Четверг, 08.12.2016, 12:55
Приветствую Вас Гость

Портал светоэффектов

Меню сайта
Категории раздела
Наш опрос
Оцените мой сайт
Всего ответов: 580
Статистика

Онлайн всего: 3
Гостей: 2
Пользователей: 1
ivan-bezh
Форма входа
Главная » Статьи » Цветомузыкальные установки

Попурри на тему "СДУ с цифровой обработкой сигнала"

Намедни наткнулся в совершенно разных местах сети на свободную реализацию СДУ с цифровой обработкой сигнала.

Я уже на портале выкладывал информацию по ней, и даже не один раз: 1 2 3

Мне находки понравились и списавшись с авторами, делюсь с вами.

Может быть вы знаете ещё варианты этой легендарной конструкции?

 

Итак, первая конструкция - экспериментальная, но на 16 каналов!

Это концепт-идея, которая на плате не проверялась, но по логике работать должна. Однако, для светодиодов после дешифраторов и до токовых ключей лучше установить интегрирующие цепочки с практически подобранным временем задержки разряда конденсатора (в этих цепочках). Лампы накаливания по сравнению со светодиодами имеют значительную инерционность, поэтому происходит полное заполнение цветовой гаммой экранного устройства. Светодиоды имеют нулевую инерционность, поэтому заполнение цветом экранного устройства происходит фрагментально - перемещение световой волны от "низкого края" к высокому (и наоборот), или свет сосредоточен около средних частот и смещается от средних к высоким (низким) частотам только в случае преобладания спектра одной частоты над другой. Еще, как вариант, добавить какой-нибудь ШИМ-формирователь плавного нарастания и снижения яркости светодиодов. Тогда, переключение светодиодов будет схоже с переключением ламп накаливания и свет будет равномерно распределен по всему экранному устройству.


Пример использования вместо К155ИД3 двух дешифраторов К561ИД1. Фильтры - по вкусу (можно на тональных декодерах LM567 или LMC567). Главное условие нормальной работы - преобразованные фильтрами звуковые частоты должны "пересекаться", иначе очень редко будут включаться промежуточные каналы. Например, канал НЧ - 0....500Гц, канал СЧ1 - 300...800Гц. Пересечение каналов НЧ и СЧ1 составляет 500-300=200Гц. В этом частотном промежутке в 200Гц будет включаться канал НЧ+СЧ1 и т.д. по аналогии остальные каналы. Не плохо бы для настройки заиметь НЧ-генератор, который подключить через конденсатор к общей точке переменных резисторов R1-R4. Временно, через резисторы R=150...300 Ом к выходам DD1.4-DD1.6 и DD2.2 подключить светодиоды. Увеличивая частоту генератора, должны наблюдать, как загораются светодиоды друг за другом от НЧ-канала к ВЧ-каналу, причем желтый  должен загореться тогда, когда красный еще не погас. Затем, красный должен погаснуть и гореть только желтый. Далее должен загореться зеленый, а желтый не гаснуть. Далее гаснет желтый и горит только зеленый. Посл чего загорается синий и горит вместе с зеленым. Далее, зеленый гаснет и остается только синий, причем полоса частот должна быть примерно одинакова (например, 150...300Гц для всех каналов). Вот так должны включаться светики на выходах, фильтров с увеличением частоты - только в этом случае на выходах дешифраторов будут полноценные и одинаковые включения всех светодиодов... Попробуйте увеличить амплитуду на выходе вашего компрессора (до 0,7...1,0V), возможно для зеленого и синиго амплитуда будет мала. Попробуйте "поиграть" элементами интегрирующих цепочек (увеличить емкости С14-С17 до 68...100nF).
А фильтры на частотных декодерах LM567 не хотите попробовать? У них хорошая чувствительность сигнала по входу - от 20 милливольт. 

Работа фильтров подробно описано в теме "Цветомузыкальная установка "DECOR" с фильтрами на LMC567CN"

Автор - Александр Борисов.
 

Вторая конструкция - минималистическая!

Фильтры тут конечно не ахти какие, зато дешево и сердито, вот!

