Устройство для автоматического светового сопровождения музыки Советский патент 1983 года по МПК A63J17/00 

Изобретениэ относится к светомузыке и может быть использовано в качестве светомузыкального устройства различного назначения. Известно светомузыкальное устройство, содержащее входной усилитель, набор полосовых фильтров, блок автоматического изменения контрастности, набор деплекторов, усилителей мощности и осветительных при б ороч СЧ Недостатком известного устройства является низкое качество светового сопровождения звука, заключающееся в бессмысленности и однообразиисветовых вспышек, в малой степени связанных с характером изменения звукового сигнала. Наиболее близким к предложенному по технической сущности является устройство автоматического светового сопровождения музыки, содержащее при К источниках света п каналов, каждый из которых состоит из полосового фильтра, детектора, блока усиле ния мощности, соединенных с источниКс1ми света . Недостатком данного устройства яв ляется то,что при небольшом числе цепочек, соответствующем количеству основных гшетов видимого спектра, фиксированная настройка фильтров не позволяет установить содержательное соответствие между ними и музыкальны ми звуками (нотами), количество кото рых во много раз больше. Поэтому устройство-прототип не реагирует переключением источников света на боль шинство изменений частоты звукового сигнала, и, тем самым, не создает эффективного светового сопровождения музыки. Целью предлагаемого изобретения является повьинение эффективности оветового сопровождения музыки. Поставленная цель достигается тем что в устройство для автоматического светового сопровождения музыки, содержащее блок выпрямления и п блоков управления мощностью,каждый из которых подключен к соответствующему источнику света, введены блок Выделе ния превышений выпрямленного сигнала блок определения среднего числа превышений, пиковый детектор, п-1 блоков сравнения и логический блок, содержащий, например, п элементов И-НЕ при этом входная шина устройства через последовательно соединенные бло выпрямления, блок выделения превышений выпрямленного сигнала и блок определения среднего числа превышений соединена с первшли входами блоков сравнения, а выход блока определения среднего числа превышений через пико рый детектор соединен с вторыми входами блоков сравнения, выходы которы соединены с первыми входами п-1 эле ментов И-НЕ; логического блока, выходы которых соединены со входами соответствующих блоков управления мощностью и остальными входами всех последующих с второго по п-и элементов И«-НЕ, при этом выход п -го элемента И-НЕ.соединен с входом п-го блока управления мощностью. На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - структурна схема блока выделения превышений выпрямленного сигнгша; на фиг.З - ст.уктурная схема блока определения среднего числа превышений; на фиг.4 - структурная схема блока сравнения; на фиг.5 - временные-диаграммы, поясняющие принцип работы устройства. Устройство для автоматического светового сопровождения музыки содержит блок 1 выпрямления; блок 2 превышений выпрямленного сигнала, блок 3 определения среднего числа превышений, пиковый детектор 4, блоки 5 сравнения, логический блок б, элементы И-НЕ 7, блоки 8 управлр.ния мощностью и источники света 9. Блок 2 вьюелекия превышений выпрямленного сигнала содержит блок 10 усреднения и блок 11 сравнения. БЛОК J определения среднего числа превышений содержит блок 12 формирования импульсов постоянней вольтсекундной площади, блок 13 усреднения импульсов, конденсатор 14, резистор 15 и диод 16. БЛОК 5 сравнения содержит резисторы 17 и 18 и нуль-орган 19. На фиг.5 приведены следующие сигналы: входной звуковой сигнал 20, выходной сигнал 21 блока 1 выпрямления, выходной сигнал 22 блока 10 усреднения, выходной сигнал 23 блока 2 превышений выпрямленного сигнала, ; выходной сигнал 24 блока 12 формирования импульсов постоянной вольтсекундной площади, выходные сигналы 25 и 26 блока 13 усреднение и пикового детектора 4 соответственно. Вход устройства для сигигша звуковой частоты соединен с блоком выпрямления 1. Выход блока 1 соединен с блоком 2 выделения превьаиений выпрямленного сигнала. Последний состоит (см.фиг.2) из блока усреднения 10 к блока сравнения 11, входы которого соединены с входом и выходом блока 10. Вьзсод блока 2 соединен с блоком 3 определения среднего числа превышений, состоящим (фиг.