърдо на една обща,,
относително масивиа основа от магнитно мек материал—стомана.
Тази обща основа се разтрептява с помощта на електромагнитиа
система, захранвана от генератор на бял шум. По такъв иачин
всички камертони са възбудеии едновременно. Чрез индивидуална
лостова система всеки камертон е демпфиран от съответния
клавиш. При иатискане на клавиша камертонът се освобождав а
и разтрептява. Всички камертони задействуват адаптера и общият
сигнал се подава към усилвател и акустична система. Благодаре-
ние на индивидуалист© управление иа всеки камертон инструмен-
та ще бъде полифоничен. Атаката иа такъв инструмент ияма
да бъде рязка, както при обикиовените ЕМИ. Вместо камертонни
резонатори биха могли да се използуват пъргави пластинки, за
чието разтрептяване ще е необходима по-малка енергия. Тогава
отделиият клавиш може да' управлява по няколко пластинки и да
се въведе хармоничното темброобразуване.
При търсеието на нови електронни източиици ва звук е дош-
ла идеята да не се геиерират отделяй честоти, а да се отделят
от един общ шумов сигнал с помощта иа филтри. Броят на фил-
трите ще бъде колкото броят на делителите в обикновения ЕМИ.
Според ширината на пропусканата лента звукът може да бъде
интонационно по-изразен (при тясиа леита) и съответио тоиално
украсеи. На фиг. 35 е дадена блокова схема на ЕМИ с шумов
генератор и филтри. Всички филтри се захранват от едив общ
генератор на бял шум (/). На изходите на филтрите (2) се полу-
Фнг. 35. Блокова схема на ЕМИ с шумов генератор и лентови
филтрн
чават напрежения с различии честоти, образуващи геиераторната
основа иа инструмента. По-иататък блоковата схема ие се разли-
чава от схемата иа другите ЕМИ. При контактурата (3) се из-
67
вършва хармоиичното синтезираие, след което сборните сигнали
се подават иа формаитни вериги и устройства за ефекти и накрая
на мощния усилвател и акустичната система. Може да се очаква,
че инструмент, построен по описания принцип, ще има ново,
оригинално звучеие.
Трябва да се каже че такъв инструмент ще има доста висо-
ка стабилност на строя и няма да изисква преиастройка при ек-
сплоатацията. Освен това индивидуалната настройка на всеки фил-
тър дава възможност за създаване на строй според особеностите
на физического възприятие на ух ото — кривата на Рейлсбег. С
използуване на активии RC — филтри и въвеждане иа интегрални
схеми задачата за построяване на новия инструмент значително
се улесиява.
За получаване стабилни честоти за дванадесетте тона от най-
горната октава може да се използува принципът, който се илю-
стрира на фиг. 36. Всеки тон от иай-горната октава се получава
от отделни делители на честотата, конто се задействуват от един
общ тактов генератор — майка. Честотата на този генератор тря-
бва да бъде кратна на дванадесетте честоти, получени чрез де-
лителите, тъй като те могат да делят само на цяло число. Оче-
видно е, че собствената честота иа тактовия генератор ще бъде
много висока, а коефициентът на деление на делителите от поря-
дъка иа 500—1000 и повече, за да се получат точните значения
на честотите в октавата.
и Реализирането на този принцип с дискретни електроннй
68
елементи ге иецелесъобразно. Би се оформил обем на • блока
зд получаването иа дванадесетте тона от иай-горната октава
многократно по-голям от цялата останала електронна част на ин-’
струмента. Едва в последио време благодарение навлизавето на
Фиг. 37. Начин иа свързване на интегралните схеми SAH 190 за
получаване на тоновете от най-горната октава
интегрални схеми с голяма степей иа интеграция стана възможно
да се мисли за реализирането иа тази идея. От няколко години
фирмата „ГГТ“ произвежда иитегралната схема SAH190, реали-
зираща фуикцията иа описания принцип. Всъщност с една иите-
грална схема SAH190 се получават само четири тоиа от октава-
та с интервал терца помежду си. Така за получаване иа двана-
десетте тоиа се употребяват три интегрални схеми SAH190. Свър-
зваието им е показано иа фиг. 37.
Задаващият генератор — майка, трябва да произвежда право-
ъгълни импулси и да има два изхода — иивертираи и неииверти-
раи. Този генератор трябва да има висока стабилност на генери-
раната честота, защото тя определи стабилността на целия строй.
За получаване на честотите и /10е необходимо да се свър-
жат иакъсо крачета 9 н 10, за честотите /2,/б,/в и /п — крачето 10
се оставя свободно и за честотите /3,/с,/9 и /12 — крачето 10 се да-
ва на маса. Всички втори крачета са свързани в една точка, която,
като се даде иа маса, получените 12 честоти са от пета октава.
При свободно оставени крачета 2 дванадесетте честоти са от чет-
върта октава. Честотата на задаващия генератор при това тря-
бва да бъде 1,2 MHz и може да се променя в границите 1—1,5
69
MHz. Чрез модулиране на задаващия генератор може да се въве-
де ефектът честотно вибрато. Освеи това е възможно и въвеж-
дането на глисандо. Интегралната схема SAH 190 е на базата на
MOS-траизистори.
Същата фирма произвежда и интегралната схема SAJ110,
която съдържа седем тригерни делителя иа честотата. По такъв
начин, като се използуват и дванадесетте честоти от SAH 190, се
получава генераторна основа, обхващаща осем октави. За този
широк звуков диапазон ще са необходима 12 броя схеми SAJ ПО
и 3 броя SAH 190. Изглежда по-голяма интеграция ще бъде без-
предметна, тъй като възииква проблемът за изводите на окрупне-
ните интегралии схеми.
С помощта на интегралиите схеми SAH190 и SAJ ПО се
реализира генераторна основа според точните математически зна-
чения на съответните честоти. Може би развитието на иитеграл-
иата технология в бъдеще ще даде възможност за създаване на
единна генераторна основа според кривата на Рейлсбег. Освен
това остават много проблеми около маиипулаторите, конто също
би могло да се разрешат рационално с помощта на окрупнени
иитегрални схеми.
Новият орган „Concorde“ на фирмата „Наммо nde“, произвеж-
даи от 1972 г. иасам, е последиата новост и постижение в об-
ластта на ЕМИ. Той е изграден на базата на 47 М05-интеграл-
ни схеми с висока степей иа интеграция. За геиериране иа зву-
ковите трептения са употребени 20 интегрални схеми, а останали-
те 27 схеми служат за създаваие иа динамични манипулатори и
хармоничния сивтез. Според литературата качеството на звучене
и възможностите на новия орган са по-големи и от най-съвърше-
ния електромеханичен орган, произвеждан от тази фирма, която
се смята, че е водеща в света.
IV ГЛАВА
УСТРОЙСТВА ЗА ОКРАСКА И УПРАВЛЕНИЕ НА ЗВУКА
Благодарение на електрическия начин за получаване на звука
при ЕМИ звученето им може да се променя със сравнително прости
електронни устройства. Така например като правило всички ЕМИ
притежават честотно вибриране на звука, което прндава особена
70
красота на звученето. В класическия орган такова иешо лнпсва.
Чрез устройствата за глисандо може да се иаподобява звученето
на класическите инструменти цигулка, хавайска китара и др. Ефек-
тът тремоло при никои ЕМИ може така да се регулира, че да
се получи 100% модулация, т. е. иакъсан тон, който в някои мо-
мента от естрадии пиеси звучи сполучливо и оригикалио.
Както при класическите, така и при електрониомузикалните
инструменти се въвежда ефектът „унисон", който се получава
при едиовременно звучене иа два тона с едиаква честота. В едио-
гласните инструмента този ефект не води до големи затруднения
от техническа гледна точка. При многогласните ЕМИ тези устрой-
ства с а доста по-сложни.
Както е известно, възникването и затихването на звука оказ-
ва голямо значение върху характера на звученето. Въпреки че
повечето ЕМИ имат рязка атака и затихване, съществуват кон-
струкции, при конто е възможио да се регулира както продъл-
жителността иа атаката, така и на затихването.
При по-голямо умение иа изпълнителя вариации на продължи-
телността иа атаката и затихването могат да се получат и чрез
т. н. динамична манипулация. Манипулаторът обхваща клавиатура-
та и устройства за включване на определения звук. В болшин-
ството ЕМИ манипулаторът, разгледан единично, се образува от
клавиша и задвижвавите от него контакта, включващи определе-
яите звуци.
Съществуват ЕМИ, при конто механичиите контакта са за-
менени с електронни регулатори. Така всеки тон ще звучи тол-
кова силно, колкото по-дълбоко е натиснат неговият клавиш. Та-
къв маиипулатор се нарича именно динамичен.
1. Устройства за вибрато
Същвостта на ефекта „вибрато" се състои в ритмична про-
мяна иа иякои от параметрите на генерираиия звук — височинг,
амплитуда или пък тембър. Тази ритмична промяна — вибриране,
нма честота в граяиците 4—16 Hz.
И при трите вида вибрато основният елемент е вибратогеие-
раторът, който представлява автогенератор с диапазон 4—16 Hz.
Начинът за регулиране на честотата иа вибратото е различен
при различиите ЕМИ. Някои ЕМИ имат само един превключвател
за „бързо (12 Hz) и „бавно" (6 Hz), други имат три взаимноиз-
ключващи се бутона „бавно" (4 Hz), „средно" (8 Hz) и „бързо".
71
(15 Hz). Често регулаторът на вибратото представлява потенцио-
метър, с който плавно се промеия честотата на вибриране.
От изпълнителска гледна точка по-удобио е бутонното избн-
ране на честотата иа вибриране.
^Т^ГЛЗОв T2SF.T 308 T3$F.T308
Фиг. 38. Внбратогенератор с нмпулсен генератор н интегрираие
Най-добре е формата на колебанията, произвеждани от вибра-
тогенератора, да бъде синусоидалиа. В по-простите ЕМИ се допу-
ска и нечисто сииусоидална форма. Използуват се прости импул-
сии генератори, чинто импулси се интегрират с едиа или две ин-
тегриращи групп, благодарение на което се получава форма, бли-
зка до синусоидалната. Недостатък е фактът, че при промяна иа
нибрато-честотата се измеия формата на колебанията.
Съществува голямо разнообразие от схемни решения на ви-
братогенератори. Тук ще приведем само три схеми, конто могат
да се използуват за различните видове „вибрато".
Схемата иа фиг. 38 представлява несиметричен мултивибратор
с един хрониращ кондензатор Cv Честотата се променя чрез по-
тенциометъра Изходните правоъгълни импулси се интегрират
от групите RgC2 и /?7С( и чрез буферного стъпало Г3 се подава
към модулатора. Трябва да се отбележи, че буферного стъпало
ще е необходимо само при иякон схеми за честотно вибрато в
многогласии инструментн. В едногласни инструментн транзисторът
Т3 не се монтира и сигналът се взима от коидеизатора С3. Ако
е необходимо вибратосигналът да бъде без правотокова съставйа,
трябва да се въведе групата С4/?10. При 9V захранване генери-
раното от 7\ и Г2 иапрежение има размах около 8V, а след
двойного интегрираие спада на около 1,5 V, което е достатъчно
за задействуване на различии модулатори.
72
На фиг. 39 е приведена схемата на прост вибратогенераторг
който дава нзходно иапрежение съе сииусоидална форма.
В същиост това е известната в е.лектрониката схема на авто-
генератор с три фазовъртящи групи. Всяка трупа дефазира на
Фиг. 39. Синусоидален генератор за вибрато с плавна .
преиастройка иа честотата
+60°, така че общото дефазиране става +180°. При така разпре-
д ел ено дефавиране между групите затихването от тях е около
27 пъти. За да възиикиат генерации, е необходим усилвател, кой-
то да дефазира на—180° и да има усилване, по-голямо от 27 пъ-
ти. Тази роля изпълняват транзисторите 7\ и Г2.
Режимът иа 7\ е стабилизиран с ООВ по иапрежение, въве-
ждана от резистора а режимът на Т2— чрез класическата
схема иа стабилизация на Ши (ресторите /?7, и #s)- Така пост-
роеният усилвател има коефициент на усилване, доста по-голям
от 27, поради което е въведен тримерът /?., чрез който се регу-
лира усилването, така че геиерираното иапрежение да добие си-
нусоидалиа форма.
Трябва да се знае, че генераторът работи добре, ако тран-
зисторът Г] е напълио задействуван, т. е. напрежението е около
4V eff. Изходното иапрежение за модулатора се с нем а от разде-
леиото на две равни части товарно съпротивление на 7\— R2 и
/?3. С това се намалява влиянието иа товара върху генератора.
От друга страна, чрез вариация на /?3 ще се промеия изходното
иапрежение, а това означава, че ще може да се променя дъл-
бочината иа модулацията. Резисторът /?3 може да се замени с
потенциометър, който да се изведе като орган за регулиране
иа дълбочииата иа модулацйята (както е при „Матадор 26“, ГДР).
Чрез потенциометъра който също се извежда на лицевата
плоча, се регулира честотата на вибратото в границите 6—12 Hz.’
73
Друга схема иа вибратогенератор е дадена на фиг. 40. Тя
туредставлява синусоидален генератор с мост на Вин. Генерираната
честота се променя чрез бутоиите Бу Б2 и Б3 стъпалио. При на-
тискаие на бутона честотата е 14 Hz, при бутон Б2 8 Hz, а
Фиг. 40. Синусоидален генератор за вибрато с три фикси-
раии честоти
при бутои Б3—4Hz. Тези честоти съответствуват на „бързо“
„средио“ и „бавно* вибрато.
Както е известно, за да се получат генерации, е необходи-
мо да се изпълнят две условия — фазово и амплитудно. Фазовото
условие означава сумата от дефазирането на RC-веригата и усил-
вателя да е равна на иула. Тъй като мостът на Вин за резоиаи-
сната честота има иулево дефазиране, задължително е усилвате-
лят да има сыцо нулево дефазиране. За тази цел усилвателят е
двустъпален и двата транзистора са по схема „общ емитер", така
че общото дефазиране е 360°, т. е. равво иа иула. Амплитудяото
условие изисква усилвателят да има усилване, равно или по-голя-
мо от затихването на /?С-веригата. Мостът на Вии има затихване
около 10 dB, което е приблизително 3 пъти, а усилвателят има
коефициент на усилваие около 10. За да се получи синусоидална
форма иа сигнала, въведен е тримерът с помощта иа конто
се „изчиства*4 генерираното напрежение.
Големината иа изходиото напрежение е около 1,5 Vetf и е
без постояинотокова съставна. Този генератор работа стабилно и
с германиеви транзистори SF.T308, необходимо е само да се сме-
74
'ни полярността иа захранващия източинк и на електролитните
кондензатори.
Приведеиите схеми на вибратогенератори са само една
част от възможните варианти. След като знае изискванията към
вибратогенераторите, радиолюбителят може сам творчески да
приложи едиа или друга автогенераторна схема, известна в елек-
трониката.
а) Амплитудно вибрато
При този внд вибрато се осъществява амплитудна модуляция
на сигнала, преди да е постъпил в крайняя усилвател на мощност.
Основно изискване към амплитудния модулатор е да спира
вибрато-честотата, тъй като тя би се усилила от крайняя усилва-
тел и във високоговорителя ще се чува неприятно боботене. Друго
не по-малко важно изискване е модулаторът да внася колкото
е възможно no-малки изкривявания и шум.
На фиг. 41 е показана схемата на един прост модулатор.
Използувани са нискошумящи силициеви транзистори българ-
ско производство. Модулаторът е изпълнен с транзистора Ть
Фиг. 41. Прост модулатор за амплитудно вибрато
чийто режим се променя ритмично с честотата на" вибратото.
Именно благодарение на промяната на колекторния ток на 1\ се*
получава промяна на усилването му. Умишлено е избран транзи-
сторът 2Т3531, конто има силна зависимост на коефициента р от
75
колекторния ток. Подходящи за целта са и някои дрифт-транзис-
тори SF.T317, П 416 Б и др.
По принцип силиата зависимост иа £ от /к води до по-слабо
проникване на модулиращата честота на изхода, с което се об-
лекчават изискванията към филтъра, свързан след модулятора
Фиг. 42. Прост модулятор за амплитудно вибрато със силициеви траизистори
Употребеният в схемата на фиг. 41 филтър е нискочестотен
активен филтър, с помощта на който се постига подтискане на
модулиращата честота. Граничната му честота е 40 Hz и има спа-
дане при 10 Hz, по-голямо от 40 с!В.
Общо целият модулятор има подтискане на модулиращата
честота около 45 dB, поради което е оправдано използуването
му само в прости ЕМИ.
Един прост и с много добри показатели модул атор е показан
на фиг. 42. В същност модулаторът се образува от резистора /?с
и транзистора Г2, конто представляват един регулируем делител.
Регулираието се постига чрез управляване на транзистора Т2 от
вибратогенератора. Първият транзистор 7\ играе само буфер-
иа роля и служи да отдели модулатора от източника на сигнала,
а от друга страна, да компенсира затихването му.
Особеното в модулатора е това, че се използува инверсво
включване на модулиращия транзистор, с което се намаляват из-
кривяванията както за положи гелните, така и за отрицателните
полувълни на полезния сигнал.
Друга особеност е липсата иа поляризиращо колекторно иа-
прежение (за целта се въвеждат кондензаторите Са и С3), което
също благоприятствува работата с малки изкривявания, ио е
76
в същност определяща предпоставка за силно подтискане на моду-
лиращата честота. Получава се т. н. балансен модулатор, балансеи
по отношение на модулиращата честота. При употреба на качест-
вени^кондензатори с малки утечки подтискаието на модулира-
иизх,
10т¥
2Т3502
-ВС107
КС 508
0.3 0.S 0,9 1,2 15 1.8 Z1
*Оупр[У1
Фиг. 43. Модулационнн характеристики на силицие-
ви транзистори
щата честота е по-добро от 60 dB. Ето защо не е необходимо
поставянето на какъвто и да е филтър след модулатора.
В качеството на модулиращ транзистор трябва да се употре-
би обезателно силициев планареи тип. Употребата на германиев
транзистор е недопустима поради големите обратим токове.
На фиг. 43 са приведени графиките иа модулаторната харак-
теристика на няколко типа транзистори.
Транзисторът 2Т3502 има малък праволинеен участък от
характеристиката си, но не може да осигури дълбока модулация,
тъй като има голямо остатъчио съпротивление.
Най-подходящ се оказва КС 508, производство на „TESLA*,
ЧССР, с който се получава 100% модулация само с около 0,1V
модулиращо напрежение. Освен това модулациониата характерис-
тика на КС508 е доста по-линейна.
За да се осигури модулация без изкривяваяия (по отношение на
вибрато честотата), на модулиращия транзистор трябва да се пода-
де поляризиращо напрежение за установяване на работната точка
в средата на линейната част от модулаторната характеристика.
За КС508 това напрежение е около + 0,45 V и се установява
чрез тримера Rn. Чрез силициевия диод Д1 се получава темпера-
турка компенсация и се стабилизира температурно работната
точка на Г2. Дълбочината на модулацията се установява
чрез тримера /?10 иа около 30% при отворен контакт Кх.
77
Превключвателят се извежда на лицевата плоча като команден
орган и има три положения—1—изключено внбрато, 2—30%
вибрато и 3—100% вибрато. При положение / се затворят кои-
тактите К2 и А”3, транзисторът Т2 е запушен и се включва резис-
торът /?}2, за установяване на ниво, равно на нивото прн вклю-
чено внбрато. При положение 2 контактите К2 и Кз се отварят,
контактът К3 е също отворен — това съотвествува на вибрато с
30% модуляция, и при положение 3 контактът К3 се затваря.
Получава се 100% модулация.
100% модулация се възпрнема като накъсан звук и се нарн-
ча тремоло. Този ефект се използува сполучливо в отделки момен-
та и звукът е красив. Опнсваният модулатор за вибрато и тре-
молоефект нма следните данни: честотен обхват 20 Hz -ь20 000 Hz ±
Hh3dB, клирфактор /С<1%, подтискане иа ниската честота по-до-
бро от70бВ, консумация по-малка от 1,0 mA при 9V, максимално
входно ниво 10 mVeff-
Практически настройката на модулатора се състои в устано-
вяване работната точка на модулатора. Настройваието на 30%
модулация се изяършва на слух чрез тримера /?10. Работната
точка се установява с помощта на тонгенератор и волтметър.
От генератора се подава такова ниво, че на изхода на моду-
латора да се получат 30 mV. Преди това трябва базата на Т2 да
се даде на маса и трнмер /?10 да се завърти до замасения му
край. След това се освобождава базата на Т2 и чрез тримера/?п
се установява ниво 10 mV на изхода. С това работната точка е
установена.
Подобен на модулатора от схемата иа фиг. 42 е и един друг
модулатор, чиято схема е дадена на фнг. 44 заедно с вибрато-
генератора. Тук ролята на управляемо съпротивление изпълнява
фотосъпротивление от типа ФС-5, производство на ЗЕПЕ—София.
Фотосъпротивленията ФС —5 имат неголямо бързодействие,
което в случая е благоприятно. Осветяването на ФС—5 става с
глимката J7, като и двата елемента са затворени в светонепро-
пускаем корпус.
Внсоко папрежение за глимката се получава чрез блокинг-
геиератор (Г2), който произвежда правоъгълни нмпулси с честота
около 200 kHz и аплятуда 150 V (в ненатоварено състояние).
Вибратогенераторът се образува от транзисторите 7\ и Тъ
като Гя изпълнява рефлексна функция. По този начин се полу-
чава съкращаване броя на елементите. Вибратогенераторът
има две положения: 12 Hz при отворении К2, което е „бързом
внбрато, и 6 Hz при затворени Ку и /С2— „бавно“ вибрато.
78
Консумацията за целия модулатор е около 10 mA при 9V.
Употребата иа глимлампа очевидно е предимство, тъй като се
постнга виска консумация при висока надеждност. На тези усло-
вия не отговарят лампнчките с нажежаема жичКа.
Фиг 44. Амплитудно вибрато с нсонова лампа н фоторезистор
Един най-прост вибратогенератор и амплнтудеи модулатор е
показан на фиг. 45.
Той представлява релаксационен генератор, образу ван от
резисторнте и Rit кондензатора С, и глимлампата Л. Резисто-
Фиг. 45. Проста схема иа амплитудно вибрато
рът Rg се въвежда за увеличение времето на светене на л эмпа-
та. регулиране на честотата в границите 4—16 Hz се осъщест-
вява чрез потенциометъра /?2- Употребата на такъв тип моду-
латор и виброгенератор е възможно в ЕМИ, конто имат високо-
волтов източник. Не е оправдано да се въвежда допълнителен
изправител за вибратото.
7»
б) Честотно вибрато
1'ози тип вибрато представлява в същност честотно модулн-
ране на генерирания звук. Трябва веднага да се отбележи, че
мястото на честотния модулатор не е същото, както при ампли-
тудния модулатор. В ЕМИ за получаване на честотно вибрато
трябва вибратогенераторът да въздействува директно на задава-
щите генератори н да ги модулира честотно. Тук автоматичски
се изключва амплитудна паразитка модулация, понеже сигналите се
вземат от делителите на честота, имащи константно ниво на
изхода си.
Конкретни примери на реализация на честотно вибрато са
показани в глава III при геиераторите на звук за едногласни и
многогласии инструменти.
Смята се, че честотното вибрато е задължителеи елемент в
ЕМИ независимо дали са едно- и многогласии.
Електронномузикалните инструменти имат предимство пред
другите инструменти, тъй като при тях твърде лесно се реали-
знра този красив ефект.
в) Темброво вибрато
Параметърът тембър на генерирания звук е предмет на тре-
тиране при тембрового вибрато. Тембровнят модулатор се свър-
зва както амплнтудният — между геиераторите на звук и крайняя
усилвател.
Особен о при тембрового вибрато е това, че честотата на ви-
братото може да добне доста по-ниски стойности (до 1 Hz).
Прн тембрового вибрато се извършва ритмично и плавно по-
тискане ту на ниските, ту на високите честоти. Плавною проме-
няне на честотната характеристика на предаване е особено кра-
сиво, ако полезният сигнал е богат на хармоничии. При ЕМИ то-
ва е почти винаги изпълнено, а при адаптираните инструменти —
по-рядко.
Еди прост вариант на тембров модулатор е даден на фиг. 46.
Схемата съдържа две RC—звена: R^Clt което представлява
високочестотен филтър, и R^C* представляващо нискочестотен
филтър. Чрез съпротивленията Rx и R2 става плавно включване
и изключване иа двата филтъра, и то противофазно. За тази цел
е въведено инверторного стъпало с транзистора Т& С резистора
80
Rz се установява еднакво ннво на колектора на Т3 с нивото от
вибратогенератора. Върху силициевия диод Дг чрез резистора /?10
се установява напрежение, необходимо за стабилизиране на работ-
ната точка иа регулаторните транзистори 7\ и Г2.
Фиг. 46» а) Четириполюсиик с регулируема^честотиа характеристика
б\ Схема иа тембров модулатор
Честотата на срязване на 7?С-групите се избнра съответно
300 и 3000 Hz.
На базата на тембровия регулатор от фнг. 47 може да се
построй също тембров модулатор с добри показатели. Източникът
на сигнала за този регулатор гтрябва да бъде с ниско изходно
съпротивление5 за да не дейетвува резонансът на и С2.
Фиг. 47. Регулатор на тембъра с индукти-
вен елемент
В горио положение на потенцией етъра, т. е. сигналът
се предава чрез неголемия кондензатор С резистора /?3 този
кондензатор образува високочестотен филтър, конто срязва ниски-
6 Електромузик«лнн инструменти
81
те тонове, а пропуска високите. В долно положение на потенцио-
метъра (/?2=0) сигналът се снема от £С-филтъра L&* който
срязва високите тонове и има резонанс за ниските тонове около
100 Hz. В едно междинно положение на плъзгача на потенцио-
мегъра честотната предавателна характеристика е равномерна.
Фиг. 48. Тембров модулятор, реализиран по схемата на фиг. 47
Техническото решение на автоматично регулиране на тембъра
е приведено на фиг. 48. Емитерннят повторится 7\ елиминира
резонанса на честотната характеристика на входа на регулатора.
Частта на потенцнометъра от фиг. 47 е заменена с транзисто-
ра Г2, който играе ролята на регулируемо съпротивление. Вибрато-
генераторът се свързва чрез кондензатора С4 и резистора
Работната точка на Г2 се установява чрез па да върлу преди-
звикан от тока на делителя в базата на транзистора Т3. За да се
елимннира амплитудната модулация, в емитера на Т3 се подава
сигнал от вибратогенератора. Пълна компенсация се установява
чрез трнмера Rtl.
Недостатък иа този тип тембров модулатор е иаличието на
индуктивност, което може да бъде причина за внасянето на пара-
зитки шумове.
2. Унисон
Унисонно звучене имат два тона с приблизително еднаква
честота. Ако честотата на двата тона е напълио еднаква, унисон-
ио звучене също се получава, но вече няма унисонно биене, кое-
то съществува при ненапълно еднакви честоти.
82
Смята се, че унисонно звучене с унисоиио биене е по-красн-
во. Честотата иа биенето е няколко Hz и е еднаква за различни-
те тонове. С други думн, относителната разстройка на двата тона
Фиг. 49. Блокова схема на устройство за получаване на унисон
за различните клавиши от музикалиия строй на инструментите
ще бъде различна.
При едиогласните ЕМИ въвеждането на унисон означава по-
вторение на необхолимите елементи за един инструмент. Необхо-
дим е още един задаващ генератор, допълнително още един кон-
такт под всеки клавиш и т. н.
Ето защо се коиструират устройства, конто да иаподобяват
истииския унисон и конто се свързват в общия канал на сигнала,
т. е. пред кранния усилвател.
На фиг. 49 е дадена блокова схема на едно сложно устрой’
ство за нмитираие на унисон.
