电子乐器自动节奏器

（田进勤）本文介绍的是适合电子乐器爱好者制作和使用的自动节奏器电路。这种电路的特点是布线直观、思路简捷、易于安装，甚至可以照着打击乐谱直接编制出节奏程序电路。此外，这种电路还能保证节拍起步时没有延迟或“赶拍子”现象，因此不会因为中途使用而破坏乐曲进行的匀畅性。

为了便于理解自动节奏器的工作原理，我们先给图1（a）、（b）所示的两种4/4拍子的节奏形式设计一个最简单的节奏器电路，如图2所示。图2中的鼓、镲都由相应的模拟电路来担任。图2中，当电机转动时，带动电刷S在四个弧形导电片1＇、2＇、3＇、4＇内顺时针方向旋转。电刷同电源的正端连着，因此，当S旋转时，和导电片相连的四根横母线1、2、3、4上就依次有正脉冲输出，这就构成了一个模拟的“时序脉冲产生器”。

如果把四根横母线上的脉冲按着一定的程序编制送到鼓，镲模拟电路，就可以有相应的节奏产生。例如，若要产生图1（a）所示的节奏，可将互锁式琴键开关（K\(_{1}\)、K2、K\(_{3}\)……）的第一组开关K1按下，则a、b两根竖母线分别和鼓、镲模拟电路接通。这时设电刷S在1＇位置，则母线1上有正电压，于是二极管D\(_{1}\)导通，将正压送至“鼓”电路，使它工作并将“鼓”音信号送至放大器，发出“崩”的一声（第1拍）。当S转至2＇位置时，母线2和正电压接通，二极管D2导通，把正压送至b母线，使“镲”电路工作，经放大器发出“嚓”的一声（第二拍）。仿此，当S和3＇、4＇接通时，只有“擦”电路有输出，发出“嚓”音（第三、四拍）。这样，当S从1＇转到4＇并不断循环时，扬声器中就发出了“崩嚓嚓嚓、崩嚓嚓嚓……”图1（a）所示的打击乐节奏声响。

如果按下第2组开关K\(_{2}\)（K1自动弹起），竖线线c、d和“鼓”、“擦”电路接通。当S在1＇位置时，横母线1有正压输出，二极管D\(_{5}\)、D6导通，“鼓”、“镲”电路同时工作，扬声器中有“鼓”、“镲”齐鸣的音响（第一拍）。当S经过2＇、3＇、4＇时，D\(_{7}\)、D8、D\(_{9}\)导通，依次有“嚓”、“崩”、“嚓”音响输出（二、三、四拍），这就完成了图1（b）所示的节奏声响。如果还希望有其它形式的鼓点，只要在琴键开关K3……的e、f……线上安置对应的二极管就行了。这里二极管是不能省去的，否则用导线直接引出脉冲信号，那就只有一种打击音响输出。

图2中产生时序脉冲的机电部分是不实用的，若把这部分用图3所示的逻辑电路代替，就成为一种自动节奏器了。电路中三个相同的触发器（BG\(_{1}\)、BG2，BG\(_{3}\)、BG4，BG\(_{5}\)、BG6）组成一个二进制计数器，也叫编码器。8只电阻R\(_{1}\)～R8、24只二极管、6根竖母线、电源线、8根横母线组成二极管矩阵译码器。下面简单地介绍编码器与译码器的作用。

编码器和译码器：编码器的作用是给每个脉冲打上“标记’或编上“码”，以区别谁是第一个脉冲，谁是第二个脉冲……。编码器是由触发器组成的，每当进来一个脉冲时，触发器就要改变一次状态，所以根据触发器的组合状态，就可以知道是第几个脉冲了。译码器的作用就是根据编码器的状态“辨认”出拍点脉冲的次序，并由矩阵电路中的二极管导通与否决定把它从那根横母线上输出。

在图3中，当触发器左边晶体管的集电极为高电位、右边管子为低电位时，我们称触发器的这种状态为“0”状态。反之，则为“1’状态。设开始时，三个触发器都是左边的管子（BG\(_{1}\)、BG3、BG\(_{5}\)）截止，右边的管子（BG2、BG\(_{4}\)、BG6）导通，我们把计数器的这种状态记做“000”状态。此时，由于BG\(_{1}\)、BG3、BG\(_{5}\)的集电极为高电位，所以和它们相连的译码器电路中的二极管D11、D\(_{13}\)、D15因负极接高电位而截止，于是电源E\(_{c}\)便通过R1从第一条横母线上输出一个方波。由于BG\(_{2}\)、BG4、BG\(_{6}\)的集电极为低电位，和BG2相连的二极管D\(_{22}\)、D42、D\(_{62}\)、D82导通，把横母线2、4、6和8短接到地。同理，和BG\(_{4}\)、BG6相连的二极管D\(_{34}\)、D56、D\(_{76}\)导通，横母线3、5、7也被短接到地。由于这些被短接的横母线上没有输出，所以，当计数器为“000”状态时，只有第1横母线上有输出。

当拍点脉冲发生器向第一个触发器的输入端送入第一个负脉冲时，二极管D\(_{2}\)导通，将负脉冲导引到BG2的基极，促使BG\(_{2}\)由原来的导通状态变为截止，这一过程的迅速进行，使得BG1导通、BG\(_{2}\)截止，第一个触发器的状态变换一次，从“0”变为“1”。BG2截止时，它的集电极送出一个正脉冲给第2触发器。但是，由于这个正脉冲不能触发第2个触发器，第2、第3个触发器仍处于“0”状态，所以第1个负脉冲来的时候，计数器变为“100”状态。

计数器在“100”状态时，BG\(_{1}\)导通，二极管D11、D\(_{31}\)、D51、D\(_{71}\)导通，故1、3、5、7横母线上无输出。同理，由于BG4、BG\(_{6}\)仍导通，使得横母线4、6、8上亦无输出。此时只有第二条横母线上有输出。

当输入第二个拍点脉冲时，按照上述的道理，第一个触发器又翻转一次，恢复到BG\(_{1}\)截止、BG2导通的“0”状态。由于BG\(_{2}\)由截止变导通，它的集电极电位由高变低，这就相当于把一个负脉冲送至第2个触发器。促使第2个触发器翻转，BG3导通、BG\(_{4}\)截止，处于“1”状态。第3个触发器的状态仍不变，所以第2拍点脉冲来时，计数器变为“010”状态。

从译码器电路可以看出，计数器为“010”状态时，只有第3根横母线上有输出。

依此类推，当拍点脉冲继续来到时，译码器的状态依次变为“110”、“001”、“101”、“011”、“111”，第4、5、6、7、8根横母线上相继有正压输出。当第9个脉冲输入时，计数器又重新恢复到“000”状态。

为了便于读者了解，图3中给出了8根横母线上依次输出的方波。

从上面分析可以看出，有4根横母线的时序脉冲电路，在实现4/4拍子的节奏时，每拍最多只能“敲”一下，而有8根横母线时，每拍最多可以“敲”两下，就可以打出花样多些的鼓点。

图3电路还不够完善。因为它不能保证每次开动时，都从第一拍开始，也不能实现3/4拍子的节奏，更不能保证一按起动按钮就立刻准确地起奏。为此，还必须增添“置零”电路、“拍型转换”电路和“静零”电路等。

图4、图5给出了一种较完善的自动节奏器的方框图及相应的电路图。下面简单地介绍一下各部分的工作。（未完待续）