Учебное пособие разработал


Электромузыкальные инструменты Определения



бет50/50
Дата17.05.2020
өлшемі6.68 Mb.
түріУчебное пособие
1   ...   42   43   44   45   46   47   48   49   50

Электромузыкальные инструменты




Определения



Электромузыкальными инструментами (ЭМИ) называют музыкальные инструменты, в которых звук создается в результате генерирования, усиления и преобразования электрических сигналов с помощью электронной аппаратуры. Инструменты имеют своеобразный тембр звука, могут имитировать различные реальные инструменты. К электромузыкальным инструментам относятся терменвокс, эмиритон, синтезатор, электрогитары, электроорганы, электробарабаны и другие. Эти инструменты применяются главным образом в эстрадной и рок-музыке.

Терменвокс — «голос Термена», электромузыкальный инструмент, в котором высота звука изменяется в зависимости от расстояния правой руки исполнителя до одной из антенн, а громкость — от расстояния левой руки до другой антенны. Изобретателем является русский инженер Лев Сергеевич Термен.

Эмиритон — электромузыкальный инструмент, снабженный клавиатурой фортепьянного типа. Сконструирован в СССР изобретателями А.А. Ивановым, А.В. Римским-Корсаковым, В.А. Крейцером и В.П. Дзержковичем. Первая модель была создана в 1935.

Музыкальный синтезатор (frequency modulation synthesizer) — электронный блок, который создает сложный сигнал путем комбинации цифровых импульсов, представляющих образы звука. Этот сигнал подается на цифроаналоговый преобразователь и уже в форме звукового аналогового сигнала попадает на акустические системы.

Электромузыкальные инструменты бывают одноголосыми и многоголосыми. В одноголосом ЭМИ только один генератор, в нем с помощью клавиатуры или иным способом переключают элементы схемы, которые определяют частоту. В таком одноголосом ЭМИ аккорды звучать не могут, он поет только одним голосом, как флейта или как человек. В качестве генератора одноголосого ЭМИ часто используется мультивибратор.

Несмотря на то, что одноголосый инструмент не дает аккордов, звучание его может быть очень эффектным. Все зависит от того, какие тембры удается создать.

В многоголосом ЭМИ одновременно может работать большое число источников сигнала, возможны различные звукосочетания, аккорды.

Казалось бы, есть только один путь создания многоголосого ЭМИ — в нем нужно иметь для каждой ноты свой собственный генератор так же, как в рояле для каждой ноты есть своя струна. Однако, используя цифровые делители частоты — триггеры, можно создать многоголосый ЭМИ по другой схеме, имея в инструменте всего 12 генераторов — для всех нот одной, самой высокочастотной октавы. Затем частоту каждого генератора можно делить с помощью триггера и перейти к следующей, более низкочастотной октаве. Таким образом, имея 12 генераторов и 12 делителей-триггеров, можно получить двухоктавный многоголосый ЭМИ. Если добавить к нему еще 12 триггеров, то увеличим число октав до трех и так далее.

По числу элементов и по сложности схемы многоголосый ЭМИ с делителями частоты практически не отличается от инструмента с отдельными генераторами на каждую ноту. Но зато система с делением частоты имеет одно важное достоинство, связанное со стабильностью настройки инструмента. В инструменте, где на каждую ноту имеется отдельный генератор, возможности расстройки довольно велики, расстроиться может каждый из генераторов. Значительно сложнее и настраивать такой инструмент, нужно подгонять элементы схемы в каждом из генераторов. А в инструменте с делителями нужно подбирать и подстраивать частоту только 12 генераторов. Если основные генераторы будут настроены точно, то триггеры автоматически разделят их частоту на два, на четыре, на восемь. Настроив 12 генераторов, мы настраиваем весь инструмент.



