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Verfahren und Anordnung zur Sprechverbesserung
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Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Anordnungen, die zur
Beseitigung von Sprachfehlern bestimmt sind, und sie betrifft insbesondere Verfahren
und Anordnungen zur Sprechverbesserung bei Menschen, die an Stottern leiden.
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Es gibt bereits verschiedene Verfahren zur Sprechverbesserung bei
an Stottern leidenden Menschen. Eines dieser Verfahren besteht in der Durchgabe
der eigenen Sprache in das Gehörorgan des Menschen über einen Übertragungskanal
für akustische Signale (s. z. B. "Primenenie apparata "Ekho" pri ustranenii zaikania"
(Verwendung des Apparats Ekho bei der Beseitigung des Stotterns), Leningrad, 1979,
S. 8, 9).
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Bei diesem Verfahren hört der sprechende Mensch
die
von ihm ausgesprochenen Worte mit einer gewissen Verzögerung in Bezug auf den Zeitpunkt
von deren Aussprache. Ein solches Verfahren ermöglicht eine zeitliche Abtrennung
der Erfassung des Gesagten von dessen Aussprache und dadurch eine bessere Konzentration
der Aufmerksamkeit des Menschen auf die von ihm ausgedrückten Sprachfragmente, was
dem Menschen das Stottern zu überwinden hilft. Die Dauer der Verzögerung kann geregelt
werden, wodurch es gestattet wird, eine für den konkreten Menschen optimale Größe
der Verzögerung vorzuwählen.
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Bei dem bekannten Verfahren erfolgt die Durchgabe der Sprache des
Menschens in sein Gehörorgan in einem ziemlich weiten Frequenzbereich von 0,4 bis
3 Kilohertz, wodurch eine sehr gute Verständlichkeit des in das Gehörorgan des Menschen
einkommenden Sprechsignals sowie die Übergabe der Klangfarbe und der Intonation
(emotionalen Färbung) der Stimme des sprechenden Menschen gewährleistet wird. Außerdem
befindet sich der Übertragungskanal für das akustische Signal während des Vorgangs
der Sprachdurchgabe, sowohl bei der Übertragunq der Sprachfragmente als auch in
den Pausen dazwischen, im eingeschalteten Zustand.
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Das bekannte Verfahren gewährleistet somit eine relativ hohe Übertragungsgüte
für die Sprachlaute, was vom Standpunkt der Elektroakustik als positive Eigenschaft
gilt. Wie jedoch die ärztliche Behandlungspraxis gezeigt hat, ist eine solche Sprachübertragung
vom Standpunkt der Behandlung des Stotterns nicht optimal. Das erklärt sich damit,
daß bei dem bekannten Verfahren im Laufe der Übertragung der Sprache des Menschen
in sein Gehörorgan eine
große Menge an überschüssiger Information
eindringt, die keinen Bedeutungsgehalt hat, d. h. nicht nötig ist, daß der Mensch
den Sinn der von ihm ausgedrückten Worte versteht, aber gleichzeitig eine ablenkende
Einwirkung auf den Menschen ausübt. Eine solche überschüssige Information sind die
Information über die Klangfarbe und die emotionale Färbung der Sprache sowie das
Rauschen des umgebenden Mediums und das Eigenrauschen des Übertragungskanals für
das akustische Signal, wenn diese Störungen durch die Sprache des Menschen nicht
gedämpft werden, d. h. in den Pausen zwischen den vom Menschen ausgedrückten Sprachfragmenten.
Das Eintreffen der angegebenen überschüssigen Information verstärkt die emotionale
Erregung des Menschen, zerstreut seine Aufmerksamkeit und stört das Erfassen des
Gesagten, was die Beseitigung des Stotterns erschwert und die Sprechverbesserung
weniger wirkungsvoll macht.
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Das oben beschriebene Verfahren wird mit Hilfe einer Anordnung durchgeführt,
die in Reihe geschaltet einen akustisch-elektrischen Wandler, einen Verzögerungsblock
und einen elektroakustischen Wandler enthält (s.
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z. B. Primenenie apparata "Ekho" pri ustranenii Zaikania" (Verwendung
des Apparats Ekho bei der Beseitigung des Stotterns), Leningrad, 1979, S. 8, 9).
