устройство для автоматического светового сопровождения музыки

Формула изобретения

Устройство для автоматического светового сопровождения музыки, содержащее микрофон и каналы обработки звукового сигнала, каждый из которых имеет последовательно соединенные полосовой фильтр, амплитудный детектор и источник света, при этом микрофон подключен к входам полосовых фильтров каналов обработки звукового сигнала через последовательно соединенные масштабный усилитель и двухсторонний амплитудный ограничитель, а выход амплитудного детектора в каждом канале обработки звукового сигнала подключен ко входу соответствующего источника света через преобразователь напряжение-ток, причем источники света выполнены на светоизлучающих диодах.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для воспроизведения цветовой музыки и может быть использовано в оборудовании театров, цирков и дискотек, в частности в устройствах для светового сопровождения музыкальных программ.

Известно устройство автоматического светового сопровождения музыки (Мельников Л.Н., Программы, алгоритмы, конструкции. М.: Наука, 1980, с.56, рис.16Б), содержащее n источников света и n каналов управления мощностью, каждый из которых состоит из полосового фильтра, детектора и блока усиления мощности, соединенных с источниками света.

Недостатком данного устройства является то, что при небольшом числе цепочек, соответствующем количеству основных цветов видимого спектра, фиксированная настройка фильтров не позволяет установить содержательное соответствие между ними и музыкальными звуками, количество которых в исполняемом музыкальном произведении может оказаться во много раз больше. Поэтому известное устройство не имеет возможности реагировать переключением источников света на значительную часть изменений частоты звукового сигнала и, следовательно, не обеспечивает эффективное сопровождение музыки.

Известно светомузыкальное устройство SU №795548 А, 15.01.1981, состоящее из каналов нижних, средних и верхних частот, каждый из которых содержит полосовой фильтр и последовательно включенные детектор, усилитель и выходной силовой элемент, к выходу которого подключен световой источник соответствующего цвета. При этом входы полосовых фильтров всех каналов соединены через компрессор с источником звукового сигнала, а выход полосового фильтра средних частот - с входом соответствующего детектора. Кроме этого, устройство содержит блок автоматического изменения контрастности, соответствующие входы которого соединены с выходами полосовых фильтров нижних и верхних частот, а выходы этого блока подключены к входам детекторов соответствующих каналов.

Недостатком известного устройства является низкое качество светового сопровождения звука, заключающееся в бессмысленности и однообразии световых вспышек, в малой степени связанных с характером изменения звукового сигнала.

Известно также устройство для автоматического светового сопровождения музыки SU №1028342 А, 15.07.1983, содержащее блок выпрямления и n блоков управления мощностью, каждый из которых подключен к соответствующему источнику света. Кроме этого известное устройство включает в себя блок выделения превышений выпрямленного сигнала, блок определения среднего числа превышений, пиковый детектор, n-1 блоков сравнения и логический блок, содержащий, например, n логических элементов И-НЕ. При этом входная шина известного устройства через последовательно соединенные блок выпрямления, блок выделения превышений выпрямленного сигнала и блок определения среднего числа превышений соединена с первыми входами блоков сравнения, а выход блока определения среднего числа превышений через пиковый детектор соединен со вторыми входами блоков сравнения.

В свою очередь, выходы блоков сравнения соединены с первыми входами n-1 элементов И-НЕ логического блока, а выходы элементов И-НЕ соединены с входами соответствующих блоков управления мощностью и остальными входами всех последующих со второго по n-й элементов И-НЕ. Выход n-го логического элемента И-НЕ логического блока соединен с входом n-го блока управления мощностью.

Недостатком вышеуказанного известного устройства является сравнительно низкая эффективность светового сопровождения музыкальных программ.

Известно светомузыкальное устройство SU №1535560 А, 15.01.1990, содержащее источник звукового сигнала, выход которого соединен с входом блока полосовых фильтров. Каждый из выходов блока полосовых фильтров соединен с входом соответствующего канала обработки, включающего в себя амплитудный детектор, коммутатор и усилитель мощности, выход которого через тиристор подключен к соответствующему источнику света. В свою очередь, каждый канал обработки сигнала содержит аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с выходом амплитудного детектора, а первый и l-й (где l=2, 3,..., (m-1); m - число выходов аналого-цифрового преобразователя) выходы подключены соответственно к первому и второму входам коммутатора, и n одноканальных шинных формирователей (где n - любое число), i-й вход каждого из которых соединен с K-м выходом (где либо i=K, либо i K, причем i=1, 2,..., n; K=1, 2,..., n) аналого-цифрового преобразователя, управляющий вход каждого из которых подключен к соответствующему выходу коммутатора, а соответствующие выходы всех одноканальных шинных формирователей объединены и подключены к входу соответствующего усилителя мощности.

В свою очередь, коммутатор содержит последовательно соединенные инвертор, вход которого является первым входом коммутатора, триггер, второй вход которого является вторым входом коммутатора, счетчик импульсов, n инверторов, выход каждого из которых соединен с соответствующим выходом коммутатора.

Аналого-цифровой преобразователь содержит m+1 последовательно соединенных резисторов, первый вывод первого резистора соединен с источником постоянного напряжения, а второй вывод (m+1)-го резистора подключен к общей шине, m компараторов, прямые входы которых объединены и являются входом аналого-цифрового преобразователя, причем инверсный вход каждого i-го компаратора подключен к точке соединения i-го и (i+1)-го резисторов, а выходы компараторов являются выходами аналого-цифрового преобразователя. Недостатком известного светомузыкального устройства является низкий уровень динамичности и разнообразия цветомузыкальной композиции.