Полезният сигнал /с се подава на балансен модулятор БМ
иа който се подава сигнал с висока честота /. от отделен гене-
ратор Гр В резултат на двойно балансного модулиране на изхода
на БМ се получават само двете странични леити. Леитовият
филтър е настроен да пропуска само едната странична лента
(примерно /в 4-/с), така че олсд него се получава/=/в 4-/с- На
един друг обикновен модулатор М се подава напрежение от
втори генератор Г2, чиято честота е близка до честотата на
и се различава с толкова, с колкого трябва да се транслира ди-
апазонът на полезния сигнал. На същня модулатор М се подава
и сигналът от лентовия филтър ЛФ. На изхода на модулатора
М се явяват много и различии продуктн, конто се отсейват от
нискочестотния филтър НЧФ. След него се получава само ниско-
честотният продукт (/„ ~/пр)+/с »ш.е./с 4-Д/. Ако иа входа е по-
да дена честота ft =lkHz и разликата е ft —ftp— A/=10Hz, то
83
получената след филтър НЧФ честота ще бъде /=/е+А/в
= 1000+10=»: 1010Hz. Така получената нона честота се смесва
линейно с входиата честота, а на изхода на смесители се полу-
чава сигнал с унисонно звучеие.
Фиг. 50. Схема на фазов модулатор
Този метод за получаване на унисон е доста сложен, и макар
че ефектът е сполучлив, има иякои недостатъци. Генераторите
Гг и Г2 имат честоти 100—150 kHz и малката разлика между тях
(това в същност е честотата на вибриране на унисона) граничи с
нестабилностите на генераторите. В резултат ще се получи не-
стабилност на унисонното вибриране. Този недостатък може да
се премахне при използуване на два кварцови генератора, но с
това се оскъпява устройство™.
Друг недостатък е фактът, че честотата на унисоииото ви-
бриране не ще се мени при различните входни честоти, което
произлиза от принципа на устройство™. Освен това изискванията
към лентовия филтър са толкова високи, че той може да се ре-
ализира само с кварцови резонатори.
Друго устройство за имитация на унисон използува т. нар. фа-
зово внбрато (фиг. 50). Полезният сигнал се пропуска през един
дефазатор, чието дефазиране се управлява от вибратогенератора
и двата сигнала полезният и дефазираният, се смесват линейно.
Първият транзистор Г, заедно с кондензатора С2 и транзистора
Га, който е регулируемо съпротивление, образуват фазовия моду-
латор. Когато транзисторът е запушен, сигналът се взема чрез
С2 от колектора на 7\, където дефазирането е 180°. При отпу-
щен транзистор Т2 сигналът се взема в същност от емитера иа
Ть където дефазирането е нула. В тозн случай коидензаторът Са
84
1
почти не оказва влияние, тъй като емитерният изход е мискоомен.
По такъв начин, като преминава между тези две крайни състо-
яиия, траизисторът 7\ променя дефазираието иа сигнала от 0 до
180°. Разбира се, на практика обхватът на дефазиране е по-малък.
Фиг. 51. Схеми за имитираие иа унисои с чакащи мултивибратора
а. Управление на импулса чрез промена на тока на разреждане иа кондензатора
Така дефазираният сигнал се подава чрез разделителния рези--
стор /?9 иа едио усилвателно стъпало—Т& на което се подава и
слаб недефазиран сигнал и се смесват линейно.
Характерно за този метод за получаване на унисонно звучене
е сравиително тесният честотен диапазон, което ограничение идва
от естеството на дефазатора. По принцип е необходим дефазатор,
който да има еднакво дефазиране в широк честотен диапазон и
възможност за вибриране на дефазираието около една средня
стой ноет.
85
Имитация на унисонно звучене се получава и при изменяне
на продължителността на правоъгълни импулси около една сред-
ня стойност (фнг. 51 а, б, в, г). Приведените четири схеми в същност
представляват различии варианта на един и същ принцип, при
Фнг. 51 в. Управление на импулса чрез регулиращ транзистор
Фиг. 51 г. Управление вл импулса при ЧМ с 1 TL-интеграл на схема
който се използува чакащ мултивибратор ЧМ. Ако входната чес-
тота има период Г, то продължителността на импулса на прехода
на ЧМ трябва да бъде максимално което условие важи
за най-високата честота от диапазона на входиия сигнал. За вси-
чки честоти, по-ниски от най-високата, това условие се изпълня-
ва автоматически.
Модулиращият транзистор Т2 в схемата на фиг. 51 а е от
п-р-п тип и влияе върху продължителността на импулса tKi като
променя времето за разреждане на кондензатора С. Тази схема
изисква отделен източник +£"8, с който се установява работйата
точка на Тъ. Задействането на ЧМ става от отрицателння фронт
иа входните правоъгълни импулси чрез диференциращата група
/?)С] и диода Диодът Д2 служи да изключи транзистора Т2
при отрицателни напрежения на колектора му (когато Ts е от-
пущен).
При схемата на фиг. 51 б колекторното съпротивление на
86
<е разделено на две части, като гориата част е заменена с тран-
зистора Г2, итраещ ролята напроменлнво съпротивление, управ-
лявано от вибратогенератора. Модулиране на продължителността
на импулса се получава благодарение на промяната на напреже-
нието, до което се заре ж да кондензаторът С при постоянна раз-
рядка верига.
Предимството на тази схема е, че не изнсква отделен източ-
ннк за установязане на режима Га.
Един вариант, който използува еднотипни транзистори, е да-
ден на фиг. 52 в. Тук се влияе върху скоростта на изменение на
потенциала в точката, към конто е свързано разрядного сопро-
тивление /?с.
Последннят вариант (фнг. 51 г) включва приложение на инте-
грална схема от типа TTL — Af/f 7400. Входните импулси се
формират в краткотрайнн импулси (Ips) чрез CXRX и NXt управля-
ват чакащия мултивибратор, изпълнен с „NAND“—овете AZ2 н ^4
и транзистора 1\. Положнтелна обратна връзка е въведена от
изхода на 7V3 към еднния от входовете на N2. Транзнсторът Тх
е употребен, за да се унеличи стойността на зарядното сопро-
тивление което позволява използуването на по-малок неелек-
тролитен кондензатор С2-
Недостатькът на принципа с чакащ мултивибратор е срав-
нително тесният честотен диапозан (1—1,5 октави). При по-нис-
ките честотн (в сравнение с избраната най-висока честота) уни-
сонного звучене се изгубва и се получава един звук с по-широк
спектър поради голямото соотношение между паузата и импулса.
Вибрирането не се чувствува.
Создаването на устройство, което да променя средната про-
дължнтелност на импулсите на ¥Af в завнсимост от входната
честота, би премахнало недостатъка на този принцип. Този вопрос
юстава в сферата на творческого търсене на радиолюбителя.
Вообще устройства за полно имитнране на унисонного звуче-
не, който да работят с произволен входен сигнал, е един нерешен
проблем както при ЕМИ, така и при адаптнраните музикалнн
инструменти.
3. Манипуляция
Този термин се отнася до вснчки возли и устройства за
комутация на геннрираните звуци. В общия случай това са ус-
тройства, конто имат изменящ се коефициент на предаване на
87
подавания сигнал. Пропускателната способност на манипулатора
е пропорционална иа степента на натискане иа клавиша. По този
начин изпълиителят ие само включва отделимте тонове, ио може
да постига различна атака и затихване иа звука. Трябва да се
Фиг. 52. Най-проста к онтактура,~ прилагала в ЕМИ
отбележи, че това би бил идеалният манипулатор. За съжаление
болшинството ЕМИ имат по-просги манипулатори — обикновени
механични контакта.
Основннят недостатък на манипулатора с механични контакта
е възникването на неприятии пукания при комутация. Този ефект
се проявява особено силно прн по-високите звукови честотн. За
намаляване на пуканията трябва към контактите да се подава
чисто променливотоково напрежение без постояннотокова със-
тавка. За целта се свързват разделителни кондензатори, както е
показано на фиг. 52.
Допълннтелно подобрение се постига, ако се употреби no-
сложен превключващ контакт, както е показано на фиг. 53.
При ненатиснат клавиш контактът е в положение 1 и снгна-
лът се дава на маса. Когато се натисне клавишът, контактът за
определено време минава в средне положение, сигналът се про-
пуска през резистора /?3, съответно разделен с резистора /?4, и
на края при затворен контакт 2 се подава целият сигнал. Премн-
наването на контакта през меж дивного положение трябва да ста-
ва при ход, не по-голям от 10—15% от целия ход на клавиша.
Резисторът /?3 се избира така, че да предизвика отслабване
10—20 dB в сравнение с нивото, когато той е шунтиран от кон-
такта.
Дннамиката на манипулатора по фиг. 52 би трябвало да е
огромна- На практика обаче вследствие на паразитиите капацитетн
иа прехвърляие тя може да намалее до 60—80 dB, което е не-
задоволително. За това трябва контактите да бъдат с възможно
най-малки размери и да се постави подходяща екранировка. В
противен случай при ненатиснати клавиши се получава един не-
Фиг. 53. Контактура с превключващн контакти
музикален фон — „кухня“ от звуци. Този недостатьк липсва при
схемата на фиг. 53.
Въобще добрият маиипулатор трябва да има динамика, не
по-малка от 100 dB, за да се получи реална динамика на целня
инструмент, по-добра от 60 dB. Това се отнася за клавиатура с
60 клавиша (пет октави), а при големите електрооргани с две
клавиатури по 50—60 клавиша, изискванията са още по-високи.
Необходимата динамика на отделиия маиипулатор може да се
изчисли по следната формула: Лед>£Общ — 20едп, където £ед е ди-
намиката на единичен маиипулатор в dB, Довщ—общата необхо-
дима динамика, а п-—броят на клавишите.
Неприятните пукания при манипулация са особено трудни за
преодоляване при едногласните ЕМИ, тъй като контактите вклю-
чват и изключват директио задаващия генератор. Един ефикасен
иачин с въвеждането на допълнителеи контакт под всеки клавиш,
който управлява балансен ключ, свързан между задаващия гене-
ратор и крайния усилвател. При натискане на клавиш първо се
затваря контактът на генератора, но неговият преходен процес
не се чува във високоговорителя, поиеже контактът на балансния
ключ още не се е затворил. Едва след затваряне и на контакта
на балансиия ключ сигналът преминава към усилвателя. При от-
пускане на клавиша първо се отваря контактът на балансния
ключ, а след това контактът на генератора. Използуването на
балансен ключ е благоприятно не само за премахване на непри-
ятните пукания, а и се създава възможност за просто регулиране
на атаката чрез една обща зарядна /?С-верига (фиг. 54). Ба-
лансният ключ се образува от трансформаторите Трх и 7>2 и
диодите Дх и Д2. За намаляваие на нелинейиите изкривяваиия е
89
необходимо сигналът, който се подвежда към бала нения ключ,
да не превншава 20—30mV. Когато контактите са
ютворенн, чрез резисторите /?4 и в точка се получава по-
тенциал 4-0,5 V, който запушва диодите Д1 и Да. Прн затваряне
Фиг. 54. Схема на коятактура за едногласии инструментн,
премахваща пуканията вследствие преходните пронеси
на кой да е от контактите следва зареждане по експоиенциален
закон на кондензатора а това е и законът на пропускане на
балансния ключ. Установеният в точка „аи потенциал трябва да
не превншава 1,5 V. Резисторът /?7 О1раничава тока през диодите
на около 1mA. Изискванията към трансформаторите са да про-
лускат равномерно всички честоти от работния диапазон и да
имат отвод точно от средата на намоткнте. С успех могат да се
използуват драйверни трансформатори за транзисторни приемници.
Благодарение на широките възможности, конто динамичният мани-
лулатор дава на изпълнителч, оправдано е отказването от класиче-
ския контактен маннпулатор и търсене на нови, по-ефектни и
прости решения.
Пример за реализация на динамичен маннпулатор е методът,
приложен в ламповия орган „йоннка", производство на ГДР. В
качеството на изменяемо съпротивление са употребени неонови
лампнчки, запал ванн в електростатично поле. Тъй като в „Йоиика"
е приложен хармоничният принцип за темброобразуване, под все-
ки клавиш са монтирани по 5 лампички. От двете страни на лам-
пичките се намират две пластинки, конто са евързани към генератор
90
на 100 kHz. Към всеки клавиш са закрепеии по две други плас-
тинки, конто екранират лампичките при ненатиснат клавиш и те
не провеждат сигнала. Когато се натиска клавишът, екраниращи-
те пластинки се преместват и следва запалване на лампичките.
При още по-дълбоко натискане на
клавиша се увеличава тлеещият раз-
ряд в лампичките, с което съпротив-
лението им намалява и сигналът се
пропуска още по-добре. На входа на
крайння усилвател има филтър,м кой-
то спира честотата 100 kHz. В ^Йини-
ка“ за включване иа различии обер-
тонове (регистри) е въведен също
такъв динамичен регулатор. Сыце-
ствуват рузлични решения на дина-
МИЧНН манипулатори, изложени В ЛН- фиг. 55 Конструкция на капацн-
тературата (J7.2 J7.3 ЛА), конто няма тивен маннпулатор
да разглеждаме. По-долу са показани
само два по-прости манипулатора. Първичт вариант, дадеи на фиг.55,
представлява капацитивен ключ. В същност идеята се отнася не
толкова за динамичен, колкото за безконтактен маннпулатор. Плас-
тинката 4 е от нискочестотна керамика, от едната страна на която
е нанесен слой от сребро, и служи за едната пластинка на из-
менящия се кондензатор. Другата пластинка 6 е от добре полираи
алуминий и е изолирана от чашката 1 чрез чаш ката 7, като се
свързва на маса за намаляване на преходння капацитет. Чрез гу-
мения амортизатор 3 керамичната плочка 4, свързана към бутало-
то 2, което придържа плочката 4, винаги в хоризонтално положе-
ние. Клавишът се свързва към буталото 2. Металният слой 5 е
изведен чрез гъвкав проводник. Ако се използуна плочка от дис-
ков керамичен кондензатор с капацитет 100 nF, на който е пре-
махнат сребърният слой от едната страна, минималният капацитет
(при ненатнснат клавиш) е от порядъка на 1—2 pF и се получава
динамика, по-добра от 80 dB. Този променлив капацитет може да
се включи директно във веригите на НЧ сигнал. Във включено
състояние, за да ие се получи спад при най-ниските честоти, то-
варного съпротивление трябва да бъде поне 50 к2. Независимо
от пълното прилепване на частите 4 и 6 максималният капацитет
ще се мени при промяна на ниска, което е нежелателно. За пре-
махване на този недостатък върху пластинката 6 се нйиася слой
от електролитна маса.
Друг вариант на манипулатора е даден иа фиг. 56. В каче-
91
ството на електронен ключ е използуваиа ЛЮЛ'-интегрална схема
бъдгарско производство от типа СМ 2301, съдържаща 10 инвен-
таря. С една интегрална схема се реализира едновременно вклю-
чване и изключване иа 10 вериги. Следователно става възможио
Фиг. 56. Манипулятор, управлявян с един механичен контакт
на базата на АЮ5-интегрална схема
получаване иа голям брой регистри с богат спектър--към
основния тон могат да се наслагват голям брой обертонове.
Контактът Кп е механичен, нормално отворен контакт, задви-
жван от клавиша. При натискането му К„ се затваря, с което
става включване на захранването на интегралната схема и ннвер-
торите Ии И<ь . . . И1О започват да функционират нормално.
На изходите се получават правоъгълни импулси с размах около
10 V, конто чрез разделителните съпротивления /?2 - - - /?м>
се подават към съответните шини.
За задействане на тези електронни ключове е необходимо вход-
ните нмпулси да имат размах поне 4—6 V, и то така, че ниско-
то ниво да бъде по-високо от 2—3, а високото ниво—7—8 V.
В същност достатъчно е конструкторы да знае, че праговото на-
прежение, при което се променя и изходного състояние на ин-
верторите, е в граничите 4—6 V при различните интегрални схе-
ми. Тези условия се изпълняват автоматически, ако източниците
на звукови честоти с а също изградени с ЛЮ5-интегралнн
схеми.
При отнарянето на контакта /< се изключва захранването на
ЛТО^-интегралната схема и независимо от наличието на входни
импулси изходите се анулират. Измененото отношение на входно-
го напрежение и паризитното изходно напрежение надвншава
92
90 dB. Това отношение се подобрява при по-големн стойности на
резисторите Rit R2 • • - Rio (иад 0.5MQ) и малки товарни съпро-
тивлеиия на сборните шини. Тогава нивото иа фова става по-ни-
ско от собствевия шум иа следващите усилвателни стъпала и
може да не се взема под внимание.
Чрез елементите Rn, /?12 и Clt чиято роля дотук беше пре-
мълчана, може да се постигне лесно различен характер иа
атаката и затихването на звука. Примерно за имитация на пиано-
то, резисторът /?1а трябва да се избере така, че времеконстантата
/?12С1 да определи един фронт на нарастване от около 50 ms, а за
определяне времето на затихването (2—5s) трябва да се варира
с резистора /?и. Не е необходимо през цялото време на атаката
и затихването клавишът да бъде натиснат, с което се получава
пълна имитация на пианото и е улеснение на изпълнителя.
Голямо примущество на този манипулатор е липсата на как-
вито и да е пукания при манипуляция. За имитиране действието
на педала на пианото, разрешаващ отзвучаването на струвите, е
въведена групата Ri3/li и контактът Kt който е общ за целия
инструмент и се задействува от педала. Когато /Сев положе-
ние /, съответстващо на натиснат педал, затихването е дълго и
се Определи от /?п и Ct. Чрез диода Д1г който е запушен, рези-
сторът /?13 е откачен от Сх. При положение 2 на контакта К, съот-
ветствуващ на ненатиснат педал, резисторът /?13 се включва и
времеконстантата на разреждане става малка—звукът затихва
бързо.
Интересна задача е премахването на механичния контакт К и
въвеждане на електронен, безконтактен принцип за получаване на
напрежение за интегралната схема. Ниската консумация на СМ
2301—около 0,5 mA, е един благоприятен факт. Тук могат да се
използуват най-различни принципн, описвани в литературата. Ос-
новно изискване към избрания принцип е простотата на схемата,
тъй като безконтактният датчик трябва да се размножи според
броя на клавишите. По-долу (фиг. 57) е даден един датчик за по-
лучаване на управляващо напрежение за маиипулатор с интеграл-
на схема СМ2301.
v* Принципът на действие се състои’във внасяне на загуби в
трептящия кръг на генератор, вследствие на което се променя
амплитудата иа генерираното напрежение. Прн подходящ избор
на режима трябва да се получава прекъсване на генерациите от
по-големи внесени загуби. Генераторът е по схема „Майснер",
като двете бобини Lv и L2 с а навити на една макаричка и имат
съответно 200 нав. и 30 нав. от ПЕЛ 0,1. Към клавиша е свър-
93
зана цилиндрична желязна сърцевина, която е иапълно вкараиа в
макаричката, когато той не е натиснат. Следователно генерациите
липсват и след изправителя С2, С4,Д],Д2 напрежението е нула, а
интегралната схема СМ 2301 не пропуска звуковите сигнали. При
Фиг. 57. Схема за безконтактно полу чана не на
управляващо напрежение
иапълво натиснат клавиш желязната сърцевина е нзвън макарич-
ката на бобината и £2 и генераторът функционира нормално
на около 400 kHz. Неговото напрежение след изправянето захран-
ва СМ 2301 и тя пропуска звуковите сигнали напълно. При раз-
лична степей на натискане на клавиша сърцевината е в различна
степей навлязла в полето на бобините н £2 и генернраиото иа-
прежение е различно. Тогава и пропускателната способиост на
интегралната схема СМ2301 ще бъде различна. По такъв начин
се получава динамичен маиипулатор.
4. Регул атори на динамика та
В общия случай динамиката при изпълнение на музикална
пиеса с ЕМИ се регулира по три пътя ръчен регулатор, педа-
лей регулатор и динамичен маиипулатор. За установяване на
най-голямата мощност при изпълнението се въвежда ръчен регу-
латор на динамиката, изведен като команден орган с цифрови
разграфявания за орнентиране. С помощта на ръчния регулатор на
динамиката се постига регулиране от нула до максимум на усил-
вателната система. Тъй като ръчният регулатор се използва ряд-
ко, той представлява обикновен потеициометър.
94
Другояче стоят нещата с педалиия регулатор. Добрият из-
пълнител го употребява толкова много, че използуването иа обик-
новен въглеродослоен потенциометър е недопустимо поради бър-
зото износване. От него твърде скоро след употребата се полу-
Г< SF.T308 Тг5ЕТ30в
Фиг. 58. Електронен недалек регулатор на динамиката
чава характерно „хъркане“ вследствие замърсяване при триенето-
Използунаието на жични потенциометри би решило проблемат»
за по-дълъг живот, но те имат линейно изменение,, което е не-
благоприятно.
При педалния регулатор е най-подходяща показателна зави-
симост между степента на натискане на педала и гръмкостта. С
това се създава улесненне за изпълнителя — с леки движения;
той постига регулиране в широки граница. Ръчният регулатор е
опраадано да бъде с логаритмично изменение, за да се улесни
нзбирането на максималната динамика. Както е известно, линей-
ният регулатор създава ефекта на почти скокообразно измене-
ние на силата в началните участъци и не удовлетворява горните
изисквания.
Пред вид на тежките условия на работа на педалния регу-
латор оправдано е търсенето на безконтактнн, немеханични регу-
латори. Използуването на прости електронни педални регулатори'
е възможно, тъй като динамика от порядъка на 40 dB в повече-
то случаи е напълно задоволителна. Използуването на фотосъ-
противленне, лампичка и подвижен заслон между тях е едно до-
бро решение, което е по силите на всеки конструктор. На прак-
тика с такъв регулатор се получава динамика, по-добра от 40 dB..
Използуват се още различии индуктивни регулатори, но те
имат недостатъка, че са чувствителни към елентромагнитни полета^
95
Един сполучлив електронен регулатор е описан в чиято
схем* е дадева на фиг. 58.
Транзисторът 7\ представлява генератор на 100 kHz, чието
иапрежение се подава чрез изменяемия кондензатор Ся към из-
правител и емитерния повторител Г2. Променящото се напреже-
иие измества работната точка на транзисторите Г3 и вследст-
вие иа което се измени техният коефициент на усилване. Кондеи-
заторът С2 е направеи от две плочки от фолиран гетинакс с
площ 20 ст2. Едната плоча е свързана към неподвижиата, а дру-
гата към подвижната част на педала. Изменението на капаци-
тета е в границите 1 — 15 pF. За постиганс иа по-малко от 2—
3% изкривявания входният сигнал не трябва да надвишава 10 mV.
Като се използува принципът на схемата от фиг. 19, може да
се създаде един добър педалей регулатор. Принципната схема на
електронен регулатор с малка консумация и голям динамичен
диапазон е показана на фиг. 59.
За електронен регулируем елемеит е избран полеви транзистор,
свързан като последователен регулатор. Нелинейните изкривявания
са по-малки от 1% при сигнал, по-малък от 50 mV. Генераторът
е по триточкова схема със силициев транзистор, генерираната чи-
стота е около 400 kHz. Бобината Lx е навита на макаричка с
диаметър 7mm. Желязната сърцевина е с диаметър 6mm. След
Фиг. 59. Електронен педалей регулатор на динамиката с Л1О5-полевн
транзистор
нзправянето се получава иапрежение, вариращо от нула до 3—5 V.
За нормална работа трябва да се установи такън ход на сърце-
вината, че да не се получава спиране на генерацинте. Чрез тримера
и регулировка на хода на железната сърцевина се установява
диапазонът на педалния регулатар иа динамиката. [Консумацията
е около 0,5 mA от източник 9 V.
ГЛАВА V
МЕТОДИ И УСТРОЙСТВА ЗА УПРАВЛЕНИЕ НА ТЕМБЪРА
Методите за управление на тембъра са два — формантен
(субстрактивен) и хармоничен (аднтивен). И двата метода намнрат
еднакво приложение както в едногласните, така н в многогласннте
«лектромузикални инструментн.
Формантният метод за видоизменяне на тембъра се състои във
въвеждането на допълнително устройство към крайний усилвател.
Това допълнително устройство съдържа преди всичко основните
вндове честотни филтри— нискочестотен, високочестотен, лентов
м срязващ филтър.
Покятието форманта се отнася до практическо влияние на
механичния резонанс на корпуса на класическите инструментн (цн-
тулка, китара и др.) Видът на избраното дърво, начинът на съе-
динение и обработка, геометрическите размери дават различии ре-
зултати при изработката на китарите например. Опнтните майстори
умишлено подсилват един форманти, а отслабват други, получа-
вайки различии, оригиналки звукови оттенъци. При ЕМИ на по-
яятнето форманта се придана по-широк смисъл н се употребява
във всичкн случаи, когато се променя честотната характеристика
на предаване по пътя на изменение на съотношението на отдел-
яйте честоти, получени от генераторите на звука.
Формантният метод използува прости средства за промяна на
тембъра общо за целия инструмент. Но този метод не дава въз-
можност за имитация на органното звучене. Чрез използуването
на формантн могат да се нмнтират почти всички останали класи-
ческн инструментн дори и човешкият глас. Недостатък на фор-
матиня метод при ЕМИ е фактът, че се получава изменение на
гръмкостта на звучене при свирене на цялата клавиатура. Освен това
се променя спектралният състав на звуците от отделимте клавиши.
Хармоничният метод дава възможност за получаване на ор-
ганно звучене. Сыцността на метода се състои в наслагване иа
•обертонове и субхармоннчнн иа освоения тон, и то с еднакво ниво.
При регулиране на ннвото на отделимте хармонични от нула до
максимум се получават различии тембри, чието разнообразие не
ттритежава нито един класически инструмент. Ако формата на ко-
лебанията от генераторите на звука е иесинусондална (трионообраз-
на, правоъгълна и т. н.), наслагването на честотите /, 2/, 4/ и т. н.
има наименованието регистрово темброобразуване. Този случай е
3 Електромузикалнн инструментн
97
по-разпространен при електронните инструменти. Тембрите, полу-
чени по метода на хармоничния синтез, са по-отчетливо различии
н сравнение с тембрите на формантния метод. Друго предимство
на този метод е равномерността на амплитудите независимо от
височнната на звука в целия музикален строй на инструмента.
При многогласните инструменти използуването на хармонич-
ния метод е почти задължително, макар че е свързано със затру-
днения поради значителното усложняване на клавиатурата. Явянат
се затруднения с точного реализиране контактурата на инструмен-
та, тъй като под въздействието на клавиша трябва да се затво-
рят по няколко контакта одновременно.
Това затруднение не се отнася до едногласните инструменти.
Незанисимо от затрудненията и усложнение™ хармоничният
метод е по-перспективен. На практика се използуват едновремен-
но и двата метода в електронните инструменти за постигане на
качествено различии и оригинални тембри.
1. Формаитен метод
От съществено значение при формантния метод е формата
на колебаннята, произнеждани от геиераторите на знука. Чисто
синусоидалната форма поради липса на хармоннчни е неподходя-
ща за формантно темброобразуване. Синусоидалните колебания
имат меко и студено звучене при по-ниските честоти и ярко и
светло звучене при по-високите честоти. При въвеждане на прос-
ти преобразуватели на формата, като еднопътни или двупътни
изправители и други, се получава широк честптен спектър и само
тогава е възможно използуването на синусоидален нзточник на
звук. По-равномерен и широк спектър се получава при по-малък
ъгъл на отсечката.
В болшинството ЕМИ формата на генерираните колебания е
най-често правоъгълна и по-рядко трионообразна. Доколкото трионо-
образното напрежение има по-богат н равномерен спектър, то е
по-подходящо за имитиране на органно звучене.
Правоъгълните импулси, конто се получават при ЕМИ с три-
гернн делители на честотата, имат коефициент на запълване
/<3=0,5 и са с нзразено кларинетно звучене. Затова в тези ЕМИ се
налага употребата на преобразователи иа формата.
Два примера са приведени на фиг. 60 а, б, в и г.
Чрез преобразувателите иа фиг. 60с и фиг. 606 се получава
преобразуване на спектъра от равномерно затихващ с липсващн
98
четни хармонични в пълен непрекъснат спектър. Диференцираща-
та група RiCt трябва да се променя при различимте октави на
музикалния строй на инструмента. На практика се променя само кон-
дензаторът С* Препоръчителни стойностн за R и /?2 са съответно
о—
Вход
С,
dl-
Вхо8 I [_ -Г L Г L Ь.
