DE4225392A1 - Kippschaltungseinheit zur Betätigung von lichtemittierenden Elementen, z.B. Lumineszenzdioden oder Motoren zur Verwendung bei Personenschmuck oder Spielzeug, in Synchronisation mit Musik - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kippschaltung (Trigger­ schaltung) und eine Betriebsschaltung, die zu einer Einheit ausgestaltet sind und zur Übertragung eines elektrischen Steu­ ersignals in Synchronisation mit der Zeitsteuerung von Signa­ len von mittelfrequenten Tönen oder niederfrequenten Tönen wie z. B. einer Trommel oder einer Stimme dienen, die den Hauptteil von gespielter oder übertragener Musik bilden und die aus der Gesamtheit der in der Musik enthaltenen Frequenzkomponenten ausgewählt werden, um ein lichtemittierendes Element wie z. B. Lumineszenzdioden (LED) oder einen Motor zu betätigen, die bei Personenschmuck oder bei Spielzeug in Synchronisation mit der oben erwähnten Musik verwendet werden.

Es ist bereits eine Vorrichtung zum An- und Ausschalten eines Schalters, wie z. B. eines Stromversorgungsschalters, bzw. eine Vorrichtung für blinklichtemittierende Einrichtungen wie z. B. Leuchten bekannt.

Die herkömmlichen Vorrichtungen, die zur Betätigung in Reakti­ on auf Musik vorgesehen sind, werden je nach ihrer in Reaktion auf die Musik durchzuführenden Betriebsweise in zwei Arten eingeteilt. Eine der beiden Arten weist eine Anordnung auf, bei der ein Vorgang zum Betätigen von lichtemittierenden Ele­ menten wie z. B. Lumineszenzdioden oder Motoren in Reaktion auf Aus- und Einschaltsignale ausgeführt wird, die in Übereinstim­ mung mit der Information darüber, ob ein Musikton vorhanden ist oder nicht, bzw. darüber, ob ein Ton eine Lautstärke auf­ weist, die über einer vorgegebenen Höhe liegt, elektrisch erzeugt werden. Wenn der oben beschriebene Vorgang eingeleitet worden ist, wird der Leuchtenblinkvorgang oder dergleichen einfach in einer vorbestimmten Zeit in Übereinstimmung mit einer spezifischen Zeitspanne durchgeführt, die einer Betriebs­ schaltung zur Aktivierung der lichtemittierenden Elemente oder dergleichen ungeachtet des Vorhandenseins des Tones oder der­ gleichen vorgegeben ist. Die oben beschriebene Art wird im folgenden als "Reaktionstyp" bezeichnet.

Eine andere Art weist eine Anordnung auf, bei der dem Vorgang keine spezifische Zeitspanne vorgegeben ist, sondern bei der die Operation der Betriebsschaltung zur Aktivierung von licht­ emittierenden Elementen oder dergleichen in der Zeitsteuerung der zugeführten Ein- und Ausschaltsignale durchgeführt wird, die gemäß der Änderung der Information über den Klang von z. B. Musik erzeugt werden. D.h., die oben beschriebene Art kann in Echtzeit in Übereinstimmung mit der Klangänderung betätigt werden, d. h. sie wird in Synchronisation mit der Klangänderung in einer Art und Weise betätigt, die im folgenden als "Synchro­ nisationstyp" bezeichnet wird.

Eine Vielzahl von Vorrichtungen der in die oben beschriebenen Typen eingeteilten Art ist bereits auf dem Markt, und sie unterscheiden sich in bezug auf den Aufbau, der von einem einfachen Aufbau bis zu einem komplizierten Aufbau reicht, um dem Verwendungszweck, der gewünschten Funktion oder den Kosten gerecht zu werden. So wird z. B. in einer "Karaoke"-Bar oder in einer Diskothek die Atmosphäre belebt oder ein visueller Ef­ fekt erzielt, indem man die oben genannte Synchronisationstyp­ vorrichtung oder Reaktionstypvorrichtung zum Blinken von Leuch­ ten oder zum Drehen des Motors für umlaufende Leuchten verwen­ det. Folglich werden Lichtstrahlen, die gemeinsam mit der Musik ausgesandt und/oder gedreht werden, dazu verwendet, Menschen akustisch oder visuell anzusprechen.

Um den Benutzer eines Spielzeugs zu begeistern oder sein Inter­ esse zu wecken, oder um einen Unterschied zu Konkurrenzproduk­ ten zu bilden, sind viele Produkte auf den Markt gekommen, die jeweils dazu vorgesehen sind, einen Klang zu erzeugen oder lichtemittierende Einrichtungen zu umfassen. Dazu ist eine einfache Vorrichtung des Reaktionstyps verwendet worden, bei der eine Leuchte auf den Klang von Musik oder dergleichen reagiert.

Ein Personenschmuck, z. B. eine Plakette oder ein Anstecker, bei dem eine Lumineszenzdiode einfach aufleuchtet, wenn ein Schalter ausgeschaltet wird, ist bereits bekannt. Aber ein Produkt mit einer Anordnung, bei der das lichtemittierende Element, z. B. eine Lumineszenzdiode, in Reaktion auf den Klang von Musik aktiviert wird, ist noch nicht in die Praxis umge­ setzt worden, da der zur Unterbringung einer entsprechenden Schaltung benötigte Raum weder in der Vorrichtung nach dem Synchronisationstyp noch in der Vorrichtung nach dem Reaktions­ typ vorhanden ist.

Im folgenden werden die oben erwähnten Vorrichtungen des Reak­ tionstyps sowie des Synchronisationstyps beschrieben.

Fig. 13 ist ein Funktionsblockdiagramm, in dem ein Beispiel für eine herkömmliche Vorrichtung des Reaktionstyps darge­ stellt ist, bei der ein lichtemittierendes Element wie eine Lumineszenzdiode oder ein Motor in Reaktion auf den Klang von Musik betätigt wird. In Fig. 13 bezeichnet das Bezugszeichen 41 eine Aufnahmeschaltung mit einem Mikrophon MC, 42 ein Ver­ stärkerglied, 43 ein Wellendetektorglied, 44 ein Zeitkonstan­ tenglied, 45 eine Ausgabeschaltung, 46 ein Konstantzeithalte­ glied, und 47 bezeichnet eine Stromversorgung wie z. B. eine Batterie, die mit jedem einzelnen der Schaltblöcke verbunden ist, um diese jeweils mit Elektrizität zu versorgen. Das Bezugs­ zeichen 48 bezeichnet eine zu betätigende Einrichtung, die in diesem Beispiel ein Motor ist. In Fig. 13 steht das Symbol Sud für den Klang (Ton) der Musik, die das Mikrophon Mc umgibt, der von einer strichpunktierten Linie umgebene Bereich S ist ein Block zum Verarbeiten von Signalen, und der von einer gestrichelten Linie umgebene Bereich T ist ein Zeitsteuerungs­ block. Das Symbol OUT stellt einen Signalausgabepunkt dar, und SW steht für einen Stromversorgungsschalter.

Wenn in der in Fig. 13 gezeigten Vorrichtung der Umgebungs­ klang der Musik zu der Aufnahmeschaltung 41 übertragen wird, die das Mikrophon Mc aufweist, wird der Klang in ein schwaches elektrisches Signal umgewandelt (im folgenden "schwaches Si­ gnal" genannt), und das schwache Signal wird dann dem nachfol­ genden Verstärkerglied 42 zugeführt. Das Verstärkerglied 42 verstärkt das zugeführte Signal entsprechend, um ein Musiksi­ gnal zu erzeugen, das dann dem darauffolgenden Wellendetektor­ glied 43 zugeführt wird. Das Wellendetektorglied 43 erfaßt die Welle des Musiksignals, um diese in ein elektrisches Gleich­ stromsignal umzuwandeln, welches ein Signal ist, daß dem nach­ folgenden Zeitkonstantenglied 44 zugeführt wird. Das Zeitkon­ stantenglied 44 ist ein Zeitkonstantenglied des Integriertyps, das sich aus einem Kondensator und einem Widerstand zusammen­ setzt, und das hauptsächlich für die Integration des zugeführ­ ten elektrischen Signals verwendet wird und vorgesehen ist, damit dieses in einen Gleichstromspannungswert umgewandelt wird, der der Ausgabeschaltung 45 zugeführt wird.

Der oben erwähnte Gleichstromspannungswert wird so festgelegt, daß er einem Pegel entspricht, durch den die Ausgabeschaltung 45 aktiviert werden kann, wenn ein Musiksignal vorliegt, wobei bewirkt wird, daß ein Einschaltsignal (im folgenden "EIN-Si­ gnal" genannt) zum Aktivieren der zu betätigenden Einrichtung 48 an den Signalausgabepunkt OUT übertragen wird. Wenn kein Musiksignal vorhanden ist, kommt es zu einem abgeschalteten Zustand, bei dem kein Einschaltsignal übertragen wird.

Bei der in Fig. 13 dargestellten Vorrichtung muß die Integrati­ onszeit in dem Zeitkonstantenglied 44 in einem ausreichenden Maße im Hinblick auf die niedrigste Frequenz der zugeführten Musik verlängert werden, damit das EIN-Signal ganz sicher an dem Signalausgabepunkt OUT erhalten wird. Der Grund dafür liegt darin, daß die Änderung in der Amplitude der Frequenz im wesentlichen direkt als das Ausgangssignal von dem Zeitkonstan­ tenglied 44 an das Signalausgabeelement 45 übertragen wird, wenn die oben erwähnte Integrationszeit kürzer als eine Schwin­ gungsperiode der niedrigsten Frequenz ist, und deshalb wird ein instabiles EIN-Signal an den Signalausgabepunkt OUT über­ tragen. Wenn die Integrationszeit zu lang ist, kommt es zu einer fehlerhaften Integration von einzeln erzeugten kurzen Klängen, und deshalb wird der Pegel der Ausgabegleichstromspan­ nung des Zeitkonstantenglieds 44 herabgesetzt. Folglich kommt es zu dem Problem eines sogenannten Totzustands, bei dem kein EIN-Signal an den Signalausgabepunkt OUT übertragen wird.

Dementsprechend wird bei der herkömmlichen, in Fig. 13 darge­ stellten Vorrichtung ein Teil der Ausgabeleistung der Ausgabe­ schaltung 45 dem Konstantzeithalteglied 46 zugeführt, und die oben erwähnte kurze Integrationszeit wird auf das Zeitkonstan­ tenglied 44 eingestellt. Wenn folglich ein instabiles Signal vorhanden ist, welches an den Signalausgabepunkt OUT übertra­ gen werden soll, überträgt das Konstantzeithalteglied 46 eine Spannung, mit der das an den Signalausgabepunkt OUT zu übertra­ gende EIN-Signal zwangsläufig zuverlässig gemacht werden kann, an das Zeitkonstantenglied 44 und das Verstärkungsglied 42, um den oben erwähnten Totzustand zu verhindern.

Die in Fig. 13 gezeigte herkömmliche Vorrichtung ist manchmal mit einer Schaltung versehen, die so aufgebaut ist, daß die Charakteristik eines Halbleiters, z. B. eines in dem Verstärker­ glied 42 zu verwendenden Transistors, benutzt wird, um gleich­ zeitig die Verstärkungsoperation und die Wellendetektoroperati­ on, die in dem in Fig. 13 gezeigten Funktionsblock von dem Wellendetektorglied 43 durchgeführt werden soll, durchzufü­ hren. Außerdem werden ein Kondensator zur Verwendung in dem Zeitkonstantenglied 44 und der zur Verwendung in dem Konstant­ zeithalteglied 46 durch einen gemeinsamen Kondensator ersetzt. Zusätzlich wird der Integrierwiderstand oder dergleichen zur Verwendung in dem Zeitkonstantenglied 44 durch einen Durchlaß­ widerstand ersetzt, der in dem Halbleiter wie z. B. einem Tran­ sistor enthalten ist. Folglich wird die Anzahl der zur Bildung des Wellendetektorglieds 43 und des Zeitkonstantenglieds 44 benötigten Einrichtungen (Bauteile) reduziert, um z. B. ein Gleichgewicht zwischen den Kosten und der Funktion herzustel­ len, wenn die Vorrichtung z. B. in einem Billigprodukt wie einem Spielzeug verwendet wird.

