频谱喷泉及灯光喷泉控制器的制作方法

本实用新型涉及喷泉领域，特别涉及一种频谱喷泉及灯光喷泉控制器。

背景技术：

音乐喷泉是一种为了娱乐而创造出来的可以活动的喷泉，它根据美学设计并且经常会产生三维的效果。在此过程中，水流被操控，经过散射及光的折射，然后一个三维的画面就产生了。音乐喷泉随着音乐变换，为城市的人们在夜间增添一份美轮美奂的视觉和听觉的盛宴，是快节奏的城市生活夜间一项颇为浪漫闲适的娱乐项目。然而当前音乐喷泉是许多水型的组合，但都没有频谱式的水型。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能产生频谱式水型的频谱喷泉及灯光喷泉控制器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种频谱喷泉及灯光喷泉控制器，包括音频输入电路、音频分频电路、多个信号整形转换电路和多个频段驱动电路，所述信号整形转换电路的数量与所述频段驱动电路的数量相等，所述音频分频电路的输入端与所述音频输入电路的输出端连接，所述音频分频电路的输出端分别与每个所述信号整形转换电路的输入端连接，每个所述信号整形转换电路的输出端均与对应的所述频段驱动电路的输入端连接，每个所述频段驱动电路的输出端均连接对应的变频器和LED彩灯。

在本实用新型所述的频谱喷泉及灯光喷泉控制器中，所述频段驱动电路的输出电压范围为0～10V。

在本实用新型所述的频谱喷泉及灯光喷泉控制器中，所述频段驱动电路包括直流电源、第一电阻、第二电阻、第一运算放大器、第一二极管、第一电容、第二电容、第二运算放大器、第三运算放大器、热敏电阻、第四运算放大器、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第三电阻和电流输出端，所述第一运算放大器的反相输入端分别与所述第一电阻的一端和第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述直流电源连接，所述第二电阻的另一端接地，所述第一运算放大器的输出端与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极分别与所述第一电容的一端、第二运算放大器的反相输入端和第二电容的一端连接，所述第一电容的另一端与所述第二运算放大器的同相输入端连接并接地，所述第二运算放大器的输出端分别与所述第二电容的另一端和第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极分别与所述第一运算放大器的同相输入端和第三运算放大器的反相输入端连接，所述第三运算放大器的同相输入端为基准电压输入端；

所述第三运算放大器的输出端与所述第一MOS管的栅极连接，所述第一 MOS管的源极通过所述热敏电阻接地，所述第一运算放大器的漏极分别与所述第二MOS管的源极和第四运算放大器的同相输入端连接，所述第二MOS管的漏极分别与所述第三MOS管的漏极和直流电源连接，所述第二MOS管的栅极分别与所述第三MOS管的栅极和直流电源连接，所述第四运算放大器的反相输入端分别与所述第三MOS管的源极和第四MOS管的漏极连接，所述第四运算放大器的输出端与所述第四MOS管的栅极连接，所述第四MOS管的源极通过所述第三电阻接地，所述第四MOS管的源极还与所述电流输出端连接，所述第二二极管的型号为E-352。

在本实用新型所述的频谱喷泉及灯光喷泉控制器中，所述频段驱动电路还包括第三电容，所述第三电容的一端与所述第三运算放大器的输出端连接，所述第三电容的另一端与所述第一MOS管的栅极连接，所述第三电容的电容值为 360pF。

在本实用新型所述的频谱喷泉及灯光喷泉控制器中，所述频段驱动电路还包括第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第一运算放大器的同向输入端连接，所述第四电阻的另一端与所述第三运算放大器的反相输入端连接，所述第四电阻的阻值为47kΩ。

在本实用新型所述的频谱喷泉及灯光喷泉控制器中，所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管均为N沟道MOS管。

实施本实用新型的频谱喷泉及灯光喷泉控制器，具有以下有益效果：由于设有频输入电路、音频分频电路、多个信号整形转换电路和多个频段驱动电路，音频分频电路可以将音频信号分频出多个频率信号，信号整形转换电路将频率信号转换为电平信号，频段驱动电路按照上述频率驱动对应的变频器和喷头，使之形成音乐频谱排列的喷泉水柱，喷泉彩灯也受分频信号控制，使LED彩灯的颜色按照分频频率的变化色度，因此能产生频谱式水型。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型频谱喷泉及灯光喷泉控制器一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中频段驱动电路的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型频谱喷泉及灯光喷泉控制器实施例中，该频谱喷泉及灯光喷泉控制器的结构示意图如图1所示。图1中，该频谱喷泉及灯光喷泉控制器包括音频输入电路1、音频分频电路2、多个信号整形转换电路3和多个频段驱动电路4，其中，信号整形转换电路3的数量与频段驱动电路4的数量相等，图1 中作为例子分别画出了N个信号整形转换电路3和N个频段驱动电路4，N为大于1的整数，当然，在实际应用中，信号整形转换电路3的数量和频段驱动电路4的数量均可以根据具体情况进行相应调整。

音频分频电路2的输入端与音频输入电路1的输出端连接，音频分频电路1 的输出端分别与每个信号整形转换电路3的输入端连接，每个信号整形转换电路3的输出端均与对应的频段驱动电路4的输入端连接，每个频段驱动电路4 的输出端均连接对应的变频器和LED彩灯。