Изход—
Фиг. 60 а. Последователен диодеи преобра-
зувател на формата
°—=—II----г-----Т----° »
Вход С, Т Т Изход
ГК Н
b«08 । । । ।______O_L
Изход
Фиг. 60 б. Паралелен диодеи
преобразувател на формата
10 к2 и 100 к2. Тогава при отделяйте октави иа инструмента кон“
дензаторът Сг за геиераторите от тези октави може да се опре-
дели от израза
> където /kHz,С—pF. В този израз опростяваиията
са направени, като е взето пред вид подходяще съотношение меж-
ду продължителността на импулса и времеконстантата на днферен-
циращата група. Не бива да се избира голяма времеконстанта,
гьй като изходното напрежении няма да наподобява трионообраз-
ното и ще има скок в края на импулса. При много малка вре-
меконстанта ще се получат твърде краткотрайни импулси, чиито
спектрален състав не е особено подходящ за създаваие на орган-
ното звучене. Препоръчително е кондензаторът Gj да се променя
за всяка октава, а даже и през по-кратък интервал.
При преобразувателите на фиг. 60 в и фиг. 60 г е избягнато
нулирането на четните хармонични на симетричните правоъгълни
импулси. В преобразувания спектър ще се нулират честотите fn[K&
където л=1, 2, 3, 4 и т. и., /С3—коефициент иа запълване иа
импулсите. Така иапример, ако /f3=0,2, от спектъра иа правоъгъл-
99
ните нмпулси ще липснат хармоничните с передни числа 5,10,15г
20 и т. и. При #3=0,1, когато импулсите стават много кратки,
полученият спектър е широк и е особеио подходящ за имитиране
на струини и духови инструменти.
Вход
НзхоЗ
Фиг. 60 в. Транзисторен преоб-
разувател иа формата с малък
коефициент на запълване на
изходинте импулси
Фиг. 60 г. Транзисторен преоб-
разувател на формата с голям
коефициент на Гзапълване на мз-
ходиите нмпулен
Използуването на преобразуватели е необходима предстанката
за формантните нериги за темброобразуване.
В етектронните музикални инструменти се^използуват главно
три вида филтри за формантно образуване на тембъра — ниско-
честотен, високочестотен и лентов. По-широко приложение имат
първият и вторият вид и по-рядко третият.
Най-простият нискочестотен филтър, състоящ сеотедна RC—
трупа, се характеризира само със срязване на високите честоти и
се използува рядко, макар че има влияние върху тембъра. Целе-
съобразна е употребата на 2—4 звеиен филтър, който има по-
стръмно срязване. Използуването на еднотипни нерижно евързани
звена е нецелесъобразно поради голямата неравномерност в обла-
стта на пропускане. Необходимо е да се осигури за всяко знено
захранване отнискоомен източник и по-ннсокоомей товар. Това се
постига по три начина,— чрез прогресивнс£увеличаване стойността
на съпротивлението (при неизменна времеконстанта) на всяко
следващо звено, чрез въвеждане на кбуферни стъпала между
100
отделимте звена, като е дадеио на фиг. 61 б и чрез използуване-
то на активни филтри.
За фигура'61 а това означава, че ако се избират R=R\, то
R2 = kRh R3 =R7Rl и т. н., а С2= ' СЬС3=-^С1 и т. и. По такъв
Фиг. 61. Ннскочестотни филтри
л "Многозвенен НЧ филтър
С. Многозвенен НЧ филтър с буферни сгъпма
начин се получава стръмност на срязване, по-добра от 10 dB/
октава. Схемата на фиг. 616 има по-добро затихване (12—14 dB/
октава) и има предимството, че се използуват еднакви звена.
Една практическа реализация, при която е използуван активен
НЧ филтър, е дадена на фиг. 62.
Транзисторите 1\ и Г2 са емитерни повторители. Чрез регу-
латора /?10 може да се регулира степеита на действие на филтъра,
а в крайне горио положение да се елиминира действието му. То-
гава честотната характеристика е линейна. 7\ е необходим за оси-
гуряване на ниско вътрешно съпротивление за активния филтър.
честотата на срязване на който е 700 Hz. Стръмнината на срязва-
не е около 20 dB/ октава. Добри резултати се получават и при
използуване на LC — филтри. При тях, за да се получи равномер-
ност в областта на пропускаие, е необходимо товарното и гене-
раторного съпротивление да са равни на характеристичного съп-
ротивление на филтъра. В някои случаи се използува умишлено
резонансът на LC в областта на честотата на срязване за създа-
ваие на форманта. Тогава захранващият генератор трибва да бъде
нискоомен, а товарного съпротивление голямо. На практика това
означава, че преди н след филтъра е необходимо да се евържат
101
емитерни повторители. Доколкото в ЕМИ за създаване на фор-
манти се използунат отделни лентови филтри, използуването на
такъв комбиниран филтър, който да срязва високите честоти и да
бъде резонансен, се среща рядко.
Фиг. 62. Активен НЧ филтър
Въздействието иа нискочестотния филтър с фикснрана често-
та на срязване е рзалично за различните честоти от звуковия ди-
апазон. Ако примерно честотата на срязване е 500 Hz, то за нис-
ките честоти под 50 Hz филтърът ще оказва въздействието на
обертоновете с число над 10, което не се отразява върху инто-
иацията иа основния звук. От друга страна, действието на фил-
търа е полезно, тъй като басовият звук ще се очисти, няма да
бъде звънтящ.
При честоти над 50 Hz и под 200 Hz избраният НЧ филтър
ще оказва положителна роля и ще създана мек тембър поради
срязнането на обертононете, а останалите ияколко хармонични ще
определят темброво звука. Знуците с честота, близка до 500 Hz,
ще останат само с основната си честота и ще имат иай-меко звуче-
ие, а тези иад 500 Hz ще бъдат с намалени амплитуди или ияма
ла се пропускат. Ако филтърът е с нестръмна характеристика на
срязване (едно RC— звено,) това няма да се получи. Звуците съ-
що ще бъдат омекотени, но интонационно ще бъдат по-неизрази-
телни. Ето защо филтрнте с плавно сразваща характеристика не
се употребяват за получаване на самостоятелни тембри, а само за
слаби темброви окраски.
Въздействието на високочестотння филтър е аналогично. Той
се използува за получаване иа рязки светли тембри и иамира по-
рядке приложение.
Използуването само на един срязващ НЧ или ВЧ — филтър
102
за целия инструмент не е допустимо, особено в многогласните
инструментн, конто имат твърде широк честотен диапазон. Баси-
те биха звучали подчертано, напрегнато, а високите глухо и ненз-
разително. За това се употребяват по няколко филтъра. При едно’-
гласните инструментн честотата на срязване на филтрите може
да бъде през интервал от една октава. Въвеждат се по 3—5 фил-
търа за цялата генераторна основа на инструмента.
Като правило в ЕМИ се въвеждат н лентови филтри — фор-
манти. Използуват се както АС, така и А’С-филтри, чрез конто
се постига на истина формантно подчертаване на знученето. Обнк-
ионено се употребяват по няколко филтъра, конто по желание на
изпълнителя се превключват, като се получава преместване на
формантата в музикалния строй на инструмента. Лентови филтри
се получават и чрез подходящ избор на честотите на срязване
«а НЧ и ВЧ — филтри на инструмента, те трябва да са еднакнн
или малко разме стени. Разбира се, тия филтри трябва да позво-
ляват такова комбинирано свързване. Използуването на лентов
филтър при регистър без насложени обертонове е подходяще
само при средннте звукови честоти 300—2000 Hz. При другите че-
стоти не се чувствува интонационна отчетливост. Затова средннте
честоти на използуваните филтри иа практика се намират в об-
хват 300—2000 Hz.
LC — леитовите филтри съдържат по-малък брой елементи и
имат по-добра стръмност на честотната характеристика, което
благоприятствува изразеността на формантата. В много инстру-
мента се прави предпочитание на LC — филтрите независимо от
това, че са по-скъпи. Единствен недостатък на LC — филтрите е
склонността към възприемане на паразнтен фон чрез бобината на
филтъра. Прн подходяще екраниране този недостатък се избягна.
В бъдеще може би ще се натожат лентови актинни филтри с
интегрални схеми без бобнни, а с използуване само на RC еле-
менти.
Понастоящем е удобно да се използуват в качеството на бо-
бини трансформаторчета от малогабаритки приемннци. За стаби-
лизиране на индуктивността е наложително при събиране на тран-
сформаторчето да се оставя въздушеи процеп. Това води до на-
маляване на индуктивността и за да се компенсира то, трябва да
се увеличи броят на навивките, вследствие на което вада каче-
ственият фактор. Но трябва да се има пред нид, че оптималният
Q — фактор за получаване на добре изразена форманта е QOIIT =
“5-ь 8, който е сравнително ннсък.
Оригиналка комбинация на формантни филтри е дадена в[Ля1-
L
103
По подобие иа класическите инструменти, имащи не една, а ия-
колко форманти, тук се използуват серийно свързани трептящи
кръгове. Всеки кръг-форманта е настроен така, че съседните кръ-
гове да имат резонансни честоти в съотношение я/э (интервал
квинта) и </8 (интервал кварта), а честотите през един кръг — в
съотношение s/j (октава). По такъв начин се получава особена
изразителност на тембъра.
В [Л.3] е посочена конфигурацнята на филтри за имитация на
някои класически инстументи, но приведените стойкости са твър-
де ориентировъчни, тъй като сполучливото имитиране е в зависи-
мост от формата на входящото напрежение, товарного съпро
тивление и др.
[Л.2] в таблична форма се приведени характерните признаци
на тембрите на иякои инструменти. Синтезирането на формантни
филтри, като се имат пред вид тези признаци, може да бъде обект
на раднолюбнтелското творчество.
2. Хармоничен метод
За разлика от формантния метод, при който различните тем-
бри се получанат чрез обедняването на спектъра на входящото
напрежение, хармоничният метод използва наслагване на оберто-
новете, т. е. обогатяване на спектъра.
За х1рмонично темброобразуване могат да се използуват вси-
чкн хармоннчни от темперирания строй. В точння смисъл иа ду-
мата само октавните честоти са точно кратни както помежду си,
така и спрямо основния тон и се отнасят, както 1:2:4:8:16 и т. н.
Всички останали хармоиични ие се точно кратни на основния тон.
Все пак при някои хармоннчни разликата е под прага, който раз-
личава човешкото ухо и те могат да се изпозуват за хармонично
синтезиране. Те са 3,6,9,12 и др. Така 5,7,10,11 и др. хармоннчни
не бива да се използуват поради поява иа дисонанс.
Характерно при хармоничното темброобразуване е сложната
контактна система. За всеки наслагван хармоник е необходим от-
делен контакт. Тогава отделният клавиш ще задействува по ня-
колко контакта едновременно. Броят на контактите във фабричните
ЕМИ е минимум 3 при по-простите и стига до 9--10 при голе-
мите електрооргани. Обикновено се използува 5-контактна сис-
тема. На първия контакт се подвежда основния тов, на втория —
нтората хармонична, на третия — третата хармонична и т. н. Вси-
чки едноименни контактн се свързват към крайния усилвател през
104
Охтабни делители на честота
Фиг. 63. Хармоиично сиятезиране на тембъра с диодни превключватели
105
vmngvvif шо пнъджпддм
Фиг. 64. Схема за хармояичио синтеэнране на тембъра
«06
ключове, изведени като команд ни органы. Чрез тия ключове се
получават различимте комбинацией ни регистри.
Коитактната система би могла да се опрости до една конта-
ктна двойка, но тогава ще са необходимы 5 превключвателя, все-
ки от конто да има толкова положения, колкото е броят на кла-
вишите на клавиатурата. От механична гледна точка проблемата
не е лека и затова този принцип се реализира едва в последно
време, когато се появиха подходящи електронни средства.
Едно примерно решение е дадено на фиг. 63, представляващо
схема за хармонично темброобразуване с използуване само на ок-
тавните хармонични 1 : 2 : 4 : 8 : 16 : 32 : 64. Електронните клю-
чове са от паралелен тип и са изпълнени с точкови диоди. Чрез
резистора fa се подава управляващо напрежение, чиято полярност
се променя с помощта на регистърните превключватели и става
отпушване или запушване на диодите. Резисторите fa и fa са
буфернн и служат за отдела не геиераторите иа звука и електрон-
ните ключове. Всеки клавиш задействува само един механичен
контакт. Кондензаторнте Ср премахват постояннотоковата състав-
на от делителите на чес гота, благодарение иа което се анулира
пукането при изпълиение. Чрез ключа fa се включват и изключ-
ват основните тонове /0, чрез fa— честотите 2/0, чрез fa — често-
тите 4/0, чрез fa~ честотите 8/0, а чрез fa — честотата 3/0.
При използуване на коитактната система с по няколко конта-
кта се чертае т. нар. хармонична схема. От тази схема може да
се виды кои честоти нключва отделният клавиш. Такава схема е
дадена на фиг. 64. Обикновено генераторната основа на електро-
музикалните инструменти е по-широка от обхвата на клавиатура-
та. В примера на фиг. 64 генраторната основа е седем октавна, а
клавиатурата е 5 октавна. Като първа октава е означена октавата
с най-ниски честоти, а като седма октава — тази с най-високите
тонове.
Начертаните връзки се правят при самите контакты, така че
от клавиатурата излиза само един сноп от 84 проводника към
геиераторите на тоновете. Ако проследим първия клавиш, ще ви-
дим, че иа първия му контакт е подведен тонът Q от най-нис-
ката октава, на втория С2 от втората октава, на третия —С3 от
третата октана. Този ред се повтаря при всички останали клави-
ши- На хармоничната схема е показан в същност само единият
от контактите на контактните двойки на всеки клавиш. Вторите
контакта са евързанн към три отделки шини, иепоказани на схе-
мата. Тези шнни минават покрай трите редици точки на схемата.
При многогласните инструменти не съществуват проблемы
107
относно получаваието на неоктавните хармонични —те си съще-
ствуват в самата генераторна основа на инструмента. Това е татка
защото всичкн генератори на тонове функционират непрекъснало
независимо от това, кой генератор е включен към крайният усил-
вател т. е. кой клавиш е натиснат.
Изход
Фнг. 65. Хармонично сиитезиранс с използуване иа октавиите хармонични
При едногласните инструментн също не съществуват затру-
днения, когато хармоничното синтезиране се извършва само с ок-
Фнг. 66. Схема за получаване на неокхавни хармонични за хармоничеи синтез
тавните хармонични. Тогава функцноналната~схема на едногласен
инструмент с хармонично синтезиране има вида на фиг. 65. След
задаващия генератор са свързани верижно делители на честотата
108
на 2 Д1 — Д& от чинто изходи се получават честотите с октав-
ио съотношенне помежду им 2:1. Чрез резисторите - •»
/?12 се регулират плавно ннната на всеки хармоник и по този
начни се получават многообразии темброви окраски — различии
темброви регистри. Чрез бу-
ферните резисторн
. . . сигналите от дели-
телите на честотата се смес-
ват линейно и се подават към
крайний усилвател. Нещата
се усложняват, когато тряб-
ва да се иаслагват н хармо-
нични с неоктавно съотно-
шенне. Съществуват два на-
чина за получаване на тези
хармонични. При по-простия
вачин схемата е същата, как-
то на фиг. 65, като след
ИС, МН 7472 ИСг МН 7472
Изход
Вход
3 q
J Q
к Q —
к Q
Фиг. 67. Делител иа честота на три с
ингегрални схеми 7472
съответните делители се включнат допълнителни делители с кое-
фициент на деление, различен от 2. Ако например са необходими
/3,/6,/s и др., схемата ще добие вида на фиг. 66. Новнте функ-
ционал ни блокове тук са делителите на честотата и а 3. В глава
III са разгледани такива делители, изпълнени с тригери с дискре-
тни елементи, но тук ще допълним с дае схеми, реализирани с
помощта на интегрални цифрови схеми от двата най-разпростра-
иени вида: TTL и MOS.
На фиг. 67 е дадена схемата на делител иа честотата 3, из-
пълнен с TTL — ннтегрални схеми 7472, иредставляващи тригер
от типа J — К, имащи и броячен нход. Ако и двата тригера имат
потенциал 0 на изходите си Q и това приемем за първо състоя-
иие, то след постъпването на входеи импулс ще се преобърне
само първият тригер Тру Вторият тригер ияма да се преобърне
поради забраната на входа му J от изхода Q на първия тригер.
Следващият импулс връща Трх в първоначалното му положение
и преобръща нтория тригер Тр%. Сега след като Трг е блокиран
по входа си J от изхода Q на Тр2, новият импулс ще върне само
втория тригер в изходното му състояние. По този начин се ану-
лира четвъртото състояние на двата тригера 11, то става първо.
Или на всеки трн вход ни импулса на изхода се получава един.
Вариант с MOS—интегрална схема е даден на фиг. 68. Ти-
път иа схемата е СМ 4001— производство на завода за полупро-
водници — Ботевград. Тази интегрална схема представлява двоичен
109
брояч до 16 и може да се използува като делител на честотата
на производно цяло число от 2 до 16. За целта е необходимо да
се добави едиа схема на съвпадение, която да изработва нулиращ
импулс, щом брончът натрупа избрания брой импулси. На фиг. 68
f Вход
о------
1/10СМ2301
_ а СМ 4 001
6 р. бкоЗ
Д22Д4521
Изход
#3
R,0,3m£
—(=□-----Q-15V
Фиг. 68. Делител иа честотата иа три с Л105 интеграл-
иа схема
схемата за сънпадение се образуна от диодите Л„ Дг и резисто
ра /?,.
Вторият начин за получаване на пеоктавни хармоннчни се
нлюстрнра от фиг. 69. Характерного тук е, че задаващият гене-
ратор работа на много по-висока честота, която излиза извън му-
зикалния строй на инструмента. Така например, ако инструментът
има генераторна основа до С от третата октава (1744-1046 Hz),
задаващият генератор ще работав диапазона 24(1744-1046)=
= (41764-25104) Hz.
Фиг. 69. Схема за получаване на иеоктавни хармоннчни със
задаващ генератор, работещ извън звуковии диапазон
Това обстоятелство благоприятствува температурната стабил-
ност на задаващия генератор по един косвен начни. Става въз-
11Q
можно зарядният ток на кондензатора в задаващия генератор дат
се избере много по-голям от обратния ток на транзистора, защото-
времеконстаитата намалява 24 пъти. С други думи, ако сравним
с генератор, работещ н диапазона 174 ч-1046 Hz при непременен
кондензатор, можем да иамалим стойностите на резисторите от
клавиатурата 24 пъти.
При хармоничното темброобразуване трябва да се разграни-
чена чистият хармоиичен синтез от т. нар. регистров синтез^ В
същност начините за реализиране са един и същи, разликата е в-
дъпълнителното преобразуване на формата на сигнала при чистия
синтез в синусоидална. Както вече е известно, най-използуваннте
делители са тригерите, конто имат правоъгълна форма иа изход-
ното си напрежение, богато на хармоннчни съставящи. Така, че
когато върху основния тон иаслагваме обертоновете 2/, 4/ и т. н.^
става наслагване не само на честотите им, а и на техните спектри.
В резултат се получава богата смес от честоти, което се изразява.
в един пълен, звънтящ тембър. В този случай се говори за реги-
стров синтез. При хармоннчиия синтез наслагваните обертонове-
2/, 4/ и т. н. предварително с помощта на интегриращи групи се
преобразуват от правоъгълните импулси в напрежение с форма,,
близка до синусоидалната, и тогава се извършва истинско хармо-
нично синтезиране. Тогава именно обертононете 2/, 4/ и т. н. ще
бъдат втора, четвърта и т. н. хармонвчни на основния тон. Тем-
бърът, конто се получава при чистия хармоиичен синтез, е най-бли-
зък до тембъра на класическия орган. При изпълнение на музи-
кална пиеса с включено честотно вибрато се получава много кра-
сиво звучене, открояващо електрическия орган пред кой да е друг
инструмент. Накрая трябва да припомним едно важно правило,
при регистрония синтез. Става дума за инструменти, използуващи
тригерни делители на честотата. При тях не е без значение от
кой от двата изхода ще се вземе изходният сигнал. Важно в слу-
чая е сигналите да се снемат само от едноименните изходи на
тригерите. Ако не се спази това правило, при иаслагването иа
обертоновете може да се получи противофазност на спектрите, в-
резултат на което определени звуки ще звучат по-слабо.. Ще се
получи така, че при натискане на клавишите някои тонове ще
звучат по-слабо от другите. Тази недостатък не се появява при
чистия хармоиичен синтез.
lit
ГЛАВА VI
ДОПЪЛНИТЕЛНИ УСТРОЙСТВА ЗА ЕМИ И АДАНТИРАНИТЕ
ИНСТРУМЕНТИ
1. Усилватели на мощност
Усилвателят на мощиост заедно със звукоизлъчвателното тя-
ло е твърде важна съставна част на електронномузикалния ин-
струмент. От тяхното качество зависи дали ще се подчертаят
достоинствата на електронния източник на звука или ще бъдат
компрометирани. Ето защо с право се счита, че усилвателят на
мощност и акустическата система трябва да отговарят и а корми-
те за Hi — Fi.
Според стандарта DIN 45500 те са:
честотна характеристика: 40 Hz-5- 16000 Hz±l,5 dB;
коефициент на нелинейни изкривявания -1%;
коефициент на интермодулациоини изкривявания: 2°/<ь
изходиа мощност: по-голяма от 10W;
динамика: по-добра от 50 dB и др.
Доколкото атаката при електронномузикалиите инструменти
е рязка, към усилвателя на мощност се предявява изискване да
ие интегрира фронта на атаката. За тази цел усилвателите се
правят с честотна характеристика, далеч по-добра отнормата за
Hi-Fi. Трябва да сеотбележи, че транзисторните усилватели с
мощни гермаиневи траизистори от типа на SFT 214 не удовле-
творяват това изискване. От вероятностна гледна точка тези
усилватели са добри за музика, когато статистически амплитуди-
те с по-високи честоти са по-редки. При ЕМИ, както е извест-
но, амплитудите на ниски и на високи честоти се еднакви. Кога-
то усилвателят работи с мощност даже 60—70% от иоминална-
та, в областта на високите честоти ще се претоварва. Този
недостък се избягва при употребата на съвремеини, силнциеви,
планарни мощни траизистори.
Електронномузнкалните инструменти са вече неразделна част
от модерния естраден оркестър. Следователно те се използуват
както в големи зали, така и на открито. Затова мощните усилватели
към ЕМИ се строят вече с изходна мощност 30—50 и над 100 W.
Това са предимно лампови усилватели, конто напоследък са из-
мествани от транзисторните. Съвремеините транзисторни усилвате-
112
ли се строят с твърде нисък клирфактор. Такива стойкости като
0,5% за целия зуков диапазон са вече нещо обикновено. С някои
типове мощни траизистори клирфакторът е под 0,1%, и то при
80—90% от иоминалната мощност. Много е важно при ЕМИ
усилвателят да има иисък клирфактор при високи честоти. Това
особеио силно проличава при изпълнения с глух тембър. От хар-
моничните се получават комбинационни хриптящн звуки, твърде
неприятии за ухото. Важно изисквание е коефициентът на интер-
модулационни изкривявания да бъде нисък. Едно от средствата
за намаляването му е прилагането на много дълбока обща
обратна връзка. Тя има и това добро качество, че намалява
силно изходния импеданс на усилвателя, а това означава, че ще се
получава силно демпфиране на акустичната система и ще се влоши
откликването й на преходни процеси. С други думи, ще се пре-
махнат собствеиите й паразитни трептеиия.
Прели десетииа години се смяташе, че транзисторните усил-
ватели имат голям собственен шум и осигуряват незадонолителна
динамика. След появата на силнциевите планарни траизистори през
1963 г. това предубеждение се разсея и днес при наличието на
силнциеви малошумящи полеви траизистори ламповнте усилватели
ие са вече конкурент. Постигането на динамиката 70—80 dB при
ловите транзнсторни усилватели е нещо обикновено.
Навлизаието иа силициеви траизистори в усилвателната тех-
ника повиши неимоверно много сигурността им в експлоатацията.
Както е известно, техните параметри по-слабо зависят от темпе-
ратурата и при подходящи схемни решения и температурни ком-
пенсации влиянието й се анулира напълно.
Развитието на транзисториата усилвателна техника се благо-
приятствува от произвежданите от промишлеността т. нар. ком-
плементарии траизистори — двойка траизистори с противоположна
проводимост -(р-п-р и п-р-п) и еднакви параметри. Днес почти
всички транзисторни усилнатели се строят с тях. Основного пре-
димстно е премахването на драйверните и изходящите трансфор-
матори, конто са източници на честотни и нелинейни изкривявания.
Единственият трансформатор е само понижаващият трансформатор
в захранването. Освен тона става възможно въвеждането на
иного по-дълбока отрицателиа обратна връзка, подобряваща
всички параметри на усилвателя.
Единстненият недостатък на съвременните безтрансформа-
торнн усилватели е повреждането им при късо съединение на
изхода. Съществуват обаче малко усложнени схеми за защитнн
Л Електромузикални инструменти
113
вериги, конто предпазват от късо съедннение. Такива усилватели
имат и допълнителен температурен датчик, реагиращ на прегря-
ването на кранните транзисторы. Тозн датчик задействува устрой-
ство, което нзключва подавания на нхода на усилвателя сигнал,
докато температурата на корпусите на мощните транзистори не
спадне под безопасно ниво. В други случаи устройството включ-
ва един вентилатор за принудително охлаждане. Тези допълнения
са характерни за по-сложните и скъпи усилватели.
Защитата от късо съединение на изхода на транзисторния
усилвател за електронномузикален инструмент ие е необходима,
защото той се моитира в кутията на акустическата система. Следо-
вателио връзката между него и високоговорителите е постоянна
и при експлоатация не се нарушава.
В конструктивно отношение ЕМИ се строят главно в две
модификации — преиосими и стационарни (театрални). При преноси-
мата модификация целият инструмент се състои от два блока.
Единият блок е самият инструмент, поставен на крака, конто мо-
гат да се демонтират, а другият блок-—усилвателят на мощност,
монтнран в кутията на акустическата система. И двата блока са
снабдени с подходящи калъфи, предпазващи от издраскваие през
време на транспорта.
При стационираните електрооргани цялото съоръжеиие пред-
ставлявз един блок. Външннят вид наподобява пиаиото. Акустиче-
ската система е разположена под клавиатурата и обхваща един
немалък обем, определен от височината и широчината иа инстру-
мента. Връзката между инструмента, усилвателя и акустическата
система е вътрешна. Захранването на инструмента и усилвателя
е общо.
Преносимите инструментн имат отделно, самостоятелно захран-
ване на двата блока от мрежата и свързващият кабел между ин-
струмента и усилвателя пренася само полезния сигнал. Понякога
при настройка, тихо свирене или репетиция не е необходима мощ-
ност, а пък ще трябва да се включва мощният усилвателя. За да
се избегне зависимостта на инструмента от усилвателя, в самия
инструмент може да се монтира малък високоговорител и мало-
мощен усилвател 1—2 W за тихо прослушване. Този усилвател
може да се изключва при сериозно изпълнение, когато работи
мощният усилвател.
В литературата изобилствуват най-различни схемни решения на
безтрансформаторни усилватели. Във всяка съвремениа книга за
нискочестотни усилватели могат да се намерят материали по въ-
просите, свързани с конструнрането им. Независимо от това прин-
114
ципиите решения са главно три, дадени на фнг. 70, фнг. 71 и
фиг. 72. При схемата на фиг. 70 общата ООН е паралелиа и иа-
малява силно входного съпротивление, поради което приложение-
Т0 на тези схема е ограничено. По-широк прием намира схемата
Фиг. 70. Крайне стъпало с паралелна Фиг. 71 Крайне стъпало с лоследова-
о*нца ООВ телна обща ООВ
на фиг. 71, при конто общата ООЬ е последователиа и се полу-
чава по-високо входно съпротивление. Схемата на< фиг. 72 се раз-
личава от другите със свои диференциален вход. Предимствата
иа тази схема са следните,- нищожна зависимост на дълбочината
на обратната връзка от вътрешното съпротивление на енгналния
източник, липса на изходящ кондензатор, който внася честотии
изкривявания, добра температурна стабилност.
И трите схемни решения имат еднаква зависимост за макси-
малната изходна мощност.
8(ЯТ+Ясу «’'ж-’
където
Ек —захраннащо напрежеиие;
t/ост" остатъчното иапрежение върху крайните транзи стори;
/?е — съпротивлението в емитерната верига на крайните транзистори;
/?г — товарного съпротивление.
