DD248735A5

DD248735A5 - Sprechhilfegeraet fuer kehlkopfoperierte

Info

Publication number: DD248735A5
Application number: DD86293687A
Authority: DD
Inventors: Peter Griebel
Original assignee: Dr. Kuhn U. Co. Gmbh,De
Priority date: 1985-08-17
Filing date: 1986-08-15
Publication date: 1987-08-19
Also published as: AT391388B; DE3529553C2; YU47542B; DE3529553A1; SE468828B; FR2586186B1; YU142086A; FR2586186A1; SE8603318D0; SE8603318L; DK390286A; DK165102C; GB2179522B; DK390286D0; GB2179522A; US4993071A; GB8618876D0; ATA220486A; DK165102B; AU575732B2

Abstract

Es wird ein Sprechhilfegeraet fuer Kehlkopfoperierte beschrieben, das einen elektromechanischen Wandler mit vorgeschalteter Leistungsendstufe, einen Taktgeber zur Erzeugung einer Grundfrequenz, von Hand betaetigbare Schalter und elektrische Filter zur Erzeugung von Zeitabhaengigkeiten der Variation der Taktfrequenz aufweist. Die Leistungsendstufe umfasst hierbei einen elektronischen Schalter, der mit der Grundfrequenz angesteuert wird, und einen steuernden Taktgeber, der den elektronischen Schalter mit Prioritaet gegenueber der Grundfrequenz zumindest zeitweise ausschaltet. Fig. 2

Description

Sprscbhilfegerät für Kehlkopfoperierte

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Sprechhilfegorät für Kehlkopfoperierta.

Charakteristik das bekannten Standes der Technik

Derartige elektrische Sprechhilfegeräte erzeugen eine mechanische Schwingung, die von außen durch Halsweichteile in den f'!und-/Rachsnraum geleitet wird und dort mit Zungen- und Rachenbevvegungen zu einer verständlichon Sprache moduliert werden kann. Derartige Sprechhilf egereite weisen meist etwa die Form einer Stabtaschenlanpe auf, werden in der Hand gehalten und mit ihrem Vorderteil, in dem sich der elektromechanische IVandler befindet, an den Hals gedruckt. Als Energieversorgung dienen hierbei meist wiederaufladbare Batterien.

Ein wesentlicher Schwachpunkt der bisher bekannten Geräte liegt darin, daß man entweder sehr voluminöse Batterien einbauen muß, was die Handhabung auf die Dauer sehr mühsam macht, oder daß nan die Batterien sehr oft wieder auflädt, so daS man auf ein ersatzgerät angewiesen ist.

V/eiterhin ist es notwendig, zur Erzeugung einer gut artikulierten und verständlichen Sprache die Schwankungen in der Lautstark© und Tonhöhe dor normalen Stinmsrzeugung

20.187- -2109357

beim Sprechen anzupassen. Diese Schwankungen variieren aber von Sprache zu Sprache. Eine vollständig natürlich klingende Stimmerzeugung erfordert darum die Variation einer Vielzahl von Tonparametern, die vom Benutzer mit der Hand vorgenommen werden muß. Dies erschwert zum einen das Erlernen der Handhabung des Gerätes, zum anderen wird das Gerät durch die notwendige Vielfalt von Baugruppen voluminös und schwer.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu vermeiden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Ausgehend vom oben genannten Stand der Technik, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Sprechhilfegerät so auszubilden, daß es mit möglichst geringem Bauaufwand und Bauvolumen aufgrund geringen Energieverbrauches leicht ist und dennoch eine qualitativ hochwertige Stimmerzeugung sicherstellt.

