CS241080B2 - Programmable teaching device for training of persons with speech defect - Google Patents

Description

(54) Programovatelné učící zařízení ke cvičení osob s vadou řeči íPředmětem vynálezu je programovatelné učící zařízení ke cvičení osob s vadou řeči, kde jsou pro cvičící o'so<by k dispozici zdroje zvuku, zvukové zářiče a spínače, které v tomto případě jsou spojeny s programovací jednotkou vybavenou displejem, zpožďovací jednotkou a směšovacím stupněm, _ přičemž tento směšovací stupeň je spojen s vnějšími zdroji zvuku a s měřiči vybuzení, které slouží cvičícím osobám.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že v zapojení jsou spojeny vstupy programovací jednotky s napájecím zdrojem a s výstupy těch spínacích jednotek, které jsou spojeny se zdroji zvuku sloužících cvičícím osobám; že vstupy programovací jednotky sestávají z libovolně nastavitelných regulátorů napětí, jejichž výstupy jsou společně opojeny s napěťově řízeným oscilátorem, jehož jeden výstup je připojen na vstup zpožďovacího prvku zpožďovací jednotky; a že tento zpožďovací prvek je členem sériového zapojení, které je tvořeno spínací jednotkou, předzesilovačem, dolní propustí, zpožďovacím prvkem a další dolní propustí; a že zpožďovací jednotka je znásobena dvěma nebo více stejně utvářenými zpožďovacími jednotkami.

Obr. 3

Vynález se týká programovatelného učícího zařízení . ke cvičení osob s vadou řeči.

Jak známo, tvoří koktavost jednu z vad řeči. Léčením této vady .se zabývají četní odborníci v tomto· oboru. Výzkumy . se zjistilo, že v případě, jestliže se přivede hlas koktavého k jeho uchu s určitým zpožděním,, lze koktavost do určité míry omezit a po čase i -odstranit (LEE-efekt).

Vynález zdůvodňuje potřebu učícího zařízení, které slouží k léčení, popřípadě vyučování či tréninku jedné nebo více koktavých osob. Zařízení podle vynálezu nastavuje automaticky čas zpoždění potřebný k léčení koktavých osob, a to na základě dříve vloženého· programu do paměti, -takže zařízení může současně ' využívat jedna nebo více osob, -aniž by .nastavování individuálně potřebného zpoždění způsobovalo časovou ztrátu.

Jak -známo, je u obecné výuky výhodné individuální vyučování, ale v tomto případě je nezbytné, aby mohla osoba s vadou řeči cvičit individuálně, a to tak, aby přístroj nabídl .automaticky potřebné parametry pro cvičení. Současně se zdá být z pedagogického .a ekonomického hlediska účelné provádět cvičení ve skupinách, což bylo ale vzhledem k nedostatku potřebných technických prostředků v minulosti nemožné.

Ke splnění těchto* požadavků bylo provedeno, jak známo, mnoho pokusů. Rozšířilo se zpožďovací zařízení opatřené větším počtem magnetických hlav.

U těchto uvedených, samo o sobě známých zařízení je dáno zpoždění vzdáleností mezi záznamovou a reprodukční hllavou, takže při dané rychlosti pásku jsou časy zpoždění vždy konstantní. Změna rychlosti pásku zde v principu skýtá určitou možnost, vede to ale k tomu, že všechny zadané parametry se současně změní, protože korekční údaje zadané v elektronice .se vztahují vždy k určité rychlosti pásku. Z toho vyplývá, že požadovaná změna parametrů při změně rychlosti pásku by vyžadovala velmi komplikované a drahé zařízení.

U výše uvedených provedení je pochopitelné, že při použití těchto samo o sobě známých učících strojů byla existence pevných zpožďovacích časů vyhovující, ale tím spíše bylo nedostatkem, ze při léčení vady řeči, kdy čas zpoždění je třeba nastavit podle individuálních vlastností, popřípadě parametrů léčené .osoby, nebylo možno tento čas nastavit. .

