TWI669969B - Music signal control module - Google Patents

Abstract

一種音樂訊號控制模組，供與一揚聲器以及一驅動器連接，用以控制該揚聲器以及該驅動器的作動，該音樂訊號控制模組包括有：一控制器，用以接收一輸入音訊並產生對應的一第一輸出音訊以及一第二輸出音訊，該第一輸出音訊係傳輸予該揚聲器進行播放；以及一訊號轉換器，與該控制器訊號連接，用以接收該第二輸出音訊並轉換為一控制訊號傳輸予該驅動器，以控制該驅動器的作動。藉此，透過該音樂訊號控制模組，可將一輸入音訊分別轉換為供揚聲器播放的音樂訊號，及供控制驅動器作動的控制訊號，藉以實現自動依據音訊來控制揚聲器與驅動器之功效。

Description

音樂訊號控制模組

本發明係與控制模組有關；特別是指一種根據音樂對驅動器進行控制的音樂訊號控制模組。

現今如在舞台、秀場、劇院等表演場所中，大多會啟動一些特效設備(例如噴水器材、噴火器材、燈光器材等)的效果與其表演結合，例如搭配一段音樂並且一併啟動特效設備的特效(例如噴水、噴火或是燈光等特效)，以提供觀眾豐富的視覺與聽覺體驗。

然而，前述音樂以及特效設備的搭配必須由工作人員事先根據該音樂的節奏、屬性或調性對於該特效設備之驅動器進行預先設定與編輯，以便演出時一併播放該音樂以及依據預先編輯完成的控制程序來啟動該特效設備的驅動器，以達到音樂與特效設備的播放產生關連性與相呼應的效果。然而，若要改變或替換音樂時，則工作人員又必須再以人工的方式根據音樂的不同再次對驅動器的控制程序重新進行編輯，因此，在作業程序與準備上，其耗費的人力與工時時常不敷成本，而仍有有待改進之處。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種音樂訊號控制模組，可根據音樂的變化產生一相應的控制訊號，並根據該控制訊號控制一驅動器的作動。

緣以達成上述目的，本發明提供的一種音樂訊號控制模組，供與一揚聲器以及一驅動器連接，用以控制該揚聲器以及該驅動器的作動，該音樂訊號控制模組包括有：一控制器，用以接收一輸入音訊並產生對應的一第一輸出音訊以及一第二輸出音訊，該第一輸出音訊係傳輸予該揚聲器進行播放；以及一訊號轉換器，與該控制器訊號連接，用以接收該第二輸出音訊並轉換為一控制訊號傳輸予該驅動器，以控制該驅動器的作動。

本發明之效果在於，透過該音樂訊號控制模組，可將輸入的音訊分別轉換為一供揚聲器播放的訊號以及供控制該驅動器作動的控制訊號，藉以達到自動地依據輸入音訊轉換成對應控制訊號來控制驅動器的效果。

