音乐变幻的灯光

作者：Hanif Saeed    来源：Maxim公司    日期：2009-10-31

　　本设计实例中的电路可以成为灯光演示的多种实现方法之一，它能选择性地点亮一组六串灯中的各种子集，使它们能根据所播放音乐的电平与速度，闪烁和熄灭。这款独立电路不需要微控制器，不需要软件，也不需要调整（图1）。将希望显示的音乐信号加到一片12位ADC IC1上。信号幅度从0V~2.048V，使第一串灯在2mV发光。虽然电路是用于控制六个交流电源插座，但可以将其扩展到控制12个插座。


图1，IC1的12脚和1脚由一个0V~2.048V的音乐信号驱动，本电路可根据音乐的幅度，激活六个交流插座，从而形成一个对数温度计形式 (a)。电源块 (b) 表示从PB1到PB6的各个电源块。

　　IC1 CNVST管脚上的一个短促正脉冲将其触发，起动一个由SCLK信号提供时钟的变换。在SCLK时钟上升沿处，IC1输出（DOUT）给出包含四个前导0，以及12bit变换结果， MSB（最高有效位）在前。因此，一次变换需要SCLK的16个时钟脉冲。

　　六个开关插座垂直堆放，最顶上的插座代表MSB，为显示器供电。举例来说，可以将一串相互独立的灯插入每个插座。在工作时，电路会扫描每个生成的变换结果（如前所述，MSB在前），并记录第一位，以确保一个1的值。然后，它接通相应插座以及堆叠中所有其下的插座。效果就是一个对数光柱，将光柱移上或移下一步（12.04dB增量）所需要的输入电压变化量是当前值的四倍或四分之一。虽然可用步长数等于ADC的12 bit分辨率，但本电路只用剩下的1来驱动六个电源插座。

　　在DOUT端，其值为 1的第一个输出位通过D1将C5充电至逻辑电平1。C5上的电压连接到两只级联74HC595 IC（一起构成一个16 bit移位寄存器）中第一只的数据输入端（DS）。为ADC提供时钟的信号略经延迟，亦通过IC2中的NAND门为该移位寄存器提供时钟，因此将移位寄存器输入端上出现的值插入进去。在一个变换结束时，C5上存储的电压迫使第一个1后面的所有位都变为1，以表示一个1的值。

　　在每个变换完成时，在两只74HC595 IC的ST_CP输入端上施加的负脉冲将这些移位寄存器的内容送到一个并联输出寄存器IC6。同样的脉冲通过二极管D2使存储电容放电，使电路准备好作下次变换扫描。然后，并联寄存器输出用于驱动12bit对数光柱，MSB驱动顶部插座。

　　IC4是一只74HC4060，用作时钟和时序发生器，而IC2是一只74HC132，提供一些必要的胶合逻辑。对于每个连接的74HC595输出端，IC6反相的信号都激活在六个电源接线板之上的相应MAX253变压器驱动器IC7。一只1:1变压器用于隔离这个驱动信号，然后将固态TRIAC（用于电流交替的双向可控硅）Q1触发至导通态。对于图中的元件值，电路的显示采样速率大约为2.5kHz，用第12、第10、第8、第6、第4和第2个位控制六个插座。产生的光线便为播放的音乐增加了眩目的效果。
电路工作在可致命的危险电压下，需要适当的防护。注意变压器必须能承受120V AC的线路电压。电路使用白炽灯泡，不能使用任何其它类型的灯泡。虽然插座是标准的120 AC输出，可用于商用白炽灯泡，但TRIAC的快速切换使它们不适用于驱动其它类型的负载，如家电、电器或电源适配器。变压器T1是Halo电子公司的 TGM-350NA，TRIAC Q1是意法半导体公司的T1235-T。电路工作的视频请点击http://www.edn.com/videocast/vid ... d=988221674&bclid=1028763155&bctid=30441129001。