Diese Aufgabe wird zum einen dadurch gelöst, daß man bei einem Gerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 die Leistungsendstufο mit einem elektronischen Schalter versieht, der mit der Grundfrequsnz angesteuert wird, und daß die Einstellmittel einen den elektronischen Schalter steuernden Taktgeber umfassen, der den elektronischen Schalter mit Priorität gegenüber der Grund frequenz zumindest zeitweise ausschaltet, Durch dieso Form einer Leistungsendstufe wird sichergestellt, daß alle Energie, dia

aus der Batterie in die Leistungsendstufe fließt, von dort in den elektromechanischen Wandler gelangt, dsß also keine Energie in Wärme umgesetzt wird» Dadurch, daß der elektronische Schalter mit Priorität gegenüber der Grundfrequenz zeitweise ausgeschaltat wird, ist sichergestellt, daß die Grundfrequenz, also der eigentliche Stimmlaut, nicht gestört, wird«,

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der steuernde Taktgeber eine Grund frequenz auf, dia über der oberen Grenzfrequenz des elektromechanischen Wandlers liegt und ein Rechtecksignal erzeugt, wobei der Taktgeber mit einem Stellglied so verschaltet ist, daß sein Tastverhältnis voni Stellglied bestimmt ist, Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird also dia Grundfrequenz mit einem hochfrequenten Signal unterbrochen, so daß - nach dar TiefpaSfilterung durch don Wandler - zwar dis Leistung, aber nicht die Frequenz des Signales verändert wird.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der steuernde Taktgeber als Univibrator, also als Zeitglied ausgebildet, der von der Grund frequenz getriggert wird und der mit einem Stellglied so verschaltet ist, daß seine Zeitkonstante vom Stellglied bestimmt ist» Auf diese ',Veiss wird von jeder Schwingung der Grundfrequsnz ein gewisser zusammenhängender Zsitbereich ausgeblendet, wodurch ebenfalls die Grundfraquenz erhalten bleibt, die Leistung dos Signales aber veränderbar wird,»

Um die Sprache weniger monoton klingen zu lassen, kann man die Lautstärke zu Bsginn des Sprechens anschwellen, gegen Ende d3S Satzes abklingen lassen» Geübte Benutzer voll-

bringen dies durch Andrücken und Absätzen des Gerätes. Um diesG natürliche Sprechweise auch ungeübten Benutzern ermöglichen zu können bzw. auch geübte Benutzer weniger zu belasten, ist bei einer bevorzugten Ausführungsforra der Erfindung der steuernde Taktgeber mit einem ersten weiteren elektronischen Filter'versehen, das mit dem An-/Aus-Schalter so gekoppelt ist, daß beim Einschalten die ^ Schliaßdauer des elektronischen Schalters mit einer definierten Zeitkonstante auf den durch das Stellglied bestimmten Maximalwert ansteigt und boirn Ausschalten mit einer definierton Zsitkonstante abfällt. Vorzugsweise liegen hierbei die Zsitkonstanten bei etwa 50 ms.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungeform der Erfindung wird nicht nur· die Lautstärke beim Ein- und Ausschalten gesteuert, sondern auch die Tonhöhe* Dies wird dadurch bewerkstelligt, daß der Taktgeber zur Erzeugung der Grundfrequenz mit einem weiteren Filter versehen ist, das mit dem An-/Aus-Schalter so gekoppelt ist, daß beim Einschalten die Grundfrequenz von einem niedrigeren Wert bis zu einem eingestellten Wert des Taktgebers mit einer defi- " nierten Zeitkonstante ansteigt und mit einer definierten Zeitkonstante beim Ausschalten abfällt. Auch in diesem Fall liegen die Zeitkonstanten beide vorzugsweise bei 50 ms.

Um nun das Gerät für jede Sprache verwenden zu können, müssen die üblicherweise vorhandenen elektronischen Filter zur Erzeugung von Zeitabhängigksitsn der Variation der Taktfrequenz auf bestimmte Werte fest eingestallt werden* Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die elektronischen Filter zur Erzeugung der Zeitabhängigkeiten

der Variation der Taktfrequenz auftrennbare Anschlüsse zum Programmieren auf vorbestimmte Werte aufweisen. Dadurch ist gewährleistet, daß mit einem ninimalan Bauteileaufwand, so daß das Gewicht des Gerätes niedrig bleibt, dennoch eine qualitativ hochwertige Stimmerzeugung möglich wird, die der jeweiligen Sprache angepaßt ist»

