АККОМПАНЕМЕНТ ОДНОЙ КНОПКОЙ

У разработанного мною кибернетического электромузыкального инструмента (КЭМИ) нет ни клавиатуры, ни струн, ни рожков. Для извлечения звуков, проигрывания популярных мелодий, создания требуемого аккомпанемента служит специальная кнопка — медиатор. Последовательно нажимая на нее, вызывают «зашитые» в электронную память инструмента музыкальные минифрагменты, длительность которых определяется непосредственно самим исполнителем (как, впрочем, и выдержка пауз). Каждое отпускание медиатора автоматически и без «щелчков» выключает звук, подготавливая КЭМИ к подаче очередного, следующего словно по конвейеру, «музкванта» (ноты). Так что игра на данном инструменте воспринимается окружающими как волшебство, чудодейство иллюзиониста с музыкальной кнопкой, хотя в действительности исполнитель лишь нажимает и отпускает в такт мотива медиатор, стараясь наиболее правдоподобно сыграть мелодию.

Ну, а если неумеха-новичок (например, ребенок) не знает мотива? Для этого у КЭМИ есть дисплей на основе светодиодов, подсказывающий, как долго должна звучать проигрываемая в данный момент нота (сколько еще предстоит удерживать медиатор в нажатом состоянии) и какая длительность рекомендована для паузы. А чтобы таким самоучителем было удобнее пользоваться, на лицевую панель дополнительно нанесены стандартное и условное обозначения этих временных параметров. Да и легче ориентироваться: два левых светодиода своим свечением указывают на наличие пауз в программе и их длительность, а пять правых — нот.

Исполнив первый фрагмент мелодии (куплет песни), о конце которого инструмент автоматически сообщит звуком высокого тона, нужно нажать другую кнопку, названную «мульти» (много). При этом произойдет «перебазирование» на исходную позицию для последующего повторения. Кстати, именно такой режим рекомендуется как экстренный возврат к началу из любого места при ошибочной игре. А будучи нажатой совместно с медиатором, кнопка «мульти» приводит к замене мелодии, извлекаемой из электронной памяти инструмента, на очередную (по кольцу, в сторону увеличения номера, который контролируют на дисплее).

Определение номера мелодии по светодиодному дисплею имеет ряд особенностей, и их нельзя не учитывать. В частности, следует помнить, что три левых светодиода высвечивают здесь десятки, а четыре правых — единицы. При съеме показаний счет тем и другим ведут раздельно. Если, например, в разряде десятков высвечиваются «4» и «1», а в разряде единиц — «8» и «1», то к игре подготовлена мелодия с номером 59. Но, согласно приводимой ниже таблице, в электронной памяти инструмента под этим номером числятся «Морзянка» (расположена в левом столбце, обозначенном как «сторона А») и «Едем мы, друзья» (в правом — «сторона Б»). Как же быть?

Все зависит от желания исполнителя. При выборе мелодий «А» дополнительных действий не требуется, в то время как для проигрывания остальных не обойтись без предварительного (кратковременного!) нажатия на кнопку «сторона Б». С помощью медиатора извлекают из памяти инструмента друг за другом нужные ноты, регулируя и контролируя (ориентируясь на собственный слух) длительность звучания каждой и паузы между ними. И помнят: для многократного повторения фрагментов мелодий (куплетов песен), перечисленных в правом столбце таблицы, используется кнопка с надписью «сторона Б», а в левом — «мульти».

Из других достоинств предлагаемой мною конструкции нельзя не отметить применение цифрового деления частоты в ведущем генераторе, благодаря чему имеются все шансы получить высокую точность музыкального строя в диапазоне более двух октав. Звучание становится очень похожим на классическую гавайскую гитару, но возможна подстройка и под другие, не менее мелодичные акустические музыкальные инструменты.

Имея мини-габариты, позволяющие свободно умещаться на ладони, самодельный электронный аккомпаниатор отличается минимальным потреблением электроэнергии (гальванической батарейки с общим напряжением 5 В хватает надолго!) и может с успехом использоваться не только в домашних условиях, но и на природе (скажем, в турпоходе, на пикнике). Обзаведитесь таким музыкальным инструментом — не пожалеете!

При всей многогранности решаемых задач сама «электроника» аккомпаниатора содержит лишь восемь микросхем, из которых только одна (на ней держится емкая кибернетическая память) — зарубежного производства. Хотя и она может быть заменена отечественной МС.

