ITMO20130217A1

ITMO20130217A1 - APPARATUS AND METHOD FOR THE DISPLAY OF DIFFERENCES BETWEEN TWO FREQUENCIES.

Info

Publication number: ITMO20130217A1
Application number: IT000217A
Authority: IT
Inventors: Davide Barbi; Alessandro Gallo; Cedric Groyer; Enrico Iori; Disi Melotti
Original assignee: Ik Multimedia Production Srl
Priority date: 2013-07-30
Filing date: 2013-07-30
Publication date: 2015-01-31

Description

APPARATO E METODO PER LA VISUALIZZAZIONE DI DIFFERENZE TRA DUE FREQUENZE. APPARATUS AND METHOD FOR DISPLAYING DIFFERENCES BETWEEN TWO FREQUENCIES.

D E S C R I Z I O N E DESCRIPTION

Il presente trovato ha per oggetto un apparato e un metodo per la visualizzazione grafica della differenza tra due frequenze, di cui una presa come frequenza di riferimento. L’apparato e il metodo qui descritti sono particolarmente, seppur non esclusivamente, utili e pratici per l’accordatura di strumenti musicali, dove le immagini visualizzate sono rappresentative della differenza tra la frequenza di una nota musicale emessa da uno strumento musicale che si desidera accordare e una nota musicale desiderata. The present invention relates to an apparatus and a method for graphically displaying the difference between two frequencies, one of which is taken as a reference frequency. The apparatus and method described here are particularly, though not exclusively, useful and practical for the tuning of musical instruments, where the images displayed are representative of the difference between the frequency of a musical note emitted by a musical instrument that you want to tune and a desired musical note.

La valutazione visiva e quantitativa della differenza tra la frequenza di un segnale, in qualche modo acquisito, e la frequenza di un segnale di riferimento è un’operazione che si rende spesso necessaria in diversi ambiti. Per questo motivo, si tratta di una operazione molto comune nell’ambito del trattamento dei segnali in genere, siano essi segnali audio, segnali video o segnali elettrici. Tale operazione, come già anticipato, viene inoltre effettuata anche e soprattutto nell’ambito musicale, in quanto le note musicali stesse sono segnali sonori, aventi ciascuno una specifica frequenza. The visual and quantitative evaluation of the difference between the frequency of a signal, acquired in some way, and the frequency of a reference signal is an operation that is often necessary in various areas. For this reason, it is a very common operation in the processing of signals in general, whether they are audio signals, video signals or electrical signals. This operation, as already mentioned, is also carried out also and above all in the musical field, as the musical notes themselves are sound signals, each having a specific frequency.

Le note musicali sono calcolate a partire da una nota fondamentale, la cui frequenza è stabilita per convenzione, e sono in relazione matematica fra loro secondo una progressione geometrica di ragione 2<{1/12}>, in virtù dei 12 semitoni presenti per ogni ottava. In base a questa progressione geometrica, una nota ha quindi una frequenza pari al doppio rispetto alla nota omonima dell’ottava immediatamente inferiore ed una frequenza pari alla metà rispetto alla nota omonima dell’ottava immediatamente superiore. The musical notes are calculated starting from a fundamental note, whose frequency is established by convention, and are in mathematical relationship between them according to a geometric progression of reason 2 <{1/12}>, by virtue of the 12 semitones present for each octave. Based on this geometric progression, a note therefore has a frequency equal to double that of the homonymous note of the immediately lower octave and a frequency equal to half that of the homonymous note of the immediately higher octave.

Tutti gli strumenti musicali a corda, senza eccezioni, necessitano di essere periodicamente regolati affinché siano perfettamente intonati, in modo da riprodurre con precisione le note musicali. Tale processo di regolazione di uno strumento musicale prende il nome di “accordatura” e viene effettuato grazie a strumenti di supporto che forniscono una frequenza di riferimento: l’esempio più comune è il diapason in La, che oscilla ad una frequenza di 440 Hertz. E’ nel corso dell’accordatura che si applica la valutazione della differenza tra frequenze, ossia si valuta lo scostamento verso il semitono superiore (diesis) o verso il semitono inferiore (bemolle) della nota emessa dallo strumento musicale rispetto alla nota desiderata, di cui si conosce la specifica frequenza. All stringed musical instruments, without exception, need to be periodically adjusted so that they are perfectly in tune, in order to accurately reproduce the musical notes. This process of adjusting a musical instrument is called "tuning" and is carried out thanks to support instruments that provide a reference frequency: the most common example is the tuning fork in A, which oscillates at a frequency of 440 Hertz. It is during the tuning that the evaluation of the difference between frequencies is applied, i.e. the deviation towards the upper semitone (sharp) or towards the lower semitone (flat) of the note emitted by the musical instrument with respect to the desired note is evaluated, of which the specific frequency is known.

Oggigiorno sono in uso diversi accordatori elettronici per effettuare l’accordatura di strumenti musicali. Tali accordatori indicano, per mezzo di LED o di frequenzimetri ad ago o digitali, se l’intonazione della nota prodotta è più bassa (bemolle) o più alta (diesis) rispetto all’intonazione desiderata, mostrando deviazioni verso sinistra o verso destra, rispettivamente, dei led o dell’ago dello strumento rispetto a un punto centrale corrispondente alla frequenza corretta della nota. Quando l’intonazione della nota suonata è invece approssimativamente uguale all’intonazione corretta, gli indicatori mantengono una posizione stabile e centrale. Nowadays, various electronic tuners are in use to tune musical instruments. These tuners indicate, by means of LEDs or needle or digital frequency meters, if the pitch of the note produced is lower (flat) or higher (sharp) than the desired pitch, showing deviations to the left or right, respectively. , of the LEDs or the needle of the instrument with respect to a central point corresponding to the correct frequency of the note. When the pitch of the played note is instead approximately equal to the correct pitch, the indicators maintain a stable and central position.