Aber das Vorhandensein des oben genannten Konstantzeithalte­ glieds 46 bewirkt, daß das Ein-Signal an den Signalausgabe­ punkt OUT während der Operation des Konstantzeithalteglieds 46 ungeachtet der Zeitsteuerung eines unterbrechenden Klangs (z. B. ein Klang, der das Tempo einer Musik ausdrückt und der von einem Rhythmusinstrument erzeugt wird) übertragen wird, der von einem Menschen akustisch wahrnehmbar und in der Musik enthalten ist, wenn der unterbrechende Klang in den Klangkompo­ nenten der zugeführten Musik enthalten ist. Der Grund dafür wird im folgenden beschrieben. Selbst wenn der Haltevorgang des Konstantzeithalteglieds 46 vollendet ist, nachdem eine vorbestimmte Zeit vergangen ist, ist die Wahrscheinlichkeit, daß die Vollendungszeitsteuerung und der oben erwähnte unter­ brechende Klang aufeinander ausgerichtet sind, sehr gering. Die folgenden Operationen werden wiederholt: die Ausgabe von dem Wellendetektorglied 43, die bei der Vollendungszeitsteue­ rung an dem Zeitkonstantenglied 44 angelegt wird, bewirkt, daß das EIN-Signal an den Signalausgabepunkt OUT übertragen wird, und das Konstantzeithalteglied 46 wird erneut betätigt.

Folglich wird der Betrieb der durch die oben erwähnte Vorrich­ tung zu betätigenden Einrichtung, d. h. die Rotation des Motors oder das Blinken des lichtemittierenden Elements, z. B. eine Lumineszenzdiode, im wesentlichen diskontinuierlich durchge­ führt. So kommt es zu dem Problem, daß der oben erwähnte Be­ trieb des Motors oder des lichtemittierenden Elements nicht mit dem Klang der Musik zusammenfallen kann, solange ein Zu­ stand der Rotation oder des Blinkens ohne Änderung durchge­ führt wird.

Zur Überwindung des oben genannten Problems ist die herkömm­ liche Vorrichtung z. B. mit einem Mittel zum Umwandeln der Rotation der Drehwelle des Motors oder dergleichen in eine komplizierte Bewegung versehen, indem mechanische Elemente wie z. B. Zahnräder und/oder Nocken verwendet werden, um so die oben erwähnte unzulängliche Operation zu vervollständigen. Aber die so vorgesehene Operation ist in Wirklichkeit eine einfache Scheinoperation, die durch Verwendung der optischen Illusion verwirklicht wird und die bewirkt, daß die Person das Gefühl hat, daß der Vorgang mit dem Klang der Musik zusammen­ fällt. Aber es ergibt sich daraus ein weiteres Problem, nämlich daß die Anzahl der oben genannten mechanischen Elemente an­ steigt und der Aufbau kompliziert wird. Dieses Problem ergibt sich auch dann, wenn der Motor als die zu betätigende Einrich­ tung durch ein Solenoid oder dergleichen ersetzt wird.

Um das Problem, daß die Information, die vom Gehör erhalten werden kann, und die Information, die vom Sehvermögen erhalten werden kann, nicht in Einklang miteinander gebracht werden können, zu lösen, gibt es eine Vorrichtung, der in ihrem hinte­ ren Abschnitt eine weitere Schaltung hinzugefügt ist, die bewirkt, daß der Zustand des Blinkens einer Vielzahl von licht­ emittierenden Einrichtungen wie z. B. Lumineszenzdioden so gesehen wird, als ob ein willkürliches Blinken durchgeführt würde. D.h., die optische Illusion wird dazu benutzt zu bewir­ ken, daß eine Person das Gefühl bekommt, daß der Synchronisati­ onstypvorgang ausgeführt wird.

Fig. 14 ist ein Funktionsblockdiagramm, in dem ein weiteres Beispiel einer herkömmlichen Vorrichtung dargestellt ist, welche eine Verbesserung der oben beschriebenen, in Fig. 13 gezeigten konventionellen Grundvorrichtung ist. In Fig. 14 werden die gleichen Bezugszeichen wie die in Fig. 13 aufgeführ­ ten für die gleichen Funktionsblöcke verwendet. In Fig. 14 bezeichnet das Bezugszeichen 49 einen Schaltkreis zur Erzeu­ gung des Ausgabeoperationsmusters (im folgenden kurz "Muster­ schaltung" genannt), welcher eine Vielzahl von Ausgabeschaltun­ gen aufweist, und 50a bis 50n bezeichnen Schwingkreise (im folgenden kurz "OSC") genannt, die jeweils eine spezifische Frequenzübertragungsfunktion haben. Die Symbole A bis N stehen jeweils für spezifische Ausgabefrequenzen. Die Bezugszeichen 48a bis 48h stehen für zu betätigende Einrichtungen und sind in dem in Fig. 14 gezeigten Aufbau lichtemittierende Elemente wie z. B. Lumineszenzdioden. Der Bereich P, der von einer ge­ strichelten Linie mit abwechselnd einem langen und zwei kurzen Strichen umgeben ist, ist ein Bereich für einen Mustererzeu­ gungsblock. Die Symbole OUTa bis OUTn stellen Signalausgabe­ punkte dar, durch die Ausgangssignale einer Vielzahl von Ausga­ beschaltungen, die in der Musterschaltung 49 enthalten sind, übertragen werden. Wie in der Fig. 14 gezeigt ist, wird der Mustererzeugungsblock P mit dem Abschnitt verbunden, der dem Signalausgangspunkt OUT der oben genannten, in Fig. 13 gezeig­ ten herkömmlichen Schaltung am nächsten liegt. Deshalb wird nun im folgenden der Mustererzeugungsblock P beschrieben.

Die Musterschaltung 49 setzt sich aus einem logischen inte­ grierten Schaltkreis oder dergleichen zusammen, der eine Zähl­ einrichtung, ein Schieberegister, einen Dekodierer und der­ gleichen umfaßt. Der oben bereits benutzte Begriff "Muster" bedeutet im kollektiven Sinne eine Differenz zwischen den Bitausgabeleistungen, was im Falle der Zähleinrichtung ein Wert des Ergebnisses der Binäroperation ist, der bei jedem Binärzählvorgang der Taktsignale für die Aufwärtsoperation oder die Abwärtsoperation übertragen wird, was im Falle des Schieberegisters ein Wert des Ergebnisses der Binäroperation ist, der bei jeder Schiebeoperation übertragen wird, wenn ein binäres Datensignal nach rechts oder links geschoben wird, und was im Falle des Dekodierers ein Wert des Ergebnisses einer weiteren Binäroperation ist, die man erhält, indem man den Wert des Resultats der Binäroperation transcodiert, der von der Zähleinrichtung oder dem Schieberegister übertragen worden ist.

Wie die Taktsignale zum Betätigen des oben genannten logischen integrierten Schaltkreises oder dergleichen und die Signale zum Ändern der Vorgänge (z. B. Wechseln von der steigenden Zähloperation zu der abfallenden Operation), werden die spezi­ fischen Frequenzen A bis N immer von den entsprechenden OSC 50a bis 50n an die integrierten Schaltkreise oder dergleichen der Musterschaltung 49 übertragen. Als ein Ergebnis der so angeordneten Einrichtung versucht die Musterschaltung 49, das Muster in Übereinstimmung mit der Differenz zwischen den Fre­ quenzausgangsleistungen von den OSC 50a bis 50n zu erzeugen und das Muster an die Signalausgangspunkte OUTa bis OUTn zu übertragen. Aber da der integrierte Schaltkreis oder der­ gleichen der Musterschaltung 49 Funktionen aufweist, die es ermöglichen, daß die Operation durchgeführt werden kann und daß die Rückstellung annulliert wird, und Anschlüsse (z. B. einen Ausgangsfreigabeanschluß oder einen Anschluß, der die Rückstellung annullieren kann) zur Steuerung dieser Funktionen aufweist, wird die Ausgabe des Musters an die Signalausgangs­ punkte OUTa bis OUTn begonnen, wenn ein geeignetes Logiksignal an den oben erwähnten Anschluß, z. B. den Rückstellungsannullier­ anschluß, geliefert wird, so daß die Einrichtungen 48a bis 48n (eine Vielzahl von lichtemittierenden Elementen wie z. B. Lumi­ neszenzdioden) betrieben werden. Der Mustererzeugungsblock P ist so aufgebaut, daß er allein die zu betätigenden Einrichtun­ gen in Übereinstimmung mit dem Muster betätigen kann, wenn ein geeignetes Logiksignal an den oben erwähnten Steuereingang geliefert wird.

Dadurch, daß der Mustererzeugungsblock P in einen Anfangszu­ stand gebracht wird, in dem die Rückstellung unter normalen Bedingungen in dem oben erwähnten Betriebszustand fortgesetzt wird, während der Rückstellungsannullieranschluß als der Steuer­ eingang verwendet wird und das EIN-Signal geliefert wird, das ein Signal ist, das von dem oben genannten Signalverarbeitungs­ block S an den Signalausgangspunkt OUT übertragen werden soll, und welches in Übereinstimmung mit der Haltezeit des Konstant­ zeithalteglieds 46 gebildet wird, um die Steuerung durchzufüh­ ren, wird der oben genannte Rückstellungsfortsetzungszustand aufgehoben. Deshalb können die zu betätigenden Einrichtungen betätigt werden, wenn das Muster während der Zeitspanne vor­ liegt, in der das EIN-Signal zugeführt wird. Außerdem wird dann wieder der Anfangszustand hergestellt, wenn die Zufuhr des EIN-Signals gestoppt wird.

Mit der herkömmlichen Vorrichtung in der verbesserten Version, wie sie in Fig. 14 dargestellt ist, kann in einer kurzen Beob­ achtungszeit der Zustand, in dem die lichtemittierenden Elemen­ te wie z. B. Lumineszenzdioden aufblitzen, aufgrund der Illusi­ on manchmal von Personen so wahrgenommen werden, als ob jedes lichtemittierende Element willkürlich in Synchronisation mit dem Klang der Musik aufleuchtet. Aber wenn der Zustand des Aufleuchtens oder dergleichen über einen längeren Zeitraum hin beobachtet wird, wird es deutlich, daß die Zeitsteuerung des Aufleuchtens nicht mit dem Klang der Musik zusammenfällt, da die Struktur auf der Basis der oben erwähnten herkömmlichen Vorrichtung gebildet ist. Somit kann das Problem des monotonen Vorgangs nicht gelöst werden. Außerdem erhöht sich im Ver­ gleich zu der zugrundeliegenden herkömmlichen Vorrichtung die Anzahl der Elemente, die benötigt wird, um die Vorrichtung aufzubauen, was zu dem Problem führt, daß die Kosten nicht reduziert werden können. Aber was noch nachteiliger ist, ist die Tatsache, daß ein großer Raum benötigt wird, um die Schal­ tung aufzubauen, was zu dem weiteren Problem führt, daß die Größe der Vorrichtung nicht so einfach reduziert werden kann. Die herkömmliche Vorrichtung des Reaktionstyps ist charakteri­ stischerweise wie oben beschrieben zusammengefaßt.

Unter den herkömmlichen Vorrichtungen des Synchronisationstyps gibt es andererseits bereits eine Vorrichtung, die durch eine Vereinfachung einer komplizierten und teuren herkömmlichen Vorrichtung zur Verwendung in einer Diskothek gebildet ist, damit sie auch im privaten Rahmen leicht verwendet werden kann. Die Vorrichtung der oben genannten Art ist so angeord­ net, daß die lichtemittierenden Elemente wie z. B. Leuchten in Synchronisation mit dem Klang der Musik aufleuchten, und zwar in Übereinstimmung mit einer Information über die in dem Klang der Musik enthaltenen Frequenzkomponenten.