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Der akustisch-elektrische Wandler stellt ein Kehlkopfmikrofon dar,
das an der Kehle des Menschen angebracht wird, der elektroakustische Wandler ist
ein Telefon, das man am Ohr des Menschen anordnet, und der Verzögerungsblock ist
in Form eines Magnettongeräts ausgeführt, dessen Aufnahmekopf über einen Verstärker
mit dem Kehlkopfmikrofon verbunden ist, während der Tonwiedergabekopf
über
einen anderen Verstärker mit dem Telefon in Verbindung steht und mit Hilfe einer
Mikrometerschraube verstellt werden kann, wodurch die Regelung der Verzögerungsdauer
des Sprechsignals gewährleistet wird.
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Diese Anordnung gewährleistet im Laufe der Durchgabe der Sprache
des Menschen in sein Gehörorgan eine kontinuierliche Übertragung eines relativ breiten
Frequenzspektrums über den Kreis, der den akustisch-elektrischen Wandler, den Verzögerungsblock
und den elektroakustischen Wandler enthält, und hat demzufolge die gleichen Nachteile
wie das oben beschriebene bekannte Verfahren zur Sprechverbesserung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Anordnung zur Sprechverbesserung für an Stottern leidende Menschen zu entwickeln,
die so ausgeführt sind, daß durch die Herabsetzung der Menge der überschüssigen
Information, die in das Gehörorgan des Menschen bei der zeitverzögerten Durchgabe
seiner eigenen Sprache in sein Gehörorgan einfällt, seine emotionale Erregung und
die Zerstreuung seiner Aufmerksamkeit vermindert, das Erfassen seiner eigenen Sprache
erleichtert und dadurch eine wirksamere Sprechverbesserung gewährleistet wird.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren zur Sprechverbesserung
für an Stottern leidende Menschen durch zeitverzögerte Durchgabe der eigenen Sprache
in das Gehörorgan über einen Übertragungskanal für akustische Signale erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß die Sprachdurchgabe in einem Frequenzbereich erfolgt,
dessen
obere Grenzfrequenzen von 0,6 bis 1,5 Kilohertz betragen, und der Übertragungskanal
für das akustische Signal in den Pausen zwischen den vom Menschen ausgesprochenen
Sprachfragmenten gesperrt wird.
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Ausgehend von einer Anordnung zur Sprechverbesse rung für an Stottern
leidende Menschen, die in Reihe geschaltet einen akustisch-elektrischen Wandler,
einen Verzögerungsblock und einen elektroakustischen Wandler enthält, wird die gestellte
Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß diese Anordnung zusätzlich ein Element
zum Steuern des Frequenzspektrums des von akustischelektrischen Wandler zum elektroakustischen
Wandler zu übertragenden Signals mit einer Einrichtung zur Herabsetzung der oberen
Grenzfrequenz des Frequenzspektrums für das akustische Signal, das über einen Kreis
übertragen wird, der den akustisch elektrischen Wandler, den Verzögerungsblock und
den elektroakustischen Wandler einbezieht, bis auf einen Wert, der unterhalb von
1,5 Kilohertz liegt, einen Schalter zum Unterbrechen der Ubertragung des Signals
vom akustisch-elektrischen Wandler zum elektroakustischen Wandler sowie eine Schwellwertschaltung
enthält, deren Eingang mit dem akustisch-elektrischen Wandler und deren Ausgang
mit dem Steuereingang des Schalters verbunden ist.
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Die Ausbildung des Verfahrens und der Anordnung gemäß der Erfindung
gestattet es, das Eintreffen von überschüssiger Information, die keinen Bedeutungsgelalt
hat, aber eine ablenkende Einwirkung auf den Menschen ausübt, in das Gehörorgan
des Menschen zu reduzieren und dadurch dessen emotionale Erregung und die Zerstreuung
seiner Aufmerksamkeit zu vermindern, die Erfassung seiner eigenen
Sprache
zu erleichtern und damit eine wirksamere Sprechverbesserung zu gewährleisten.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist es zweckmäßig, den Schalter zwischen
einen Stromversorgungsblock und einen zwischen dem Verzögerungsblock und dem elektroakustischen
Wandler eingeschalteten Verstärker zu legen.
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Das gestattet einen sparsameren Verbrauch von Energie aus dem Stromversorgungsblock.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist, deren einzige Figur ein Schaltbild
für eine gemäß der Erfindung ausgeführte Anordnung zur Sprechverbesserung zeigt.
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Das Verfahren zur Sprechverbesserung bei an Stottern leidenden Menschen
besteht darin, daß an deren Gehörorgan die eigene Sprache über einen Übertragungskanal
für akustische Signale zeitverzögert durchgegeben wird, wobei die Sprachdurchgabe
in einem Frequenzbereich.erfolgt, dessen obere Grenzfrequenz von 0,6 bis 1,5 Kilohertz
beträgt, und der Übertragungskanal für das akustische Signal in den Pausen zwischen
den vom Menschen ausgedrückten Sprachfragmenten gesperrt wird.