История развития электромузыкальных инструментов

Разнообразные механические музыкальные инструменты были известны уже несколько столетий назад. Первые часовые музыкальные шкатулки и ручные органы появились уже в 17-м веке. Однако все эти механизмы не были предназначены для собственно создания музыки. Использование электричества для извлечения звука началось в 1837 году, когда доктор К.Д. Пэйдж (C.G.Page) из Массачусетса заявил о своем случайном открытии «гальванической музыки», метода извлечения круговых тонов с использованием подковообразных магнитов и спиралей из медной проволоки. Первым электромузыкальным инструментом стал в 1874 году «Музыкальный телеграф» Элиши Грэй (Elisha Grey), представлявший собой двухоктавный полифонический электроорган. За ним последовали многие другие. К примеру, «Поющая радуга» Уильяма Дудделя (William Duddell) в 1899 году и «Телармониум» Таддеуша Кахила (Thaddeus Cahill) в 1900. Последний инструмент представлял из себя огромный комплекс, весивший 200 тонн и длиной около 20-ти метров. Механическая часть «Телармониума» была позже адаптирована и использована в органе «Hammond» (рис 6 .4), первая модель которого относится к 1929 году.



Рис. 6.4 — Вид органа «Hammond»
Отдельно необходимо упомянуть советского изобретателя Льва Термена, создавшего в то же время свой «Терменвокс», основанный на изменениях напряжения электрических полей (рис. 6 .5).


Рис. 6.5 — Лев Термен с терменвоксом
В середине 20-х Термен эмигрировал в США и в 1931 году изготовил для американского композитора Генри Коуэлла специальную клавиатуру, названную «ритмикон», которая могла повторять серии нот, — это был первый секвенсор.

Вовлечение электроники в генерацию звуков повлекло за собой несколько последовательных музыкальных революций. Новая техника позволила производить звуки, ранее не существовавшие в природе, и развиваться им во времени путями, невоспроизводимыми традиционными инструментами.

В конце 50-х были изобретены синтезаторы. Первый синтезатор, названный АНС, сконструирован советским инженером Евгением Мурзиным. Действие синтезатора было основано на принципе графического изображения звуковой дорожки или графического звукосинтеза, применяющемся в кино. Роль фотооптического генератора в синтезаторе выполнял стеклянный диск, покрытый фотоэмульсией, на котором были отпечатаны 144 звуковые дорожки «чистых тонов». Звук задавался путем рисунков на специальной маске, располагавшейся между диском и фотоэлементом. Далее развитие синтезаторов пошло по другому пути, однако у АНСа в наличии были такие вещи, некоторые из которых не превзойдены и до сих пор, — к примеру, он содержал 720 генераторов синусоидальных тонов. АНС был запатентован в 58-м году.

Первым западным синтезатором стал в 59-м году синтезатор RCA. В середине-конце 60-х появились относительно недорогие и портативные модели коммерческих синтезаторов типа Moog и Buchla. В начале 70-х появился первый настоящий синтезатор, как мы его себе сегодня представляем, — SYNTI-100. Он имел уже две клавиатуры, два генератора шумов, два ревербератора, трехголосную память, 8 фильтров и 8 мелодических генераторов.



Терменвокс

Это первый инструмент, положивший начало новому направлению в радиоэлектронике — электронной музыке (электромузыке). Разработал его молодой петроградский физик Лев Термен. По имени изобретателя и был назван необычный электромузыкальный инструмент. Необычен же он тем, что не имеет клавиатуры, струн или труб, с помощью которых получают звуки нужной тональности (рис. 6 .6). Игра на терменвоксе напоминает выступление фокусника-иллюзиониста — самые разнообразные мелодии звучат из динамической головки при едва заметных манипуляциях одной или двумя руками вблизи металлического прутка-антенны, торчащего на корпусе инструмента.




