Устройство для светового сопровождения музыки

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1217447 51> 4 А 63 J 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3718877/24-21 (22) 27.03.84 (46) 15 03 86. Бюл. № 10 (71) Витебский завод электроизмерительных приборов им. 60-летия Великого Октября и Всесоюзный научно-исследовательский институт электроизмерительных приооров (72) В. Н. Брызгало, А. Г. Васильев, В. Е. Комушенко, Б. И. Муратов и Л. Ф. Слепченков (53) 621.828 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 803946, кл. А 63 J 17/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 659163, кл. А 63 J 17/00, 1976.

Патент США № 4256009, кл. А 63 J 17/00, 1983. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВЕТОВОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ МУЗЫКИ, содержащее соединенные последовательно источник звукового сигнала, блок выделения ритмического рисунка, генератор импульсов и счетчик импульсов, каждый из выходов разрядов которого через соединенные последовательно блок гальванической развязки и усилитель мощности соединен с первой шиной питания соответствующего источника света, вторые шины питания которых объединены, и источник питания, от.гггсгаюгггееесг тем, что, с целью повышения художественной выразительности светомузыкального сопровождения, в него введены блок управления яркостью, первый вход которого соединен с выходом источника звукового сигнала, а второй — с выходом генератора импульсов, блок регулировки световой мощности, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления яркостью, вход — с выходом блока питания, а выход — с второй шиной первого источника света.

2. Устройство по п. 1, or,шсгагощеес.г тем, что блок управления яркостью содержит соединенные последовательно преобразователь интервал времени — напряжение, вход которого соединен с вторым входом блока управления яркостью. сумматор, другой вход которого соединен с первым входом блока управления яркостью, компрессор, широтноимпульсный модулятор и блок гальванической развязки, выход которого является выходом блока управления яркостью.

3. Устройство по п. 1, от.гисгающееесг тем, что блок регулировки световой мощности выполнен в виде управляемого ключа.

7-

12

Изобретение относится к технике создания световых эффектов и может быть использовано при разработке и производстве товаров народного потребления, например новых типов цвето- и светоустановок для декоративных целей, в частности для автоматического сопровождения музыкальных произведений световыми эффектами.

Цель изобретения — повышение художественной выразительности светомузыкального сопровождения и расширение функциональных возможностей создания световых эффектов за счет полученной возможности яркостной модуляции светового ритмического рисунка в функции от интенсивности и темпа конкретной музыкальной программы.

При этом световое сопровождение воспринимается более естественно, выражая как основной характер музыкального произведения — ритмический рисунок, так и нюансы музыкальных фрагментов в широком диапазоне изменения громкости и темпа.

Кроме того, за счет устранения яркостной перемодуляции экрана при высокой динамике изменения светового рисунка значительно улучшается психологическое восприятие темповой окраски произведения и снижается субъективизм понимания светового сопровождения, связанный с реакцией адаптации зрения к яркостному раздражителю. Последнее обстоятельство исключает необходимость индивидуальной настройки устройства пользователем, что способствует сниженик> затрат изготовителя при массовом производстве одновременно с улучшением эксплуатационных и эстетических характеристик устройства.

Преимуществом устройства является также более широкие возможности создания световых эффектов путем, например, агрегатного наращивания каналов яркостной модуляции с полосовыми фильтрами на входе и источниками света разного цвета в качестве нагрузки. Это позволяет создать на экране цветовой рисунок при яркостной модуляции групп источников одного цвета в зависимости от мощности звука определенных частотных компонент спектра. При включении на вход устройства, например функционального генератора, пилообразного напряжения с постоянной частотой и затухающей от периода к периоду амплитудой можно получить на экране повторяющийся ритмический рисунок с затухающей по закону реверберации яркостью. Можно получить другие световые эффекты, задавая разные алгоритмы входного сигнала как по ритмике, так и по уровню.