Принципиальную электрическую схему самодельного кибернетического музыкального инструмента (КЭМИ) удобно разделить условно на три части: генераторно-делительную, шаговую систему опроса «зашитых» адресов и, собственно, электронную память КЭМИ. Причем последняя на этапе рассмотрения принципа работы, а также при первом включении смонтированной печатной платы, строго говоря, не является обязательной. Более того, как засвидетельствовано в акте испытаний одного из опытных экземпляров КЭМИ, для чисто бытового использования может оказаться вполне пригодным инструмент, из состава которого вообще исключена МС памяти (DD3)!

Рассмотрим принцип работы генераторно-делительной части, в которую входят ведущий генератор, программируемый делитель частоты (ПДЧ), триггер-защелка, формирователь меандра, управляемый напряжением усилитель(УНУ), а также усилитель звуковой частоты (УЗЧ) и акустическая система.

Ведущий генератор собран по типовой схеме на двух инверторах микросхемы DD7 типа К561ЛА7. Такое, в общем-то, простейшее устройство, работает достаточно стабильно в широком диапазоне частот, зависящем в основном от конденсатора С1. При указанных 36 пФ генератор выдает около 100 кГц. Но частоту можно корректировать и выбором соответствующего номинала резистора R1. Причем более плавно, чем за счет изменения емкости С1. При этом сдвигается и музыкальный строй инструмента.

Программируемый делитель частоты (ПДЧ) выполнен на двух микросхемах (DD4, DD5) типа К155ИЕ7. Соединенные между собой последовательно, они в данном случае работают на вычитание от ведущего генератора. При отсутствии МС памяти информационные входы обеих микросхем (кроме вывода 15 DD4), что называется, висят в воздухе и воспринимаются внутренними триггерами ПДЧ за высокие уровни (логические 1). В результате общий коэффициент деления практически максимален (255) и в динамике слышен чистый тональный сигнал с частотой около 440 Гц. Подключение же одного или более информационных входов к «земельному» проводу приводит, соответственно, к уменьшению коэффициента деления ПДЧ и повышению тональности звука.

Следующий электронный узел реализован на верхней половине микросхемы DD6 (К155ТМ2) и представляет собой стандартный RS-триггер, выходной сигнал которого (вывод 8) не только «защелкивает» информацию во внутренние триггеры ПДЧ, но и переключает «страницы прошивки» DD3 с целью поочередного вывода информации из памяти и ее распределения (для ПДЧ и светодиодов).

На очереди — формирователь меандра. Вникая в особенности его функционирования, следует учитывать, что импульсы на выходе ПДЧ имеют высокую скважность и не пригодны для работы динамика. А вот нижний по схеме триггер МС К155ТМ2 формирует «прямоугольные со скважностью 2» и делит их на 2. Хотя эти импульсы постоянно присутствуют на выводе 5 микросхемы DD6, диод VD2 заперт, и динамик, естественно, молчит.

Управляемый напряжением усилитель (УНУ) — не что иное как обычный кремниевый вентиль VD2, закрытый напряжением на резисторе R8, входящем в эмиттерную цепь транзистора VT1, база которого соединена с запоминающим конденсатором С4. С приходом на анод диода VD1 и соединенную с ним обкладку конденсатора С2 логической единицы произойдет достаточно быстрый и плавный (без «щелчков», через резистор R4) заряд емкости С4. Транзистор VT1 откроется, отпирая вышеназванный VD2, который послушно пропустит тональный сигнал на вход УЗЧ.

Замена логической единицы на антипод — низкий уровень приведет к тому, что диод VD1 резко закроется, а С4 плавно (в течение примерно 5 сек) разрядится через переход база — эмиттер транзистора VT1, в результате чего звук в динамике постепенно затихнет.

Что же касается усилителя звуковой частоты, то его можно реализовать как на составном транзисторе типа КТ972, так и на обычном (например, КТ815 или даже КТ315). В любом варианте конструктивного исполнения УЗЧ гарантировано чистое мелодичное звучание, громкость которого в случае необходимости можно уменьшить, поставив последовательно с R8 переменный резистор номиналом в пределах от 22 кОм до 47 кОм (на принципиальной электрической схеме КЭМИ такой вариант условно не показан).

Акустическую систему лучше взять готовой, в виде высококачественной АС с сопротивлением звуковой катушки в пределах 4—8 Ом. Но можно использовать и трансляционный громкоговоритель, только обязательно без переходного трансформатора. А вот малогабаритные динамические головки применять нежелательно, поскольку КЭМИ рассчитан на воспроизведение широкого спектра частот (в частности для подчеркивания акцента типа стринг), что «пищалкам», право же, не под силу.

А.СИМУТИН,

Брянская обл.

(Окончание следует)