Nel caso di strumenti musicali tradizionali (non elettronici), gli accordatori elettronici ricevono, tramite un microfono, il suono prodotto dallo strumento da accordare ed indicano, appunto tramite LED o frequenzimetri ad ago o digitali, il livello della frequenza di tale suono rispetto alla frequenza della nota desiderata impostata dall’utente e, quindi, la corretta accordatura. Nel caso di strumenti musicali elettronici, invece, è sufficiente collegare l’uscita dell’amplificatore direttamente all’ingresso di un accordatore elettronico per far ricevere ed analizzare ad esso il suono prodotto dallo strumento, indicando allo stesso modo il livello della frequenza di tale suono rispetto ad una frequenza della nota desiderata impostata dall’utente e, quindi, la corretta accordatura. In the case of traditional (non-electronic) musical instruments, the electronic tuners receive, through a microphone, the sound produced by the instrument to be tuned and indicate, precisely by means of LEDs or needle or digital frequency meters, the level of the frequency of this sound with respect to the frequency of the desired note set by the user and, therefore, the correct tuning. In the case of electronic musical instruments, on the other hand, it is sufficient to connect the output of the amplifier directly to the input of an electronic tuner to make it receive and analyze the sound produced by the instrument, indicating in the same way the level of the frequency of this sound. with respect to a frequency of the desired note set by the user and, therefore, the correct tuning.

Un dispositivo di accordatura elettronico è noto dal brevetto US 3,952,625, intitolato “Electronic Tuning Device”. Tale dispositivo, in particolare, è dotato di luci azionate dal segnale audio prodotto dallo strumento musicale da accordare, debitamente amplificato, che lampeggiano alla stessa frequenza della nota emessa. Il dispositivo è anche dotato di un disco rotante, opportunamente marcato, soggetto alle luci di cui sopra ed azionato da un motore sincronizzato con la frequenza della nota desiderata, impostata dall’utente tramite appositi selettori. Questo accordatore indica in questo modo la differenza tra due frequenze sonore grazie ad un effetto stroboscopico meccanico, in cui il disco appare fermo quando lo strumento musicale è perfettamente intonato con la nota selezionata. An electronic tuning device is known from US patent 3,952,625, entitled "Electronic Tuning Device". This device, in particular, is equipped with lights activated by the audio signal produced by the musical instrument to be tuned, duly amplified, which flash at the same frequency as the note emitted. The device is also equipped with a rotating disk, suitably marked, subject to the above lights and driven by a motor synchronized with the frequency of the desired note, set by the user through special selectors. This tuner thus indicates the difference between two sound frequencies thanks to a mechanical stroboscopic effect, in which the disc appears stationary when the musical instrument is perfectly in tune with the selected note.

Sono inoltre noti dal brevetto US 6,580,024, intitolato “Electronic Strobe Tuning Aid”, un metodo ed un apparato elettronico per la simulazione dell’effetto stroboscopico, senza l’utilizzo di parti meccaniche mobili. Tale apparato, infatti, presenta un effetto stroboscopico simulato per mezzo di un display, ad esempio a LCD o OLED, controllato elettronicamente. Also known from US patent 6,580,024, entitled "Electronic Strobe Tuning Aid", a method and an electronic apparatus for simulating the stroboscopic effect, without the use of moving mechanical parts. This device, in fact, has a simulated stroboscopic effect by means of an electronically controlled display, for example with LCD or OLED.

Gli accordatori stroboscopici, tra tutte le diverse tipologie di accordatori elettronici, sono comunemente riconosciuti come quelli che offrono le prestazioni migliori, in termini di accuratezza nel rilevamento e di ampiezza dei toni visualizzati. Le prestazioni delle altre tipologie di accordatori elettronici, ad esempio a LED o con frequenzimetri ad ago o digitali, possono invece variare in modo consistente, in relazione alla loro complessità, mantenendosi comunque ad un livello inferiore rispetto alle prestazioni degli accordatori stroboscopici. Stroboscopic tuners, among all the different types of electronic tuners, are commonly recognized as the ones that offer the best performance, in terms of detection accuracy and amplitude of the displayed tones. The performance of the other types of electronic tuners, for example LED or with needle or digital frequency meters, can instead vary considerably, in relation to their complexity, remaining however at a lower level than the performance of stroboscopic tuners.

Tuttavia, gli accordatori stroboscopici non sono scevri di inconvenienti. Gli accordatori stroboscopici a disco sono ingombranti e delicati, e gli elementi meccanici al loro interno richiedono una consistente manutenzione periodica, ad esempio per sostituire le luci o i LED lampeggianti utilizzati per la retroilluminazione o per mantenere alla velocità corretta il motore di rotazione il disco. Gli accordatori stroboscopici elettronici, pur risolvendo alcuni problemi derivanti dalle componenti meccaniche, presentano limitazioni nella visualizzazione delle informazioni, dovute ai limiti tecnici dei display LCD o LED. In particolare, mostrano un numero limitato di bande di visualizzazione ed ignorano le armoniche parziali. Se su un sistema meccanico, infatti, ogni banda mostra una particolare frequenza della nota in riproduzione, sul sistema virtuale ogni banda raggruppa alcune frequenze vicine tra loro per facilitare la lettura da un display. However, strobe tuners are not without drawbacks. Stroboscopic disc tuners are bulky and delicate, and the mechanical elements within them require substantial periodic maintenance, for example to replace the flashing lights or LEDs used for the backlight or to keep the rotational motor at the correct speed. The electronic stroboscopic tuners, while solving some problems deriving from the mechanical components, have limitations in the visualization of information, due to the technical limitations of LCD or LED displays. In particular, they show a limited number of display bands and ignore partial harmonics. If on a mechanical system, in fact, each band shows a particular frequency of the note being played, on the virtual system each band groups together some frequencies close to each other to facilitate reading from a display.