Это от крывает широкие возможности для творчества пользователя при декоративном оформлении, например, концертных программ световыми вставками в паузах или бытового интерьера световыми эффектами и цветомузыкальным сопровождением.

17447

t5

2

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содер>кит последовательно соединенные источник звукового сигнала 1, блок 2 выделения ритмического рисунка, генератор 3 импульсов с триггерным входом и двоичный счетчик 4 импульсов, каждый из параллельных выходов которого через соединенные последовательно соответствующий блок 5 гальванической развязки и усилитель 6 мощности соединен с первой шиной питания соответствующего источника 7 света, вторые шины питания которых объединены и через блок 8 регулировки световой мощности подключены к блоку 9 питания, при этом управляющий вход блока 8 соединен с выходом блока 10 управления яркостью первый вход которого соединен с выходом источника 1, а второй — с выходом генератора 3.

Блок 10 управления яркостью содержит подключенный к его второму входу преобразователь 11 интервал времени — напряжение, вход которого соединен с вторым входом блока 10, а выход — с первым входом сумматора 12, второй вход которого соединен с первым входом блока 10, а выход сумматора 12 через последовательно соединенные компрессор 13, широтно-импульсный модулятор 14 и блок 15 гальванического разделения соединен с выходом блока 10. Первый и второй входы блока 10 обозначены позициями 16 и 17 соответственно, выход — 18.

Функционально блок 2 представляет собой устройство, следящее за изменениями ритма входного звукового сигнала (частотой повторения интенсивных всплесков музыкального сигнала, например удара барабана или ритм-гитары, т. е. инфранизкочастотной огибающей музыкальной фонограммь)), которое преобразовывает выделенный ритмический рисунок в постоянное напряжение, пропорциональное частоте повторения ритмических всплесков. На основании указанного алгоритма структуру блока 2 можно определить как последовательно включенные фильтр инфранизкой частоты и преобразователь типа частота — напряжение. При этом частота переключения световых источников устройства будет совпадать с частотой ударных всплесков музыкальной фонограммы, т. е. ритм и динамика светового сопровождения будут соответствовать ритму воспроизводимого произведения. Это позволяет оптимизировать субъективное восприятие комплекса обоих эргораздражителей и построить целостный светозвуковой образ музыкальной фонограммы.

Блок 8 может быть выполнен пс схеме управляемого ключа, например, транзистора в ключевом режиме или тиристора.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии звукового сигнала с выхода блока 2 выделения ритмического ри1217447 сунка на вход генератора 3 поступает нулевой потенциал и генератор 3 работает в мультивибраторном режиме с постоянной частотой. При этом на выходах счетчика 4 с каждым тактовым импульсом происходит изменение состояния выходов, разрешающих зажигание источников света 7.

Одновременно на второй вход 17 блока управления яркостью IO поступает информация в виде последовательности тактовых импульсов с выхода генератора 3. Интервал времени между соседними импульсами преобразуют на выходе преобразователя 11 в напряжение и последовательно через сумматор 12 и компрессор 13 подают на вход ш иротно- импул ьсно го модулятора 14. На его выходе образуется импульсная последовательность, пропорциональная входному сигналу скважности высокой частоты. Через блок 15 гальванического разделения посредством этих импульсов управляют работой блока 8 регулировки световой мощности таким образом, что с увеличением скважности этих импульсов, а следовательно, и уровня входного сигнала модулятора 14 блок питания 9 отдает в нагрузку (источники света 7) пропорциональную ему мощность.

Таким образом, при отсутствии звукового сигнала на световом экране источников 7 света высвечиваются световые рисунки с постоянной яркостью и скоростью изменения структуры рисунка.

При появлении на выходе источника 1 звукового сигнала музыкальной программы с выхода блока 2 выделения ритмического рисунка на вход генератора 3 поступает потенциал, изменяющийся по закону выявленного ритмического развития музыкального произведения. При этом частота генерируемых тактовых импульсов, а следовательно, и динамика изменения светового рисунка на экране источников 7 света будут подчиняться тому же закону. Одновременно на первый вход 16 блока 10 управления яркостью поступает тот же музыкальный сигнал.

