устройство для светомузыкального сопровождения

Формула изобретения

1. Устройство для светомузыкального сопровождения, содержащее последовательно включенные источник звукового сигнала и детектор, генератор импульсов, пороговый блок и последовательно соединенные усилитель мощности и источник света, отличающееся тем, что оно снабжено многоразрядным триггером, цифроаналоговым преобразователем, блоком задания режимов, блоком формирования управляющих сигналов, одновибраторами, блоком выделения такта и элементом И, при этом выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И, связанного выходом с входом разрешения блока формирования управляющих сигналов, шинные выходы которого подключены к шинным R-, S- и С-входам управления многоразрядного триггера, инверсный шинный выход которого связан с входами усилителя мощности, шинному D-входу многоразрядного триггера и входам цифроаналогового преобразователя, выход которого через пороговый блок связан с входом данных блока формирования управляющих сигналов, выход источника звукового сигнала дополнительно через блок выделения такта соединен с первым входом блока задания режимов, первый выход которого связан с тактовым входом блока формирования управляющих сигналов и входом первого одновибратора, который выходом подключен к второму входу блока задания режимов, соединенного вторым выходом с входом расширения блока формирования управляющих сигналов, третий выход блока задания режимов через второй одновибратор связан с вторым входом элемента И, причем выход детектора подключен к второму входу порогового блока и входу генератора импульсов.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок формирования управляющих сигналов имеет коммутаторы, генератор случайного кода, блок элементов ИЛИ, триггеры и инвертор, при этом шинный выход генератора случайного кода соединен с шинными входами коммутаторов, выходы всех разрядов первого коммутатора соединены с первыми входами блока элементов ИЛИ, вторые входы которых объединены и являются входом расширения блока формирования управляющих сигналов, тактовым входом которого являются объединенные С-входы триггеров, соединенных выходами с входами разрешения первого и второго коммутаторов, входом данных блока формирования управляющих сигналов являются объединенные D-вход первого триггера, R-вход второго триггера и вход инвертора, который выходом подключен к R-входу первого триггера и DD-входу второго триггера, входом разрешения блока формирования управляющих сигналов является вход разрешения третьего коммутатора, причем шинными выходами блока формирования управляющих сигналов являются шинные выходы блока элементов ИЛИ и второго и третьего коммутаторов.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок задания режимов выполнен в виде ключей с двумя входами управления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию театров, цирков и дискотек, в частности к устройствам для светомузыкального сопровождения.

В известном устройстве, содержащем источник звукового сигнала, детектор, коммутатор, усилитель мощности, источник света, за счет введения аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и одноканальных шинных формирователей с соответствующими функциональными связями повышается динамичности и разнообразие светомузыкальной композиции, выражающееся в определенной последовательности включения источников света по мере роста сигналов.

Недостатком известного устройства является отсутствие привязки получаемого эффекта к ритмическим характеристикам сопровождаемой фонограммы, поскольку все канальные АЦП подключены для отслеживания уровня сигнала. Поэтому этот недостаток приводит к нарушению целостности восприятия создаваемых цветовых картин. Кроме того, поскольку все выходные разряды канальных АЦП подключены определенным образом к соответствующим одноканальным шинам формирователя, то это создает определенность направления включения источников света, что значительно снижает элемент неожиданности получаемого эффекта.

Наиболее близким по технической сущности предлагаемому устройству является "Устройство для светомузыкального сопровождения" прототип (1), содержащий последовательно соединенные источник звукового сигнала, детектор, пороговый блок, а также коммутатор, усилитель мощности, источник света, в котором с целью повышения эффективности светового сопровождения музыки введены логические элементы, подключаемые к регистру сдвига и осуществляющие динамические переключения каналов частотного разделения сигнала посредством коммутаторов.

Недостатком этого устройства является предопределенность переключений, обусловленная соединением выходных разрядов регистра сдвига через логические элементы к управляющим входам коммутаторов каналов частотного разделения. Кроме того, поскольку на тактовый вход регистра сдвига поступают импульсы с тактового генератора с заданной частотой, не зависящей от музыкальных характеристик фонограммы, переключения параллельных групп в каналах происходит с той же выбранной частотой, что существенно снижает слухозрительную взаимосвязь получаемого эффекта.

