Светомузыкальное устройство

ОП ИСАН И Е п)919693ИЗОВРЕТЕН ИЯ Союз СоветскикСоциапистическикРеспубпии К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5)М. Кл, А 63,) 17/00 с присоединением заявки ЭЙ -Ьеударстюиый комитет СССР аф двлан изабретеиий к аткрь 1 ткйДата опубликования описания 15 04,82 В. П. Букатин и Б. М, Галеев( с.,Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им, А, Н, Туполева(54) СВЕТОМУЗЫКАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к светомузыке, аименно к устройствам для автоматического сопровождения звука световыми эффектами.Известно светомузыкапьное устройство, содержащее последовательно соединенные источник звука, автоматический регулятор уровнявходных сигналов, электрическую схему фор.мирования управляющих сигналов, к выходукоторой подключены источники света и исполнительный элемент выходного оптического1 Оустройства 1.Однако так как отдельные части музыкального произведения имеют различный темп; тоили световое сопровождение будет не все вре- .мя синхронно с музыкой, или оператор должен15управлять работой устррйства во время исйолнения музыкального произведения. Но присут-.ствие оператора может быть нецелесообразным,нежелательным или невозможным, А.несинхронность светового сопровождения смузыкальным произведением значительно снимает зрелищный эффект,Наиболее близким по технической сущности к изобретению является светомузыкапьное устройство, содержащее . последовательно соеди.ненные источник звука, автоматический регулятор уровня, фильтры высоких и низких частот, логарифматор, детектор, интегратор, диф ференциатор, компаратор, блок памяти, ключ и выключатель,. второй вход которого соединен с выходом автоматического регулятора уровня, а выход через блок формирования сигналов управления к выходному оптическомуустройству 2.Однако данное устройство. обладает ограниченной художественной выразительностью.Целью изобретения является повышение художественной выразительности. светового сопровождения музыкальных произведений.Поставленная цель. достигается тем, что в светомузыкальное устройство, . содержащее источник звука, автоматический регулятор уровня и фильтр. нижних частот, соединенные последовательно первые дифференциатор и ком. паратор, соединенные последовательно, первые частотный детектор и интегратор, соединенные последовательно, и блок формирования управляющих сигналов, выход которого подключенк первому входу выходного оптического устройства, введены перемножитель, выход которога соединен со вторым входом выходногооптического устройства, амплитудные и.второй частотный детекторы, второй компаратор,вход которого соединен со входом первогоамплитудного детектора и выходом фильтранижних частот, а выход - со входом первогочастотного детектора, второй, третий и четвер.тый интеграторы, второй дифференциатор, вход 10которого соединен с выходом первого интегра.тора, а выход через последовательно соединенные первый амплитудный. детектор и второйинтегратор - с первым входом перемножителя, второй вход которого через соединенныепоследовательно третий интегратор и второйчастотныйдетектор соединен с выходом первого компаратора, и третий дифференциатор,выход которого соединен со входом первогодифференциатора, а вход через третий интегратор - с выходом второго амплитудногодетектора.На чертеже изображена структурная схемасветомузыкального устройства,Светомузыкальное устройство содержит последовательно соединенные источник звука 1,автоматический регулятор. уровня 2 входныхсигналов, к выходу которого подсоединеныблок 3 формирования управляющих сигналовс источниками света выходного оптическогоустройства (ВОУ) 4 на выходе и аналюатортемпа музыкальных сигналов, содержащийфильтр низкой частоты 5, выход которого/подключен к двум параллельным каналаманализатора темпа, включающим в себя .первый и второй частотные детекторы б н 7,интеграторы 8 - 11, дифференциаторы 12 - 14,компараторы 15 и.16, амплитудные детекторы 17 и 18, а выходы этих каналов, пер.вый из которых включает в себя последовательно соединенные компаратор 16, частотныйдетектор 6, интегратор 8, дифференциатор 13,амплитудный детектор 17 и интегратор 9, авторой - последовательно соединенные амлли.тудный детектор 18, интегратор 11, дифференциаторы 14 и 12, компаратор 15, частотный 45детектор 7, интегратор 10, подключены ковходам . перемножителя 19,Устройство работает следующим образом.Звуковой сигнал с выхода источника звука 1поступает на автоматический регулятор уровня 02 входных сигналов, а с него параллельно наблок 3 формирования управляющих сигналов,который управляет работой ВОУ 4, включаю.щего в себя источник света и исполнительныйэлемент и на анализатор темпа музыкальных, 55сигналов, Анализатор темпа музыкальных сит.валов анализирует поступающий сигнал и взависимости от темпа музыкального сигнала вьщает соответствующий управляющий сигнална исполнительный элемент ВОУ 4, которыйзадает соответствующую скорость движения,синхронную с темпом музыкального сигнала,формообразующим элементам ВОУ. 4, создающего световые эффекты,Темп музыкального сигнала с точки зрения электроакустики с какой-то вероятностьюхарактеризуется одновременным сочетаниемчисла максимумов в огибающей звука приОгпах ) Опор Ъ полосе (Ф,и - 1 э), где ОаахОпор - соответственно. максимальное и пораговое напряжения, Ф н и 1 э - соответственнонижняя и верхняя частоты сигнала и изменения во времени частоты основного тона (мелодии), На этом построена работа анализатора темпа.Музыкальный сигнал с выхода автоматического регулятора уровня 2 входных ситналовпроходит через фильтр нижних частот 5, подвергается анализу в двух параллельных ветвяхустройства,В одном канале проходит анализ по часто.те. Сигнал с выхода автоматического регулятора уровня 2 через фильтр нижних частот 5поступает на компаратор 16, который ограничивает по амплитуде огибающую входного музыкального сигнала. Ограниченная огибающаяпоступает на частотный детектор б, напряжение на выходе которого пропорционально частоте входного музыкального сигнала. Послеусреднения интегратором 8 это напряжениепоступает на дифференциатор, 13. Чем быстреепроисходит изменение напряжения на его входе, т.е, изменение частоты основного тона музыкального сигнала, тем выше напряжениена выходе. Это напряжение через амплитудйый детектор 17.поступает на интегратор 9,где усредняется и подается на перемножитель19,В другом канале производится анализ поамплитуде, Сигнал с выхода автоматическогорегулятора уровня 2 через фильтр нижнихчастот 5 поступает на амплитудный детектор18,. усредняется интегратором 11, после которого для обработки музыкального сигналанеобходимо проювести двойное дифференцирование дифференциаторами 14 и 12. С выхода дифференциатора 12 напряжение, отри.цательные значения которого соответствуютмаксимальным значениям входного музыкального сигнала, .поступает на вход компаратора15. Компаратор 15 осуществляет сравнениеотрицательных импульсов, соответствующихмаксимумам входного музыкального сигнала,Эс пороговым напряжением, и на выходе компаратора 15.появляется сигнал только в слу.чае Ощах ) Опор, Компаратор 15 настраивается на значение максимумов вход.5 9ного музыкального сигнала, отражающих темпмузыкального произведения, выбором зна.чения Опор, С выхода компаратора 15 сигналпоступает через частотный детектор 7 на инте.гратор 10, который усредняет сигнал и выда.ет медленно меняющееся по амплитуде напряжение, величина которого пропорциональначислу импульсов с компаратора 15. Чем выше темп мелодии, тем больше максимумовогибающей за период времени и соответственно импульсов с выхода компаратора 15 ив результате выше напряжение на выходеинтегратора,10. Напряжение с выхода инте.гратора 10 поступает на перемножитель 19.Управляющий сигнал с перемножителя 19,,пропорциональный амплитуде и частоте входного музыкального сигнала с выхода фильт.ра нижних частот 5, поступает на исполнитель.ный элемент ВОУ 4, регулирующий скоростьизменения световых эффектов.Фильтр нижних частот 5, дифференциаторы12 - 14 могут быть выполнены на базе опера.ционных. усилителей, компараторы 15 и 16-на базе микросхемы 118 серии, интеграторы8 - 11 - ВС-цепочки.Использование устройства, включающего всебя блок, анализируюший темп музыкального сигнала, выгодно отличает: предлагаемоесветомузыкальное устройство от йзвестного,так как впрограмму светомузыкального уст.чройства вносятся элементы автоматическои.Формула изобретенияСветомузыкальное устройство, содержащееисточник звука, автоматический. регулятор9693 6уровня и фильтр нижних частот, соединенныепоследовательно, первые дифференциатор икомпаратор, соединенные последовательно, первые частотный детектор, и интегратор, соедипенные последовательно, и блок формированияуправляющих сигналов, выход которого подключен к первому, входу выходного оптического. устройства, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью. повышения художественной 10 выразительности светового сопровождения. музыкальных произведений, в него введены перемножитель, выход которого соединен со вторым входом выходного оптического устройства, амплитудные и второй частотный детекторы, Б второй компаратор, вход которого соединен совходом первого амплитудного детектора и выходом фильтра нижних частот, а выход - совходом первого частотного детектора, второй,третий и четвертый интеграторы, второй диф ференциатор, вход которого соединен с вы.ходом первого интегратора, а выход через последовательно соединенные первый амплитудный детектор и втррой интегратор - с первымвходом перемножителя, второй вход которого 25 через соединенные последовательно третий интегратор и второй частотный детектор соединен с выходом первого компаратора, и третийдифференциатор, выход которого соединен совходом первого дифференциатора, а вход че рез третий интегратор - с выходом Второгоамплитудного детектора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. В помощь радиолюбителю. ДОСААФ,вып. 52, 1976, с, 11 - 20.2. Авторское свидетельство СССР по заявкеИо 2854208/18-21, кл, А 63 Л 17/00, 17,12.79.9196931 ВНИИПИ Заказ 2208/5 Тираж 406 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужтород, ул. Проекгн