一種音頻信號(hào)實(shí)時(shí)控制輸出光波長(zhǎng)與強(qiáng)度的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及數(shù)字控制領(lǐng)域，光學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及激光表演領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]小型激光器及LED技術(shù)發(fā)展成熟，激光表演的應(yīng)用也越來(lái)越多樣化，表演形式也由大型舞臺(tái)轉(zhuǎn)向中小型場(chǎng)所，但是現(xiàn)有激光表演及舞臺(tái)激光燈的效果大多由預(yù)先設(shè)定好的程序來(lái)控制激光或LED的明亮度，顏色及圖案變化，這樣的系統(tǒng)缺乏實(shí)時(shí)性，運(yùn)用單片機(jī)等器件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)信號(hào)的判斷并對(duì)應(yīng)輸出控制電壓，可以更好的增加系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是一種通過(guò)音頻信號(hào)實(shí)時(shí)控制激光燈或LED燈輸出顏色和亮度的系統(tǒng)，此系統(tǒng)主要包括傳感器、放大器、整形電路、ADC、單片機(jī)、DAC、激光燈、聚焦準(zhǔn)直系統(tǒng)，傳感器的作用是將聲音信號(hào)收集并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，放大器和整形電路的作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成適當(dāng)大小，ADC的作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，單片機(jī)的作用是將數(shù)字信號(hào)進(jìn)行比較計(jì)算得到需要輸出的信號(hào)，DAC的作用是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，激光燈和其后的聚焦準(zhǔn)直系統(tǒng)的作用是輸出需要的光斑。
[0004]傳感器將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，通過(guò)USB接口將電信號(hào)傳輸?shù)胶罄m(xù)的加法器或半波整形電路中，電路對(duì)電信號(hào)整形后輸入到ADC或自帶AD的單片機(jī)的模擬信號(hào)輸入口，通過(guò)計(jì)算再由數(shù)字信號(hào)輸出口輸出需要的數(shù)字信號(hào)到DAC的數(shù)字信號(hào)輸入口，DAC將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通過(guò)模擬信號(hào)輸出口輸出，此電壓作用在激光燈或LED燈上，點(diǎn)亮燈管，三個(gè)燈管的光通過(guò)聚焦準(zhǔn)直系統(tǒng)，最終輸出需要的光斑。
[0005]如圖1、圖2所示，通過(guò)麥克風(fēng)等聲電傳感器1，將實(shí)時(shí)音頻信號(hào)A，轉(zhuǎn)換成與其頻率和響度相對(duì)應(yīng)的模擬電信號(hào)B，對(duì)此模擬電信號(hào)B進(jìn)行處理，通過(guò)放大器2對(duì)模擬電信號(hào)B進(jìn)行放大處理，并用整形電路3進(jìn)行整流處理，所述整形電路3為直流電壓整流或半波整流，使此電壓最大值處在后續(xù)元件的允許電壓輸入范圍之內(nèi)，再將得到的模擬電信號(hào)C輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器4或自帶模數(shù)轉(zhuǎn)換的單片機(jī)5中，對(duì)輸入的模擬電信號(hào)C進(jìn)行數(shù)字化處理，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)D，再根據(jù)聲光對(duì)照及CIE波色圖得到需要輸出的三原色光的比例，并計(jì)算其分別輸出的電壓強(qiáng)度，此數(shù)字信號(hào)E通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器6或PWM調(diào)制輸出三個(gè)模擬電信號(hào)F、F ’、F〃，三個(gè)不同的模擬電信號(hào)分別點(diǎn)亮原色燈7，原色燈7為紅、綠、藍(lán)三原色燈，將三個(gè)原色燈7的光斑通過(guò)聚焦準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)8得到一個(gè)有特定亮度，特定波長(zhǎng)的混合光信號(hào)G。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比:音頻信號(hào)的實(shí)時(shí)輸入通過(guò)電壓信號(hào)傳送給單片機(jī)并計(jì)算得到三原色的配比，使最終輸出的光的顏色隨輸入的音頻信號(hào)變化，能夠形成輸入的實(shí)時(shí)音頻信號(hào)的頻率、響度與輸出光信號(hào)的波長(zhǎng)、強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是系統(tǒng)的組成圖
[0008]圖2是信號(hào)傳遞的過(guò)程圖