Besonders "sauber" kann die Stimmerzeugung dann erfolgen, wenn, wie bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die elektronischen Filter aus einem einzigen digitalen Filter mit einer Kontrollogik und einen einstellbaren Taktgenerator bestehen» Hierbai ist der Taktgeber zur Erzeugung der Grundfrequenz als digital gesteuerter Oszillator ausgebildet. Das digitale Filter arbeitet vorzugsweise nach dem Prinzip der ζ-Transformation» Durch diesen digitalen Aufbau ist zum einen die Programnierbarkeit besonders leicht gegeben, zum anderen ist die Stimmerzeugung nicht von der über die Zeit abfallenden Batteriespannung abhängig, da die Arbeitsfrequenzen des Gerätes im wesentlichen spannungsunabhängig sind, Weiterhin wird durch dies© Ausbildung ein besonders niedriger Stromverbrauch gewährleistet, da man heute digitale Baugruppen in MOS-Technik fertigen kann» Darüber hinaus kann man das gesamte Gerät dann als integrierte Schaltung ausführen, wodurch sich das Gewicht des Gerätes ganz erheblich reduzieren läßt.

Ausföhrungsbeispiale

Weite rs bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung warden ins folgenden anhand von Ausführungsfaeispiolen näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1: den prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgomäßan Endstufe;

Fig. 2: eine erste Ausführungsform der Endstufe nach Fig. 1;

Fig. 3: eine weitere Ausführungsform ein3r srfindungsgemäßen Endstufe;

Fig. 4: eins Endstufe nach Fig. 2 mit Lautstärkesteuerung beim Ein- bzv/₀ Ausschalten;

Fig. 5: eine Prinzipachaltung der Tonerzeugung mit Analogbaugruppen und

Fig. 5: ein Blockschaltbild der digitalen Ausführungsform der Erfindung«

',Vie in Fig. 1 gezeigt, besteht die Grundfrequenz aus einem im wesentlichen rechteckförmigen Signal, das von O V auf eine im wesentlichen durch die Bafteriespannung entsprechende Spannung ansteigt und nach einer bestimmten Periode wieder abfällt. Dieses Signal gelangt zum Eingang des elektronischen Schalters 10, dar von einem Taktgeber 20 gesteuert wird. Damit die Steuerung derart erfolgen kann, daß der Taktgeber 20 den elektronischen Schaltsr 10 nur aus-, nicht aber anschalten kann, wird das Signal mit der Grundfrequenz dem Taktgeber 20 zugeführt, der dann die Ausschaltung mit Priorität des Grundsignals vornimmt.

Aus dem elektronischen Schalter 10 gelangt das Signal zur einen Klemme des elektromechanischen Wandlers, dar vor-

zugsvveise als magnetisches System ausgeführt ist. Mit soiner anderen Klemme liegt dar Wandler 1 an dor Stromquelle, Über die Klemmen ist eine Schutzdiode geschaltet.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Anordnung nach Fig. 2 näher beschrieben» In dieser Schaltung gelangt das Signal mit der Grundfrequenz auf einen ersten Eingang eines NAMD-Gatters. Dor Ausgang des NAND-Gatters 23' ist parallel auf zwei Eingänge eines weiteren MAND-Gatters 23" geführt. Der Ausgang des NAND-Gatters 23" gelangt zum einen auf den Gateanschluß eines Feldeffekttransistors 10 (Vi-X)SFcT), zum anderen über einen Kondensator C._c auf den zweiten Eingang des ersten NAND-Gatters 23'. Auf diesem zweiten Eingang des ersten NAND-Gatters 23' liegen Kathode bzw. Anode von zwei Dioden D., D ; die Anoden bzw. Kathoden werden· über Widerstände R₁, R jeweils auf ein Ende eines Potentiometers 22 geführt. Die Mittelanzapfung des Potentiometers 22 liegt auf dem Ausgang des ersten NAND-Gatters 23'.

Der elektronische Schalter 10 liegt weiterhin mit einer Klemme auf Masse, mit der anderen Klemme auf der ersten Klemme des elektromechanischen Wandlers 1. Der elektro- · mechanische Wandler 1 liegt mit seiner zweiten Klemme auf dem positiven Vsrsorgungspotsntial. Der Wandler 1 ist außerdem durch eine Diode in bekannter Weise überbrückt.