Изобретение направлено на повышение разнообразия, динамичности и глубины зрелищного эффекта при светомузыкальном сопровождении.

В предлагаемом устройстве это достигается путем введения управляемого многоразрядного триггера, каждый из n разрядов которого представляет собой D-триггера. Инверсный шинный выход многоразрядного триггера через усилитель мощности подключен к источнику света, также состоящему из n-единичных источников света, то есть из n-выходных разрядов, его логическое состояние управляет включением или выключением каждого из единичных источников света. При этом каждый из единичных источников света может быть как одиночным, так и групповым, с количеством цветов в группе, соответствующим числу каналов частотного разделения спектра источников звукового сигнала.

Устройство может работать в одном из трех режимов, определяемых блоков задания режимов. Задание осуществляется подачей логического кода на первый и второй входы управления блока задания режимов и, соответственно, код 10 означает выбор первого режима, код 01 (или 00) второго, код 11 третьего.

Сущность работы устройства сводится к управлению распределением генерируемого случайного кода, заканчивающегося определенным состоянием источников света в каждом тактовом интервале музыкальной фонограммы в зависимости от ее громкости и темповых характеристик, при этом, в каждом из вышеуказанных режимов алгоритм управления различен. Так, в первом режиме, каждое новое состояние источника света, характеризуется числом включаемых или выключаемых единичных источников света, реализуется с учетом предыдущего состояния. Во втором режиме, в зависимости от темповых и громкостных характеристик музыкального фрагмента, осуществляется изменение состояния источника света, являющемся результатом распределения случайного кода, численное значение последнего производится в соответствие с громкостными характеристиками по абсолютному значению.

Для решения вышеуказанной задачи в устройстве в каждом из режимов осуществляется соответствующая коммутация случайного кода на R, S, C-входы многоразрядного триггера под управлением сигналов, поступающих на тактовый вход и входы расширения данных блока формирования управляющих сигналов.

При этом в каждом такте, длительность которого определяется блоком выделения такта, выполняется соответствие уровня источника звукового сигнала числу включаемых единичных источников света с помощью порогового блока (компаратора), на первый вход которого поступает напряжение, соответствующее уровню сигналов от источника звукового сигнала, а на второй вход напряжение, соответствующее числу включенных единичных источников света.

Для этого на шинном выходе многоразрядного триггера включен цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) с равным весовым значением каждого разряда. Выход порогового блока подключен ко входу данных блока формирования управляющих сигналов. На тактовый вход блока формирования управляющих сигналов, соединенного с С-входами первого и второго триггеров, через блок задания режимов в первом и третьем режимах поступают импульсы с блока выделения такта. При этом R-вход первого триггера и D-вход второго триггера подключены ко входу данных блока формирования управляющих сигналов через инвертор. Сигналы с выходов первого и второго триггера, а также сигнал с выхода элемента И, проходящий на вход разрешения блока формирования управляющих сигналов, поступают на входы разрешения, соответственно, первого, второго и третьего коммутаторов, соединения выход генератора случайного кода с соответственно R, S и С-входами многоразрядного триггера. При этом сигналы на R-входы поступают с выхода первого коммутатора через блок элементов ИЛИ, вторые входы которого объединены и являются входом расширения блока формирования управляющих сигналов.

Сигналы на вход расширения поступают (при работе в третьем режиме) с выхода блока выделения такта через блок задания режимов и первый одновибратор.

При работе во втором режиме сигналы с выхода блоков выделения такта через блок задания режимов и второй одновибратор поступают на первый вход элемента И, на второй вход которого поступают импульсы с выхода генератора импульсов, частота которых управляется выходным сигналом детектора.

Таким образом, в зависимости от установленного режима устройства позволяет получать различные алгоритмы соответствия громкостных и темповых характеристик музыкальной фонограммы количеству включаемых (выключаемых) единичных источников света, что существенно повышает зрелищность образуемого эффекта.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 пример схемного решения блока выделения такта музыкальной фонограммы, на фиг. 3 пример исполнения многоразрядного триггера цифроаналогового преобразователя и порогового блока.

