一种音频信号实时控制输出光波长与强度的系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及数字控制领域，光学领域，尤其涉及激光表演领域。
【背景技术】
[0002]小型激光器及LED技术发展成熟，激光表演的应用也越来越多样化，表演形式也由大型舞台转向中小型场所，但是现有激光表演及舞台激光灯的效果大多由预先设定好的程序来控制激光或LED的明亮度，颜色及图案变化，这样的系统缺乏实时性，运用单片机等器件来实现对实时信号的判断并对应输出控制电压，可以更好的增加系统的实时性。
【发明内容】
[0003]本发明是一种通过音频信号实时控制激光灯或LED灯输出颜色和亮度的系统，此系统主要包括传感器、放大器、整形电路、ADC、单片机、DAC、激光灯、聚焦准直系统，传感器的作用是将声音信号收集并转换成电信号，放大器和整形电路的作用是将电信号转换成适当大小，ADC的作用是将电信号转换成数字信号，单片机的作用是将数字信号进行比较计算得到需要输出的信号，DAC的作用是将数字信号转换成电信号，激光灯和其后的聚焦准直系统的作用是输出需要的光斑。
[0004]传感器将音频信号转化为电信号，通过USB接口将电信号传输到后续的加法器或半波整形电路中，电路对电信号整形后输入到ADC或自带AD的单片机的模拟信号输入口，通过计算再由数字信号输出口输出需要的数字信号到DAC的数字信号输入口，DAC将数字信号转换为电信号，通过模拟信号输出口输出，此电压作用在激光灯或LED灯上，点亮灯管，三个灯管的光通过聚焦准直系统，最终输出需要的光斑。
[0005]如图1、图2所示，通过麦克风等声电传感器1，将实时音频信号A，转换成与其频率和响度相对应的模拟电信号B，对此模拟电信号B进行处理，通过放大器2对模拟电信号B进行放大处理，并用整形电路3进行整流处理，所述整形电路3为直流电压整流或半波整流，使此电压最大值处在后续元件的允许电压输入范围之内，再将得到的模拟电信号C输入到模数转换器4或自带模数转换的单片机5中，对输入的模拟电信号C进行数字化处理，转换成数字信号D，再根据声光对照及CIE波色图得到需要输出的三原色光的比例，并计算其分别输出的电压强度，此数字信号E通过数模转换器6或PWM调制输出三个模拟电信号F、F ’、F〃，三个不同的模拟电信号分别点亮原色灯7，原色灯7为红、绿、蓝三原色灯，将三个原色灯7的光斑通过聚焦准直光学系统8得到一个有特定亮度，特定波长的混合光信号G。
[0006]与现有技术相比:音频信号的实时输入通过电压信号传送给单片机并计算得到三原色的配比，使最终输出的光的颜色随输入的音频信号变化，能够形成输入的实时音频信号的频率、响度与输出光信号的波长、强度相对应。
【附图说明】
[0007]图1是系统的组成图
[0008]图2是信号传递的过程图
[0009]其中1、声电传感器，2、放大器，3、整形电路，4、模数转换器，5、自带模数转换的单片机，6、数模转换器，7、原色灯，8、聚焦准直系统。
【具体实施方式】
[0010]结合图1，图2说明本实施方式，本实施方式中的音频信号为人所发出的音频，具体按以下步骤实现。
[0011]如图1中，音频信号A通过传电容式麦克风输出模拟电信号B，其电压值在OmV到200mV之间，模拟电信号B经过一个集成模块LM386放大电压，放大倍数为10倍，再通过一加法器将电信号进行整形，此处将一个2V的直流电压加到模拟电信号上，得到输出的模拟电信号C为一频率在100Hz到1.2KHz之间，振幅在0V到4V之间的信号。此模拟电信号输入到ADC0808中，ADC进行采样，将电压转换成一系列8位2进制的数字信号D，并将得到的数字信号D按时钟提供给单片机AT89C51，单片机通过一系列比较计算最终输出三个8位2进制数字信号E到三个AD5310中，AD5310由输入的数字信号E控制输出三个电压值分别在1.8V到2V，
3.2V到3.4V，3.2V到3.4V之间的电压给一个共阴LED RGB三色灯，此LED灯管的三个引脚工作电压分别是:红灯引脚1.8V到2V，绿灯引脚3.2V到3.4V，蓝灯引脚3.2V到3.4V，三个模拟电信号F变化随之输出的光信号G的波长和强度发生变化。
【主权项】
1.一种音频信号实时控制输出光波长与强度的系统，其特征在于:通过声电传感器(1)，将实时音频信号A，转换成与其频率和响度相对应的模拟电信号B，对此模拟电信号B进行处理，通过放大器(2)对模拟电信号B进行放大处理，并用整形电路(3)进行整流处理，所述整形电路(3)为直流电压整流或半波整流，使此电压最大值处在后续元件的允许电压输入范围之内，再将得到的模拟电信号C输入到模数转换器(4)或自带模数转换的单片机(5)中，对输入的模拟电信号C进行数字化处理，转换成数字信号D，再根据声光对照及CIE波色图得到需要输出的三原色光的比例，并计算其分别输出的电压强度，此数字信号E通过数模转换器(6)或PWM调制输出三个模拟电信号F、F ’、F〃，三个不同的模拟电信号分别点亮原色灯(7)，原色灯(7)为红、绿、蓝三原色灯，将三个原色灯(7)的光斑通过聚焦准直光学系统(8)得到一个有特定亮度，特定波长的混合光信号G。
【专利摘要】一种音频信号实时控制输出光波长与强度的系统传感器将音频信号转化为电信号，通过USB接口将电信号传输到后续的加法器或半波整形电路中，电路对电信号整形后输入到ADC或自带AD的单片机的模拟信号输入口，通过计算再由数字信号输出口输出需要的数字信号到DAC的数字信号输入口，DAC将数字信号转换为电信号，通过模拟信号输出口输出，此电压作用在激光灯或LED灯上，点亮灯管，三个灯管的光通过聚焦准直系统，最终输出需要的光斑。音频信号的实时输入通过电压信号传送给单片机并计算得到三原色的配比，使最终输出的光的颜色随输入的音频信号变化，能够形成输入的实时音频信号的频率、响度与输出光信号的波长、强度相对应。
【IPC分类】G05D25/02
【公开号】CN105487580
【申请号】CN201510808537
【发明人】王旭葆, 李姣, 曲波, 吴鹏, 陈昭文, 米庆改, 宋冬冬, 王泽宇, 牛霞
【申请人】北京工业大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月19日