CN1065768A - 便携式数控调音台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式数控调音台是一种用 于剧场、舞厅及流动演出的专业舞台音响设备。表面 调节部分只由数个声道增减值键和六个控制级选择 键进行，用数码显示器显示调音数据。取代了现有技 术的由几十个旋钮调节而造成的种种不便。内部电 路采用单片微机控制，由控制级选择回路、节目选择 回路、取样/保持回路、增减值键回路、电平自动检测 和音响回路等组成。实现了调音自动化，增益和总输 出自动检测。体积小，便于携带。

Description

本发明涉及一种便携式数控调音台，是一种适用于专业演出及流动演出的由微计算机控制的自动调音台。

调音台是供剧场、音乐厅、舞厅、会堂及流动演出必不可少的音响设备，在现有技术中总在力求使各项指标尽趋完美，如失真度、增益、输入通路均衡、频率响应、噪声抑制及话筒输入端的等效噪声、输入阻抗、共模抑制比、转换速度等，目前各项指标均已达很高的水平。常见的有八声道、十二声道调音台，但是这种调音台在面板上有很多旋钮（电位器）分别用于调解各声道的输入增益、高中低均衡调解、声道均衡控制、效果给送、监听给送、声道音量控制等。每个声道均有专门的旋钮对上述类目分别进行控制。如果调音台为八声道调音台则可能有64个电位器（旋钮），如为十二声道的调音台则需有近百个电位器调解。调解时需专人调解，由于电位器在旋转过程中会发生各种故障，因此影响演出质量。这样，不但调解复杂，还易出各种故障。同时在每次演出时，按不同节目重新调解，影响了使用。由于面板上的几十个旋钮，一般的调音台不便于搬运使用，不适合流动演出，并在演出时占有较大的空间。

本发明的目的是研制一种能自动调音，可消除由电位器调节引起的各种故障，且具有增益级和总输出级自动检测防止过载和失真的体积小，便于携带的调音台。

本发明的外型（以八路便携式数控调音台为例）由调节控制部分（参见图1）和输入、输出部分（参见图2）组成。调节控制部分有八个声道开关（1），有用于显示声道调音数据的八个数码显示器（2），用于调节声道数据增值的八个声道增值键盘（3），用于调节声道数据减值的八个声道减值键盘（4）;有用于显示双声道总输出数据的双声道总输出数码显示器（5、10），用于调节双声道总输出数据增、减值的双声道总输出增值键（6、9）和减值键（7、8）;有六个控制级选择键盘（11）和控制级选择指示灯（14）;有用于选择各种节目最佳调音数据的节目选择键盘（12）和节目选择数码显示器（13）;调节控制部分还有平面输出调节旋钮（15）、监听输出调节旋钮（16）、效果输出调节旋钮（19）、效果平衡调节旋钮（20）、效果输入调节旋钮（21）、幻象电源开关（22）、左右声道总输出发光电平指示器（18、17）。输入、输出部分和一般旋钮式调音台基本一致：有话筒输入插孔（24）、线路输入插孔（25）、左声道总输出插孔（26）、右声道总输出插孔（27）、效果送出插孔（28）、效果返回插孔（29）、平面输出插孔（30）、监听输出插孔（31）、总电源开关（32）、总电源保险丝（33）、总电源输入（34）。

本发明的线路部分主要由（参见图3）单片机（FL.g1）、地址锁存器（FL.g2）、程序存储器（FL.g3）、接口地址译码器（FL.g4）、增减值键接口电路（FL.g5）、增减值键电路（FL.g6）、节目选择系统（FL.g7、FL.g8、FL.g9、FL.g10）、控制级选择系统（FL.g11、FL.g12、FL.g13、FL.g14、FL.g15）、数据显示系统（FL.g16、FL.g17、FL.g18）、输入/输出扩展器（FL.g19）、数/模转换系统（FL.g22、FL.g23、FL.g24）、取样/保持系统（FL.g20、FL.g21、FL.g25）、电平自动检测系统（FL.g26、FL.g27）、音响电路（FL.g28）等组成。

本发明由于设置了和微计算机直接连接的控制的节目选择系统（FL.g7、FL.g8、FL.g9、J₁）和增减值键电路系统（FL.g6、FL.g5）、电平自动检测系统（FL.g26、FL.g27）、数据显示系统（FL.g16、FL.g17、FL.g18）和通过输入/输出扩展系统（FL.g19）和计算机相接的控制级选择系统（FL.g11、FL.g12、FL.g13、FL.g14、FL.g15）、取样/保持系统（FL.g20、FL.g21、FL.g25）、数/模转换系统（FL.g22、FL.g23、FL.g24）。

