СЕМИОКТАВНЫЙ, МНОГОГОЛОСЫЙ КЛАВИШНЫЙ МУЗЫКАЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ
SEVEN-OCTAVE, POLYPHONIC KEYBOARD MUSICAL INSTRUMENT

Изобретение относится к музыкальным инструментам высшего класса, которые по устройству и изготовлению проще и дешевле существующих музыкальных инструментов такого класса. Они обладают точной и постоянной настройкой, красивым тембром, напоминающим звуки смычковых инструментов, а также большими возможностями комбинации звуков и будут пользоваться большим спросом в мире. Таких пока инструментов нет, но их можно изготовить на предприятиях легкой промышленности, где изготовляют различные магнитофоны.
Известен многоголосый клавишный электромузыкальный инструмент с применением электронных генераторов для воспроизведения звуков (см. SU 110378 А, кл. G10H 5/02, опубл. 01.01.1957), содержащий управляемые клавиши и устройства, обеспечивающие мягкое возникновение звука, при этом под клавишами расположены дополнительные контактные группы, служащие для подключения генераторов, соответствующих крайним клавишам, к отдельным усилителям.
Известный инструмент не обладает тембром, напоминающим звуки смычковых инструментов, и не обеспечивает постоянную и точную настройку.
Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является разработка семиоктавного многоголосого музыкального инструмента, который позволяет обеспечить высокую и точную настройку, обладает тембром, напоминающим звуки смычковых инструментов, и не требует дорогостоящих затрат при его изготовлении.
Поставленная задача решается созданием семиоктавного многоголосого музыкального инструмента, содержащего семь одинаковых круглых пластинок-фонограмм на шкивах, установленных в шахматном порядке и вращающихся с заданной скоростью поочередно от одного из двух моторов, диаметры шкивов которых отличаются в два или четыре раза, причем второй мотор работает вхолостую, клавиши, при этом на пластинке-фонограмме нанесены 14 звуковых дорожек, определяющих тембр инструмента, рисунок которых выполнен с использованием токопроводящих материалов, над вращающимися фонограммами установлены неподвижные фонограммы-матрицы, имеющие изолированные звуковые дорожки, которые соединены посредством проводов с клавишами, имеющими до пяти контактов, первый из которых подсоединен к усилителю низкой частоты, причем при работе инструмента от первого мотора извлекаются звуки от контроктавы до четвертой октавы, а при переключении работы инструмента от второго мотора частота извлекаемых звуков увеличивается в два или четыре раза.
Заявленный музыкальный инструмент состоит из двух узлов: генератора музыкальных звуков с усилителем низкой частоты (УНЧ), который по себестоимости будет равен стоимости дорогих магнитофонов, и семиоктавной клавиатуры в полированном деревянном корпусе инструмента с размерами 1200×200×360 мм, стоимость которого, наверно, будет около восьми тыс.руб. Этот инструмент будет в два раза дешевле фортепиано. Для его изготовления не нужны дорогие ценные металлы, здесь нет сложных, трудно изготовляемых механизмов и не нужны высоко квалифицированные настройщики.
При этом УНЧ выбирают двухканальный, двухконтактный, мощностью до 10 ватт, а к проводам, идущим к УНЧ, последовательно подключают ножную педаль для регулирования громкости.
В предлагаемом инструменте для извлечения музыкальных звуков использованы семь круглых фонограмм, каждая из которых на своих шкивах вращается со строго определенной скоростью. Фонограммы все одинаковы, а форма рисунков на звуковых дорожках определяет тембр инструмента. Данные дорожки издают звуки смычковых инструментов. Фонограмма семиоктавного музыкального инструмента имеет 14 звуковых дорожек, причем каждая дорожка имеет от 2-3, 4-6, 8-12, 16-24, 32-48, 64-96, 128-192 токопроводящих знаков. Дорожки первой фонограммы со знаками 2-4-8-16 и т.д. производят 7 звуков До для всех семи октав инструмента. Следующие дорожки со знаками 3-6-12 производят семь звуков Соль для всех семи октав. Следующие фонограммы на своих шкивах вращаются быстрее, и звуки получаются выше на полутон, а именно получаются звуки До# и Соль#, далее - Ре и Ля, Ре# и Ля#, Ми и Си. Все они имеют по семь звуков для всех семи октав инструмента. Две последние фонограммы на шкивах с диметром 22,47-21,21 мм на звуковых дорожках 2-4-8 производят только по одному звуку Фа и Фа # для всех семи октав инструмента.
Изобретение поясняется фиг.1-10.
На фиг.1 представлена фонограмма-матрица. Она не вращается и находится над вращающимися фонограммами. Фонограмма-матрица приклеена к потолку генератора с внутренней стороны, а к ее звуковым дорожкам соединены провода, которые идут к первому контакту соответствующей клавишы музыкального инструмента.