Inoltre gli accordatori stroboscopici meccanici ed elettronici sono tuttora, per la loro complessità, molto costosi, soprattutto i primi, rispetto ai normali accordatori, nonché più difficili da utilizzare per ottenere i risultati desiderati. A causa di ciò il loro utilizzo è limitato principalmente a specialisti degli strumenti musicali, come liutai, restauratori o tecnici di strumenti professionali. Furthermore, mechanical and electronic stroboscopic tuners are still, due to their complexity, very expensive, especially the former, compared to normal tuners, as well as more difficult to use to obtain the desired results. Because of this, their use is mainly limited to musical instrument specialists, such as luthiers, restorers or professional instrument technicians.

Compito precipuo del presente trovato è quello di concepire un apparato e un metodo in grado di superare i limiti dell’arte nota sopra esposti, coniugando la grande precisione dell’effetto stroboscopico con una rappresentazione conveniente, intuitiva e consistente della differenza tra le frequenze. The main task of the present invention is to conceive an apparatus and a method capable of overcoming the limits of the prior art set out above, combining the great precision of the stroboscopic effect with a convenient, intuitive and consistent representation of the difference between the frequencies.

Nell’ambito di questo compito, uno scopo del trovato è quello di realizzare un apparato che possa impostare automaticamente la frequenza di riferimento, senza la necessità di interagire manualmente con esso. Within this aim, an object of the invention is to provide an apparatus that can automatically set the reference frequency, without the need to manually interact with it.

Un altro scopo del trovato è quello di realizzare un apparato versatile, realizzabile tramite l’impiego di pochi dispositivi convenzionali. Another object of the invention is to provide a versatile apparatus, which can be made through the use of a few conventional devices.

Ancora, scopo del presente trovato è quello di escogitare un apparato e un metodo in grado di adattarsi a domini di utilizzo differenti (analogico o digitale, software o hardware). Still another object of the present invention is to devise an apparatus and a method capable of adapting to different domains of use (analog or digital, software or hardware).

Non ultimo scopo del trovato è quello di realizzare un apparato che sia di elevata affidabilità, di relativamente facile realizzazione e a costi competitivi. Not least object of the invention is to provide an apparatus which is highly reliable, relatively easy to manufacture and at competitive costs.

Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un apparato ad effetto stroboscopico per la visualizzazione della differenza tra una frequenza di riferimento ed una frequenza di un segnale corrente, particolarmente per l’accordatura di strumenti musicali, comprendente mezzi di acquisizione del segnale corrente e mezzi per la rappresentazione su un display di una forma d’onda del segnale corrente, laddove la frequenza di aggiornamento del display è basata sulla frequenza di riferimento. This task, as well as these and other purposes which will appear better later, are achieved by a stroboscopic effect apparatus for displaying the difference between a reference frequency and a frequency of a current signal, particularly for the tuning of musical instruments, comprising means for acquiring the current signal and means for representing on a display a waveform of the current signal, wherein the update rate of the display is based on the reference frequency.

Il compito e gli scopi prefissati sono altresì raggiunti da un metodo per la visualizzazione della differenza tra una frequenza di riferimento ed una frequenza di un segnale corrente, particolarmente per l’accordatura di strumenti musicali, comprendente i passi che consistono nell’acquisire il segnale corrente, regolare la frequenza di aggiornamento di un display di mezzi per la rappresentazione di una forma d’onda sulla base della frequenza di riferimento e visualizzare la forma d’onda del segnale corrente sul display. The intended aim and objects are also achieved by a method for displaying the difference between a reference frequency and a frequency of a current signal, particularly for the tuning of musical instruments, comprising the steps which consist in acquiring the current signal. , adjust the update rate of a display of means for representing a waveform based on the reference frequency and display the waveform of the current signal on the display.

La visualizzazione della forma ottenuta così effettuata subisce un effetto stroboscopico di apparente spostamento visivo dovuto alla differenza tra la frequenza di aggiornamento o di rinfresco del display, che è pari alla frequenza di riferimento, e la frequenza del segnale corrente. Tale effetto di spostamento diminuisce fino ad annullarsi quanto più la frequenza del segnale corrente si avvicina alla frequenza di riferimento. The display of the shape thus obtained undergoes a stroboscopic effect of apparent visual displacement due to the difference between the update or refresh rate of the display, which is equal to the reference frequency, and the frequency of the current signal. This displacement effect decreases until it disappears as the frequency of the current signal approaches the reference frequency.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, dell’apparato e del metodo secondo il trovato, illustrata, a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui: Further features and advantages of the invention will become clearer from the description of a preferred but not exclusive embodiment of the apparatus and method according to the invention, illustrated, by way of non-limiting indication, in the accompanying drawings, in which:

la figura 1 è uno schema a blocchi rappresentante una possibile forma di realizzazione dell’apparato per la visualizzazione di differenze tra due frequenze secondo il trovato; Figure 1 is a block diagram representing a possible embodiment of the apparatus for displaying differences between two frequencies according to the invention;

la figura 2 illustra il dettaglio dei mezzi di visualizzazione di forme d’onda di una possibile forma di realizzazione dell’apparato secondo il trovato, in particolare nel caso di utilizzo di un oscilloscopio; la figura 3 è un diagramma di flusso che illustra una possibile forma di realizzazione del metodo di visualizzazione di differenze tra due frequenze, di cui una di riferimento, secondo il trovato; Figure 2 illustrates the detail of the waveform display means of a possible embodiment of the apparatus according to the invention, in particular in the case of using an oscilloscope; Figure 3 is a flow chart illustrating a possible embodiment of the method for displaying differences between two frequencies, one of which is a reference, according to the invention;

la figura 4 rappresenta graficamente il funzionamento di una possibile forma di realizzazione dell’apparato secondo il trovato, in particolare nel caso di utilizzo di un oscilloscopio. Figure 4 graphically represents the operation of a possible embodiment of the apparatus according to the invention, in particular in the case of using an oscilloscope.