Амплнтудиата стойност на тока през крайните транзистори е
* Ел—t/ост Ек
tmax~ 2(₽Т+Яе) ЯБ
В режим клас В, в който работят мощните транзисторни усилва-
115
тели, мощността, разсейвана от всеки от крайните транзистори, е
р
—4',зх . От тези три израза може да се определи каква полез’
на мощност могат да отдадат даден тип транзистори в товара
Фиг» 72. Крайне стъпало с дифереициален вход
или обратно, какви транзистори да изберем, за да получим жела-
ната ыощиост.
При безтрансфоматорните усилватели напоследък се дават
две стоимости за изходиата мощност —за музика и за синусоида-
лен сигнал, като първата е по-голяма от втората. Основната
причина за това е фактът, че почти всички усилватели от този
тип имат опростено токозахраиване, съставено от мрежов транс-
форматор, изправител и филтър само с един кондензатор с голям
капацитет. При синусоидален сигнал и номинал на изходна мощност,
когато средната стойност на консумирания от токоизправителя
ток е голям, поради лошата въишна характеристика на конден-
заторния филтър захранващото найрежение спада, откъдето спа-
да и номиналната изходна мощност (Е3 е в числителя на форму-
лата за максималната изходна мощност). Тъй като музикалните
пиеси нмат амплитуд и със случаен характер, някои от конто
надвишават неколкократно средната стойност иа консумирания
ток, спадането на захранващото напрежение е по-малко и макси-
малната мощност в ммпулса е по-голяма от мощността при сину-
соидален сигнал. Ако захранващото напрежение не зависи от
консумирания ток, двете мощности са еднакви. Съществува и
друга причииа за въвеждането на музикална и синусоидална
мощност.
Съвременните транзисторни усилватели са с малки габарити,
вследствие на което радиаторите на мощните транзистори са не-
116 А
големи. Ако примерно усилнателят има изходна мощност 50 W
при музика, то при с-ыцата мощност на синусоидален сигнал тран-
зисторите биха се прегрели. Затона изходната мощност при сину-
соидален сигнал трябва да е по-малка (25—30 W).
Изискванията, конто се предявяват към високогонорителите
за акустическата система, ие са толкова за широколентност, кол-
кото за малки нелинейни и преходни изкринявания. Съвременните
високоговорители с мощна магнитна система и голям коефициент
на преданане са за предпочитане. Понастоящем нашата промиш-
леност произвежда само един тип високоговорители ВК3013А в
две модификации „Бас“ и „Соло", конто са пригодны за целта.
Едно добро решение е използуването на промишленото тяло
„Гама“. Акустичната система можем да си изработим и сами на
базата на нисокоговорителя ВК3013А. Много често габарнтите и
конфигурацията се диктуват от конкретните условия на екс-
плоатация.
а) Маломощен усилвател 2 W за ЕМИ
Както вече бе споменато, този усилнател е предназначен за
евентуално вграждане в преносим електромузикален инструмент
или за тихо прослушване. Принципната схема на усилватели е
дадена на фиг. 73. Крайното стъпало се образува от комлемен-
тарните транзистори АС127 и АС 128, конто се намират като ре-
зервны части за приемника „Малхар". Тези транзистори могат да
се заменят с GC511 иОС512, конто се употребяват в чехословаш-
ките магнетофони В-5. Български аналозн на тия транзистори
липснат. Крайното стъпало е стабилизирано температурно чрез
въведения полупроводников термистор и в по-малка степей чрез
диода Д2» конто е снлициев. Този диод има друго по-важно пред-
назначение — той стабнлизира тока на покой на крайните тран-
зистори при изменяне на захранващото напрежение, което в слу-
чая е нестабилизирано. Така се предотвратяват нелинейните из-
кривявания при понижено захраннане и прегрянане на транзнс-
торите при повишено напрежение. Чрез тримера се установява
токът на покой на крайните транзистори на около 2 до 5 mA за
избягване на гъгненето при слаби сигнали. Драиверният транзис-
тор Т2 работы с ток на работната точка 10mA, който се опреде-
ля от условието за пълно възбуждане на крайните транзистори.
Входният транзистор 1\ играе ролята на предусилвател. В
неговата емитерна нернга е нънедена обща ООВ от последова-
117
телен тип. Благодарение на това се повишава входного съпроти-
вление. Особеното свързване иа елементите Т?2» R3 и С3 (в литера-
турата се среща като схема „бутстрап") допринася за допълни-
гелно повиш аванс на входното съпротивление, което в крайна
T2V
—о
сметка става равно само на стойността на иастройващия тример
Rx. Изборът на SF.T308 в качеството на Тх и Т2 не е случаен.
Този транзистор има най-стабилни параметри и най-малък обратен
ток. С помощта на ценеровия диод Дх се транслира потенциалът иа
колектора на 1\ до подходящата величина 0,2 V иа базата на Tv
Коефициентът на усилване по напрежение на целня усилвател
не зависи от усилнането на отделните транзнстори, а само от
отношението на резисторите RS,R3 и е около 60. Коиденза-
торът С., подобрява устойчнвостта на усилвателя и коригнра
честотната характеристика. По постоянен ток целият усилвател
е обхванат от 100% отрицателна обратна връзка. Това гарантира
стабилността иа средната точка (между Rl(l и Rn), където по-
тенциалът трябва да бъде вннаги 1/2 f8=6 V. Тозн потенциал се
установява при първоиачалната настройка чрез тримера Rt. Изме-
рените данни на тозн усилвател са:
изходна мощност:
честотен обхват:
клирфактор:
чувствителност:
2W при к = 1%;
20—15 000 Hz±ldB;
0,5% при 1000 Hz; 0,8%,
при 12000 Hz и 0,7% при 50Hz;
50mV;
входно съпротивление: 10к2.
118
6) Мощен усилвател 20 W за ЕМИ
Описваният усилвател може да се използува като усилвател
иа мощиост за любителски електромузнкален инструмент както
за вграждане в акустичната система на преносим, така и в ста-
ционарен инструмент. За разширяване на възможностите му в
схемата е въведен честотен регулатор с отделно регулиране на
иискнте и внсоките тонове (фиг. 74).
Характерно за този усилвател е използуването на силицневи
траизистори. С това се увеличава надеждността му в експлоата-
ционни условия.
Самият усилвател е съставен от два отделни блока — пред-
усилвател и крайне стъпало. За разлнка от схемата на фиг. 73
след комплементарните траизистори Те и 7\ са евързани мощннте
траизистори Гй и Г9. Това е необходимо, за да се облекчи драй-
верного стъпало Т- и поради липса на рядко срещащи се мощни
комплементарии траизистори. В същност Тв,Т8 и Т7, Т9 могат да
се разглеждат като еквнвалентна комплементарна двойка с много
голям коефициент на усилване по ток (над 2000). Ето зато драй-
верният транзистор може да бъде кой да е средномощен р-п-р
силициев транзистор. Той работи с колектореи ток около 8mA и
трябва да може да разсейва около 130 mW. За темпратурна ста-
билизация на крайните траизистори са въведени двата силнциеви
диода Дх и Д2» конто са закрепени към радиаторите Т8 и Тд.
Тъй като но принцип двойката Т'7> Тд има по-малко изходно съпро-
тивление от Т'о, Т'я в схемата е евързан резисторът Чрез този
резистор, който се подбира опитно, се установява минимална
стойност иа клирфактора. Намаляване на клирфактора се постига
и чрез особеното евързване на резистора /?27. Това се забелязва
особено при пълно задействуване, когато двойката Т7, Тд трябва да
са отпушва иапълно. Тогава именно върху товара отрицателната
амплитуда е прнблизително равна на 17 V, от конто чрез /?27 се
доставя необходимият ток за насищане на транзисторите Тт, Тд.
Ако /?2т е евързан на маса,, остатъчното напрежение върху Т,, ще
се увеличи и няма да се получи желаната мощност. Понеже ТЛ, Ts
имат малко остатъчно напрежение, явно е, че ще се получи неси-
метрия и увелнчаване на клирфактора. По подобие на схемата от
фиг. 73 е реализирано и стъпалото 7\. Тук също е приложен
принципът „бутстрап" за повишаване на входного съпротивление.
Настройката на симетрията на изхода се осъществява чрез три-
мера /?17. Кондензаторът Ci3, чиято стойност се определя опитно
и трябва да бъде минимална, се поставя за повишаване устойчи-
119
востта на усилвателя. Посочените в схемата транзистори са пла-
нарни, конто се характеризират с много висока транзитна уестота.
Това обуславя повишена склонност към възбуждане на високи
честоти. Основна противомярка е въвеждането на С13, а никои
случаи и допълнителни кондензатори между базата на Т8 и маса
или между базата на н маса. Не по-малко значение има въве-
ждането на групата CKi имаща за з'адача да компенсира индук-
тивная характер на високоговорителя в определени области от
честотния диапазон. Решаващо значение за устойчивостта на усил-
вателя има правилният монтаж. За това в съЩндст ще бъде спо-
менато по-подробно по-нататък.
Предусилвателят е изпълнен с три транзистора също сили-
циевн българско производство, имащи много ниско ииво на соб-
ствен шум. Необходимо усилване е 60 пътн и е разпределено
така: Ти Т2—10, а Т3—6 пъти. Първото стъпало е галванична
двойка с еднотипни транзистори с дълбоки обратив връзки за
стабилизиране на режима. Режимът на Т3 е стабилизиран чрез
обратната връзка, въвеждана от резистора RJ2. Тонкоректорът е
свързан в паралелна ООВ за транзистора Т3. С това се постига
желаната степей на регулиране ±18 dB при 50 Hz и 12 000 Hz
спрямо средната честота 1000 Hz. За ограничаване дълбочината
на регулиране регулаторът е свързан чрез колекторния делител
#13, Ян- Кондезаторът С8 е за повишаване на устройчивостта на.
стапалото с транзистора Т3.
Предусилвателят е о размерен така, че позволява повече от
десеткратно претоварване по отношение на входния сигнал. Чес-
тотната характеристика е равномерна до около 100 kHz. Целият
усилиател има следните данни:
изходиа мощност: 20W при к =0,5%;
честотен обхват: 20 Hz — 35 000 Hz± 1 dB;
клирфактор: 0,3% в диапазона 50—1500 Hz;
чуствителност на входа: 5 mV за Рмзх = 20W.
в) Мощен усилвател 60 W 100 W за ЕМИ
На фиг. 75 е дадена принципната схема само на крайнего
стъпало на модерен высококачествен усилвател с мощност 60 W
при синусоидален сигнал и 100 W при музика. В същност при
по-мощните усилватели само крайнего стъпало носи проблему
предусилвателят може да бъде произволен. От него се изисква
121
да има малки изкривявания, за да не се анулират достойнствата
на крайното стъпало.
Както се вижда от схемата, усилвателят е изградеи изцяло
<ъс силициеви транзистори по принцип, подобен на прииципите,
хю конто се правят интегралните операционни усилватели. Предим-
ствата са вече изтъкнати по-горе. Трябва да се отбележи, че
болшинството ннтегрални операционни усилватели за 5 и 10 W са
реализиранн по същня принцип. Същото се отнася и за хибрид-
ните мощни усилватели.
Основното различие на тази схема е наличието на два захран-
ващи токоизточника, което позволява директното свързване на
високоговорителя към изхода. Втората отлика е диференциалният
вход на тази схема. Той допринася за отделяне на веригата на
общата обратна връзка от входа и изключване влиянието на по-
ло жеиието на плъзгача на регулиращия потенциометър върху
параметрите на усилвателя. От друга страна, чрез диференциал-
иия вход се осъществява отлична температурка стабилизация. За
намаляване на температурния дрейф на нулата на изхода е упо-
требена двойка транзистори BCY55 с еднакви параметри. Сумар-
ният емитерен ток на и 72 се използува за поляризиращ ток
на базата на транзистора 7б. Транзисторите Те и Т& и резисторът
7?с образуват генератори на константен ток 15 mA, чиито изход
представлява товар за драйверния транзистор Т3. По този начин
322
се повишава неговото усилване, с което се задълбочава общата
обратна връзка. От друга страна, нелинейните изкривявания на
двойките крайни транзистори, когато се възбуждат от генератор
на ток в сравнение с възбуждането с генератор на напрежение,
се намаляват. Ако се увеличи колекторният ток на Тй, увеличаване
се падът върху R6, транзисторът Т6 се отпушва повече и през
базата на Тъ започва да тече по-слаб ток, следователно колектор-
инят му ток намалява, т. е. компенсира се изменението му.
Транзисторът Т6 се монтира върху общия радиатор на крайните
транзистори Ts и Г10, като по този начин се осъществява темпе-
ратурка компенсация на изменението на напрежението база-емитер
на мощните транзистори. При увеличаване на темературата TG
предизвиква намаляване на колекторния ток на Г6, от което
следва намаляване на пада върху 74, който се подава за поля-
ризаций на крайните транзистори. Тъй като при увеличаване
на температурата входната им характеристика се травслира наля-
во, получава се постоянност на тока на покой на крайните тран-
зистори. Транзисторът 7'4 е въведен както за първоначало регу-
лиране на този ток, така и за получаване на пълна температурка
компенсация.
Във фазоинверсното стъпало са използувани силициеви ком-
плементарии транзистори BD 139 н BD 140, конто имат превъз-
ходнн параметри за тази цел: UKe = 80V, /к — 1,5А,РКДПЛ =6,5W
Крайните транзистори са от широко разпространения тип 2N 3055,
който напоследък се нзползува най-масово. Параметрите му хса
£/Ke = 70V,/K = 15А,РК = 115W,/T =1 MHz, Uocr-lV прн 4А. В срав-
нение с германиевите транзистори от подобен тип той има 5—10
пъти по-висока транзитна честота. Благодарение на това той за-
лочва да проявява инерционни свойства при честоти около 20000
Hz. За подобряване работата му при тези честоти, както и за
ограничаване на мощността в товара са въведени емитерните ре-
знстори Rio и Rn. Когато транзистора е бил проведет, в базата
му е натрупан заряд от токоиосители. При следващия полупериод
транзисторът се запушва, но поради крайното време за разнася-
нето той остава още известно време отпущен и през Т9 и Г1о
протича ток, който се увеличава при увеличаване на честотата.
Това явление е основният иедостатък и причина за ииската надеж-
дност иа усилвателите с германиеви транзистори от типа naSF.T
214. Падът върху резисторите /?10 и способствува за ускоря-
ване на процеса на разнасяне иа токоносителите, като граничната
честота се покачва 1,5 до 2 пъти.
Вместо посочените транзистори могат да се използуват тран-
123
зистори от типа 40409,40410,40411 производство иа фирмата „RCA".
На мястото на 2N2904A hBD140 се монтира 40410 вместо BSY34
и BD139—40409, а вместо 2N3055—40411.
Транзисторите KU607 са непригодни за този усилвател пора-
Фиг. 76. Изправител за усилвател 60/100 W
ди силно снижаване иа пробивното им напрежение при увелича-
ване на колекторния ток. Съветските траизистори от типа
КТ 802—805 имат силна завнсимост на коефициента на преданане
на тока при изменение на колекторния ток, което възпрепятству-
ва получаването на нисък клирфактор.
За предотвратяване на самонъзбуждане на усилвателя са
въведени честотно компенсиращите кондензатори С2, С5, С& и RC—
групата С- От решаващо значение при мощните усилватели
от този тип е правилният електрически монтаж. Тъй като ампли-
тудата на изходния ток е от порядъка на 6—7 А, не е без значе-
ние какъв ще бъде свързващият проводник и къде точно ще бъ-
де евързан.
Основно правило е всички токови кръгове, чийто ток не е
малък, да се отделят един от друг и чрез отделни евързващи
проводницн да се евързват в общи точки на съединение. Тези
точки са главно две—една на захранването и една на масата (в
нашия случай с а две за захранването). Следователи о то</ките 7 и
4 и вторият край на високоговорителя трябва чрез отделни обе-
мни проводници да се запоят на едно кабелно ухо, на което се
евързва и средиата точка на захраиващия източник. Точките 2 и
3 трябва с отделни проводници да се съединят в друга точка,
където се подава захранването 35 V.
Много важно значение за устойчивостта на усилвателя има
124
видът на токоизправителя. За снижаване на вътрешиото му съ-
противление при високи честоти е необходимо паралелно на фил-
тровите електролитни кондензатори да се свързват неелектролит-
ии кондензатори с капацитет няколко микрофарада.
Една съвсем проста, но ефикасна схема иа токозахранващ
изтойник за описвания усилвател е дадена на фиг. 76. Мрежовият
трансформатор е навит върху магнитопровод Ш 32 X 35 и има 900
навивки с проводник 0 0,35 за първичната намотка и 2X110 на-
вивки с проводник 0 1,4 за вторичната намотка. Кондеизаторите
10 000 pF са съставени от два по 5000pF/35V. Диодите —Д±
са монтирани на малки плочки — радиатори с размери 40X25 mm.
Усилвателят има следните измерени данни:
изходяща мощност при синусоида 60W при«=0,2°/й
честотеи обхват при 30 W 10Hz <-40 000Hz;
клирфактор под 0,1% за 20 Hz <-15000 Hz и 30 W;
чувствителност на входа 400 mV;
входно съпротивление 100 kQ.
2. Уа-уа педал
Звуковият ефект уа-уа сполучливо разнообразява иякои
моменти от музикалното изпълиение и се употребява напоследък
предимно от китарните солисти, но той с успех може да се при-
ложи и при електромузикалните инструменти. Същността на този
ефект се състои в преместване на резонаисната честота на едно
селективно устройство. За по-голяма универсалност това премест-
ване се извършва чрез задействуване на един педал, но то може
да бъде и периодично чрез генератор на инфраниски честоти. При
всички случаи това устройство се поставя преди входа иа край-
ний мощен усилвател н обикновено се монтира в самия педал за
манипулация. Желаният ефект уа-уа се постига при премества-
ие резонаисната честота на устройството в диапазона 300—1800Hz.
За добра интонационна изразеност е необходимо качествеиият
фактор на селектинното устройство да бъде Q=5<-8. При по-ни-
сък качествен фактор ефектът се чувствува слабо, а при по-висок
се получава леко свнстене с честота, равна на резонаисната
честота.
Устройството за уа-уа ефект трябва да бъде така реали-
зирано, че при ненатиснат педал предавателната честотна харак-
теристика да бъде равномерна в целия звуков диапазон и да не
се внасят нелинейни изкривявания. С други думи, устройството
125
трябва да се изключва при отпускане на педала, без да се полу-
чават пукания във високоговорителя при това изключване.
Съществуват два начииа за маиипулация с педала: при пър-
вия начин малко след иатискане на педала резонаисната честота
е ниска и при по-иататъшно натискаие тя се повишава. При вто-
рия начин, щом педалът не е иатиснат, характеристиката е рав*
номерна, след коего при натискане на педала разонансната чес-
гота се понижава. В техническо отношение двата иачина са рав-
ностойни по сложност. За изпълиителите може да се смята, че и
двата начина са равностойни, независимо че едни предпочитат
първия начни, а други — втория. Успешного боравене с педал, по-
строен по кой да е от двата начина, е въпрос само на трениров-
ка. Все пак се иаблюдава едно предпочитане иа първия начин.
Съществуват множество схеми на устройства за уа-уа ефект,
построени по различии принципни схеми. Най-широко разпро-
странеии са селективните /?С-устройства поради тяхната прос-
тота при изработката.
Не са рядкост обаче устройствата, използуващи £С-треп-
тящи кръгове. Едно от решенията е НЧ-дросел с ядро от Ш-
образни ламели, като затварящите пластини са събрани в пакет-
който се премества при движение иа педала спрямо Ш-образ,
ния пакет.
По този начни се променя индуктивността на дросела, откъ-
дето и резонаисната честота на кръга, в който той се включва.
Недостатък е склонността към възприемане на смущаващи Маг-
нитки полета— най-вече брум с честота 50 Hz.
На фиг. 77 е дадеиа принципната схема на устройство за
уа-уа ефект, в което сыцо се използува промяната на индукти-
вността на една бобина, участвуваща в трептящ кръг. Тук се
използува промяната на магнитната проницаемост на феромагни-
тните материали при пром ян а на магнетизиращия ток. В това от-
ношение най-подходящо е използуването на магнитно меки мате-
риали с висока проницаемост от рода на пермалой. В описваното
устройство е употребен пръстен, навит от пермалоена лента 10mm,
имащ вътрешен диаметър 12 mm и външен 19 mm. Проводиикът
е от типа ПЕЛ 0 0,18, а навивките са 650. Самата бобина е свър-
зана в колекторната верига на транзистора Тъ чийто колекторен
ток се променя чрез потенциометъра Re. За задвиждането на по-
тенциометъра е направен кордов механизъм за превръщане на
праволинейно-възвратното движение на педала във въртеливо
движение на оста на потенциометъра. Преди да се монтира RG„
неговата ос се почиства от всякаква смазка, за да се осъществи
126
леко въртене. Чрез делителя /?2 R3 иа базата на Л се фиксира
постоянен потенциал 3,2V, а чрез променяне на емитерния ток с
помощта на потенциометъра Re се постига изменяне на подмагяитва-
нето. Максималната стойност на този ток се ограиичава от резисто-
Фиг. 77. Уа-уа педал с трептящ кръг с регулиране на педмагиитването
рите /?4 н /?5, а минималната — от сумата на R& и потенциоме-
търа R6. По отношение на променливотоковата съставна /?й и RG
не оказват влияние благодарение на шунтиращия кондензатор С2-
Резисторът умишлено е оставен нешуитиран, за да въведе отри-
цателна обратна връзка по ток. Това е необходимо по две при-
чини. Тази обратна връзка повишава изходното съпротивление иа
транзистора Ть коего фактически не оказва влияние върху кръга-
От друга страна, местната обратна връзка по ток стабилизира
усилването и намалява нелинейните изкрнвяваиня.
При промяна на магнитизиращия ток в граничите 0,3—10 mA
индуктнвността на бобината се променя около 15 пъти, коего во-
ни до четирикратно изменение на резонаисната честота. Диапазо-
дът на изменение е фактически 300—1200 Hz.
Чрез резистора R; се установява (практически чрез подбор)
коефициент иа предаване единица на цялото устройство. За по-
стигане Q-фактор в границите е необходимо да се
свърже паралелно на трептящия кръг едно съпротивление, чиято
стойност се определи също опитно. На практика Q-факторът.
на самата бобина сё получава в границите Q—154-20.
При ненатиснат педал контакты е затворен и влиянието-
на устройството се анулира. При най-малкото натискаие на педа-
ла се отваря и се разрешава функциониране на устройство™.
127
За премахване на пукането при комутацнята са въведени разде-
лителиите кондензатори Сг и С4, конто спират правотоковата със-
тавна—основиата причина за появата иа този нежелаи преходен
процес.
За да бъдат малки иелинейиите изкривявания на цялото ус-
Фиг. 78. Уа-уа педал с активен лентов филтър
тройство, необходимо е подаваният сигнал да не надвишава
15—20mV. Това се налага поради преместването на работиата
точка в много широки граници и по-специално поради малките
колекторни токове. От друга страна, при по-големи амплитуди
бобината с пермалоена сърцевина проявява нелинейни свойства.
Едиа по-съвършена конструкция на уа-уа педал е устройство-
то с активен RC-филтър, чиято схема е дадена иа фиг. 78.
Самата схема представлява активен лентов филтър със замостен
четириполюсннк, въведен във веригата на паралелна обратна връз-
ка по напрежение на един двустъпален инвертиращ усилвател.
За да е възможно действието на тази паралелна обратна връзка,
във входа на усилвателя е въведено едно голямо съпротивление
/?2, с което се избягва влиянието на вътрешното съпротивление
на снгналния източник. Квазнрезонансната честота зависи от еле-
ментите С2, С3, Rs, R± и изменяемого съпротивление на прехода ко-
лектор-емитер на транзистора Ts, а качественият фактор — от усил-
128
ването на усилвателя. За повишаване на това усилване в уснлва-
теля е нзползван принципът „ бутстрап “ — елементите R:„R, и С4.
Кондеизаторът С4 свързва резистора Rr, паралелно на емитерно-
то съпротивление R?, а резисторът RG—паралелно на прехода
база-емитер на транзистора Т2, като го шунтира незначительно.
По такъв начин товар на се явява входното съпротивление
иа Г2, което е приблизнтелно Д пъти по-голямо от паралелната
комбинация на R:> и Необходимо е да се посочи, чё без тази
особена връзка (липса на С4) ефектът уа-уа е много слабо из-
разен. На мястото на Тя може да се свърже потенциометър, който
да се задвижва по аналогичен иа устройството на фиг. 77 начин.
С това останалата част от схемата ще бъде ненужна (Тя,Т4,Т7у
По този начин устройството ще има недостатъка на всички
механични системи — износването. А известно е, че животът на
обикновените потенциометрн не е особено дълъг поради абразив-
ната повърхност на съпротивителната им плочка. Именно за
премахване на тозн недостатък е добавена схемата с транзисто-
рите 7'3, 7'4 и 7'б, позволяваща немехавично регулнране при
практгчески неограничен живот. о
Използуваният принцип е прост. Консумнраният ток ст един ВЧ
генератор (7Д променян в известии границы чрез вна яне иа за-
губи н трептящня му кръг, се уснлва от друг транзистор Т4 и
управлява трети транзистор Т3. Последният транзистор играе ро-
лята на изменяемо съпротивление и участвува в определянето на
квазирезонапсната честота на активния филтър.
Генераторът работи по триточкова капацитивна схема на око-
ло 400 kHz. Постояннотоковият режим е стабилизиран чрез рези-
сторите и Z?13. За подобряване на температурната стабил-
ност е въведен силициевият диод Д2, който, макар че не компен-
сира напълно влиянието на изменението на напрежението U6e на
Тб, играе твърде положителна роля. Бобината на генератора е
навита на макаричка, чиито размеры са дадени на фиг.79. Бобина-
та се навива с проводник 0 0,15 до запълване. Кожухът и макари-
чката се изработват от ебонит или твърд поливинилхлорид, а
сърцевината — от стомана. Възврыцателната пружина се иавива
от стоманен тел 0,5 mm на тяло с диаметър 15 mm.
Когато сърцевината е извън макаричката, генераторът работи
нормално и неговият колекторен ток, протичайки през Дъ Rw и
базата на Т4, като ги отпушва, чрез R9 поддържа Т3 също
отпушен. Това означава, че С2 и С3 са дадени на маса. При това
положение цялото устройство има линейна честотна характерис-
тика, тъй като честотнозависимият четириполюсннк се разпада.
D Елеьтромуз нкални инструмента
129
Благодарение на това обстоятелство в този уа-уа недал лшг-
сват каквито и да било контакты, конто да елиминират влиянието
на селективната верига — тя просто загубва селективните ^си
свойства,
Прн постепенно вкарване на сърцевнната в макаричката отно-
i
Фиг. 79. Конструкция иа бобината на генератора за безконтактно управление иа
активиия филтър
сително масивното стоманено тяло внася загуби в кръга на гене
ратора, намалява се амплитудата на генерираното напрежение,
намалява и колекторният ток. Токът през базата на Т4 също на-
малява, а той от своя страна намалява управляващия ток на Т3
който в крайна сметка постоянно увеличава съпротивленйето си.
Активният филтър започва да функцнонира като такъв и квазире-
зонансната му честота намалява. Следователио този педал работи
по втория начин за манипулация—натискане, резонансната му често-
Та се понижава.
Работният участък на преобразователя — механично премест-
ване — ток, се регулира чрез тримера Rw. Входната характеристик
130
ка на силицневия транзистор Т4 със своята чупка се използва за
праг, от който започва действието иа този преобразовател. Дио-
дът Д\ е германиев от типа Д 311 и служи за температурка ком-
пенсация на преместването на входната характеристика иа под
влиянието на температурата. Доколкото Т3 се управлява от ток,
такава температурна компенсация при него е ненужна. Резисторът
ограничава действието иа транзистора Т-л и определя долната
граница на преместващата се квазирезонансна честота.
Цялото устройство има консумация около 1,5 га А, благодаре-
ние на която една батерийка 9V осигурява 50 часа непрекъсната
работа.
Използуваният педал е металически, преработе н от педалите,
конто се продават като резервни части за полските шевни маши-
ни. На челото на педала са монтирани на отделна метална плочка
двата куплунга за входа и изхода. Включването иа устройство™
става чрез пъхването на мъжкия куплунг във входного гнездо.
