светомузыкальное устройство

Формула изобретения

1. СВЕТОМУЗЫКАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее источник звукового сигнала, соединенный выходом через последовательно включенные блок выделения ритмического рисунка музыкального фрагмента и генератор импульсов с управляющим входом блока управления яркостью цветового освещения, усилитель мощности, соединенный выходами с входами источника света, отличающееся тем, что оно снабжено блоком выделения доминирующего цветового канала и последовательно включенными полосовым фильтром и детектором сигнала, выходы которого связаны с информационными входами блока выделения доминирующего цветового канала и первыми информационными входами блока управления яркостью цветового освещения, который выходами подключен к входам усилителя мощности, выход генератора импульсов дополнительно связан с управляющим входом блока выделения доминирующего цветового канала, который выходами подключен к вторым информационным входам блока управления яркостью цветового освещения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок выделения доминирующего цветового канала имеет интегрирующую RC-цепь, последовательно включенные генератор счетных импульсов, элемент И и первый регистр, последовательно соединенные интегратор и компаратор и последовательно включенные элемент ИЛИ - НЕ и второй регистр, выходы которого являются выходами блока выделения доминирующего цветового канала, информационными входами которого являются информационные входы компаратора, связанного выходами с информационными входами первого регистра, соединенного выходами с входами элемента ИЛИ - НЕ и интегрирующей RC-цепи, подключенной выходами к информационным входам второго регистра, при этом вход интегратора и второй вход элемента И объединены и являются управляющим входом блока выделения доминирующего цветового канала.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления яркостью цветового освещения имеет последовательно включенные первый коммутатор, узел выборки-хранения информации, модулятор и второй коммутатор, формирователь сигнала огибающей и функциональный генератор, выход которого соединен с вторым входом модулятора, первые информационные входы первого и второго коммутаторов объединены и являются первыми информационными входами блока управления яркостью цветового освещения, вторыми информационными входами которого являются объединенные вторые информационные входы первого и второго коммутаторов, при этом управляющим входом блока управления яркостью цветового освещения является второй вход узла выборки-хранения информации и вход формирователя сигнала огибающей, выход которого подключен к третьему входу модулятора, причем выходы второго коммутатора являются выходами блока управления яркостью цветового освещения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для светомузыкального сопровождения и может быть использовано для реализации эффекта "цветовое вибрато" в автоматических светомузыкальных установках, а также в оборудовании театров, цирков и дискотек.

Известно устройство, содержащее полосовой фильтр, детектор, усилитель мощности и источники света для повышения эстетической выразительности, заключающейся в динамическом изменении яркости, пульсации яркости в такте с низкочастотными инфразвуковыми вибрациями звуков, применяется соответствующее включение делителей напряжения на выходе усилителя мощности.

Недостатком известного устройства является отсутствие возможности выделения ведущего цветового канала. Кроме того, непрерывное отслеживание соответствия динамики громкости звука и яркости, обеспечиваемое включением элементов схемы устройства, не позволяет осуществлять подчеркивание, модуляцию яркости в случае монотонности с неизменным уровнем громкости сигнала того или иного частотного канала источника звука.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее источник питания, источник звукового сигнала, блок выделения ритмического рисунка, каждый выход которого через усилитель выразительности, заключающейся в возможности яркостной модуляции в функции от интенсивности и темпа музыкальной программы, введен блок управления яркостью [1]

Недостатком этого устройства является отсутствие избирательности блока управления яркостью по цветовому каналу. Кроме того, непосредственное соединение выхода генератора импульсов с сумматором через преобразователь интервал времени напряжение в блоке управления яркостью не позволяет реализовать задаваемую модуляцию яркости. Все это приводит к невозможности подчеркивания доминирующего цветового канала.

Целью данного изобретения является реализация эффекта "цветовое вибрато" подчеркивание ведущего цветового канала для повышения выразительности при светомузыкальном сопровождении.

В предлагаемом устройстве эта цель достигается путем введения модулирования по установленному закону яркости в одном из цветовых каналов, образуемых разделением сигнала звуковых каналов, образуемых разделением сигнала звуковой частоты по соответствующим частотным диапазонам, причем выбор этого канала осуществляется с помощью блока выделения доминирующего цветового канала.

Устройство позволяет аналогично применяемому в вокале эффекту "голосовое вибрато" подчеркивать ведущий цветовой канал его яркостной модуляцией, т.е. получать эффект "цветовое вибрато". При этом действие эффекта более выразительно при светомузыкальном сопровождении менее динамичных музыкальных произведений, а также при эпизодическом включении эффекта, что вполне характерно и для его голосового аналога.

