ИМИТАТОР ШУМА МОРСКОГО ПРИБОЯ Российский патент 1995 года по МПК G10K15/02 

Изобретение относится к звукошумовым устройствам и может быть использовано с лечебно-оздоровительной целью для релаксации организма при психологическом напряжении, переутомлении, а также в качестве сувенирной радиоигрушки.

Известен имитатор шума прибоя [1] содержащий генератор шума, каскад с изменяемым коэффициентом усиления (модулятор), генератор управляющего напряжения, интегратор.

Имитатор выполнен в виде приставки к усилителю магнитофона, радиоприемника, телевизора и т.д. что создает неудобства в эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является имитатор шума морского прибоя [2] содержащий генератор шума, интегратор, модулятор, соединенный с интегратором, генератор импульсов, усилитель и громкоговоритель, подключенный к выходу усилителя.

В этом имитаторе приливы и отливы морских волн следуют в строго определенной последовательности, определяемой работой генератора импульсов, что неестественно и снижает эффективность имитации.

Техническим эффектом от использования изобретения является повышение эффективности имитации.

Данный технический эффект достигается за счет того, что в имитатор введены сумматор, один вход которого соединен с выходом модулятора, а выход с выходом усилителя, первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом первого интегратора, второй генератор импульсов, блок имитации крика чаек, выход которого соединен с другим входом сумматора, при этом выход генератора шума подключен к входу модулятора, управляющий вход которого подключен к выходу первого интегратора, выход первого генератора импульсов соединен с одним выходом первого элемента ИЛИ и входом управления током блока имитации крика чаек, а выход второго генератора импульсов соединен с другим входом первого элемента ИЛИ и входом управления громкостью блока имитации крика чаек. Блок имитации крика чаек может содержать звуковой генератор на RC-цепи, управляемый аттенюатор, вход управления которого является входом управления громкостью, а выход выходом блока имитации крика чаек, ключ, вход управления которого является входом управления током блока имитации крик чаек, вход и выход соединены с RC-цепью звукового генератора, выход которого подключен к входу управляемого аттенюатора, второй интегратор, второй элемент ИЛИ, третий, четвертый и пятый генераторы импульсов, при этом выход третьего генератора импульсов подключен к одному, а выход четвертого генератора импульсов к другому входам второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу питания пятого генератора импульсов, выход которого через интегратор подключен к входу питания звукового генератора.

В имитаторе звучат голоса чаек, различающиеся по тональности, громкости, количеству, периодичности возникновения. Морские волны следуют псевдослучайным непредсказуемым образом и различаются по громкости звучания.

Имитатор выполнен автономным с батарейным источником питания, что делает его удобным и безопасным в процессе эксплуатации.

На фиг. 1 приведена структурная схема имитатора шума морского прибоя; на фиг. 2 принципиальная электрическая схема одного из вариантов практического выполнения имитатора; на фиг. 3, 4 временные диаграммы, поясняющие работу имитатора.

Имитатор содержит генератор 1 шума, подключенный к входу модулятора 2, сумматор 3, один вход которого соединен с выходом модулятора 2, другой вход с выходом блока 4 имитации крика чаек, а выход с входом усилителя 5, на выходе которого подключен громкоговоритель 6, первый элемент ИЛИ 7, выход которого через первый интегратор 8 соединен с входом управления модулятора 2, первый генератор 9 импульсов, выход которого соединен с одним входом элемента ИЛИ 7 и с входом управления тоном блока 4 имитации крика чаек, второй генератор 10 импульсов, выход которого соединен с другим входом элемента ИЛИ 7 и с входом управления громкостью блока 4 имитации крика чаек.

Блок 4 имитации крика чаек содержит звуковой генератор 11 на RC-цепи, выход которого соединен с входом управляемого аттенюатора 12, выход которого является выходом, а вход управления входом управления громкостью блока 4 имитации крика чаек, ключ 13, вход и выход которого соединены с RC-цепью звукового генератора 11, вход управления которого является входом управления тоном блока 4 имитации крика чаек, третий 14, четвертый 15, пятый 16 генераторы импульсов, вторые элемент ИЛИ 17 и интегратор 18. Выход третьего генератора 14 импульсов подключен к одному, а выход четвертого генератора 15 импульсов к другому входам элемента ИЛИ 17, выход которого соединен с входом питания пятого генератора 16 импульсов, выход которого через интегратор 18 соединен с входом питания звукового генератора 11.

