專利名稱：微電腦樂音示音器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于微機電子檢測儀器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及對樂音頻率，音分和音名測定和顯示的儀器設(shè)計。
在樂器的制造及使用過程中，對各種樂音的校準(zhǔn)或定音是一個重要環(huán)節(jié)，它直接關(guān)系到樂器的制造質(zhì)量及演奏水平，傳統(tǒng)的校準(zhǔn)樂音的方法是靠受過專門訓(xùn)練的人員，憑感覺和經(jīng)驗進行判斷和校準(zhǔn)，由于各人聽覺的差異，難以達到統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。近年來，出現(xiàn)了各種樂音校音器，例如中國專利881051624公布的一種樂音校音器，它用電子電路實現(xiàn)了鋼琴上的88個音，該儀器相當(dāng)于電子音叉，發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)音高的樂音與待校音的樂器發(fā)出的樂音進行比較，根據(jù)其差異進行調(diào)音。其特點是用標(biāo)準(zhǔn)的電子振蕩電路來代替常規(guī)的鋼制音叉，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)音，再與樂音進行比較。它沒有超出音叉的概念，仍需人耳來判別音的高低差別。此外，該儀器成本高，體積大，難以攜帶。另一例為本申請人的一項中國專利92207657.X，題為“樂音電子示音器，它利用樂音的周期性和主、頻關(guān)系的特點，將樂音的模擬量直接進行電子電路處理，得到主頻信號，再用數(shù)字顯示出來，即可判斷出樂音音程高低。其優(yōu)點是直接由儀器分辨音程高低，不用人耳判定，線路由模擬電子電路構(gòu)成，技術(shù)簡單，成本低，體積小。不足之處是功能單一，僅能顯示頻率，不能顯示音分差和所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)音音名，檢測音域范圍仍不夠?qū)?，小?組以上和大字1組以下的音程難以檢測，精度不夠高。
本實用新型的目的是為克服上述樂音校正儀器的不足之處，對電子樂音示音器進行了改進，設(shè)計出一種微電腦樂音示音器，具有既能顯示頻率，又能顯示音分、音名，檢測音域?qū)挘雀叩葍?yōu)點，使之具有更大的適應(yīng)能力。
本實用新型由聲音傳感器，前置放大器，主頻選取電路，微處理器，時基電路，顯示器驅(qū)動電路，功能選擇鍵電路及電源電路各部分所組成。上述各電路元器件均焊接在一盒體之中的印刷電路板上，該盒體面板裝有與電路板連通的顯示器，聲音傳感器接口及電源接口，多個功能選擇鍵。其工作原理是聲音傳感器將樂音信號攝入，并轉(zhuǎn)換成電信號送到前置放大器放大，得到一組含有基頻及其倍頻的電信號，再通過主頻選取電路，得到一系列脈沖信號，送入微處理器，以此作為樂音信號，另一方面，時基電路產(chǎn)生一系列標(biāo)準(zhǔn)脈沖作為檢測脈沖信號，樂音信號與檢測脈沖信號兩者相互嚙合，經(jīng)過固化在微處理器內(nèi)的程序進行處理、計算，得到相應(yīng)樂音的主頻數(shù)值、對應(yīng)的音名及其音分差送顯示器顯示。
本實用新型是在本申請人前述專利的基礎(chǔ)上的改進裝置，既有效利用原專利的聲音傳感器，前置放大器和主頻選取電路等部分，又采用微處理器技術(shù)代替原專利的濾波、整形時基、計數(shù)和譯碼驅(qū)動電路，由于微處理器具有強大的對信號的處理、控制功能強，又配以實現(xiàn)各種功能的程序軟件，使本實用新型既能顯示頻率，又能顯示音分、音名，而且檢測音域?qū)挕⒕雀?、速度快，還可配置樂音檢測專家系統(tǒng)，使其具有更強的適應(yīng)能力。本裝置體積小，成本低，實時性好，可廣泛用于樂器制造生產(chǎn)部門，文藝演奏單位及家庭對各種樂器(特別是鋼琴)的調(diào)音，還可做為聲樂教學(xué)中視唱練耳的輔助儀器及專業(yè)。音樂人員研究音律關(guān)系的專用儀器。
附圖簡要說明


圖1 為本實用新型一種實施例外形示意圖圖2 為本實用新型一種實施例電路總體連線圖圖3 為本實用新型一種實施例程序框圖本實用新型的一種最佳實施例，如
圖1～圖3所示，
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明如下
圖1為本實用新型設(shè)計的外形示意圖。本裝置為一長方形盒體，其外形約為150×70×30mm。外殼采用塑料壓制而成。裝置前面板上方裝有一50×10mm的液晶片(11)，可顯示頻率、音名、音分差，指針和功能選擇標(biāo)記等，其下方為四個功能按鍵，第一個鍵為頻率與音分顯示選擇鍵(12)，第二個鍵為檢測音區(qū)選擇鍵(13)，第三、四鍵分別為音名、音號上行(14)，下行選擇鍵(15)。再下方為復(fù)位鍵(16)及電源開關(guān)(17)。裝置側(cè)面板設(shè)有外接聲音傳感器接口(18)及電源接口(19)。