Но я бы применил стабилитрон на 5 вольт и поставил ограничительный резистор в цепи питания светодиодов.

 

В оригинале присутствует и картинка платы:

 

Ну а если добавить и четвёртый фильтр, тоже можно получить 16 каналов!

 

Третья конструкция - идейная.

Вернее даже не конструкция, а идея реализации фильтров.

Логические элементы DD1. DD2.1 и DD3.1 выполняют роль устройств, развязывающих частотные каналы установки по входу. «Изюминка» — активные фильтры, собранные на логических микросхемах. Элементы DD1.2 и DD1.3 вместе с конденсатором С2 образуют низкочастотный фильтр, пропускающий сигналы в интервале с 20 до 200 Гц. DD2.2; DD2.3 и СЗ представляют собой фильтр средних частот, выделяющий колебания в диапазоне 200…1000 Гц. И, наконец, элементы DD3.2 и DD3.3 и конденсатор С4 выполняют роль фильтра высоких частот, который пропускает сигналы в интервале от 1000 Гц и выше. Логические элементы DD1.4; DD2.4 и DD3.4 работают как инверторы. Подключаем на выходы фильтров дешифратор - и вуаля!

Кстати, я эту ЦМУ таки пытался сделать в начале моей радиолюбительской юности! Эта схема была опубликована в каком то из журналов "Юный техник". Всё в ней было хорошо, кроме одного - на выходе напрямую подключены симисторы, и естественно, никакой изоляции от источника звука в виде трансформатора на входе! Воспоминания о ней у меня остались весьма плачевные. При включении сего чуда у меня сгорел магнитофон, блок питания, телевизор, осциллограф и сама ЦМУ. При этом выбило пробки и ближайшую подстанцию. Света не было пол дня... И после этого всего у меня не пропало желание делать цветомузыку! Я всё погоревшее отремонтировал и самое главное приобрёл бесценный опыт по работе с электричеством. 

Люди, соблюдайте технику безопасности!!!

У кого нет раритетных м/с серии 155 можно фильтры сделать на почти таких же раритетных серии 561 или импортных аналогах.

Схема взята из журнала "Радио" №5/2008 - Миниатюрное СДУ.

Здесь даже микрофонный усилитель присутствует, не придётся с аудио кабелем заморачиваться!

 

Четвёртая конструкция - 16 канальная с амплитудными детекторами и регулируемыми компараторами.

Это наиболее сложная, но наверняка и наиболее качественная конструкция. И этот обзор как раз и возник, когда я её встретил

В далёком 1996м году делал ЦМУ с цифровой обработкой сигнала. Входной сигнал усиливался, проходил через 4 полосовых фильтра, затем 4 амплитудных детектора на К157ДА1, так же-4 компаратора на К157УД2, порог каждого настраивался отдельным переменником. Далее шёл дешифратор на К155ИД3 и тиристорные ключи. Если на переменники, задававшие порог, подавалось просто постоянное напряжение, то работа каналов становилась неинтересной и сильно привязывалась к RMS трека. Что было сделано: введён дополнительный амплитудный детектор ДО фильтров и сумматор на ОУ, складывавший небольшую постоянку с этим самым выпрямленным напряжением. И уже вот это и подавалось в качестве опорного напряжения на переменники. Далее: постоянную времени сглаживающего фильтра после амплитудного детектора в канале НЧ надо делать не так, чтобы оно выделяло огибающую, а чтобы пропускало полупериоды. Наилучшего визуального эффекта удавалось добиться подбором постоянных времени детекторов после полосовых фильтров. Яркость ставилась на максимум. Вот скелетная схема, поясняющая основные моменты реализации 16каналки.