K odstranění nedostatků, vyplývajících z dané rychlosti pásku a pevných hlav byl vyvinut přístroj, jehož hlavy jsou pohyblivé, přičemž rychlost pásku je možno měnit ve dvou stupních. Doba zpoždění je tedy v daných mezích plynule nastavitelná. Se změnou .rychlosti pásku se současně mění i korekce a plynule měnitelné zpoždění v rámci dané rychlosti pásku je řešeno změnou relativní vzdálenosti hlav.

Nedostatek tohoto skutečně překvapivého řešení je v tom, že mechanika kontinuálního pohybu hlav musí být velmi přesná, protože už nejmenší vůle nebo změna náběhového úhlu hlavy způsobují významné zhoršení parametrů, jako jsou změna úrovně a změny ve frekvenčním průběhu. .

Da.lším nedostatkem zařízení na současné technické úrovni je, že když se uváží, že pásek vytváří smyčku dlouhou 30 .až 40 cm, je nárok na délku pásku vztaženo k časové jednotce o jeden až dva řády větší než u normálního nároku na .pásek, takže smyčka pásku se velmi často zničí, musí být vyměněna, což je při provozu zařízení velmi nepříjemné. - \

Tato skutečnost byla jak se zdá, příčinou, že toto zařízení nebylo vyráběno ve větších sériích a . kromě toho se dá předpokládat, že velké náklady na zařízení zabránily použití tohoto zařízení ve větším měřítku.

Rozšíření .výpočetní techniky ’a existence obvodů velké integrace umožnily i v tomto oboru další pokrok. Použití digitálních zpožďovacích obvodů odstranilo hlavní .nedostatky samo o .sobě známých zařízení. Jak již býlo uvedeno, jsou hlavní nedostatky nutnost použít vysoce přesnou mechaniku zařízení a nutnost časté výměny páskové smyčky.

Principiální zapojení jednoho samo o sobě známého digitálního zpožďovacího obvodu objasníme v .dalších částech popisu pomocí obr. 2. Nyní připomínáme jen to, že k vytvoření . zpožděného signálu s požadovaným parametrem jsou nutné speciální polovodičové prvky, a to velmi ’ rychlé a s velkým rozlišením (nejméně 12 bitů], dále že jsou 'nutné analogově digitální a digitálně-anatogové převodníky, paměti s velkou kapacitou a rychlé mikroprocesorové řídicí jednotky.

Je možné snadno¹ nahlédnout, že použití obvodů konstruovaných s takovými součástkami je velmi drahé, takže náklady na takové zařízení jsou značné.

Další nedostatek těchto zařízení je, že tyto moderní elektronické obvody se stejně nehodí k tomu, aby současně mohlo nacvičovat více .osob, nebo je to možné jen nepohodlně a s .obtížemi, jako tomu bylo u dříve používaných zařízení.

Cílem vynálezu je úplné vyřešení, popřípadě odstranění těch nedostatků, které jsou charakteristické pro řešení při dnešním stavu techniky.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že v zapojení jsou spojeny vstupy programovací jednotky s napájecím zdrojem a .s výstupy těch spínacích jednotek, které jsou spojeny se zdroji zvuku sloužícími cvičícím osobám, vstupy programovací jednotky sestávají z libovolně nastavitelných regulátorů, jejichž výstupy jsou společně spojeny s napěťově řízeným oscilátorem, jehož jeden výstup Je připojen na vstup zpožďovacího prvku zpožďovací jednotky a zpožďovací prvek je členem sériového zapojení, které je tvořeno á

spínací jednotkou,, předzesilovačem, dolní propustí, zpožďovacím prvkem a další dolní propustí, přičemž zpožďovací jednotka může být znásobena dvěma nebo více stejně utvářenými zpožďovacími jednotkami.