За целта в самия мъжки куплунг е необходимо пера 2 и 3 да се
свържат накъсо.
3. Педал за изкривявания
Това е може би едииственото устройство в усилвателната
техника, при което умишлено се внасят големи нелинейни изкри-
вявания. То намира приложение при електрическнте китари, като
създава един звук, по-точно тембър, който е твърде необичаен.
Чрез педала за изкривявания се получава един напрегнат, атаку-
ващ звук; който намира място в съвременната естрадиа музика.
В съгцност педалът за изкривявания е преобразовател на
формата на предавания сигнал. Най-често формата иа изходния
сигнал е правоъгьлна. Този ефект иа изкривявания има място при
електрическнте китари, тъй като техният сигнал има почти сииу-
соидалиа форма, обуславяша беден честотен спектър. Чрез педа-
ла за изкривявания този спектър се разширява, като звукът ста-
ва по-светъл, по-авънтящ.
Ефектът на изкривяване се използува преди всичко при со-
лови изпълнения, когато звукът е едиотоиалеи. Използуваие на
този ефект при акорд не се препоръчва, тъй като се получават
комбинационни честоти, конто с а нехармонични и са с големи
амплитуди, така че се замазва изразността на акорда.
Основно изискване към устройствата за изкривяваие е да
позволяват отзвучаваие при дръпване на струната или, както каз-
ва'г китаристите, „да държи дълго*.
131
На това условие не отговарят устройствата, използващи
Шмиттригер като формиращ елемент, тъй като под определено
входно ниво изчезва всякакъв изходен сигнал.
За изпълнение на основного изискване се използуват усилва-
Фиг. 80. Схема за изкривявания (днсторшън)
тели със силна нелинейност, конто постепенно изчезва при много
ииски нива. По такъв начин снгналът на изхода се запазва до
пълното му зам иране.
Устройство™ за изкривяване се включва между адаптера на
китарата и усилвателя на мощност. От това веднага следва, че то
трябва да нма колкото е възможно по-нисък шум. В противен
случай този шум ще се чува много сил но при замирането на сиг-
нала. Една от мерките за намаляване на шума е използуванет.ц
на минимум усилвателни стъпала. В това отношение схемата на
фиг. 80 е оптимална.
Първото стъпало е необходимо, за да повднгне нивото на
входння сигнал и да разшири динамичния диапазон на изкривява-
иия входен сигнал. Второто и третото стъпало са еднотипни и
осигуряват двустранното ограничаване на сигнала.
Друга мярка за ограничаване на шума е нзползуването на
транзистори с ниско ниво на собствен шум. Никои типове от си-
лициевите планарни транзистори, имащи нисък собствен шум, мо-
гат да се използуват с успех в тези устройства. От п-р-п тран-
зисторите е подходяще нзползуването на ВС 109, а от p-tkp типо-
вете — ВС 213. При замяна на п-р-п с р-п-р транзистори в схемата
132 —
на фиг. 80 е необходимо да се смени само полярността на бате-
рията и електролитиите кондензатори.
От българските планарни транзистори най-подходящи с а
2 Т 3771, но би могло да се използуват и 2 Т 3502.
За да има нисък шум, предусилвателното стъпало с транзи-
стор 7'1 има режим с ниско напрежение н малък колекторен ток—
2V, 05mA. Този режим е температурно стабилизиран чрез делителя
в базата RiR2 и местната обратна връзка по постоянен ток, въ-
веждана от RjRn. Усилването на това стъпало е около 10 пъти.
Второго стъпало с транзистор Т2 при сигнали под 10—15mV
работа като усилвател, а над това ниво — като ограничится на
подавания му сигнал отдолу. Режимът на стъпалото се установи-
ва автоматично чрез рези сгорите /?Г)и RG и е 0,4mA 0,7V. Този ре-
жим се отнася и за третото стъпало, понеже то не се различава
от второго. Вижда се, че и двата транзистора като усилвател
работяг с напрежение £/Кб^0. Този режим е възможен само при
нзползуването на силициеви планарни транзистори. По отношение
иа отрицателните полупериоди Т2 работи като усилвател. Поло-
жителните полупериоди предизвикват отпушване и насищане на
транзистора. По такъв начин изходното напрежение на Т2 напо-
добява формата на еднополупериодно изправено напрежение. Тре-
тото стъпало, работещо също в режим на ограничаване отдолу,
формира този полупериод на полезния сигнал, който не е бил огра-
ничен от Т2, а е бил само усилен. Това се дължи на инвертира-
щото действие на Т2 и Г3. Накрая изходното напрежение, снема-
ио от колектора на Т3 има правоъгълна форма и много по-голяма
от входния сигнал амплитуда. За да се изравнят входного и из-
ходното ниво, са въведени тримерът и резисторът /?&. Израв-
няването се извършва на слух, тъй като при измерване с волт-
метър може да се получи грешка, дъяжаща се на различната
форма на входного и изходното напрежение. Коидензаторът СА
повдига нивото на хармоничните с по-голям поредей номер, бла-
годарение на коего се подсилва звънтящият тембър.
Включването и изключването на устройството се извършват
чрез един бутонен превключвател с трн вериги на превключване—
две за полезиия сигнал и една за захранването. Тъй като входно-
го съпротивление на стъпалото с 7j е около 10 к2, за да не се
променя то при включено и изключено положение на превключва-
тел я, в схемата е въведен резисторът Rw.
Недостатък на схемата на фиг. 80 е липсата иа динамика на
изходния сигнал той е константен. Би било добре амплитудата на
изходните правоъгълни импулси да се променя в зависимост от
133
промяната на входния сигнал, макар и в нешироки граници. На
фнг. 81 е показана схемата на допълнение към описаната схема,
реалнзираща постоянната зависимост между входното и нзходно-
то напрежение. Първият транзистор играе ролята на усилвател и
Фиг, 8Е Допълнителна схема за регулираяе изходното ииво
иа схемата за изкривявания
буфер, който отдели изправителя от основната схема. Така усилва-
ният входен сигнал, след като се изправи чрез германиевите дио-
ди Д1 и Д2, се подава като запушващо напрежение на транзис-
тора Г2. При липса и а сигнал или при малък сигнал, когато си-
стемата не е задействана, чрез /?5 и RG транзисторът Т2 е напъл-
но отпушен и изходният сигнал се дели от резисторите R8, R9 от
схемата на фиг. 80 и /?7 от настоящата схема. Ri0 се замеия със
100 И2 и има ролята само на ограничится на диапазона на регулиране.
Щом входният сигнал премине Прага на задействуване, запушващото
напрежение от изправителя започва да надделява и транзисторът Т2
започва да се запушва. Следователно неговото съпротивление се
увеличава, от което следва пък увеличаване на изходното на-
преженне. По този начин изходното напрежение става пропорцио-
нално на входното в известии граници. Диапазоиът на регули-
ране се установява опитно чрез тримера R8. Транзисторът Т2 е
свързан инверсно, тъй като в това свързване планарннте траи-
зистори имат по-добри качества на измеиящо се съпротивление.
Цялото устройство е монтирано в кутия с размери ЮОхЮОх
60 mm, направена от отделяй парчета фолиран стъклотекстолит.
Свързването между отделяйте части се осъществява чрез запоя-
ване в ъглите. Цялата кутия се боядисва с хамершлак, с което
се скриват недостатъците на тозн начин на свързване. При спо-
яването фолираната страна трябва да остава откъм вътрешната
страна на кутията, която се свързва към общата маса. Така се полу-
чава отлично електростатично екраниране на електронната схема. За
захранваяе се използува плоска батерия 4,5V, която се захваща
чрез ухо от плосък широк ластик. Към изведения на гориата
страна бутон се захвата плоска пружина 10х30х0,5тт с единия
си край. Другият й край допира до бутона на бутонния превклю-
чвател. С това се избягва директното натискане с крак на пре-
включвателя, който при ло-силно натискане се поврежда. Плоска-
та пружина играе предпазна роля. В четнрите долни ъгъла се захва-
тят гумени тампони, конто придавят на кутията по-голяма устой-
чивост.
4. Педал за удължаване на звука
Устройството за удължаване иа звука се използува при елекв
трическите китари за получаване иа звук с постоянна сила. За
разлика от педала за изкривяване това устройство не внася нели-
нейни изкривявания, блгодарение на конто се премахва ограниче-
нието за многотоналиостта.
По същество тези устройства не са нищо друго освен едян
яредусилвател с автоматично регулиране на усилването. На фиг. 82
са дадени три графики. Графика (1) дава амплитудната характе-
ристика на колебанията на страната, т. е. на входния сигнал, по-
давай към устройството. Графиката (2) показва изменението на
коефициента па усилване на устройството с течение на времето.
Разбира се, този коефициент е косвена функция на времето t. Той
Фиг. 82. Графики, поясняващн действието иа
устройство за удължаване на затнхваш звук
закиси от големината на входното напрежение, която от своя
страна е функция на времето. Изходното напрежение, изразено чрез
графика (3) има хода на сумарната характеристика на (1) и (2) с
135
течение на времето. От графиката се вижда, че до момента из-
ход н ото напрежение е константно. На практика това време дости-
га до 2—3s и зависи от продължителността на входния сигнал,
както и от параметрите на усилвателя с автоматично регулиране
на усилването.
Трябва да се отбележи, че с помощта на педала за изкривя-
веная също се получава ефект на удължаване иа звука. Но, както
е известно, изходният сигнал е силно деформираи спрямо входния.
Също както при педала за изкривяване и при ефекта уа-уа
и бзрът на траизистори се определи от условието за нисък шум.
На фиг. 83 е дадена схема на педал за удължаване на звука с
ли :ейни интегрални схеми 1 УСО1 Г, производство на института
за полупроводници — Ботевград. Аналогични на посочените схемн
ха ТАА 121 А — производство на „Филипс", н МАА 125 —произво-
дство на „Тесла". Съществуват два принципа за построяване на
усптвател с АРУ. Разлнката между тях е мястото, откъдето се
сменя сигналът за управление на регнстриращия елемент — дали
е от входа илн от изхода. При първия принцип може да се полу-
чи пълна независимост на нзходння сигнал спрямо входния (раз-
бнра се, в известии граннцн), но е възможна н прекомпенсация —
изходният сигнал да спада при увелнчаване на нходния. При вто-
рия принцип това е невъзможнэ и винаги изходният сигнал леко
се увеличава при увеличаване на входния. Това увеличение е
толкова по-малко, колкото е по-стръмна характеристиката на
регулиращия елемент. Схемата на фнг. 83 е реализирана по втория
принцип. Усилвателните интегрални схеми, чието съдържанне е
оградено с пунктир, са от най-прост тип, но най-подходящ за случая.
Първата интегрална схема има за задача да повдигне входного ниво,
за да се разшнри диапазонът на регулиране. Необходимият коефи-
циенит на усилване се установява чрез трнмера/?2 и е около 100.
Постояннотоковият режим се настройва чрез тримера ф. Необхо-
димо е при настройката първо да се установи коефнциентът на
усилване, а след това режимът чрез Коефнциентът на усилване
се измерва прн слаб входен сигнал 0,5-1 mV, а за режима е необхо-
димо той да се увеличи до такава сгепен, че изходният сигнал
да започие да се ограничава. Тогава с помощта на Ri се устано-
вява симетрично огриничаване на изходния сигнал отгоре и отде-
лу. Така усилен, сигналът се лодава на самня регулиращ елемент.
Избран е също силициев планарен транзистор в инверсно евър-
зване поради стръмната му регулационна характеристика. Самият
транзистор като регулируемо съпротивление и резисторът /?б
образуват един делител с управляем коефициент на деление. След
136
Фиг. 83, Схема на устройство за удължаване на затихващ звук
137
този делител е включен вторият усилвател, реализиран със съща-
та интегралиа схема. Резисторът е поставен също за устано-
вява не на необходимото усилване, в случая 80. Настройката и иа
този усилвател се извършва както и на първия. Изходният сигнал
се изправя чрез удвояване на напрежението и се подава като
управляващо напрежение на регулиращия транзистор Благо-
дарение на факта, че напрежението върху Тх е ниско и се запа-
зва винаги около 10 mV, нелинейните изкривявания са малки (око-
ло 1%). Чрез резистора /?12, конто се установява опитно, се по-
стига подходяща времеконстанта на з'адействане иа автоматично-
го регулиране. Ако най-ниската входна честота ие е под 100.Hz,
времеконстантата се избира около 0,1s.
Включването и изключването се извършват по същия начин,
както при педала за изкривяване. Чрез тримера се установява
коефициеитът на предаване 1 иа цялото устройство. Регулациои-
иата характеристика е следиата — при изменяие ва входного напре-
жение от 0,2 до 20 mV изходното напрежение се измени с око-
ло 3dB.
5. Устройство за пиаио-ефект (перкушън-ефект)
Това устройство се използува за създаване на характернее
за пианото атака и затихване на звука. Съществуват два принци-
па, по конто се реализират такива устройства. При първия прин-
цип устройството за пиано-ефект се задействува от самия пода-
вай сигнал, който се преобразува в управляващ сигнал за една
отделна верига, формираща атаката и затихването. Мястото на
устройството е на пътя иа общия сигнал на ЕМИ преди крайния
мощен усилвател. Характерно за този принцип е, че клавишът
трябва да не се отпуска чак до замирането на звука, тъй като
той ще се прекъсне. При малки времена на затихване този иедоста-
тък ие се проявява осезателно, както при по-големи времена. При
създаване иа навик у изпълнителя неудобството при по-големи
времена се преодолява.
Вторият принцип се използува при ЕМИ с определен вид
манипулятор (виж фиг. 56). Тогава устройството за пиано-ефект
се явява разпределено в манипулатора иа инструмента, а не е
единствен© за общия сигнал. Качествена е разликата и от изпъл-
нителска гледиа точка — не е необходимо задържане на клавиша
до отзвучаване. Разбира се, реализнраието иа устройство за пиано-
138
ефект по втория принцип е далеч по-сложна и скъпа работа, пора-
ди което по-често се използува първият принцип. На фиг. 84 и
фиг. 85 са дадени две примерни схеми за реализиране иа пиаио-
ефект при ЕМИ. Най-простият иачин за постигаие на ефекта
Фиг. 84. Схема на устройство за пнано-ефект с доггьлнител-
нн контактн под клавишмте
е нзползуването на допълнителни контакта под всеки клавиш
от клавиатурата. Тези контакта трябва да бъдат норма л но
затворени и свързани последователно (фиг. 84). Когато ие е на-
тиснат клавиш, чрез коитактите - - Кп се подава захран-
ващото напрежение на усилвателното стъпало с транзистора Tt.
След иатискане иа клавиш захранването на стъпалото става чрез
кондензатора С3 и С4 и вследствие постепенного му разреждане
напрежението за захранваие иа ще иамалява по експонеициа-
лен закон. По този закон ще намалява и коефициентът иа преда-
ване на стъпалото. След разреждане иа кондензатора стъпалото
тце затихва напълно подавания му нискочестотен сигнал. Чрез
превключвателя /?! може да се променя времето на затихване
стъпално. С изключване на резистора /?6 при работа със затихва-
не се подчертава удариият ефект на звука иа пианото. В схема-
та иа фиг. 85 не се използуват никакви допълнителни контакта.
Въведен е предусилвател с транзнсторите Т\ и Г2, изправител
Д1Д2 и постояннотоков усилвател Г8. Коефициентът на предава-
не тук се измеия също по експоиенциален закон благодарение иа
139
Г-образеи четириполюсннк и фотосъпротивление. При липса на
сигнал на входа липсва и изправено напрежение и лампата Лг ие
свети — фотосъпротивлението нма голямо съпротивление (затих-
ване липсва). Когато иа входа се приложи стационарен сигнал, за-
Фиг» 85. Схема на устройство за пиано-ефект с фоторезистор
почва постепенно зареждане на кондензатора С4, лампичката^посте-
пенно повишава яркостта си на свете не и осветява фотосъпроти”
влението, което започва да намалява предаването на сигнала*
Ако сигналът е продължителен, след време, определено от вре-
меконстантата фотосъпротивлението намалява стойността
ей до такава стелен, че сигналът на изхода се анулира. При пре-
късване на входния сигнал кондензаторът С\ се разрежда през
резистора и устройството е готово да възприеме ново входно
напрежение. Желателно е да се употреби по-чувствнтелно съпро-
тивление, за да се подобри предавателната характеристика на
устройството. Необходимо е усилвателят, към конто ще се вклю-
чва устройството, да бъде с голямо входно съпротивление, за да
не се получи спадаие на нивото.
Приведените две схеми не изчерпват вариантите, гпо конто
може да се построй устройство за пиано-ефект. Като знае изис-
кванията, радиолюбителят може сам да експернментира различии
схеми с оригинална конструкция и с по-широки възможности.
140
6. Устройство за чинели-ефект
Устройството за чинели-ефект се въвежда в електромузикал-
ните инетументи сравннтелно отскора Такова устройство прите-
жават и приборнте за генерираие на различии ритми. Устройства-
та за чинели-ефект имитират сполучливо както удар иа четка по
чинела, така н в никои случаи трнеща се в барабан четка. Включ-
ването иа устройството за чинели-ефект обнкиовено става ръчно
чрез изведен вляво от клавиатурата бутои, удобен за манипулира-
не. Възможно е обаче и автоматично включваие, което се изпол-
зува при прости рнтми. Тогава с всяко натискане на клавиши от
крачната клавиатура се получава единична експлоатация на звука,
нмнтпращ удара на четка в чииел. В същиост принципът, който
се използува за тази имитация, е прост. За да се осъществи то-
зи ефект, е необходим един генератор на бял шум и устройство
за пиаио-ефект. Сигналът от генератора на бял шум се подава
през контакта на бутона или крачната клавиатура към устрой-
ството за пиано-ефект, след което се слива с общия сигнал на ин-
струмента. При възпронзвеждане на бял шум със затихваща ам-
плитуда се получава ефект иа удар с четка върху чинел. Време-
то на затихване в този случай не трибва да надвишава 0,5—1 s.
По-дълги времена са характерни при имитация иа триеща четка.
На фиг. 86 е дадеиа схема на устройство за чииели-ефект,
което може да се включва както ръчно чрез бутона, така и от
сигнала, идващ от крачната клавиатура. Характерното тук е, че
шумовият генератор функционира непрекъснато. Това означава,
че няма да е необходимо непрекъснато натискане иа бутона или
клавиша до пълното замиране на шумовня затихващ сигнал.
За източник на шумов сигнал е използуван 'ценеров диод в ре-
жим на мнкропробиви. Тозн режим се получава при напрежение,
съвсем блцзо до центровия пробив, и се настройва чрез тримера
Ал с оглед получаване на максимално шумово напрежение. Това
напрежение е от порядъка на 100-200 pV, порадн което
се усилва от двустъпален усилвател със силнциеви транзисторн
Г], Т2. Двете стъпала са по идентична схема с проста
температурна стабилизация. Първото стъпало и шумовият ценеров
диод са отделеии от другите стъпала чрез развързващ филтър Q
Уснленият шумов сигнал на изхода на Т2 има ниво около
50 mV и се подава на стъпалото за затихваие на нивото му. Като
регулируемо съпротивление е използуван полеви транзистор от
типа M0S, евързан по серийна схема. След този регулатор шу-
мовият затихващ сигнал се подава на буферното стъпало 7С, ко-
141
Фиг. 86. Схема на устройство зайчине ли-ефект
ето повдига нивото на около 500 mV, измерено при стационарен
сигнал. Ключовият транзистор 7'3, който е от същия полеви тип.
като регулатора, е въведен, за да подава шумовия сигнал към
регулатора само когато трябва да се експонира ефектът. Управ-
лението и на двата полеви транзистора става чрез една допъл-
нителна схема, съдържаща предусилвателно стъпало TG, изпълне-
но по същата схема, както и Г2, чакащ мултивибратор Т7Т8
и разрядна верига /?21С9. Чрез диодите Д2 и Д3 се задействува
чакащият мултивибратор, чийто импулс се подбира да бъде малко
по-продължителен от времето на затихване на шумовия сигнал.
Когато на входа на предусилвателя] TG се подаде сигнал от крач-
ната клавиатура тогава се извършва автоматична експоиация на
удар в чииел. Ръчното задействуване се извършва чрез бутона Б*.
В момент на пауза чакащият мултивибратор е в такова състоя-
ние, че на изхода на потенциалът е нисък, а на изхода на
Т8— висок. Следователно ключовият транзистор Т3 е запушен, а
регулиращият е отпушен — сигнал на изхода на Т& липсва. Тъй
като разрядната верига /?21С9 е свързана към едно опорно напре-
жение + 8V, стабилизирано чрез Д6 и /?22, коидензаторът Сд е
зареден до 4 V. След преобръщане на чакащия мултивибратор
ключовият транзистор Т3 се отпушва и целият сигнал в първия
момент се подава чрез Г- на изхода. Тъй като на изхода на Т8
нма вече ннсък потенциал, диодът Дб е запушен и коидензаторът
С8 започва да се разрежда през /?21. В долния край на експонен-
тата, по която става разреждането, транзисторът 1\ започва да
се запушва и при пълно разреждане, когато потенииалът на упра-
вляващия електрод става + 8 V, той е напълно запушен. Малко след
това чакащият мултивибратор се връща в изходното- си състояние
и е готов за ново задействане.
7. Устройство за състейн-ефект
Устройството за състейн-ефект представлява по същество-
устройство за пиано-ефект, ио включено само към басовата част
иа електромузикалния инструмент. Чрез ефекта състейн се ими-
тира звученето на басово струнните инструменти така, че става^
възможно изпълнение на солова партия и акомпанимент без пиано-
ефект, като в същото време басовата партия се поддържа със
затихващи звукове, подобии на контрабаса. Обикновено състейиът
се реалнзира с две времена иа отзвучаване на тоиа,, конто могат
из;
да се превключват. При по-кратките времена се нмитира контра-
басът, а при по-дългите— електрическа баскитара.
На фиг. 87 е дадена схема на просто устройство за състейи-
ефект. За задействане на устройството под клавишите иа най-ни-
Фиг. 87. Схема на устройство за стьстейн-ефекг
ската октава от клавиатурата са монтирани допълнителни, нор-
мално затворени контакта. При ненатиснат клавиш всички контак-
та са затворени и се изключва действието на запушващото напре-
жение —6V. Транзисторът 7\ функцнонира като усилвател. В пър-
вия момент след наэдискане на някой клавиш басовият сигнал се
пропуска нормално от усилвателя и нискочестотния филтър L]C6
и LJC-, и започва постепенно зереждане на кондензатора Сг. През
се подава иа базата на Т\ запушващо напрежение, което
постепенно иамалява коефициента на предаване на Tt до пълното
му запушване. Щом се отпусне клавишът, става бързо разрежда-
ие на С3 и устройството е готово за ново задействуване. За регу-
лиране иивото иа сигнала, идващ от състейна, е въведен тримерът
конто би могъл да се замени с потенциометър, изведен иа
лицевата част на инструмента.
8. Токозахранващи устройства за ЕМИ
Като токозахранващи източници на ЕМИ най-често се изпол-
зуват токоизправителн, захранвани от електрическата мрежа. Все
пак никои едн огласки, а дори и многогласии фабрични ЕМИ
(„Матадор 25") използуват батерийно захранваие. Токозахранва-
Фиг. 88. Излравител с ннскостабилен стабилизатор
щите източници за ЕМИ могат да се групират в три групи — ие-
стабилизирани, инскостабилни и високостабилни.
Нестабилизирани източници—използуват се главно за зах-
ранване на мощните усилватели към ЕМИ. Употребата на иеста-
билизирани източници за генераториата основа на ЕМИ е недо-
пустима, защото те са обикновено с големи пулсации на изправе-
ното напрежение, проникващи в усилвателя като непрекъсиат фон.
Q нестабилизирани източници се захранват само сигнални лампи,
релета и др.
Инскостабилни източници—такова захранване притежават
никои ЕМИ със стабилни АС-задаващи генератори. Коефициен-
тът на стабилизация на стабилизатора след филтърния конденза-
тор е в границите 10—50. Вътрешното съпротивление е от
порядъка l,5-?-3Q, пулсациите 20—25 mV амплитудна стойност.
На фиг. 88 е дадена принципиата схема на ннскостабилен
източннк за ЕМИ с изходно напрежение 9 V и максимален кон-
сумиран ток 0,5 А- Той съдържа един параметричен стабилизатор
на напрежение с ценеров диод (/?2, Ra, Д3) и емитерен повторител
(7\) за разширяване на възможността за натоварване на изхода.
Баластното съпротивление на параметричния стабилизатор е раз-
делено на две части и чрез включения между тях кондеизатор С2
се иамалява нивото на пулсациите върху ценеровия диод, а оттам
и на изхода. Съпротивлението 22 в колектора на 1\ е навито от
тънък съпротивителен проводник и има предпазна роля против късо
съедииение иа изхода. При пълно натоварване 0,5 А върху тран-
10 Електромузикални инструменти
145
зистора се отлага около4—5 W мощно ст, конто се разсейва от
радиатор от алуминиева плочка 150 X 70 X 4 mm, към конто е
закрепен транзистсрът. Изходното напрежение 9 V не може да£се
регулира, а може да се* промени чрез смяна иа ценеровия диод.
Фиг. 89. Направится с внсокостабилен стабилизатор
Трябва да се знае, че изходното напрежение е равно иа разлн-
ката от напреженнето върху ценеровия диод и напреженнето
база-емнтер на транзистора, което се променя в граннците
0,1—0,5 V при увеличение на изходния ток до 0,5 А.
Високостабилни източници.— това е най-често използува-
ният нзточник за ЕМИ, осрбено за ЕМИ с импулснн задаващи
генератори. Използуваният тук стабилизатор е вннеги от компен-
сационен тип, който има с един-два порядъка по-добри параметри
от източника на фиг. 88. Така например коефнциентът на стаби-
лизация е от порядъка на 500—2000, вътрешното съпротивление
е 0,05—0,1 S2, а пулсацинте 2—3 mV амплитудна стойност. На
фиг. 89 е дадена типична схема, която се прилага в ЕМИ най-
шнроко. Прн тази схема мощният транзистор представлява регу-
лируем елемент, който компенснра изменението на напреженнето
на изхода. Управлението на регулируемия елемент се осъществя-
ва от усилвателя на разликата Т3 между едно опорно напреже-
ние, получено с помощта на параметричния стабилизатор Д3, и
изходното напрежение, подавано чрез делителя /?s, R-. При уве-
личаване на изходното напрежение транзисторът Гя се отпушва
повече, а напреженнето на колектора му спаде. Той като 7\ и Т9
са повторители, изходното напрежение също спада, т. е. компен-
14
сира се иеговото увеличение. Чрез тримера /?2 се устанорява мак-
снмалният ток на защнтата от късо съединение на изхода. Този
начин на защита използува ограничаване на базисния ток на тран-
зистора и • не осигурява много стръмно спадане на изходното на-
ДД7Е ₽,1кй
Фиг. 90. Подобрена схема иа високостабилен стабилизатор
прежение при надвишаваие на максималния консумиран'ток 0,5 А-
ио е твърде прост. Чрез тримера Rc се настройва изходното на-
прежение точно иа 12 V. Резисторите /?Г) и /?7 ограничават ди а
пазона на регулиране иа 10—14V, с което се постига по-точно
настронване. В конструктивно отношение Т3 и Д3 трябва да се
разполагат непосредствено един до друг, за се осъществява тем-
пературна компенсация, понеже Д3 има положителен ТКН, а из-
менение™ на U6e на Та е с отрицателен ТКН. При тази схема
най-ииското изходио напрежение не може да бъде под напреже-
ннето на ценеровия диод. Схемата на фиг. 90 позволява регули-
ране почти до нула изходно напрежение. Освеи това на мястото
на от фиг. 89 тук е поставен транзисторът Tlf който пред-
ставлява генератор на ток. Така се подобряват коефнциентът на
стабилизация и вътрешното съпротивление на стабилизатора.
Опорного напрежение при този стабилизатор се получава чрез
отделен изправнтел. За постигаие на по-висока стабилност иа
опорного напрежение са използувани два верижно свързани пара-
метрични стабилизатора R-^Д^ и а така също и голямо вхо-
дно напрежение за първия параметричен стабилизатор. С помощта
147
иа диодите Д8 и Д9 се подобрява температурната стабилизация
на стабилизатора. Кондеизаторът С4 намалява пулсациите на из-
ходното напрежение на около ImV, а изходният кондензатор по-
вишава устойчивостта на стабилизатора и предотвратява само-
възбуждаието му. По принцип той ие оказва влияние върху въ-
трешиото съпротивление и пулсациите на изхода и не е оправда-
но използуването иа потолеми стойкости в някои схеми, срещани
в литературата.