Fig. 15 ist ein Funktionsblockdiagramm, in dem die herkömm­ liche Vorrichtung des Synchronisationstyps veranschaulicht ist, die so angeordnet ist, daß die lichtemittierenden Elemen­ te wie Lumineszenzdioden in Übereinstimmung mit einer Informa­ tion über die in dem Klang der Musik enthaltenen Frequenzkompo­ nenten aufblinken. Funktionsblöcke, die den Funktionsblöcken in Fig. 13 und 14 entsprechen, sind in der Fig. 15 mit glei­ chen Bezugszeichen versehen. In Fig. 15 bezeichnet das Bezugs­ zeichen 60L ein Tiefpaßfilter, 61 eine Spannungsvergleichs­ schaltung und 62 eine vorbestimmte Bezugsspannung, die als ein Bezugswert zur Verwendung in der Spannungsvergleichsschaltung 61 verwendet wird. Die oben genannten Elemente bilden einen Funktionsblock für Kanäle, die den Niederfrequenzpegeln des Tons entsprechen. Das Bezugszeichen 60B bezeichnet ein Bandpaß­ filter, 60B, ein weiteres Bandpaßfilter, das die gleiche Struk­ tur wie das Bandpaßfilter 60B aufweist, aber im Hinblick auf ein anderes Frequenzband wirkt. Das Bezugszeichen 60H bezeich­ net ein Hochpaßfilter. Jedes der oben genannten Filter weist in seinem hinteren Abschnitt den gleichen Funktionsblock auf wie der des oben genannten Blocks und einen Block zum Aufleuch­ ten eines lichtemittierenden Elements wie z. B. einer Leuchte, die jeder Frequenz entspricht. Der Bereich Ch, der von einer gestrichelten Linie umgeben ist, ist ein Aufleuchtfunktions­ block Ch, mit dem das Bandpaßfilter 60B verbunden ist, dessen Funktion darin liegt, die Leuchte in Reaktion auf die mittlere oder niedrige Frequenz des Klangs der Musik aufblinken zu lassen. Das Symbol OUTz steht für einen Signalausgangspunkt des oben genannten Blocks Ch.

Wenn der in der Umgebung vorhandene Klang der Musik an die ein Mikrophon MC aufweisende Aufnahmeschaltung 41 des in Fig. 15 gezeigten Funktionsblocks übertragen wird, wird der so übertra­ gene Klang in ein schwaches Signal umgewandelt. Das schwache Signal wird an das Tiefpaßfilter 60L, an die Bandpaßfilter 60B und 60B′, die so angeordnet sind, daß sie verschiedene Bänder passieren, und an das Hochpaßfilter 60H übertragen, damit es in Frequenzbänder klassiert werden kann, die auf den entspre­ chenden Filter eingestellt sind. Da das schwache Signal durch die Wechselstrom-Widerstandskomponenten L, C und R abgedämpft worden ist, die die Komponenten der oben genannten Filter bil­ den, wenn man es mit dem Pegel zu dem Zeitpunkt der Übertra­ gung vergleicht, wird das schwache Signal in einem relativ hohen Verstärkungsverhältnis von jedem der Verstärkungsglieder 42, die jeweils nach den Filtern 60L, 60B, 60B′ und 60H ange­ schlossen sind, verstärkt. Die Ausgangsleistung jedes der Verstärkungsglieder 42 passiert jedes Wellendetektorglied 43, um in eine Gleichstromkomponente umgewandelt zu werden, und dann wird es von jedem der nachfolgenden Zeitkonstantenglieder 44 in einen Gleichstromspannungspegel umgewandelt.

Der Pegel der Ausgangsspannung von jedem der Zeitkonstanten­ glieder 44 wird erhöht, wenn sich die Frequenz des übertrage­ nen schwachen Signals der Mittenfrequenz jedes der Filter 60L 60B, 60B′ und 60H nähert, die von den Filtern gesetzt worden ist, die zwei Stufen davor angeordnet sind. D.h., wenn in allen der in der Musik enthaltenen Frequenzkomponenten eine Frequenz vorhanden ist, die sich nahe der mittleren Frequenz jedes der oben genannten Filter befindet, wird die Ausgangs­ spannung des Zeitkonstantenglieds 44 erhöht.

Die Ausgangsspannung jedes der Zeitkonstantenglieder 44 wird an jede der nachfolgenden Spannungsvergleichsschaltungen 61 geliefert und wird dort einem Vergleich mit der vorbestimmten Bezugsspannung 62 unterzogen. Wenn der Pegel der Ausgangsspan­ nung höher als der Pegel der Bezugsspannung ist, wird die entsprechende Ausgabeschaltung 45 aktiviert, damit die entspre­ chende zu betätigende Einrichtung 48, wie z. B. die Leuchte betätigt wird.

Somit ist die herkömmliche Vorrichtung des Synchronisations­ typs angeordnet, um die zu betätigenden Einrichtungen 48, z. B. Leuchten, in Übereinstimmung mit der ermittelten mittleren Frequenz jedes der Filter aufleuchten zu lassen, die auf das Frequenzband des Klangs der Musik wie von Trommeln oder einer Stimme eingestellt worden sind. Da das bei einer Vorrichtung der oben beschriebenen Art verwendete Filter einen Kennwert von etwa -6 dB/oct aufweist, wenn es sich um eine allgemeine Art von Filter handelt, kann der Bereich höchstens auf ein Maß feineingestellt werden, das durch das Aufteilen des für einen Menschen hörbaren Frequenzbereichs (etwa 20 Hz bis 20 KHz) in drei Bereiche erhalten werden kann (wobei die Anzahl der Be­ reiche der Anzahl an Leuchten oder Leuchtgruppen entspricht, die blinken sollen), falls es notwendig ist, daß die Leuchten zuverlässig aufleuchten. Somit weist das durch die Gesamtakti­ on z. B. der vier in Fig. 15 dargestellten Kanäle bewirkte Aufleuchten zwar einen fast zufriedenstellenden Grad auf, was die Synchronisation mit dem Klang der Musik betrifft, aber der verwirklichte Klang ist, was die Modulation betrifft, nicht zufriedenstellend.

Aber wenn der Zustand der an dem Signalausgangspunkt OUTz der in Fig. 15 dargestellten herkömmlichen Vorrichtung des Synchro­ nisationstyps geleisteten Ausgabeleistung und der an dem Si­ gnalausgangspunkt OUT der in Fig. 13 dargestellten herkömm­ lichen Vorrichtung des Reaktionstyps geleisteten Ausgabe einem Vergleich unterzogen werden, während man einen Kanal eines Blocks Ch in einem begrenzten Maße beobachtet, der dahingehend wirkt, daß die Leuchte mit Hilfe des Bandpaßfilters 60B in Reaktion auf das mittelfrequente oder niederfrequente Band des Klangs der Musik aufblinkt, zeigt der Signalausgangspunkt OUTz in dem Schaltungsaufbau des Blocks Ch, der in der in Fig. 15 gezeigten Vorrichtung des Synchronisationstyps auf einen Kanal begrenzt ist, eine bessere Reaktion. Außerdem kann man eine ausgezeichnete Ausgabeleistung, die auch Modulationen zeigt, erhalten, da der Vorgang in Synchronisation mit dem Klang der Musik durchgeführt wird.

Somit kann der unbefriedigende Vorgang der herkömmlichen Vor­ richtung des Reaktionstyps durch Ersetzen der Schaltung der zugrundeliegenden, in Fig. 13 gezeigten herkömmlichen Vorrich­ tung des Reaktionstyps oder der einer anderen, in Fig. 14 gezeigten herkömmlichen Vorrichtung des Reaktionstyps durch den in Fig. 15 gezeigten Block Ch überwunden werden. Aber die Filterschaltung, die Spannungsvergleichsschaltung und die Schaltung zur Verwendung in einem Abschnitt zum Festlegen der Bezugsspannung müssen zusätzlich vorgesehen werden. Deshalb erhöht sich die Anzahl der benötigten Elemente wesentlich, was das Problem der Schwierigkeit bezüglich der Kostenreduzierung und der Notwendigkeit der Vorsehung eines Raums zum Unterbrin­ gen der benötigten Elemente noch kritischer macht, wenn man es mit der herkömmlichen Vorrichtung des Reaktionstyps ver­ gleicht. Somit ist es noch schwieriger, eine Reduzierung der Größe zu verwirklichen. Folglich kann die Vorrichtung der oben beschriebenen Art nicht bei einem Spielzeug oder dergleichen verwendet werden.

Eine herkömmliche Vorrichtung des Synchronisationstyps, die die bei den oben aufgeführten herkömmlichen Vorrichtungen auftretenden Probleme löst, nämlich das Verringern der Anzahl an benötigen Bauteilen und die Verringerung der Kosten, ist bereits offenbart worden. Denn der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat bereits eine Erfindung offenbart, die den Titel "Dekorationsleuchtenblinkvorrichtung mit einer PLL-Schaltung zum intermittierenden Leuchten zu Musik" (japanische Patentan­ meldung Nr. 3-278685, deutsche Patentanmeldung P 42 24 392.0 vom 23.07.1992) trägt. In ähnlicher Weise wie die herkömmliche Vorrichtung, die in der oben beschriebenen Art und Weise wei­ terentwickelt worden ist, kann die oben beschriebene Vorrich­ tung den Vorgang im Vergleich zu der herkömmlichen Vorrichtung zufriedenstellender ausführen, da die Anordnung so ausgelegt ist, daß eine Begrenzung auf einen Kanal aus einer Vielzahl von Kanälen (dem Block zum Einschalten einer Leuchte) vorgenom­ men ist.

Aber die herkömmliche Vorrichtung, die einen Teil der Vorrich­ tung verwendet, die die PLL-Schaltung zur Schaffung einer Verbesserung einsetzt, ist mit einem praktischen Problem kon­ frontiert, das darin liegt, daß die Kapazität eines Kondensa­ tors oder dergleichen unweigerlich vergrößert wird und deshalb die Gesamtgröße zunimmt, was bedingt ist durch den Aufbau der Schaltung, selbst wenn ausschließlich eine integrierte Schal­ tung (IC) verwendet wird, um die benötigte Verstärkungsschal­ tung zu bilden. Andererseits ergibt sich bei der herkömmlichen Vorrichtung ohne PLL-Schaltung das Problem, daß die Kosten und die Größe aufgrund der oben genannten Probleme und des prakti­ schen Problems, das sich ergibt, wenn die oben genannte Ver­ stärkerschaltung verwendet wird, nicht reduziert werden kön­ nen.

Dementsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kippschaltungseinheit zur Betätigung von lichtemittieren­ den Elementen, z. B. von Lumineszenzdioden oder Motoren zur Verwendung bei Personenschmuck oder einem Spielzeug, in Syn­ chronisation mit dem Klang von Musik vorzusehen, die die oben aufgeführten verschiedenartigen Probleme lösen kann, die bei der herkömmlichen Vorrichtung zur Betätigung von lichtemit­ tierenden Elementen, z. B. Lumineszenzdioden oder Motoren, in Reaktion auf den Klang von Musik zur Verwendung in einem Spiel­ zeug oder dergleichen auftreten. Zur Lösung dieser Aufgabe ist die vorliegende Erfindung so ausgelegt, daß sie die Vorrich­ tung exakt aktivieren kann, damit diese gemäß dem Vorgang des Synchronisationstyps betätigt wird, der in Synchronisation mit dem Klang von Musik durchgeführt wird, wobei sie die folgenden Anforderungen erfüllt:

Die Größe muß so ausgelegt sein, daß sie in einem relativ kleinen Personenschmuck, z. B. bei einem Abzeichen oder einer Plakette verwendet werden kann.

Die zu betätigenden Vorrichtungen können in Übereinstimmung mit der Information über den Klang der Musik betätigt werden und zeigen eine ausgezeichnete Modulation (der Aufleuchtvor­ gang der lichtemittierenden Einrichtungen wie z. B. Lumineszenz­ dioden).

Ein Element mit einer sehr kleinen Größe (z. B. ein kleinvolumi­ ges Bauteil wie ein chipartiger Kondensator bzw. ein auf einem Chip realisierter Kondensator) kann als Bauteil zum Aufbauen des Schaltkreises verwendet werden.

Die Anzahl der benötigten, auf der Schaltung anzubringenden Elemente kann erheblich verringert werden.

Die Kippschaltungseinheit muß (kann) als eine kleine Einheit behandelt werden, die nicht viel Platz benötigt.

Der Startvorgang (Auslösevorgang) der herkömmlichen Vorrich­ tung des Reaktionstyps kann genauso durchgeführt werden, und ein Austausch durch die herkömmliche Vorrichtung kann durchge­ führt werden.

