ЭЛЕКТРОННЫЙ РОЯЛЬ

Общее представление об устройстве и работе этого сравнительно несложного одноголосного ЭМИ дает структурная схема, изображенная на рис. 328, а. В нем, как и во многих подобных ему одноголосных инструментах, два генератора: генератор тона, частота колебаний которого управляется клавиатурой, и генератор вибрато, частота колебаний которого практически постоянна и не превышает нескольких герц. Колебания генератора вибрато модулируют колебания генератора тона; модулированные колебания усиливаются и преобразуются динамической головкой В в звуковые колебания. Благодаря генератору вибрато звук инструмента становится вибрирующим, что делает его более приятным для слуха.

Принципиальная схема электронной части такого ЭМИ показана на рис. 328,б. Генератор тона, в котором работают транзисторы V3 и V4, представляет собой разновидность несимметричного мультивибратора, генерирующего колебания пилообразной формы. Полный диапазон частот такого генератора может достигать четырех октав. Здесь же частота его колебаний изменяется скачкообразно при замыкании контактов клавишных переключателей , включающих в цепь эмиттера транзистора V3 резисторы . Эти резисторы, сопротивления которых подбирают опытным путем во время настройки инструмента, образуют частотозадающую цепь генератора тона.

В частотозадающей цепи семнадцать резисторов, значит, на такое же число фиксированных частот может быть настроен и генератор тона.

Рис. 328. Структурная (а) и принципиальная (б) схемы и конструкция (в) электронного рояля

В нашем случае - от частоты звука «до» первой октавы до частоты звука второй октавы. Поскольку резисторы соединены между собой последовательно, фиксированная частота колебаний генератора определяется теми резисторами, которые включены в эмиттерную цепь транзистора V3. Если, например, замкнуты контакты , частота генератора определяется только суммарным сопротивлением резисторов . При этом замыкание любых других, расположенных слева (по схеме) от уже замкнутых контактов, не изменяет сопротивления частотозадающей цепи и, следовательно, частоты генератора тона.

Колебания генератора тона, снимаемые с эмиттера его транзистора V3, через конденсатор подаются в цепь базы транзистора V5 усилителя ЗЧ. Конденсатор и переменный резистор , соединенные между собой последовательно и подключенные параллельно конденсатору образуют цепь, с помощью которой можно осуществлять общую подстройку всех фиксированных частот генератора в пределах полутона. Чтобы частоты генератора тона были устойчивы и не «плавали» с изменениями напряжения источника тока, в цепь питания его транзисторов включен стабилитрон . Он постоянно поддерживает напряжение питания генератора около 7,2 В (в зависимости от напряжения стабилизации используемого стабилитрона), а избыточное напряжение батареи гасит резистор .

В генераторе вибрато работают транзисторы V1 и V2. Как и генератор тона, а их схемы принципиально одинаковы, он также представляет собой несимметричный мультивибратор, но генерирует колебания частотой 5-7 Гц, определяемой конденсатором и резистором . Колебания генератора вибрато через корректирующую цепь , выключатель и фильтр подаются к генератору тона и модулируют его колебания. Генератор вибрато j может быть отключен от генератора тона выключателем . В этом случае звуки инструмента будут однотонными, не вибрирующими.

Усилитель ЗЧ инструмента однокаскадный, на транзисторе V5. Его выходная мощность небольшая - всего . Но ее вполне достаточно для громкого звучания головки или подобной ей . Тембр звука можно изменять при подключении конденсатора тумблером параллельно первичной обмотке выходного трансформатора .

Инструмент питается от батареи напряжением 9 В. Для более продолжительной работы ее целесообразно составить из двух батарей , обладающих значительно большей емкостью, чем «Крона» или аккумуляторная батарея .

Возможная конструкция инструмента приведена на рис. 328, в. Корпус можно сделать из сухих прямослойных дощечек и фанеры, оргалита. В передней части корпуса размещена клавиатура, внутри - монтажная плата, головка с акустической доской, обтянутой декоративной тканью, и батарея питания. Рядом с батареей - тумблер подключения генератора вибрато к генератору тона. Переменный резистор общей подстройки фиксированных частот генератора тона и тумблер изменения тембра звука инструмента размещены на дне корпуса, под клавиатурой. Резисторы частотозадающей цепи припаяны непосредственно к контактным группам клавиатуры.

Крышка корпуса откидная. При поднятии стойки, удерживающей крышку, замыкаются контакты выключателя питания . Устройство этого выключателя показано на рис. 329. Его контактами служат пружинные контакты от электромагнитных реле. При поднятии стойка, поворачиваясь вокруг винта 2 на угол 90°, выступом 3 на коротком конце надавливает на контакты 4 и замыкает их. Поднятая стойка длинным концом 1 упирается в углубление в откидной крышке инструмента. Зазор между разомкнутыми контактами выключателя регулируют медной пластинкой 5, имеющейся между контактными пружинами.