Важно значение за добрата работа на стабилизатора има пра-
вилният монтаж. Така например иа самата изходна клема трябва
да отиват проводници от емитера на Т3 и другия край иа /?7. На
изходиата клема — маса, трябва да отиват проводници от емитера
иа 74, от замасения край иа Д7 и от средния извод иа вторич-
ната намотка на трансформатора. Ако ие се изпълнят тези усло-
вия, коефицнентът на стабилизация ще иамалее, а вътрешното
съпротивление ще се увеличи. |
VII ГЛАВА
УСТРОЙСТВА ЗА ЦВЕТОМУЗИКА
'^Различимте устройства за цветомузика навлизат все по-широ-
ко в нашия бит благодарение развитието на електрониката и въз-
можността за управляване на по-мощни свет линии източници. Ка-
ква е връзката между слуховото и цветово възприемане иа музи-
ката? Точно определен отговор на този въпрос и днес ияма. От
философско-естетическа гледна точка липсва общоприето обясие-
нне, което да служи като основа за конструктора на устройство
за цветомузика. Всеизвестният принцип с разделяне на звуковия
обхват иа НЧ, средно честотеи и ВЧ и управляване на отделяй
цветнн светлинни източници с разделени сигнали е прндобил
широко разпространение. Но този принцип е само едио условно
приемане.
Опити за установяване на връзка между звуково и цветово
възприемане на музика са направени отд авиа. Още през XVUI век
е била направена аналогия между седемте тона на диатоннческата
гама и седем цвята от спектъра. Тогава се е смятало, че музика-
та може да се предаде чрез Цветове даже тя и да липсва. С по-
явата на електрически източници на светлина тези нден били по-
пълио решени. Ефектът обаче бил нищожен — получавало се изд
морително мигаие и бърза смяна на едни циетове с други. Пра?
веии са опити и за осветяване на фронта на звуковите вълни,
предизвикващи неедиородност на въздушната среда. Но при му-
зикално изпълиение наблюдаваната картина не е имала достатъ-
чност, определеност. /
Сыцността на цветомузиката е не в някакъв превод иа му-
зиката в Цветове, а в съзнателно и умишлено синтезиран^ на
музика и светлииа при единни музикално-естетически формй Само
тези ефекти на цветомузиката, конто носят информация за пред-
намеренията на човешкия замисъл за красота и хармония имат
смислено значение.
1. Прииципи иа цветомузикалннте устройства
На фиг. 91 е дадена обобщена блокова схема на цветому-
зикалните устройства. Трябва. да се отбележи, че тук става дума
за устройства с автоматнческо анализиране на звука и управле-
ние на светлинннте източници. Ръчното управление остава в сфе-
рата на високохудожествените светлиннн оформления, плод на
човеда-творец.
Сигналы от източника на звука (/) се подава на анализатор
(2), който изработва направляващи напрежения за задействуване
на крайните стъпала (3) и светлинннте източници (4). Анализаторы
разделя звуковия сигнал на изходни сигнали, свързани с него
главно по два основни признака — височина и сила. Интензивност-
та на светлинннте източници е пропорционална на височнната и
гръмкостта на звука. Цветните светлинни източници, конто са ня-
колко на брой, имат различна зависимост от височината на звука.
Зьуко&
изгпочншг
Анализатор /Нищий
на. эВуноВиЬ стъпала
сигнал
Сбеп?линии
източници
Фиг. 91. Блокова схема на просто устройство за
цветомузика
Така звуковнят диапазон се разделя на няколко поддиапазона»
сигналите на конто управляват различните цветови източници. То-
ва е накратко описана системата, която е най-популярна днес.
149
Малко по-различна е постановката при блоковата схема на фнг. 92’
Тук анализаторният блок е развит на два отделни блока:
а) блок за създаване на фон (2, 3 и
б) блок за цветомузикално изразяване (5 и 6).
Анализаторният блок за фон управлява светлинни източници, чия-
то интензивиост се променя с малка скорост, докато инертиостта
на източниците, управлявани за цветомузикално изразяване, е мал-
ка. Червеният цвят от блок зависи от общото ииво на звука
и то право пропорционално, синьовиолетовнят има обратно пропор-
ционална интензивност, а зеленият, жълтнят и светлоснният от висо-
чината иа тона, и то право пропорционално. При блока за цветому-
зикално изразяване „би, чнито източници се задействуват без-
инерционно, управление™ става по друг начин. Интензивността
на червения цвят е обратно пропорционална на честотата на зву-
ка и право пропорцноиална на неговата амплитуда. Иитензивност-
та на съчетанието на зеления, жълтня и светлоснния източннк je
пропорционална н на честотата и на амплитудата на звуковая
сигнал.
Първият принцип е заложен в по-простите, а вторият — в /то-
усъвършенстваннте устройства за цветомузика. /
2. Аиализатори иа звуков ия сигнал /
Анализаторите на звуковия сигнал обработват звука не само
по неговите параметри, а и по особеностите на музнката, конто
са свързани със самия звук, но нмат и твърде сложна структура.
В този блок на анализиране на звука се извършва разграни-
чаване на отделяйте му параметри — височина, гръмкост, тембър,
продължителност. Първите три параметъра са разгледани в гл. I.
С продължнтелността на звука са свързани ритъмът и тембърът.
По ритъма се отличават продължителностнте на отделяйте съзву-
чия. Ритмичността определи характера на музнката. Темпото да-
на информация за скоростта на развитието на музикалното произ-
ведение.
Анализиране интензивността на звуковия сигнал се състои в
получаване на напрежение, представляващо неговата обвивка. В
общия случай това е амплитуден изправител и изглаждащ филтър,
конто образуват блок за анализиране на този параметър. В никои
случаи изправянето може да бъде съпроводено едновременно с
интегриране. В същност чрез промяна на времеконстантата на
изглаждащия филтър се получава различен ефект иа интегриране.
При голямо увеличаване иа т този блок не реагира на бързите
промени на звуковия сигнал и ще дава информация за динамика-
та на изпълнението като цяло. За съжаление обаче ще се забе-
лязва инерционно реагиране на светлинния източник, управляван
от този сигнал. Прн силно намаляваке на т изходннят сигнал ще
започне да завнсн от амплнтудите на най-ннските честоти, а не
от обвивката му. Затова изборът на времеконстантата т е ком-
промисс и се извършва опитно.
151
Тъй като светлиниите източницн имат по-малка динамика от
звуковите, от съществено значение е спрнгането на двата диапа-
зона. На практика се прави така, че светлннннят източник не реа-
гнра на по-ниските нива иа’звуковня сигнал. За тази цел в нзпра-
Фиг. 93. Схема за снеман* оЗвивката на звуковия нгнал
внтелите за снемане иа обвивката на звуковня сигнал се въвежда
запушващо напрежение (фиг. 93). Ако изходният сигнал се снема
от „изход то интензивността на светлинния източник ще се
управлява от известно ниво на звуковия сигнал, което се променя
чрез промяиата на опорного запушващо напрежение £7оп-'От „из-
ход 2“ се взема сигнал, който ще определи една малка интензнв-
ност на светлинния източник при липса на звуков сигнал, която
ще се увеличива при увеличаването му.
Понякога за съвместяване на дннамичните диапазони на зву-
ка и светлинния източник се въвеждат устройства с автоматично
регулиране на динамнката иа звуковня сигнал.
Анализиране честотата на звуковия сигнал се извършва с по-
мощта на честотнн филтри. За отделяне на ниските и внсоките
честотн се използуват НЧ и ВЧ фнлтрн, а за областта на сред-
ните честоти — лентэви филтри. По-добри характеристики прите-
жават LC-филтрите, но се използуват много често и R С-фил-
трн порадн простотата им. Перспективно е използуването иа ак-
тивни /?С-филтри, конто нмат високи показатели при малки габари-
ти. С успех биха могли да се използуват честотните филтри, конто
се употребяват във форматните веригн на електромузикалните
инструменти. За отделяне на ритмнчни мелодии изходният сигнал
трябва да откликва безинерцнонно на всеки звук. Тогава се из-
ползуват филтри с по-голям качествен фактор. Обикновено НЧ-
филтри имат честота на срязване 200—300 Hz и стръмност от
порядъка 10—15 dB/OKt. а ВЧ филтрнте 2000—3000 Hz при същата
стръмност. Следователно лентовият филтър трябва да пропуска
всички честоти извън лентата на пропускане на НЧ-и ВЧ-филтър.
При по-сложните цветомузикални устройства се употребяват по-
вече леитови филтри с различен Q-фактор.
Анализирането иа тембъра на звуковия сигнал засега е слож-
на задача, поради което този параметър иа звука не се обхваща
от анализаторния блок.
3. Крайни мощнн стъпала
Предыазначението иа мощните стъпала е да управляват ярко-
стта на светене на разноцветннте светлинни източници. Същест-
вуват два начина за управляване на количеството светлина — Ме-
ханичен и електрически. При механичния иачин се използуват раз-
личии диафрагми, изменящи светлинния поток, без да се измени
интензивността на светлинния нзточиик. Недостатък на мехайиче-
ските системи са интертността и шумът, който се получава по
време на работа. При електрическия начин се променя електриче-
ската мощност, която се подава към електрическия ойетлинен
източник. Тези системи са бързодействуващи и сигурни в работа-
та. Те имат най-широко приложение, макар че прн тях се проме-
ня спектърът на излъчваната светлина.
По електрически път регулиране интензивността на светлина-
та може да се осъществи илн чрез регулиране иа напреже-
инето и оттам н на тока през източника, или чрез т. нар.
фазово-импулсен начни. Регулиране на непрежението може да се
осъществи чрез реостати, регулиращн трансформатори или Маг-
нитки усилватели. При тях винаги се запазва формата на захран-
ващото напрежение. Фазовоимпулсният начин също води до изме-
няне на средната стойност на подаваното към светлинния изто-
чник напрежение, но неговата форма се променя много силно. По
този импулсен начин функционират различите тиратоонни и тири-
сторни регулатори. Осиовно преимущество са простотата на схем-
ното решение и високият коефициент на полезно действие. Това
предполага малка загуба на мощност в електронния регулатор,
което облекчава топлоотвеждането и водн до намаляване на га-
.баритите. Трябва да се каже обаче, че даже и прн средно мощни
светлинни източници вследствие рязкото нарастване на тока регу-
латорите по фазово-импулсния начин излъчват много силни радио-
смущения. Напоследък този недостатък се избягва чрез т. нар.
число-импулсен начин на управление — към светлинния източник
се подава напрежение, чиято средна стойност се мени, като се
изпускат различен брой импулси (цели синосуиди) на всеки 10—20
153
импулса. Тук се използуват по-сложни схеми на синхронизация, за
да се премахне рязкото нарастване на тока, откъдето и радиосму-
щенията.
4. Светлиини източници
Използуваните в цветомузикалните устройства светлинни из-
точници са електрически. Наи-широко се употребяват електриче-
ски лампи с нажежаема жичка. Това са в същност най-евтините и
разпространени източници на светлина, чиято номенклатура е твър-
де широка и дава възможност за избор. Светлинният поток може
да се променя както по фазово-импулсния начин, така и чрез
обикновено изменяне на подаваното напрежение. Характерно за
лампите с нажежаема жичка е силната нелинейиост на волтампер-
иата характеристика — съпротивлеиието им се променн около 10
пъти. Това води до рязко нарастване на тока при включване,
което продължава до 1 s при по-мощните лампн.
Недостатък на лампите с нажежаема жичка е ниският им
коефициент на полезно действие - само около 10% от излъчва-
ната енергия е във видимия диапазон. Освен това при изменяне
на яркостта са измени и спектърът на излъчваната светлина. При
малка степей на загряване иа жичката максимумът на дължината
на вълната е към по-малките дължнни — нифрачервени лъчи. Ярка,
видима светлина се получава при по-висока температура на жич-
ката.
Независимо от изброените иедостатъци лампата с нажежаема
жичка си остава основният иай-използуван източник на светлина.
Прилагат се както нисковолтови лампи, така и лампи за 220 V.
Обикновено нисковолтовите лампи са с по-голямо сечение иа жич-
ката и имат по-голяма ниертност. Лампите за 220 V имат по-малка
ииертност и могат да бъдат с по-малки размери на самата жичка,
особено ако тя е двойио спирална. Много удобни се явяват т. нар.
внтринни лампи, притежаващи н огледален отражател.
Разиообразието от лампи с нажежаема жичка е твърде голя-
мо и дава възможност на конструктора за широк избор според
коикретните особености и намерения.
Друг използуван светлинен източник са луминесцентните лам-
пи. Те са оформени главно като тръби с различна дължина спо-
ред мощността им. Работното им иапреженне е 220 V и изискват
специално пускащо устройство. Това устройство включва в пър-
вия момент иажежаеми жичкн, разположени в двата края на тръ-
154
бата, за подгряване на газа и понижаване на напрежението на
запалване. След известно време тези жнчки се изключват и оста-
ва само тлеещият разряд. Луминесцентните лампн като всички
газоразрядни лампн имат отрицателно съпротивление след запал-
ването им и работят с помощта на баластно устройство—дро-
сел. Загубата в този дросел е около 20%. Според характера на
лумннофора, разпрашен по цялата вътрешна повърхност на тръ-
бата, се получава различна светлина. Най-разпространени са лам-
пите с дневна светлина.
Управляването на луминесцентните лампн се извършва ие
чрез промяна на подаваното напрежение, както при ^цампите с
нажежаема жичка, а чрез регулиране на тока през тях. ДСжолко-
то луминесцентните лампи имат нищожна инертност, при захрдн-
ване с честота 50 Hz се наблюдава възприемане на движещит®,
се тела като мигащи. Характерно за луминесцентните лампи е
запазване иа спектъра им при различна интензивиост на светене.
Друго предимство е по-дългият живот на тези лампи. За недо-
статък се счита по-трудният иачин за управление.
Разположението иа светлинннте източници, използуваните
екрани или заслони имат голямо значение за получаване на ефект
от цветомузикалните устройства. В това отношение съществуват
толкова становища, колкото е може би броят на конструкциите
цветомузикални устройства. Насоки за конкретен избор могат да
се почерпят от [Л. 6].
5. Цветомузн калин устройства
Съществуват много н разнообразии конструкции на цветомузи-
кални устройства. Различията са главно от техническо, а не от
принципно естество. Използува се главно принципът с разделяне
на звуковия диапазон на три подобхвата, сигналите от конто
управляват три цветии светлинни източника. Ниските звукови
честоти задействуват червения цвят, средните честоти — зелен нли
син цвят, а високите честоти — жълт или светло зелен цвят.
В тази глава се разгледани няколко схемни решение на цве-
томузикални устройства, конто се различават съществено по вида
на крайните мощни стъпала.
На фнг. 94 е дадена схемата иа циетомузикално устройство,
реализирано с електромагнитни релета, предложено от немския
радиолюбител Шелер. Използуването иа релета позволява употре-
бата на по-мощни лампи и използуване на устройството в по-го-
155
лемн помещения. Недостатък е обаче обстоятелството, че яркост-
та на светлинните источници не се регулира, а те само се включ-
ват и изключват. С това устройство не се получава ефект на
преливане на цветовете. Изброените иедостатъци се изкупват с
простотата на схемното решение.
Фиг. 94. Цветомузикално устройство с релета
Анализиране на звуковия сигнал се извършва само по отно-
шение на неговата честота. Високочестотният филтър се образува
от кондензатора Clt Aj и входното съпротивление на транзисто-
ра Гч. Чрез съпротивителния тример се установява прагът на
задействуване на крайното стъпало. Първият транзистор 7\ играе
ролята на нзправител, чието изходно напрежение се филтрира с
един голям кондензатор С& за да се избегне трептене на релето
при ниските звуков» честоти. Резисторът /?2 ограничава колектор-
ння ток на 7\ когато той е в отпущено състояние. Вторият тран-
156
зистор Т2 е постоявнотоков усилвател и задействува електромаг-
нитиото реле. Трябва да се знае, че Т2 работи ключово само при
рязки вход ни сигнал и и в общия случай преминава ие много бър-
зо през линейната облает. Върху него мощността може да дости-
гие до 0,2—0,3W. Подходящи за мястото иа Т2 са българските
транзистори SF.T 131, а в качество™ иа първия транзистор Т\
може да се употреби кой да е маломощен тип.
Електромагнитиото реле е телефонно, с ток на задействуване
30 mA и съпротивление на намотката 3002. Чрез диода, свързан
паралелио иа бобината на релето транзисторът се предпазва
от пробив вследствие напрежението на самоиндукцията.
Лентовият филтър, пропускащ средиите звукови честоти, е
изпълнен по мостовата схема на Вин с елементите С3 С4 /?4 и /?б.
Крайното стъпало, задействувано от средните честоти, е по съща-
та схема и има същите стойности иа елементите.
Ниските честоти се отделят чрез нискочестотен филтър С7/?8
и се подават на крайно стъпало идентично на другите две край-
ни стъпала.
Всяко реле има по два нормално отворени контакта, като
едииият контакт включва съответната лампа, а другият участвува
в една схема на съвпадение. Тази схема, образувана ог вторите
контакта на релетата, задействува една допълнителна лампа с
оранжева светлина. Паралелио на контактите са свързани искро-
гасящи групи от съпротнвлеиие и кондензатор (502, 47 nF) за иа-
маляване на радиосмущенията на удължаване живота иа кои-
тактите.
Друга схема на цветомузикално устройство е показана
на фиг. 95. В качеството на светлинен нзточник са упо-
требени електрнчески автомобилни лампи 12 V/5 W. В крайното
стъпало е въведен мощен транзистор и яркостта иа светене е
пропорционална на нивото на входиия сигнал. Анализират се два
параметъра иа входния сигнал — честотата и нивото му. Честот-
ното разделяне е осъществено с помощта на мостове иа Вин.
Средиите честоти на пропусканите ленти са 200 Hz за ниските тоно-
ве, 1500 Hz за средните тонове и 10000 Hz за внеоките тонове. Екви-
валентннят качествен фактор е около 0,25, с което се осигурява
необходнмата пропускана лента. Принципните схеми и елементите иа
отделните мощни стъпала, свързани след лентовите филтри, са иа-
пълно еднаквн. След всеки филтър е евъраан емитерен повторится с
транзистор SF.T 353, с което се избягва натоварването на филтъ-
ра н се осигурява ниско вътрешно съпротивление за изправителя
Чрез удвоителя на напрежение, съставен от елементите СЪС&Д'
157
Фиг. 95. Цветомузикално устройство с транзистори.
158
иД2, се получава изправено напрежение, представляващо обвивка-
та на амплитудите на звуковия сигнал. След изправителя е свър-
зан постояннстоков усилвател, реализиран с един средномощен
транзистор Г2 и мощен транзистор Т2. Използувана е известната
схема „Дарлингтон", осигуряваща голямо усилване на входння ток.
В колекторната верига на Т% е въведен резистор /?(4 за огранича-
ване на максималния колекторен ток на Тъ респ. базисен ток на
Т3. За да се осигури необходимого усилване по ток, е необхо-
димо транзисторът Г2 да има [3>100, а транзисторът Т3—р>30-
В противен случай ще трябва да се изменят елементите на схе-
мата.
Емнтерннят повторнтел Т} и първият транзистор от постоян-
нотоковия усилвател се захранват с нестабнлизнрано филтрирано*
напрежение , получено от изправителя. Захранването на вернгите-
на лампите се осъществява от отделен двупътен изправител без
филтърен кондензатор. По този начни се постига независимост
(без да се отчнта падението на н а прежен вето от трансформатора}
на захранващото напрежението от натоВарването. Двуполупери-
одното изправяне е необходимо, за да се избегие подмагннтване
на мрежовия трансформатор.
Всеки мощен транзистор управлява по три лампн, свързани
паралелно. За постигане на отделните Цветове се използуват цвет-
ни фнлтри. Мрежовнят трансформатор е с мощност 100W, първич-
ната намотка има 960 нав. с проводник ПЕЛ0 0,31, а вторнчна-
та—2x44 нав. с проводник ПЕЛ0 0,6. Намотката за захранване
на лампите нма 2X53 нав. с ПЕЛ 0 1,3. Мощните транзнсторн в
най-тежкия случай трябва да разсейват по около 7 W, поради кое-
то са монтирани на алумннневи плочкн 150X80X4 mm.
На фиг. 96 е дадена схемата на цветомузикалното устройство-
„Самоцвет", предложено от съветския конструктор Михненко. То-
ва е едно доста сложно устройство, реалнзнрано по втория прин-
цип, описан в т.1 от настоящата глава.
Входният сигнал се подава чрез трансформатора T^i- Сигналът
за създаване на фон се анализира честотно чрез групата
изправя се с помощта на диодите Д13— Д16 н се подава на тир-
исторен регулатор и лампите Л19— Л^. Обвивката на звуковня
сигнал се аналнзнра чрез елементите Д$—Д1Ъ R, и С13 н управ-
лява друг тиристорен регулатор, задействуващ лампите Л13 —
Тези лампи нмат червен цвят на светене. Лампите Л19 н J720 светят
със зелен цвят, J72l н JL& — светлосин и Л23, Л^ със жълт цвят.
Друга трупа лампи служат за цветомузикално нзразяване (Д —
Лп). Тяхната интензивност на светене е пропорционална както на
159
Д*Д'-!28
Фиг. 96. Цветомузикално устройство .Самоцвет*
амплптудат^ на звуковня сигнал, така и на неговата честота. Чес-
тотното анализнране се извършва чрез един ннскочестотен (L^C3)
н един високочестотен (A2Ct) филтър. Аналнзнраните сигнали се
подават на два отделни мощни усилвателя, изпълнени по обнкно-
вена безтрансформаторна схема. Тези усилватели задействуват по
шест лампи. Лампите Ль Лъ Лч и Л8 нмат светлосин цвят на
светене, Л3—Ле — жълт цвят, а Л7 — Л12 — червен цвят.
Светлината на лампите се нзлъчва от екран с форма на Кристал,
разположен на малка маснчка. За това устройство авторът е по-
лучил награда на Юбилейната радиоизложба през 1967 г. в Мос-
ква. Подробно описание е дадено в сп. «Радио", кн. И от 1967 г.
VIII ГЛАВА
ЛЮБИТЕЛСКИ КОНСТРУКЦИИ НА ЕМИ
1. Едногласен инструмент „Тембър"
Този инструмент е предназначен за първоначални детски музи-
эсалнн занимания, макар че с успех би могъл да се използува като
солов инструмент в естрадння оркестър.
Инструментът нма честотен диапазон на задаващия генератор
две октави—колкото ё обхватът на клавиатурата. Най-ниският и
най-внсокият тон на задаващия генератор са респективно /72=
699 Hz и F4 = 2794 Hz, така че се обхваща цялата трета октава
от естествен ня звукоред и половината на съседните й втора и
четвърта октава. С помощта на тригерни делители на честотата
иа две се получават низходящите звуци от по-ннските октавн.
Използувани са четири делителя, благодарение на което обхватът
на инструмента може да се транслира до контраоктавата. Това
юбстоятелство позволява използуването на електромузикалния ин-
струмент “Тембър" като басов инструмент — заместител на кон-
трабаса и електрическата баскнтара. Изходите на четнрите делите-
ля са евързанв към четири отделни преобразувателя на формата,
тъй като трнгерните делители произвеждат симетрнчни правоъгъл-
ни импулси. Използувани са импулени схеми, скъсяващи продъл-
жителността на подаваннте им нмпулси на 10 — 20% от целия
период. За различии преобразуватели на формата са употребени
различии времезадаващи елементи съобразно подаваната им чес-
.11 Електромузикални инструмента
161
тота. След всяко формнращо стъпало са поставени ключове, из-
веденн на челната част на инструмента, с който се включват и
нзключват отделяйте хармоннчни. По такъв начнн в „Тембър" е
въведено хармоннчно темброобразуване с използуване само на
октавните хармоннчни. Получените хармонични регистри са 2', 4'
8', 16'. След ключовете се извършва линейно смесване на често-
тите /, /2, /ъ А н /16 и общнят сигнал се пропуска към прост
блок за формантно темброобразуване, съдържащ всичко три фор-
мантнн групп - два нискочестотни н един лентов фнлтър. Всеки
от тези фнлтрн може да се включва н нзключва независимо от
другите. Така се получават няколко различии темброви разновид-
ности на базата на комбинации. Когато са изключеын всичкн фор-
мантни фнлгри, изходният сигнал е без честотни ограинчення и
поради богатия спектър на генернраннте звуцн тембърът е светъл
и звънтящ. Първият формантен регистър използува ннскочестотен
двузвенен фнлтър с честота на срязване около 800 Hz. Така той
оказва въздействие само на основните тонове на задаващия гене-
ратор и вснчки хармонични над 800 Hz. Този регнстър притъпява
в известна степей тембъра на звучене. Вторнят формантен регис-
тър използува също двузвенен ннскочестотен фнлтър, но негова-
та честота на срязване е 100 Hz. Това означава, че без затихване
ще се предават звуците само от най-нискня хармоничен регис-
тър 16'. Нзползуването на този регистър е препоръчително пре-
днмно прн басови изпълнения, но при изключване на басовия хар-
моничен регнстър 16' полученият тембър е мек и приятен, под-
ходящ при някои лнрични изпълнения. Третнят формантен регис-
тър използува един лентов фнлтър, нзпълнен с прост трептящ
кръг. Резонаисната му честота е около 700 Hz, конто е в среда-
та на хармоничния регнстър 2'. По такъв начин този формантен
регнстър ще бъде изразен н при съседните хармонични регист-
рн — основння и 4'. При комбинационного включване на форман-
тните регистри е възможно транслиране на формантната честота
на формантння кръг с една октава надолу. Тук става дума ес-
тествено за включване на нискочестотния филтър с честота на
срязване 800 Hz. При включване на фнлтъра с честота на сряз-
ване 100 Hz формантннят ефект е слабо изразен.
В едногласння инструмент „Тембър" е въведено честотно виб-
рато, чнято честота може да се регулнра плавно чрез изведен
потенциометър. Дълбочината на модулацията е нерегулируема, фик-
сирана. Непосредствено до ключовете за хармонично и формантно
темброобразуване е изведен ключ за включване и изключване на
вибратото, както и ключ за включване и изключване зэхранването
162
на целия инструмент. Самого захранване на инструмента се осъ-
ществява посредством две батернн от по 4, 5 V, чнято средна
точка е свързана на маса. За нзравняване иа консумацнята от две-
те батерии, конто е около 2,5 mA, трнгерните делители са реали-
зиранн с р—п—р транзистори, а формиращите стъпала с пр—п
германневн транзнсторн.
Задаващият генератор е изпълнен по схемата на фиг. 15. Не-
стабнлността на този генератор е много малка (<0,1 %) и завися
гланно от хрониращия кондензатор. Тригерните делители са нз-
пълнени по разгледаната най-подробно схема на фнг. 29. Благода-
рение на употребените транзистори с малки обратни токове
(SF.T 308) н наличието на запушващо напрежение трнгернте са
със сравннтелно високоомни съпротнвления и консумират малък
ток. Вибратогенераторът е по схемата на фнг. 38, използуваща
импулсен задаващ генератор и интегрнращи /?С-групи за родоб-
ряване на формата на генерираното напрежение. \
С помощта на общия предусилвател на изхода на инструмента
ннвото на сигнала е около 100 mV, което е достатъчно за задей-
ствуване на какъв да е усилвател. След предусилвателя е вклю-
чен потен циометър, чиято ос е изведена на лнцевата плочка като
команден орган. С помощта на този потен цнометър се регулира
силата на свирене на самня инструмент. '
Принцнпната схема на „Тембър“ е дадена на фнг. 97. Вси^ки
стонностн на елементите са посочени на схемата Съпротивления-
та са от типа МЛТ 0,5, а кондензаторнте са хостафанови с ра-
ботно напрежение 63 V. В качеството на Lr е употребен драй-
верен трансформатор от „Ехо“, като е нзползувана само първич-
ната му намотка, вторнчната е свободна. Настройващите тримери
са с графитна пъпка н мощност 0,25 W. Външният вид на ин-
струмента е даден на фнг. 98. Целнят инструмент е монтиран иа
стабнлна 8 mm гетинаксова плоча — дъно, с размери, конто са
в същност двата му габаритни размера. Капакът иа „Тембър* е
изработен от отд ел ни части от фолнран стъклотекстолит. Връзка-
та между частите се осъществява посредством запояване откъм
вътрешната страна на ръбовете. Към капака са закрепени само
ключовете за формантно и хармонично темброобразуване, както
и потенциометрнте. След това целият капак е облепен с пласт-
масов тапет, имитиращ махагоновия фурнир. Клавишите иа изпол-
зуваната апаратура са взети като резервна част за акордеон. Кон-
струкцията на клавиатурата с контактите се вижда от снимката
на фиг. 09. Всички крепежни и ограничаващи хода иа клавишите
елементи са също от фолиран стъклотекстолит и са свързани чрез
163
Фиг. 98. Въишен вид на .Тембър*
Фиг. 99. Конструкция иа клавиатурата н контактите на „Тембър"
запояване. Контактните пера са от телефонии релета и са прера'
ботени, както се вижда от снимката. Всички крепежни части и
контактните пера са запое ни към една обща плоча от фол пран
стъклотекстолит, захваната към дебелата гетинаксова плоча. Към
Фиг. 100. Разположеиие на възлите на .Тембър"
фолнраната плоча са запоени и настройващите отделимте тонове
съпротивителнн трнмери.
