Генератор аккордов с арпеджиатором - 2

На данном рис. представлена принципиальная схема основного блока инструмента (без ПЗУ).
Генератор тона построен на инверторах DD5.1-DD5.3 по схеме мультивибратора. Он работает на частоте около 34,1МГц. На элементах DD6.1-DD6.3 по аналогичной схеме построен генератор частотного вибрато. Он работает на частоте порядка нескольких герц. Точно частота вибрато устанавливается подстроечным резистором R11 Модулирующий сигнал поступает на вход элемента DD5.1 при замыкании контактов выключателя SA2 через цепочку R9C6R10. Этот RCR фильтр служит для скругления углов прямоугольного сигнала с генератора вибрато, чтобы вибрато было плавным. Подстроечным резистором R10 устанавливается желаемая амплитуда частотного вибрато. DD5.4-элемент разрешения. Он позволяет получать отрывистый звук при звучания инструмента в автоматическом и полуавтоматическом режиме. С выхода элемента DD5.4 тональный сигнал поступает на двоичный счетчик DD8. С выхода элемента DD5.4 и с выходов двоичного счетчика DD8 сигналы с частотой тонального генератора и на одну. две, три октавы ниже поступают на информационные входы мультиплексора DD9. С помощью переключателей SA4, SA5 скачкообразно, с шагом в одну октаву переключается диапазон инструмента. Доступно 4 комбинации SA4, SA5 - соответственно, 4 звуковысотных диапазона.
С выхода мультиплексора DD9 тональный сигнал поступает на вычитающий 8-разрядный двоичный счетчик, собранный на микросхемах DD22, DD23. С помощью данного 8-битного счетчика формируется хроматический звукоряд ЭМИ. Звукоряд формируется подключением группы диодов из числа VD2-VD59 ко входам предварительной загрузки  счетчиков DD22, DD23. Коэффициенты деления частоты, определяемые при помощи диодной матрицы VD2-VD59,  выставлены в соответствии с рекомендациями из публикации "Выбор коэффициентов деления частоты" (А.Моисеев, журнал "Радио", 1990г, №3, с.63, 64).  Предлагаемая линейка из 7-8-битных чисел несколько расширена таким образом, чтобы охватывала не 12, а 16 нот - по числу нот  клавиатуры данного ЭМИ – расширением влево и вправо на две ноты. Таким образом, вертикальные ряды диодной матрицы – слева на право – задают коэффициенты деления  246, 232, 219, 207, 195, 184, 174, 164, 155, 146, 138, 130, 123, 116, 109, 103, представленные в двоичном коде. Наличие диода означает логический ноль, его отсутствие – логическую единицу. R28- R35 – подтягивающие резисторы для входов предварительной загрузки коэффициентов деления счетчиков DD22, DD23. Нужная звучащая нота выбирается при помощи дешифратора DD15. Данный дешифратор управляется 4-битным словом, подаваемым на его адресные входы. Этот 4-битный код может подаваться как с клавиатуры ЭМИ через буфер из триггеров DD10, так и с микросхемы памяти DD11, позволяющей ввести в нее цикл с максимальной длительностью 16 последовательно звучащих нот или аккордов. Ручной или автоматический режим выбирается переключателем SA6. В ручном режиме выбранная нота звучит при нажатии одной из кнопок SB1-SB16 и продолжает звучать после отпускания соответствующей кнопки. В промышленных ЭМИ такой режим называется Latch. Эта функция реализована при помощи квазисенсорного переключателя на шифраторах DD3, DD4, элементах DD1.1- DD1.4, таймере DD2, инверторе DD34.4 и счетверенном триггере – защелке DD10. Одновибратор на таймере DD2 с инвертором DD34.4 необходим для формирования импульса запоминания информации, подаваемого на вход C (вывод 9) триггера DD10. Таким образом, на одном из 16 выходов дешифратора DD15 формируется низкий уровень, подключающий ко входам параллельной загрузки счетчиков DD22, DD23 нужный столбец диодов из числа VD2-VD59. При этом свечение одного из светодиодов HL1-HL16 индицирует воспроизводимую ноту. С выхода счетчика DD23 тональный сигнал поступает на формирователь ступеней аккорда, выполненный на счетчиках DD24-DD30. Данный узел формирует набор сигналов с соотношением частот 20:24:25:30:35-для формирования минорных, мажорных аккордов и септаккордов  и с соотношением частот 20:30:40:60 для формирования нейтральных квартово-квинтово-октавных созвучий. Признаки аккорда (минор/мажор, трезвучие/септаккорд, тонально окрашенный/нейтральный), а также режим прерыватель/арпеджиатор выбираются на пульте управления при помощи кнопок SB17-SB24, подключенным к соответствующим RS-триггерам на элементах микросхем DD12, DD13.Пульт управления SB17-SB24 может программировать информационные входы микросхемы памяти DD14 (16 шагов программы), либо управлять инструментом в реальном времени. 4-битноое слово, снимаемое с нижних  правых по схеме контактов SA6 управляют 4-мя мультиплексорами,  отвечающими за признак аккорда и режим прерыватель/арпеджиатор. Мультиплексоры построены на элементах 2И/2ИЛИ/НЕ микросхем DD31-DD33 и инверторах DD34.1-DD34.3,DD34.5.