Výhoidy zařízení podle vynálezu spočívají zejména v tom, že na rozdíl od dosavadního stavu toto řešení do značné míry splňuje požadavky pro učebny, že současně může být naprogramováno více a různých časů zpoždění, protože nastavení každého potenciometru a přepínání z jednoho- potenciometru na druhý, způsobuje vznik požadovaných časů zpoždění, mimořádně jednoduchou obsluhou zařízení se stalo vyučování při automaticky nastavitelných časech zpoždění zvláště jednoduchým, takže samo učení a cvičení jsou také jednodušší a že zařízení je konstruováno výlučně z vysoce spolehlivých a dlouhou životnost zajišťujících prvků. Nejsou použity žádné 'snadno se opotřebující díly, například hlavy a magnetofonové pásky.

Programovatelné učící zařízení podle -vynálezu ke cvičení osob s vadou řeči bude blíže objasněno podle výkresu, kde obr. 1 představuje schéma samo o sobě známého zpožďovacího zařízení vytvořeného is magnetickou hlavou, obr. 2 znázorňuje samo o sobě známé schéma digitálního časového zpoždění, o-br. 3 představuje příklad provedení vynálezu ve formě blokového schématu v jeho jednoduché variantě, obr. 4 znázorňuje blokové schéma programovací jednotky, která je použita v obr. 3, obr. 5 Ukazuje blokové schéma zpožďovací jednotky, která byla použita v obr. 3 a obr. 6 znázorňuje programovatelné učící zařízení podle vynálezu na další variantě provedení, která je podrobněji popsána než provedení podle obrázku 3.

Samo o -sobě známé časově zpožďovací zařízení podle obr. 1 je zkonstruováno následovně: na základě dané rychlosti pásu V určují časy zpoždění vzdálenosti ai, popřípadě az od záznamové hlavy А к reprodukční hlavě Wi, W2,, takže při konstantní rychlosti pásku jsou časy zpoždění vždy stálé. I když se ke změně zpoždění nabízí principiální řešení případnou změnou rychílosti posuvu pásku, vede toto řešení к tomu, že se změní současně všechny parametry, protože z charakteristiky magnetické hlavy a z magnetizační charakteristiky pásku vyplývá, že korekční možnosti zavedené do schématu jsou realizovatelné pouze při dané rychlosti pásku. Možnost korekce je v tomto případě plynulá, změna rychlosti pásku vyžaduje mimořádně komplikovanou a velmi drahou elektroniku.

Na obr. 2 je samo o sobě známé zpožďovací zapojení realizované pomocí digitálního obvodu.

Jaik vyplývá z obr. 2, přichází signál 2n od zdroje zvuku do predzesilovače 13, kde je iten-to signál zesílen. Odtud se dostává signál do vzorkovací jednotky 19, načež je analogový signál pomocí analogově číslicového převodníku 20 převeden na signál digitální.

(Po -sobě přicházející signály se vloží do paměti 21 a přivedou v určitém taktu na číslicově analogový převodník 22, kde se převedou zpět na analogový signál. Tento analogový signál má vlivem vzorkování a digitalizace velmi vysoký obsah vyšších harmonických, který je odfiltrován dolní propustí 16. Takto získaný analogový signál je zesílen koncovým stupněm 23 a přiveden do akustického zářiče 7n zařízení.

Základní oscilátor 18 se stará o vytvoření příslušné taktovací frekvence. Takto vytvořené časové zpoždění indikuje displej 4. O harmonickou funkci jednotlivých jednotek se stará systémový řídicí orgán 17, který je spojen rovněž s dalšími vstupy vzorkovací jednotky 19, analogově digitálním převodníkem 20, pamětí 21 a digitálně analogovým převodníkem 22. Výstup zařízení tvoří akustický zářič 7n.

Na obr. 3 je příklad provedení programovatelného učícího zařízení podle vynálezu ve velmi jednoduché variantě, ve tvaru blokového schématu.

Spínací jednotky li, 12 ... l_n obsluhuje první, druhá ... n-tá osoba, samozřejmě podle okamžitých požadavků. Spínací jednotky li, 12 ... l_n jsou připojeny ke zdroji U_t, přičemž jejich výstupy jsou připojeny ke vstupům 2i, 2г ... 2_n zvuku. Výstupy spínacích jednotek li, I2 ... l_n jsou .připojeny к prvnímu, druhému ... n-tému vstupu programovací jednotky 3, takže jeden výstup této programovaicí jednotky 3 je připojen ke vstupu zpožďovací jednotky 5. Programovací jednotka 3, jejíž zapojení bude blíže vysvětleno v dalším, může, je-li to třeba, být .připojena na displej 4.

