Настройка язычковых инструментов. Настройщик музыкальных инструментов Настройка области темперирования

Изобретение относится к конструкции прибора для настройки музыкальных инструментов. Прибор для настройки струнных музыкальных инструментов содержит фонограмму с двенадцатью звуковыми дорожками, вращающуюся на семиступенчатом шкиве. При этом каждая ступень шкива выполнена с заданными размерами и вращается с заданной скоростью. Прибор содержит мотор, придающий вращение шкиву при помощи приводного ремня, надетого на ступень шкива и перемещаемого с одной ступени шкива на другую, и адаптер с лампочкой, расположенный над фонограммой с возможностью перемещения относительно нее. При этом сигнал от адаптера поступает на фотоэлемент, установленный под фонограммой, и через усилитель низкой частоты передается на динамик прибора. Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении точности настройки музыкального инструмента. 3 ил.

Заявленное изобретение относится к прибору для настройки музыкальных инструментов и служит для точной настройки всех видов струнных музыкальных инструментов. Прибор обладает исключительно высокой точностью настройки и издает 72 точно настроенных музыкальных звука. В настоящее время настройка музыкальных инструментов производится с помощью камертона, причем точно настраивается только одна струна, а остальные одиннадцать струн других октав настраиваются на слух. При этом даже самые опытные настройщики допускают большие погрешности, а плохо настроенный музыкальный инструмент раздражает слух, искажает красоту и содержание музыкального произведения.

Известен язычковый камертон для настройки музыкальных инструментов (см. SU 153169 А1, кл. G10G 7/02, опубл. 01.01.1963), выполненный в виде круглого корпуса, несущего на поверхности нотные обозначения музыкальных тонов, и заключающий в себе голосовую планку с несколькими язычками, мундштук и регулировочный диск для переключения на определенный тон или музыкальные интервалы, при этом язычки расположены по хордам окружности голосовой планки, а регулировочный диск выполнен в форме усеченного конуса, взаимодействующего со скошенными кромками отверстия корпуса.

Известный камертон не позволяет достичь высокой точности настройки музыкального инструмента.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретения, является разработка прибора для настройки струнных музыкальных инструментов, который позволяет достичь высокой точности настройки.

Поставленная задача решается при использовании прибора для настройки струнных музыкальных инструментов, содержащего фонограмму с двенадцатью звуковыми дорожками, состоящую из шести октав и вращающуюся на семиступенчатом шкиве, каждая из ступеней которого выполнена с заданными размерами и вращается с заданной скоростью, мотор, придающий вращение шкиву при помощи приводного ремня, надетого на ступень шкива и перемещаемого при работе прибора с одной ступени шкива на другую, адаптер с лампочкой, расположенный над фонограммой с возможностью перемещения относительно нее, при этом сигнал от адаптера поступает на фотоэлемент, установленный под фонограммой, и через усилитель низкой частоты передается на динамик прибора.

Схема прибора приведена на фиг.1 (вид с боку) и на фиг.2 (вид сверху). Музыкальные звуки извлекаются из фонограммы с двенадцатью звуковыми дорожками, состоящей из шести октав (всего 72 звука).

На фиг.3 изображена фонограмма, изготовленная на рентгеновой пленке. Фонограмма 3 вращается на семиступенчатом шкиве 1 и имеет семь ступенек со строго определенными размерами и строго определенными скоростями вращения. Шкив вращается от синхронного мотора 4. К ступеням шкива идет ременная передача 8. От ведущего шкив мотора зависит точность настройки всего прибора. Шкивы обтачивают при вращающемся моторе до нужных размеров. При этом диаметры шкивов фонограммы составляют 21, 21-22, 47-23, 81-25, 23-26, 73-28, 32-30 мм. Все шкивы изготовлены с точностью +0,01 мм. Над фонограммой имеется адаптер 5 с лампочкой от карманного фонаря 6. Под фонограммой у адаптера установлен фотоэлемент 7. При работе прибора пульсирующий свет через вращающуюся фонограмму падает на фотоэлемент, возникающие сигналы усиливаются усилителем низкой частоты (УНЧ) и поступают в динамик. УНЧ используется двухканальный, двухконтактный, мощностью до 10 ватт. При этом к проводам, идущим к УНЧ, последовательно подключается ножная педаль для регулирования громкости.