Una forma di realizzazione dell’apparato per la visualizzazione di differenze tra due frequenze, di cui una di riferimento, in particolare tra una nota musicale rilevata e una nota musicale desiderata nel processo di accordatura di uno strumento musicale, secondo il trovato, sarà ora illustrata con riferimento alla figura 1. An embodiment of the apparatus for displaying differences between two frequencies, one of which is a reference, in particular between a detected musical note and a desired musical note in the tuning process of a musical instrument, according to the invention, will now be illustrated. with reference to figure 1.

La figura comprende uno strumento musicale 110, mezzi di acquisizione di un segnale 120, comprendenti un microfono 122 e un preamplificatore o un adattatore di impedenza 124, un segnale corrente 130, un rilevatore (detector) di frequenza 140, un generatore 150, un modulo di filtro passabanda 160, un modulo di auto gain 165 e un oscilloscopio 170, dotato di due ingressi 172 e 174 e di un display 180. The figure comprises a musical instrument 110, means for acquiring a signal 120, comprising a microphone 122 and a preamplifier or an impedance adapter 124, a current signal 130, a frequency detector 140, a generator 150, a module of bandpass filter 160, an auto gain module 165 and an oscilloscope 170, equipped with two inputs 172 and 174 and a display 180.

Quando l’utente suona lo strumento musicale 110 che intende accordare, ad esempio una chitarra classica, la nota musicale emessa – e, di conseguenza, la frequenza della stessa - viene percepita da mezzi di acquisizione 120, ad esempio dal microfono 122, che converte il segnale acustico emesso dallo strumento in un segnale elettrico audio 130 di pari frequenza elaborabile dagli altri componenti. When the user plays the musical instrument 110 that he intends to tune, for example a classical guitar, the musical note emitted - and, consequently, the frequency of the same - is perceived by acquisition means 120, for example by the microphone 122, which converts the acoustic signal emitted by the instrument in an electrical audio signal 130 of equal frequency which can be processed by the other components.

In una forma di realizzazione, infatti, se lo strumento musicale 110 da accordare è di tipo tradizionale (non elettronico) come nel caso esemplificato, per l’acquisizione della nota emessa si rende necessario l’utilizzo di un trasduttore, ad esempio un microfono 122; in una seconda forma di realizzazione, se lo strumento musicale 110 da accordare è di tipo elettronico, i mezzi di acquisizione 120 del segnale possono essere costituiti da componenti elettronici, quali ad esempio un preamplificatore o un adattatore di impedenza 124, in quanto lo strumento stesso produce direttamente segnali elettrici. In fact, in one embodiment, if the musical instrument 110 to be tuned is of the traditional type (non-electronic) as in the case exemplified, for the acquisition of the emitted note it is necessary to use a transducer, for example a microphone 122 ; in a second embodiment, if the musical instrument 110 to be tuned is of the electronic type, the signal acquisition means 120 can be constituted by electronic components, such as for example a preamplifier or an impedance adapter 124, since the instrument itself directly produces electrical signals.

In una forma di realizzazione, l’apparato può ovviamente comprendere più mezzi di acquisizione 120 della nota musicale, ad esempio può includere contemporaneamente un microfono 122, un preamplificatore 124 e un adattatore di impedenza 124, permettendo poi all’utente di utilizzare il componente più idoneo in base alle esigenze del momento, ossia in base alle caratteristiche dello strumento musicale da accordare. In one embodiment, the apparatus can obviously comprise more means 120 for acquiring the musical note, for example it can simultaneously include a microphone 122, a preamplifier 124 and an impedance adapter 124, then allowing the user to use the component more suitable according to the needs of the moment, that is, according to the characteristics of the musical instrument to be tuned.

Una volta convertito dal microfono 122 il segnale acustico emesso dallo strumento nel corrispondente segnale elettrico audio 130, il segnale elettrico relativo alla nota musicale emessa viene inviato al rilevatore di frequenza 140. Tale segnale elettrico, come detto, può invece essere generato automaticamente dallo strumento musicale ed essere passato in ingresso al rilevatore 140 senza passare attraverso un microfono 122 in caso di strumento musicale elettronico. Once the acoustic signal emitted by the instrument has been converted by the microphone 122 into the corresponding audio electrical signal 130, the electrical signal relating to the musical note emitted is sent to the frequency detector 140. This electrical signal, as mentioned, can instead be generated automatically by the musical instrument and having passed in input to the detector 140 without passing through a microphone 122 in the case of an electronic musical instrument.

Il rilevatore di frequenza 140 può essere un rilevatore di frequenza a bassa precisione, basato su metodi convenzionali riscontrabili in letteratura quale ad esempio lo zero crossing counting, il quale ha il compito di controllare il generatore 150 e il modulo di filtro passabanda 160 impostando una frequenza target in funzione della frequenza del segnale elettrico audio 130 in ingresso. The frequency detector 140 can be a low precision frequency detector, based on conventional methods found in literature such as zero crossing counting, which has the task of controlling the generator 150 and the bandpass filter module 160 by setting a frequency target according to the frequency of the incoming electrical audio signal 130.

Il rilevatore di frequenza 140 effettua una stima della frequenza di emissione, al fine di individuare l’intorno della nota musicale correntemente prodotta dallo strumento, e, conseguentemente, imposta la frequenza target al semitono più vicino, in base ad una scala predeterminata di frequenze convenzionali corrispondenti alle note musicali nelle varie ottave. The frequency detector 140 makes an estimate of the emission frequency, in order to identify the neighborhood of the musical note currently produced by the instrument, and, consequently, sets the target frequency to the nearest semitone, on the basis of a predetermined scale of conventional frequencies. corresponding to the musical notes in the various octaves.