К dallším vstupům zpožďovací jednotky jsou připojeny výstupy zdrojů 2i, 22 ... 2_n zvuku. Výstup zpožďovací jednotky 5 -je spojen se vstupem směšovacího stupně 6, přičemž další vstupy směšovacího stupně 6 jsou spojeny v daném případě s výstupy vnějších zdrojů 81, 82 ... 8_k zvulku. Jeden výstup směšovacího stupně 6 může být přiveden, je-li to třeba, к měřidlu '9 buzení, další výstupy jsou ale pevně spojeny se vstupy zvukových zářičů 7i 72 ... 7_n.

Obr. 4 znázorňuje zapojení té programovací jednotky 3, která je na obr. 3. Tři vstupy programovací jednotky jsou jednotlivě připojeny na vstupy regulátorů 10i, IO2 10_n napětí, kde .jejich výstupy jsou spojeny přes napěťové řízený oscilátor 11 s jedním výstupem zpožďovací jednotky 5, přičemž další výstupy napěťově řízeného oscilátoru 11 jsou připojeny к displeji 4, je-li to požadováno.

Na obr. 5 je zapojení zpožďovací jednotky, která byla znázorněna na obr. 3. Tři vstupy zpožďovací jednotky 5 jsou připojeny vždy к jednomu vstupu isjpínaicí jednotky 12, při241080 čemž výstupy spínací jednotky 12 jsou 'společně připojeny ke vstupu sériového obvodu, který se slkládá z předzesilovače 13, dolní propusti 14, zpožďovacího prvku 15 a další dolní propusti 16.

Další vstup zpožďovacího prvku 15 je spojen s výstupem napěťově řízeného oscilátoru 11 programovací jednotky 3. Výstup dolní propusti 16 tvoří výstup zpožďovací jednotky 5, která je .připojena na směšovací stupeň 6.

. Obr. 6 představuje podrobnější zapojení obr. 3, aby bylo možno blíže objasnit technické jednotlivosti.

Jak je vidět z obr. 6, je mikrofon 2_t učitele spojen pres předzesilovač 13_L s jedním vstupem směšovacího stupně 6. Druhé a třetí vstupy směšovacího stupně 6 jsou propojeny pres analogový spínač 24 z části s výstupem dolní propusti 14 a z části se vstupem zpožďovacího prvku 15. Výstup zpožďovacího prvku 15 je zapojen přes další dolní propust 16 a přes’ analogový spínač 24 na další vstup směšovacího stupně 6. Mikrofonní zesilovač 13, dolní propust 14, zpožďovací prvek 15 a další dolní propust 16 jsou ispolu spojeny v sérii.

Další dva vstupy zpožďovacího prvku 15 jsou z části připojeny na další vstupy zpožďovacího prvku 15 a jednak na odpovídající výstup napěťově řízeného oscilátoru 11. Výstup napěťově řízeného oscilátoru je připojen na displej 4. Vstup napěťově řízeného oscilátoru 11 je spojen přes spínač 25 buď s jedním regulátorem napětí 10 zdroje, nebo přes spínače li, 12 ... l_n ⁽s regulátory 101, IO2 ... 10_n napětí, které jsou spojeny se zdr₍ojem.

> Výstup směšovacího stupně 6 je jednaik připojen к budicí jednotce 9 a jednak rovněž přes spínače li, 12 ... l_n ke zvukovým zářičům 71, 72 ... 7_n.

Vstup mikrofonnítho zesilovače 13 je rovněž připojen přes spínače li, I2 .. . l_n ke zdrojům 2i, 2г . .. 2_n zvuku.