Генератор 1 шума может быть выполнен на стабилитроне 19 (фиг.2), работающем в режиме лавинного пробоя при малом обратном токе. Модулятором 2 может служить усилительный каскад на биполярном транзисторе 20, база которого является входом модулятора 2, коллектор выходом, а шина питания каскада входом управления. Сумматор 3 можно выполнить на постоянных резисторах 21, 22 и переменном резисторе 23, который выполняет и функции регулятора громкости. Усилитель 5 выполнен на микросхеме 24, а громкоговорителем 6 является любая миниатюрная динамическая головка.

Генераторы 9, 10, 14, 15, 16 импульсов и звуковой генератор 11 выполнены на инверторах. У звукового генератора 11 резистор 25 и конденсаторы 26, 27 являются его RC-цепью. Интегратор 8 выполнен на резисторе 28 и конденсаторе 29, а интегратор 18 на pезисторе 30 и конденсаторе 31. Функцию ключа 13 выполняет биполярный транзистор 32, например, типа КТ315Б, коллектор которого соединен с конденсатором 27 RC-цепи звукового генератора 11, а база является входом управления ключа. Управляемый аттенюатор 12 можно выполнить на делителе напряжения из резисторов 33, 34 и биполярном транзисторе 35, база которого является входом управления аттенюатора 12, а коллектор и эмиттер соединены с резистором 33 делителя напряжения. При открытом транзисторе 35 коэффициент передачи аттенюатора 12 близок к единице, а при закрытом определяется соотношением резисторов 33, 34 в делителе напряжения.

Имитатор работает следующим образом.

Генератор 1 шума генерирует шумовой сигал со спектром частот звукового диапазона, который через амплитудный модулятор 2 и сумматор 3 поступает на усилитель 5, усиливается и воспроизводится громкоговорителем 6.

Интегратор 8 из прямоугольных импульсов, поступающих с генераторов 9, 10 импульсов через элемент ИЛИ 7, формирует плавно нарастающие и спадающие напряжения, которые подаются на управляющий вход модулятора 2. В результате шумовой сигнал на выходе модулятора 2 оказывается промодулированным по амплитуде, нарастание и спад шумового сигнала имитируют характерный звук прилива и отлива морских волн. Так как длительность и периоды повторения импульсов с генератора 9 (фиг. 3а) и с генератора 10 (фиг.3б) различны и последние не кратны между собой (при практическом выполнении имитатора у генератора 9 период повторения импульсов составляет 5-6 с, а у генератора 10 13-14 с) и так как логика работы элемента ИЛИ такова, что его выходной сигнал принимает значение логической "1" при подаче напряжения такого же уровня, как на все входы, так и на любой их них, и логического "0", если на все входы поданы сигналы с уровнем "0", то на выходе элемента ИЛИ 7 образуется псевдослучайная непериодическая последовательность импульсов с различной длительностью (фиг. 3в). После ее интегрирования образуется плавно нарастающее и спадающее напряжение с псевдослучайной частотой и амплитудой (фиг.3г). При модуляции шума таким сигналом "морские волны" возникают псевдослучайным, непредсказуемым образом и различаются по громкости. Это повышает эффект имитации, делает звучание более естественным, похожим на звучание природного морского прибоя.