1‧‧‧音源

2‧‧‧揚聲器

3‧‧‧驅動器

3a‧‧‧第一瓦斯控制閥

3b‧‧‧第二瓦斯控制閥

4‧‧‧燃燒器

4a‧‧‧第一燃燒器

4b‧‧‧第二燃燒器

5‧‧‧出水控制閥

6‧‧‧分水裝置

7‧‧‧光驅動器

8‧‧‧燈具

〔本發明〕

100‧‧‧音樂訊號控制模組

10‧‧‧控制器

10a‧‧‧音訊輸入埠

10b‧‧‧第一音訊輸出埠

10c‧‧‧第二音訊輸出埠

12‧‧‧延遲單元

14‧‧‧控制單元

16‧‧‧偵測單元

20‧‧‧訊號轉換器

22‧‧‧轉換單元

24‧‧‧放大單元

30‧‧‧放大器

40‧‧‧濾波器

A‧‧‧聲音訊號

A1、A2‧‧‧訊號段

B‧‧‧控制訊號

B1、B2‧‧‧訊號段

圖1本發明一實施例之音樂訊號控制模組的使用狀態參考圖。

圖2為上述實施例之音樂訊號控制模組的方塊圖。

圖3為將第二輸出音訊轉換為控制訊號的示意圖。

圖4為一實施例之瓦斯控制閥與燃燒器的示意圖。

圖5為一實施例之音樂訊號控制模組搭配多個驅動器的使用狀態參考圖。

為能更清楚地說明本發明，茲舉一實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖1及圖2所示，本發明一實施例之音樂訊號控制模組100，係可供與音源1、揚聲器2以及驅動器3訊號連接，該音樂訊號控制模組100用以自該音源1接收一輸入音訊，並經處理後傳輸一輸出音訊予該揚聲器2進行播放，以及傳輸一控制訊號予該驅動器3，藉以控制該驅動器3的作動。其中，所述的音源1可透過有線或無線的方式將音訊輸入至該音樂訊號控制模組當中，例如於一實施例中，該音源1可透過USB傳輸線將音訊傳輸給該音樂訊號控制模組100，但不以此為限，亦可透過如藍芽、Wi-Fi以無線傳輸的方式將音訊傳輸給該音樂訊號控制模組100。於本實施例中，所述的驅動器3包括有一以瓦斯控制閥為例的流體控制閥，該瓦斯控制閥與一燃燒器4連接，用以控制流入該燃燒器4的瓦斯流量，據以調節該燃燒器4的火焰大小。

於本實施例中，該音樂訊號控制模組100主要包括有一控制器10以及一訊號轉換器20。該控制器10包括有一音訊輸入埠10a、一第一音訊輸出埠10b以及一第二音訊輸出埠10c，該音訊輸入埠10a供與該音源1連接，用以接收一輸入音訊，並經該控制器10處理後產生對應的一第一輸出音訊以及一第二輸出音訊，該第一輸出音訊係透過該第一音訊輸出埠10b傳輸予該揚聲器2進行播放；該第二輸出音訊係透過該第二音訊輸出埠10c傳輸予該訊號轉換器20。於本實施例中，該第一輸出音訊自該第一音訊輸出埠10b輸出後，係傳輸至一以功率放大器為例之放大器30，再輸出至該揚聲器2，藉以透過該放大器30放大該第一輸出音訊並驅動該揚聲器2。

該訊號轉換器20係用以接收該第二輸出音訊並將該第二輸出音訊對應轉換為一控制訊號後傳輸予該驅動器3，藉以控制該驅動器3的作動，例如，可根據輸入之聲音訊號的不同產生對應的控制訊號來控制瓦斯控制閥的作動，據以調節燃燒器4之火焰大小。

於本實施例中，該驅動器3係以比例閥形式的瓦斯控制閥為例，受限於比例閥的響應頻率係屬於比較低頻的頻段，例如介於1Hz至150Hz之間，而聲音訊號通常為相對較高頻的頻段，例如20Hz至20kHz之間。因此，於應用上，必須先將聲音訊號轉換為符合比例閥之響應頻率的控制訊號才可有效控制該比例閥。是以，本實施例提供的訊號轉換器20係設計包含有一轉換單元22，於接收該第二輸出音訊後，該轉換單元22係用以將該第二輸出音訊中大於一預定頻率且大於一預定振幅的訊號段轉換為符合該驅動器3之響應頻率的控制訊號後輸出，該控制訊號的頻率不大於該預定頻率。

舉例而言，請參圖3所示，假設該第二輸出音訊為頻率約為10kHz的聲音訊號A，其具有一個或多個振幅大小的訊號段，例如包括有兩個振幅大於50mV(預定振幅)的訊號段A1以及一個振幅約為5mV以下的訊號段A2，該轉換單元22係將聲音訊號A中大於該預定振幅的訊號段A1轉換為一相對高電位的訊號段B1，將聲音訊號A中低於該預定振幅的部分轉換為一相對低電位的訊號段B2，並由訊號段B1以及訊號段B2以組成的控制訊號B，該控制訊號B為頻率約為150Hz以下(預定頻率)的訊號，亦即，將第二輸出音訊轉換為符合驅動器3之響應頻率範圍內的控制訊號。此外，於實務上，所述的轉換單元，可由time collector實現。

另外，於一情況下，由於經轉換單元22轉換後所取得之控制訊號的電壓較小，可能尚不足以控制該驅動器3的作動，例如本實施例中，該聲音訊號A經該轉換單元22轉換後所得之控制訊號B的電壓約為3mV左右，而該瓦斯控制閥的工作電壓係介於1V至6V之間，因此，在控制訊號B傳輸予該瓦斯控制閥之前，需先對該控制訊號B作進一步的放大。是以，本實施例中，該訊號轉換器20還包含有一放大單元24，與該轉換單元22電性連接，用以放大該轉換單元22輸出的控制訊號，且放大後的該控制訊號的振幅大於該預定振幅。較佳者，所述的放大單元24包含有但不限於線性放大器，用以將該控制訊號作線性放大。