На фиг.2 приведены фонограммы, каждая из которых на своем шкиве вращается со строго определенный скоростью. Зазор между двумя фонограммами составляет 1 мм. Эти фонограммы представляют собой переменные конденсаторы с воздушной изоляцией. Они имеют широкое применение в радиотехнике. При вращении фонограмм перемещаются их токопроводящие элементы, при этом меняется емкость конденсатора, образуется пульсирующей ток с определенной частотой и проходит к дорожкам матрицы - неподвижной фонограммы. Все контакты и дорожки вращающейся фонограммы замкнуты, и она находится под напряжением переменного тока с частотой 540 кГц. Ток проходит к первой фонограмме в виде музыкальных тонов. Такой ток имеется в гетеродине любого радиоприемника. Кроме того, здесь можно использовать хорошо отфильтрованный постоянный ток с напряжением от 24 до 200 вольт. Короткого замыкания при этом не будет, так как ток подается через бумажные конденсаторы, которые постоянного тока не пропускают, и ток будет проходить по мере изменения емкости конденсаторов фонограмм. Это используется, например, в микрофонах с металлическими пластинками, в которых от звука первая пластинка колеблется, меняется емкость пластинок и постоянный ток превращается в пульсирующий ток, который через пластинки проходит в виде звуковых сигналов,
На фиг.3 приведен генератор музыкальных звуков (вид сверху), а на фиг.4 - вид сбоку в разрезе.
В данном музыкальном инструменте все фонограммы (2) с помощью ременной передачи (9) приводятся во вращательное движение от одного из двух моторов (13). Два мотора одновременно работать не могут, т.к. они включаются одним двухконтактным выключателем. При работе первого мотора инструмент издает звуки в пределах семи октав, начиная от контроктавы до четвертой октавы. Если инструмент работает от второго мотора, его ведущей шкив толще в четыре раза (12) по сравнению с ведущим шкивом первого мотора (11). Фонограммы при этом вращаются в четыре раза быстрее (2), все октавы инструмента начинают издавать музыкальные звуки по частоте выше в четыре раза, например, Ля большой октавы издавал звуки с частотой 110 Гц, а после переключения моторов будет издавать звуки с частотой 440 Гц. И так после переключения моторов перемещаются все октавы инструмента в правую сторону, на две октавы. Контроктава производит звуки малой октавы, четвертая октава производит звуки шестой октавы. Это будет очень красивый художественный свист, напоминающий пенье соловья.
При этом работает только один мотор (12), а второй мотор от приводного ремня вращается в холостую. Неработающий мотор не создает никаких помех, они оба вращаются совершенно свободно. Шкивы моторов (5) по окружности имеют полукруглые пазы, которые удерживают приводной ремень на заданном уровне. Все шкивы изготовлены из нержавеющей стали с точностью +0,01 мм (фиг.5), с такой же точностью по частоте создаются музыкальные звуки. Все шкивы в своих подшипниках вращаются совершенно свободно, подшипники изготовлены из графитовой бронзы и на своих местах имеют резьбовое соединение. Высота шкивов и зазор между фонограммами регулируется поворотом этих подшипников, и при этом не должно быть никакого люфта (вертикального перемещения). Все моторы синхронные с мощностью более 10 ватт.
Диаметры шкивов данного семиоктавного инструмента 30-28, 32-26, 73-25, 23-23, 81-22, 47-21, 21 мм и указаны в таблице образования музыкальных тонов, где также указаны скорость вращения шкивов и расчеты образования музыкальных тонов. От точности изготовления фонограмм зависит чистота звуков, а форма знаков определяет тембр музыкальных звуков.
Каждая клавиша данного музыкального инструмента имеет до пяти контактов. Основной звук от фонограммы идет к первому контакту всех клавиш, сигнал от этого контакта идет к УНЧ и динамикам. Для обеспечения контакта с клавишами инструмента по всей длине клавиатур инструмента проложены пять длинных контактов.
Остальные четыре контакта клавиши (фиг.10) служат для подкрашивания музыкальных звуков, к примеру звук До малой октавы подкрашивается звуком До большой октавы (фиг.9). Сигналы от первого контакта этой октавы идут ко второму контакту клавиши, а сигналы До второй октавы идут к третьему контакту До малой октавы. Все это только примерное описание, эти вопросы должны решать специалисты. Громкость подкрашивающих звуков регулируются четырьмя резисторами (15) по желанию исполнителя. Все это подкрашивающие звуки, изменяющие тембр инструмента. При этом подкрашивающие звуки с панели инструмента можно вынести на ножную педаль.
Предметом изобретения являются искусственные фонограммы, а они в музыкальных инструментах не применялись. Такие фонограммы дают возможность создания принципиально новых образцов более совершенных мелодичных, дешевых музыкальных инструментов, которые имеют постоянную, точную настройку, красивый тембр и множество способов комбинации звука. Вторым новшеством является механизм (второй мотор), который позволяет изменять частоту музыкальных звуков в один или в два раза.