АВТОМАТИЧЕСКОЕ ЦВЕТОМУЗЫКАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

И. Виноградов

Это устройство (АЦМУ) разработано как декоративная приставка к стереокомплексу, создающая интересный зрелищный эффект в жилой квартире или в любом другом небольшом помещении даже при достаточно интенсивной общей освещенности.

Демонстрация цветового сопровождения звука на экране размерами 900 X 900 мм создает приятное впечатление и благодаря малой толщине экрана (всего 155 мм) устройство не кажется громоздким.

Преимущество описываемой установки по сравнению с другими подобными устройствами заключается в большой гибкости управления светом, сочности цветовых гамм, применении лампы-вспышки для создания специальных световых эффектов и возможности использования не только экрана с движущимися силуэтами, но и с дополнительными прожекторами с цветными стеклами. Кроме этого, устройство имеет выход для подключения низкооборотного двигателя для вращения зеркального шара.

В АЦМУ применен компрессионный усилитель, что позволяет наблюдать в динамике световую картину как при малых, так и при больших уровнях музыкального сопровождения.

Яркость свечения ламп можно регулировать независимо от уровня звукового сигнала. Это позволяет выставить желаемую начальную яркость свечения экрана и поэтому в паузах не наступает полной темноты, столь неприятной для ощущения. Относительный уровень засветки пауз подбирается в зависимости от внешних условий демонстрации устройства. При различном темпе музыки путем соответствующей коммутации можно изменять инерционность свечения ламп, приводя в соответствие ритм музыки и скорость изменения светового рисунка на экране. Эффект восприятия цветового сопровождения заметно увеличивается, если включить медленно вращающиеся трафареты.

Техническая характеристика

Мощность, потребляемая выходным оптическим устройством (экраном), кВт1,3
Мощность, потребляемая блоком управления, Вт20
Количество каналов6
Чувствительность, мВ50
Входное сопротивление, кОм16
Габариты, мм:
блока управления
300х200х100
выходного оптического устройства900х900х155
Масса, кг:
блока управления
3
выходного оптического устройства28

Конструктивно вся установка состоит из двух блоков: блока управления и выходного оптического устройства в виде плоского экрана. Внешний вид блока управления показан на рис. 1.

Его функциональная схема — рис. 2.

Сигнал с усилителя НЧ (линейного выхода любого канала) поступает на компрессионный усилитель А7 с индикатором перегрузки U25. Затем сигнал распределяется на шесть каналов блока управления. Через RC-фильтры Z1 — Z6 сигнал проходит на усилители каналов А1 — А6 и попадает на распределительные трансформаторы U1 — 116, необходимые для устранения гальванической связи основного устройства с питающей сетью. После интегрирующих цепочек U7—U12 и RC-ячеек U13—U18 сигнал поступает на регуляторы мощности U19 — U24 и далее на нагрузку — лампы накаливания HI — Н6. Лампой-вспышкой Н7 управляет блок U26, питание вся установка получает от блока U27, от него же питается и двигатель М, вращающий трафареты.

Принципиальная схема компрессионного усилителя с индикатором перегрузки и одного канала автоматической цветомузыкальной установки с блоком лампы-вспышки и общим источником питания показана на рис. 3.

Сигнал с разъема X1 поступает через регулятор уровня R1 на делитель напряжения, образованный резистором 1R1 (индексы номеров плат в позиционных обозначениях элементов на принципиальной схеме не показаны) и транзистором 1V1, и затем на двухкаскадный усилитель, выполненный на транзисторах 1V2 и 1V3 с непосредственной связью между каскадами. С коллектора транзистора 1V3 сигнал подается на общий регулятор яркости всех каналов R2 и через эмиттерный повторитель (1V5) на выпрямительные диоды 1V6, 1V7. Полученное постоянное напряжение через транзистор 1V4 поступает на базу транзистора 1V1, тем самым меняя его проводимость, и, в итоге, управляет работой транзистора 1V1, который используется как переменный резистор

При напряжении сигнала более 1 В регулятором R1 уменьшают его до этого уровня, контролируя индикатором перегрузки. Если источник сигнала имеет напряжение менее 1 В, движок переменного резистора R1 дол жен находиться в левом по схеме положении.