本裝置的聲音傳感器采用普通微型麥克風(fēng)或普通話筒。本裝置電源可為9V方塊電池，也可外接9V直流電源。
圖2為本裝置的總體電路連接圖，全部元器件均焊接在一塊尺寸為120×60mm的印刷電路板上，該電路板置于上述盒體內(nèi)。本裝置電路包括聲音采集單元(即聲音傳感器)(21)，放大單元(22)，主頻選取單元(23)，單片機8031系統(tǒng)電路(24)，晶振時基電路(25)，功能鍵電路(26)，復(fù)位電路(27)，譯碼電路(28)，數(shù)值驅(qū)動電路(29)，液晶顯示電路(30)和電源電路(31)。圖中各部分電路用虛線分開。結(jié)合附圖將各部分電路的組成及功能一一描述如下聲音傳感器(21)，將樂音信號攝入，送到放大電路(22)進行放大，由主頻選取電路(23)選取周期性樂音信號的主頻，送入單片機8031中的P3口(24)，轉(zhuǎn)換成脈沖信號。晶振時基電路(25)(12MHz)給單片機提供標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號，與樂音脈沖信號在單片機內(nèi)相互嚙合，由EPROM2764片中已被硬化的程序?qū)π盘栠M行處理計算。再利用功能鍵電路(26)進行各功能選擇，其中鍵①選擇顯示頻率還是音分差；鍵②選擇檢測音區(qū)，將整個樂音音域分成8個音區(qū)，每個音區(qū)構(gòu)成一組標(biāo)準(zhǔn)十二平均音律；鍵③和④選擇擬校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)音號，共88個音號，以1～88阿拉伯?dāng)?shù)字對應(yīng)，No.44為起點，鍵③和④分別為上行和下行選擇。當(dāng)選擇好功能鍵后，由單片機8031的P1口輸出相應(yīng)檢測結(jié)果，經(jīng)譯碼電路(28)和數(shù)字驅(qū)動電路(29)處理，最后由液晶片(30)顯示所選擇輸出的結(jié)果并且鎖定。鎖定中，按任意功能鍵都可以進行顯示內(nèi)容來回切換，檢測結(jié)果不變。任何時刻按復(fù)位鍵K，復(fù)位電路(29)使單片機內(nèi)部系統(tǒng)清零，顯示為零，即可重新進行檢測。
圖3為程序框圖，由功能鍵③和④選擇標(biāo)準(zhǔn)音程頻率fo，當(dāng)樂音信號進入單片機8031P3口時，即開始計數(shù)。然后將標(biāo)準(zhǔn)脈沖時間轉(zhuǎn)換成頻率，再利用頻率與音分轉(zhuǎn)換公式進行計算，比較標(biāo)準(zhǔn)音程頻率后將其音分差計算出來，分別將前面計算結(jié)果送入不同的寄存器里，根據(jù)功能鍵的選擇來顯示出來。
本裝置主要技術(shù)指標(biāo)如下精度±1音分靈敏度≥0.2mv采樣時間5～32ms適應(yīng)溫度－15℃～45℃音頻范圍0～9999Hz電源單電源，直流9v開機靜耗電16mA
權(quán)利要求1.一種微電腦樂音示音器，包括將樂音信號攝入并轉(zhuǎn)換成電信號的聲音傳感器，將攝入的電信號進行放大的前置放大器，將放大后的電信號進行選頻的主頻選取電路，其特征在于還包括用于對經(jīng)所說主頻選取電路后得到的脈沖信號進行計算、處理的微處理器及固化在其中的處理、計算程序，以及產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)脈沖的時基電路，顯示器驅(qū)動電路，功能選擇鍵電路及電源電路各部分，上述各電路元器件均安裝在一盒體之中的印刷電路板上，該盒體面板上安裝有與所說電路板連通的顯示器，聲音傳感器接口及電源接口，各個功能選擇鍵。
2.如權(quán)利要求1所述的樂音示音器，其特征在于所說的微處理器采用單片機及其外圍電路。
3.如權(quán)利要求1所述的樂音示音器，其特征在于所說的顯示器及其驅(qū)動電路采用液顯板及液晶驅(qū)動電路。
4.如權(quán)利要求1所述的樂音示音器，其特征在于所說的主頻選取電路由采用峰值計數(shù)的峰值保留電路及比較電路構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1所述的樂音示音器，其特征在于所說的時基電路為晶振電路。
專利摘要一種電腦樂音示音器，由聲音傳感器，放大器，主頻選取電路，單片機系統(tǒng)和液晶驅(qū)動顯示系統(tǒng)所構(gòu)成。上述各電路元器件均安裝在一盒體之中的印刷電路板上，該盒體面板上安裝有與所說電路板連通的顯示器，聲音傳感器接口及電源接口，各個功能選擇鍵。
文檔編號G10G7/00GK2146739SQ9320528
公開日1993年11月17日 申請日期1993年3月11日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月11日
發(fā)明者趙爭鳴 申請人:趙爭鳴, 閔勇