本发明的节目选择系统由节目选择接口电路（FL.g7）、脉冲计数器（FL.g8）、节目选择显示译码器（FL.g9）、节目选择键J₁组成。脉冲计数器（如图4所示）由IC₁₂（四二输入端或非门）及R₂、R₃、C₃。二进制计数器IC₁₀组成，通过节目选择接口电路IC₉（FL.g7）和微计算机IC₁相接。IC₁的RESET经电阻R₁和IC₁₂的输入端并接在一起和J₁相接，当按下键J₁时，单片和IC₁复位，IC₁₂每0.5秒输出一个脉冲，送到IC₁₀的输入CP端，IC₁₀开始计数，并将代码通过节目选择译码器IC₁₁（FL.g9）送到节目选择显示器的显示。当释放J₁键时，IC₁₂及R₂、R₃、C₂停止工作，由IC₁₀将当前的代码锁存在IC₁₀的输出端，同时IC₁开始工作。初始化后先进入节目选择程序，由于IC₉（节目选择接口电路FL.g7）和IC₁₀相接，IC₉的输出端和微计算机IC₁的数据总线（DB₀-DB₃）对应相接，所以进入节目选择程序后，微计算机IC₁在接口地址译码器（FL.g4）的配合下，从数据总线取走节目选择代码进行处理，完成节目选择。各种节目的最佳调音数据固化在程序存储器中，在程序的控制下，将选出的数据送到内部存储器中。

本发明的增减值键电路系统由增减值键电路（FL.g6）和增减值键接口电路（FL.g5）组成，声道增值键J₂、声道减值键J₄，键的数目和调音台的声道数目相同。如八声道调音台则各有八个增值键和八个减值键，J₃中J_A、J_B是双声道输出增值键电路，J_C、J_D对应右声道。J₂、J₃、J₄组成增减值键电路（FL.g6）。增减值键接口电路（FL.g5）由图4中的IC₄、IC₅、IC₆、IC₇、IC₈构成。IC₈的八个输入端和IC₇的八个输入端分别对应并接J₂的八个声道键。IC₄和IC₅的八个输入端分别对应并接和J₄的八个声道键。IC₆左边的两个输入端和IC₇的两个输入端分别对应并接和J₃的二个键相接，IC₅的两个输入端和IC₆右边的两个输入端分别对应并接和J₃的另两个键相接。IC₄和IC₈的输入端和微计算机IC₁的八位数据总线（DB₀-DB₇）相接。IC₆的四个输出端和IC₁相接，IC₇的输出和IC₁的T₀端相接，IC₅的输出端和IC₁的T₁端相接。当按下J₂、J_A、J_B中任一键时，IC₁的T₀端呈低电位程序进入键增值程序。在IC₃（接口地址译码器FL.g4）的配合下，IC₁将该键对应的内存单元的内容，每0.3秒进行1次加1处理，直到释放该键为上。如果按下全部键则所有键对应的内存单元的内容每0.3秒左右均进行一次加1处理。按J₄和J₃中的J_C、J_D中任一键时，程序进入键减值程序，每0.3秒左右进行一次减1处理。

控制级选择回路由控制级选择键电路J₅（FL.g11）、优先编码器（FL.g12）、锁存D型触发器（FL.g13）、控制级选择译码器（FL.g14）、控制级选择指示灯（FL.g15）组成。控制级选择键电路J₅由六个键组成，分别为增益键、声道音量键、声道平衡键、效果键和高、低补偿键分别和调音台面板上的六个控制级选择键（11）相接。J₅和优先编码器IC₁₃（FL.g12）的输入端相接，通过锁存D型触发器IC₁₄（FL.g13）和输入/输出扩展器IC₂₃（FL.g19）和微计算机IC₁相接。按下任一键，通过IC₁₃、IC₁₄、IC₂₃在程序控制下，IC₁通过IC₂₃不断地取入数据处理，使各声道的数码显示器显示的是对应于该控制键的值。如果按下的是声道平衡键此时各声道数码显示器所显示的则是各声道（如八个）平衡控制级此时的值。各声道增减值键所增减的目标，也是各声道的平衡控制值。同样，如按下效果键，则此时各声道数码显示器显示的是各声道的效果控制级值。六个控制级如对应八个声道则有48个控制级，只用八个增值键、八个减值键和六个控制级键，而现有的调音台则需使用最少使用48个控制旋钮。上述48个控制级所对应的数据均存在IC₁中。