От снимката на фиг. 100 се внжда разположението на отдел-
имте възли на инструмента.
2. Миогогласеи електромузикалеи инструмент
„Моника"
Електромузикалният многогласен инструмент „Моника" е от
среден по възможности и големнна тнп и е предназначен както
за самостоятелно изпълненне, така и за участие в естраден ор-
кестър. В ЕМИ „Моника" е застъпена една концепция, която
често се практнкува — разделяне на клавиатурата на инструмента
на едно- и многогласна. Приблизително */а от цялата клавиатура
в областта на басовата част е едногласна, а при останалите 2/3
165
е възможно многогласно изпълнение. Това разделяне е оправдано,
тъй като акорди в областта на басите не се изпълняват и басо-
вата част от клавиатурата се използува само за едиогласната
басова партия. Клавиатурата на инструмента съдържа всичко 56
Фиг. 101. Външен вид на многогласен любителски ЕМИ .Моника" при снет канак
черни и бели клавиша. Многогласната част обхваща цели три
октави, започва и свършва на тона G, а едиогласната — октава и
половина,започва от С и свършва прн F. Генераторната основа обхва-
ща 6 ’/а октави— от F от субконтраоктавата до С от четвъртата
октава. Обхватът на многогласната част на генераторната основа,
която се използува за темброобразуването, е пълни 5 октави —
от С от малката октава до С от четвъртата октава. На фнг. 101
е даден външннят вид на инструмента при снет капак, а на
фнг. 102 блоковата схема, по която той е нзграден. Значенията
на отделннте блокове са:
1 — задаващи генератори;
2 — формиращи стъпала;
3 —-делители на честотата;
4 —делители на басовата част;
5 — стабилизатор на захранването;
166
6—внбрато и тремоло генератор;
7 — блок за хармонично темброобразуване;
8— изправител за хармоничннте регнстри;
9—клавиатура многогласна част;
Фиг. 102. Блокова схема на ЕМИ „Моника’
10 — клавиатура едногласна част;
11 — токоизправнтел;
12 — тремоломодулатор;
13 — формантни регистри за многогласната част;
14—предусилвател за многогласна част;
15 — формантни регистрн за едиогласната част;
16 — предусилвател за едиогласната част;
17 — краен усилвател за многогласната част;
18 — краен усилвател за едиогласната част.
167
От блоковата схема се вижда, че генерираннте сннусоидални
напрежения от задаващнте генератори (/) се подават за формира-
не на правоъгълни импулси към формнтелите (2). Сигналите от
формителите се подават към блока за хармонично темброобразу-
ване (7) и към делителите на честота за получаване иа низходя-
щнте тонове за многогласната част (3) и за едногласната част (4).
Сигналите на делителите на честотата се подават също към бло-
ка за хармонично темброобразуване (7). Управляването на този
блок се извършва с постоявнотоково напрежение от изправителя
(S) чрез ключовете A's — Л'5. След темброобразуването насложе-
ните сигналн се подават към контактите на клавиатурата на мно-
гогласната част (9) и едногласната част (10). Събнрателната шина
на многогласната част е евързана към предусилвател (14), който
подава сигнала към формантните филтри (13), превключванн чрез
ключовете Ао — /Ся. Отту к обработеният сигнал се подава към
крайння предусилвател (77) н към изхода. Чрез ключа 7^, изпъл-
нителят може по желание да включи 100% амплитуден модула-
тор -тремоло (12). Каналы на едногласната част има същите
блокове — предусилвател (/6), форманти (/5) и краен предусилва-
тел (18). За регулиране съотношението между нивата на много-
гласната и едногласната част е въведен балансен потен циометър.
Чрез ключа К\ се включва и изключва напреженнето на внбрато
и тремологенератора (6), модулнращо честотно задаващите гене-
ратори.
На фнг. 103 е дадена принципната схема на един от задаващи-
те генератори на инструмента, неговнят формител н делителите
на честотата. Задаващнят генератор е LC-генератор по триточ-
кова индуктивна схема. Трептящнят кръг на генератора е непъл-
но евързан към транзистора за намаляване на шунтирането му.
Правотоковият режим на транзистора 7\ е стабилизнран по кла-
снческа схема на Шн. Променливотоковите параметри се ста-
билизират от местната обратна връзка по ток с резистора /?Б.
Честотната модулация се осъществява чрез включване на допъл-
ннтелен капацитет към трептящия кръг посредством регулира-
ното днференциално съпротивление на диода Д, от внбратогене-
ратора.
Бобината Lt е поместена в топфкерн „Симонс“ тип №2/4СО и
има 420 навивки с проводник ПЕЛ 0 0,1. Отводите са на 50-та
и 160-та навивка откъм заземения край. Грубата настройка се
извършва чрез паралелно евързване на кондензатори към кондеи-
затора Сд, а фнната настройка — чрез сърцевината на топфкерна.
В качеството на формител е използуван обикновен симетричеи
168
B'JBpamo
169
-12V
Контактура на ЬасоВата част
Фиг. 104. Принципиа схема на делителите и контактурата на басовата част на .Моника'
j Към манипулатора Към манипулатора към манипулатора към манипулатора към манипула-
umV октаба отТУокптВ'а от Ш октаВа от ПоктаВа тора от&кгаВа
Фиг. 105. Схема за хармонично синтезиране на тембъра в .Моника'
трнгер, конто се задейства с разнополярни, диференцирани импул-
си откъм единия му вход. Делителите на честотата са тригернн.
Използуваният тригер се различава от разгледания на фнг. 29
трнгер само по това, че е с автоматично преднапрежение, полу-
чавано върху резистора, свързан към емитерите на двата транзис-
тора. Броят на трнгерите след всеки от 12-те задаващи генерато-
ра е четнри. По този начин се получават честотите //2, //4, //8
и //16. Необходимнте за едногласната басова част честоти //32 и
//б4 се получават също с помощта иа трнгери, обаче тези тригери
са общи за целия инструмент. Както се вижда от фиг. 104, за
получаване на честотите //32 под съответннте клавиши има прев-
ключващи контакта, конто свързват един тригер към изходите
//16 на 12-те тона в октавата. Чрез показаното на схемата свър-
зване на превключващнте контакта се нзбягва едновременното
включване на два тона. Прн натискаие на два съседни клавиша
ще звучи по-нискнят.
Получаването на честотите става по аналогичен начни, из-
ползуват се обаче два трнгера, включванн към същите изходи //1С.
На фиг. 105 е дадена схемата на блока за хармонично тем-
брообразуване. Използувани са диодни превключвате ш от парале-
лен тнп. Хармоннчната схема е класическа. Хармоничните резис-
тори са три основни, 4' 8' и 16', и един допълнителен за едно-
гласната част, 32764'. Кондензаторите С2, С4, С6, С9 и Св заедио
със съответннте съпротнвления от електронните ключове образу**
ват интегриращи групи, подобряващн формата, като премахват
прекомерно звънтящия тембър. Кондензаторите С& С9 имат срав-
интелно по-голям капацитет, защото участвуват във веригите на
басовите звуци. Разделителните кондензатори С» С3, СБ, С- и С1о
са въведени да премахнат правотоковата съставна на полезння
сигнал.
Принцнпната схема на останалите блокове е дадеиа ча фиг. 106.
Контактурата е с механично превключващи контакта. Формантии-
те филтри обхващат: един повдигащ и срязващ високите често-
ти филтър, образуван от /?г, и С4, и три форманти, образувани от
£1 С5 и L] С6 и комбннацията им. Изразността на формантите
може да се променя чрез включване на резистора При нзклю-
чени С5, С6 и /?9 се получава един регистър с особено звънтящ
тембър.
Тремоломодулаторът е балансен диодеи модулатор, използуващ
симетриращи трансформатори. Необходимото запушващо иапреже-
ние на диодите се осигурява от делителя /?12, Ал3. И двата тран-
сформатора са драйверни трансформатори от радиоприемник
172
„Универсал", а бобнннте и L2 са първичните иамотки иа драй-
верни трансформатори от „ЕХО". Вибрато и тремологенераторът
е изпълнен по принципа задаващ импулсен генератор—интегра-
тор. Използуван е мултнвнбратор с един общ потенциометър за
двата транзистора за регулиране на честотата. Чрез днодите Д3 и Д4
разрядното съпротивление се включва ту към единия, ту към
другия транзистор и се нзбягва употребата на двоен потенциоме-
тър. След първото интегриране с помощта на и С3 сигналът
се подава към тремоломодулатора. За вибратото е въведен до-
пълнителен транзисторен инвертор. Токозахранването е нзпълнено
с мостов токонзправнтел, капацитивен филтър, нискостабнлен ста-
билизатор породи употребата на LC задаващ генератор. Едим до-
пълнителен «зправител без стабилизация се използува за отпуш-
ване на диодните ключове от блока за хармонично темброобразу-
ване. Запушването нм се осигурява от отрицателната постоянно-
токова съставна, идваща заедно с полезния сигнал от делителите
на честотата. Поляритетът на регистърння нзправител е по-
ложителен.
Електромузикалният инструмент „Моннка" е от преносим тип
без вградеи усилвател на мощност и акустнчна система. Клавна-
турата е изработена по подобие на клавиатурата на „Матадор 25".
Цялата електроника на инструмента е разположена на 14 печатни
платки. На 12-те платки са разположени съответннте задаващи
генератори, делители н електроннн ключове за хармонично тем-
брообразуване. На двете други платки е разположена бстаналата
част от инструмента. \
3. Миогогласен електронио-музикален инструмент с M&S—
интегрални схеми (разработка) \
Произвежданнте у нас MOS — интегрални схеми със средна
степей на интеграция са много удобни за построяване на голям
миогогласен електроорган. В по-предннте глави са описани някои
съвременни решения на отделни възли от електромузикалеи
инструмент с MOS — интегрални схеми. Тук ще дадем една обоб-
щаваща схема на генераторна основа, хармонично темброобра-
зуване и манипулатор. Останалите блокове раднолюбителят може
да взаимствува от кой да е електроорган.
От фиг. 107 се вижда схемата на генераторна основа с MOS—
интегрални схеми българско производство. Задаващият генератор
е изпълнен с два инвертора от интегралната схема СМ 2301
173
174
Чрез резисторите Rlf R2 и R3 се въвежда 100% ООВ по постоя-
нен ток, така че и за двата инвертора е въведен линейният режим^
Изходното съпротивление е ииско н усилваието по промен лив ток
е голямо, понеже ООВ по променлнв ток е слаба (R^Rm и
Благодарение на това обстоятелство се постига
много стабнлна работа на генератора. Поради силната положнтел-
на обратна връзка (изходът на вторня инвертор е свързан към,
входа на първня) генернраннте колебания имат правоъгълна фор-
ма. С помощта на трнмера R3 се извършва точна настройка в
в граничите +1 полутон. Грубата настройка се извършва чрез
паралелно свързване на кондензатори към транзисторите Q и С2.
В качеството на делител на честотата е използуван четирибитов
двоичен реверснвен брояч от типа СМ 4001. Той съдържа четнри»
тригера с потенцнално управление, реалнзирани по принципа
„MASTER — SLAVE". Всеки от четирнте тригера е съставен от
два тригера—основен („MASTER") и помещен („SLAVE"). За
прехвърляне на запнеаната в основните тригери информация се
използува един външно подавай тактов нмпулс Т2, който се по-
дава след премннаване на входния импулс. В посочената схема за
получаване на този помещен тактов импулс се използува самият
входен нмпулс, но ннвертиран. Употребен е също инвертор от
MOS — интегралната схема СМ 2301. Когато е подаден входе»
импулс, на изхода на инвертора има „нула", която отдели основ-
ния от помощния трнгер. Щом отмине входният импулс, иа изхо-
да на инвертора се получава потенциал „1", който разрешава
пренасянето на записаната информация. Изходнте на чет!нрите три-
гера са изведени и от тях се вземат самите честоти за генератор-
иата основа. За получаване на по-нискн честотм е евързаиа още
една интегрална схема от типа СМ 4001 с четири тригера. Като
се използува честотата на задаващия генератор, гце Ье получи
диапазон на генераторната основа девет октави. Такър диапазон
имат само големнте органи. Означените на схемата Честоти се
отнасят за тоновете „до", явяващи се най-внеоки тонове в съот-
ветната октава, така че най-нискнят генериран тон ще бъде „до*"
от субконтраоктавата с честота 16 Hz, а най-високият — тонът
„до“ от шеста октава на естествення звукоред с честота 8374 Hzl
За получаване на всичкнте честоти на генераторната основа може
да се пресметне необходимнят брой интегрални схемн, като се
има пред вид, че СМ 2301 съдържа 10 инвертора. Така ще бъдат
необходими 24 броя СМ 4001 и 5 броя СМ 2301.
Широката генераторна основа позволява конструирането иа ин-
струмент с две ръчни клавиатура. Едно от иай-срещаните реше-
175
ния е въвеждането на две четириоктавни клавиатура разполо
жени една под друга без припокриване. По отношение на висо
чината на тоновете двете клавиатури почти винаги се припокриват
в известна част. По-долната клавиатура винаги в левин си край е
басова и понякога се дублнра с крачна клавиатура, съдържаща
1—1,5 октави. Възможностите за богат хармоничен синтез при
получеиата генераториа основа са големи. Едно примерно реше-
ние е използуването на честотите от субконтраоктаната, контра-
октавата, голямата октава, малката октава, първа, втора и трета
октава за хармоничния синтез на тембъра при долната клавиату-
ра, а за горната клавиатура —- всички октави без субконтра и кон-
траоктавата. Като се знаят прннципите, нзложени в глава V, ие е
трудно да се построй хармоничната схема както за долната, така
и за горната октава. Припокрнването на двете клавиатури не е
недостатък, а се прави умишлено, тъй като командуването иа
хармоничиите регистри към двете клавиатури е отделно и неза-
висимо. Това означава, че ако мелоднята се изпълиява на горната
клавиатура, а акомпаниментът на долната, той може да има под-
чертано орган но звучене, докато мелодията да бъде с мек флей-
тов тембър. В същност чрез регистровите ключове за някои слу-
чаи на изпълнейие тоновете от двете октави могат така да се
транслират, че да нзчезне прнпокриването.
В глава IV е разгледана схемата на електронен манипулатор,
реализиран с интегралната схема СМ 2301. Този манипулатор е
твърде подходящ за употреба, защото ще осмисля широката гене-
раторна основа. На фнг. 108 е дадено цялостното свързване иа
манн пул аторите само на три клавиша, тъй като свързването на
останалите е аналогично. Входовете на геиераторите от интеграл-
ната схема се свързват според установеиата хармонична схема
към съответиите източници на звук от генераторната основа, т. е.
към изходите на тригерите.
Определен инвертор ще пропуска непрекъснато подаваните му
сигнали към изходите си само при натискане на съответния кла-
виш, когато става включване на захранването на интегралната
схема. Тъй като захранването е общо за всички инвертори, включ-
ването и изключването на всички сигнали ще бъде едновременно.
С помощта иа буферннте резистори /?, чиято стойност е I МЛ,
се извършва линейно смесване на основния тон и обертоновете.
Седемте различии тона се подвеждат към седем събирателни
шини, те от своя страна се свързват към формаитви преобразу-
ватели, след което седемте обработени сигнала се смесват отно-
во линейно и се подават към мощния усилвател.
Комутирането на захранващото напрежение за всяка интегрална
схема се извършва посредством един нормално отворен механичен
контакт, задвнжван от клавиша. По такъв начин се опростява
твърде много конструкцнята. Групите /?ЭС2, С3 н т. н.
«Ряг. 108. Хзрмонично синтезиране на тембъра за електроорган с българскн M0S
интегрални схе^н
са употребени за премахване влиянието на потрепването иа меха-
ничните контактн, което би се нзразнло като пукане във високо-
говорителя.
Макар и непълно, описанието на тази конструкция е достатъч-
но за читателя, запознат с изискваннята към останалите възли,
описани в настоящата книга. Тъй като те^и възли са общи за
делия инструмент, техният обем не надхвърля 10% от обема на
инструмента. Останалнте 90 % се падат иа генераторната основа,
хармоничното темброобразуване и манипул аторите, който бяха
разгледаии тук.
12 Електромузикални инструменти
177
IX ГЛАВА
ПРОМИШЛЕНИ ЕЛЕКТРОННИ МУЗИКАЛНИ ИНСТРУМЕНТИ
За съжаление нашата пром ныл еност все още не е усвоила ви-
то един промишлен образец на електронномузикален инструмент.
Намиращите се в експлоатация у нас ЕМИ са вносни, предимно
производство на фирмата „Бьом"— ГДР, и съвсем рядко произ-
водство на СССР. Първнят ЕМИ производство на ГДР се появи
у нас около 1960 г. под наименованнето „Йоника" и стана тол-
кова известен, че неговото име е вече нарицателно. Това наиме-
нование се използува въобще за назоваване^на електромузикалннте
инструменти, което е неправилно. Името „Йоника" е дошло от
широко използувзне на йонни прибери в инструмента.
Резултат от еволюцията на производството на ГДР е появата
на следвашите модели „Йоника— 5", „Йоника— 6“, серията
„Матадор" и „Велтмайстер*, в конто лнпсват вече електронните
и йоннн лампи, а са употребени транзистори. Всичкн посочени
модели представляват многогласии електрооргани с хармонично и
формантно темброобразуване. Най'богатн темброви разновидности
прнтежава ламповият модел „Йоника". По отношение на изпълни-
телски възможности транзисторният модел „Ионика — 6“ и „Велт-
майстер" ТО 200/63 са най-добри и поради наличието иа две кла-
виатури. Електромузикалннте инструменти от серията „Матадор"
са прости и преносимн, удобнн за естрадни състави.
В настоящата книга са разглеждаии първият електроорган
„Йовнка" и един от последните модели „Матадор 26". Трябва да
се отбележи, че в схемните решения остаыалите транзисторни
модели не се различават много.
1. 9Йоиикаи
Този електроорган е нзграден по класическня принцип: задава-
щи генератори—делители на честота. Генераторната му основа об-
хвата пет октавн — от „фа" от контраоктавата, до „ре1* от чет-
върта октава, като най-ннската по честота октава е едногласна.
Задаващите генератори работят в част от трета и четвъртата ок-
тава— от „ре" от четвърта октава до „фа" от трета октага
(2637-И 397 Hz) и тех ните напрежения участвуват в генераторната
основа на инструмента. Всекн задаващ генератор е изпълнен по
178
схемата иа RC — автогенератор с фазовъртящи групи. Използуван
е пентодът на ECF 82.
Трябва да се каже, че може би най-големият недостатък на този
инструмент се крне в задаващите генератори—в ниската нм ста-
билност. Тя се дължи на някои важнифактори нестабилизирано за-
х ран ване, възможността за глисандо, възможността за трансляция
на целия строй и др. В задаващия генератор са въведени два
потенциометъра за настройка един за груба и един за фнна
настройка. Задаващите генератори са групирани на три групп,
всяка от конто нма еднакви елементн. Разликата е само в стой-
ностите иа кондензаторнте, определящи генерираната честота.
Триодната част на ECF 82 се използува за преобразунане на си-
нусоидалната форма на генернраното от задаващия генератор на-
прежение в, пилообразна. За покриване на цялата генераторна
основа в „Йоника“ се използуват към всеки задаващ генератор 4
делителя на честотата. Използуванн са за целта два двойни трио-
да ЕСС 81. Всекн от делителите представлява синхронизираи
блокинг- генератор в режим на деление на честотата на 2. Бла-
годарение на обстоятелството, че триодите работят по схема с
общ анод, нзходното съпротивление на делителите е малко. Син-
хронизацнята между отделяйте блокинг-генератори се осъщес-
твява чрез индуктивна връзка. В честотноопределящата верига
при различайте делители са монтирани различии кондензатори, а
съпротивлемията са еднакви. За настройка в средата иа обхвата
на захващане прн синхронизация е въведен един потенцнометър.
Всеки отделен задаващ генератор и свързаните към него чети-
ри делителя на честотата са монтирани на отделяй плочки по
обемння начин с проводници. Генераторът за вибрат^ е изпълнеи
по същата схема, както схемата иа задаващите генератори. Изме-
нени са само честотноопределящите кондензатори с |оглед полу-
чаването на ннфраниска честота. За да не влияе товарът върку
генератора, изходящият сигнал се извежда от втората решетка
на пентодната част на употребената лампа ECF 82. Честотата иа
вибратото се регулира чрез потенциометъра, изведен на лицевата
част като команден орган. Вибратосигналът се подава чрез разде-
лителнн съпротивления към задаващите генератори и ги модулира
честотно. В едиогласната басова част на инструмента се използу-
ва един тригер, като делител на честотата иа две, реализирани
с лампата ECF 82. Тригерът се образува от триода и пентодната
й част, като за анод служи втората решетка иа пентода. Изход-
нвят сигнал се снема на диференциращата верига и на един диод
формата на преобразуваното напрежение става почти пилообразна—
179
подобна на формата на делителите на честотата, и е с едиаква
амплитуда. За пускане на тригера са въведени контактн, разпо-
ложенн под най-левнте 12 клавиша. Използуват се сигналите от
12-те четвърти делители на честотата. Тъй като пилообразната
им форма е неподходяща за днректно нзползуваие като пускови
импулсн на тригера, въведено е ограннчително стъпало с трнод-
ната част на ECF 82, на чиято пентодна част е изграден вибрато-
генераторът.
От изходнте на генераторнте на звук сигналите се подават към
блока за хармонично темброобразуване. Всеки клавши включва
сигналите на по пет генератора на звук — основния тон, втория
харыоник, третия хармоннк, четвъртия и осмия хармоник. Както
се вижда, освен октавните хармонични добавя се и един неокта-
вен с интервал квинта спрямо основния тон.
Получените качествен© различии хармоннчни регистри са 2', 22'/з
4’8', 16'. Регнстърът 16', се отнася за наслагване на честотата от
тригера и при най-левите 12 клавишу е едногласен. Тук трябва
да се отбележи една особеност на „Йоннка". Ако е включен само
регистърът 16', нан-левите 12 клавиша са наистина едногласни и
са с елиминиране иа по-високия тон при натискаие на два клави-
ша едновременно. При всички останали регистри цялата клавиа-
тура, съдържаща 41 клавиша от чфа“ до „ре“ включително, е
многогласна.
Манипулаторът на „Ионика", описан вече в глава IV, притежава
по 5 неонови лампички, запалвани с внсокочестотно поле, изпъл-
няващи ролята на свързващи контакти. Съпротивлението на нео-
новите лампички, зависи много сил но от степента на ионизация
на газа им, а тя от своя страна — от степента на натискаие на
клавиша. Благодарение на този факт манипулаторът на „Йоника"
притежава известна динамика. Единственият недостатък на изпол-
зувания манипулатор е трудного сменяне на иеоновите лампн
порадн сбития монтаж.
Освен това при първоначално включване на инструмента ие
всичкн клавиши просвирват и е наложително неколкократно проб-
но натискаие. Генераторът на внсокочестотно поле за манипулато-
ра ‘е построен с триода на една лампа ECF 82, чиито пентод се
използува като усилвател на мощност. Честотата е 100 kHz и не
пречи на радноразпръскването.
Петте събирателни шини, към които са свързани съответните
лампички, подават хармонично насложените обертонове към фор-
мантното темброобразуване. Всяка от шините за хармоничните
регистри 2/, 4', 8' и 16' има възможност за включване на 4 фор-
180
мантии групи. Един от тях са НЧ — филтрн, а други нмат селек-
тнвни свойства. Смесването на петте сигналы става пропорционал-
но н се получава много голям брой комбинационны тембри. Из-
ползуван е подобен на манипулятора немеханичен ключ. След
смесването е включен краен предуснлвател, конто също притежа-
ва формантнн вериги. Изходът на тозн предуснлвател е изведен
на куплунг.
Конструктивно инструментът „Йоннка" е оформен в удобен за
пренасяне внд, като се поставя в специален куфар. Към инстру-
мента се чнсли 12-ватов усилвател с акустнческа система с един
35 см внсокоговорнтел. Освен хармоничните и формантни регист-
рн на лнцевата част са изведеки н четирн потенциометъра. Пър-
ният отляво надясно регулира дълбочнната на вибратото, а чрез
втория се регулира диапазонът на действие на ефекта глисандо,
който се осыцествява с помощта на ръчка, разположена под ин-
струмента, удобна за задвижване с коляното на левня крак. Тре-
тият потенциометър се използува за паралелна трансляция на ин-
струмента в границите на +1 полутон, за настройка спрямо дру-
гите инструмента в оркестърй. Четвъртнят потенциометър регули-
ра включването на инструмента в мрежата. За фина настройка на
инструмента на задната му част са нзведени на шлиц 12 потен-
цнометъра.
Захранването е 125 220 V, а консумираната мощност около 140 W.
2. „Матадор 26“
„Матадор 26“ е миогогласен електромузикален инструмент от
средна класа производство на ГДР. Тон се явява модификация на
известния у нас „Матадор 25“. Докато моделът „25“ има делите-
ли с блокннг-генератори, при модела „26“ са въведени тригери.
Известната система с потенцнометрнчни контакта на модела „25“
е сменена с механична контактура. ✓
Известно е, че модел „25“ съдържа около 70 транзистора и
консумнра всичко 10 mA при 9 V, благодарение на което се за-
храква с батерии. Новият модел „26“ има 200 транзистора и мре-
жово захранване. Генераторната система обхваща също 7 октави,
а клавнатурата е отново петоктавна, започваща с клавиша „до“
и завършва с „до“. Генераторната основа обхваща целите 5, 4,3,
2, 1, малката н голямата октава от естествення звукоред. Цялата
клавиатура е полифинична, като левнте две октави нмат басово
предназначение.
181
Задаващите генератори на „Матадор 26“ са по £С-схема
(фнг. 109), осигуряваща внсока стабилност. Предвидена е въз-
можност за честотна модулация чрез управляване режима на
транзистора. След задаващия генератор е включено допълнително
стъпало, чието изходно напрежение има форма, близка до право-
ъгълната. Това стъпало осигурява задействуване на следващия
тригер, а така също установява форма, близка до формата на из-
ходното напрежение в тригерннте делители. Делителите са по
схема на симетричен тригер с колекторно задействуване без запуш-
ващо напрежение. Използувани са германиеви транзснтори GC116.
Изходните напрежения на трпгерите се подават към коитактната
система на клавиатурата, където се извършва хар.моннчният синтез.
„Матадор 26“ има три хармонични регистъра: 16', 8' и 4', кои-
то важат за цялата клавиатура за разлика от модела „25“, при
който регнстърът 4' се повтаря в края на клавиатурата. Всяка
шнна на трите хармонични регистъра се свързва към няколко
формантнн групи. Трябва да се отбележи, че всяка събирателна
шина е разделена на четнри равни части, в конто се събират сиг-
налите на всеки 15 клавиша. Чрез 4 разделителни кондензатора
и 4 буферни транзистора тезн сигнали се обедннявзт н образуват
общня сигнал на чистия регистър. Сигналът от всяка от четирите
части се подава на отделен нискочестогсн многозвенен RC—
филтър, чрез който се постига приблизнтелно синусоидална форма
на изходното напрежение. От сннус-фнлтрите, конто са три на
брой, се получават три отделни сигнала 16' 8' и 4’, чрез конто
са получава органово звучене.