Известно также устройство для светомузыкального сопровождения SU №1687287 А, 30.10.1991, содержащее 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 частного разделения сигнала посредством коммутаторов.

Недостатком данного 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.

Наиболее близким к предложенному по своей технической сущности является известное цветомузыкальное устройство SU №1301423 А, 07.04.1987, содержащее источник стереофонического сигнала, первый и второй входы которого соединены с входом соответственно первого и второго блоков амплитудно-частотного преобразователя. Каждый блок состоит из n параллельных каналов, содержащих каждый последовательно соединенные полосовые фильтры, детекторы, интеграторы, распределители, первые - третьи выходы которых соединены с входами первых - третьих усилителей мощности, связанных с соответствующими источниками света. Кроме того, известное устройство содержит анализатор динамического развития, первый и второй входы которого соединены с соответствующими входами источника стереофонического сигнала, а выход со вторыми входами интеграторов каждого из каналов блоков амплитудно-частотного преобразователя.

Недостатком данного известного устройства является низкая эффективность светового сопровождения музыки, поскольку уровень динамичности и цветовая насыщенность светомузыкальной композиции в значительной степени не удовлетворяют пользователей данной услуги.

Задачей изобретения является создание устройства для автоматического светового сопровождения музыки, обеспечивающего получение технического результата, состоящего в существенном изменении эффективности светового сопровождения музыки.

Этот технический результат достигается тем, что устройство для автоматического светового сопровождения музыки содержит микрофон и каналы обработки звукового сигнала, каждый из которых имеет последовательно соединенные полосовой фильтр, амплитудный детектор и источник света, при этом микрофон подключен к входам полосовых фильтров каналов обработки звукового сигнала через последовательно соединенные масштабный усилитель и двухсторонний амплитудный ограничитель, а выход амплитудного детектора в каждом канале обработки звукового сигнала подключен ко входу соответствующего источника света через преобразователь напряжение - ток, причем источники света выполнены на светоизлучающих диодах.

На чертеже приведена блок-схема заявленного устройства для автоматического светового сопровождения музыки.

Блок-схема устройства содержит последовательно соединенные микрофон 1, масштабный усилитель 2 и двухсторонний амплитудный ограничитель 3. К выходу ограничителя 3 подключены входы n каналов обработки звукового сигнала, каждый из которых представляет собой, последовательно соединенные, полосовой фильтр (4.1...4.n-1 и 4.n), амплитудный детектор (5.1...5.n-1 и 5.n), преобразователь напряжение - ток (6.1...6.n-1 и 6.n) и источник света на светоизлучающих диодах (7.1...7.n-1 и 7.n).

Устройство автоматического светового сопровождения музыки работает следующим образом.

Микрофон 1 преобразует исполняемое музыкальное произведение в соответствующий ему электрический сигнал. Затем полученный электрический сигнал с выхода микрофона 1 поступает на вход масштабного усилителя 2, который усиливает его до заданного высокого уровня. С выхода масштабного усилителя 2 сигнал поступает на вход двухстороннего амплитудного ограничителя 3. С выхода амплитудного ограничителя 2 электрический сигнал подается одновременно на входы всех n каналов его обработки, т.е. в каждом из n каналов электрический сигнал последовательно проходит через полосовой фильтр (4.1...4.n-1 и 4.n), амплитудный детектор (5.1...5.n-1 и 5.n), преобразователь напряжение - ток (6.1...6.n-1, 6.n) и источник света на светоизлучающих диодах (7.1...7.n-1 и 7.n). Благодаря наличию масштабного усилителя 2 и двухстороннего амплитудного ограничителя 3, сигнал на входы всех полосовых фильтров (4.1...4.n-1 и 4n) практически поступает нормированным по амплитуде, поэтому для обеспечения максимального динамического диапазона изменений яркости свечения источников света (7.1...7.n-1 и 7.n) не требуется каждый раз устанавливать положение рабочей точки для каждого музыкального произведения в отдельности. Также обеспечены и условия максимальной цветовой насыщенности при световом сопровождении музыки, поскольку источники света (7.1...7.n-1 и 7.n) выполнены на светоизлучающих диодах в том числе и цветных и подключены к выходу соответствующего преобразователя напряжение - ток (6.1...6.n-1, 6.n).

Использование современных цветных светодиодов для построения источников света (7.1...7.n-1 и 7.n), с одной стороны, обеспечивает возможность получения как основных цветов, так и различных сочетаний из них, а с другой - существенно снизить потребление электроэнергии ими. Заявленная блок-схема устройства позволяет автоматически управлять яркостью свечения как отдельно взятого светодиода, так и группы цветных светодиодов, обеспечивающих возможность получения различных цветных композиций, изменяющихся как по яркости свечения, так и окраске.

Настоящее изобретение предназначено для использования в оборудовании театров, цирков, дискотек, а также садово-парковых ландшафтов, т.е. там, где требуется обеспечить световое сопровождение музыкальных программ как в помещении, так и на открытом пространстве. Хотя данное изобретение описано с помощью примера его конкретной реализации, рассмотренная блок-схема устройства приведена лишь для иллюстрации основных принципов, лежащих в основе настоящего изобретения. Описание никак не ограничивает объема патентных притязаний, определяемых формулой изобретения.