另外，於一情況下，在訊號轉換器20以及控制器10之間，係可進一步耦接有一個濾波器40，用以對該控制器10輸出的第二輸出音訊進行濾波後輸出與該訊號轉換器20。其中，所述的濾波器40包含有低通濾波器、高通濾波器及帶通濾波器中的其中一者或其組合，並根據濾波器的屬性不同，可針對音訊中不同頻率的訊號段進行處理。舉例而言，當選擇低通濾波器時，則可針對該第二輸出音訊中低頻、低音部分進行後續的訊號轉換，以產生可控制燃燒器4特別針對音訊中的低頻、低音部分進行響應的控制訊號；當選擇高通濾波器時，則可該第二輸出音訊中高頻、高音部分進行後續的訊號轉換，以產生可控制燃燒器4特別針對音訊中的高頻、高音部分進行響應的控制訊號；當選擇帶通濾波器時，則可針對該第二輸出音訊中特定頻段之內的聲音訊號作後續的訊號轉換，以產生可控制燃燒器4特別針對音訊中的特定頻段之內的聲音訊號進行響應的控制訊號。藉此，透過上述濾波器的設計，可進一步設定該音樂訊號控制模組100根據音訊中不同頻段之訊號段產生對應的控 制訊號，以使得驅動器3可進一步根據不同的控制訊號，驅動燃燒器4表現出不同的火焰形式。

值得一提的是，於實際應用上，亦可同時設置有多個分別具有可濾出不同頻段之濾波器40，並可供使用者自由選擇。舉例而言，使用者希望選擇或增強對於輸入音訊中的低音部分進行處理，以產生對應控制訊號予驅動器時，那麼使用者便可依據需求選擇低通濾波器40來據以實現。

此外，於一情況下，於揚聲器2播放之音樂與驅動器3(如瓦斯控制閥)及/或被驅動之設備(如燃燒器4)之間，於播放的時間軸上，可能會有些許的誤差或延遲產生，例如：產生有揚聲器2播放的音樂效果早於燃燒器4所展現之火焰效果等不協調、不同步的情況。為解決上述問題，請配合圖2所示，於一實施例中，在控制器10中可進一步設計有一個或一個以上的延遲單元12，用以延遲該控制器10輸出予該揚聲器2的第一輸出音訊，及/或用以延遲該控制器10輸出予訊號轉換器20的第二輸出音訊，藉以解決揚聲器2方面與驅動器3方面不同步的問題。其中，於一情況下，可由一個延遲單元12延遲給予該揚聲器2第一輸出音訊的時間，藉以使得該揚聲器2方面所播放的音樂有部分的遲延，進而與驅動器3方面所播放的效果同步；另外，於一相反情況下，亦可由一個延遲單元12延遲給予訊號該訊號轉換器第二輸出音訊的時間，使得驅動器3的作動產生延遲，而與揚聲器2方面所播放的音樂同步。但不以此為限，於一情況下，亦可分別給予第一輸出音訊、第二輸出音訊不同的延遲量，以達到揚聲器2與驅動器3之間於作動上、效果展現上的協調。

此外，前述之延遲單元12所產生的延遲，可包含有但不限於延遲音訊傳輸予揚聲器2及/或訊號轉換器20的時間點，或是延遲所述 音訊的相位，以使得揚聲器2與驅動器3在作動上產生一致性、同步的效果。

另外，於一實施例中，該控制器10還包含有一控制單元14，與該延遲單元12電性連接，該控制單元14可用以控制該延遲單元對該第一輸出音訊及/或該第二輸出音訊的延遲量。其中，關於延遲量的設定，可由控制器10主動偵測，並依據偵測結果對延遲量進行設定，舉例而言，該控制器10可包含有一偵測單元16，與該控制單元14電性連接，該偵測單元16用以偵測該第一輸出音訊以及該控制訊號之間的時間差，該控制單元14再依據所測得之時間差控制該延遲單元12對第一輸出音訊及/或第二輸出音訊所產生的延遲量。此外，於一實施例中，亦可由使用者操作該控制器10對延遲單元12的延遲量進行設定，而不以上述說明為限。

藉此，透過上述設計，本發明所提供的音樂訊號控制模組100，可接收音源1的輸入音訊，並轉換為對應的音訊予揚聲器2播放，以及轉換為對應的控制訊號以控制驅動器3的作動，藉以自動地根據輸入音訊，達到同步對揚聲器2及驅動器3進行控制的效果，除此之外，根據音源、輸入音訊的不同，該音樂訊號控制模組100便可自動地轉換成的音訊與控制訊號予揚聲器2及驅動器3，毋須使用者以人工方式對驅動器進行操作或調整。