Сигналите от чистите регистри 16', 8' и 4' се подават за обра-
зуване на смесителните регистри: „тути“, „брилянт“ и „стрингс".
Регнстърът „тутн“ се получава от смесването на вснчки чисти
регистри, регнстърът „стрннг* се получава от смесването на чис-
тите регистри, ио предварително пропуснати през прости дифе-
ренцнращи вериги, а регнстърът „брнлянт*—от чнстия регистър
4' н уыекотенн и отслабени регистри 8' и 16'. С изключенне на
„брилянт* останалите смесителни регистри „тути“ и „стрингс*
елиминират влнянието на вснчкн останали регистри. Освен това
сигналите от чистите регистри 16', 8', и 4' се подават на три от-
делки предусилвателя с по един транзистор GC116, захранващи
по няколко формантни филтри. При регистър 16' те са два, при
8' са три и при 4' са два. Тези филтри се включват и изключват
чрез превключватели.
Басовата част на клавиатурата съдържа 24 клавиша и прнте-
жава два отделии хармонични регистри-16' и 8', чиито сигнали
182 А
се пропуска? през две отделни формантни вериги, съдържащи
НЧ-звена.
Нивото на всеки от регистрите 16' и 8' се регулира чрез по-
тенциометри, изведенн като команднн органн. Вснчки от потен-
циометрнте имат ключ, чрез който се включва едно реле, чинто
контактн превключват сигналите от чистите регистри 16' н 8' към
съответните формантни вериги и потенциометри-регулатори. Чрез
тях се установява нивото на басовата партия спрямо солото и
акомпанимента.
Вибратогенераторът на модел „26“ е изпълнен по схемата на
—генератор с фазовъртящи групи. Използувани са два тран-
зистора, свързанн по схемата Дарлингтон, за получаване на по-
високо входно съпротивление. След генератора е въведен емите-
рен повторител, който го отдели от товара. Честотата на генера-
тора се регулнра плавно чрез изведен на лицевата част потен цно-
метър. В „Матадор“ 26“ е въведено и плавно регулиране с по-
тенциометър дълбочнната на честотната мбдулацня.
При „Матадор 26“ е възможно едновременно включваие или
пък пронзволни комбинации между всички регистри освен смеси-
телннте „тути“ и „стрингс“. След окончателното смесване с по.
мощта иа регистрите общият сигнал се подава на крайното преду-
силвател но стъпало, осигуряйащо нзходно ниво около 200 mV.
Захранването на „Матадор 26“ се осьществява посредством
изправнтел и стабилизатор от типа на нискостабилните, съдържащ
параметрнчен стабилизатор с ценеров диод и мощен емнтерен по-
вторител.
В конструктивно отношение ннструментът е оформен на три
блока — Захранващ, генераторен н тембров. Генераторният съдър-
жа 12 платки, а тембровият, заедно с внбратогенератора н край-
ний предусилвател 4 платки.
Кутията на инструмента е дървена, обленена с изкуствена ко-
жа. Прн транспорт краката му се свиват, а капакът на клавиату-
рата се заключва. Тег лото на „Матадор 26“ е около 35 kg.
3. „Романтика"
Елоктронномузикалиият инструмент „ Романтика * е съветско
производство и представлява едногласен инструмент. Клавиатура-
та му е трноктавна, а чрез хармоннчните регистри, конто прите-
жава звуковият му диапазон, покрива 7 октави: от „до“ от кон-
траоктавата до „си" от четвърта октава. Относителната нестабил-
183
ноет на заданащия генератор на инструмента е + 0, 48%. Чрез
един променлив кондензатор е възможно цялостна пренастронка:
на инструмента в границите на ±полутон.
Задаващият генератор (фиг. НО) е нзпълнен по схемата на им-
пулсен генератор с един емнтерен честотно определяй; кондензатор.
Тази схема позволява проста комутация за получаване на то-
новете н е стабилна. Чрез контактите на клавиатурата се включват
общо 25 отделки съпротивнтелнн тримера, с конто се извършва
първоначалната настройка. Самият генератор работи в обхвата от
„до" от втора октава, до „сн“ от четвърта октава. Импулсите от
задаващия генератор се подават на емитерен повторится, откъде-
то — на инвертор-усилвател, оенгуряващ устойчиво задействане
на делителите. Честотното вибрато се осъществява чрез въздей-
ствие на сигнала от вибратогенератора върху задаващия генера-
тор. Вибратогенераторът е изпълнен по схема на /?С-генератор с
три фазовъртящи групи. Честотата на вибратото и дълбочината
на модулация се извършва с два отделин потенциометъра, като
потенцнометърът за регулнране дълбочината на модулацията е с
ключ за изключване на вибратото.
В „Романтика" са въведени четири трнгерни делителя на чес-
тотата на две. Всеки от тригерите покрнва три октави, колкото е
диапазонът на задаващия генератор. Но докато тенераторът пок-
рива втора, трета и четвърта октави, на изхода на първия тригер
се получават тоновете от първа, втора и трета октави, след вто-
рия — тоновете от малката, първа н втора октави, след третия —
тоновете от голямата, малката и първа октава и накрая след чет-
въртия — тоновете от контра, голямата и малката октава. Изпол-
зуван н са тригернн делители пред внд на тяхната стабилна рабо-
та в широк честотен диапазон и липсата иа каквато и да е
допълнителна настройка. Между отделимте тригери са въведени
емитерни повторители за разширяване на честотния им диапазон
на работа.
В „Романтика" са въведени и два чакащи мултивибратора,
евързанн след втория н третия делител на честота. Чрез чакащи-
те мултивибраторн се получават нмпулси с малък коефициент
на запълване, конто се нзменя по диапазона от 0,3 до 0,05. Спек-
търът на тези импулси е подходящ за добрата работа на фор-
мантннте вериги и за имнтиране иа класнчески ннструментн.
В електромузнкалння инструмент „Романтика" се използуват и
двата метода за темброобразуване — хармоннчно и формантно.
Към всекн изход на генераторите на звук — делителите и чака-
щнте мултивибраторн, са евързани по две прости формантни ве-
184
риги. Чрез включване на сигналите от различимте формантни вери-
ги се наслагват октавни хармоннчни звуци за хармонично тембро-
образуване. На една обща събнрателна шина се получава общият
сигнал н се подава на едно крайне предусилвателно стъпало.
Това стъпало се управлява от едно реле, което се задействува
от сигнала на задаващия генератор. Щом бъде натиснат някои
клавиш, релето се задействува и неговнят контакт изключва за-
хранването на предусилвателното стъпало, с което се получава
плавно затихваие на изходния сигнал благодарение на конденза-
тора в развързващия филтър. Продължителиостта на затихването
се регулира на две степени чрез превключвател. Към инструмента
е предвиден педал за регулиране динамиката по време на свире-
не. Бобиннте, участвуващи във формантните вериги, имат индук-
тивност 1 Н, с нзключение на £, и £2.
Захранването на инструмента се осъществява чрез ферорезонан-
сен стабилизатор. Изправеното напрежение се филтрира с LC—
филтър и е около 12 V.
Корпусът на инструмента е метален, прндаващ здравина на
конструкцията. Всички командни органи са разположени отпред
под клавиатурата, с което се създава удобство при боравенето с
тях. При транспорт инструментът се облича с калъф, който го
предпазва от увреждане. Консумацнята е около 9 W прн 220 V,
а теглото около 12 kg.
4. „Перле—2й
Електромузикалният инструмент лПерле — 2“ е от типа на
средния електроорган с напълно полифонично звучене. Обхватът
на клавнатурага е пълни 5 октавн, започваща от „до“ н евър-
шваща на „си*. Генераторната основа е шестоктавна, започваща
от „до“ от голямата октава и свършва на „си“ от четнърта ок-
тава. Инструментът е комплектуван с усилвател и акустическа
система с два внеокоговорителя 6 W. Изходната мощност е 8 W.
Основата на инструмента са 12 блока със задаващи генератори
и делители на честотата, конто покриват честотния му диапазон.
Сигналите от задаващите генератори и делителите се подават на
управлявана от клавиатурата контактура, където се образува
хармоничният синтез. Всекн клавиш задейства по 4 механичнн
контакта, включващи сигналите от отделяйте регистри. Събира-
телните шини са евързанн към 11 отделнн регнетрови предусил-
вателя, захранващи отделнн формантни вериги. Основните хармо-
ничнн регистри на инструмента са 8', 4'. 2' и Г.
185-
Регнстърът Г притежава два регистрови предуснлвателя и също
две формантнн вериги, регистърът 2' има само един предусилва-
тел и една формантна верига, регнстърът 4' има три предусилва-
теля и форматнн, а регнстърът 8' — 5 предуснлвателя н форманти
Всичкн формантнн вернги нмат разделители и резисторн на изхода
си и се включват чрез превключвателн.
Задаващият генератор (фиг. 111), е стабилен, изпълнен по LC —
индуктивна триточкова схема. След него е свързаио буферно стъ-
пало, от деля що генератора и преобразу ващо неговите сннусоидал-
ни колебания в правоъгълни импулси. Тригерните делители са с
колекторно задейстнуване.
Използувани са обикновени тригери със запушващо напрежение,
осигуряващо стабнлна работа в широк температурен диапазон. За
подобряване тембровите качества на целия инструмент след всеки
трнгер е свързано по едно формнращо стъпало, преобразуващо
правоъгълните колебания на изхода на тригерите в колебания с
трнъгьлна форма.
Грубата настройка на инструмента се извършва при пронзвод-
ството чрез подбор на кондензаторн в трептящия кръг на гене-
раторите. Точната настройка се извършва чрез сърцевнните на
топфкерннте, в конто са разположени бобините на задаващнте
генератэри. Всичкн регнстрови уснлватели са двутранзистории,
зизпълнени по известната схема с галванична връзка. Изходното
ниво на всеки усилвател е около 2,5 V.
Сигналите от формантннте вернгн се събират в една точка и
се подават на един общ предусилвател, след конто е включен
фазов модулатор, който променя фазата на общня сигнал с чес-
тота, равна на честотата на вибратото. В качеството на изменяемо
-съпротивление е употребен фоторезистор, участващ в една флзо-
въртяща трупа. Чрез промяна на дълбочината на модулацията
се получава ефектът тремоло.
Вибратогенераторът е по схемата на автогенератор с фазовър-
тящи групи и има честота на генернране 5—7 Hz. След генера-
тора е включен един емитерен повторнтел, който управлява усил-
вател на мощност, захранващ лампичката, с конто се осветява
фоторезнстора. Амп.титудата на сигнала на вибратото се управля-
ва чрез потенциометър. На изхода е свързан регулатор на днна-
миката, изпълнен с фоторезистор и лампичка, яркостта на която
се регулира чрез потенциометър в педала.
Клавнатурата на „Перле—2“ е с 60 клавиша, подобии на пиа-
ното. Ходът на всеки клавиш е 10 mm. Всеки от четирите кон-
такта под клавиша е направен от стоманена жнца с диаметър
186 А
0,35 mm, а сборните шинн— от месингова жица 0,5'mm. За си-
гурво контактуване и против корозия контактите и сборните шини
са паладирани.
Б |Усилвателят на мощност е трилампов с противотактно стъпало
с две 6П14П. В предуснлвателя е употребена една лампа 6Н1П.
Единият триод изпълнява ролята на фазоинвертор, а другият е
входен предуснлвател. За подобряване качествата на усилвателя
е въведена обща обратна връзка. Изходящата мощност е 8 W при
2 % клирфактор.
Захранването на инструмента се осъществява от стабилизатор
с изходно напрежение 12 V. Теглото на целия инструмент е око-
ло 32 kg, а консумираната мощност — около 90 W.
187
ПРИЛОЖЕНИЕ
НАСТРОЙКА НА ЕЛЕКТРОМУЗИКАЛНИТЕ ИНСТРУМЕНТИ
Настройката на функционнращня електромузикален инструмент
може да се извърши по няколко начина. Най-точният н лесен на-
чни е да се използува цифров честотомер и таблицата с точните
значения на честотите на тоновете от натуралния звукоред. За
настройка на едногласни инструменти с честотомер се използуват
всички тонове, конто обхвахца клавиатурата на инструмента. На-
стройката на многогласннте инструменти се извършва в граничи-
те само на една октава — останалите тонове се получават авто-
матически настроени. Настройката на едногласните н многоглас-
ннте инструменти може да се извърши и по т. нар. сравнителен
метод. За целта може да се използува друг точно настроен ин-
струмент (акордеон, пиано н др.) илн тонгенератор с точност, не
по-лоша от +0,5%. При използуване на тонгенератор за сравне- "
нието може да се използува осцилограф и нзвестннте фигури на
Лнсажу. Най-често сравнението се извършва на слух, като се
следи за получаване на нулево биене между двата тона — тонове-
те на тонгенератора или настройващия инструмент и на настрой-
вания ЕМИ.
В практиката по-широко разпространение е намерил един по-
преет начни за настройка, при който се използува само един ета-
лонен звуков източник- камертон. Настройката се извършва в
първа октава от естественна звукоред, защото именно в тази об-
лает биенето между два тона е най-отчетливо. Прн този начин се
използува сходството между музнкалните интервали в темпери-
рания и натуралния строй. Най-напред се настройва с помощта
на камертон тона „ла" от първа октава, а останалнте тонове се
настройват по двойки, като се използува т. нар. квинтов или квар-
тов кръг. Прн последователи© сравняване иа тононете по двойки
всички тонове се обхождат последователи©, така че след трина-
десетото сравнение се получава изходният тон, от който е започ-
ната настройката, т. е. кръгът се затваря. Както е известно, ин-
тервалы квинта от темперирания строй е малко по-малък от
квинтата от натуралния строй. Ето защо при настройката на два-
та тона иа всяко сравнение не трябва да се гони настройка в
унисон, а да се получава биене, н то в посока на свиване на
квннтата. Когато се използува интервалы кварта, който в темпе-
рирания строй е по-шнрок от натуралната кварта, настройването
се извършва така, че да се получи разшнряване на интервала.
188
Редът на настройка с интервал квинта е следннят: ла, ми, си,
фа-диез, до-диез, сол-диез, ре-днез, ла-диез, фа, до, сол, ре, ла.
При настройка в квартов кръг редът е: ла, ре, сол, до, фа, ла-
диез, ре-днез, сол-диез, до-диез, фа-диез, си, ми и ла.
По-долу е даден един пример за настройка в квартов кръг. На-
стройваме нан-напред тона „ла“ от първа октава и натнскаме
клавиша на „ре" и настройваме малко по-високо, за да се полу-
чават около 10 трептення за 10 s. След това натнскаме клавиша
на „ре" и „сол" н настройваме, така че да се получат 14 трепте-
ния за 10 s също в посока на завишение. 11о същня начни се на-
стронват и „сол"—„до"— „фа" и „фа" — „ла-диез", като броят
на трептенията за 10 s е съответно 9, 12 и 15. След това нас-
тройваме „ла-днез“ — „ре-диез", но вече „ре-диез“ от втора октава;
броят на трептенията е 11 за 10 S, „ре-диез", — „сол-диез" от
първа октава с 14 трептенията за 10 s, „сол-диез", „до-диез" от
втора октава с 10, трептення за 10 s, „до-диез" от втора октава
„фа-днез" от първа октава с 12 трептення за 10 s, „фа-диез“ до
„си" с 17 трептення за 10 s, „сн“ — „ми“ с 12 трептения за 10 s
и накрая свършавме с „ми“ — „ла", където „ла“ е същият кла-
виш, от който започнахме настройката. Ако завишението при на-
стройката е направено вярно, тонът „ла" ие трябва да се разли-
чава от изходння тон. Това означава, че настройката е нзвършена
правилно. В противен случай започваме настройката отначало.
Необходимо е да се отбележи, че посочената настройка трябва
да се извършва при изключено внбрато.
189
ЛИТЕРАТУРА
1. Вингрис, JJ- Т. и Ю. А., Скрин Любительские конструкции многоголосных
електромузикалных инструментов, «Энергия*, Москва, 1961
2. Волошин, В. И. и JJ. И.. Федорчук Електромузикальные инструменты,
„Энергия", Москва, 1971
3. Володин, А. А., Электронные музыкальные инструменты, «Энергия*, Моск-
ва. 1970
4. Симонов, И. Д., Новое в электромузыкальных инструментах, «Энергия*.
Москва, 1966
5. Яковлев, В. Н.. Импульсные генераторы на транзисторах, .Техника". Киев,
1968
6. Галеев, Б. М. и С.А. Андреев. Принципы конструирования светомузыкальных
устройств, «Энергия*, Москва, 1973
7. Димитрова, М. И. и И. Д.. Банков., Импулсии схемн с лампи н траизис-
тори, «Техника*, София, 1969
8. Априков, Г. В., Регулируемые усилители, «Энергия*, 1969
9. Дугвин, В. Г., Элементы современной низкочастотной электроники, «Энер-
гия*, Москва, 1964.
10. Вахромеев, В. А., Элементария теория музыки, .Государственное мизыкаль-
ное издательство', Москва, 1963
190
СЪДЪРЖ АНИЕ
увод .......................................................... з;
1 ГЛАВА Музикален строй и характеристики на музикалния звук. 5»
Музикалня инструмента........................................... 5
11 ГЛАВА Електрсмузикални Инструмента.................- . - . . 15
1. Едногласни електромузнкални инструменты........... 16
2. Мио> огласки електромузикалии инструмента . ...... 20
3. Електролни синтезаторы.............................26
4. Адаптерами музикални инструмента................ 30-
Ш ГЛАВА Генератори на звука и електромузикалняте
инструмента . ............................................- ...... 31
1. Електромеханнчнн генератори иа звука.................. 35-
2. Генератори на звука в едногласн!р€У ЕМИ................ 37
3. Генератори на звука в многог^асните ЕМИ ...... 47
а. Генератори със стабилнрс-T; по-добра от 5.101 • . _ 48«
6. Генератори със стабилност бЛО—З'—б-Ю-1.............. 49
в. Генератори със стабилност, по-лоша ®т Ю 2 .... 56-
4. Делители на честотата................................. 56'
а. Пасивни делители................... _............. 57
б. Активни делители................................... 62:
5. Други приннипи за построяване на ЕМИ................... 66
IV Г ЛА В А Устройства за окрасиа и управление иа звука .... 70»
1. Устройства за вибрато . .........-.............. 71
а. Амплитудно вибрато................................ 75»
б. Чесготно выбрато................................. 80
в. Темброво вибрато.................................. 80
2. Унисон ............................................ 82*
3. Маинпулация........................................ 87
4. Регулаторн на д^намиката . ... . ......... 94
V Глава Методи и устройства за управленле натембъра ... 97
1. Формантен метод............................ 98*
2. Хармоничен метод............................ 104
19U
VI Глава Допълнителни устройства за ЕМИ н адаптираннте ин- 112
струмгнти
1. Усилватели иа мошност • 112
а. Маломощен усилвател 2 W за ЕМИ 117
б. Мощен усилвател 20 W за ЕМИ 119
в. Мощен усилвател 60 100 W за ЕМИ 121
2. Уа-уа педал 125
3. Педал за изкривявания 131
4. Педал за удължаване на звука . . 135
5. Устройство за пиано-ефект (перкушън-ефект) .... 138
6. Устройство за чинели-ефект 141
7. Устройство за състейн-ефект 143
8. Токозахранващи устройства за ЕМИ • . . 145
VII Глава Устройства за цветомузика 148
1. Принпили на цветомузикалиите устройства 149
2. Анализатори на звуковия сигнал 151
3. Крайни мощни* сгьпала 153
4. Светлинии източници 154*
5. Цветомузикалии устройства 155
VIII Глава Любнтелскн ионструкцни иа ЕМИ
1. Едногласеи инструмент „Тембър"............... 161
2. Многогласен ЕМИ „Моника0..................... 165
3. Миогогласен ЕМИ с ЛЮХ-интегрални схеми........ 17
IX Глава Промишлейн електромузикални инструменти . 178
1. „Йоника •.................................... 178
2. „Матадор 26"................................. 181
3. „Романтика*.................................. 183
4. „Перле — 2“ ................................. 185
ПРИЛОЖЕНИЕ.................................................. 188
ЛИТЕРАТУРА................................Л ' ........° * 190
ЕЛЕКТРОМУЗИКАЛНИ ИНСТРУМЕНТИ
П ъ р но изда нне
Автор-няж. Къичо Досев Митев Рецензенти: Басил Ст. Радулов инж. Симо
Л» Лазаров Научен редактор-инж. Басил Терзиев Худ. редактор Г. ГавркловХу-
дожник-РадоЙ Бояджиев Технически редактор Ел. Дюлгерова Коректор Ст. Ста-
матова Дадено за набор на 20. IV- 1974 г. Подписана за лечат иа 29. XI. 1974 г.
Изляэла от лечат иа 10. XII. 1974 г. формат 60XS4/J6 Печатни коли 12,66 Изда_
телеки коли 10,98 Лиг. гр. 111-2 Тем. №861 Изд. №8464
Тираж 2089 Цена 0,78 лв.
Държавно издателство „Техника" —бул. Руски„6—София
Държавна лечатница .Георги Димитров"—Ямбол
I лкФ
ЗадаЕащи генератори
и Зе лите ли
негистпоБи
Z7Bt Зусил&а тела
Задабащ генератор и делители
Rt 47 *2
„ДО-ДИЕЗ'
Ru2.2id2 C„4,7nFnf2* C„4,7nF
ОН р-г
Вибрато
47«Я
Р*з15кЛ
ЁШ5ЙЯ
2.2 «Як пт
зист
Ф
33к2 ззкй 33кй
zquF
| УЗ-84
Ф
Нонтактура Б----
150pF 470кЯ
TOrF
ЮпР
~220К
fOnF
1
50tf±
Схема на регистрите филтри
J82
IIW1
С32
4,7nf
R.,
Ф®
XV<= !
Q8H
„СИ-6ЕМ0Л"
X [^3 [71^(47^5(23
ШЩМЕ!
блокоба схема на „ перле-2
© @
05 £ ни 8401 Ш1П213Л[
'геол
Вибрато генератор
-<—)--Г>И___^О
^KAMl
S3 .L
QSAf K-- O^F
у литер
1Р^0ГТ^
Тремоло
О ®
"040}
?’г
'• 47>
фажЪ модулатор
6,8xft
2,2к2
Ч1 “
47пГ
74-7 -П401
Р„г62кЯ
Ф
R37*7«fl
ЗЗк 56к
10nF
4.7п
4,7nF ззи ЗЗк
ЗЗк
o,6iT
X*,F _J—1J17
ЗЗкЯ
JpnFjffnFjfOnF
IF
Регистров
рредисилоател
фаторезистори
^2X7745
33x2 47nF
62
4,7nF= i
ЗЗкС
ЮпР
33x2
V0
ЗЗкЙ
4,7wF
I
ВЗкй
500
дзю
48 ।
«й ।
Стабилизатор
Фиг. 111. Принципна схема ва »Перле-2'
1+^5Г
Г
16Ок£
1бОк£
VJJI
33k£> 33x2____________ 100 kSI
47nF«
22nF
X
16>& 1бнЯ ЗЗкй
XI
33Kg 33к2 33x2 ЗЗиС
22nFI22nFl 22nF
7-12V
Ф
I
„шввоСоЕ
2.И7А гЯ
г wepdmop i
VOOpI |
4«<
V5t-r
Sb«V^
Г И )&Р-Я
UA6cn jft^ □ qonwqS’
®^ь =
qtozF ।
’ rw
ад
©
K:-
НЯ U15 кЯ
- a*ee
5S.S
Rdtj
FCxOO
•*«
75лЯ
k|w-
%*
0,75МЯ
0,15 М2
-
0,2МЯ ] 150 к 2
3afff ^В'сочни.^ралзис^ри П13
*•* r
ЭП „ DM DIASXO d8 ИОЛ.Й
©
e.o
3w
Bui
ftxoat j, - a»jj3> о _
Ky a"wt чЧ
Wj7 / **
irvn
J.
iMG filgft
... Изход
S
J?2
ГООкЯ
U2
RLzOk£
Si*H ft
я ^rt>is5 „Я!
M?a F-jg-; KtKeJ—a^U
^X^oaJsri J 1
[ЩМД—:
Честотпа.
MV
ЯхОСГ ______Фяе-
InSSTsoO/zF
2xffi SbEE 2хЕ& л-.ег
Електромузимлим инструменти
ммза-нз
J2OKfZ
т . . - At C„tonF
__ Л
i££ M€e^n7>(H£g
JcX3k52 ®
PJ2 QSAifiL
IHSJD
c«
HS7
ок
в г
(МЬэЧ
йоцЬацп-
r~u
“®Wmi
(5
5102
‘---фврмвнтщ—флл mnv
цсптЪей лм йети О
Фиг. 110. Принципна схема иа „Романтика"
LEO-Ll
8 t iJe iq
r W3JJJG Л|
о
>Kfi
ВОД Г.ХВЩИС1Н
y-,-f
® ©
—T^r—
© г
|«£ймг“«|
^тсцзиэз
"£-элдэП« £Н вмэхз внпиннндП 111 лнФ
Фиг. 97. Привципяа схема на любителски едногласен ЕМИ .Тембър'
Елегтрому8Нк1лни пктруяевп!
формантни филтрцза регистрите^е'ич1
Синус - филтпрй
1R
БС116
21
23
24
16
GC116____
27К
C3~j47nF
Б8К
\ггк
____
47П
56х
22п
1вк
Ч.7К
22П
л ъм релето
39к
Фиг. 109. Привнипна схема аа «Мятадор 26*
Къмключо-
Berneib'o'
&.
2.2с‘
^47к1
^0,2^
22к
22п
56к
Юл
S‘Bk22k
56й
?2nF
15к
2.1
12Х
ttlrtF
*56к
*\56к
18/3
8/4
16/2
1с/1
8{2
честота на Л ъл б очина на
Вибратото модулацията
-12V Яибрато
ТокозахранВане
Бибратогене-
ратор и край-
ни стъпало
47п
Ь7п.
22п
22К
22к
15к
18
47П
J
ЗадаВащ генератор и делители
J'
ИзхоЗи
Нъм тпригеритпе
ffat *7б+
Ионтактура hi
многогласната
^2T"
^58
0,22 МЯ | (
R„27kS II R,247z<J2 C,JOaF'
1.5MSI
0 22 MSI
С. 17 pF
10fiF
V^F
A, rP2
KOkSI
л, SF.nm
C„ tuf
^lOOuF
T
T SFT351
SF.T351
Ал
0,22
50KS2
tin
^83
22кЯ
$F.T351
R
Z2K52I
F C,„5^
10V I
^<76 | I ^62
2,2 кЯ ^ЗЗьЯ
1.5MJ2
022
М2
SF.T351
#38
33 кД
3(3кй
WjUF
4,7h£
SF.R135
137 I
TS^FT212
ДзДй/З
fs’T
5000/tF
__________Cn -
[ 50(И =р 50tyF
1—M-
(Д7 Д7В R- 220Й
'3
^F.T351 ^F.T
351
10/zF
f?67
0,22
MSi
VF.T35f
Към задаващите
геиераторите
1Б' fb-
106. «Ьгтмантпи кепиги. иибпятогежрпятоп и токозахрмваве ва .Моника
2,2кй
,c„.
l/о si?
47кЯ
Д/О
SF.D112
TC2<
10/uF
Печати и грешки на
ЕЛЕКТРОННИ МУЗИКАЛНИ ИНСТРУМЕНТЫ
Стр. Рад Напечатано Да се чете По вина на
24 в Текстовете под фиг. 5 и 6 * печатни-
25 са разменени цата
89 20 отдолу Тед^Тобщ—20едн Тед&Аобш—20 Ign коректора
104 8 опоре Л3 ЛЗ автора
104 13 отгоре Л3 Л2 автора
106 фиг. 64 обърната печатни-
115 9 отдолу р ^з-а^ост)3 р Ризх 8(Ят +ЯеУ» Я Р"“=8(«Г+Яе>-*’~ цата автора
%
°
8£т ~8Rr
Цена 0,78 лв.