Рис. 6.6 — Терменвокс

Терменвокс — одноголосый инструмент. Секрет терменвокса в том, что в нем находятся два независимых генератора, вырабатывающих колебания весьма высокой частоты — около сотни тысяч герц. Но частоту одного из генераторов можно изменять своеобразным переменным конденсатором, образуемым рукой играющего и металлическим штырем-антенной, соединенным с частотозадающей цепью генератора. Приближение руки к антенне или удаление ее приводит к изменению суммарной емкости частотозадающей цепи, а значит, частоты генератора.

Сигналы обоих генераторов подаются на смеситель. На выходе смесителя выделяется разностный сигнал, который усиливается усилителем ЗЧ и воспроизводится динамической головкой. В исходном состоянии частоты обоих генераторов одинаковые, разностного сигнала практически нет, звука не слышно. Но стоит приблизить к антенне руку, как разностный сигнал появляется и в головке раздается звук. Тональность его изменяют рукой, приближаемой к антенне или удаляемой от нее.

Таков принцип работы любого терменвокса. Разница между конструкциями заключается в схемотехническом решении отдельных узлов — генератора, смесителя, усилителя, а также в наличии узлов, позволяющих получать оригинальные оттенки звучания или звуковые эффекты.



Электронный барабан

Барабан — один из популярных, но в то же время громоздких музыкальных инструментов. Уменьшить его габариты и сделать более удобным в транспортировке — желание едва ли не каждого ансамбля. Если воспользоваться услугами электроники, можно получить имитацию звучания барабана.

Если с помощью микрофона, усилителя и осциллографа «просмотреть» звук барабана, то удастся обнаружить следующее. Сигнал на экране осциллографа промелькнет в виде всплеска, напоминающего падающую каплю воды. Правда, падать она будет справа налево. Это значит, что левая часть «капли» имеет крутой фронт, обусловленный ударом по барабану, а затем следует затухающий спад — он определяется резонансными свойствами барабана. Внутри же «капля» заполнена колебаниями почти синусоидальной формы частотой 100...400 Гц — это зависит от размеров и конструктивных особенностей данного инструмента.

Подобные электрические колебания может генерировать контур ударного возбуждения, если подать на него запускающий импульс, или генератор звуковых колебаний, находящийся в заторможенном (ждущем) режиме в момент кратковременного запуска его.



Приставки к электрогитаре

Популярность электрогитары сегодня во многом объясняется возможностью подключать к ней электронные приставки, позволяющие получать самые разнообразные звуковые эффекты. Среди музыкантов-электрогитаристов можно услышать незнакомые для непосвященных слова «вау», «бустер», «дистошн», «тремоло» и другие. Все это — названия эффектов, получаемых во время исполнения мелодий на электрогитаре.



«Бустер»-приставка. Если ударить медиатором по одной из струн гитары и посмотреть на осциллографе форму электрических колебаний, снимаемых с выводов звукоснимателя, то она напомнит импульс с заполнением. Фронт «импульса» более крутой по сравнению со спадом, а «заполнение» — не что иное, как почти синусоидальные колебания, промодулированные по амплитуде. Это значит, что громкость звука при ударе по струне нарастает быстрее, чем спадает. Время нарастания звука музыканты называют атакой.

Динамика исполнения на гитаре возрастет, если ускорить атаку, т.е. увеличить скорость нарастания звука. Получающийся при этом эффект звучания получил название «бустер».

Чтобы получить эффект «бустер», достаточно эффективно воспроизвести нижние частоты (основной тон) и форманту высших частот в диапазоне 2000...5000 Гц для подчеркивания атаки и подавить в определенной степени обертона в диапазоне частот 500...1000 Гц.

«Вау»-приставка. Если при прослушивании музыкальной передачи, скажем, через радиоприемник начать быстро и в широких пределах поворачивать ручку регулировки тембра, звук обретет новую окраску, появится модуляция, схожая со звуками «ква-ква» или «вау-вау». Такой эффект проявляется и при исполнении мелодии на электрогитаре, сигнал с которой проходит через специальную приставку. Подобные приставки нередко называют «квакушками».