La frequenza target così impostata dal rilevatore 140 viene inviata al generatore 150, il quale genera un segnale elettrico in uscita avente una frequenza pari alla frequenza target. La stessa frequenza target impostata dal rilevatore 140 viene inviata anche al modulo di filtro passabanda 160, che, insieme al modulo di auto gain 165, costituisce un esempio di mezzi di stabilizzazione. The target frequency thus set by the detector 140 is sent to the generator 150, which generates an electrical output signal having a frequency equal to the target frequency. The same target frequency set by the detector 140 is also sent to the bandpass filter module 160, which, together with the auto gain module 165, constitutes an example of stabilization means.

Il modulo di filtro passabanda 160 riceve in ingresso anche il segnale elettrico audio 130 prodotto dal microfono 122 e relativo alla nota musicale emessa. La frequenza di taglio del filtro passabanda 160 è regolata in base alla frequenza target: il segnale elettrico audio 130 derivante dallo strumento, così filtrato, perde gran parte delle componenti armoniche più instabili, avvicinandosi ad un segnale sinusoidale puro, facilmente identificabile e tracciabile visivamente. The bandpass filter module 160 also receives in input the electrical audio signal 130 produced by the microphone 122 and relating to the musical note emitted. The cut-off frequency of the bandpass filter 160 is adjusted according to the target frequency: the electrical audio signal 130 deriving from the instrument, thus filtered, loses most of the most unstable harmonic components, approaching a pure sinusoidal signal, easily identifiable and visually traceable.

Una volta filtrato, il segnale elettrico audio 130 viene passato al modulo di auto gain 165, collegato in serie con il filtro passabanda 160 e regolato in modo da mantenere il segnale ad un’ampiezza stabile per tutta la durata della nota musicale. In una forma di realizzazione, tale modulo di auto gain 165 può essere implementato per mezzo di un limitatore tradizionale con attacco e rilascio rapidi. Once filtered, the electrical audio signal 130 is passed to the auto gain module 165, connected in series with the bandpass filter 160 and adjusted to maintain the signal at a stable amplitude for the duration of the musical note. In one embodiment, this auto gain module 165 can be implemented by means of a traditional limiter with fast attack and release.

Al termine del trattamento del segnale elettrico audio 130 relativo alla nota musicale emessa dallo strumento 110 attraverso gli elementi sopra descritti, è possibile visualizzare la forma d’onda 185 del segnale risultante attraverso mezzi di visualizzazione di forme d’onda, quale ad esempio un oscilloscopio 170 dotato di un display 180, che verrà illustrato in maggior dettaglio con riferimento alla figura 2, oppure, in forme di realizzazione diverse da quella esemplificata in figura 1, attraverso un qualsiasi altro strumento in grado di visualizzare graficamente la forma d’onda di un segnale elettrico. At the end of the processing of the electrical audio signal 130 relating to the musical note emitted by the instrument 110 through the elements described above, it is possible to view the waveform 185 of the resulting signal through waveform display means, such as an oscilloscope 170 equipped with a display 180, which will be illustrated in greater detail with reference to Figure 2, or, in embodiments other than that exemplified in Figure 1, through any other instrument capable of graphically displaying the waveform of a electrical signal.

L’oscilloscopio 170 rappresenta la forma d’onda 185 del segnale risultante in base a due ingressi: l’ingresso 172 del segnale corrente 130, di cui verrà disegnata la forma d’onda 185, e l’ingresso 174 del segnale trigger che pilota la frequenza di aggiornamento (refresh) dell’oscilloscopio 170. The oscilloscope 170 represents the waveform 185 of the resulting signal based on two inputs: the input 172 of the current signal 130, of which the waveform 185 will be drawn, and the input 174 of the trigger signal that drives the refresh rate of the oscilloscope 170.

L’oscilloscopio 170 acquisisce dall’ingresso 172 il segnale elettrico audio alla frequenza della nota musicale emessa dallo strumento 110, derivante dalla coppia costituita dal collegamento in serie del modulo di filtro passabanda 160 e del modulo di auto gain 165, che guida la rappresentazione della forma d’onda 185 vera e propria. The oscilloscope 170 acquires from the input 172 the electrical audio signal at the frequency of the musical note emitted by the instrument 110, deriving from the pair constituted by the series connection of the bandpass filter module 160 and of the auto gain module 165, which guides the representation of the waveform 185 proper.

L’oscilloscopio 170 acquisisce invece, dall’ingresso 174, il segnale elettrico trigger proveniente dal generatore 150, la cui frequenza, corrispondente alla frequenza target impostata dal rilevatore 140, guida la frequenza di aggiornamento (refresh) dell’oscilloscopio 170. The oscilloscope 170 instead acquires, from input 174, the electrical trigger signal from generator 150, whose frequency, corresponding to the target frequency set by detector 140, drives the refresh rate of the oscilloscope 170.

La figura 2 presenta in dettaglio il display di un oscilloscopio utilizzato nell’ambito dell’invenzione quale mezzo di visualizzazione di forme d’onda, in una possibile forma di realizzazione dell’apparato secondo il trovato, in particolare per la comparazione tra una nota musicale rilevata e una nota musicale desiderata nel processo di accordatura di uno strumento musicale. Figure 2 shows in detail the display of an oscilloscope used in the context of the invention as a means for displaying waveforms, in a possible embodiment of the apparatus according to the invention, in particular for the comparison between a musical note detected and a desired musical note in the tuning process of a musical instrument.

La figura 2 comprende un display 200, una rappresentazione della forma d’onda 210 e un visualizzatore 220, contenente preferibilmente informazioni sulla frequenza della nota emessa 230, sulla nota e sulla relativa frequenza target di riferimento 240, nonché sulla deviazione 250 da essa rilevata con riferimento alla nota emessa. Figure 2 comprises a display 200, a representation of the waveform 210 and a display 220, preferably containing information on the frequency of the emitted note 230, on the note and its reference target frequency 240, as well as on the deviation 250 detected by it with reference to the note issued.