Приводной ремень от ведущего шкива мотора находится на самом толстом шкиве 30 мм семиступенчатого шкива 1. Включают мотор и лампочку, находящиеся над первой звуковой дорожке с четырьмя знаками, при этом фонограмма вращается со скоростью 16,33 об/с. Для определения частоты издаваемых звуков число оборотов умножается на количество знаков звуковой дорожки, и мы получаем 4×16,33=65,4 Гц. Данная частота соответствует звуку До большой октавы. Далее переводим лампочку на следующую дорожку фонограммы, где также 6 знаков. Соответственно получаем 6×16,33=98 Гц. Данная частота соответствует звуку Соль той же октавы. Затем переводим адаптер на следующие дорожки и получаем те же звуки для других октав До и Соль. Самая последняя дорожка имеет 192 знака. Ей соответствует частота 192×16,33=3136 Гц, соответствующая звуку Соль четвертый октавы.

Под звуками сигналов До и Соль настраиваем струны всех семи октав и затем приводной ремень переводим на следующую ступень шкива с диаметром 28,32 мм. Теперь фонограмма вращается со скоростью 17,3 об/с. Производим такие же расчеты, преумножая скорость вращения фонограммы на количество знаков на звуковой дорожке, и получаем звуки До# и Соль#. Настраиваем эти струны всех октав, каждый раз перемещая мотор, закрепляем винтом и переводим ремень на другие ступеньки шкива.

Чтобы узнать, точно ли настроена струна проверяемого инструмента, для определения точности настройки к струне на близком расстоянии устанавливается звукосниматель от гитары. Через диоды к нему подключен микроамперметр. Максимальное отклонение стрелки прибора фиксирует качество настройки вашего инструмента. Если даже человек не обладает абсолютным слухом, с помощью такого прибора ему будет возможно настроить любой струнный музыкальный инструмент с точностью до 0,6%. Погрешность настройки "на слух" даже самым высококвалифицированным настройщиком составляет не менее 3-5%.

Прибор для настройки струнных музыкальных инструментов, содержащий фонограмму с двенадцатью звуковыми дорожками, вращающуюся на семиступенчатом шкиве, каждая из ступеней которого выполнена с заданными размерами и вращается с заданной скоростью, мотор, придающий вращение шкиву при помощи приводного ремня, одетого на ступень шкива и перемещаемого с одной ступени шкива на другую, адаптер с лампочкой, расположенный над фонограммой с возможностью перемещения относительно нее, при этом сигнал от адаптера поступает на фотоэлемент, установленный под фонограммой, и через усилитель низкой частоты передается на динамик прибора.

ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА

А. Греков

ПРИБОР ДЛЯ НАСТРОЙКИ МУЗЫКАЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ

Настройка музыкальных инструментов, как извест-но, дело непростое и кропотливое. На это затрачива-ется порой уйма времени. Но ее можно значительно упростить, если использовать специальные -ные приборы. из них, разработанный Г. Мар-косовым из Кисловодска, описывается ниже. Он позволяет в бытовых условиях настраивать любой музыкальный , строй которого выполнен по принципу равномерной темперации, как, например, у фортепиано, баяна, арфы.

Прибор обеспечивает высокую точность настройки, позволяет расширить и сжать интервалы на любом участке диапазона, настроить инструмент «в розлив». Настройка может вестись визуально, а также на по унисонно-октавному принципу.

Принцип действия прибора при визуальном методе настройки основан на сравнении высоты образцового полутона с высотой полутона инструмента. Сравнение происходит на электронно-лучевой трубке. При этом используется так называемый круговой разверт-ки, широко применяемый в различных областях радио-электроники.

На рис. 1 изображена структурная схема прибора. Он состоит из генератора образцовых полутонов G1, усилителя-ограничителя А1, делителя частоты D1, уси-лителя А2, фазовращателя A3, датчика Е1, усилителя A3 сигнала с датчика, формирователя меток А4 и электронно-лучевой трубки HI.

