电子琴音乐演奏电路.ppt

设计实例三 电子琴音乐的产生与演奏电路设计 电子琴，能模拟各种传统乐器的音色，如笛、号、琴、颤音、和弦音以及打击乐鼓、板音、沙锤等。 主要介绍一种不需要按琴键就能模拟电子琴自动演奏乐曲的电子琴音乐的产生与演奏电路。 一、系统基本功能 音乐源产生电路的功能 ①产生各个音符的频率信号； ②产生低、中、高三个音区的音符； ③产生多种打击乐器的音色。 乐曲演奏电路的功能 ①能模拟演奏多曲乐曲； ②自动与人工选曲； ③演奏的节奏可调节。 二、系统组成框图 音调指频率的高低。 音调发生器产生各个音区与音符所对应的频率 用来存储与乐曲的音符对应的数字代码及乐曲的数量(4首） 节拍发生器的振荡频率由乐曲演奏的速度决定。 演奏的速度越快，节拍发生器的振荡频率越高。地址计数器提供音符代码存储器的地址线。 节拍分配器的作用是产生驱动打击乐器的节拍信号。 鼓音、板音电路能产生模拟鼓音、板音的信号，其中鼓音的振荡频率约几千赫兹，板音约几十赫兹。 音色产生器的功能是能模拟各种传统乐器如笛子、小号、双簧、风琴等的乐音。 2716 音调发生器产生各个音区与音符所对应的频率。 表中，从下至上相邻两个音区间的频率比约为2：1（或称8度音差）， 从右至左相邻两个音调间的频率比约1.05946：1。 从上至下相邻三个音区依次称为低音区、中音区和高音区。 三、单元电路设计 1、音调发生器设计 各音符的频率f由基准频率fR经过分频而获得，即f=fR/N 由电路决定 N=128-D（预置数） （10进制） （16进制） 音区控制电路 用来控制低、中、高三个音区及休止符0的选择。若设D7D6=01为低音区，D7D6=10为中音区，D7D6=11为高音区，D7D6=00为休止符，则CC4052的输出频率fD1与74LS93Q0Q1Q2的频率完全相同。 双四路模拟开关 分频器 74LS93对输入的音符频率f分频，其输出端Q0Q1Q2的频率分别是f/2、f/4、f/8的高、中、低三个音区的不同频率。 代表1~7及休止符0等8个唱名 基准频率 对于一般乐曲，则1~7及休止符0等8个唱名的低、中、高三个音区的代码如下表。根据此表就可以将简单乐曲的代码存储到EPROM中。 f/4中频区 (十六进制，对应表6.5.2) 2 节拍发生器与地址计数器设计 节拍发生器由时基电路555组成振荡器，振荡频率由乐曲的演奏速度所决定。 地址计数器 选曲 2716最多可存4首歌曲 音色产生器电路设计 音色产生器产生模拟各种传统乐器如笛子、小号、双簧、风琴等的音乐。这些音乐的区别表现在发同一音符时，波形的频谱与包络特性不同。 CC4052输出的音符频率f0。 电阻R1~R10组成权电阻相加网络，可产生有不同频率成分与不同幅度组成的各种波形。适当选择电阻R1~R10的阻值或一定比值（与乐器标准音比较后定），可获得笛子、小号、双簧、风琴等的基本乐音。 RC滤波，改善音色。 Q0~Q3为f0的2、4、8、16分频 4 节拍分配器电路设计 节拍分配器产生驱动打击乐的节拍信号，如一拍击一下，以加强乐曲的气氛和节奏的效果。如果驱动鼓音、板音电路，就能产生打击鼓音、板音的节拍。 或门电路 驱动板音电路 驱动鼓音电路 节拍分配脉冲 选曲 双4选1开关 作用：根据歌曲不同，选择不同的节拍脉冲。 ○表示弱拍（板音） ▽表示强拍 （鼓音） 鼓音与板音产生电路设计 鼓音与板音产生电路是一种振幅按照指数规律衰减的谐波振荡器，仅在受节拍脉冲的触发时才产生振荡，并随着脉冲的消失而停止振荡。这种谐波的频谱成分恰好与鼓音、板音的频谱类似。 板音振荡器 鼓音振荡器 放大板音和鼓音信号 * 分频系数N=128-D（预置数） * 分频系数N=128-D（预置数）