Определение ведущего доминирующего цветового канала производится по наибольшему значению напряжения на шинном выходе блока детекторов, подключенного к источнику звукового сигнала через многоканальный блок полосовых фильтров блоком выделения доминирующего цветового канала. При этом количество цифровых разрядов на шинном выходе этого блока соответствует количеству цветовых каналов и появление логической единицы на одном из разрядов шинного выхода означает доминирующее значение напряжения в соответствующем ему цветовом канале. Временное детерменирование доминирующего значения осуществляется во время очередного импульса длительностью _и на выходе генератора импульсов, отслеживающего тактовую частоту сопровождаемого музыкального произведения.

Во время длительности импульса _и включается генератор счетных импульсов и запускается интегратор, выход которого подключен к объединенным вторым входам компаратора, на каждый первый вход которого поступает напряжение соответствующего ему цветового канала с шинного выхода блока детекторов.

Выход генератора счетных импульсов подключен к входу занесения первого регистра, фиксирующего результата сравнения компаратора в каждом из цветовых каналов, а вход занесения второго регистра подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ, логическая единица на выходе которого возникает в момент времени, когда с приходом очередного счетного импульса снимается последняя логическая единица на выходе первого регистра. Поскольку на входе второго регистра включен блок интегрирующих RC-цепей, то на выходе второго регистра с приходом логической единицы на вход занесения будет зафиксирована логическая единица, соответствующая состоянию предыдущего периода импульсов, поступающих с генератора счетных импульсов.

Таким образом, к концу длительности _и на выходе второго регистра и соответственно на шинном выходе блока выделения доминирующего цветового канала в одном из разрядов формируется логическая единица. Эта единица в блоке управления яркостью цветового освещения, поступая на управляющие входы первого и второго коммутаторов, подключает модулятор в соответствующем цветовом канале. При этом модулирующее напряжение задается функциональным генератором с частотой вибрато с возрастающей или ниспадающей огибающей, задаваемой формирователем огибающей, а среднее значение модулированного сигнала определяется на выходе устройства выборки-хранения. Таким образом, на шинном выходе блока управления яркостью цветового освещения в одном из цветовых каналов, определяемом блоком выделения доминирующего цветового канала, производится его подчеркивание модуляция управляющего напряжения определенного канала с частотой вибрато. Далее, поскольку первые входы источника света через усилитель мощности подключены к соответствующим каналам шинного выхода блока управления яркостью цветового освещения, вторые входы к источнику питания, осуществляется модуляция яркости источника света соответствующего цвета.

На фиг.1 и фиг.2 показана функциональная схема устройства; на фиг.3 временные диаграммы, поясняющие работу блока выделения доминирующего канала.

Светомузыкальное устройство содержит источник 1 звукового сигнала, блок 2 выделения ритмического рисунка музыкального фрагмента, генератор 3 импульсов. Выход генератора 3 импульсов соединен с управляющим входом блока 4 управления яркостью цветового освещения. Шинный выход блока 4 управления яркостью цветового освещения через усилитель 5 мощности подключен к первым входам источника 6 света, вторые входы которого объединены и подключены к источнику 7 питания. Кроме того, устройство содержит блок 8 выделения доминирующего цветового канала, шинный вход которого подключен к источнику 1 звукового сигнала через полосовой фильтр 9 и детектор 10 сигнала, а шинный выход соединен с шинным входом управления блока 4 управления яркостью цветового освещения.

Вход управления блока 8 выделения доминирующего цветового канала соединен с выходом генератора 3 импульсов, шинный вход блока 4 управления яркостью цветового освещения подключен к выходу детектора 10. Блок 8 выделения доминирующего цветового канала содержит последовательно соединенные компаратор 11, первый регистр 12, интегрирующую RC-цепь 13, второй регистр 14.

Выход генераторa 3 импульсов через интегратор 15 соединен с вторыми входами компаратора 11, а через элемент и 16 с входом занесения первого регистра 12. Генератор 17 счетных импульсов подключен к второму входу элемента И 16. Вход занесения второго регистра 14 соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ 18, входы которого подключены к выходу первого регистра 12.

Блок управления яркостью цветового освещения содержит первый коммутатор 19 и второй коммутатор 20, переключаемые входы которых объединены и соединены с выходом детектора 10, а управляющие входы тоже объединены и соединены с шинным выходом блока 8 выделения доминирующего цветового канала.

При этом выход первого коммутатора 19 соединен с переключаемым входом второго коммутатора 20 через блок 21, представляющий собой узел выборки-хранения информации, модулятор 22, входы модулирующего сигнала которого подключены к функциональному генератору 23 и формирователю сигнала огибающей 24. Управляющие входы блока 21 и формирователя сигнала огибающей 24 объединены и подключены к выходу генератора 3 импульсов.