La forma d’onda 210 viene disegnata dall’oscilloscopio allo scopo di rappresentare graficamente la differenza tra la nota/frequenza target 240 e la nota/frequenza emessa 230 dallo strumento musicale da accordare, applicando alla forma d’onda del segnale acquisito, ossia alla rappresentazione della frequenza emessa dallo strumento, un effetto stroboscopico di spostamento apparente. The waveform 210 is drawn by the oscilloscope in order to graphically represent the difference between the target note / frequency 240 and the note / frequency emitted 230 by the musical instrument to be tuned, applying to the waveform of the acquired signal, that is to the representation of the frequency emitted by the instrument, a stroboscopic effect of apparent displacement.

Si rileva che, nel caso del presente trovato e contrariamente a ciò che accade con i dispositivi tradizionali ad effetto stroboscopico, è il segnale acquisito a subire l’effetto stroboscopico di spostamento apparente e non il segnale di riferimento. It is noted that, in the case of the present invention and contrary to what happens with traditional devices with a stroboscopic effect, it is the acquired signal that undergoes the stroboscopic effect of apparent displacement and not the reference signal.

Il visualizzatore 220, che in altre forme di realizzazione può ovviamente essere collocato in posizioni del display diverse da quella esemplificata in figura 2, comprende tre campi. Il campo 230 presenta la frequenza del segnale acquisito (81,21 Hz), ossia la frequenza della nota emessa dallo strumento musicale. Il campo 240 presenta il nome della nota target di riferimento (E2), accompagnato dalla frequenza target corrispondente (82,41 Hz). Il campo 250 invece presenta la deviazione, positiva o negativa, della frequenza del segnale acquisito indicata nel campo 230 rispetto alla frequenza target di riferimento indicata nel campo 240 (-1,2 Hz). The display 220, which in other embodiments can obviously be placed in display positions other than that exemplified in Figure 2, comprises three fields. Field 230 presents the frequency of the acquired signal (81.21 Hz), that is the frequency of the note emitted by the musical instrument. Field 240 presents the name of the reference target note (E2), accompanied by the corresponding target frequency (82.41 Hz). Field 250 instead presents the deviation, positive or negative, of the acquired signal frequency indicated in field 230 with respect to the reference target frequency indicated in field 240 (-1.2 Hz).

In una forma di realizzazione, la deviazione 250 della frequenza del segnale acquisito rispetto alla frequenza target di riferimento è quantificata misurando lo spostamento della forma d’onda tra osservazioni successive, tramite tecniche note, quali ad esempio la correlazione oppure il calcolo dell’offset degli zero crossing. In one embodiment, the deviation 250 of the frequency of the acquired signal with respect to the reference target frequency is quantified by measuring the displacement of the waveform between successive observations, by known techniques, such as for example the correlation or the calculation of the offset of the zero crossing.

Una forma di realizzazione del metodo di visualizzazione di differenze tra due frequenze, di cui una di riferimento, secondo il trovato, sarà ora illustrata con riferimento alla figura 3. An embodiment of the method for displaying differences between two frequencies, one of which as a reference, according to the invention, will now be illustrated with reference to Figure 3.

Il metodo ha inizio al passo 310, in cui l’apparato acquisisce un segnale elettrico in modo diretto, per esempio tramite un preamplificatore o un adattatore di impedenza 124, oppure in modo indiretto, per esempio tramite un trasduttore per la conversione di un segnale acustico in un segnale elettrico come il microfono 122. The method starts at step 310, in which the apparatus acquires an electrical signal directly, for example through a preamplifier or an impedance adapter 124, or indirectly, for example through a transducer for the conversion of an acoustic signal. into an electrical signal such as microphone 122.

Una volta acquisito il segnale elettrico 130 da comparare, al passo 320 l’apparato individua, per esempio attraverso un rilevatore di frequenza 140, l’intorno della frequenza di questo segnale elettrico 130 e imposta una frequenza predeterminata più vicina all’intorno individuato, essendo tale frequenza predeterminata più vicina la frequenza di riferimento. Once the electrical signal 130 to be compared has been acquired, at step 320 the apparatus identifies, for example through a frequency detector 140, the neighborhood of the frequency of this electrical signal 130 and sets a predetermined frequency closer to the neighborhood identified, being this predetermined frequency is closer to the reference frequency.

Al passo 330 l’apparato genera, per esempio tramite un generatore 150, un segnale elettrico di riferimento avente una frequenza pari alla frequenza di riferimento impostata o a un suo sottomultiplo. Parallelamente al passo 330, nel passo 340 l’apparato stabilizza il segnale elettrico acquisito 130, da comparare con il segnale elettrico di riferimento, per esempio filtrando questo segnale elettrico acquisito 130 con un filtro passabanda 160 regolato in base alla frequenza di riferimento impostata e, successivamente, amplificando il segnale elettrico filtrato. At step 330 the apparatus generates, for example through a generator 150, an electrical reference signal having a frequency equal to the set reference frequency or a submultiple thereof. Parallel to step 330, in step 340 the apparatus stabilizes the acquired electrical signal 130, to be compared with the reference electrical signal, for example by filtering this acquired electrical signal 130 with a bandpass filter 160 adjusted according to the set reference frequency and, subsequently, amplifying the filtered electrical signal.

Compiuti i passi 330 e 340, i segnali elettrici risultanti, ovvero il segnale elettrico generato al passo 330 e il segnale elettrico stabilizzato al passo 340, sono inviati nel passo 350 a mezzi di visualizzazione di forme d’onda, quale per esempio un oscilloscopio 170. Once steps 330 and 340 have been completed, the resulting electrical signals, i.e. the electrical signal generated at step 330 and the stabilized electrical signal at step 340, are sent in step 350 to waveform display means, such as for example an oscilloscope 170 .