Затея с фильтрами такова: НЧ - там всё понятно, СЧ1 и СЧ2 - надо попасть на максимум спектральных плотностей мужского и женского вокала, ВЧ - тоже всё ясно, думаю.
Реализация плавающего порога для компараторов - тоже вопросов не жду, кроме подстройки регулятора минимума, чтобы вывести транзистор VT1 на начальный участок (на эмиттере около 0,5В).
Диоды на выходе компаратора ограничивают входное напряжение для дешифратора К155ИД3.
Далее. Постоянные времени после детекторов частотных каналов. В НЧ канале следует сделать ее побольше, чтобы наблюдалась чёткая смена горящих ламп по НЧ ударам барабанов.
В СЧ же и ВЧ можно побаловаться, но в ВЧ большой делать нельзя. У меня С1 в НЧ стояли 10мкФ, в СЧ1, СЧ2 - 0,047 и 0,033мкФ, в ВЧ было вообще мало, 4700пФ. За счёт этого переключение дешифратора между каналами происходит настолько быстро, что симисторы отпираются в течении полупериодов и происходит иллюзия перелива яркостей ламп. При использовании 16 фонарей с лампами по 200Вт всё смотрелось очень даже круто. Использовать лампы с малой мощностью можно, но нити будут загораться и потухать резковато - это тоже использовалось.
Если задрать постоянные времени в частотных каналах, то эффект теряется, вообще-это поле непаханое для опытов. Жаль, дело было давно ((.
Я делал сюда же и регулировку яркости ламп в зависимости от уровня сигнала, как оказалось - вообще не надо, было хуже, чем без неё.
Лампы шли по цветам так: жёлтый\красный\зелёный\синий и так 4 блока. Фоновый канал 0 - жёлтый.

Нога DC Offset, как я ее обозвал, позволяет корректировать уровень начального постоянного напряжения на выходе.  Данной схеме это нужно, чтобы канальные компараторы не работали на малых громкостях сигнала. Обратите внимание, что после детектора стоит эмиттерный повторитель - его и надо вывести на начальный участок характеристики, либо поиграться с подстройкой при использовании. В общем детекторе - это своего рода ограничитель минимума. Допустим, у нас очень тихое место фонограммы и нам нужен только канал фоновой подсветки. Тогда мы можем сделать так, чтобы напряжения на выходах фильтров были заведомо меньше, чем после общего детектора - искусственно задав ему небольшое смещение на выходе. Иными словами, можно отрегулировать тот порог, ниже которого канальные компараторы еще не будут реагировать на звук. Сигнал DC Offset  нужно подавать на выводы 9, 13 у К157ДА1.

Обязательно делайте развязку или по аудиовходу, или по тиристорам, иначе надолго цветомузыку запомните!

 

Пятая конструкция - 16 канальная из конструкции "Экран для 16-канальной СДУ"

Уже после выхода подборки Александр Бондаренко прислал свою версию схемы.

Отличитильные особенности схемы - АРУ на входе  и токовый драйвер для светодиодов.

Так как дешифратор может включать только один светодиод в текущий момент времени, то и стабилизатор нужен один!

Отличное решение для мощных светодиодов!

 

Успехов в творчестве!

Может быть у вас тоже есть свои схемные наработки этого легендарного устройства?

 

 

Категория: Цветомузыкальные установки | Добавил: defaultNick (17.01.2015) | Автор: Radan
Просмотров: 3236 | Комментарии: 5
Всего комментариев: 5
4  
эту схему я пробовал делать....не советую с фильтрами полный геморрой

0
3  
В конце статьи появилась ещё одна схема  smile

2  
К155ИД3....прикольно, ещё ведерко есть их у меня biggrin

1  
Спасибо за подборку! Хоть я есть продукт именно того времени, но признаюсь эту "легенду" не собирал, не пробовал. А может надо попробовать. На минутку позабыть про микроконтроллеры и достать из шкафа старую коробку с разной там логикой, и попробовать. Кто собирал что из этих вариантов - подбодрите меня, скажите, что не будет напрасная трата времени! smile

5  
собрать стоит я себе собирал по схеме "цифровая монстра" но без микрофона. на входе an7312. а на фильтры ставил lm567. делать по схеме на транзисторах не советую с "фильтрами" много геморроя....

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
YOUTUBE LIGHTPORTAL
ALIEXPRESS
Поиск
Translation
Donate
QR
Часики
 
Облако тегов
Друзья сайта
Портал светоэффектов
Catcatcat Electronics
Color Music Beniamina Grinberg