Zur Lösung der oben genannten Aufgabe ist nach einer Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung eine Kippschaltungsein­ heit vorgesehen, die folgendes umfaßt: einen vorderen Schalt­ block mit einer Aufnahmeschaltung, z. B. ein Mikrophon zum Aufnehmen eines Musiksignals, um dieses in ein elektrisches Signal umzuwandeln, einer Filterschaltung zum Auswählen eines Teils des Bands von einem aufgenommenen hörbaren Frequenzband, und einer Grenzwertverstärkungsschaltung (Grenzverstärkerschal­ tung), die sich hauptsächlich aus einer logischen integrierten Schaltung (IC) für eine Inverteroperation zum Verstärken des ausgewählten elektrischen Signals, das einen Abschnitt des Bandes aufweist, und zum Übertragen eines Ausgabesignals zusam­ mensetzt, das eine vorbestimmte Amplitude aufweist, und einen Wellenformumwandlungsschaltblock , der ein Zeitkonstantenglied aufweist und der mit dem Ausgang des vorderen Schaltblocks verbunden ist und sich aus einem Kondensator zusammensetzt, der eine oder mehrere in Reihe geschaltete Dioden und einen Widerstand aufweist, um eine Rückströmung zu verhindern, und um eine vorwärtsgerichtete Spannungsdifferenz zu erhalten, wobei das Zeitkonstantenglied vorgesehen ist, um elektrische Signale, deren jeweiliger Pegel höher als ein vorbestimmter Pegel ist, in Analogimpulssignale umzuformen, während es die Spannung, nachdem diese abgefallen ist und die man aus der vorwärtsgerichteten Spannungsdifferenz der Dioden erhalten kann, zu einem Bezugswert macht, wenn das von dem vorderen Schaltblock gelieferte elektrische Signal das Zeitkonstanten­ glied passiert, um das Analogimpulssignal zu übertragen, wobei die Analogimpulssignale, die von dem Zeitkonstantenglied über­ tragen werden, veranlaßt werden, eine Schmitt-Operation durch­ zuführen, die einen vorher eingestellten Hysteresegrad in einem Schmitt-Schaltkreis hat, der hauptsächlich aus einer logischen integrierten Inverteroperationsschaltung (IC) zusam­ mengesetzt ist, die nachgeschaltet ist, damit sie in rechteck­ förmige Impulssignale umgeformt und umgewandelt werden, bevor sie übertragen werden, wobei die von dem Wellenformumwandlungs­ schaltblock gemäß den elektrischen Signalen, die den Musiksi­ gnalen entsprechen, die jeweils ein aufgenommenes Teilband aufweisen, übertragenen rechteckförmigen Impulssignale, die in dem vorderen Schaltblock ausgewählt und verstärkt worden sind, als Basistriggersignale übertragen werden, um die lichtemittie­ renden Elemente wie z. B. Lumineszenzdioden oder Motoren zu betätigen.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung verdeutlicht. Es zeigen:

Fig. 1 ein Funktionsblockdiagramm, in dem ein Beispiel einer Kippschaltungseinheit nach der vorliegenden Erfindung darge­ stellt ist,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Beispiel, bei dem die Kippschaltungseinheit nach der vorliegenden Erfindung auf einem Schal­ tungssubstrat ausgebildet ist,

Fig. 3 eine Aufrißquerschnittsansicht der Schaltungseinheit nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein weiteres Bei­ spiel, bei dem die Kippschaltungsein­ heit nach der vorliegenden Erfindung auf einem Schaltungssubstrat ausgebil­ det ist,

Fig. 5 eine Rückseitenansicht der Schaltungs­ einheit nach Fig. 4,

Fig. 6 eine Aufrißquerschnittsansicht der Schaltungseinheit nach Fig. 4,

Fig. 7 ein Funktionsblockdiagramm eines Bei­ spiels des in Fig. 1 gezeigten Funkti­ onsblocks, der mit dem Basistriggeraus­ gang verbunden ist und eine Vielzahl von zu betätigenden Elementen gleich­ mäßig betätigen kann,

Fig. 8 ein Funktionsblockdiagramm eines weite­ ren Beispiels des Funktionsblocks nach Fig. 1, der mit dem Basistriggerausgang verbunden ist und eine Vielzahl von zu betätigenden Elementen gleichmäßig betätigen kann,

Fig. 9 ein Funktionsblockdiagramm eines weite­ ren Beispiels einer Verbindung des in Fig. 1 gezeigten Funktionsblocks, der mit dem Basistriggerausgang verbunden ist und eine Vielzahl von zu betätigen­ den Elementen gleichmäßig betätigen kann,

Fig. 10 ein Funktionsblockdiagramm einer PLL- Schaltung,

Fig. 11 ein Funktionsblockdiagramm eines weite­ ren Beispiels einer Kippschaltungsein­ heit nach der vorliegenden Erfindung, bei der das Filter des in Fig. 1 gezeig­ ten Funktionsblocks weggelassen ist und der in Fig. 10 gezeigte PLL-Funktions­ block anstelle des Wellendetektorglieds und der vorwärtsgerichteten Spannungser­ zeugungsschaltung eingefügt ist,

Fig. 12 ein Funktionsblockdiagramm eines Bei­ spiels einer photoelektrischen Umwand­ lungsschaltung, die zusätzlich in den vorderen Schaltblock des Funktionsblock nach Fig. 1 eingefügt ist,

Fig. 13 ein Funktionsblockdiagramm eines Bei­ spiels eine herkömmlichen Vorrichtung des Reaktionstyps, der auf einen Klang reagiert,

Fig. 14A und Fig. 14B ein Funktionsblockdiagramm eines weite­ ren Beispiels der in Fig. 13 gezeigten herkömmlichen Vorrichtung, und

Fig. 15A und Fig. 15B ein Funktionsblockdiagramm eines Bei­ spiels einer herkömmlichen Vorrichtung eines Musiksynchronisationstyps.

Im folgenden wird nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 1 ist ein Funktions­ blockdiagramm, in dem ein Ausführungsbeispiel einer Kippschal­ tungseinheit nach der vorliegenden Erfindung verdeutlicht ist. Fig. 2 ist eine Draufsicht, in der ein Beispiel für eine Struk­ tur dargestellt ist, bei der die Kippschaltungseinheit nach der vorliegenden Erfindung auf einem Schaltungssubstrat ausge­ bildet ist. Fig. 3 ist eine Aufrißquerschnittsansicht, in der ein Beispiel der Schalteinheit nach Fig. 2 verdeutlicht ist. Fig. 4 ist eine Draufsicht, in der ein weiteres Beispiel darge­ stellt ist, bei dem die Kippschaltungseinheit nach der vorlie­ genden Erfindung auf einem Schaltkreissubstrat ausgebildet ist. Fig. 5 ist eine Rückseitenansicht der in Fig. 4 darge­ stellten Schaltungseinheit. Fig. 6 ist eine Aufrißquerschnitts­ ansicht, die die Schaltungseinheit nach Fig. 4 verdeutlicht. Die Fig. 7 bis 9 sind jeweils Funktionsblockdiagramme, die Beispiele von Verbindungen verdeutlichen, die mit dem Basis­ triggerausgang des in Fig. 1 gezeigten Funktionsblocks aufge­ baut sind, um eine Vielzahl von zu betätigenden Elementen gleichmäßig zu betätigen. Fig. 10 ist ein Funktionsblockdia­ gramm, das eine PLL-Schaltung zeigt. Fig. 11 ist ein Funktions­ blockdiagramm eines weiteren Beispiels einer Kippschaltungsein­ heit nach der vorliegenden Erfindung, bei dem das Filter des in Fig. 1 gezeigten Funktionsblocks weggelassen und der PLL- Funktionsblock anstelle des Wellendetektorglieds und einer vorwärtsgerichteten Spannungserzeugungsschaltung in den Aufbau eingefügt ist. Fig. 12 ist eine Funktionsblockdiagramm, in dem ein Beispiel einer photoelektrischen Umwandlungsschaltung dargestellt ist, die in einen vorwärtsgerichteten (vorderen) Schaltblock des in Fig. 1 gezeigten Funktionsblock eingefügt werden soll. In den Fig. 1 bis 11 steht das Symbol SW für einen Leistungsschalter, das Bezugszeichen 9 bezeichnet eine Energieversorgungseinheit, z. B. eine Batterie, die mit jedem der in Fig. 1 und Fig. 7 bis 11 gezeigten Schaltblöcke über den oben genannten Schalter SW verbunden ist, um die Schalt­ blöcke mit elektrischer Energie zu versorgen.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Schaltungseinheit nach der vorlie­ genden Erfindung bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Aufnahme­ schaltung, die sich aus einem Kondensatormikrophon oder einer piezoelektrischen Einrichtung oder dergleichen zusammensetzt. Die Aufnahmeschaltung 1 nimmt Signale eines atmosphärischen Klangs von gespielter Musik oder dergleichen auf, um dieses Signal in ein elektrisches Signal des Tons der Musik umzuwan­ deln. Es sei hiermit angemerkt, daß die vorliegende Erfindung nicht auf das Kondensatormikrophon beschränkt ist. Außerdem muß, wenn anstelle des Mikrophons die piezoelektrische Einrich­ tung verwendet wird, die Filterkonstante einer noch zu be­ schreibenden Filterschaltung 2 oder der Grad der Verstärkung einer Grenzwertverstärkungsschaltung (Grenzverstärkerschal­ tung) 3 geändert werden, um die Kennwerte der piezoelektri­ schen Einrichtung auszugleichen, die ein Niederpegel-Ausgangs­ signal in Reaktion auf einen niederfrequenten Klang von 1 KHz oder weniger überträgt und die wirkungsvoll auf einen Hochfre­ quenzton reagiert.

Das Bezugszeichen 2 bezeichnet eine Filterschaltung, die sich aus einem Kondensator und einem Widerstand zusammensetzt und die dahingehend ausgewählt worden ist, daß sie sowohl die hochfrequenten Komponenten als auch die niederfrequenten Kompo­ nenten der Signale des von der Aufnahmeschaltung 1 aufgenom­ menen Musikklangs sperrt (abschneidet). D.h., die Filterschal­ tung 2 setzt sich hauptsächlich aus einem Kondensator und einem Widerstand zusammen, die so ausgewählt sind, daß sie nur das mittlere und das niedere Frequenzband von etwa 100 bis 800 Hz eines allgemein hörbaren Frequenzbereichs durchlassen, der zwischen etwa 2 bis 20 KHz liegt, und daß sie die Frequenzbe­ reiche außerhalb des oben genannten Bandes sperren (abschnei­ den).

Die Filterschaltung 2 ist so angeordnet, daß sie nur den oben genannten Bereich von 100 bis 800 Hz passieren läßt, weil das Tempo und der Rhythmus der betreffenden Musik normalerweise von der Zuhörerschaft über ein Rhythmusinstrument, z. B. eine Trommel oder eine Stimme, die die Melodie singt, wahrgenommen wird, und das Rhythmusinstrument oder die Stimme liegen norma­ lerweise in einem Frequenzbereich von etwa 100 bis 800 Hz. Anhand von Experimenten ist herausgefunden worden, daß die Verwirklichung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung, nämlich das Vorsehen der Kippschaltungseinheit zum Übertragen von Triggersignalen, die bewirkt, daß die lichtemittierenden Ele­ mente in Synchronisation mit Musik aufleuchten, davon abhängt, ob der Vorgang, z. B. das Blinken in Synchronisation mit dem von einem Rhythmusinstrument oder von dem ersten Schlag jedes Taktes der die Melodie der Musik singenden Stimme geschaffenen Tempo durchgeführt wird oder nicht.