Переключателем S1 изменяют частоту сигнала, гене-рируемого узлом G1, и коэффициент пересчета делителя D1. Переключателем 52 выбирают октаву, комму-тируя вход усилителя А2 с соответствующими выхода-ми делителя D1. В зависимости от того, каким мето-дом настраивают музыкальный инструмент - визу-альным или слуховым, сигнал через переключатель S3 поступает с датчика на усилитель A3 (визуальная настройка) либо с усилителя А2 на датчик (настройка на слух). Коммутатор S4 позволяет охватить усилитель A3 положительной обратной связью, в которой включен кварцевый резонатор Z1. В этом случае усили-тель отключается от датчика Е1 и превращается в ка-либровочный генератор.

Рис. 1. прибора для настройки музыкаль-ных инструментов

При визуальном методе настройки электрические колебания частотой, соответствующей выбранному по-лутону, усиленные узлом А2, поступают на отклоня-ющие пластины электронно-лучевой трубки HI. На ее экране электронный будет рисовать или эллипс. Так как частота подаваемого сигнала сравнительно высокая, движение луча незаметно.

Сигнал с датчика, частота которого соответствует высоте звука, усиливается в узле А2. А4 форми-рует из него короткие прямоугольные импульсы - метки, которые подаются на электронно-лучевой трубки. Эти метки выглядят светящимися точ-ками на окружности (эллипсе).

Если частоты образцового сигнала и сигнала с дат- равны, то метки будут неподвижными. В против-ном случае они начнут вращаться в или иную сторону. О степени расстройки инструмента можно судить по скорости перемещения меток.

Принципиальная схема генератора образцовых -лутонов и делителя частоты изображена на рис. 2.

Генератор собран на транзисторе VI. Благодаря глубокой обратной связи по постоянному и перемен-ному току (через резистор R2), высокой добротности катушки , применению слюдяных конденсаторов КСО-Г, обладающих высокой термостабильностью параметров, слабой связи генератора с последующими узлами достигается стабильность генериру-емой частоты. Этому способствует и периодическая коррекция частоты по кварцевому генератору, встроен-ному в прибор. Основная частота, вырабатываемая генератором, - 3520 Гц соответствует полутону ля. При необходимости генерируемую частоту корректи-руют переменным резистором R4. Им же завышают или занижают , что необходимо, например, при настройке музыкального инструмента «в розлив».

Для получения еще 11 полутонов переключателем SI изменяют генерируемую частоту и соответствующим образом ее делят, используя делитель, выполненный на D-триггерах Dl. l, D1.2, D2.1, D2.2, D3.1, D3.2. Коэффициент пересчета делителя изменяется в зави-симости от , какой необходимо полу-чить. В табл. 1 приведены значения частоты генератоpa, коэффициентов пересчета делителя и чистоты сигнала на выходе делителя.

Генератор связан с делителем через буферный уси-литель- , выполненный на транзисторе V2, включенном по схеме истокового повторителя.

Подстроечными резисторами RI2 - R14 выравни-вают размер изображения фигуры на осциллографиче-ской трубке на разных октавах. Необходимый «фор- » изображения устанавливают переменным рези-стором R15.

Рис. 2. Принципиальная схема гене pa тора образцовых импульсов и делителя частоты

Сдвижка переменного резистора R15 через конден-сатор С17 сигнал поступает на двухкаскадный усили-тель, собранный на транзисторах V3 - V5 (рис.3). Второй каскад выполнен по двухтактной схеме и рабо-тает в режиме АВ2. Контуры, образованные первичной обмоткой трансформатора Т1 и конденсаторами С.19 - C2I, первичной обмоткой трансформатора 72 и конденсаторами С22 - С24, выделяют из напряжения прямоугольной формы первую гармонику.

С выхода усилителя сигнал через фазовращающие цепочки R22C25 и C28R23 подается на отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки Ш. С вторичной обмотки трансформатора Т2 низкочастотный неинвертированпый сигнал подается на разъем XI, к которому при настройке инструмента по унисонно-октавному методу подключается датчик.