З) из блока -12 формирования импульсов постоянной вольтсекундной площади и блока 13 усреднения. Блок 12 содержит дифференцирующую RC-цепь из конденсатора 14 и резистора 15,-который шунтирован диодом 16. Выход блока 3 соединен с пиковым детектором 4 и первьми входами n-1-x схем сравнения 5. Выход пикового детектора 4 соединен с вторыми входами схем сравнения 5. Кахшая схема срав нения 5 состоит (фиг.4) из резисторов 17 и 18 и нуль-органа 19. Выходы блоков 5 соединены с п-1входом логического блока б, который состоит из элементов И-НЕ 7. Входы первых n-1-x элементов 7 соединены с выходами блоков 5. Выходы всех блоков 7 являются выходами логическо го блока б и соединены с блоками 8 управления мощностью. Кроме ого, выход каждого блока 7 кроме п-го соединен с входами последующих блоков 7. Выходы блоков 8 соединены с источниками света 9. Устройство работает следующим образом. Входной звуковой сигнал 20 (фиг.5 поступает в блок выпрямления 1, который преобразует его в однополярный сигнал 21 (фиг.5). Выпрямленный звуковой сигнал поступает в блок 2, где в блоке 10 образуется сигнал среднего значения выпрямленного сигнала., а блок 11 блока 2 сравнивает входной и выходной сигналы блока 10 и образует выходной сигнал блока 2, представляющий собой прямоугольные импульсы превышения выпрямленным сигналом его среднего значения (фиг.5/ 23). Поскольку блок 2 должен имитировать механизм вьщеления максимумов звукового сигнала человеком, то ПОСТОЯНная вр&4ени блока 3 должна соответствовать времени запоминания слухо вого раздражения человексж, т.е. 5-10 с. Выходной сигнал блока 2 поступает в блок 3, которллй образует напряжение пропорциональное текущей частоте импульсов, вырабатываемых блоком 2. Указанные прямоугольные импульсы поступают на дифференцирующую ftC цепь 14 и 15 (фиг.З). Благодаря тому что резистор Rc-цепи шунтирован днодом 16, отрицательные перепады напряжения на ее выходе устраняются. При достаточно малой постоянной вре мени дифференцирования на вход блока усреднения 13 поступают импульсы постоянной вольтсекундной площади (фиг.5, 24). Постоянная времени усреднения блока 13 примерно paBita вре мени оценки частоты сигнала человеком, т.е. по данным физиологии 0,1 с Сигнал 25 с блока 3 поступает на пиковый детектор 4, который быстро заряжается до очередного маиссимума сигнала 25/ а разряжается с большой постоянной времени, которая должна соответствовать времени запоминания слухового сигнала человеком, т.е. 5-10 с. На выходе пикового детектора 4 образуется сигнал 26 (фиг.5), кото-; рый приблизительно соответствует максимальной частоте входного сигнала, т.е. наиболее высокой ноте за предшествующий интервал времени, величина которого определяется постоянной времени пнкотого детектора 4. Сигналы 25 н 26 поступают на входы блоков сравнения 5. Резисторы 17 и 18 (фиг.4) у разных блоков сравнения 5 подобраны таким образом, чтобы они переключались при разных величинах п-отношения сигнала 26 к сигналу 25. . Эти соотношения.у трех показанных на фиг.1 блоков 5 могут, например, быть следуюищми (указанные ниже значения имеют место в экспериментальном устройстве): первый блок В - 114 второй блок ::ретнй блок 5 - 3. В зависимости от значения величины 1 включается третий блок 5, либо второй и третий блок S, либо все блоки 5. Последний случай соответствует наиболее высокочастотной градации входного сигнала, при этом на выходе первого элемента ЙИ-НБ 7 образуется сигнал нулевого уровня,который, поступая на последующие элементы И-НЕ 7, запрещает образование на их выходах нулевых уровней. Лулевой уровень на выходе первого эл иента И-НЕ 7. включает через блок 6 усиления мощности первый источник света (например, с синим светофильтром, как ато щжнято в светомузыке для верхней градации частоты входных СИГНАЛОВ). Бели «ходной окунал имеет несколько меныоую частоту г то первый элемент 5 не включается, а включаются только второй и третий элемент 5. В этом случае на входы атеауаго элемента И-НЕ 7 поступают единичные сигналы, на его выходе образуется сигнал нулевого уровня, который через усилитель мощности Б вкгаочает второй источник света 9 (HanpiMep с эелешм светофильтром). При еще большш« снижении частоты входного сигнала включается только третий блрк 5, на выходе третьего элокента И-НЕ 7 образуется нулевой уровень, который включает через блок 8усиления ио1цностк третий источник света 9 (HaniHiMep с желтым светофильтром) . Если соотношение. меньше последнего порогового значения, то не включается ни один из блоков 5, на первых трех элементах И-КВ 7 образуются единичные уровни а на выходе четвертого элемента И-НЕ 7 образуется .нулевой уровень, включает через- блок & четвертый источник света 9(например), с красньм светофильтрам), Таким о&раэси, включение выходных блоков -с различными светофильтрами

