Светомузыкальное устройство

(21) 4750946/2 (22) 30,10,89 (46) 23,09.91. Б (75) Ю,Л.Варш (53) 621.828(08 (56) Авторское М 659162, кл,Авторское В 1230611, кл авчик8;8)свидетельство СССРА 63 ) 17/00, 1975,свидетельство СССРА 63 3 17/00, 1984. о 11, 1 ил 1 табл ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СВЕТОМУЗЫКАЛ ОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение отн ся к устройствам светодинамического сопровождения музыки.и может быть использовано в концертных залах, театрах, а также при индивидуальном применении в домашних условиях, Цель изобретения - повышение эстетической выразительности создаваемой светомузыкальной картины благодаря обеспечению возможности воспроизведения цветовой картины с изменяющимся фоном и динамическим неповторя ющимся рисунком - достигается за счет введения блока 12 реверса, блока 13 формирования рисунка, блока 14 управления фоном и рисунком, блока 15 приоритета, компараторов 16-1, 16 - 2, дифференцирующего усилителя 17, формирователя 18 псевдослучайных кодов и образования новых функциональных связей, Это позволяет создать при помощи одного светового поля набора источников света, например ламп со светофильтрами) цветное изображение движущегося неповторяющегося рисунка на изменяющемся фоне. Устройство также содержит источник 1 звукового сигнала, фильтры 2-1.2-3, детекторы 3 - 1.3 - 3, блоки сравнения 4-14- -3, блок 5 задания скорости, детектор 6,. преобразователь 7 напряжение - частота, коммутатор 8, блок 9 хранения, блок 10 управления мощностью, оптическое устройст- Яъг вИзобретение относится к устройствамдинамического светового сопровождениямузыки и может быть использовано в концертных залах, театрах, а также в домашнихусловиях,Целью изобретения является усилениеэстетической выразительности создаваемой светомуэыкальной картины.На чертеже представлена структурнаяэлектрическая схема светомузыкального устройства.В таблице приведены коды на выходахблоков сравнения и соответствующие имуровни напряжений на выходах фильтровзвуковых частот.Светомузыкальное устройство содержит источник 1 звукового сигнала, выходкоторого соединен с входами первого, второго и третьего каналов обработки сигнала,1-й иэ которых содержит 1-й фильтр 2 - 12 - 3,1-й детектор 3 - 13 - 3, 1-й блок 4 - 14 - 3сравнения, причем в первом и третьем каналах обработки сигнала первый вход блока4 - 1, 4 - 3 сравнения соединен с выходом соответствующего детектора 3 - 1, 3 - 3, а выходкаждого блока 4 - 1, 4 - 2,4 - 3 сравнения является выходом соответствующего канала обработки сигнала, блок 5 задания скорости,четвертый детектор 6, преобразователь 7напряжение - частота, последовательно соединенные коммутатор 8 и блок 9 хранения,последовательно соединенные блок 10 управления мощностью и оптическое устройство 11, блок 12 реверса, блок 13формирования рисунка, блок 14 управленияфоном и рисунком, выход которого соединен с входом блока 10 управления мощности, блок 15 приоритета, первый и второйкомпараторы 16 - 1, 16 - 2, последовательносоединенные дифференцирующий усилитель 17 и формирователь 18 псевдослучайных кодов, выход которого подключен кпервому входу блока 13 формирования рисунка, остальные входы которого соединены с выходами блока 5 задания скорости,пятый вход подключен к первому входу коммутатора 8 и к выходу блока 15 приоритета,а выход соединен с первым входом блока 14управления фоном и рисунка, второй, третий, четвертый входы которого соединены свыходами соответствующих каналов обработки сигнала и соответствующими, входамиблока 15 приоритета, при этом выходы первого и второго компараторов 16-1, 16 - 2 соединены с вторым и третьим входамикоммутатора 8, а первый вход первого компаратора 6 подключен к первым входам первого и второго блоков 4-1, 4-2 сравнения,первый вход второго компаратора 16-2 соединеч с вторым входом второго блока 4-2-1, 21 - 2, 21-3, Кроме того, на чертеже25 приведен вариант выполнения блока 12 ре 30 35 40 45 50 55 сравнения и первым входом третьего блока 4 - 3 сравнения, причем вторые входы первого и второго компараторов 16-1, 16-2 подключены соответственно к первой и второй шинам 19 - 1, 19 - 2 источника опорного напряжения, а вторые входы первого и третьего блоков 4 - 1, 4-3 сравнения подключены к выходу детектора 3-2 второго канала обработки сигнала и входу дифференцирующего усилителя 17, при этом вход преобразователя 7 напряжение - частота подключен к выходу четвертого детектора 6, а выход соединен с первым входом блока 12 реверса, второй и третий входы которого соединены соответственно с прямым и инверсным выходами блока 9 хранения, причем к выходам блока 12 реверса подключены соответствующие входы блока 5 задания скорости, а вход четвертого детектора 6 соединен с выходом источника 1 звукового сигнала,На чертеже показаны также переменные резисторы 20 - 120 - 3, индикаторы 21 верса, который включает в себя первый и второй элементы И 22 - 1, 22-2, первые входы которых подключены к первому входу блока 12 реверса, вторые входы - к второму и третьему его входам соответственно, а выходы - к выходам блока 12 реверса, На чертеже приведен также пример выполнения формирователя 18 псевдослучайных кодов, который содержит генератор 23 импульсов, выход которого подключен к входу счетчика 24 импульсов, выходы разрядов которого подключены к соответствующим входам разрядов регистра 25 хранения, выход которого подключен к выходу формирователя 18 псевдослучайных сигналов, а тактовый вход является входом формирователя псевдослучайных кодов.Светомузыкальное устройство работает следующим образом.Входной сигнал от источника 1 звуковых сигналов, содержащего компрессор, поступает на входы фильтров 2-1.2 - 3 и четвертый детектор 6, Сигналы с выходов фильтров 2-1.2-3, разделенные по частотам, через детекторы 3-13 - 2 соответственно поступают на входы блоков 4 - 14-3 сравнения и компараторов 16 - 1, 16 - 2. Постоянные времени детекторов 3-1.3-3, 6 выбраны одинаковыми,В первом блоке 4-1 сравнения происходит сравнение уровней сигналов низких и средних частот, во втором блоке 4-2 - низких и высоких, а в третьем блоке 4-3 сравнения - средних и высоких частот. С помощью переменных резисторов 20-120-3 воз10 20 30 35 40 45 50 можно вручную изменять баланс напряжений, отдавая предпочтение тем или иным частотам, что приведет к изменению кода на выходах блоков 4 - 14 - 3 сравнения. Результат регулирования может быть визуально оценен по показаниям индикаторов 21- -1 21-3. На выходах блоков 4-1.4 - 3 в зависимости от соотношения уровней сигналов на их входах формируются логические уровни "0" или "1" и дальнейшая обработка этих сигналов ведется в двоичном коде.В компараторах 16 - 1 и 16 - 2 происходит сравнение напряжений соответственно низкой и высокой частот с опорными напряжениями с шин 19-1 и 19 - 2.Сигналы на выходах блоков 4-14-3 сравнения образуют трехраэрядный двоичный код, который отражает восемь различных ситуаций соотношения уровней сигналов отфильтрованных частот. В таблице приведены эти соотношения уровней и соответствующие им коды, При реальном соотношении уровней сигналов на входах блоков 4-14-3 сравнения наличие кодов 101 и 010 на выходах невозможно, однако, учитывая, что баланс напряжений в этих блоках можно искусственно изменять, такие сочетания кодов практически образуются.Таким образом, суммарная светодинамическая картина будет зависеть не только от уровней напряжений сигналов той или иной частоты, но и от их соотношений, которым соответствуют эти коды,Для создания фона светодинамической картины трехразрядный код с выходов блоков 4 - 14-3 сравнения поступает на входы блока 14 управления фоном и рисунком, с выхода которого снимаются сигналы управления тиристорами блока 10 управления мощностью, число которых определяется числом световых элементов оптического устройства 11, Группы световых элементов объединены в световые модули, Соответствие числа световых элементов оптического устройства 11 числу тиристоров тиристорного преобразователя, который обычно используется в качестве блока 10 управления мощностью, позволяет осуществлять плавный переход в световом модуле от одного цвета к другому. Для этого блок 14 управления фоном и рисунком может быть выполнен, например, в виде набора ПЗУ на микросхемах РЕЗ, число которых определено числом световых модулей в оптическом устройстве 11, при этом число световых элементов в световом модуле будет определяться числом выходов ПЗУ, отвечающего эа работу данного модуля. Так, например, для реализации соотношения семи нот музыкальной гаммы семи цветам спектра, должны использоваться семь выходов каждой микросхемы ПЗУ, Это число соответственно определяет и число световых элементов в световом модуле оптического устройства 11Создание светодинамического рисунка осуществляется благодаря образованию не- повторяющихся по рисунку фигур, динамическому движению фигур, в прямом и обратном направлениях, а также изменению интенсивности свечения фигур,Для этого трехразрядный (при увеличении числа каналов обработки сигнала, включающих в себя фильтры, детекторы и блоки сравнения, число разрядов кода увеличивается соответственно) код с выходов блоков 4 - 14 - 3 сравнения поступает на входы блока 15 приоритета. Блок 15 может быть выполнен, например, на ПЗУ, РЕЗ, на входе разрешения выборки которого присутствует сигнал низкого уровня,В случае преобладания в сигнале источника 1 звукового сигнала низких частот (для кодовых сочетаний 111, 110, 101. 011) на выходе блока 15 вырабатывается логический "0", в случае преобладания высоких частот (для кодовых сочетаний 001, 010, 100, 000) - логическая "1", что определяется при программировании (прошивке) ПЗУ, Эти сигналы поступают на первый адресный вход коммутатора 8, который представляет собой, например, селектор-мультиплексор на микросхеме КП 2. На второй и третий (информационные) входы коммутатора 8 поступают сигналы логического уровня с выходов компараторов 16-1, 16 - 2, выполняющих сравнение напряжений низкой и высокой частоты с опорными напряжениями с шин ,9-1, 19-2 соответственно,Сигнал логического уровня с выхода коммутатора 8 через блок 9 хранения, представляющего собой регистр хранения, выполненный, например, в виде К 5-триггера с прямым и инверсным выходами, поступает на входы блока 12 реверса, который в зависимости от уровня сигнала на выходе коммутатора 8 направляет тактовые импульсы, сформированные преобразователем 7 напряжение - частота на входы направления счета, которые определят в дальнейшем направление движения рисунка на выходном устройстве 11 блока 5 задания скорости. Блок 5 может быть выполнен в виде реверсивного счетчика, например, на микросхеме ИЕ 7, скорость работы которого будет определяться частотой сигнала на выходе преобразователя 7 напряжение - частота.С выходов блока 5 задания скорости (разрядные выходы реверсивного счетчика)50 55 логический код поступает на входы блока 13 формирования рисунка, Этот блок может представлять собой ПЗУ(например, на микросхемах РФ 1), входы (адресные) которого соединены с выходами разрядов блока 5, а также с выходом формирователя 18 псевдослучайных кодов и с выходом блока 15 приоритета,Псевдослучайный код в формирователе 18 псевдослучайных кодов вырабатывается в зависимости от сигнала на выоде ороо фильтра 2-2, продифференцированного в дифференциальном усилителе 17. Этот сигнал поступает на тактовый вход параллельного регистра 25 хранения, информационные входы которого подключены к выходам разрядов счетчика импульсов 24, реализованного, например, на микросхеме ИЕ 7,Наличие формирователя 18 псевдослучайного кода позволяет избежать жесткой связи между соотношением амплитуд сигналов низких и высоких частот и формой светодинамической композиции, которая изменяется даже при повторном проигры" вании одного и того же произведения.Кроме того, фигуры в светодинамической картине, образуемые световыми элементами, из которых состоят световые модули, имеют разную структуру (плотность) световой картины, т,е, количество одновременно светящихся световых элементов, что определяется при программировании (прошивке) ПЗУ, на которых выполнен блок 13 формирования рисунка и зависит от сигнала, снимаемого с выхода блока 15 приоритета. При преобладании в сигнале от источника 1 звукового сигнала низких частот, фигуры в светодинамической среде имеют более плотную структуру, при преобладании высоких частот - менее плотнуа. Этот эффект обусловлен программой, занесенной и используемое в качестве блока 15 приоритета ПЗУ,Таким образом, предлагаемое светомузыкальное устройство позволяет осуществить при помощи одного светового поля, составленного из световых элементов (представляющих собой источник света, например, лампы со светофильтрами), видимое цветовое изображение движущегося неповторяемого рисунка на изменяющемся фоне,Формул а изобретенияСветомузыкальное устройство, содержащее источник звукового сигнала, выход которого соединен с входами первого, второго и третьего каналов обработки сигнала, 1-Й из которых содержит 1-Й фильтр, 1-Й де 5 10 15 20 25 30 35 40 45 тектор, 1-й блок сравнения. причем в первом и третьем каналах обработки сигнала первый вход блока сравнения соединен с выходом соответствующего детектора, а выход каждого блока сравнения является выходом соответствующего канала обработки сигнала, блок задания скорости, четвертый детектор, преобразователь напряжение - частота, последовательно соединенные коммутатор и блок хранения, последовательно соединенные блок управления мощностью и оптическое устройство, отл и ч а ю ще ес я тем,что, с целью усиления эстетической выразительности создаваемой светомузыкальной картины, в него введены блок реверса, блок формирования рисунка, блок управления фоном и рисунком, выход которого соединен с входом блока управления мощностью, блок приоритета, первый и второй компараторы, последовательно соединенные дифференцирующий усилитель и формирователь псевдослучайных кодов, выход которого подключен к первому входу блока формирования рисунка, второй вход которого подключен к первому входу коммутатора и к выходу блока приоритета, остальные входы соединены с выходами блока задания скорости, а выход соединен с первым входом блока управления фоном и рисунком, второй, третий, четвертый входы которого соединены с выходами соответствующих каналов обработки сигнала и соответствующими входами блока приоритета, при этом выходы первого и второго компараторов соединены с вторым и третьим входами коммутатора, первый вход первого компаратора подключен к первым входам первого и второго блоков сравнения, первый вход второго компаратора соединен с вторым входом второго и первым входом третьего блоков сравнения, причем вторые входы первого и второго компараторов подключены соответственно к первой и второй шинам источника опорного напряжения, вторые входы первого и третьего блоков сравнения подключены к выходу детектора второго канала обработки сигнала и входу дифференцирующего усилителя, а вход преобразователя напряжение - частотаподключен к выходу четвертого детектора, выход соединен с первым входом блока реверса, второй и третий входы которого соединены соответственно с прямым и инверсным выходами блока хранения, причем выходы блока реверса подключены к соответствующим входам блока задания скорости, а вход четвертого детектора,соединен с выходом источника звукового сигнала.1678405 10 Код Соотношение уровней сигналов 1 1 1 1 1 0 1 01 0 0 О 1 1 0.1 О 0 0 1 О О О ОнОс 1 11 нОс 1"н"В 1 "с " В Он Цв 1 Ос ("ь ои"с "нОв Ос ОВ ОнОс 1 оЙОв 1 110 ОЬ Он ( 11 с: "н Ов 1 "с "в Он ( Ос ОнОв Цс Ов"нОс "н"в "с ОвО"Ов Составитель Г.ДоценкоРедактор В.Бугренкова Техред М,Моргентал Корректор Т.Палий Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Заказ 3162 Тираж 236 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5