Das Bezugszeichen 3 steht für eine Grenzwertverstärkungsschal­ tung zum Verstärken des zugeführten Signals von 100 bis 800 Hz, das die Filterschaltung 2 passiert hat, um ein Ausgangssi­ gnal mit einer vorbestimmten Amplitude zu übertragen, wobei sich die Grenzwertverstärkungsschaltung 3 aus einer integrier­ ten Inverter-Schaltung IC (einem Inverter-IC) (der eine Inver­ teroperation eines logischen integrierten Schaltkreises IC durchführt) zusammensetzt. Der Grund für die Verwendung des Inverter-IC in der Verstärkungsschaltung liegt darin, daß der Inverter-IC als eine der einfachsten Verstärkungsschaltungen verwendet wird, da die Verstärkungsschaltung nur zum Verstär­ ken des Signals benötigt wird, welches einen vorgegebenen Bereich aufweist und von der Filterschaltung 2 übertragen worden ist. Der Inverter-IC ist zum Beispiel vorgesehen, um als ein Analogverstärker zu wirken, indem relativ größere Widerstände als Rückkopplungswiderstände in die Eingangsan­ schlüsse und die Ausgangsanschlüsse eines logischen NICHT-Glie­ des eingesetzt werden. Wenn aufgrund der Leistung oder derglei­ chen des verwendeten Elements kein ausreichendes Verstärkungs­ verhältnis erhalten werden kann, wird dem oben erwähnten Ver­ stärker ein zweites logisches NICHT-Glied in Reihe nachgeschal­ tet, und es wird kein Rückkopplungswiderstand verwendet, um den gesamten Körper zu einem Analogverstärker zu machen, damit man das geeignete Verstärkungsverhältnis erhält. Um den Unter­ schied bei dem Pegel des Ausgangssignals des Verstärkers zu entspannen (auszugleichen), der von dem Pegel des Eingangssi­ gnals des Klangs der Musik abhängt, ist eine Einrichtung wie z. B. ein FET (Feldeffekttransistor), der einen Halbleiterwider­ stand steuern kann, zwischen dem Signaleingabeanschluß des ersten logischen NICHT-Glieds und dem 0-Volt-Potential angeord­ net, um auf diese Weise eine Eingabepegeleinstellfunktion zu erfüllen (zu erreichen). Außerdem wird die Ausgabespannung eines im folgenden noch zu beschreibenden Zeitkonstantenglied­ blocks 4 als ein Signal rückgekoppelt, wodurch der oben erwähn­ te Halbleiterwiderstand gesteuert wird, so daß eine einfache Art von automatischer Pegelaussteuerung (automatic level con­ trol ALC) durchgeführt wird. Die Folge davon ist, daß der Pegel des Ausgangssignals des Verstärkers mit einer konstanten Amplitude versehen wird, oder es wird ein mit einer niedrigen Spannung betätigter Varistor (spannungsabhängiger Widerstand) oder ein Diodenbegrenzer, der in Reihe geschaltet ist und durch Verbinden verschiedener Pole gebildet wird, als eine Last verwendet, um die Ausgabeleistung des Verstärkers zu begrenzen. Folglich weist der Pegel des Ausgangssignals des Verstärkers zwangsweise eine vorbestimmte Amplitude oder der­ gleichen auf. Dadurch kann, selbst wenn der Pegel des Eingabe­ signals des Klangs der Musik nicht einheitlich ist, ein kon­ stanter Pegel der Ausgangsleistung von dem Verstärker aufrecht­ erhalten werden. Nach diesem Ausführungsbeispiel kann man eine zufriedenstellende Ausgabeleistung von dem Verstärker erhal­ ten, indem nur das erste logische NICHT-Glied verwendet wird. Außerdem ist der oben erwähnte Diodenbegrenzer mit dem logi­ schen NICHT-Glied verbunden, so daß die Grenzwertverstärkungs­ schaltung (Grenzverstärker) mit der oben genannten extrem einfachen Struktur aufgebaut ist. Das Ausgabesignal von der Grenzwertverstärkungsschaltung wird z. B. über einen Gleich­ stromvorspannungstrennkondensator (DC bias cutting capacitor) übertragen. Übrigens umfaßt der oben genannte logische IC einen IC des C-MOS-Typs der Art mit einem niedrigen Energiever­ brauch, dessen Ausgangsleistung verstärkt wird. Der Grund dafür liegt darin, daß nur die Eingangsspannung beachtet wer­ den muß, da der IC des CMOS-Typs einen extrem hohen Eingangs­ scheinwiderstand (Eingangsimpedanz) aufweist, und deshalb kann berücksichtigt werden, daß an dem Eingang im wesentlichen kein elektrischer Strom verbraucht wird. Nach der vorliegenden Erfindung wird der vordere Schaltblock "P·CB" von der Auf­ nahmeschaltung 1, der Filterschaltung 2 und der Grenzwertver­ stärkungsschaltung 3 gebildet.

Das Bezugszeichen 4 bezeichnet einen Zeitkonstantengliedblock, der nach diesem Ausführungsbeispiel ein Wellendetektorglied 4a, bestehend aus einer Diode, eine vorwärtsgerichtete Span­ nungserzeugungsschaltung 4b und ein Zeitkonstantenglied 4c umfaßt, das hauptsächlich aus einem Widerstand und einem Kon­ densator besteht. Das Wellendetektorglied 4a weist eine Diode zum Herausziehen lediglich des positiven Spannungsanteils des von der Verstärkungsschaltung 3 gelieferten elektrischen Si­ gnals auf, so daß das Wellendetektorglied 4a eine gleichgerich­ tete Welle überträgt, von der die halbe Welle gleichgerichtet worden ist. Die vorwärtsgerichtete Spannungserzeugungsschal­ tung 4b ist so aufgebaut, daß zwei oder drei Dioden in Reihe geschaltet sind, damit sie die Ausgangsspannung eines positi­ ven (oder negativen) Spannungsteils der analogen Ausgangswel­ le, die von der Verstärkungsschaltung 3 übertragen und dann gleichgerichtet und von dem Wellendetektorglied 4a übertragen worden ist, auf einen vorbestimmten Spannungspegel festsetzt. D.h., das oben genannte Wellendetektorglied 4a und die vor­ wärtsgerichtete Spannungserzeugungsschaltung 4b haben die wichtige Funktion, lediglich Signale mit einem Spannungspegel, der höher als ein bestimmter Spannungspegel ist, unter den von dem logischen IC der Verstärkungsschaltung 3 übertragenen Analogsignalen zu erfassen. Wenn eine Niederpegelspannung von 2 bis 20 V an den gesamten Schaltkreis geliefert wird, kann es sein, daß nur die vorwärtsgerichtete Spannung, die unweiger­ lich erzeugt wird, wenn das elektrische Signal das Wellendetek­ torglied 4a passiert, die die Diode umfaßt, der gewünschte Spannungspegel ist bzw. als der gewünschte Spannungspegel verwendet wird, indem der Hysteresegrad einer im folgenden noch zu beschreibenden Schmitt-Schaltung 5 eingestellt wird. D.h., wenn dem gesamten Schaltkreis eine Spannung eines niedri­ gen Pegels zugeführt wird, kann die vorwärtsgerichtete Span­ nungserzeugungsschaltung 4b aus dem Aufbau genommen werden, indem die Durchführung der Funktion der vorwärtsgerichteten Spannungserzeugungsschaltung 4b von dem Wellendetektorglied 4a übernommen wird.

Wenn das elektrische Signal, das die vorwärtsgerichtete Span­ nungserzeugungsschaltung 4b passiert hat, so ist, wie es über­ tragen worden ist, kommt es zu einem übermäßig steilen Anstieg oder rapiden Abstieg. Deshalb stellt das Zeitkonstantenglied 4c die Zeit, in der das zugeführte elektrische Signal geladen bzw. entladen wird, durch den Widerstand und den Kondensator des Zeitkonstantenglieds 4c ein, damit das elektrische Signal richtig integriert wird, während die Zeitsteuerung des Klangs der mittleren und niedrigen Frequenz von etwa 100 bis 800 Hz aufrechterhalten werden. D.h. die Signale der Trommeln oder der Stimme, die den Rhythmus oder den ersten Schlag jeden Taktes der Musik ausdrücken, werden aus den Signalen des Klangs der Musik, die der Aufnahmeschaltung 1 zugeführt wer­ den, herausgezogen, wobei die herausgenommenen Signale in Analogimpulssignalausgangsleistungen umgeformt werden. Der oben verwendete Begriff "Analogimpulssignalausgangsleistung" steht für ein Signal in der Form eines Analogsignals, das impulsartig ansteigende Abschnitte umfaßt. Nach der vorliegen­ den Erfindung ist die angemessene Integrationszeit zur Auf­ rechterhaltung der oben genannten Klangzeitsteuerung so festge­ legt, daß sie in einem Bereich von etwa 50 ms bis 200 ms liegt, der in fundamentalen Experimenten ermittelt worden ist; dies hat zur Folge, daß ein zufriedenstellender Effekt erzielt werden kann.

Das Bezugszeichen 5 bezeichnet die Schmitt-Schaltung, die den logischen Inverteroperations-IC umfaßt, der bewirkt, daß das von dem Zeitkonstantenglied 4c gelieferte Analogimpulssignal eine Schmitt-Operation durchführt und dabei die Schwellwert­ spannung benutzt, die willkürlich von einem Widerstandswert als ein Bezug bestimmt worden ist. Folglich wird die Wellen­ form des oben genannten Analogimpulssignals so geformt, daß es ein stabiles digitales Wellensignal wird, selbst wenn das Analogimpulssignal leichte Spannungsschwingungen einschließt (aufweist). Der logische Inverteroperations-IC zur Verwendung in der Anordnung nach der vorliegenden Ausführungsform ist derselbe wie der IC, der die Grenzwertverstärkungsschaltung 3 bildet, aber er wird zur Durchführung einer anderen Funktion verwendet. Anstelle der Inverteroperationslogik kann ein aus­ schließlich für die Schmitt-Operation vorgesehener IC verwen­ det werden, womit eine ähnliche Wirkung erzielt werden kann. Deshalb wird ein impulsartig ansteigender Abschnitt, der das Signal der Trommeln oder der Stimme darstellt, die in dem Analogsignal enthalten sind, das von dem Zeitkonstantenglied 4c übertragen worden ist, als eine digitale Signalausgangslei­ stung herausgezogen, die rechteckförmig ansteigt. Nach der vorliegenden Erfindung ist das oben genannte Digitalsignal, das die Ausgangssignalleistung der Schmitt-Schaltung 5 ist, das Basistriggerausgangssignal des Schaltblocks nach der vor­ liegenden Erfindung. Da eine kleine Basistriggerausgangslei­ stung von etwa 5 mA erzeugt wird, wenn ein Niederspannungspe­ gel von etwa 3 V an den Inverter-IC geliefert wird, kann diese höchstens ein oder zwei weitere logische integrierte Schalt­ kreise (IC) oder Lumineszenzdioden betätigen, und sie ist prinzipiell zu schwach, um einen Motor oder dergleichen direkt zu drehen.

Es sei hiermit erwähnt, daß der Zeitkonstantengliedblock 4 und die Schmitt-Schaltung 5 einen Wellenformumwandlungsschaltblock S·CB bilden.

Nach der vorliegenden Erfindung wird das von der Schmitt-Schal­ tung 5 erhaltbare Basistriggerausgangssignal von der Ausgabe­ schaltung 6 elektrisch verstärkt, um dieses über einen nach außen abgebenden Verbindungsabschnitt nach außen auszugeben, der mit dem Ausgabepunkt OUT verbunden ist. Als eine Alternati­ ve dazu ist die Ausgabeschaltung 6 zu einem logischen Schalt­ kreis ausgebildet, der eine Zählfunktion und einen Decodier­ funktion aufweist. Auf der Basis des Ausgabesignals dieser logischen Schaltung werden die zu betätigenden Einrichtungen, z. B. die Lumineszenzdioden oder der Motor, in Synchronisation mit der Musik betätigt. Im folgenden wird nun der oben genann­ te Vorgang beschrieben.

Die Kippschaltungseinheit (von der Aufnahmeschaltung 1 bis zu der Schmitt-Schaltung 5), durch die das Basistriggerausgangssi­ gnal erhalten wird, kann in einen extrem kleinen zusammenge­ setzten Kippschaltungseinheit-Körper ausgebildet sein, indem die Bauteile wie die Ausgabeschaltung 6 und dergleichen auf z. B. einer gedruckten Schaltplatte P·B integral (integriert) zusammengebaut werden, wie dies in den Fig. 2 bis 6 darge­ stellt ist. D.h., wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, setzt sich die gedruckte Schaltplatte P·B aus einem Kippschaltungsab­ schnitt zusammen, der durch integrierten Zusammenbau des klei­ nen Kondensatormikrophons Mc der Aufnahmeschaltung 1, der Grenzwertverstärkungsschaltung 3, des Inverter-IC, der die Schmitt-Schaltung 5 bildet, der kleinen Bauteile wie z. B. die Diode, der Widerstand, der Kondensator, die den mit dem oben genannten IC verbundenen Zeitkonstantengliedschaltblock 4 bilden, und der benötigten Bauteile eP, wie z. B. verschiedene Chipelemente, gedruckte Elemente (gedruckte Widerstände) auf der Oberfläche eines Substrats mit einer Größe von etwa 10 mm × 10 mm, sowie eines gedruckten Schaltungsverbindungsab­ schnitts pT, der als ein Außenverbindungsanschluß dient, der mit dem Ausgabeanschluß der Triggerschaltung auf der Platte verbunden ist, gebildet wird. Folglich kann die Dicke auf etwa 5 mm reduziert werden. Die Elemente eP können auf sowohl einer als auch auf beiden Seiten der Platte P·B angeordnet sein.