Al passo 360 l’apparato visualizza, attraverso i mezzi di visualizzazione di forme d’onda il segnale elettrico 130 da comparare, debitamente stabilizzato, con una frequenza di aggiornamento del display pari alla frequenza del segnale elettrico di riferimento, a un suo multiplo o a un suo sottomultiplo. At step 360 the apparatus displays, through the waveform display means, the electric signal 130 to be compared, duly stabilized, with an update frequency of the display equal to the frequency of the reference electric signal, to a multiple of it or to a its submultiple.

Infine al passo 370 possono essere indicate la frequenza emessa, la frequenza target di riferimento e la deviazione della frequenza emessa rispetto alla frequenza target di riferimento, essendo tale deviazione quantificata, per esempio, misurando lo spostamento della forma d’onda tra osservazioni successive, tramite tecniche note quali la correlazione oppure il calcolo dell’offset degli zero crossing. Finally, in step 370 the emitted frequency, the reference target frequency and the deviation of the emitted frequency with respect to the reference target frequency can be indicated, this deviation being quantified, for example, by measuring the displacement of the waveform between successive observations, by means of known techniques such as correlation or the calculation of the zero crossing offset.

Il funzionamento dell’apparato secondo il trovato, in particolare per la comparazione tra una nota musicale rilevata e una nota musicale desiderata nel processo di accordatura di uno strumento musicale, è meglio chiarito tramite il seguente esempio, illustrato con riferimento alle figure 4A, 4B e 4C. The operation of the apparatus according to the invention, in particular for the comparison between a detected musical note and a desired musical note in the tuning process of a musical instrument, is better explained by the following example, illustrated with reference to Figures 4A, 4B and 4C.

La figura 4A comprende un display 410, una forma d’onda 415 e una forma d’onda tratteggiata 417, rappresentante la posizione della forma d’onda 415 in un istante precedente. Figure 4A includes a display 410, a waveform 415 and a dashed waveform 417, representing the position of the waveform 415 at a previous instant.

La figura 4B comprende un display 420, una forma d’onda 425 e una forma d’onda tratteggiate 427, rappresentante la posizione della forma d’onda 425 in un istante precedente. Figure 4B includes a display 420, a waveform 425 and a dashed waveform 427, representing the position of the waveform 425 at a previous instant.

La figura 4C comprende un display 430 e una forma d’onda 435. Figure 4C includes a 430 display and a 435 waveform.

Se, inizialmente, la nota emessa dallo strumento musicale da accordare è bemolle rispetto alla nota di riferimento, come da figura 4A, l’onda 415 visualizzata apparirà a video muoversi in modo continuo verso destra. If, initially, the note emitted by the musical instrument to be tuned is flat with respect to the reference note, as in figure 4A, the displayed wave 415 will appear on the screen to move continuously to the right.

Agendo conseguentemente sullo strumento stesso per alzare l’intonazione della nota emessa, avvicinandosi all’intonazione della nota di riferimento, lo spostamento visivo dell’onda rallenta. By consequently acting on the instrument itself to raise the pitch of the note emitted, approaching the pitch of the reference note, the visual displacement of the wave slows down.

Ove si ecceda, nella regolazione la nota emessa diventa diesis, come da figura 4B, e l’onda 425 apparirà quindi muoversi in modo continuo in senso opposto, verso sinistra. Where it is exceeded, in the adjustment the note emitted becomes sharp, as shown in figure 4B, and wave 425 will then appear to move continuously in the opposite direction, to the left.

Tornando leggermente indietro nella regolazione dell’intonazione della nota emessa dallo strumento, l’onda 435 apparirà infine ferma, come da figura 4C. Questo significa che la frequenza del segnale corrente 130 ricevuta in ingresso all’ingresso 172 coincide con la frequenza del segnale trigger ricevuta in ingresso all’ingresso 174: in sostanza, questo significa che lo strumento è intonato con la nota di riferimento. Going back slightly in adjusting the pitch of the note emitted by the instrument, wave 435 will finally appear stationary, as shown in figure 4C. This means that the frequency of the current signal 130 received at input at input 172 coincides with the frequency of the trigger signal received at input at input 174: essentially, this means that the instrument is in tune with the reference note.

Tale effetto di movimento visivo dell’onda è molto semplice ed intuitivo da seguire e consente una rapida e precisa ricerca di una frequenza di riferimento. This visual motion effect of the wave is very simple and intuitive to follow and allows a quick and precise search for a reference frequency.

Si noti che il trovato è stato descritto con riferimento ad una forma di realizzazione preferita, in cui l’apparato determina in maniera automatica la frequenza target sulla base della nota suonata sullo strumento musicale, attraverso il rilevatore di frequenza 140 e la conseguente generazione, con il generatore 150, della frequenza target di riferimento. It should be noted that the invention has been described with reference to a preferred embodiment, in which the apparatus automatically determines the target frequency on the basis of the note played on the musical instrument, through the frequency detector 140 and the consequent generation, with generator 150, of the target reference frequency.

In una diversa forma di realizzazione, la frequenza target di riferimento può essere impostata manualmente, rendendola indipendente dalla frequenza del segnale emesso dallo strumento musicale. In a different embodiment, the reference target frequency can be set manually, making it independent of the frequency of the signal emitted by the musical instrument.

E’ stato così mostrato che il trovato raggiunge il compito e gli scopi prefissi. In particolare, si è visto come l’apparato e il metodo così concepiti permettano di superare i limiti qualitativi dell’arte nota in quanto consentono di rappresentare graficamente la differenza tra due frequenze, di cui una di riferimento, in maniera allo stesso tempo conveniente ed intuitiva. It has thus been shown that the invention achieves the intended aim and objects. In particular, it has been seen how the apparatus and the method thus conceived allow to overcome the qualitative limits of the known art as they allow to graphically represent the difference between two frequencies, one of which is a reference, in a manner that is both convenient and intuitive.