Im folgenden wird die Funktionsweise der Schaltung nach Fig. 2 näher beschrieben. Sobald das Eingangssignal am ersten Eingang des ersten NAND-Gatters 23' auf positiven Pegol springt, fällt der Ausgang dieses NAMD-Gatters auf

"S-

O V ab, und zwar unter der Voraussetzung, daß dar zweite "Hingang das NAND-Gattars 23' auf "i" liegt» Dadurch, daß der Ausgang das ersten NAND-Gaits rs 23' auf "O" abfällt, steigt der Ausgang dos zweiten NAND-Gatters 23" auf "1" an, wodurch dsr Transistor 10 durchgestauert wird, Durch das Ansteigen des Ausganges dos zweiten NAND-Gatters 23" wird der erste Pol des Kondensators Cr auf hohes Potential gehoben, so daß ein Strom durch das Potentiometer 22, den Widerstand R. und die Diode D₁ fließt» Somit entlädt sich der Kondensator C_r. Sobald er sich bis zum Schwallenwert des ersten NAND-Gatters 23' entladen hat, steigt dessen Ausgang auf "i", das zweite NAND-Gatter 23" schließt (der Transistor 10 sperrt), der Kondensator C_n wird mit seinem ersten Pol auf niedriges Potential abgesenkt. Dadurch lädt er sich über das Potentiometer 22, den Widerstand Rp und die Diode D_n auf, bis sein Potential wieder den Schwellenwert dss ersten NAND-Gatters 23' übersteigt und dessen Ausgang wiederum auf "O" abfällt. Sodann beginnt der Vorgang von neuem. Aus diesem folgt, daß die Zeitdauer, während der der Transistor 10 durchgesteuert wird, durch das Potentiometer 22, den '//iderstand R„ und die Diode D„ bestimmt ist, die Ausschaltzeit i. j.

des Transistors 10 durch den anderen Teil des Potentio-, meters 22, den Widerstand R₂ und die Diode D^. Durch Einstellung des Potentiometers 22 wird somit nicht dia Frequenz, sondern das Tastverhältnis dieses Taktgenerators bestimmt.

Wenn der erste Eingang des ersten NAND-Gatters 23' auf "O" liegt, so liegt unabhängig vom Potential an seinem zweiten Eingang sein Ausgang auf "1", demzufolge der Ausgang dos zweiten NAND-Gatters 23" auf "0", so daß der

Transistor 10 gesperrt bleibt ο Dadurch wird die vorgenannte "Prioritätssteuerung" sichergestallt.

Im folgenden wird eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Fig. 3 beispielhaft erläutert. Diese Figur zeigt einen aus zwei NAND-Gattern 24', 24", einem OR-Gatter 24"', einem Kondensator C_x und einem regelbaren Widerstand 22' bestehenden Taktgeber 20. Diese an sich bekannte Baugruppe stellt einen Univibrator dar, der durch eine von "0" auf "1" ansteigende Flanke gstriggert wird und über eine gewisse Zeitdauer angeschaltet bleibt, die durch den regelbaren Widerstand 22* und den Kondensator C, bestimmt wird. Hierbei ist auch bei di.e.ser Schaltung gewährleistet, daß am OR-Gatter 24"' nur dann dar Ausgang "1" sein kann, wenn eine "I" an Eingang des. ersten NAND-Gatters 24' liegt. Selbstverständlich ist as möglich, anstelle dieser an sich bekannten Schaltung übliche Univibratoren in integrierten Schaltungen zu verwenden. Der Ausgang des CR-Gatters 24"' liegt auf dem GBte-Eingang des hier nicht gezeigten Feldeffekttransistors. 10.

I:H folgenden wird anhand Fig. 4 eine bevorzugte Ausführungsform der Schaltung nach Fig. 2 gezeigt, bei osr die Lautstärke der Stimmwiedergabe, d. h. die in den Wandler gelangende Leistung beim Anschalten mit einer gewissen Zeitkonstante ansteigt, bein Abschalten mit einer gewissen Zeitkonstante wieder abfällt« Bei dieser Ausführungsforn der Erfindung liegt ein An-/Aus-Schalt3r S-mit einem Pol auf der positiven Versorgungsspannung, mit seinem anderen Pol auf der ersten Klemme eines Kondensators C. Die andere Klemme des Kondensators C liegt auf einem geerdeten

Widerstand R und auf dsm einen Pol einer Lichtemittierend dan Diode, dio mit ihrem anderen Pol geerdet ist. Die Lichtemittierende Diode ist optisch mit dem Gate eines Feldeffekttransistors T gekoppelt, der mit seinen beiden anderen Klemmen den Widerstand R₁ überbrückt. Der Feldeffekttransistor T wirkt hier als steuerbarer Widerstand _t dessen Widerstands'.vert vom Lichtstrom abhängt, dar aus der Lichtemittierenden Diode austritt.