Spínací jednotka 12 sjednocuje jednotlivé spínače zdroje 2i zvuku zvukového zářiče 7i a regulátoru 101 napětí, které se společně spínají a rozepínají. Tato analogie platí příslušně i pro spínací jednotky li, 12 ... l_nProgramovatelné učící zařízení podle vynálezu pracuje následovně:

Cvičící osoba (vybraná učitelem) sepne příslušnou spínací jednotku li, I2 ... Ъ čímž se připojí příslušný mikrofon 21, 21 ... 2_n cisoby ik milkrofonnímu zesilovači 13, dále se zapne ten .příslušný regulátor 101, Ю2 ... 10_n napětí, ikterý učitel předitím nastavil. Tímto nastavením lze totiž nastavit čas zpoždění nebo různé časy zpoždění pro cvičící osoby.

Zvolený čas zpoždění může indikovat displej 4. Regulátor 101, IO2 ... 10_n napětí vyrábí frekvenci odpovídající nastavenému napětí, a to pomocí napěťově řízeného oscilátoru 11.

Zesílený mikrofonní signál jednoho^ z mikrofonů 2i, 2г ... 2_n a signál příslušného· regulátoru 101, IO2 ... 10_n napětí se vede do zpožďovací jednotky 5, ve které se připojí vybraný mikrofonní signál z mikrofonu 2i, 2г ... 2_n к dolní .propusti. 14 spínací jednotky 12.

Dolní propust 14 odfiltruje vyšší harmonické a rušivý signál napěťově řízeného oscilátoru 11. Potom se vyfiltrovaný mikrofonní signál vede na zpožďovací prvek 15, kde dojde к časovému zpoždění podíle předem zvolené frekvence. Potom vyfiltruje další dolní propust 16 s velkou strmostí oscilátorové signály, které ještě v signálu zbyly. Uvedený zpožděný mikrofonní signál se dostane do směšovacího stupně 6, kde se tento signál zesílí a napájí zvukové zářiče 7j, 7₂ ... 7_n.

Není-li čas zpoždění daný zpožďovacím prvkem dostatečný, je možné pomocí analogových spínačů 24 zapojit další zpožďovací jednotky.

Měřicí jednotka 9 vybuzení indikuje stále ~ potřebnou hlasitost. Na další vstupy směšovacího stupně 6 přicházejí signály z vnějších zdrojů 81, 82 ... 8_k zvuku a mikrofonní signál 2_t učitele. Tak může učitel se svými cvičícími žáky hovořit, a to přes zapojení, popřípadě jim vysílat zvolený program, například z magnetofonu.

íRegulátor napětí 10_t učitele může být zapojen pomocí mikrofonního spínače 25, pomocí něhož lze nastavit čas zpoždění nezávisle na .programovací jednotce.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU |1. Programovatelné učící zařízení ke cvičení osoib s vadou řeči, kde pro cvičící osoby jsou к dispozici zdroje zvuku, zvukové zářiče a spínače, které jsou v daném případě spojeny s programovací jednotkou opatřenou displejem, zpožďovací jednotkou a směšovacím stupněm, přičemž tento směšovací stupeň je spojen s vnějšími zdroji zvuku a s měřiči vybuzení sloužícími cvičícím osobám, vyznačené lim, že v zapojení jsou spojeny vstupy programovací jednotky (3) s napájecím zdrojem a s výstupy těch spínacích jednotek (li, 12 ... l_n), které jsou spojeny se zdroji (21, 2? ... 2_n) zvuku isloužících cvičícím osobám, vstupy programovací jednotky (3) sestávají z libovolně nasta vitelných regulátorů (101, IO2 ... 10_n), jejichž výstupy jsou společně spojeny s napěťově řízeným oscilátorem (11), jehož jeden výstup je připojen na vstup zpožďovacího prviku (15) zpožďovací jednotky (5) a zpožďovací prvek (15) je členem sériového zapojení, které je tvořeno spínací jednotkou (12), předzesillovačem (13), dolní propustí (14), zpožďovacím prvkem (15) a další dolní propustí (16).
2. 2. Programovatelné učící zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že zpožďovací jednotka (5) je znásobena dvěma nebo více stejně utvářenými zpožďovacími jednotka^ mi.