[发明专利]电子琴音源发生器逻辑电路

说明书

用于电子琴中的一种音源发生器，属基本电子线路技术领域。

目前市场上出售的各种电子琴，其音源发生器电路都是另星的，不完整的，目前尚未在公开的刊物上发现过一部完整的电子琴音源发生器逻缉电路。

本发明的目的是设计一种可以大规模集成的音源发生器逻缉电路。

本发明由八个部分电路组成如图1所示：并行数据输入与译码电路5、音阶编码分配电路6、颤音发生电路7、包络设置电路9、包络控制电路10及音阶叠加合成电路8等。图中1是并行数据输入，2是主时钟输入，11是音源时钟输入，14是包络R-C回路设定，16是颤音编码输入。

图2～图8是八个部分电路框图的详细说明。

图2是并行数据输入与译码电路框图，它由四组动态移位寄存器20、一个或非-或非译码矩阵18、一个与非译码矩阵17、一个同步信号检测电路19、以及主时钟驱动器21、主时钟22组成。主时钟的频率为470KHZ，经过内部驱动器后的信号，送至串行数据输入与译码电路，用来接收输入的琴键编码并行数据。并行数据输入1的4位数据编码，经移位寄存器20分离以后，先由同步信号检测电路19检测到同步信号，并使整个电路进入正常工作周期。由十一组2×4位二进制编码组成的通道数据与工作命令，在外部主时钟的驱动下不断地周期性刷新。每组通道编码中的音阶编码由或非-或非矩阵18译出;八度编码26由与非矩阵17译出。它们的输出信号都送至基准音阶发生与八度选择电路。通道允许工作选择信号24输送至包络控制电路10。由同步信号检测电路19输出的信号，用来使通道数据输入与矩阵译码输出同步，并作为所有十个通道的扫描脉冲的时钟信号，送至音阶编码分配电路6和包络控制电路10。

图3是基准音阶发生与八度选择电路，它由十个相同结构的单元电路z₁，z₂，……z₁₀组成，每个单元电路由基准音阶发生31、4个二分频计数器30、分频系数调整电路28、八度选择门29、时钟37、时钟驱动器35、复位信号36组成。其作用是产生与按下的琴键对应的音阶模拟信号。该信号通过以下过程获得：首先得到基准音阶的频率，是由一个可变系数分频器对音源时钟分频后得到的。其次按该琴键在键盘中所处的八度音程的位置，选择合适的八度分频级数。为了进一步提高分频的精确性，减少音分误差，还增加了一个分频系数调整电路28。基准音阶发生31由6个可预置数的移位寄存器、检出门、异或门、及分频系数调整电路组成。从并行数据输入与译码电路，输入予置数至移位寄存器，经选通后存储在移位寄存器，经选通后存储在移位寄存器的栅电容上，在音源时钟的驱动下，分频器开始工作，将存储在栅电容上的予置数读入分频系数调整电路，并向八度选择电路发送分频脉冲。

八度选择电路由4个二分频计数器30和一个八度选择门29组成，它可选择1、2、4、8、16分频中的一个并向音阶叠加合成电路27输出。

49个琴键中每十二个键为一个八度音程范围，可分成5个八度，相邻二个八度中音各相同的琴键，它们的音阶频率是2倍频或2分频的关系。因此通过可变系数分频器得到了最高音阶的十二个基准频率之后，通过四次二分频便可获得所有音阶的频率。

图4是串行数据输入与译码电路，它由脉冲分离电路39与译码电路38两部分组成。串行输入的数据42在时钟信号43作用下，输入有关电子琴节奏、音色、工作模式等编码数据。来自并行数据输入3与译码电路的同步信号44，经时钟信号分离后，产生6个扫描脉冲信号，将串行编码分离出来，送至译码器38，暂存于栅电容中，待下次同步信号来了之后重新给予刷新。在此期间还产生了2个时序信号，分别送至包络控制电路10和音阶编码分配电路6，用来进一步读同步信号之后的工作命令和产生通道数据存储选通信号。译码电路的输出信号，分别送至颤音发生电路7、包络设置电路9和包络控制电路10，表示不同的音色要求。