происходит не в зависюлости от абсолютного значения частоты входного сигнала, а от ее отиошения к обраэо ванной в блоке 8 оценке максимальной частоты звукового сигнала.

Благодаря тому, что градации частоты звукового сигнала по которш производится переключение выходных , автоматически устанавливаются по его максимальной частоте на предшествуюй«ем временном интервале, эти переключения можно выполнять по небольшим oтнocитeльны 4 изменени@4 частоты входного сигнала, тем самым достигается 1Х}лее эффективное световое сопровождение Музыки.

Предложенное устройство может работать в большом диапазоне грошсости входного :звукового сигнала, так как преобразование частоты сигнала в

напряжение выполняется в нем с помощь операхщй, для которых характерен большой динамический диапазон: выпрямление (образование модуля), усреднение, сравнение - а дальнейшие onepatWH классификащ1и по частоте ие зависят от уровня входного сигнала.

Креме того, в предложенном устройстве обеспечена постоянная суммар ая яркость ламп, так как логическая схема управления выходнгвш блоками обеспечивает включение одного и только одного из них, если требуется некоторая контролируолая модуляция суммарной яркости ламп, то она может быфь осуществлена, например, путем изменения логики управления выходными блокшли

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТШАТИЧЕСКОГО СВЕТОВОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ МУШКИ, содержащее блок выпрямления и п блоков управления мощностью, каждый из которьах no Kjno4eH k соответствующетлу источнику света, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения эффективности светового сопровомщенкя музыки, в него введены блок выделения- превышений выпрямленного сигнала, блок определения среднего числа превьвцений, пиковый детектор. Г)-1 блоков сравнения и логический блок, содержащий, например,п элемен тов И-НЕ, при этом входная шина устройства через последовательно соединенные блсж выпряк4ления, блок вьзделения превышений выпрямленного сигнала и блок определения среднего числа превышений соединена с первыми входс1Ми блоков сравнения, а выход блока определения среднего числа превышений через пиковый детектор соединен с ВТОРШ1И входами блоков сравнения, выходь KOTOi ix соединены с первамя входами п-I элементов И-НЕ логического блока, выходы которых соединены с входами соответствующих блоков управления мощностью и остальными входами всех последующих с второго по п-й элементов И-НЕ, при этом (Л С выход п-го элемента И-НЕ соединен с входом п-го блока управления мощностью.

Н

nil т

э

-