Die Wirkungsweise der Schaltung ist nun folgende:

Drückt der Benutzer den Ar.-/Aus-Schalter S, so wird der Kondensator C auf die Versorgungsspannung gelegt. Ober den Widerstand R, und die Lichtemittierende Diode lädt er sich mit der durch seine Kapazität und den fließenden Strom bestimmten Zsitkonstante auf. ','Jährend dieser Auf- ladurjgszeit sinkt der von der Lichtssittierenden Diode ausgesandte Fotostrom, uqv wiederum den Feldeffekttransistor T langsam sperrt, so daß sein Widerstandsivert zunimmt. Dadurch, daß der Feldeffekttransistor T mit dorn die Durchsteuerzeit des Transistors 20 mitbestimmenden Widerstand R. parallel geschaltet ist, steigt die durch das Potentiometer 22 eingestellte Lautstärke nach den Einschalten erst allmählich auf ihren vorbestimmten Wert an.

Die Lautstärke sinkt beim Ausschalten allmählich ab. Man muß aber darauf achten, daß der Feldeffekttransistor T dann, wenn die Lichtemittierende Diode keinen Lichtstrom aussendet, einen so hohen Vi/idarstandsvvsrt aufweist, daß die Einschaltzsitdausr dss Transistors 10 nur durch R₁ bestimmt ist.

Die Aussteuerung kann durch einen Generator in analoger odor digitaler Technologie erfolgen. Im folgenden wird anhand der Fig. 5 die Schaltung das Sprechhilfsgerätes vor der Endstufe näher beschrieben.

Wie in dieser Abbildung gezeigt, weist die Schaltung einen spannungsgesteuerten Oszillator 12 (VCO) auf, dessen Ausgang das Signal mit der Grundfrequenz darstellt. Der Steuereingang des Oszillators 12 liegt auf vier Summierwiderständen R, deren andere Enden auf den Ausgängen von vier Baugruppen E, D, I und M liegen. Abhängig von der Summe der Ausgangsspannungen der genannten Baugruppen ergibt sich somit die Ausgangsfrequenz des Oszillators 12, Im folgenden werden die Baugruppen E, D, I und M näher beschrieben.

Die Baugruppe E umfaßt ein Widerstandsnetzwerk RF, mit mehreren in Reihe geschalteten Widerständen, deren Koppelpunkte jeweils zu Buchsen RF„ - RF geführt sind. Mit dem einen Ende liegt das Netzwerk auf der Versorgungsspannung, mit daoi anderen Ende auf einen Lastwiderstand und gleichzeitig auf einem der Summienvidarständs R, De nach den, wie man die Einzelwiderständs im Netzwerk RF mittels Kurzschlußbrücken über die Klemmen RF₁ - RF verschaltet, ändert sich die Ausgangsspannung dar Baugruppe Ξ. Diese Auogangsspannung bestimmt die "Endfrequenz", wie weiter unten näher ausgeführt werden wird.

Die Baugruppe D umfaßt zwei derartige Widerstandsnstzwerke RS mit Anschlüssen RS₁ - RS_n bzw. RD mit Anschlüssen RD₁ - RD_n. Das erste Widerstandsnetzwerk RS liegt mit seinem einen Enc'e auf der Versorgungsspannung, mit seinem

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anderen Ende Ober einem Lastwiderstand auf dem ersten Pol eines Umschalters Sj. Das Widerstandsnetzwerk RD lisgt mit seinem einen Pol auf Masse, mit seinem anderen Pol auf den zweiten Kontakt des Umschalters S₁. Der Summsnpol das Umschalters S., liegt auf einem geerdeten Kondensator Cr, und auf einem Summierwiderstand R.