Устройство для светомузыкального сопровождения содержит последовательно соединенные источник звукового сигнала 1, детектор 2, порогового блока 3, причем первый вход порогового блока 3 подключены к выходу детектора 2, второй вход к выходу ЦАП 4, а выход ко входу данных 5 блока формирования управляющих сигналов 6, n-разрядные R, S и С-шинные выходы которого подсоединены к соответствующим n-входам многоразрядного триггера 7. Инверсный шинный выход многоразрядного триггера 7 подключен к своим D-входам, ко входу ЦАП 4, а также через усилитель мощности 8 к источнику света 9. К источнику звукового сигнала 1 подключен также блок выделения 10 музыкальной фонограммы, выход которого через соответствующие выходы блока задания режимов 11 соединен с первым одновибратором 12 и вторым одновибратором 13. Выход второго одновибратора 13 подключен к первому входу элемента И 14, второй вход которого через генератор импульсов 15 соединен с выходом детектора 2. Выход элемента И 14 подключен ко входу разрешения 16 блока формирования управляющих сигналов 6, первый выход блока задания режимов 11 к тактовому входу 17 блока формирования управляющих сигналов 6, а третий выход блока задания режимов 11 соединен со входом расширения 18 блока формирования управляющих сигналов 6. При этом второй вход блока задания режимов 11 соединен с выходом первого одновибратора 12.

Блок формирования управляющих сигналов 6 содержит первой 19, второй 20 и третий 21 коммутаторы, шинные входы которых подключены к выходу генератора случайного кода 22, шинные выходы второго 20 и третьего 21 коммутаторов подсоединены, соответственно, к S и М-входам многоразрядного триггера 7 через блок элементов ИЛИ 23, вторые входы которого объединены и являются входом расширения 18 блока формирования управляющих сигналов 6. Вход разрешения третьего коммутатора 21 является входом разрешения 16 блока формирования управляющих сигналов 6, а входы разрешения первого 19 и второго 20 коммутаторов подключены, соответственно, к выходам первого 24 и второго 25 триггеров. С-входы указанных триггеров объединены и являются тактовым входом 17 блока формирования управляющих сигналов 6. D-вход первого 24 и R-вход второго 25 триггера соединены и являются входом данных 5 блока формирования управляющих сигналов 6. R-вход первого 24 и D-вход второго 25 триггеров соединены и через инвертор 26 подключены ко входу данных 5 блока формирования управляющих сигналов 6.

Блок задания режимов 11 содержит два ключа управляющие выводы которых являются первым 27 и вторым 28 входами управления блока задания режимов 11.

Работает устройство следующим образом.

Переменное напряжение звуковой частоты от источника звукового сигнала 1 через детектор 2 в виде постоянного напряжения поступает на первый вход порогового блока 3. Одновременно на второй вход порогового блока 3 поступает напряжение с ЦАП 4, величина которого пропорциональна соотношению логических нулей и единиц на шинном инверсном выходе многоразрядного триггера 7 и соответственно соотношению включенных и выключенных единичных источников в источнике света 9, подключенных к указанному выходу многоразрядного триггера 7 через усилитель мощности 8.

Таким образом, на вход данных 5 блока формирования управляющих сигналов 6, на D-вход первого триггера 24 и R-вход второго триггера 25 и через инвертор 26 на R-вход первого триггера 24. D-вход второго триггера 25 поступает результат сравнения в виде логического нуля или единиц с выхода порогового блока 3.

На тактовый вход 17 блока формирования управляющих сигналов 6 и, подключенные к нему С-входы первого 24 и второго 25 триггеров с тактовой частотой музыкальной фонограммы через блок задания режимов 11 (в случае установления первого режима подачей логических единиц и нуля, соответственно, на первый 27 и второй 28 входы управления блока задания режимов 11) поступают импульсы с выхода блока выделения такта 10.