Die Fig. 4 bis 6 stellen jeweils eine Draufsicht, eine Rückan­ sicht bzw. eine Aufrißquerschnittsansicht dar, in denen ein Beispiel der Kippschaltungseinheit nach der vorliegenden Erfin­ dung dargestellt ist und die so angeordnet ist, daß der Inver­ ter-IC und die Elemente eP einstückig in einem IC mittels des Chip-auf-Platte-Herstellungsverfahrens ausgebildet sind, daß der oben erwähnte IC direkt an der gedruckten Schaltplatte P·B durch Verwendung eines Epoxyharzes oder dergleichen befestigt ist, und daß der befestigte IC mit dem einzeln angeordneten Kondensatormikrophon MC und dem gedruckten Schaltungsverbin­ dungsabschnitt pT und dergleichen verbunden ist. Wie oben beschrieben worden ist, wird die Kippschaltungseinheit nach der vorliegenden Erfindung, die zur Bildung eines Triggersi­ gnals vorgesehen ist, durch das das lichtemittierende Element oder dergleichen in Synchronisation mit Musik betrieben wird, unter Verwendung des Inverter-IC gebildet, um die Anzahl der benötigten Bauteile zu verringern. Deshalb kann die Vorrich­ tung nach der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu der her­ kömmlichen Vorrichtung so ausgebildet werden, daß sie ein Produkt mit einer extrem kleinen Größe und einem extrem klei­ nen Volumen (etwa 1 cm³) darstellt, wenn es in einem Spielzeug angeordnet werden soll. Wenn die Vorrichtung nach der vorlie­ genden Erfindung an eine Struktur zum Einschalten von einer oder zwei Lumineszenzdioden in Synchronisation mit der Zeit­ steuerung des Musikklangs angepaßt wird, kann die Ausgabeschal­ tung 6 weggelassen werden, da die oben genannte Operation des Einschaltens der Lumineszenzdioden durch das Ausgangssignal der Schmitt-Schaltung 5, d. h. also mit dem Basistriggeraus­ gangssignal durchgeführt werden kann. Folglich kann eine Vor­ richtung, die sich nur aus einer gedruckten Schaltplatte P·B zusammensetzt und zum Einschalten der Lumineszenzdioden vorge­ sehen ist, verwirklicht und gleichzeitig die Gesamtgröße auf das oben erwähnte Volumen (etwa 1 cm³) reduziert werden, indem man die Lumineszenzdioden auf der gedruckten Schaltplatte P·B anbringt und indem dem Verbindungsabschnitt pT der gedruckten Schaltplatte P B elektrische Energie zugeführt wird.

Die oben genannte Kippschaltungseinheit nach der vorliegenden Erfindung ist so vorgesehen, daß die in dem Musikklang enthal­ tenen Signale, die von der Aufnahmeschaltung 1 aufgenommen werden und einen vorbestimmten Bereich aufweisen (Signale von 100 bis 800 Hz, die den Hauptteil der Signale des Rhythmusin­ struments wie z. B. einer Trommel oder einer Stimme enthalten), in einer aufgelisteten Art und Weise an deren Ausgabeabschnitt übertragen werden, d. h., die Signale werden einfach hinterein­ ander übertragen, wobei zugelassen wird, daß sie mit der Zeit­ steuerung des Klangs zusammenfallen. Deshalb ist die erziel­ bare Wirkung manchmal unbefriedigend, obwohl die Anordnung zum einfachen Verstärken des oben genannten Signals wirksam ist, wenn sie einem Personenschmuck oder Teilen von Spielzeug ange­ paßt ist, da eine relativ einfache Operation höchstens dann realisiert werden kann, wenn es als das Triggersignal verwen­ det wird, um eine Vielzahl von lichtemittierenden Elementen oder Motoren zu betätigen. Dementsprechend ist ein Ausführungs­ beispiel nach der vorliegenden Erfindung so ausgelegt, daß ein logischer Schaltkreis (wie ein Zähler-IC) mit einer Zählfunk­ tion oder einer Decodierfunktion mit dem Ausgabeabschnitt der oben genannten Kippschaltung verbunden wird, um so die Aus­ gangsleistung von der Kippschaltungseinheit gemäß einer Viel­ zahl von Ausgabemustern herauszuziehen, die mit der Zeitsteue­ rung des Klangs der Musik zusammenfallen. Im folgenden wird dieses Ausführungsbeispiel mit Bezug auf die Fig. 7 bis 9 beschrieben.

Fig. 7 ist ein Funktionsblockdiagramm, in dem ein Beispiel einer Verbindung dargestellt ist, die zwischen der Schmitt- Schaltung 5 und den Einrichtungen angeordnet ist, die mit deren Ausgabeleistungen über die Kippschaltungseinheit nach der vorliegenden Erfindung betätigt werden und die z. B. einen 4-Bit-Binärzähler IC7 oder einen Binärzähler IC7 einer anderen Bitanzahl, der mit dem Ausgabeabschnitt der in Fig. 5 gezeig­ ten Schmitt-Schaltung 5 verbunden ist, einen Dekodierer ICB, der die Ausgabeleistung von dem Zähler IC7 empfängt, eine Ausgabeschaltung 61, die sich aus einer elektrischen Energie­ verstärkungseinheit oder dergleichen zusammensetzt, die innen, wie dargestellt, oder außen mit dem Ausgabeabschnitt des Deko­ dierers IC8 verbunden ist, UND-Glieder 9 zur Gewinnung des logischen Produkts der Eingabe des Zählers IC7 und der Ausgabe des Dekodierers IC8, sowie lichtemittierende Elemente 10 wie z. B. Lumineszenzdioden umfaßt. Als eine Alternative zu dem in Fig. 7 dargestellten Dekodierer IC8 kann ein Festspeicher (ROM) verwendet werden, und die gemäß den gespeicherten Daten erhaltene Ausgangsleistung wird als der decodierte Ausgabewert behandelt, was zur Folge hat, daß eine Wirkung, die der mit dem Dekodierer ICB zu erhaltenden ähnlich ist, erzielt werden kann. Deshalb werden in der nachfolgenden Beschreibung Ele­ mente, die die Dekodieroperation durchführen können, kollektiv als Dekodierer IC8 bezeichnet.

Wenn der oben genannte Zähler IC7 z. B. ein 4-Bit-Binärzähler ist, und wenn die Ausgangsleistungen der Kippschaltungseinheit nach der vorliegenden Erfindung in Reihe und nacheinander an den oben genannten Zähler IC7 geliefert werden, werden binäre und vierstellige Ausgangssignale (Triggersignale), die der Anzahl an rechteckigen Eingangssignalen entsprechen, die von der Basistriggerausgangsleistung erhalten worden sind, sequen­ tiell, d. h. gleichmäßig an jedem der vier Ausgabeanschlüsse des Zählers IC7 gebildet. Da das Muster der an jedem Ausgabean­ schluß des Zählers IC7 gebildeten Ausgangssignale in Synchroni­ sation mit der Basistriggerausgangsleistung der Kippschaltungs­ einheit geändert wird, wird jedes Ausgangssignal (jedes Trig­ gersignal) des Zählers IC7 elektrisch verstärkt, um es an jedes der Vielzahl von lichtemittierenden Elementen wie z. B. Lumineszenzdioden oder einer Vielzahl von Motoren zu liefern. Folglich können die oben genannten lichtemittierenden Elemente oder die Motoren betätigt werden, während sie regelmäßig und periodisch in Synchronisation mit der oben genannten Basisaus­ gabeleistung geändert werden.

Nach dem Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung wie es in Fig. 7 dargestellt ist, wird das Ausgangssignal des Zählers IC7 an den Dekodierer IC8 geliefert, und es wird veran­ laßt, daß die Ausgangsleistungen des Dekodierers IC8 sequenti­ ell in Synchronisation mit dem Basistriggerausgangsleistungssi­ gnal von der Triggerschaltung geändert werden. Aufgrund der Charakteristik des Zählers IC7 oder des Dekodierers IC8 wird, wenn der oben genannte Triggereingang während der Operation des Zählers IC7 oder des Dekodierers IC8 eliminiert wird, deren Ausgabeanschluß in einen Haltezustand versetzt, wobei der Logikpegel (der Ausgabewert) zu diesem Zeitpunkt übertra­ gen wird. Folglich wird die Operation der Motoren oder der lichtemittierenden Elemente nicht angehalten, was dazu führt, daß auf verschwenderische Art und Weise elektrische Energie verbraucht wird.

Demgemäß ist das in Fig. 7 gezeigte Ausführungsbeispiel so angeordnet, daß das logische Produkt (logische UND) des Ein­ gangs des Zählers IC7 und jedes Ausgangs des Dekodierers IC8 ermittelt wird, um die Zufuhr der Ausgabeleistung an die zu betätigenden Elemente, d. h. also an die lichtemittierenden Elemente 10, zu stoppen, wenn kein Basistriggereingangssignal an den Zähler IC7 geliefert wird, obwohl eine Ausgangsleistung von dem Dekodierer IC8 erbracht wird. Die UND-Glied-Einrichtun­ gen 9 sind zur Verwirklichung des oben genannten Zustands vorgesehen. Die Tatsache, daß das logische Produkt der Eingabe des Zählers IC7 und jeder der Ausgabeanschlüsse des Dekodie­ rers IC8 (oder jeder der Ausgabeanschlüsse des Zählers IC7) ermittelt wird, bedeutet, daß wenn der Basistrigger an den Zähler IC7 geliefert wird und auch keine Ausgangsleistung an dem Ausgangsanschluß des Dekodierers IC8 während der oben genannten Eingabe erscheint, das betätigende (einschaltende) Triggersignal zum Einschalten der lichtemittierenden Elemente nicht übertragen wird, und daß der betätigende Trigger nur dann übertragen wird, wenn sowohl die Eingabe als auch die Ausgabe gleichzeitig getätigt werden. Deshalb wird der oben erwähnte Aufbau vorzugsweise dazu verwendet, Energie zu spa­ ren.

Fig. 8 zeigt ein Beispiel, bei dem der in Fig. 7 gezeigte Dekodierer IC8 einen Zurücksetzabschnitt 11 aufweist, um so einen Zustand zu erfassen, in dem kein Basistriggerausgabesi­ gnal an den Zähler IC7 geliefert wird, und ein Signal, das den vorher genannten Zustand anzeigt, wird als ein Zurücksetzsi­ gnal zum Zurücksetzen (reset) der Ausgabeleistung des Dekodie­ rers IC8 verwendet. Außerdem wird die Tatsache, daß das Basis­ triggerausgangssignal geliefert worden ist, erfaßt, und ein Signal, das diese Tatsache anzeigt, wird als ein Zurücksetzan­ nulliersignal verwendet, das dann an den Rückstellabschnitt 11 des Dekodierers IC8 geliefert wird. Folglich wird also, wenn das Basistriggerausgangssignal aufgrund von z. B. einem Stoppen der Musik verschwindet, sofort ein Zurücksetzen (Rückstellen) auf einen Logikpegel (Ausgabewert), durch den das Ausgabesi­ gnal des Dekodierers IC8 ungültig gemacht wird, durchgeführt, so daß die Betätigung der zu betätigenden Elemente verhindert wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der Zustand des Zählers IC7 auf einen Haltezustand gebracht, in dem jeder binäre Ausgabewert, der in dem Moment übertragen worden ist, in dem das Basistrig­ gerausgangssignal verschwunden ist, gehalten wird. Wenn das Basistriggerausgangssignal wieder zugeführt wird, steigt der Zählwert jedes der oben genannten binären Ausgabewerte und das Rückstellen des Dekodierers IC8 wird zu diesem Zeitpunkt ge­ löscht, da das Basistriggerausgangssignal zugeführt wird. Des­ halb überträgt der Dekodierer IC8 sofort einen Wert, der gemäß jedem der binären Ausgabewerte des Zählers IC7 dekodiert wor­ den ist, so daß die zu betätigenden Elemente betätigt werden. Als eine Folge der so ausgeführten Operation kann der ver­ schwenderische Stromverbrauch verhindert werden.

