SU1245333A1 - Устройство дл светового сопровождени музыки - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к светомуыке , а именно к устройствам дл  авоматического сопровождени  звука световыми эффектами.

Цель изобретени  - повышение хуожественной выразительности световоо сопровождени  музыкальных произедений .

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства дл  светового сопровождени  ryзыки, на фиг. 2 и 3 - принцииальна  схема устройства., -на фиг.4 - иаграммы, по сн ющие работу устройства .

Ус тройство дл  светового сопровождени  музыки (фиг. 1) содержит последовательно соединенные источник 1 звука, автоматический регул тор 2 уровн  входных сигналов, к выходу которого подключены объединенные по входу блок 3 формировани  управл ющих сигналов с источниками 4 света выходного оптического устройства на выходе и анализатор темпа музыкального сигнала, содержащий фильтр 5 низкой частоты и-два параллельных ка- йала. Выходы этих каналов, первый из которых содержит последовательно соединенные компаратор 6, частотный детектор 7, интегратор 8, дифференциатор 9, амплитудный детектор 10, интегратор 11, аналоговое запоминающее устройство 12, а второй - последовательно соединенные амплитудньй детектор 13, интегратор 14, дифференциаторы 15 и 16, компаратор 17, частот- ньм детектор 18, интегратор 19, аналоговое запоминающее устройство 20,

подключены к входам умножител  21. К выходу интегратора 14 подключен интегратор 22, выход которого соединен с вторым входом компаратора 17 и дополнительным компаратором 23, выход компаратора 23 соединен с вторыми входами аналоговых запоминающих устройств 12 и 20, объединенными между собой. Второй вход компаратора 23 соединен с .источником опорного напр жени  (на фиг. 1 обозначено стрелкой с индексом UQJ . Выход аналогового запоминающего устройства 12, выход умножител  21, выход аналогового запоминающего устройства 20 соединены

.соответственно с первым, вторым и третьим входами аналогового сумматора 24, выход которого через усилитель 25 мощности соединен с входом

5

0

5

исполнительног о элемента 26 выходного оптического устройства.

Устройство дл  светового сопровождени  музыки работает следующим образом .

Музыкальный сигнал с выхода источника 1 звука поступает на вход авто- матич еского регул тора 2 уровн  входных сигналов, а. с него параллельно на блок 3 формировани  управл ющих сигналов, который управл ет работой источников 4 света выходного оптического устройства, и на анализатор темпа музыкальных сигналов, который анализирует поступающий сигнал и в зависимости от темпа музыкального сиг- нала выдает соответствующий управл ющий сигнал на исполнительный элемент 26 выходного оптического устройства , а он в свою очередь задает скорость движени , синхронную с темпом музьЕкального сигнала, формообразующим элементам выходного оптического устройства , создающим световые эффекты.

Темп музыкального сигнала с точки зрени  электроакустики с какой-то веро тностью характеризуетс  одновременным сочетанием числа максимума в . огибающей звука при в полосе (f - ff,), где ,(, Unep- соответ- ствендо максимальное и пороговое напр жение , fц, f g- соответственно нижн   и верхн   частоты сигнала, и

изменением во времени частоты основ- 5 ного тока (мелодии). На этом построена работа анализатора темпа.

Музыкальньш сигнал с выхода автоматического регул тора 2 уровн  вход-, ных сигналов проходит через фильтр 5 нижних частот, подвергаетс  анализу . в двух параллельных каналах устройства . .

В первом канале, происходит анализ сигнала по частоте. Сигнал с выхода автоматического регул тора 2 уровн  через фильтр 5 нижних частот поступает на компаратор 6,. который огра- ничива ет по амплитуде огибающую входного музыкального сигнала. Ограниченна  огибающа  поступает на частотный детектор 7, напр жение на выходе которого пропорционально частоте входного музыкального сигнала. После усреднени  интегратором 8 это напр жение поступает на дифференциатор 9. Чем быстрее происходит изменение напр жени  на его входе, т.е. изменение частоты о сновного тока музы0

0

5

0

5

кального сигнала, тем выше напр жени на выходе. Это напр жение через амплитудный детектор 10 поступает на интегратор 11 , где усредн етс  й- подаетс  на перемножитель 21 через аналоговое запоминающее устройство 12.