Die Wirkungsweise der Baugruppe D ist folgende:

Befindet sich der Schalter '3„ in der in Fig. 5 gezeigten Stellung, so wird der Kondensator C_Q über das Widerstandsnetzwerk RS bis auf den durch den Lastwiderstand am Ausgang des Widerstandsn-atzwerkas RS bestimmten Spannungswert geladen, der dann am Eingang des Oszillators 12 aufsummiert wird. Schaltet man den Schalter S₁ in seine zwei-

mim

te - hier nicht gezeigte - Position, so vixrd der Kondensator C_n über das Netzwerk RD vollständig entladen.

Da die Ausgänge der Baugruppen E und D aufsummiert werden, fällt die Summenspannung aus den Baugruppen E und D nie unter den durch die Baugruppe E bestimmten Wert ab.

Im folgenden wird die Baugruppe I beschrieben.

Die Baugruppe I weist ein Widerstandsnetzwerk RI mit Anschlüssen RI₁ - RI (wie oben beschrieben) auf, das mit seinem einen Ende auf der positiven Versorgungsspannung und mit seinem anderen Ende auf einer Reihenschaltung von zwei Widerständen liegt, die wiederum auf Masse geführt ist, so' daß sich eine Reihenschaltung aus insgesamt drei Widerstandsbauteilen ergibt. Das mittlere Widerstandsbauteil ist mit seinen beiden Klemmen auf zi/ex Klemmen eines

Schaltors S₀ geführt, dessen Sumnenklemmo über einen Widerstand RI₀ und einen geerdeten Kondensator CI„ auf einen Summienviderstand geführt ist.

Die Funktionsweise der Baugruppe ist folgende:

Befindet sich der Schalter S₉ in der in Fig. 5 gezeigten Stellung, so wird die Ausgangsspannung der Baugruppe I durch den Spannungsabfall am Widerstandsnetzwerk RI bestimmt. Wird der Schalter S₂ in seine zweite Stellung gebracht, so sinkt die Spannung mit der durch den Widerstand RI„ und den Kondensator C bestimmten Zsi'ckonstante auf eine niedrigere Spannung ab, die durch den Spannungsabfall über das Widerstandsnetzwerk RI und den nachgaschaltetsn Widerstand bestimmt wird,

!<?: folgenden wird die Funktionsweise der Bougruppe M näher beschrieben, Befindet sich dar Schalter S in dar in Fig. gezeigten Stellung, so ist die Batterie abgekoppelt, die Versorgungsspannung V^T ist 0. Wird der Schalter S in seine zweite Stellung gebracht, so lädt sich zum einen der Ladekondensator C, schnell auf (aufgrund der niedrigen Batterieimpedanz}, während ein auf Masse liegender Kondensator C über einen Widerstand R_ nur allmählich aufgeladen wird. Die Spannung am Kondensator C-. ist auf einen Summisr/iicJerstand R geführt,

Die Gesamtvvirkungsvveise der Schaltung ist nun folgende:

Der Schalters ist mit dem Schalter S. mechanisch verbunden ι und zwar derart, daß sie im Ruhezustand die in Fig. gezeigte Stellung einnehmen. Drückt der Benutzer auf den

Schalter S/S,, so steigt di-3 VCQ-Steuersnannung von einem durch die Summanausgangsspannung dar Baugruppen E, D und τ bestimmter. '»Vsrt auf aen Gssamtsummanivert an. Die Zeitkonstanto der Baugruppe M wird hierbei kurz gewählt, vorzugsweise mii; 50 moo Nach diesem schnellen Ansteigen der Hingangsspahnung für den VC012 fällt diese dann langsam, und zwar bestimmt durch die Zeitkonstante aus Kondensator C„ und Widerstandsnetzwerk RD, auf einen Endvvert ab, der im wesentlichen aus der Sursme der Ausgangsspannungsn aus den Baugruppen E, I und M resultiert. Dieses langsame Abfallen dar Summenspannung bewirkt ein langsames Absinken der Ausgangsfrequenz des Oszillators 12, so daß die in der natürlichen Sprache übliche Absenkung der Stimme während des Sprechens eines Satzes· sichergestellt ist.