值得一提的时，本实施例中，频段驱动电路4的输出电压范围为0～10V。

当音频信号输入到音频输入电路1，被音频分频电路2分频出各频率，如： 100Hz，500Hz，1000Hz，1500Hz，2000Hz，2500Hz，4000Hz,5000Hz，5500Hz， 6000Hz，……，20000Hz等近30多段或更多的频率段输出，其输出经过信号整形转换电路3后转换为电平信号，又经过频段驱动电路4最后输出0～10V标准电平供变频器和喷泉彩灯(LED彩灯)使用。在现场按照这个频率顺序驱动对应的变频器和喷头，使之形成音乐频谱排列的喷泉水柱。喷泉彩灯也受这个分频信号控制，使LED彩灯的颜色按照分频频率的变化色度。因本实用新型能产生频谱式水型。

频谱式水型是按照音乐的分频得到对应的频段输出，把这个频谱按低频率到高频率的排列来控制对应的变频器就形成了频谱喷泉。同时各段频谱输出用来控制灯光，使得喷泉彩灯的颜色频谱发生变化，从而来调整其颜色和亮度。频谱喷泉可以应用在大型喷泉场合，也可以应用在小型环境场合，比如办公楼的大门口，楼盘的楼前左右。

图2为本实施例中频段驱动电路的电路原理图，图2中，该频段驱动电路4 包括直流电源VCC、第一电阻R1、第二电阻R2、第一运算放大器A1、第一二极管D1、第一电容C1、第二电容C2、第二运算放大器A2、第三运算放大器 A3、热敏电阻RT、第四运算放大器A4、第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M3、第四MOS管M4、第三电阻R3和电流输出端Vo，其中，第一运算放大器A1的反相输入端分别与第一电阻R1的一端和第二电阻R2的一端连接，第一电阻R1的另一端与直流电源VCC连接，第二电阻R2的另一端接地，第一运算放大器A1的输出端与第一二极管D1的阳极连接，第一二极管D1 的阴极分别与第一电容C1的一端、第二运算放大器A2的反相输入端和第二电容C2的一端连接，第一电容的另一端与第二运算放大器的同相输入端连接并接地，第二运算放大器A2的输出端分别与第二电容C2的另一端和第二二极管D2 的阳极连接，第二二极管D2的阴极分别与第一运算放大器A1的同相输入端和第三运算放大器A3的反相输入端连接，第三运算放大器A3的同相输入端为基准电压输入端Vr。

第三运算放大器A3的输出端与第一MOS管M1的栅极连接，第一MOS 管M1的源极通过热敏电阻RT接地，第一运算放大器A1的漏极分别与第二 MOS管M2的源极和第四运算放大器A4的同相输入端连接，第二MOS管M2 的漏极分别与第三MOS管M3的漏极和直流电源VCC连接，第二MOS管M2 的栅极分别与第三MOS管M3的栅极和直流电源VCC连接，第四运算放大器 A4的反相输入端分别与第三MOS管M3的源极和第四MOS管M4的漏极连接，第四运算放大器A4的输出端与第四MOS管M4的栅极连接，第四MOS管M4 的源极通过第三电阻R3接地，第四MOS管M4的源极还与电流输出端Vo连接。

该频段驱动电路4相对于传统的驱动电路，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，这样可以降低硬件成本。第二二极管D2为限流二极管，用于对第一运算放大器A1与第二运算放大器A2之间的支路进行限流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一的是，本实施例中，第二二极管D2的型号为E-352，当然，在实际应用中，第二二极管D2也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

本实施例中，第一电阻R1、第二电阻R2、第一二极管D1、第一电容C1、第二电容C2、第一运算放大器A1和第二运算放大器A2构成三角波电路，第三运算放大器A3和热敏电阻RT构成恒流电路，第一MOS管M1、第二MOS管 M2、第三MOS管M3、第四MOS管和第四运算放大器A4构成电流镜电路。当环境温度大于一定值时，热敏电阻RT的阻值变大，即是驱动电路的电流输出端Vo输出的电流变小，降低彩灯LED的功率，使得发热量下降，达到不断电过温保护的目的。

值得一提的是，本实施例中，第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三 MOS管M3和第四MOS管M4均为N沟道MOS管。当然，在实际应用中，第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M3和第四MOS管M4也可以均采用P沟道MOS管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该频段驱动电路4还包括第三电容C3，第三电容C3的一端与第三运算放大器A3的输出端连接，第三电容C3的另一端与第一MOS管M1 的栅极连接。第三电容C3为耦合电容，用于防止第三运算放大器A3与第一 MOS管M1之间的干扰，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第三电容C3的电容值为360pF，当然，在实际应用中，第三电容 C3的电容值可以根据具体情况进行相应调整。

本实施例中，该频段驱动电路4还包括第四电阻R4，第四电阻R4的一端与第一运算放大器A1的同向输入端连接，第四电阻R4的另一端与第三运算放大器A3的反相输入端连接。第四电阻R4为限流电阻，用于对第三运算放大器 A3的反相输入端所在的支路进行限流保护，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第四电阻R4的阻值为47kΩ，当然，在实际应用中，第四电阻R4的阻值可以根据具体情况进行相应调整。

本实施例中，音频输入电路1、音频分频电路2和信号整形转换电路3均采用现有技术中的结构。

总之，本实施例中，由音频分频电路2和信号整形转换电路3组成核心功能块，从而能够把音频变成频谱和标准信号电平。在现场按照分频的频率顺序驱动对应的变频器和喷头，使之形成音乐频谱排列的喷泉水柱。喷泉彩灯也受分频信号控制，使LED彩灯的颜色按照分频频率的变化色度。本实用新型能产生频谱式水型，满足人们多样化的需求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。