Во втором канале производитс  анализ сигнала по амплитуде. Сигнал с выхода автоматического регул тора 2 уровн  через фильтр 5 нижних частот поступает на амплитудный детектор 13 усредн етс  интегратором 14, после которого дл  обработки музыкального сигнала необходимо произвести двой- ное дифференцирование дифференциаторами 15 и 16. С выхода дифференциатора 16 напр жение, отрицательные значени  которого соответствуют максимальным значени м входного гyзы- кального сигнала, поступает на вход компаратора 17. Компаратор 17 осуществл ет сравнение отрицательных импульсов, соответствующих максим ма входного музыкального сигнала, с пороговым напр жением, и на выходе компаратора 17 по вл етс  сигнал только в случае U,vx пв Компаратор 17 настраиваетс  на значение максимумов входного музыкального сигнала, отражающих темп музыкального произведени выбором значени  С выхода компаратора 17 сигнал поступает через частотный детектор 18 на интегратор 19, который устран ет сигнал и вьщает медленно мен ющеес  по амплитуде напр жение, величина которого пропорциональна числу импульсов с компаратора 17. Чем выше темп мелодии , тем больше максимумов огибающей за период времени и соответственно импульсов с выхода компаратора 17 и в результате выше напр жение на выходе интегратора 19. Напр жение с выхода интегратора 19 через аналоговое запоминающее устройство 20 поступает на умножитель 21.

При наличии на входе анализатора темпа музыкального сигнала с большой нестационарностью (современных эстрадных мелодий, исполн емых на электромузыкальных инструментах) по вл ютс  резкие перепады уровн  огибающих сигналов на интервалах времени меньших , чем врем  восстановлени  автоматического регул тора уровн  t. В известном устройстве компаратор второго канала пропускает эти участки при анализе рит1 ческой составл кицей музыки из-за того, что импульсы с выхода дифференциатора, соответствую- ритму, поступающие на вход компаратора , по a mлитyдe меньше Uпор этого компаратора (тогда как ryзыкa более спокойного характера анализируетс  удовлетворительно - автомати- ечский регул тор уровн  успевает нормализовать уровень входного сигна- ла за врем  своего восстановлени  (ТГидру 10 с). Врем  восстановлени  автоматического регул тора уровн  уменьшить нельз , так как в этом случае он работает также на схему формировани  управл ющих сигналов светомузыкальной установки, а дл  ее нормальной работы необходимоi чтобы ТЬЦРУ 10 с. Б предлагаемом устройстве интегатор 22 формирует пороговое напр жение из входного сигнала интегратора 14. Таким образом измен ющеес  пороговое напр жение компаратора 17 позвол ет (отслеживать) анализировать ритмическую составл ющую музыкальных произведений практически любого характера.

Компаратор 23 и аналоговые запоми- устройства 12 и 20 каждого. канала, исключа  вли ние большой нестационарности музыкального сигнала на процесс анализа темпа, предотвращают ложное срабатывание на кратко- . временные паузы (микропаузы) в музыкальном произведении (ложной останов

ки исполнительного элемента 26 выход40

45

ного оптического устройства). При уменьшении уровн  амплитуды сигнал с выхода интегратора 28 ниже UQ срабатывает компаратор 23 и формирует сигнал , переключаюш;ий аналоговые запоминающие устройства 12 и 20 в режим хранени . Аналоговое запоминающее устройство 12 запоминает и.поддерживает на своем выходе значение напр жени , которое было на интеграторе 11 до по влени  микропаузы. Аналогично аналоговое запоминакнцее устройство 20 запоминает и поддерживает на своем выходе значение напр жени , которое было на выходе интегратора 19 до по влени  микропауды.

С выхода умножител  21 сигнал пос-. тупает на второй вход сумматора 24, 55 на первый и третий входы которого поступают сигналй с выхода аналоговых запоминающих устройств 12 и 20. Сумматор 24 осуществл ет окончательную обработку сигнала по следующему алгоритму:

Ubwx, + к(и, + и),

где и - напр жение на выходе

первого канала, 112 - напр жение на выходе

второго канала,

К К 2 - коэффициенты пропорциональности , определ емые опытным путем (завис щие от схемотехнических особенностей построени  анализатора).