Рис. 329. Устройство выключателя питания: 1 - стойка; 2 - винт опоры стойки; 3 - выступ стойки; 4 - контактные пружины; 5 - регулировочная пластина; 6 - опорная скоба стойки

Конструкция клавиатуры может быть произвольной. Однако желательно, чтобы размеры клавиш соответствовали стандартным, например клавиатуре аккордеона. Свободный ход белых клавиш - должен составлять 8 мм, ход черных клавиш 6 мм, зазор между клавишами должен быть мм. Клавиатура рояля, о котором я здесь рассказываю, изготовлена из электротехнического картона толщиной мм (рис. 330). Можно также использовать для клавиатуры склеенный в два-три слоя более тонкий глянцевый картон (некоторые папки для бумаг). Прорези в картоне, образующие клавиши, делай остро заточенным ножом по металлической линейке. Чтобы клавишам придать жесткость, приклей снизу клеем вырезанные по ним фанерные пластинки. Суши их под грузом, например под утюгом, нагретым до температуры . А чтобы детали не приклеились к утюгу, проложи между ними два-три слоя писчей бумаги. Готовые клавиши окрась черной и белой нитроэмалью.

Для удержания клавиш на одном уровне к каждой из них прикрепи снизу шнурок, натяжение которого будешь регулировать отгибанием гвоздя, вбитого в общую рейку всей клавиатуры. Контактные пружинные клавиатуры должны быть отрегулированы так, чтобы усилие, необходимое для нажатия клавиш, было одинаковым для всех клавиш, т. е., как говорят, чтобы не было «тугих» и «слабых» клавиш. Для бесшумной работы клавиатуры в местах соприкосновения нижних выступов белых клавиш приклей полоски из бархата (или сукна), а на фанерные пластинки в местах соприкосновения подвижных контактов - полоски из замши (или сукна).

Детали электронной части инструмента монтируй на плате из листового гетинакса или стеклотекстолита толщиной мм (рис. 331). После настройки инструмента монтажную плату укрепи с помощью стоек на дне корпуса или акустической доске динамической головки. Для соединения монтажной платы с другими деталями инструмента используй любые монтажные провода с надежным изоляционным покрытием.

Настройка инструмента заключается в точном подборе сопротивлений резисторов частотозадающей цепи.

Рис. 330. Конструкция клавиатуры: 1 и 2 - белая и черная клавиши; 3 - подклавишный выступ; 4 - контактные пружины; 5 - прокладка (замша, сукно); 6 - фанерная пластинка; 7 - подклавишная прокладка; 8 - шнурок; 9 - гвоздь

Генератор вибрато при этом должен быть отключен от генератора тона. Сначала подбери резистор . Вместо него временно включи переменный резистор на 5-10 кОм, а между его движком и контактами клавиши - кнопки - постоянный резистор сопротивлением кОм. Изменяя сопротивление переменного резистора, установи на слух по образцовому музыкальному инструменту (рояль, пианино, аккордеон) частоту колебаний задающего генератора, соответствующую звуку второй октавы. Совпадение частот генератора и музыкального инструмента определяй по отсутствию биений. Затем омметром измерь сопротивление временно включенной цепочки резисторов и вместо них впаяй в частотозадающую цепь постоянный резистор такого же сопротивления. Если такого номинала резистора нет, то необходимое сопротивление составь из двух-трех последовательно или параллельно соединенных резисторов. Точно так же подбирай резистор (клавиша диез» второй октавы), а затем последовательно резисторы .

Затем приступай к настройке генератора вибрато на частоту 5-7 Гц. Это достигается подбором емкости конденсатора . Но на колебания такой частоты наш слух не реагирует.

Рис. 331. Монтажная плата

Поэтому чтобы настроить генератор, придется прибегнуть к осциллографу или делать это по вибрации звуков, издаваемых инструментом. Амплитуду выходного напряжения генератора вибрато, от которого зависит глубина вибрации звука, устанавливай подбором резистора . Если амплитуду вибрации нужно увеличивать, то сопротивление этого резистора уменьшай, и наоборот. В генераторе вибрато амплитуда вибрации возрастает с высотой звука. Поэтому настройку его по амплитуде следует производить при нажатии верхних клавиш инструмента.

Многоголосные ЭМИ не входят в содержание нашей беседы. А если они тебя заинтересуют, то придется обратиться к соответствующей литературе.