Обычно «вау»-приставка устроена так, что ее амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) может изменяться переменным резистором или автоматическим регулятором резонансной частоты. При этом в области низших частот на почти прямолинейной АЧХ возникает резонансный «горб» (он похож на резонансную кривую колебательного контура), который можно перемещать с помощью ножной педали, механически связанной с осью переменного резистора, по АЧХ в сторону высших частот.



Приставка «вибрато». Эффект «вибрато» проявляется в том, что основные колебания сигнала, снимаемого с датчика электрогитары, модулируются по амплитуде колебаниями весьма низкой частоты (от единиц до нескольких десятков герц), причем глубина модуляции небольшая.

Синтезаторы

Любой цифровой профессиональный синтезатор по сути представляет из себя специализированный компьютер. Как и в персональном компьютере, у него есть микропроцессор, оперативная и постоянная память, средства ввода/вывода информации и т.д. От обычного компьютера его отличают только блок синтеза звука (звуковой модуль) и высококачественные цифроаналоговые преобразователи. Современные синтезаторы могут иметь несколько клавиатур, различные генераторы шумов, память, фильтры, ревербераторы, мелодические генераторы. Музыкальный синтезатор относится к многоголосым электронным инструментам.

Синтезатор может имитировать звучание различных музыкальных инструментов при помощи создания различных тембров звучания. Основа этих инструментов — электрические генераторы, взявшие на себя роль струн, сигнал с генератора подается на громкоговоритель через усилитель и создает звук. Высота тона, естественно, определяется частотой генератора, а тембр звучания — формой кривой генерируемого напряжения. Чтобы в широких пределах менять тембр звучания, между генератором и громкоговорителем включаются электрические цепи, влияющие на спектр сигнала, например RC-фильтры, резонансные фильтры, нелинейные элементы, формантные фильтры, элементы изменения атаки, умножители и делители частоты.

У всякого музыкального звука различают три части — атаку, установившуюся стационарную часть (поддержку) и спад. Тембр звучания зависит в очень сильной степени от характера атаки и спада.

Изменение атаки — задача непростая. В простейшем случае она решается с помощью RC-цепей, которые после нажатия клавиши начинают заряжаться (или разряжаться) и обеспечивают различную задержку сигнала на входе усилителя.

Другая возможность резко изменить форму сигнала — его нелинейное искажение. Осуществить искажение можно многими разными способами. В усилительном каскаде с помощью диода можно «срезать» один из полупериодов или, резко увеличив уровень сигнала на входе усилителя, ограничить его по максимуму и по минимуму. За счет простейших RС-фильтров добиваются среза высших или низших частот. Подобные искажения значительно изменяют сигнал или вообще делают сигнал неузнаваемым. За счет изменения тембра удается имитировать звучание скрипки, виолончели, фагота, органа, трубы и многих других инструментов.


Литература





  1. Радиовещание и электроакустика: Учебник для вузов / С.И. Алябьев, А.В. Выходец, Р. Гермер и др.; Под ред. Ю.А. Ковалгина. — М.: Радио и связь, 1998. — 792 с.

  2. Ковалгин Ю. А., Вологдин Э. И. Цифровое кодирование звуковых сигналов. — СПб.: КОРОНА-принт, 2004. — 240 с.

  3. Звуковое вещание: Справочник / А.В. Выходец, П.М. Жму-рин, И.Ф. Зорин и др.; Под ред. Ю.А. Ковалгина. — М.: Радио и связь, 1993. — 464 с.

  4. ГОСТ 11515–91. Каналы и тракты звукового вещания. Основные параметры качества. Методы измерений. — М.: Изд-во стандартов, 1991. — 42 с.

  5. Багларов И.А., Ефимов А.П., Никонов А.В. Стереофоническое вещание. — М.: Радио и связь, 1993. — 240 с.