Если одно из напр жений U или V2. равно нулю,,на выходе ра 24 существует сигнал, который, усиленный усилителем 25, управл ет работой исполнительного элемента 26 выходного оптического устройства соответственно поступающему музьпсал ному сигналу с источника 1 звука-.

При конкретном выполнении схемы (фиг. 2) автоматический регул тор 2 уровн  выполнен на микросхеме 140УД8 транзисторах КТ 203, КП 303 Б,фильтр 5 низкой частоты - на микросхеме К 140УД1, компараторы 6, 17, 23 - на базе микросхемы К554 САЗ, детектор 7, 10, 13, 18 - на диодах КД503, интегратор 8, 11, 14, 19, 22 - на RC цепочке, дифференциатор 9, 15, 16 - на базе микросхемы 140УД 1 Б и RC, депочже,, аналоговое запоминающее устройство 12, 20 - на базе микросхемы КП С104 с запоминающей емкостью, умножитель 21 и аналоговый сумматор 24- на базе микросхем КПС 104, усилитель

2-5 - на транзисторах.КТ 201 и КТ203. В этой схеме в св зи со схемотехническими особенност ми использовани , например, одной микросхемы в разных режимах выход интегратора 22

дл  введени  плавающего порога подключен к инвертирующему входу микро- схемь дифференциатора 16 через под- строечное сопротивление, подбира  которое , мен ем весовой коэффициент

плавающего порога. Вьшолнение схемы в данном месте непосредственно по блок-схеме (при наличии данной элементной базы) увеличивает количество элементов в схеме.

Введение в устройство интегратора , компаратора и аналогового сумматора позвол ет осуществить более точное дина1 о1ческое соответствие световых эффектов сопровождаемой муз ыке,

что отсутствует в известных светому- зыкальньпс устройствах.

Ф1/г.2

Г -;;;-1Г -

VH HH-г4г

гвш

--JL:J У :;frCI i

ifo

I -

i HLJJi« i .

Л

-fw

нк

-ins-li

MU

Wif

И

rgro

IILI

Фиг.3

tfJWi. UioMar2J

Редактор С.Патрушева

Составитель Г.Доценко

Техред О.Сопко Корректор М.Демчик

Заказ 3939/4: Тираж 406Подписное

.ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое.предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВЕТОВОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ МУЗЫКИ, содержащее источник звука, автоматический регулятор уровня входных сигналов, к выходу которого подключен вход блока формирования управляющих сигналов, выход которого соединен с источниками света выходного оптического устройствами вход фильтра нижних частот, квыходу которого подключены цепь из последовательно соединенных первого компаратора, первого частотного детектора, первого интегратора, первого дифференциатора, первого амплитудного детектора и второго интегратора и цепь из последовательно соединенных второго амплитудного детектора, третьего интегратора, второго и третьего дифференциаторов, второго · компаратора, второго частотного де тектора, четвертого интегратора, умножитель и исполнительный элемент выходного оптического устройства, о тли ч ающ ее с я тем, что, с целью повышения художественной выразительности светового сопровождения музыкальных произведений, в него введены первое и второе аналоговые запоминающие устройства, включенные соответственно между выходом .второго интегратора и первым входом умножителя и между выходом четвертого интегратора и вторым входом умножителя, последовательно соединенные аналоговый сумматор, первый вход которого соединен с выходом умножителя, и усилитель мощности, выход которого соединен с входом исполнительного элемента выходного оптического устройства, второй- и третий входы сумматора соединены соответственно с выходами первого и второго аналоговых запоминающих устройств, пятый интегратор, вход которого соединен с выходом третьего интегратора, а выход - с вторым входом второго компаратора, третий компаратор, первый вход которого соединен с выходом ns пятого интегратора, второй - с шиной источника опорного напряжения, а выход - с управляющими входами первого и второго аналоговых запоминающих устройств.

   124.5333