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Die Hauptrolle bei der Übertragung der Sprachbedeutung spielen, wie
bekannt, die niederfrequenten Komponenten des Sprachspektrums. Die hochfrequenten
Komponenten dieses Spektrums sind weniger wichtig für die Übertragung der Sprachbedeutung
und tragen hauptsächlich eine
Information über die Klangfarbe
und die Intonation der Sprache. Bei der angegebenen Wahl der oberen Grenzfrequenz
des Spektrums des zu übertragenden Sprechsignals erweist sich dieses Spektrum als
ausreichend für die Erfassung durch den Menschen des Sinnes seiner eigenen Rew de
Das Fehlen von hochfrequenten Komponenten des Sprachspektrums beseitigt praktisch
die Übertragung der Information über die emotionale Färbung der Sprache in das Gehörorgan
des Menschen, und die Sperrung des tJbertragungskanals für die akustischen Signale
in den Pausen zwischen den Sprachfragmenten verhindert das Eintreten von fremden
Rauschstörungen (die sich aus dem Rauschen des umgebenden Mediums und dem Eigenrauschen
des Übertragungskanals zusammensetzen) in das Gehört an des Menschen in den Zeitspannen,
in denen diese Störungen durch die Sprache nicht gedämpft werden.
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Im Ergebnis wird die emotionale Erregung des Menschen im Laufe der
Äußerung und Erfassung der Sprache herabgesetzt und seine Aufmerksamkeit konzentriert
sich besser auf den Vorgang der Formierung von Sprachelementen, wodurch eine wirksamere
Sprechverbesserung gewährleistet wird. Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird auch der eigentliche Vorgang der Spracherfassung erleichtert, da dabei das
Eintreten von Information, die keinen Bedeutungsinhalt hat, in das Gehörorgan des
Menschen reduziert wird. Infolge des fehlens der Übertragung von Rauschstörungen
in den Pausen zwischen den Sprachfragmenten ergeben sich z. B. günstigere Bedingungen
zur Überwindung der angegebenen Pausen im Laufe der Sprachäußerung, da die Empfindlichkeit
des menschlichen Ohrs, wie bekannt, mit der Herabsetzung der Intensität der in dasselbe
eintretenden akustischen Signale ansteigt, was es dem Menschen gestattet, die schwachen
Laute
besser zu erfassen, die bei einem stotternden Menschen oft dem Beginn des Sprachfragments
vorangehen, und dadurch die Pausen schneller zu überwinden. Auf diese Weise wird
eine wirksamere Sprechverbesserung gewährleistet.
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Das beschriebene Verfahren kann mit Hilfe der in der Zeichnung dargestellten
Anordnung zur Sprechverbesserung durchgeführt werden.
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Die dargestellte Anordnung zur Sprechverbesserung enthält einen in
Form eines Mikrofons 1 ausgeführten akustisch-elektrischen Wandler, einen Verstärker
2, dessen Eingang an das Mikrofon 1 angeschaltet ist, einen Verstärker 3, einen
in Form eines Telefons 4 ausgeführten elektroakustischen Wandler und einen Verzögerungsblock
5, der zwischen dem Ausgang des Verstärkers 2 und dem Eingang des Verstärkers 3
eingeschaltet ist. Die Anordnung enthält weiterhin einen Stromversorgungsblock 6,
der mit dem Verstärker 2 und dem Verzögerungsblock 5 verbunden ist, einen zwischen
dem Stromversorgungsblock 6 und dem Verstärker 3 liegenden Schalter 7 und eine Schwellwertschaltung
8, deren Eingang über den Verstärker 2 mit dem Mikrofon 1 und deren Ausgang mit
dem Steuereingang des Schalters 7 verbunden ist. Der Verstärker 3 ist mit einem
Gegenkopplungskreis ausgeführt, der durch zwischen dem Ausgang und Eingang des Verstärkers
3 in Reihe geschaltete Kondensatoren 9 und 10 und einen zwischen dem Verbindungspunkt
der Kondensatoren 9 und 10 und dem gemeinsamen Punkt der Schaltung der Einrichtung
liegenden regelbaren Widerstand 11 gebildet wird.
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Der Verzögerungsblock 5 kann eine Magnettoneinrichtung
sein,
deren Aufnahmekopf an den Ausgang des Verstärkers 2 und deren Wiedergabekopf an
den Eingang des Verstärkers 3 angeschaltet ist. Der Verzögerungsblock 5 kann auch
in Form einer Kette von Geräten mit einer Ladekopplung ausgeführt werden.