С резистора R2 сигнал поступает на регуляторы яркости каждого канала — резисторы R3. Все шесть каналов идентичны, за исключением номиналов конденсаторов в RC-фильтрах, которые указаны в табл. 1, поэтому далее рассмотрен только один канал.

Таблица 1

№ канала fрез, Гц 2С2. 2СЗ, пФ 2С4. пФ
1 75 48000 100 000
2 150 24000 48 000
3 300 12000 24 000
4 600 6000 12 000
5 1200 3000 6000
6 2400 1500 3000

С движка переменного резистора R3 сигнал попадает на узкополосный активный RC-фильтр, который образован двойным Т-образным мостом, включенным в цепи обратной связи. Фильтр пропускает сигнал выбранной частоты, который усиливается двухкаскадным усилителем на транзисторах 2V2, 2V3 и через трансформатор 2Т1 и диод 2V4 поступает на интегрирующую цепьR4C1 или C1, C2 в зависимости от положения переключателей S1 и S2.

Изменяя емкость RC-цепочки конденсаторами С1 и С2 получаем четыре степени инерционности свечения ламп каждого канала в отдельности.

Выходной узел является однополупериодным регулятором мощности с фазовым управлением. Здесь управление тиристором происходит с помощью фазовращательного моста. При изменении отрицательного потенциала на базе транзистора 3V1 изменяется его проводимость, а следовательно, и фаза управляющего напряжения на аноде тиристора (угол отсечки анодного тока и, соответственно, средняя мощность в нагрузке).

Лампа-вспышка выполнена на базе ИФК-120. Она дает 3—4 вспышки в секунду. При освещении такими вспышками движущихся людей или любых других объектов в полной темноте возникает впечатление дискретности их движений, и перед глазами встают, как бы остановившиеся, картинки, не похожие одна на другую.

Питание ИФК-120 осуществляется через диод V2 конденсатор СЗ и резистор R8. При замыкании контактов выключателя S3 заряжается конденсатор 5Cl через резистор 5R1 и растет напряжение на аноде тиратрона 5Н1. Когда зажжется тиратрон, конденсатор 5C1 разрядится через импульсный трансформатор T1, и во вторичной обмотке возникнет импульс высокого напряжения, поджигающий лампу ИФК.

Изменяя потенциал на сетке лампы 5Н1, можно менять частоту вспышек.

Весь блок управления сигналом выполнен на девяти печатных платах из фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм. Соединение между платами и органами управления осуществляется с помощью разъемов. Платы установлены на металлическом шасси из дюралюминия Д16А толщиной 1,5 мм, передняя фальшпанель, задняя, нижняя и верхняя крышки сделаны из того же металла. Все они, кроме передней фальшпанели, полированы и химически оксидированы в черный цвет.

На передней панели расположены органы управления. На задней стенке находятся предохранители и разъемы для соединения с экраном, источником сигнала, сетью и другими дополнительными устройствами. На переднюю панель вынесены шесть индикаторных ламп 28 В X 0,1 А, подключенных на выходе каждого канала для контроля нормальной работы.

Лампа-вспышка ИФК-120 установлена в прямоугольном дюралюминиевом корпусе, закрытом прозрачным органическим стеклом. Для большего рассеивания света и повышения яркости вспышек внутренняя поверхность корпуса отделана смятой алюминиевой фольгой. Корпус лампы-вспышки при помощи микрофонного штекера вставляется в верхнюю крышку экрана.

Провод, соединяющий вывод вторичной обмотки трансформатора T1 с поджигающим электродом лампы ИФК-120, должен быть проложен отдельно от общего кабеля через специальный разъем.

Индикатор перегрузки выполнен на микроамперметре М4203 с током полного отклонения 100 мкА. Его шкала заменена на другую, декоративную, разделенную на три цветных сектора. Граница второго и третьего секторов является контрольной риской, она соответствует 1 В входного напряжения.

Выходное оптическое устройство (экран) выполнено в виде параллелепипеда с размерами 900X900X155 мм, изготовленного из дюралюминиевых уголков 40X40 мм, а верх и боковые стороны — из дюралюминиевых полос 900X155 мм, выкрашенных серой краской.