На транзисторах V6 - V8 собран усилитель сиг-нала, поступающего с датчика (подключают к разъему XI). V9 формирует короткие прямоуголь-ные импульсы, длительность которых определяется постоянной времени дифференцирующей цепочки C35R37. Эти импульсы через С36 пода-ются на модулятор электронно-лучевой трубки. При этом на ее экране по «орбите» высвечиваются яркие метки.

В приборе нет отдельного кварцевого генератора, используемого при коррекции частоты императора образцовых полутонов. Его выполняют два первых каскада усилителя сигнала с датчика. В режиме коррекции каскады на транзисторах V6, V7 охватыва-ются положительной обратной связью, в цепь которой включен кварцевый резонатор Z1. Его собственная резонансная должна быть кратна частоте полу-тона , так как именно на ней ведется коррекция. В приборе использован кварцевый резонатор на частоту 8800 Гц. Поэтому при коррекции частоты на первой октаве на «орбите» будут высвечиваться 20 ме-ток, на малой октаве - 40.

Для настройки музыкальных инструментов приме-няется два датчика: акустический типа ДЭМ-4 и магни-тоэлектрический. Последний выполнен на базе капсуля ДЭМШ-Im. В обмотке датчика (магнитоэлектрическо-го) при колебании струны вблизи полюсных наконеч-ников возникают , которые и передаются на прибор. Когда настройка ведется мето- электромеханического резонанса, наоборот, коле-бания, поступающие из прибора в датчик, возбуждают струну.

Акустический также обратим. Он может использоваться как в качестве излучателя звуковых колебаний, так и микрофона.

Прибор питается от сети переменного тока напря-жением 220 В. Он потребляет около 10 Вт. Все усилители питаются от выпрямителя напряжением 22 В. На транзисторы VI, V2 и микросхемы подается стабилизированное напряжение 9 В. пита-ния на анодные электронно-лучевой трубки (700 В) поступает с выпрямителя на диодах V9, V10, собранного по схеме удвоителя напряжения.

Прибор смонтирован в корпусе размерами 215 X 195 X 100 мм.

Рисунки к патенту РФ 2383937

Известный камертон не позволяет достичь высокой точности настройки музыкального инструмента.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Перед началом концерта музыканты симфонического оркестра настраивают свои инструменты по единственной ноте, играемой гобоистом. Проделав это, музыканты могут быть уверены в возможности достижения гармонии. Однако, когда расстраивается такой инструмент, как рояль, требуется более сложная процедура. Опытные настройщики должны натягивать или ослаблять каждую клавишную струну так, чтобы высота ее тона в точности равнялась высоте тона соответствующего камертона.

Камертон - это тщательно изготовленный инструмент, издающий во время колебаний звук определенной высоты. Например, камертон колеблющийся с частотой 262 герца (единиц измерения частоты), издает звук «до» первой октавы, в то время как камертон с частотой колебаний 440 герц издает звук «ля» этой же октавы, а камертон с частотой 524 герца - снова звук «до», но уже на одну октаву выше. Частоты нот на октаву вверх или вниз кратны. Более высокой ноте соответствует частота колебаний, превышающая ровно в два раза частоту аналогичной, но более низкой ноты. Профессиональный настройщик может сказать вам, когда высота тона рояля в точности соответствует высоте тона камертона. Если эти тона отличаются, их звуковые волны взаимодействуют таким образом, что появляется пульсирующий шум, называющийся биением. Когда этот шум исчезает, клавиша настроена.

Выравнивание тонов

Камертон колеблется с частотой 440 герц, струна расстроенной клавиши «ля» - с частотой 520 герц. В результате взаимодействия различных тонов (третий и четвертый графики) образуется пульсирующая волна. Как только тона выравниваются (нижний график), звук становится устойчивым.

Время настраивать рояль

Пульсирующий шум от двух пересекающихся волн с различной частотой (на рисунке внизу показан в виде волны с переменной амплитудой) сигнализирует о необходимости настройки рояля.

Ответные колебания

Если ударить по одному из двух одинаковых камертонов, второй также начнет звучать. Этот эффект, называющийся ответными колебаниями, характерен и для маятников одинаковой длины (рисунки слева на право №№ 1,2,3). У маятников различной длины (рисунки слева на право №№ 4,5,6) ответные колебания не возникают.