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Der Schalter 7 enthält zwei MCS-Transistoren 12 und 13, die zu entgegengesetzten
Leitungstypen gehören und in Reihe zwischen der Minusklemme des Stromversor gungsblocks
6 und dem mit der Plusklemme dieses Blocks 6 verbundenen gemeinsamen Punkt der Einrichtungsschaltung
liegen. Der Verstärker 3 ist mit der MinlJsklemme des Stromversorgungsblocks 6 über
den Transistor 12 verbunden. Die Steuerelektroden der Transistoren 12 und 13 sind
miteinander verbunden und bilden den Steuereingang des Schalters 7.
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Die Schwellwertschaltung 8 enthält ein Potentiometer 14, dessen Wirkelement
zwischen der Minusklemme des Stromversorgungsblocks 6 und dem gemeinsamen Punkt
der Schaltung eingeschaltet ist, eine Diode 15, deren Anode mit dem beweglichen
Kontakt des Potentiometers 14 in Verbindung steht und über einen Kondensator mit
dem Ausgang des Verstärkers 2 verbunden ist, einen parallel zur Diode 15 liegenden
Widerstand 16 und einen Kondensator 17, der zwischen der Kathode der Diode 15 und
dem gemeinsamen Punkt der Schaltung liegt. Das Ausgangssignal der Schwellwertschaltung
8 wird am Kondensator 17 abgegriffen und auf die Steuerelektroden der Transistoren
12 und 13 gegeben.
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Im Betriebe der Anordnung wird das Mikrofon 1 vor dem Mund eines
an Stottern leidenden Menschen angeordnet, und das Telefon 4 wird an dessen Ohr
befestigt. Anstelle
des Mikrofons 1 kann ein Kehlkopfmikrofon verwendet
werden, das an der Kehle des Menschen angebracht wird.
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Die vom Menschen ausgedrückten Laute werden im Mikrofon 1 in ein
elektrisches Signal umgewandelt, das durch den Verstärker 2 verstärkt wird und in
den Verzögerungsblock 5 gelangt. Am Ausgang des Verzögerungsblocks 5 wird ein elektrisches
Signal gebildet, das seiner Form nach mit dem Signal an seinem Eingang zusammenfällt,
jedoch in Bezug auf das Eingangssignal um eine Zeitspanne verzögert ist, die durch
die Parameter des Verzögerungsblocks 5 bestimmt wird. Diese Zeitspanne kann verändert
werden und beträgt üblicherweise bis 200 Millisekunden.
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Vom Ausgang des Verstärkers 2 gelangt das Signal an den Eingang der
Schwellwertschaltung 8, wird durch die Diode 15 gleichgerichtet und lädt den Kondensator
17 auf. Die Spannung am Kondensator 17 überschreitet in diesem Fall den Schwellenwert,
der Transistor 12 ist entsperrt, und der Transistor 13 ist gesperrt, wodurch die
Spannung vom Stromversorgungsblock 6 an den Verstärker 3 gelangt, der die Verstärkung
des am Ausgang des Verzögerungsblocks 5 formierten Signals gewährleistet. Vom Ausgang
des Verstärkers 3 gelangt das Signal zum Telefon 4 und wird hier in ein akustisches
Signal umgewandelt, das an das Gehörorgan des Menschen weitergegeben wird. Der Mensch
hört somit die Laute seiner eigenen Sprache, die um eine Zeitspanne verzögert sind,
die durch die Parameter des Verzögerungsblocks 5 bestimmt wird.
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Der Frequenzbereich, in dem die Sprachdurchgabe
durchgeführt
wird, hängt vom Widerstandswert des regelbaren Widerstandes 11 ab, der gemeinsam
mit den Kondensatoren 9 und 10 einen frequenzabhängigen Kreis bildet, dessen Parameter
die obere Grenzfrequenz der Durchlaßbandbreite des Verstärkers 3 bestimmen. Die
Parameter der Kondensatoren 9 und 10 und des Widerstands 11 werden so gewählt, daß
eine Möglichkeit zur Herabsetzung der oberen Grenzfrequenz des Frequenz spektrums
des akustischen Signals, das über den Kreis übertragen wird, der das Mikrofon 1,
die Verstärker 2 und 3, den Verzögerungsblock 5 und das Telefon 4 einbezieht, bis
auf einen Wert gewährleistet wird, der unterhalb 1,5 Kilohertz liegt, wobei als
Grenzfrequenz des Spektrums eine Frequenz angenommen wird, bei der der Übertragungsfaktor
für das akustische Signal 30 t vom UbertraguxLgsfaktor bei der Frequenz 400 Hertz
beträgt. Der regelbare Widerstand 11 wird in eine Lage eingestellt, bei der die
wirksamste Sprechverbesserung gewährleistet wird. Wie Versuche ergeben haben, kann
der optimale Wert der oberen Grenzfrequenz zwischen 0,6 und 1,5 Kilohertz liegen.