На фиг. 3 показаны диаграммы напряжений на шинном выходе детектора 10 (диаграмма 25) для трех цветовых каналов напряжения U₁, U₂, U₃ на выходе генератора 3 импульсов (диаграмма 26), интегратора 15 (диаграмма 27), элемента И 16 (диаграмма 28), первого регистра 12 (диаграмма 29), где U₁, U₂, U₃ напряжения на выходных разрядах первого регистра 12, соответствующих напряжениям цветовых каналов U₁, U₂, U₃ на выходе элемента ИЛИ-НЕ (диаграмма 30).

Работает устройство следующим образом.

Сигнал звуковой частоты от источника 1 звукового сигнала поступает на полосовой фильтр 9, разделяется по частотному диапазону на соответствующие цветовые каналы, преобразуется в постоянные напряжения детектором 10 (фиг.3, диаграмма 25) и поступает на шинные входы блока 4 управления яркостью цветового освещения и блока 8 выделения доминирующего цветового канала.

Кроме того, сигнал от источника 1 звукового сигнала поступает на вход блока 2 выделения ритмического рисунка музыкального фрагмента, где преобразуется в напряжение пропорционального фрагмента 2, где преобразуется в напряжение, пропорциональное частоте музыкальных акцентов, и поступает на вход генератора 3 импульсов. С выхода генератора 3 импульсов, работающего как генератор, управляемый напряжением, импульсы длительностью _и, синхронные тактовой частоте музыкальной фонограммы, поступают на управляющие входы блока 4 управления яркостью цветового освещения и блока 8 выделения доминирующего цветового канала (фиг.3, диаграмма 26). Длительность импульса _и выбирается из условия _и << _т, где _т длительность тактового интервала на выходе генератора 3 импульсов, определяемого ритмической структурой музыкальной фонограммы. В свою очередь, ритмическая структура синтезируется в виде величины постоянного напряжения на выходе блока 2 выделения ритмического рисунка музыкального фрагмента, служащей управляющей для генератора 3 импульсов. В блоке 8 выделения доминирующего цветового канала импульсы длительностью _ипоступают на вход интегратора 15 и на первый вход элемента И 16, на второй вход которого приходят импульсы с генератора 17 счетных импульсов. Период следования импульсов с генератора 17 счетных импульсов Т_и выбирается из условия Т_и << _и для получения высокой разрешающей способности детерминирования доминирующего цветового канала.

С выхода интегратора 15 пилообразное напряжение поступает на объединенные вторые входы компаратора 11, где сравнивается с поступающим на первые входы напряжениями соответствующих цветовых каналов (фиг.3, диаграмма 27).

Результат сравнения в виде цифрового кода записывается в первый регистр 12 с приходом на вход занесения очередного импульса с выхода элемента И 16 (фиг.3, диаграммы 28 и 29).

С выхода первого регистра 12 цифровой код через интегрирующую RC-цепь 13 поступает на вход второго регистра 14 и на вход элемента ИЛИ-НЕ 18.

Изменение состояния на выходе элемента ИЛИ-НЕ 18 с логического нуля на логическую единицу и, таким образом, формование фронта импульса занесения регистра 14 происходит с приходом очередного счетного импульса на вход занесения первого регистра 12, когда все разряды цифрового кода на его выходе устанавливаются в логический нуль (фиг.3, диаграмма 30).

Фиксируемый на выходе второго регистра 14 и соответственно на шинном выходе блока выделения доминирующего цветового канала 8 цифровой код соответствует предыдущему состоянию цифрового кода на выходе первого регистра 12 благодаря наличию на входе второго регистра 14 интегрирующей RC-цепи 13. В блоке управления яркостью цветового освещения 4 импульсы длительности _и с выхода генератора 3 импульсов поступают на управляющий вход блока 21 и на запускающий вход формирователя огибающей 24. Последний по фронту импульс начинает формировать огибающую модулирующего сигнала по нарастающему или ниспадающему закону, а блок 21 осуществляет выборку одного из напряжений сигнала цветового канала, пропускаемого через первый коммутатор 19 в соответствии с цифровым кодом, приходящим на его управляющий вход с блока 8 выделения доминирующего цветового канала.

Далее в течение длительности периода импульсов генератора 3 импульсов модулятор 22 осуществляет модулирование величины напряжения с выхода блока 21 напряжением частоты вибрато (1-10 Гц), поступающим с функционального генератора 23, с огибающей, формируемой формирователем 24.

Сформированное таким образом напряжение с выхода модулятора 22 поступает на переключаемый вход второго коммутатора 20, который в соответствии с тем же цифровым кодом управления возвращает промодулированное напряжение выбранного цветового канала в шинный выход блока 4 управления цветовогo освещения.

Далее напряжения цветовых каналов поступают на усилитель 5 мощности и затем на первые входы источника 6 света, вторые входы которого подключены к источнику 7 питания.

Данное устройство позволяет реализовать эффект "цветовое вибрато" подчеркнуть ведущий цветовой канал, таким образом повышая выразительность светомузыкального сопровождения.