电平自动检测回路由多路模拟开关IC₂₁（FL.g26）和电压比较器（IC₂₂、R₂₆、R₂₇、W₂）（FL.g27）组成。IC₂₁和音响电路（FL.g28）的八个增益输出端相接，双声道总输出端和IC₂₁的另两个输入端相接。IC₂₁的OUT端和IC₂₂相接，IC₂₂的输出端和微机IC₁的INT端相接。IC₁在运行中通过IC₂₃的（P₆₀-P₆₃）不断地对IC₂₁的输入端（S₁-S₁₀）进行检测，当一端过载时，电压从IC₂₁的模拟信号输出端OUT送至IC₂₂，IC₁的INT端为低电压，IC₁进入检测程序，将对应的存储数据进行减1处理。防止了八个声道的增益输出和双声道总输出过载和失真。

取样/保持回路（FL.g20、FL.g21、FL.g25）通过输入输出扩展器和微计算机IC₁相接，由声道译码器（FL.g21）、控制级缓冲器（FL.g20）、和取样/保持电路（FL.g25）组成，取样/保持电路由多路模拟开关IC₂₄和运算放大器IC₂₅、电阻R₃₅、R₃₆、C₃组成，运算放大器IC₂₅、电阻R₃₅、R₃₆、C₃组成的Q₁保持电路，共有六个，分别为Q₁、Q₂、Q₃、Q₄、Q₅、Q₆电路完全相等。输出端K₁-K₆和音响电路（FL.g28）中增益控制级、声道音量控制级、声道平衡、效果控制级及高低音补偿控制级的压控回路相接。每个声道的取样/保持电路均由一个IC₂₄和六个IC₂₅、R₃₆、C₃、R₃₅相接组成，如为八声道调音台则有八个取样/保持电路。双声道总输出级的取样/保持电路由IC₂₄和两个由IC₂₅、R₃₆、C₃、R₃₅组成的保持电路相接。取样/保持电路采用刷新方式，IC₁在程序控制下，将内部存储器的数据按顺序、循环不断地向对应的各声道和双声道总输出级的取样/保持电路传送数据，其工作过程是：IC₁在程序控制下，先将内存数据传送到IC₂₃（P₇₀、P₇₁、P₇₂、P₇₃），数据经缓冲器IC₁₆（FL.g22）传送给数/模转换器IC₁₇（FL.g23），后传给R₂₅、R₂₄、IC₁₈、W₁组成的电压调整电路FL.g24）调整。以适应各种不同压控电路的电压范围，传给IC₂₄的N₁端，此时，IC₁将对应的控制级地址码传送到IC₂₃的（P₅₀、P₅₁、P₅₂）端，地址码经缓冲器IC₁₉从输出端a、b、c传送给IC₂₄的地址输入端a、b、c，再将对应的声道地址码送到IC₂₃的（P₆₀、P₆₁、P₆₂、P₆₃）端，IC₂₃的（P₆₀-P₆₃）端和声道译码器IC₂₀（FL.g21）的地址输入端相接。声道地址码经IC₂₀从IC₂₀的输出端（M₁-M₁₀）送到IC₂₄的禁止端INH（1-10）使对应的开关接通。将模拟信号电压传送到对应的保持电路中，模拟信号电压从保持电路的输出端K₁-K₆输出，去控制对应声道，对应控制级的压控电路。八个声道和双声道总输出的取样/保持电路共有十个如图6所示的电路。它们的模拟信号输入端（N₁-N₁₀）并接在一起和电压调整回路的N端相接。控制级地址端（a₁-a₁₀）（b₁-b₁₀）、（c₁-c₁₀）并接在一起和IC₁₉（FL.g20-控制级缓冲器）的a、b、c对应相接。禁止端INH（1-10）和声道译码器IC₂₀的输出端IC₂₀（FL.g21-声道译码器）的M₁-M₁₀对应相接。实现了使用微计算机去控制对应声道、对应控制级的数据，实现了自动调音，简化了调解。

本发明使用键盘代替旋钮，取代了由旋钮调解以来的种种不便，旋钮调节一是旋钮多，调解复杂、操作者需调解数十个乃至上百个旋钮;二是电位器调节带来了噪音，同时易损坏，造成各种故障;三是在流动演出时，在照明条件不好的情况下不便于调解。现在上述由电位器调解以来的种种不便没有了。控制键只有十几个，同时在数码管的照明下，可很方便地对各声道、控制级的键盘操作，而且还可同时用手按下几个键，这也是旋钮（电位器）控制所达不到的，实现了自动调音，又可存储预选的节目，有效地简化了调节步骤。同时，设置了增益级和总输出的自动检测，防止了过载和失真，大大缩小体积，可以方便地装入提箱携带，这非常适合我国文化部要求各专业演出单位经常流动演出的要求。是一种新型的智能化的适合流动演出的专业舞台音响设备。