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In den Pausen zwischen den Sprachfragmenten, z. B.
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den Worten oder Sätzen, hat der Pegel des Signals am Ausgang des Verstärkers
2 einen relativ geringen Wert, der durch das Eigenrauschen des Verstärkers 2 und
das Rauschen des umgebenden Mediums, die in das Mikrofon 1 eindringen, bestimmt
wird. Der Kondensator 17 ent 1 sdt sich dabei über den Widerstand 16, die Spannung
am Kondensator 17 wird geringer als der Schwellenwert, was zur Sperrung des Transistors
12 und zur Entsperrung des Transistors 13 führt, wodurch die Übertragung der Spannung
vom Stromversorgungsblock 6 an den Verstärker 3 unterbrochen wird, was wiederum
zur Unterbrechung der Übertragung des
Signals vom Mikrofon 1 an
das Telefon 4, d. h. zur Sperrung des Übertragungskanals für das akustische Signal
führt. Die Zeitspanne, nach deren Verlauf die Unterbrechung der Signalübertragung
nach dem Abschluß des Sprachfragments erfolgt, wird durch die Zeitkonstante des
Entladungskreises für den Kondensator 17 bestimmt, die von dem Widerstandswert des
Widerstands 16 abhängt. Sogleich ein neues Sprachfragment beginnt, steigt der Pegel
des Signals am Ausgang des Verstärkers 2 an, und der Kondensator 17 lädt sich schnell
über die Diode 15 bis auf eine Spannung auf, die den Schwellenwert überschreitet,
wodurch die Umschaltung der Transistoren 12 und 13 und die Weiterleitung der speisenden
Spannung an den Verstärker 3 gewährleistet wird. Infolge der geringen Zeitkonstante
für die Aufladung des Kondensators 17 wird die Übertragung der Anfangs laute jedes
Sprachfragments in das Telefon 4 gewährleistet, was eine große Bedeutung für das
Erreichen einer wirkungsvollen Sprechverbesserung hat.
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Der Schwellenwert des Signals am Ausgang des Verstärkers 2, bei dem
die Umschaltung der Transistoren 12 und 13 erfolgt, wird durch das Potentiometer
14 eingestellt.
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Der Verstärker 2 stellt einen Spannungsverstärker dar, der nur geringe
Energie aus dem Stromversorgungsblock 6 verbraucht, und der Verstärker 3 ist ein
Leistungsverstärker, der relativ viel Energie aus dem Stronversorgungsblock 6 bezieht.
Bei Ausführung des Verzögerungsblocks 5 mit Elementen, die wenig Energie aus der
Speisequelle verbrauchen, z. B. mit Geräten mit einer Ladekopplung, wird somit bei
der Verwendung des Schalters 7, der den Verstärker 3 vom Stromversorgungsblock 6
abschaltet, eine Einsparung der durch die Anordnung aus dem ~Block 6 verbrauchten
Energie ermöglicht.
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Es ist einleuchtend, daß eine Herabsetzung der oberen Grenzfrequenz
des Spektrums des akustischen Signals, das über den Kreis übertragen wird, der das
Mikrofon 1, die Verstärker 2 und 3, das Telefon 4 und den Verzögerungsblock 5 einbezieht,
durch eine entsprechende Einengung der Durchlaßbandbreite jedes beliebigen angegebenen
Elementes oder mehrerer Elemente erreicht werden kann. Der Schalter 7 kann zwischen
dem Verzögerungsblock 5 und dem Verstärker 3 oder zwischen dem Verstärker 3 und
dem Telefon 4 liegen. Seine Lage vor dem Verzögerungsblock 5 ist unerwünscht, da
die Trägheit des Schalters 7 zu einem Verlust der Anfangslaute der an das Gehörorgan
des Menschen gelangenden Sprachfragmente führen kann. Als Schalter 7 d als Schwellwertschaltung
können verschiedene bekannte Schaltungen verwendet werden, die ein Ein- und Abschalten
der Elemente des elektrischen Kreises bei einer Änderung des Signalpegels in Bezug
auf den Schwellenwert gewährleisten.
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