Benché l’apparato secondo il trovato sia stato concepito in particolare per l’accordatura di strumenti musicali, dove le differenze visualizzate sono tra una nota musicale rilevata e una nota musicale desiderata, potrà comunque essere utilizzato, più generalmente, per qualsiasi attività in cui è necessario o comunque utile comparare una frequenza in qualche modo acquisita con una frequenza di riferimento predeterminata. Although the apparatus according to the invention has been conceived in particular for the tuning of musical instruments, where the differences displayed are between a detected musical note and a desired musical note, it can still be used, more generally, for any activity in which it is it is necessary or in any case useful to compare a frequency acquired in some way with a predetermined reference frequency.

Il trovato, così concepito, è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; a titolo esemplificativo e non limitativo, l’esperto del settore comprende senza sforzo che può essere prevista una funzionalità di storicizzazione delle frequenze elaborate in generale dall’apparato oppure, nel caso specifico di utilizzo dell’apparato per l’accordatura di strumenti musicali, delle accordature effettuate sui singoli strumenti musicali. Inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti. The invention thus conceived is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept; by way of non-limiting example, the expert in the sector understands without effort that a historicization function of the frequencies processed in general by the apparatus can be provided or, in the specific case of use of the apparatus for the tuning of musical instruments, of the tunings made on individual musical instruments. Furthermore, all the details can be replaced by other technically equivalent elements.

In pratica, i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica. In practice, the materials used, as well as the dimensions, may be any according to the requirements and the state of the art.

In conclusione, l’ambito di protezione delle rivendicazioni non deve essere limitato dalle illustrazioni o dalle forme di realizzazione preferite illustrate nella descrizione sotto forma di esempi, ma piuttosto le rivendicazioni devono comprendere tutte le caratteristiche di novità brevettabile che risiedono nella presente invenzione, incluse tutte le caratteristiche che sarebbero trattate come equivalenti dal tecnico del ramo. In conclusion, the scope of the claims must not be limited by the illustrations or preferred embodiments illustrated in the description in the form of examples, but rather the claims must encompass all of the patentable novelty features that reside in the present invention, including all the characteristics that would be treated as equivalent by the person skilled in the art.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1) Apparatus with stroboscopic effect (100) for displaying the difference between a reference frequency and a frequency of a current signal (130), particularly for the tuning of musical instruments, characterized in that it comprises acquisition means (120) of said current signal (130) and means (170) for the representation on a display (180) of a waveform (185) of said current signal (130), the update frequency of said display (180) being based on said reference frequency.

2) Stroboscopic effect apparatus (100) according to claim 1, characterized in that said update frequency of the display (180) is a multiple or a submultiple of said reference frequency.

3) Stroboscopic effect apparatus (100) according to claims 1 or 2, characterized in that it comprises a frequency detector (140) adapted to set said reference frequency on the basis of the frequency of said current signal (130).

4) Stroboscopic effect apparatus (100) according to any one of the preceding claims, comprising a generator (150) of an electrical signal at said reference frequency and stabilization means (160, 165) of said current signal, said generator (150) and said stabilizing means (160, 165) being controlled by said frequency detector (140).

5) Stroboscopic effect apparatus (100) according to claim 4, wherein said stabilizing means (160, 165) of said current signal (130) includes a bandpass filter module (160) adjusted according to the frequency of said current signal (130) and an auto gain module (165) connected in series to said bandpass filter module (160).

6) Stroboscopic effect apparatus (100) according to any one of the preceding claims, wherein said acquisition means (120) of said current signal (130) includes a microphone (122).

7) Stroboscopic effect apparatus (100) according to any one of the preceding claims, wherein said acquisition means (120) of said current signal (130) includes a preamplifier and / or an impedance adapter (124).

8) Stroboscopic effect apparatus (100) according to one or more of the preceding claims, characterized in that it comprises a display (220) configured to indicate one or more of the frequency of the current signal (230), the reference frequency (240) and the deviation (250) of the current frequency from the reference frequency.

9) Method for displaying the difference between a reference frequency and a frequency of a current signal (130), particularly for the tuning of musical instruments, characterized by the fact of understanding the steps that consist of: - acquiring (310) said current signal (130); - adjust (350) the update frequency of a display (180) for the graphic representation of a waveform (185) based on said reference frequency; - display (360) said waveform (185) of said current signal (130) on said display (180).

10) Method according to claim 9, wherein said update frequency of the display (180) is adjusted to a multiple or submultiple value of said reference frequency.

11) Method according to claims 9 or 10, characterized in that it comprises the step which consists in setting (320) said reference frequency on the basis of the frequency of said current signal (130) by means of a frequency detector (140) .

12) Method according to claims 9, 10 or 11, characterized in that it comprises the steps which consist in: - generating (330) an electrical signal at said reference frequency, by means of a generator (150), said generator (150) being controlled by said frequency detector (140); - stabilizing (340) said current signal, through stabilizing means (160, 165), said stabilizing means (160, 165) being controlled by said frequency detector (140).

13) Method according to claim 12, wherein said stabilization step (340) of said current signal (130) consists in filtering said current signal (130) with a bandpass filter (160) adjusted according to the frequency of said current signal ( 130) and, subsequently, in amplifying said current signal (130) with an auto gain module (165).

14) Method according to one of claims 9 to 13, in which said acquisition step (310) of said current signal (130) provides for the use of a microphone (122).

15) Method according to one of claims 9 to 13, in which said acquisition step (310) of said current signal (130) provides for the use of a preamplifier and / or an impedance adapter (124).