附图及实施例说明：

图1-图6是一种八声道调音台的实施例。

图1、图2是外形图，图3是本发明总体方块图，图4是八声道调音台增减值键电路及接口电路和节目选择系统的示意图，图5为本发明控制级选择系统和电平自动检测系统电路图，图6为取样/保持电路图。

八声道调音台，共有八个声道开关（1）;八个数码显示器（2），可以显示各声道平衡控制级、效果控制级、高低音补偿控制级、增益控制级，声道音量控制级的值;共有八个声道增值键（3）即J₂和八个声道减值键即J₄;左、右声道总输出数码显示器（5、10）用以显示左、右声道控制级的值，左、右声道总输出增值键（6、9）即J₃中的J_A、J_B;左、右声道总输出减值键（7、8）即J₃中的J_C、J_D;控制级选择键盘（11）即J₅，共六个，分别为效果控制级、声道音量控制级、增益控制级、高音补偿控制级、低音补偿控制级、声道平衡控制级，如按下增益控制级键，此时八个声道数码显示器显示的为八个声道的增益控制级的值;节目选择键盘（12）即J₁;节目选择数码显示器（13）;平面输出控制旋钮（15）;控制级选择指示灯（14）;监听输出控制钮（16）;左、右声道输出发光显示（17、18）;效果输出控制钮（19）;效果平衡控制钮（20）;效果输入控制钮（21）;幻象电源开关（22）;23-输入、输出插孔;24-话筒输入插孔共八路;25-线路输入插孔共八路;26、27-左、右声道总输出插孔;28-效果输出插孔;29-效果返回插孔;30-平面输出插孔;31-监听输出插孔;32-电源输入插孔;33-总电源保险丝;34-总电源输入。

Claims (7)

1、便携式数控调音台，其特征在于上述便携式数控调音台的面板上有和声道数目相同的声道开关(1)、显示声道调音数据的数码显示器(2)和声道数目相同的增值键(3)、减值键(4)、左右声道总输出增值键(6、9)、左右声道总输出减值键(5、7)、六个控制级选择键(11)、节目选择键(12)、节目选择数码显示管(13)，电路部分有和微计算机IC1(FL.g1)直接相接的节目选择回路(FL.g7、FL.g8、FL.g9、J1)、增减值键电路系统(FL.g6、FL.g5)、电平自动检测回路(FL.g26、FL.g27)、数据显示回路(FL.g16、FL.g17)、输入/输出扩展器(FL.g19)，和通过输入/输出扩展器(FL.g19)和微计算机IC1(FL.g1)相连接的控制级选择回路(FL.g11、FL.g12、FL.g13、FL.g14、FL.g15)、取样/保持回路(FL.g20、FL.g25、FL.g21)及数/模转换回路(FL.g22、FL.g23、FL.g24)，上述电平自动检测回路(FL.g26、FL.g27)中多路模拟开关(FL.g26)和音响回路(FL.g28)相接，另一端电压比较器(FL.g27)和微计算机IC1(FL.g1)相接，上述取样/保持回路(FL.g20、FL.g21、FL.g25)中取样/保持电路(FL.g25)和音响回路(FL.g28)的增益控制级、声道音量控制级、声道平衡控制级、效果控制级、高音补偿控制级、低音补偿控制级的压控回路相连。

2、根据权利要求1所述的便携式数控调音台，其特征在于上述增减值键电路系统由增减值键电路（FL.g6）和增减值键接口电路（FL.g5）组成，增减值键电路（FL.g6）由声道增值键J₂、声道减值键J₄和双声道总输出增减值键J₃组成，J₂、J₄的数目和声道数目相同，分别和调音台面板上的八个声道增值键（3）和八个声道减值键（4）对应相接，J₃中的J_A、J_B和调音台面板上的2个增值键（6、9）相接，J_C、J_D和两个减值键（7、8）相接，接口电路（FL.g5）由IC₄、IC₅、IC₆、IC₇、IC₈组成，J₂的八个声道键和IC₇、IC₈的八个输入端分别对应并接后相接，J₄的八个键和IC₄、IC₅的八个输入端分别对应并接后相接，IC₆左边的两个输入端和IC₇的两个输入端分别并接后和J₃的两个键相接，IC₆右边的两个输入端和IC₅的两个输入端并接后和J₃的另二个键相接，IC₄和IC₈的输入端和微计算机IC₁的八位数据总线（DB₀-DB₇）相接，IC₆的四个输出端和IC₁的四个数据总线DB₄-DB₇相接，IC₇和IC₁的T₀端相接，IC₅和IC₁的T₁端相接。