  6. МККР. Рекомендации МККР. Радиовещательная служба (звуковая). — Т.Х. — 4.1. — Дюссельдорф, 1990. — 204 с.

  7. МККР. Рекомендации МККР. Передача сигналов телевизионного и звукового радиовещания (СМТТ). — Дюссельдорф, 1990. — 170 с.

  8. МККР. Рекомендации и отчеты МККР. Радиовещательная спутниковая служба (звуковая и телевизионная). — Т.X и XI. — Ч.2 — Дубровник 1990. — 498 с.

  9. МККР. Рекомендации и отчеты МККР. Радиовещательная служба (звуковая). — Т.Х. — Ч.1. — Дубровник, 1986. — 378 с.

  10. ISO/IEC 11172-3. International Organization for Standardization, 1993 — 152 с.

  11. ISO/IEC 13818-3. International Organization for Standardization 1994 — 99 с.

  12. Стереофоническое радиовещание / М.А. Балан, С.А. Бедойа, А.В. Выходец и др.; Под ред. А.В. Выходца и Б.В. Одинцова. — К.: Техника, 1995. — 240 с.



Список сокращений и терминов





Сокращение

Расшифровка

ASPEC

Audio spectral perceptual entropics coding

DAB

Digital audio broadcasting

DCT

Diskrete Cosinus Transformation (дискретное косинусное преобразование)

LFE

Low frequency enhancement (канал сверхнизких частот)

MPEG

Moving pictures experts group

MUSICAM

Masking pattern universal subband integrated coding and multiplexing

АВ

Аппаратная вещания

АДИ

Аппаратура дистанционных измерений

АЗ

Аппаратная записи

АМФ

Аппаратная монтажа фонограмм

АПБ

Аппаратно-программный блок

АПП

Аппаратная подготовки программ

АПС

Аппаратура позывных сигналов

АСБ

Аппаратно-студийный блок

АСК

Аппаратно-студийный комплекс

АСМФ

Аппаратная сведения и монтажа фонограмм

АЧХ

Амплитудно-частотная характеристика

БДС

Блок дуплексной связи

ВК

Восстанавливающий контур

ДКС

Дешифратор кода студии

ДСТВ

Датчик сигналов точного времени

ЗВ

Звуковое вещание

ЗС

Звуковой сигнал

ЗЧ

Звуковая частота

ИКМ

Импульсно-кодовая модуляция

КД

Компакт-диск

КИЗ

Канал источника звука

КРА

Коммутационно-распределительная аппаратная

МА

Монтажная аппаратная

МВА

Междугородная вещательная аппаратная

МК

Масштабные коэффициенты

ОТД

Объект технического диагностирования

ОТК

Отдел технического контроля

ПВС

Передвижная станция магнитной видеозаписи

ПЗС

Передвижная звуковая станция

ПК

Предыскажающий контур

ПРТС

Передвижная репортажная телевизионная станция

ПТВС

Передвижная телевизионная станция с магнитной видеозаписью

ПТС

Передвижная телевизионная станция

РД

Радиодом

СА

Студийная аппаратная

СЛ

Соединительные линии

СПЗ

Синтезатор пространственного звучания

СРП

Суммарно-разностный преобразователь

ТА

Трансляционная аппаратная

ТВ

Телевизионное вещание

ТВРП

Тракт вторичного распределения программ

ТЖК

Тележурналистский комплекс

ТП

Городской трансляционный пункт

ТПВ

Система трехпрограммного проводного вещания

ТПП

Тракт приема программ

ТПРП

Тракт первичного распределения программ

ТФП

Тракт формирования программ.

ТЦ

Телевизионный центр

УДМ

Управляемая декодирующая матрица

ФКС

Формирователь кода студии;

ЦА

Центральная аппаратная

ЦСПВ

Центральная станция проводного вещания



Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   42   43   44   45   46   47   48   49   50


©netref.ru 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет