Устройство для цветового сопровождения музыки Советский патент 1979 года по МПК A63J17/00 

Изобретение относится к автоматическим устройствам цветового сопровождения музыки и может быть использовано для автоматического сопровождения музыки цветовыми эффектами в концертных залах, санаториях, кафе, в интерьерах современных общественных зданий для декоративных целей.

Известны устройства для цветового сопровождения музыки.

Одно из известных устройств для цветового сопровождення музыки содержит блок усилителей и полосовых фильтров, блок управления, блок модуляции и источники светоцвета, где для обеспечения оперативного выбора закономерности изменения цветовой композиции п повышения динамичности дополнительно введены блок гамма-коррекции и блок дискриминаторов 1.

К недостатку описанного устройства относится ограниченная оперативность выбора и динамичности развития композиции, обусловленная отсутствием паузной засветки, применением реверсивного электродвигателя с инерционным моментом, что влияет на оперативность смены цвета и отставание цветового сопровождения от звука.

Наиболее близким техническкм решением к изобретению является устройство для цветового сопровождения музыкальных произедений, которое содержит усилитель низкой частоты, блок полосовых фильтров, выход которого подключен к входу блока детекторов, блоки управления, выходы которых нодсоединены к световому табло 2. Недостаток известного устройства заклю-. чается в низком уровне архитектурно-психологического эффекта, так как при прохождении полного сигнала, имеюш,его одно-.

временно высокие, низкие и средние частоты, прохождение средних частот не сопровождается цветом из-за того, что соответствующие средним частотам лампы гаснут. Возможность применения известного устройства ограничена использованием его в цве-. товых приставках к небольшим приемникам, например приемникам 4-го класса. Известное техническое решение для автоматического цветового сопровождения звучания большого оркестра, например, в концертном зале не применима.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем, что

в устройство д.тя цветового сопровождения музыки, содержащее усилитель низкой частоты, блок полосовых фильтров, выход которого подключен к входу блока детекторов, блоки управления, выходы которых подсое-,динены к световому табло, введены анализатор динамического развития, анализатор темпа, анализатор ритма, анализатор пауз, блок фиксации, два распределителя, коммутатор, сумматор и блок автоматической регулировки усиления. При этом выход усилителя низкой частоты подключен к входам блока фиксации, анализатора ритма и блока автоматической регулировки усиления, выход которого подсоединен к второму входу анализатора ритма и входу анализатора пауз, первый выход которого подключен к второму входу блока фиксации, второй выход - к входу первого распределителя, третий выход - к входу второго распределителя, выход которого подключен к первому входу коммутатора, второй вход которого подсоединен к выходу блока детекторов, а выход - к входу анализатора темпа и первому входу сумматора, второй вход которого подключен к выходу первого распределителя. Выход блока фиксации подсоединен к входу анализатора динамического развития, первым выходом связанного с первым входом анализатора темпа, каждый из п выходов которого подключен к первым входам блоков управления, расположенных в соответствующем л-горизонтальном ряду, с вторыми входами которых соединены соответственно п выходов сумматора. Каждый из оставшихся т выходов анализатора динамического развития подключен к третьим входам блоков управления, расположенных в соответствующем т-вертикальном ряду, а выходы анализатора ритма подсоединены: первый - к управляющему входу светового табло, второй - к входу блока полосовых фильтров. Анализатор динамического развития состоит из источника опорного напряжения, блока сброса, блока памяти, реверсивного коммутатора и блока сравнения, первая группа входов которого подключена к выходам источника опорного напряжения. Входы второй группы соединены между собой и являются входом анализатора динамического развития, а каждый из выходов блока сравнения подключен к одному из входов блока сброса, реверсивного коммутатора и блока памяти, выход которого подсоединен к дополнительному входу реверсивного коммутатора, выходы которого и выход блока сброса являются выходами анализатора динамического развития. Анализатор темпа состоит из последовательно соединенных сумматора, формирователя напряжения, управляемого генератора и блока селекции, содержащего последовательно соединенные блок фильтров и блок детекторов. При этом вход сумматора подключен к выходу коммутатора и является первым входом анализатора темпа, вторым входом которого служит один из входов формирователя напряжения, подключенный к выходу анализатора динамического развития. 6 63 Анализатор ритма состоит йз последовательно соединенных блока преобразования сигналов, содержащего соединенные последовательно блок фильтров, на вход которого подан- сигнал с усилителя низкой частоты, блок переключения и блок модуляции, на второй вход которого подан сигнал с выхода блока АРУ, а выход подключен к входу блока полосовых фильтров, блока выделения, содержащего последовательно соединенные блок фильтров и формирователь напряжения, и блока управления, выход которого подключен к управляющему входу светового табло. На фиг. 1 изображена конструкционная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - структурная электрическая схема анализатора динамического развития; на фиг. 3 - структурная электричеекая схема анализатора темпа; на фиг. 4- структурная электрическая схема анализатора ритма. Устройство для цветового сопровождения музыки содержит усилитель 1 низкой частоты, вход которого является входом устройства, а выход подключен к входу блока 2 ав томатической /{регулировки усиления, :к второму входу анализатора 3 ритма, к первому входу блока 4 фиксации, и предназначен для усиления сигнала, получаемого от источника звука (например, магнитофон, музыкальный автомат, микрофоны). Блок 2 автоматической регулировки усиления, выход которого подключен к входу анализатора 5 пауз и к первому входу анализатора 3 ритма, предусмотрен для логарифмического сопряжения сигнала и усилителя 1 низкой частоты и выходного напряжения блоков 6 управления. Анализатор 3 ритма, первый выход которого подключен к первому входу светового табло 7, а второй выход - к входу блока 8 полосовых фильтров, служит для автоматического анализа закономерного чередования музыкальных звуков и выдачи соответствующей команды на световое табло 7 и блоки полосовых фильтров. Анализатор 5 пауз, выходы которого подсоединены; первый к второму входу блока 4 фиксации, второй и Третий - к входам соответственно первого 9 и второго 10 распределителей, предназначен для определения музыкальной паузы на заданный интервал времени, задающий блоком 4 фиксации, и для выдачи команды на распределители 9 и 10, которые используются для распределения сигнала паузной засветки на определенные цвета. Коммутатор И, первый вход которого подключен к выходу второго распределителя 10, второй вход к выходу блока 8 полосовых фильтров через блок 12 детекторов, а выход - к второму входу сумматора 13 и к второму входу анализатора 14 темпа, предусмотрен для коммутации всех входных сигналов и выдачи команды через сумматор 13 на блоки б

управления светом соответствующих цветов светового табло 7.

Анализатор 15 динамического развития, вход которого подключен к выходу блока 4 фиксации, первый выход - к первому входу анализатора 14 темпа, а группа т выходов - к вторым входам блоков 6 управления, расположенных вертикальными рядами, предназначен для управления перемещениями световых эффектов на световом табло в зависимости от совокупности явлений, связанных с громкостью. Анализатор 14 темпа, группа и выходов которого подключена к входам блоков 6 управления, расположенных в соответствующих п горизонтальных рядах, служит для определения абсолютной скорости, с которой исполняется музыкальное произведение, и выдачи соответствующего сигнала на блоки 6 управления.

Анализатор динамического развития (фиг. 2) содержит источник 16 опорного напряжения, блок 17 сравнения, предназначенный для сравнения уровня входного сигнала с блока 4 фиксации (фиг. 1) и уровня напряжения с источника 16 опорного напряжения, своей первой группой входов подключенный соответственно к выходам источника 16 опорного напряжения, входы которого и второй группы входы блока 17 сравнения являются входом анализатора динамического развития. Он предусмотрен для коммутации всех входных сигналов и выдачи команды на блоки 6 (фиг. 1) управления в зависимости от различной степени силы звучания музыкального произведения, его внезапной или постепенной смены, выделения отдельных звуков и т. п. Входы реверсивного коммутатора 18 соединены с выходами блока сравнения и соответствующими входами блока 19 сброса и блока 20 памяти, выходом подключенного к последнему входу реверсивного коммутатора 18, выходы которого и выход блока 19 сброса является выходами анализатора динамического развития.

Анализатор темпа (фиг. 3) содержит сумматор 21, формирователь 22 напряжения, предназначенный для формирования напряжения с большой постоянной времени и последующего медленного изменения его по амплитуде, первый вход которого подключен к выходу анализатора 15 динамического развития, второй вход через сумматор 21 - к выходу коммутатора 11, а выход - к управляемому генератору 23. Блок 24 селекции, включающий в себя последовательно соединенные блок 25 фильтров и блок 26 детекторов, подключен к выходу управляемого генератора 23, а выходы блока 24 селекции являются выходами анализатора темпа. Он предназначен для селекции напряжения управляемого генератора 23 и выдачи напряжения управления на соответствующие входы блоков 6 управления.

Анализатор ритма (фиг. 4) содержит блок 27 преобразования сигналов, предусмотренный для преобразования входного сигнала звуковой частоты в сигнал, амплитуда которого изменяется по закону огибающей звучания низкочастотного музыкального инструмента, и состоящий .из блока 28 модуляции, первый вход которого подключен к выходу блока 29 переключения, входом подсоединенного к выходу блока 30 фильтров, вход которого с вторым входом блока 28 модуляции являются входами анализатора ритма. Блок 31 выделения содержит последовательно соединенные блок 32 фильтров высших частот и формирователь 33 напряжения, причем вход блока 32 фильтров подключен к выходу блока 28 модуляции и служит вторым выходом анализатора ритма, а выход формирователя 33 напряжения подсоединен к входу блока 34 управления, и предназначен для выделения спектра гармоник шумовых инструментов ансамбля, подчеркивающих закономерное чередование

музыкальных звуков. Блок 34 управления, выход которого является одним из выходов анализатора ритма, используется для управления световыми источниками на световом табло 7.

Устройство работает следующим образом. При включении источников питания производится установка импульсов в распределителях 9 и 10 в исходное состояние. На выходах распределителей 9 и 10 появляется

сигнал, который подается на коммутатор 11 и сумматор 13. При отсутствии сигнала на выходе усилителя 1 низкой частоты на выходе коммутатора И сигнала также нет, а с выхода сумматора 13 сигнал поступает на

первые входы блоков 6 управления светом одного цвета. Одновременно сигнал первого выхода анализатора 5 пауз подается на блок 4 фиксации. Если сигнал на выходе не исчезает, например, в течение 3 с, то на выходе блока 4 фиксации появляется сигнал, который поступает на вход анализатора 15 динамического развития и далее на вторые входы блока 17 сравнения (фиг. 2). На первые входы блока 17 сравнения подаются с

выходов источника 16 опорного напряжения различные по уровню и увеличивающиеся дискретно от 1 до максимума напряжения. При этом уровень напряжения сигнала, поступающего на вторые входы блока 17 сравнения, выбран большим уровня, поступающего на его первый вход. Следовательно, на всех выходах блока 17 сравнения появляются сигналы, которые соответственно подаются на входы блока 19 сброса, блока 20

памяти и реверсивного коммутатора 18. При этом на выходе блока 20 памяти появляется сигнал, переключающий реверсивный коммутатор 18, выходы l+w которого являются выходами анализатора 15 динамического

развития, подключенными соответственно к вторым входам блоков 6 управления. Неизменяющиеся сигналы на входах блока 19 сброса вызывают появление напряжения сигнала на выходе указанного блока. При подаче музыкального сигнала на вход усилителя 1 низкой частоты устройство для цветового сопровождения музыки работает следующим образом,. С выхода усилителя 1 низкой частоты сигнал подается на блок 4 фиксации, блок 2 автоматической регулировки усиления, где происходит также сжимание динамического диапазона сигнала до 20 дб, и на второй вход анализатора 3 ритма. На третьем выходе анализатора 5 пауз и на выходе блока 4 фиксации появляется «О, который сказывается на вторых входах блока 17 сравнения (фиг. 2). При этом сигнал отсутствует также на выходах I+m блока 17 сравнения и входах реверсивного коммутатора 18, а следовательно, на выходах l--)-OT анализатора 15 динамического развития и вторых входах блоков б управления, третьи входы которого закоротятся. Источники света на световом табло 7, участвовавщие в паузной засветке, гаснут. На фиг. 1 видно, что сигнал с анализатора 5 пауз подается на распределитель 9 и запускает его. Последний выдает сигнал на сумматор 13. Сигнал с выхода блока 2 автоматической регулировки усиления поступает на первый вход анализатора 3 ритма и далее на второй вход блока 28 модуляции блока 27 преобразования сигналов (фиг. 4). С выхода усилителя 1 низкой частоты сигнал поступает на второй вход анализатора 3 ритма и далее на вход блока 30 фильтров низких частот блока 27 преобразования сигналов, с помощью которого выделяется спектр частот, соответствующий басовым музыкальным инструментам, задающим ритм музыкальному произведению, например контрабасу. С выхода блока 30 фильтров сигнал через блок 29 переключения поступает на первый вход блока 28 модуляции, на выходе которого сигнал звуковой частоты оказывается промодулнрованным по амплитуде, по закону огибающей звучания низкочастотного музыкального инструмента, задающего ритм. Уровень модуляции можно менять вручную. Промодулированный сигнал с выхода блока 28 модуляции проходит на второй вход блока 3 ритма и на вход блока 32 фильтров высших частот блока 31 выделения, производящего выделение спектра гармоник шумовых инструментов ансамбля, подчеркивающих ритм, например щеток тарелки. С выхода блока 32 фильтров верхних частот сигнал через формирователь 33 импульсов запускает блок 34 управления, аналогичный блокам 6 управления. Источники света, подключенные к блоку 34 управления, распределены в pasHbix местах верхней частоты светового табло 7 и вспышками белого света подчеркивают ритм музыкального произведения. С выхода блока 3 ритма промодулированный сигнал пост)пает на вход блока 8 полосовых фильтров и далее через блок 12 детекторов и коммутатор 11 на вторые входы сумматора 13 и анализатора 14 темпа. С выхода сумматора 13 сигналы попадают на первые входы соответствующих блоков 6 управления светом соответствующих цветов. Кроме того, с выхода з силителя 1 низкой частоты сигнал поступает через блок 4 фиксации на вход анализатора 15 динамического развития и далее на вторые входы блока 17 сравнения (фиг. 2). Предположим, что уровень сигнала таков, что вызвал появление сигнала лишь па первом выходе блока 17 сравнения. Тогда на первом выходе реверсивного коммутатора 18, в зависимости от блока 20 памяти, оказывается сигнал разрешения, который подается на вторые входы блоков 6 управления. При этом лишь вертикальная группа блоков 6 управления получает разрешение для сигнала по первому входу и загораются лишь источники света на световом табло 7 указанных блоков управления. В зависимости от изменения уровня сигнала на вторых входах блоков 17 сравнения на их выходах появляются однократные сигналы, которые через блок 19 сброса поступают на первый выход анализатора 15 динамического развития и на первый вход анализатора 14 темпа (фиг. 3) и на вход формирователя 22 напряжения. Из фиг. 1 видно, что сигналы с выхода коммутатора 11 проходят также на второй вход анализатора 14 темпа и далее (фиг. 3) на вход сумматора 21. Просуммированные импульсы поступают на второй вход формирователя 22 напряжения, где сигнал с большой постоянной времени и медленно изменяющийся по амплитуде подается на вход управляемого генератора 23 низкой частоты. С его выхода сигнал поступает на вход блока 25 фильтров, на выходе которого включен блок 26 детекторов с большими зарядными емкостями. С выхода блока 26 детекторов сигналы поступают на выходы анализатора 14 темпа и далее на третьи входы блоков 6 управления. При исполнении музыкального произведения могут встречаться кратковременные паузы в звучании. Анализатор 5 пауз находится в исходном состоянии, если пауза не превышает 1 с. Если длительность паузы превышает 3 с, что имеет место в конце музыкального произведения, анализатор 5 пауз выдает команду и через второй распределитель 10 переключает коммутатор 11 на следующую ступень, а через блок 4 фиксации поступает на вход анализатора 15 динамического развития, который дает сигнал разрешения с выходов на включение паузной засветки на световом табло 7. Сравнительные испытания предлагаемого устройства для цветового сопровождения музыки с известным показали, что функциональные возможности данного устройства расширены за счет постоянно действующего анализа динамического развития, темпа, ритма музыкального произведения, причем обеспечивается возможность работы устройства в ручном или автоматическом режиме, например по желанию режиссера во время репетиции, и также возможность использования данного устройства для цветового сопровождения в концертных залах, кафе, звучания большого оркестра, при этом обеспечивается соответствующий архитектурнопсихологический эффект. Формула изобретения 1. Устройство для цветового сопровождения музыки, содержащее усилитель низкой частоты, блок полосовых фильтров, выход которого подключен к входу блока детекторов, блоки управления, выходы которых подключены к световому табло, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены анализатор динамического развития, анализатор темпа, анализатор ритма, анализатор пауз, блок фиксации, два распределителя, коммутатор, сумматор и блок автоматической регулировки усиления, причем выход усилителя низкой частоты подключен к входам блока фиксации, анализатора ритма и блока автоматической регулировки усиления, выход которого подключен к второму входу анализатора ритма и входу анализатора пауз, первый выход которого подключен к второму входу блока фиксации, второй выход - к входу первого распределителя, третий выход - к входу второго распределителя, выход которого подключен к первому входу коммутатора, второй вход которого подключен к выходу блока детекторов, а выход - к входу анализатора темпа и первому входу сумматора, второй вход которого подключен к выходу первого распределителя, при этом выход блока фиксации подключен к входу анализатора динамического развития, первый выход которого подключен к первому входу анализатора темпа, каждый из п выходов которого подключен к первым входам блоков управления, расположенных в соответствующем л-горизонтальном ряду, к вторым входам которых подключены соответственно п выходов сумматора, каждый из оставшихся т 659 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 3 выходов анализатора динамического развития подключен к третьим входам блоков управления, расположенных в соответствующем т-вертикальном ряду, а выходы анализатора ритма подключены: первый - к управляющему входу светового табло, второй - к входу блока полосовых фильтров. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что анализатор динамического развития состоит из источника опорного напряжения, блока сброса, блока памяти, реверсивного коммутатора и блока сравнения, первая группа входов которого подключена к выходам источника опорного напряжения, входы второй группы соединены между собой и являются входом анализатора динамического развития, а каждый из выходов блока сравнения подключен к одному из входов блока сброса, реверсивного коммутатора и блока памяти, выход которого подключен к дополнительному входу реверсивного коммутатора, выходы которого и выход блока сброса являются выходами анализатора динамического развития. 3. Устройство по п. 1, отличающеес я тем, что анализатор темпа состоит из последовательно соединенных сумматора, формирователя напряжения, управляемого генератора и блока селекции, содержащего последовательно соединенные блок фильтров и блок детекторов, при этом вход сумматора подключен к выходу коммутатора и является первым входом анализатора темпа, вторым входом которого является один из входов формирователя напряжения, подключенный к выходу анализатора динамического развития. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что анализатор ритма состоит из последовательно соединенных блока преобразования сигналов, содержащего соединенные последовательно блок фильтров, на вход которого подан сигнал с усилителя низкой частоты, блок переключения и блок модуляции, на второй вход которого подан сигнал с выхода блока АРУ, а выход подключен к входу блока полосовых фильтров, блока выделения, содержащего последовательно соединенные блок фильтров и формирователь напряжения, и блока управления, выход которого подключен к управляющему входу светового табло. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 456625, кл. А 63J 17/00, 1967. 2. Авторское свидетельство СССР № 290760, кл. А 63J 17/00, 1972.