Задняя стенка — из гетинакса толщиной 6 мм; на ней крепятся все лампы, светофильтры и электродвигатель с вращающимися трафаретами. В задней стенке прорезана вентиляционная щель размерами 820X50 мм. Для циркуляции воздуха нижнюю крышку во время работы открывают. Внутренняя поверхность задней стенки покрыта тонкой алюминиевой фольгой, чтобы улучшить отражение света. Светофильтры использованы от театральных прожекторов размером 200X200 мм. Они вложены между двумя пластинками из стекла толщиной 2 мм и крепятся кронштейнами к задней стенке, как показано на рис. 4, а.

На рис. 4, б указано расположение ламп различного цвета в данной конструкции, табл. 2 — мощность используемых ламп.

Таблица 2

ЦветРл. Вт
Фиолетовый2X150
Красный3X100
Оранжевый2X60
Зеленый3X100
Голубой3X60
Желтый3X40

После сборки светофильтров и установки ламп на экран натягивают два слоя марли, способствующие луч шему рассеиванию света. На марлю наклеивают или пришивают легкие неподвижные трафареты из тонкого картона.

Вращающийся трафарет должен иметь небольшую массу при довольно большом диаметре, чтобы не созда-

вать большой нагрузки для маломощного электродвигателя. Кроме того, трафарет не должен деформироваться. Так как при диаметре круглого трафарета около 800 мм из любого материала он будет или тяжел или иметь недостаточную жесткость, компромиссным решением было следующее конструктивное оформление вращающегося трафарета.

Мотор ДСД2-Ш прикреплен к задней стенке, для уменьшения шума во время работы он закрыт звукоизоляционным материалом (войлоком). На оси электродвигателя запрессован диск диаметром 40 мм, в боковую поверхность которого на равных расстояниях по окружности ввернуты шесть стальных прутков диаметром 2 мм. В прутках просверлены отверстия диаметром около 1 мм и в эти отверстия протянута швейная нитка, которой опутывают полученный каркас, как паутиной. На полученную “паутину” крепят легкие формообразующие элементы.

В качестве экрана используют матовое или более органическое стекло толщиной 4 мм. Внутри верхние и боковые стороны экрана затянуты черной тканью — для уменьшения влияния отраженного света.

При налаживании всего устройства на вход компрессионного усилителя подают синусоидальный сигнал частотой 1 кГц и напряжением 10 мВ. На выходе должен быть получен синусоидальный сигнал около 0,5 В. До этой величины компрессор работает как линейный усилитель. При дальнейшем увеличении входного сигнала напряжение на выходе имеет логарифмическую зависимость от напряжения на входе.

Фильтры настраивают по максимальному выходному напряжению на резонансной частоте потенциометром 2R5. Резонансную частоту фильтра подбирают конденсаторами 2С2, 2СЗ, 2С4. Резистор 2R4 должен иметь возможно большее сопротивление, но исключающее генерацию на резонансной частоте. Срыва генерации можно также достичь подключением к резисторам 2R2, 2R3 конденсатора емкостью 10—40 пФ. Избирательность фильтров не менее 25 дБ/окт и регулируется потенциометром 2R5.

Со вторичной обмотки трансформатора T1 должен быть сигнал не менее 1 В.

Напряжения на выводах транзисторов приведены в табл. 3.

Таблица 3

1V1 1V2 1V3 1V4 1V5 2V1 2V2 2V3
Uк, В 0 1,8 10 20 18 2 6 11
Uб, В 0 0,4 1,8 0 10 0,6 0,6 0,7
Uэ. В 0 0 1,2 0 9 0 0 0

Сетевой трансформатор Tp1 TC-40-6 имеет выходное напряжение на обмотках 6б — 5б, 5а — 6а по 7,5 В; 3а—4а; 3б — 4б по 15 В. Данные трансфарматоров помещены в табл. 4.

Таблица 4

Обозначение по схеме Тип сердечника Число витков Провод
2Т1 Г4Х8. пермалой I—2500 ПЭВ-2
II—500 ПЭВ-2
5Т1 Стержень,
феррит 400НН
Ф 8, L = 20 мм
I—2500 ПЭВ-2
II —20 ПЭВ-2

Переменные резисторы СПЗ-9а, СПЗ-16; конденсаторы К73П-3, КМБП, КД-26, К10У-5, БГМТ-2а, К10-7В электролитические К50-6, К-50-7; резисторы МЛТ, ПЭВ-10. Индикаторные лампы КМ-300М 28 X 0,1 а.