Der Schalter S„ der Baugruppe I bewirkt dann,, v/enn man ihn aus seiner Ruhestellung in die in Fig. 5 gezeigte Stellung niederdrückt» ein Anheben dar "Stimnfrequenz" - bei Loslassen ein Abfallen der Stimnfrequenz, wobei Anstiegsund Abfallszeiton durch das Zeitolied RI^, CI^ bestimmt sind {in Fig, 5 ist also die "angehobene" Position gezeigt), Dieser "Intonationssprung" bewirkt eine natürlichere· Sprachwiedergabe.

Dadurch_{ daß die Widerstandsnetzwsrka Rr, RS, RD und RI jeweils mit Anzapfpunkten versehen sind, die über einfache Brücken kurzgeschlossen werden können, ist es möglich, die üblichen Stimmabsenkungsn und Abhebungen während das Sprechens sowie Anfangs- und Endlage und einen Intonationssprung so zu programmieren, wie 33 die Sprache des Benutzers erfordert» Da diese werte von Sprache zu Sprach-3 ganz unterschiedlich sind,, ist 3S durch die erPin-

dlingsgemäße Ausbildung das Sprechhilfegerätos möglich, trotz geringstem Bauteileaufwand eine optimale "Prcgrammierbarkeit" sicherzustellen.

Im folgenden wird anhand der Fig. 5 eins weitere bevorzugte Ausführungsform dar Erfindung naher erläutert, dis in Digitaltechnik ausgeführt ist. Die Schaltung nach Fig. weist einen digitalen Oszillator 40 auf, der im wssentlichsn aus einem über die Anschlüsse RP₁ und RF₀ einstellbaren Oszillator besteht, der einen Synchronzähler durchtaktet. Die Parallelausgänge des Synchronzählers sind auf einen Komparator geführt, der seine Vergleichswerta übor ein Latch erhält. Immer dann, wenn die Werte aus Synchronzähler und Latch übereinstimmen, wird ein Ausgangssignal auf den Ausgang AU gegeben. An den Ausgang AU kann eins Endstufe gemäß Fig. i bis 4 gekoppelt sein.

Das Latch erhält seine Eingangsworts aus einem digitalen Filter 50, das eine z-Transformation ausführt. Die Koeffizienten der z-Transformation werden hierbei von der Kontrollogik 54 bestimmt, die Programmieranschlüsse DEC, M₁ und M₂ aufweist. Die Taktrate des Filters 50 wird durch einen zweiten Oszillator 52 bestimmt, der Programmieranschlüsse RT₁ und RTp aufweist,

Die Wirkungsweise dieser Schaltung ist folgende:

Durch den ersten Oszillator im Taktgeber 40 wird die Grundfrequenz bestimmt. Abhängig davon, welche Werte aus dem digitalen Filter 60 über das Latch in den Komparator gelangen, wird diese Grund frequenz modifiziert. Somit kann dadurch, daß man die Taktfrequenz des digitalen

Filters 60 über die Programmieroingänge RT₁ und RT_O des Oszillators 62 bestimmt und die Koeffizienten dar z-Trar.sformation über dio Kontrollogik 54 anhand dar Werte an den Steuersingängen DEC, M^ und M einstellt:, jedes beliebige Frequenzverhaiton vorprogrammiert werden» Hierbei finden selbstverständlich auch die weiter oben beschriebenen An-/Aus-3chalter und Intonationsschülter Verwendung bzw« sind in der dem Fachmann geläufigen Art und Weisο angekoppelt. Dia einstellung des Gerätes auf die Sprache des Benutzers geschieht soinit über die Programniereingänga '- · * I ni ^,I Ii > ^ t ^lS ' « UHU ' '-J * ' ¹O » *~ —'-' *

Wie oben erwähnt, kann man vorteilhaftervveise als Endstufe (Anzukoppeln an den Ausgang AU) die anhand der Fig. i bis 4 beschriebene Endstufe verwenden, selbstverständlich aber auch eine konventionelle Endstufe,