Следовательно, с поступлением очередного импульса на тактовый вход 16 блока формирования управляющих сигналов 6 в зависимости от присутствия на входе данных 5 логической единицы или нуля появляется логическая единица на выходе, соответственно, первого 24 или второго 25 триггера. Сигналы с выходов первого 24 и второго 25 триггеров в виде логической единицы поступают на разрешающие входы соответственно первого 19 и второго 20 коммутаторов, разрешая прохождение сигнала с генератора случайного кода 22, соответственно, на R-входы и S-входы многоразрядного триггера 7. При этом на R-входы сигнала с выхода первого коммутатора 19 поступает через блок элементов ИЛИ 23 на объединенные входы которого поступает сигнал со входа расширения 18 блока формирования управляющих сигналов 6 (в случае установления третьего режима подачей логических единиц на входы управления блока задания режимов 11). Частота генератора случайного кода 22 выбирается и условия превышения на 3-4 порядка максимальной частоты импульсов, поступающих с выхода блока выделения такта 10.

Таким образом, в первом и третьем режимах работы, с приходом импульса на тактовый вход 17 блока формирования управляющих сигналов 6 происходит установка многоразрядного триггера 7 в каждом из разрядов до тех пор, пока их весовое суммарное значение (на выходе ЦАП 4), поступающее на второй вход порогового блока 3 не уравняется с продетектированным значением напряжения источника звукового сигнала 1 на первом входе порогового блока 3. При достижении указанного равенства изменяется логическое состояние на выходе порогового блока 3, обнуляется первый 24 (или второй 25) триггер и, следовательно, снимается сигнал разрешения на первый 19 (или второй 20) коммутатор. Состояние инверсного шинного выхода многоpазрядного триггера 7 сохраняется до следующего импульса на тактовом входе 17 блока формирования управляющих сигналов 6. Дополнительно (при установлении третьего режима), независимо от наличия разрешающих сигналов в первом 19 или втором 20 коммутаторах, с приходом очередного импульса на тактовый вход 17 блока формирования управляющих сигналов 6 происходит обнуление многоразрядного триггера 7. Длительность импульса формируется первым одновибратором 12 (несколько микросекунд) и через ключ блока задания режимов 11 поступает на вход расширения 18 блока формирования управляющих сигналов 6.

При установке второго режима (подача логического нуля и единицы (или нуля) соответственно на первый 27 и второй 28 входы управления блока задания режимов 11) импульсы с выхода блока выделения такта через ключ блока задания режимов 11 поступают на вход второго одновибратора 13. Длительность формируемого импульса Tи на выходе второго одновибратора 13 определяется максимальной частотой на выходе генератора импульсов 15, на вход которого поступает постоянное напряжение с в выхода детектора 2, и выбирается из условия

,

где n количество разрядов многоразрядного триггера 7;

К 1.5 коэффициент, определяющий степень изменения логического состояния шинного выхода многоразрядного триггера 7.

На первый вход элемента И 14 поступают импульсы с выхода второго одновибратора 13, а на второй вход импульсы с выхода генератора импульсов 15. Поэтому на вход разрешения 16 блока формирования управляющих сигналов 6 и соответственно на вход разрешения третьего коммутатора 21 в начале каждого тактового интервала происходит пачка импульсов, количество которых в пачке зависит от уровня источника звукового сигнала 1. Далее в третьем коммутаторе 21 эти импульсы разрешают прохождение кода, с генератора случайного кода 22 на С-вход многоразрядного триггера 7, работающего в этом случае как делитель частоты, поскольку в каждом разряде инверсный выход соединен с D-входом. Следовательно, с приходом каждого из пачки импульсов на вход разрешения 16 происходит инвертирование состояния тех разрядов многоразрядного триггера 7, которые определяются кодом, приходящим на С-входы многоразрядного триггера 7 с генератора случайного кода 22.

Заявляемое устройство позволяет осуществить различные алгоритмы получения соответствия включаемых и выключаемых источников единичных света при их случайном законе распределения по темповым и громкостным характеристикам сопровождения музыкальной фонограммы.

Изменяемая динамичность работы устройства в различных режимах существенно подчеркивает глубину получаемого эффекта.