[0009]其中1、聲電傳感器，2、放大器，3、整形電路，4、模數(shù)轉(zhuǎn)換器，5、自帶模數(shù)轉(zhuǎn)換的單片機(jī)，6、數(shù)模轉(zhuǎn)換器，7、原色燈，8、聚焦準(zhǔn)直系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0010]結(jié)合圖1，圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式中的音頻信號(hào)為人所發(fā)出的音頻，具體按以下步驟實(shí)現(xiàn)。
[0011]如圖1中，音頻信號(hào)A通過(guò)傳電容式麥克風(fēng)輸出模擬電信號(hào)B，其電壓值在OmV到200mV之間，模擬電信號(hào)B經(jīng)過(guò)一個(gè)集成模塊LM386放大電壓，放大倍數(shù)為10倍，再通過(guò)一加法器將電信號(hào)進(jìn)行整形，此處將一個(gè)2V的直流電壓加到模擬電信號(hào)上，得到輸出的模擬電信號(hào)C為一頻率在100Hz到1.2KHz之間，振幅在0V到4V之間的信號(hào)。此模擬電信號(hào)輸入到ADC0808中，ADC進(jìn)行采樣，將電壓轉(zhuǎn)換成一系列8位2進(jìn)制的數(shù)字信號(hào)D，并將得到的數(shù)字信號(hào)D按時(shí)鐘提供給單片機(jī)AT89C51，單片機(jī)通過(guò)一系列比較計(jì)算最終輸出三個(gè)8位2進(jìn)制數(shù)字信號(hào)E到三個(gè)AD5310中，AD5310由輸入的數(shù)字信號(hào)E控制輸出三個(gè)電壓值分別在1.8V到2V，
3.2V到3.4V，3.2V到3.4V之間的電壓給一個(gè)共陰LED RGB三色燈，此LED燈管的三個(gè)引腳工作電壓分別是:紅燈引腳1.8V到2V，綠燈引腳3.2V到3.4V，藍(lán)燈引腳3.2V到3.4V，三個(gè)模擬電信號(hào)F變化隨之輸出的光信號(hào)G的波長(zhǎng)和強(qiáng)度發(fā)生變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種音頻信號(hào)實(shí)時(shí)控制輸出光波長(zhǎng)與強(qiáng)度的系統(tǒng)，其特征在于:通過(guò)聲電傳感器(1)，將實(shí)時(shí)音頻信號(hào)A，轉(zhuǎn)換成與其頻率和響度相對(duì)應(yīng)的模擬電信號(hào)B，對(duì)此模擬電信號(hào)B進(jìn)行處理，通過(guò)放大器(2)對(duì)模擬電信號(hào)B進(jìn)行放大處理，并用整形電路(3)進(jìn)行整流處理，所述整形電路(3)為直流電壓整流或半波整流，使此電壓最大值處在后續(xù)元件的允許電壓輸入范圍之內(nèi)，再將得到的模擬電信號(hào)C輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)或自帶模數(shù)轉(zhuǎn)換的單片機(jī)(5)中，對(duì)輸入的模擬電信號(hào)C進(jìn)行數(shù)字化處理，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)D，再根據(jù)聲光對(duì)照及CIE波色圖得到需要輸出的三原色光的比例，并計(jì)算其分別輸出的電壓強(qiáng)度，此數(shù)字信號(hào)E通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(6)或PWM調(diào)制輸出三個(gè)模擬電信號(hào)F、F ’、F〃，三個(gè)不同的模擬電信號(hào)分別點(diǎn)亮原色燈(7)，原色燈(7)為紅、綠、藍(lán)三原色燈，將三個(gè)原色燈(7)的光斑通過(guò)聚焦準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)(8)得到一個(gè)有特定亮度，特定波長(zhǎng)的混合光信號(hào)G。
【專(zhuān)利摘要】一種音頻信號(hào)實(shí)時(shí)控制輸出光波長(zhǎng)與強(qiáng)度的系統(tǒng)傳感器將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，通過(guò)USB接口將電信號(hào)傳輸?shù)胶罄m(xù)的加法器或半波整形電路中，電路對(duì)電信號(hào)整形后輸入到ADC或自帶AD的單片機(jī)的模擬信號(hào)輸入口，通過(guò)計(jì)算再由數(shù)字信號(hào)輸出口輸出需要的數(shù)字信號(hào)到DAC的數(shù)字信號(hào)輸入口，DAC將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通過(guò)模擬信號(hào)輸出口輸出，此電壓作用在激光燈或LED燈上，點(diǎn)亮燈管，三個(gè)燈管的光通過(guò)聚焦準(zhǔn)直系統(tǒng)，最終輸出需要的光斑。音頻信號(hào)的實(shí)時(shí)輸入通過(guò)電壓信號(hào)傳送給單片機(jī)并計(jì)算得到三原色的配比，使最終輸出的光的顏色隨輸入的音頻信號(hào)變化，能夠形成輸入的實(shí)時(shí)音頻信號(hào)的頻率、響度與輸出光信號(hào)的波長(zhǎng)、強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)。
【IPC分類(lèi)】G05D25/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105487580
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510808537
【發(fā)明人】王旭葆, 李姣, 曲波, 吳鵬, 陳昭文, 米慶改, 宋冬冬, 王澤宇, 牛霞
【申請(qǐng)人】北京工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2015年11月19日