На сумматор 3, наряду с шумовым сигналом с модулятора 2, поступает сигнал с блока 4 имитации крика чаек. Его звуковой генератор 11 генерирует колебания частотой 800-1200 Гц. Питающим напряжением для него являются выходные импульсы с генератора 16 импульсов (при практическом выполнении период повторения их составлял 1 с, а длительность 0,3 с), которые подаются через интегратор 18 (фиг.4д). При этом выходной сигнал звукового генератора 11 периодически быстро нарастает и затем медленно спадает (фиг.4е), что делает его на слух похожим на характерные крики чаек. Генератор 16 импульсов включается выходными импульсами с генераторов 14, 15 импульсов через элемент ИЛИ 17, выходное напряжение которого является питающим для генератора 16 импульсов. Длительность и периоды повторения выходных импульсов с генератора 14 (фиг. 4а) и с генератора 15 (фиг.4б) различны и последние не кратны между собой (при практическом выполнении имитатора у генератора 14 период повторения составлял 13-14 с, а длительность 2-3 с, а у генератора 15 соответственно 5-6 и 0,5-1 с), поэтому на выходе элемента ИЛИ 17 образуется псевдослучайная непериодическая последовательность импульсов с различной длительностью (фиг. 4в). В результате генератор 16 импульсов включается псевдослучайным непериодическим образом на разное время (фиг.4г), а на слух крики чаек различаются по количеству (при практическом выполнении имитатора от одного до четырех) и периодичности возникновения.

Выходные импульсы с генератора 10 импульсов периодически открывают ключ 13, который к RC-цепи звукового генератора 11 подключает дополнительный резистор или конденсатор (на фиг.2 конденсатор 27). При этом частота колебаний в звуковом генераторе 11 периодически изменяется (на практике на 20-30%), и на слух крики чаек становятся различными по тональности.

С генератора 9 выходные импульсы периодически поступают на управляющий вход аттенюатора 12, коэффициент передачи его изменяется и выходное напряжение со звукового генератора 11 поступает на сумматор 3 то меньшего, то большего уровня. При этом на слух крики чаек становятся различными по громкости звучания. Вместе с изменением тональности крика и возникновением его псевдослучайным образом это создает у слушателя иллюзию многообразия чаек. Совместное звучание шума прибоя и крика чаек рождает у слушателя яркую образную картину морского пейзажа.

Изобретение относится к звукошумовым устройствам и может быть использовано с лечебно-оздоровительной целью для релаксации организма при психологическом напряжении или переутомлении, а также в качестве сувенирной игрушки. Имитатор шума морского прибоя содержит генератор шума, модулятор, сумматор, усилитель, громкоговоритель, интегратор, два генератора импульсов, элемент ИЛИ и блок имитации крика чаек, соединенные соответствующим образом. Блок имитации крика чаек содержит звуковой генератор на RC-цепи, управляемый аттенюатор, три генератора импульсов, элемент ИЛИ и интегратор. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. ИМИТАТОР ШУМА МОРСКОГО ПРИБОЯ, содержащий генератор шума, первый интегратор, модулятор, соединенный с первым интегратором, первый генератор импульсов, усилитель и громкоговоритель, подключенный к выходу усилителя, отличающийся тем, что в него введены сумматор, один вход которого соединен с выходом модулятора, а выход с входом усилителя, первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом первого интегратора, второй генератор импульсов, блок имитации крика чаек, выход которого соединен с другим входом сумматора, при этом выход генератора шума подключен к входу модулятора, управляющий вход которого подключен к выходу первого интегратора, выход первого генератора импульсов соединен с одним входом первого элемента ИЛИ и входом управления тоном блока имитации крика чаек, а выход второго генератора импульсов соединен с другим входом первого элемента ИЛИ и входом управления громкостью блока имитации крика чаек. 2. Имитатор по п.1, отличающийся тем, что блок имитации крика чаек содержит звуковой генератор на RC-цепи, управляемый аттенюатор, вход управления которого является входом управления громкостью, а выход выходом блока имитации крика чаек, ключ, вход управления которого является входом управления тоном блока имитации крика чаек, вход и выход соединены с RC-цепью звукового генератора, выход которого подключен к входу управляемого аттенюатора, второй интегратор, второй элемент ИЛИ, третий, четвертый и пятый генераторы импульсов, при этом выход третьего генератора импульсов подключен к одному, а выход четвертого генератора импульсов к другому входам второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу питания пятого генератора, выход которого через второй интегратор подключен к входу питания звукового генератора.