Через сумматор 12 и компрессор 13 на вход модулятора 14 поступает напряжение, равное логарифму суммы мгновенных значений звукового сигнала и напряжения, обратно пропорционального динамике изменения ритмического рисунка музыкального произведения. На вход управления блока 8 регулировки световой мощности с выхода 18 блока 10 поступает импульсная последовательность высокой частоты, скважность которой зависит от уровня звукового сигнала и динамики изменения ритмического рисунка музыкального произведения. Таким образом осуществляется яркостная модуляция светового экрана в зависимости от интенсивности и темпа музыкальной программы.

Введение в алгоритм управления яркостью в качестве параметра ритмической динамики музыкальной программы обусловлено необходимостью уменьшения суммар5

<о

ЗО

55 ной яркости экрана при увеличении динамичности изменения светового рисунка источников 7 света. Это позволяет избежать информационной перенасыщеннссти зрительного восприятия темпераментных музыкальных фрагментов при высоком уровне их звукового давления. При быстром темпе изменения светового рисунка общая яркость экрана в известных устройствах может оказаться субъективно большей за счет инерции зрения.

Наличие компрессора 13 обусловлено необходимостью согласования динамических диапазонов изменения слыц имой громкости звука (60 дБ и более) и яркости источников 7 света (15 дБ максимум).

Музыкальный сигнал U (фиг. 2а) от источника звукового сигнала поступает на вход блока 2, представляющего собой устройство, преобразующее входной сигнал

U(в напряжение L i (фиг. 2б), пропорциональное частоте музыкальных акцентов.

С выхода блока 2 управляющее напряжение Uz поступает на триггерный вход генератора 3. Генератор с триггерным входом представляет собой управляемый напряжением генератор прямоугольных импульсов, т. е. модулятор частоты следования импульсов.

При отсутствии управляющего напряжения U на входе генератора 3 на его выхо <с присутствуют импульсы L ) (фиг. 2в) постоянной частоты 1 — 5 Гц. С появлением напряжения Vz на входе генератора 3 частота следования импульсов возрастает. Импульсы

Uz синхронны ритмическому рисунку.

Генератор 3 может быть реализован на интегральном таймере КР100ВТ1, имекнцем триггерный вход.

С выхода генератора 3 импульсы поступают на вход преобразователя 1 интервала времени между соседними импульс ами L в напряжение V (фиг. 2r), пропорциональное этому интервалу. Длительность интервала зависит от ритма музыкального произведения. Более ритмическому произведению соответствует меньшее напряжение V<.

Выходное напряжение U;, компрессора 13 (фиг. За) поступает на вход модулятора 14, представляющего собой управляемый напряжением U;, генератор импульсной последовательности, скважность импульсов L,; (фиг. Зб) которой пропорциональна напряжению U;„т. е. широтно-импульсный модулятор.

Выполнение модулятора мощности в виде широтно-импульсного модулятора 14 обеспечивает управление силовым блоком 8 регул ировки световой мощности в щадяп ем ключевом режиме, облегчает построение блока 15 гальванического разделения (например на оазе импульсного трансформатора) и блока 9 питания (например, на базе выпрямителя без фильтра питания), а также lI031217447

//е0леннь/й ри/лм бь/стрый ри/77м г) Фиг 2 а) б) Фиг. 5

Составитель А. Чистякова

Редактор М. Дылын Техред И. Верес Корректор А. Тяско

Заказ 1027/9 Тираж 407 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 воляет расн1ирить функциональные возможности управления яркостью, а следовательно, и создания световых эффектов (наОтсдтспЮие музь/кального сигнала пример, путем изменения программы преооразования, ручного или автоматического изменения коэффициента передачи и т. д.).