Fig. 9 zeigt ein weiteres Beispiel der Struktur, die zum Zwecke des Verhinderns des verschwenderischen Stromverbrauchs angeordnet ist. In Fig. 9 bezeichnet das Symbol Lt einen ge­ meinsamen Verbindungspunkt für die lichtemittierenden Elemente 10, der sich nahe dem Erdschluß (Masse) befindet, Tt steht für einen Verbindungspunkt, der mit dem Eingabeanschluß des Zäh­ lers IC7 verbunden ist und dem das Basistriggerausgangssignal entnommen werden kann. Die oben erwähnten Verbindungspunkte werden dazu verwendet, die Beschreibung einfacher zu machen. Die von den gestrichelten Linien Ca und Cb umgebenen Bereiche sind Blinksteuerblöcke zum Steuern der Blinkoperation der lichtemittierenden Elemente. In einem wirklichen Schaltungsauf­ bau kann jeder der beiden Blinksteuerblöcke verwendet werden. Bei dem von der gestrichelten Linie Ca umgebenen Block bezeich­ net das Bezugszeichen 12 eine Schalteinrichtung, die z. B. einen Transistor oder einen FET umfaßt, und Rb bezeichnet einen Basisstrombegrenzungswiderstand. In dem von der ge­ strichelten Linie Cb umgebenen Bereich steht das Bezugszeichen 13 für ein Inversionsglied, das z. B. einen logischen Inverter­ operations-IC umfaßt. In Fig. 9 stehen die gleichen Bezugs­ zeichen wie die in Fig. 7 und 8 verwendeten für die gleichen Funktionsschaltblöcke. In dem in Fig. 9 gezeigten Beispiel wird der Transistor der Schalteinrichtung 12 aufgrund des Erscheinens des Basistriggerausgangssignals an dem Verbindungs­ punkt Tt eingeschaltet, wenn der von der gestrichelten Linie Ca umgebene Block zwischen dem gemeinsamen Verbindungspunkt Lt und dem Verbindungspunkt Tt angeschlossen ist. Als eine Folge davon wird der gemeinsame Verbindungspunkt Lt an Masse gelegt, so daß jedes beliebige der lichtemittierenden Elemente 10 gemäß dem Ausgabewert des Dekodierers IC8 betätig wird (Licht aussen­ det). Wenn das Basistriggerausgabesignal nicht vorliegt, wird der oben genannte Transistor ausgeschaltet und der gemeinsame Verbindungspunkt Lt wird nicht an Masse gelegt. Folglich wer­ den alle lichtemittierenden Elemente 10 zwangsweise in einen nichtoperativen (ausgeschalteten) Zustand versetzt, egal ob ein Ausgabewert von dem Dekodierer IC8 vorhanden ist oder nicht. Somit kann ein verschwenderischer Stromverbrauch verhin­ dert werden. Wenn der von der gestrichelten Linie Cb umgebene Block mit der in Fig. 9 gezeigten Struktur verbunden ist, erscheint das Basistriggerausgangssignal an dem Verbindungs­ punkt Tt, was bewirkt, daß der Logikpegel an dem Verbindungs­ punkt Tt invertiert wird. Als eine Folge davon wird ein Zu­ stand realisiert, der dem geerdeten Zustand entspricht, so daß das lichtemittierende Element 10 betätigt wird (Licht aussen­ det). Wenn das Basistriggerausgangssignal nicht erscheint (gelöscht wird), erscheint an dem Verbindungspunkt Tt im we­ sentlichen ein niedriger Pegel (im wesentlichen gleich 0 V des Erdungspotentials). Deshalb invertiert das Invertierglied 13 unerwünschtermaßen den niedrigen Pegel, der an dem Verbindungs­ punkt Tt erscheint, obwohl die Löschung der von dem Zähler IC7 durchgeführten Zähloperation erfolgt, und deshalb überträgt es unerwünschterweise die Hochpegelspannung an den gemeinsamen Verbindungspunkt Lt. Da die Masseseite der lichtemittierenden Elemente 10 im Gegensatz zu der oben genannten Schalteinrich­ tung 12 nicht nichtgeerdet ist (offener Zustand), wird eine entgegengesetzt gerichtete Spannung unerwünschtermaßen an die lichtemittierenden Elemente 10 angelegt, die mit den Ausgängen des Dekodierers IC8 verbunden sind, wenn ein Niederpegelaus­ gangssignal in den Ausgangsleistungen des Dekodierers IC8 enthalten ist, obwohl die Basistriggerausgangsleistung ge­ löscht worden ist. Folglich werden einige der lichtemittieren­ den Elemente 10, wenn sie kleine elektrische Lampen sind, unerwünschterweise eingeschaltet. In diesem Fall wird eine dem Invertierglied 13 nachgeschaltete Diode eingefügt, die nur ein Übertragen des niedrigen Pegels an den gemeinsamen Verbindungs­ punkt Lt zuläßt. Als eine Alternative dazu wird eine Ausgabe­ schaltung 61 der Art verwendet, die eine offene Ausgangslei­ stung überträgt, wenn der Dekodierer IC8 nicht aktiv ist, um so das oben genannte Problem zu überwinden. Wenn die licht­ emittierenden Elemente 10 auf die Lumineszenzdioden beschränkt sind, senden sie kein Licht aus, selbst wenn die entgegenge­ setzt gerichtete Spannung dort angelegt wird, da die Lumines­ zenzdioden (lichtemittierende) Dioden sind. Somit wird die Notwendigkeit der oben genannten Anordnung beseitigt. Deshalb kann auch anhand der in Fig. 9 dargestellten Struktur der verschwenderische Stromverbrauch verhindert werden, und zwar in einer ähnlichen Art und Weise wie bei den Strukturen, die jeweils in den Fig. 7 und 8 gezeigt sind.

Die Ausgangssignale (Triggerausgangssignale) des Normzählers IC7 und des Dekodierers IC8 variieren von einer schwachen Ausgangsleistung bis zu einer relativ hochwertigen Ausgangslei­ stung, was von dem Unterschied in der Art oder der strukturel­ len Einteilung abhängt. Wenn das lichtemittierende Element 10, das das zu betätigenden Element ist, eine elektrische Lampe ist, die eine gewisse elektrische Leistung benötigt, oder wenn das lichtemittierende Element gleichzeitig mit einem Motor oder dergleichen betätigt wird, kann das zu betätigende Ele­ ment manchmal mit dem oben genannten Triggerausgangssignal nicht direkt betrieben werden. In den oben genannten Fällen wird die Stromverstärkungseinrichtung zu jedem Ausgangsan­ schluß des Dekodierers IC8 hinzugefügt. Wenn ein Motor oder ein lichtemittierendes Element, welche die Betriebsstromver­ stärkungseinrichtung umfassen, verwendet wird, kann es direkt mit dem oben genannten Triggerausgangssignal betätigt werden.

Wenn eine Lumineszenzdiode oder eine kleine elektrische Lampe, die wenig elektrische Leistung braucht, als lichtemittierendes Element verwendet wird, kann es mit dem Signal der Triggerpe­ gelausgangsleistung des Zählers IC7 oder des Dekodierers IC8 Licht aussenden. Wenn deshalb ein lichtemittierendes Element, das nur wenig elektrische Leistung verbraucht, verwendet wird, wird die oben genannten Lumineszenzdiode oder die kleine elek­ trische Lampe an der Oberfläche der gedruckten Schaltplatte P·B befestigt, auf der die Kippschaltungseinheit angebracht ist, und eine kleine Batterie, z. B. eine kleine Knopfbatterie oder eine Lithiumbatterie werden zusammen mit einem Schalter dort angeordnet. Somit kann die Struktur ausgehend von der Energieversorgungseinrichtung bis zu dem lichtemittierenden Körper nach der vorliegenden Erfindung in einer Einheit ausge­ bildet werden. Folglich kann die Kippschaltungseinheit nach der vorliegenden Erfindung zu einen Personenschmuck ausgebil­ det werden, wie z. B. modisches Zubehör wie eine Brosche oder eine Ansteckmarke.

Das oben aufgeführten Ausführungsbeispiel nach der vorliegen­ den Erfindung ist so angeordnet, daß das Band von etwa 100 bis 800 Hz, das den Hauptteil eines Stimmensignals oder eines Rhythmusinstruments umfaßt, das die Musik oder die die Melodie singende Stimme charakterisiert, aus den hörbaren Frequenzkom­ ponenten herausgenommen wird, die von der Musik durch die Filterschaltung 2 eingeschlossen sind. Außerdem wird das Trig­ gersignal erzeugt, das bewirkt, daß eine Operation eines licht­ emittierenden Elements in Synchronisation mit der Änderung des Frequenzsignals durchgeführt wird. Aber der oben genannte Konstantbandton kann auch von einem in Fig. 10 dargestellten PLL-Block 21 genommen werden, der anstelle der Filterschaltung 2 verwendet wird.

In dem in Fig. 10 dargestellten PLL-Block 21 wird die Schwin­ gungsfrequenz eines spannungsgeregelten Schwingers (voltage control oscillator VCO) 21a zum Festlegen willkürlich aus einem Bereich von 100 bis 800 Hz ausgewählt. Außerdem wird der Fangbereich festgelegt. Die oben genannte Festlegungsoperation wird durch Einstellen des Pegels der Steuerspannung V2 des VCO 21a oder durch Einstellen der Schwingungskennwerte des VCO 21a oder durch Verändern der Konstante eines Schleifenfilters 21c durchgeführt. Ein Phasenvergleicher 21b unterzieht die Fre­ quenz f1 eines von dem Grenzwertverstärker 3 zugeführten Musik­ signals und die Frequenz f2 des VCO 21a einem Vergleich. Die Ausgangsspannung V1, die das Resultat des Vergleichs anzeigt, wird von dem Schleifenfilter 21c integriert, so daß die Span­ nung V2 erzeugt wird, die dann an den VCO 21a als Steuerspan­ nung V2 zurückgeführt wird.

Die Schwingungsfrequenz des oben erwähnten PLL-Schaltungsblock 21 wird mittels der Steuerspannung V2 gesteuert, um den VCO 21a so zu steuern, daß der VCO 21a der Frequenz f1 des Musiksi­ gnals folgt, das an den Phasenvergleicher 21b in einem gesperr­ ten Zustand geliefert wird. Wenn f1 von dem gesperrten Bereich abweicht, wird V2 nicht erzeugt, und somit wird die oben be­ schriebene Operation (Folgeoperation) nicht durchgeführt. Deshalb kann eine Unterscheidung, ob der herrschende Zustand der gesperrte Zustand ist oder nicht, durchgeführt werden, indem man erfaßt, ob V2 vorhanden ist oder nicht. Das Bezugs­ zeichen 21d bezeichnet eine Sperrzustandserfassungsschaltung zur Verwendung bei der Durchführung der Unterscheidung.

Deshalb kann durch das Verbinden des Ausgabeanschlusses der Sperrzustandserfassungsschaltung 21d in dem PLL-Schaltungsblock 21 mit dem Zeitkonstantenglied 4c eine Kippschaltungseinheit gebildet werden, die die Operation in ähnlicher Weise wie die Kippschaltungseinheit nach der vorliegenden Erfindung durchfüh­ ren kann. Fig. 11 ist ein Funktionsblockdiagramm, in dem ein Beispiel einer Schalteinheit dargestellt ist, bei der der PLL-Block 21 nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Nach diesem Ausführungsbeispiel wird ein PLL-Block mit dem VCO 21a verwendet, wobei die Schwingungsfrequenz im wesentlichen auf einen Bereich von 200 bis 400 Hz eingestellt und vorgese­ hen ist, um den Fangbereich so weit wie möglich zu erweitern, was zur Folge hat, daß eine befriedigende Wirkung durch die zu erhaltende Basistriggerausgangsleistung nach dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel erzielt werden kann. Da außerdem der in einem IC ausgebildete PLL-Block 21 verwendet wird, entspricht die Anzahl der benötigten Elemente im wesentlichen der des in Fig. 1 gezeigten Aufbaus. Somit kann von der Schal­ tung nach dem in Fig. 11 dargestellten Ausführungsbeispiel zum Erhalten des Basistriggerausgangssignals eine befriedigende Wirkung erzielt werden.