На инверторах микросхемы DD7 построен генератор ритма, работающий на частоте от долей герц до единиц герц. Частота ритма регулируется потенциометром R13.
Тактовый сигнал с генератора ритма поступает на двоичный счетчик DD16, а с него - на дешифратор DD17. С помощью переключателя SA7 задается количество ритмических долей в воспроизводимом такте при игре в автоматическом режиме с использованием микросхем памяти.SA7 определяет режим обнуления счетчика DD16.
Тактовый сигнал с выхода Y0 дешифратора DD17 поступает на двоичный счетчик DD18.1, DD18.2. Переключателя SA8 определяет количество тактов в секвенсоре при игре в авторежиме с памятью.
Кнопками SB26, SB27, подключенными через RS-триггеры на элементах DD19.1-DD19.4 к складывающему и вычитающему входам реверсивного счетчика DD20, выбирается один из 16 шагов секвенсора для пошагового программирования каждого шага такта. Светодиоды HL26-HL40,подключенные к выходу дешифратора DD20, указывают, в каком такте находится секвенсор.При программировании секвенсора SA9 ставят в нижнее по схеме положение, кнопками SB26, SB27 выбирают нужный шаг, кнопками SB1-SB16 выбирают нужную высоту аккорда, а кнопками SB17-SB24 выбирают нужные свойства аккорда и режим арпеджиатор.прерыватель, кратковременно нажимают кнопку SB25 - при этом вспыхивает светодиод HL41 - "Запись шага сделана!", и затем кнопками SB26, SB27 переходят к следующему шагу. Если шаг был записан неправильно, с помощью SB26, SB27 можно к нему вернуться и записать заново.
После того, как все шаги записаны, можно перевести SA9 в верхнее по схеме положение, в результате чего начнется воспроизведение программы. Может быть желательным перед воспроизведением SA3 установить в положение "Стоп", а с помощью SB26, SB27 установить DD20 в начальную позицию - чтобы светился светодиод HL25. Тогда при переводе SA9 и SA3 в положение "Воспроизведение" и "Пуск" записанная музыкальная программа будет проигрываться с начала и далее по кругу.
SA15 переключает род работы устройства - может звучать либо аккорд из четырех звуков, любо одиночный звук, пропущенный через узел гармонического синтеза. Узел гармонического синтеза собран на триггерах-делителях частоты на два DD35.1 и DD35.2. Потенциометрами R55-R57 из трех гармоник с соотношениями частот 1:2:4 устанавливается желаемый тембр одиночного звука.
Свойство "арпеджиатор/прерыватель" может выключить арпеджиатор, работающий по одному их пресетов ПЗУ - тогда будет звучать просто одиночный звук, который может прерываться с частотой тактового генератора, если SA1 находится в замкнутом положении, либо будет звучать, не прерываясь, если контакты SA1 разомкнуты.
С помощью SA16 можно заглушить звучание инструмента. R61 - регулятор громкости.
Светодиоды HL17-HL24 служат индикаторами свойств аккорда и режима "арпеджиатор/прерыватель" при игре в режиме реального времени, записи программы и игре в автоматическом режиме по запрограммированной памяти.

Схема была собрана, правда, в несколько ином варианте, и испытана. Были собраны тональный генератор, блок клавиатуры с формирователем тона и ОЗУ. Хроматическая гамма из 16 нот клавиатуры звучала хорошо, блок памяти тоже работал. Квазисенсорный перключатель был собран по журналу "Радио" №3 за 1984 г. и практически не работал (там ошибка в схеме - не хватало формирователя запоминающего импульса, поэтому был введен узел на DD2). Т.к. схема была собрана в основном на серии К155, главной проблемой стало снижение потребляемого тока. В итоге на данной иллюстрации применены, там где возможно, ИМС серий К555 и КР1533. Шифратор допустимо применить неприоритетный, на логических элементах (см. С.А.Бирюков, "Цифровые устройства на интегральных микросхемах", МРБ 1159, М.,"Радио и связь", 1991 г., с.160) - он потребляет меньшую мощность. RS-триггеры можно строить на КР1533ТР2 (К555ТР2). Некоторые микросхемы можно заменять на аналоги других типов. Возможно, делитель частоты на DD22,DD23 будет работать надежнее, если их выводы 14 объединить с выводом 8 и подключить их к общей шине не напрямую, а через диод 1N4148 или подобный, включенный в прямом направлении. Также следует ставить блокировочные керамические конденсаторы но 0,033-0,047мкФ возде цепей питания микросхем с триггерами. Низкочастотные генераторы вибрато и ритма могут быть выполнены на таймерах NE555N.
Возможно, некоторые узлы данной части схемы потребуют коррекции и подбора микросхем.