3、根据权利要求1所述的便携式数控调音台，其特征在于上述节目选择回路由接口电路（FL.g7）、脉冲计数器（FL.g8）、显示译码器（FL.g9）、节目选择键J₁（FL.g10）组成，节目选择键J₁和调音台面板上的节目选择键（12）相接，脉冲计数器（FL.g8）由R₂、R₃、C₂、四二输入端或非门IC₁₂、二进制计数器IC₁₀组成，一端和J₁相接，脉冲计数器和J₁的公共点通过电阻R₁和微计算机IC₁的RESET端相接，另一端由IC₁₀通过节目选择接口电路IC₉（FL.g7）和IC₁相接，IC₁₀的输出端和IC₉的输入端分别并接后和节目选择译码器IC₁₁的输入端相接。

4、根据权利要求1所述的便携式数控调音台，其特征在于上述电平自动检测回路由多路模拟开关IC₂₁（FL.g26）、电压比较（FL.g27）组成，电压比较器（FL.g27）由IC₂₂、R₂₆、W₂、R₂₈、R₂₇组成，多路模拟开关IC₂₁一端和音响电路（FL.g28）的（S₁-S₁₀）相接，IC₂₁的10个输入端八个和八个声道增益输出端相接，两个和双声道总输出端相接，IC₂₁的out端通过R₂₆和IC₂₂相接，IC₂₂的输出端和微计算机IC₁的INT端相接，IC₂₁的输出端和IC₂₀（FL.g21）及输入/输出扩展器IC₂₃的（P₆₀-P₆₃）端相接。

5、根据权利要求1所述的便携式数控调间台，其特征在于取样/保持电路（FL.g25）的分电路由一个多路模拟IC₂₄和六个由IC₂₅、R₃₅、R₃₆、C₃组成保持电路Q₁组成，每个取样/保持电路的分电路均由一个IC₂₄和六个Q₁组成，六个保持回路的输出端K₁-K₆分别和音响电路中压控低音补偿控制级、压控高音补偿控制级、压控效果控制级、压控音量控制级、压控平稳控制级、压控增益控制级相接，八个声道和双声道总输出的取样/保持电路共有八个由一个IC₂₄和六个保持电路Q₁所组成的分电路，双声道总输出的取样/保持电路分电路由一个IC₂₄和两个Q₁组成。IC₂₄的N端和数/模转换器（FL.g23）的电压调整电路（R₂₅、IC₁₈、R₂₄、W₁）的N端相接，IC₂₄的a、b、c端和控制级地址缓冲器IC₁₉（FL.g20）的a、b、c端相接，IC₂₄的INH端和声道译码器IC₂₀（FL.g21）输出端（M₁-M₁₀）相接。

6、根据权利要求1所述的便携式数控调音台，其特征在于上述控制级选择回路由控制级选择键电路J₅（FL.g11）、优先编码器（FL.g12）、锁存D型触发器（FL.g13）、控制级选择译码器（FL.g14）、控制级选择指示灯（FL.g15）组成，控制级选择键电路J₅和调音台面板上的六个控制级选择键（11）相接，J₅和优先编码器IC₁₃（FL.g12）的输入端相接，通过锁存D型触发器IC₁₄（FL.g13）和输入/输出扩展器IC₂₃（FL.g19）和微计算机IC₁相接，锁存D型触发器IC₁₄（FL.g13）和控制级选择指示灯IC₁₅（FL.g15）即调音台面板上的六个指示灯（14）相接。

7、根据权利要求1所述的便携式数据调音台，其特征在于上述数/模转换电路（FL.g22、FL.g23、FL.g24）通过输入/输出扩展器（FL.g19）和微计算机IC₁相接，由电压调整电路（IC₁₈、R₂₅、R₂₄、W₁）（FL.g24）、数/模IC₁₇（FL.g23）、数/模冲器IC₁₆（FL.g22）组成，电压调整回路的N端和多路模拟开关IC₂₄相接，数/模冲器IC₁₆和微计算机IC₁的（P₇₀-P₇₃）端相接。

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