Fig. 12 ist ein Funktionsblockdiagramm, in dem ein Lichterfas­ sungsabschnitt zum Aufnehmen von in der Umgebung vorhandenem Blinklicht dargestellt ist, um zu bewirken, daß die lichtemit­ tierenden Elemente Licht in Synchronisation mit dem Blinken des umgebenden Lichts zusätzlich zu der oben genannten Blink­ operation des lichtemittierenden Elements, die in Synchronisa­ tion mit der Musik durchgeführt wird, aussenden. In Fig. 12 bezeichnet das Bezugszeichen 101 eine photoelektrische Umwand­ lungsschaltung mit CdS (Cadmiumsulfid) oder dergleichen, und 102 steht für eine Wellenformgebungsschaltung zum Formen der Ausgabewellenform von der photoelektrischen Umwandlungsschal­ tung 101. Als eine Folge der Aktion dieser Schaltung 102 wird das an der photoelektrischen Umwandlungsschaltung 101 erhalte­ ne elektrische Signal mit einer vorbestimmten Wellenform verse­ hen. Das geformte Signal wird dem in Fig. 1 gezeigten Grenz­ wertverstärker 3 zugeführt, damit es in ähnlicher Weise wie das Konstantbandmusiksignal behandelt wird, das von der Filter­ schaltung 2 geliefert wird. Das hat zur Folge, daß ein Be­ triebstriggersignal zum Aktivieren des lichtemittierenden Elements gebildet wird.

Da die vorliegende Erfindung wie oben beschrieben angeordnet ist, wird das lichtemittierende Element oder dergleichen in Synchronisation mit Musik betrieben, nur der Klang in einem Bereich von 100 bis 800 Hz wird von der Musik erfaßt, und das erfaßte Signal der vorbestimmten Frequenz wird durch den vorde­ ren Schaltblock in ein rechteckförmiges Impulssignal umgewan­ delt, der sich aus dem Inverteroperations-IC und den benötig­ ten elektrischen Kleinteilen wie z. B. einem Kondensator und einem Widerstand zusammensetzt und der deshalb zu einer klei­ nen gedruckten Schalteinheit und zu einem Wellenumformblock ausgebildet werden kann. Das rechteckige Impulssignal wird wie das Betriebstriggersignal durch den externen Ausgabeanschluß der Schalteinheit übertragen. Deshalb kann die Kippschaltungs­ einheit nach der vorliegenden Erfindung in äußert bevorzugter Art und Weise an lichtemittierende Elemente wie z. B. Lumines­ zenzdioden oder den Motor zur Verwendung in einem Personen­ schmuck oder einem Spielzeug angepaßt werden, damit diese in Synchronisation mit Musik betrieben werden.

Da die Kippschaltungseinheit nach der vorliegenden Erfindung den Ausgabeanschluß aufweist, an den der Logischaltkreis mit der Zählfunktion oder der Dekodierfunktion angeschlossen ist, kann die Basistriggerausgangsleistung von der Schalteinheit dazu verwendet werden, zu bewirken, daß eine Vielzahl der zu betätigenden Elemente, wie die lichtemittierenden Elemente oder die Motoren, sequentiell oder periodisch gemäß einem Muster, das synchron mit der Musik geht, betätigt werden. Dadurch kann ein zufriedenstellender Betriebszustand verwirk­ licht werden.

Außerdem ist die Kippschaltungseinheit nach der vorliegenden Erfindung so angeordnet, daß das logische Produkt der Basis­ triggerausgangsleistung und der Ausgangsleistung des Logik­ schaltkreises berechnet werden. Das heißt also, daß die Bedin­ gungen zum Betätigen der zu betätigenden Elemente nicht er­ füllt werden können, wenn kein Basistriggerausgangssignal vorliegt. Somit kann ein Betriebszustand verwirklicht werden, bei dem der verschwenderische Stromverbrauch verhindert werden kann, und der mit der Musik zusammenfällt.

Da die Kippschaltungseinheit nach der vorliegenden Erfindung außerdem eine zufriedenstellende Größe aufweist, wenn logische Schaltkreise IC oder dergleichen benutzt werden, kann ein Personenschmuck, der in ein modisches Zubehör wie z. B. eine Brosche ausgestaltet sein kann, und der ein lichtemittierendes Element aufweist, das in Synchronisation mit der Musik auf­ blinkt, dadurch gebildet werden, daß eine kleine Batterie, die auf der Schaltungsplatte als eine Energieversorgungseinrich­ tung angeordnet werden kann, und eine sehr kleine Lumineszenz­ diode verwendet werden, die als das lichtemittierende Element auf der Schaltungsplatte angeordnet ist.

Wenn man die Kippschaltungseinheit nach der vorliegenden Erfin­ dung so anordnet, daß man die PLL-Schaltung anstelle der Fil­ terschaltung verwendet, kann das lichtemittierende Element oder dergleichen betätigt werden, während im Hinblick auf eine spezielle Frequenz eine Modulation erzeugt wird.

Obwohl die Erfindung in ihrer bevorzugten Form und mit einem gewissen Bezug auf ihre charakteristischen Eigenschaften be­ schrieben worden ist, versteht es sich, daß die vorliegende Offenbarung der bevorzugten Form in den Details des Aufbaus verändert werden kann, und daß von der Kombination und der Anordnung von Teilen Gebrauch gemacht werden kann, ohne daß man vom Geiste und dem Bereich der im folgenden beanspruchten Erfindung abweicht.

Claims (8)

1. Kippschaltungseinheit zur Betätigung von lichtemittieren­ den Elementen, z. B. Lumineszenzdioden oder Motoren zur Verwendung bei Personenschmuck oder Spielzeug, in Syn­ chronisation mit Musik, wobei die Kippschaltung gekenn­ zeichnet ist durch:
einen vorderen Schaltblock mit einer Aufnahmeschaltung, z. B. ein Mikrophon zum Aufneh­ men eines Signals einer Musik, die z. B. gespielt wird, um dieses in ein elektrisches Signal umzuwandeln, einer Filterschaltung zum Auswählen eines Teils des Bands von einem aufgenommenen hörbaren Frequenzband, und einer Grenzwertverstärkungsschaltung (Grenzverstärker­ schaltung), die sich hauptsächlich aus einer logischen integrierten Schaltung (IC) für eine Inverteroperation zum Verstärken des ausgewählten elektrischen Signals, das einen Abschnitt des Bandes aufweist, und zum Übertra­ gen eines Ausgabesignals zusammensetzt, das eine vorbe­ stimmte Amplitude aufweist, und
einen Wellenformumwandlungsschaltblock, der ein Zeitkonstantenglied aufweist und der mit dem Ausgang des vorderen Schaltblocks verbunden ist und sich aus einem Kondensator zusammensetzt, der eine oder mehre­ re in Reihe geschaltete Dioden und einen Widerstand aufweist, um eine Rückströmung zu verhindern, und um eine vorwärtsgerichtete Spannungsdifferenz zu erhalten, wobei das Zeitkonstantenglied vorgesehen ist, um elek­ trische Signale, deren jeweiliger Pegel höher als ein vorbestimmter Pegel ist, in Analogimpulssignale umzufor­ men, während es die Spannung, nachdem diese abgefallen ist und die man aus der vorwärtsgerichteten Spannungsdif­ ferenz der Dioden erhalten kann, zu einem Bezugswert macht, wenn das von dem vorderen Schaltblock gelieferte elektrische Signal das Zeitkonstantenglied passiert, um das Analogimpulssignal zu übertragen, wobei die Analogim­ pulssignale, die von dem Zeitkonstantenglied übertragen werden, veranlaßt werden, eine Schmitt-Operation durchzu­ führen, die einen vorher eingestellten Hysteresegrad in einem Schmitt-Schaltkreis hat, der hauptsächlich aus einer logischen integrierten Inverteroperationsschaltung (IC) zusammengesetzt ist, die nachgeschaltet ist, damit sie in rechteckförmige Impulssignale umgeformt und umge­ wandelt werden, bevor sie übertragen werden, wobei die von dem Wellenformumwandlungsschaltblock gemäß den elektrischen Signalen, die den Musiksignalen entspre­ chen, die jeweils ein aufgenommenes Teilband aufweisen, übertragenen rechteckförmigen Impulssignale, die in dem vorderen Schaltblock ausgewählt und verstärkt worden sind, als Basistriggersignale übertragen werden, um die lichtemittierenden Elemente wie z. B. Lumineszenzdioden oder Motoren zu betätigen.

2. Kippschaltungseinheit zur Betätigung von lichtemittieren­ den Elementen, z. B. Lumineszenzdioden oder Motoren zur Verwendung bei Personenschmuck oder Spielzeug, in Syn­ chronisation mit Musik nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kippschaltungseinheit so ausgebildet ist, daß die logische Inverteroperationsschaltung (IC) hauptsächlich integral auf einer einzigen gedruckten Schaltplatte angeordnet ist, und daß Energieversorgungs­ leitungen zur Lieferung elektrischer Energie sowie auch gedruckte Schaltungs-Verbindungsabschnitte zum Verbinden der Ausgänge mit der Außenseite in der Schaltungseinheit ausgebildet sind.

3. Kippschaltungseinheit zur Betätigung von lichtemittieren­ den Elementen, z. B. Lumineszenzdioden oder Motoren zur Verwendung bei Personenschmuck oder Spielzeug, in Syn­ chronisation mit Musik nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine logische Schaltung mit einer Zählfunktion oder einer Dekodierfunktion einem Basistrig­ gerausgangsabschnitt der Kippschaltungseinheit nachge­ schaltet ist.

4. Kippschaltungseinheit zur Betätigung von lichtemittieren­ den Elementen, z. B. Lumineszenzdioden oder Motoren zur Verwendung bei Personenschmuck oder Spielzeug, in Syn­ chronisation mit Musik nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das logische Produkt der Basistriggeraus­ gangsleistung und der Ausgangsleistung der logischen Schaltung berechnet wird, damit die Ausgangsleistung der logischen Schaltung nur dann erhalten werden kann, wenn die Ausgangsleistung des Basistriggers vorhanden ist.

5. Kippschaltungseinheit zur Betätigung von lichtemittieren­ den Elementen, z. B. Lumineszenzdioden oder Motoren zur Verwendung bei Personenschmuck oder Spielzeug, in Syn­ chronisation mit Musik nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Energie-Ver­ stärkungsschaltung in einen Abschnitt zwischen dem Basis­ triggerausgangsabschnitt und dem gedruckten Schaltungs- Verbindungsabschnitt zur Übertragung der Ausgangslei­ stung nach außen eingefügt ist, um die lichtemittieren­ den Elemente wie Lumineszenzdioden oder Motoren direkt zu betätigen.

6. Kippschaltungseinheit zur Betätigung von lichtemittieren­ den Elementen, z. B. Lumineszenzdioden oder Motoren zur Verwendung bei Personenschmuck oder Spielzeug, in Syn­ chronisation mit Musik nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine kleine Batterie wie z. B. eine kleine Knopfbatterie oder eine Lithiumbatterie als die Energieversorgungseinrichtung für die Kippschal­ tung verwendet wird, daß ein Schalter auf der gedruckten Schaltplatte ausgebildet ist, und daß Lumineszenzdioden oder kleine Lampen als die lichtemittierenden Elemente verwendet werden, die sich in den Vorder- und Rückab­ schnitten der gedruckten Schaltplatte befinden.

7. Kippschaltungseinheit zur Betätigung von lichtemittieren­ den Elementen, z. B. Lumineszenzdioden oder Motoren zur Verwendung bei Personenschmuck oder Spielzeug, in Syn­ chronisation mit Musik nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeschaltung und die Grenzwertverstärkungsschaltung (Grenzverstärkerschal­ tung) direkt miteinander verbunden sind, und daß eine PLL-Schaltung zur Erfassung eines Sperrzustands eines Teilbandes zwischen der Grenzwertverstärkungsschaltung (Grenzverstärkerschaltung) und dem Zeitkonstantenglied eingefügt ist.

8. Kippschaltungseinheit zur Betätigung von lichtemittieren­ den Elementen, z. B. Lumineszenzdioden oder Motoren zur Verwendung bei Personenschmuck oder Spielzeug, in Syn­ chronisation mit Musik nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine photoelektrische Umwand­ lungsschaltung, die aus CdS (Cadmiumsulfid) oder der­ gleichen hergestellt ist, hinzugefügt ist, und daß die Ausgangsleistung dieser photoelektrischen Umwandlungs­ schaltung an die nachfolgende Einheit übertragen wird, während sie mit der Ausgangsleistung des vorderen Schalt­ blocks gemischt wird.