Claims

Patentansprüche

1. Sprechhilfegerät für Kehlkopfoperierte, mit einem elektromechanischen Wandler mit vorgeschalteter Leistungsendstufe, mit mindestens einem einstellbaren Taktgeber zur Erzeugung einer Grundfrequenz, mit mindestens zwei von Hand betätigbaren Schaltern zur An-/ Aus-Steuerung des Wandlers und zum Variieren der Taktfrequenz, mit elektrischen Filtern zur Erzeugung von Zeitabhängigkeiten der Variation der Taktfrequenz und mit Einstellmitteln zum Einstellen der Ausgangsleistung der Leistungsendstufe, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsendstufe mit einem der Grundfrequenz angesteuerten elektronischen Schalter (10) und die Einstellmittel einen den elektronischen Schalter (10) steuernden Taktgeber (20) umfassen, der den elektronischen Schalter (10) mit Priorität gegenüber der Grundfrequenz . zumindest zeitweise ausschaltet.
2. Sprechhilfegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der steuernde Taktgeber (20) eine Grundfrequenz aufweist, die über der oberen Grenzfrequsnz des elektromechanischen Wandlers (1) liegt und ein Rechtecksignal erzeugt, wobei der Taktgeber (20) mit einem Stellglied (22) so verschaltet ist, daß sein Taktverhältnis vom Stellglied (22) bestimmt ist.
3. Sprechhilfegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der steuernde Taktgeber (20) als Univibrator ausgebildet ist, der von der Grundfrequenz getriggert wird und der mit einem Stellglied (22*) so verschaltet

ist, daß seine Zeitkonstahte (t_R) vom Stellglied (22*) bestimmt ist.
4. Sprechhilfegerät nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der steuernde Taktgeber (20) mit einem ersten weiteren elektronischen Filter (30) versehen ist, das mit dem An-/Aus-Schalter (S) so gekoppelt ist, daß beim Einschalten die Schließdauer das elektronischen Schalters (10) mit einer definierten Zeitkonstante (^₀₁) auf den durch das Stellglied (22; 22') bestimmten Maximalwert ansteigt und beim Ausschalten mit einer definierten Zeitkonstante (tg₂) abfällt, wobei beide Zeitkonstanten (ig-,; t₀₉) vorzugsweise bsi 50 ms liegen.
5. Sprechhilfegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgeber (40) zur Erzeugung der Grund frequenz mit einem zweiten weiteren Filter (50) versehen ist, das mit dem An-/Aus-Schalter (S) so gekoppelt ist, daß beim Einschalten die Grundfrequenz von einem niedrigeren Wert bis zum eingestellten Wert des Taktgebers (40) mit einer definierten Zeitkonstante (t'g*) ansteigt und mit einer definierten Zeitkonstante (t'g₂) ksira Ausschalten abfällt, wobei die beiden Zeitkonstanten (t'_Q1; ^'02^ vorzugsweise bei 50 ms liegen.
6. Sprechhilfegerät für Kehlkopfoperierte, mit einem elektromechanischen Wandler mit vorgeschalteter Leistungsendstufe, mit mindestens einem einstellbaren Taktgeber zur Erzeugung einsr Grundfrequenz, mit mindestens zwei von Hand betätigbaren Schaltern zur

An-/Aussteuerung des Wandlers und zum Variieren der Taktfrequenz, mit elektronischen Filtern zur Erzeugung von Zeitabhängigkeiten dar Variation der Taktfrequenz, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Filter zur Erzeugung der Zeitabhängigkeiten der Variationen der Taktfrequenz auftrennbare Anschlüsse (RPl, RP2; RTl, RT2; Ml, M2, M3; DEC; RF₁" RF_n; RS₁- RS_n; RD₁-RD ; Rl_-- ^RI _n) ^2um Programmieren auf vorbestimmte Werte aufweisen.
7. Sprechhilfegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen -Filter aus einem einzigen digitalen Filter (50) mit einer Kontrollogik (64) und einem einstellbaren Taktgenerator (62) bestehen, und daß der Taktgeber (40) zur Erzeugung der Grundfrequenz als digital gesteuerter Oszillator ausgebildet ist, wobei das digitale Filter (60) vorzugsweise nach dem Prinzip der ζ-Transformation arbeitet.

Hierzu 4 Seiten Zeichnungen.