值得一提的是，於應用上，上述驅動器3並不以單一個瓦斯控制閥為限，舉例而言，請參圖4所示，於一實施例中，所述驅動器可包含有一第一瓦斯控制閥3a以及一第二瓦斯控制閥3b，其中，該第一瓦斯控制閥3a用以依據該控制訊號控制一第一燃燒器4a的啟閉，使該第一燃燒器4a產生火焰或火焰熄滅，該第二瓦斯控制閥3b用以依據該控制 訊號調節一第二燃燒器4b的瓦斯流量大小，使該第二燃燒器4b在有火焰的情形下改變火焰的大小。於該實施例中，所述之第一燃燒器4a係設置於外圈，而第二燃燒器4b係設置於外圈，但於其他應用上，並不以此為限，實務上，亦可將第一燃燒器4a設置於內圈，而第二燃燒器4b設置為外圈。此外，根據選用之第一、第二瓦斯控制閥3a、3b的不同，於一實施例中，該第一瓦斯控制閥3a亦可設置為依據控制訊號控制第一燃燒器4a的瓦斯流量大小，而第二瓦斯控制閥3a亦可設置為依據控制訊號控制第二燃燒器4b之啟閉，而不以上述說明為限。

再一提的是，本發明的音樂訊號控制模組100並不限於只控制單一種驅動器，舉例而言，請參圖5所示，於一實施例中，該音樂訊號控制模組100所應用的驅動器亦可包含有一以出水控制閥5為例的流體控制閥，該出水控制閥5與一噴水裝置6連接，用以控制該噴水裝置6的出水量；於一實施例中，所述的驅動器可包含有一光驅動器7，該光驅動器7與一燈具8連接，用以控制該燈具8的明滅，或者可供調節該燈具8的光強變化、色光配色等。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，本發明之音樂訊號控制模組除了可應用在如瓦斯控制閥、出水控制閥等流體控制閥或是光驅動器外，於其他應用上，亦可為其他種類之閥體或是驅動器，此外，所述之控制閥並不以比例閥為限，亦可應用在如伺服閥、開關閥等閥體，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

Claims (6)

1. 一種音樂訊號控制模組，供與一揚聲器以及一驅動器連接，用以控制該揚聲器以及該驅動器的作動，該音樂訊號控制模組包括有：一控制器，用以接收一輸入音訊並產生對應的一第一輸出音訊以及一第二輸出音訊，該第一輸出音訊係傳輸予該揚聲器進行播放；以及一訊號轉換器，與該控制器訊號連接，用以接收該第二輸出音訊並轉換為一控制訊號傳輸予該驅動器，以控制該驅動器的作動；其中，該控制器包含有一延遲單元，用以延遲該第一輸出音訊及/或該第二輸出音訊；其中，該控制器包含有一控制單元，與該延遲單元電性連接，用以控制該延遲單元對該第一輸出音訊及/或該第二輸出音訊的一延遲量；其中，該控制器包含有一偵測單元，與該控制單元電性連接，用以偵測該第一輸出音訊以及該控制訊號之間的時間差，該控制單元係依據該時間差控制該延遲單元的延遲量。
2. 如請求項1所述之音樂訊號控制模組，其中該驅動器包括有一流體控制閥。
3. 如請求項1所述之音樂訊號控制模組，其中該訊號轉換器包含有一轉換單元，用以將該第二輸出音訊中大於一預定頻率且大於一預定振幅的訊號段轉換為該控制訊號後輸出，其中該控制訊號的頻率不大於該預定頻率。
4. 如請求項3所述之音樂訊號控制模組，包含有一濾波器，耦接於該控制器以及該訊號轉換器之間，用以將該第二輸出音訊進行濾波後輸出予該訊號轉換器，其中該濾波器包括有低通濾波器、高通濾波器及帶通濾波器中的其中一者或其組合。
5. 如請求項3或4所述之音樂訊號控制模組，其中該訊號轉換器包含有一放大單元，與該轉換單元電性連接，用以放大該控制訊號，且放大後的該控制訊號的振幅大於該預定振幅。
6. 如請求項1所述之音樂訊號控制模組，其中該驅動器包括一第一瓦斯控制閥以及一第二瓦斯控制閥，該第一瓦斯控制閥用以依據該控制訊號控制一第一燃燒器的啟閉，使該第一燃燒器產生火焰或火焰熄滅，該第二瓦斯控制閥用以依據該控制訊號調節一第二燃燒器的瓦斯流量大小，使該第二燃燒器在有火焰的情形下改變火焰的大小。