DE69305066T2

DE69305066T2 - Verbessertes wandlungsgeraet fuer audiosignale,anlage zur behandlung von patienten mit einem solchen geraet und verfahren zum betrieb einer derartigen anlage

Info

Publication number: DE69305066T2
Application number: DE69305066T
Authority: DE
Inventors: Isi F-75006 Paris Beller; Boris F-77123 Noisy-Sur-Ecole Fradin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-01-21
Filing date: 1993-01-20
Publication date: 1997-03-06
Anticipated expiration: 2013-01-21
Also published as: ES2093407T3; US5895220A; DE69305066D1; WO1993014482A1; FR2686442A1; EP0623238B1; FR2686442B1; CA2128505A1; US5573403A; CA2128505C; EP0623238A1; ATE143521T1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur audiophonen Schulung, insbesondere zur Behandlung von audiophonen störungen auf dem Hörwege, die bei bestimmten Patienten, in der Regel bei dem jungen Kind, auftreten.
Man kennt bereits Anlagen für die Behandlung von Patienten, die von audiophonen störungen betroffen sind. Insbesondere schlägt der Anmelder in seinem französischen Patent Nr. 84 12019, veröffentlicht unter der Nummer 2 568 437, eine Anlage vor, umfassend ein wandlergerät für Audiosignale, das geeignet ist, um ausgehend von einem am Eingang ankommenden Audiofrequenzsignal ein parametrisches Signal zu erzeugen, das mittels eines elektroakustischen Wandlers einer zu behandelnden Person zugeführt werden soll. Genauer gesagt umfaßt das wandlergerät für Audiosignale:
- Mittel, die einen Eingangsverstärker bilden;
- eine erste Schwellwertdetektoreinrichtung, die mit dem Ausgang der den Eingangsverstärker bildenden Mittel verbunden ist und welche die von letzterem gelieferte Spannung nach Gleichrichtung von einem Schweliwert abzieht;
- eine zweite Schwellwertdetektoreinrichtung, die ebenfalls mit dem Ausgang der den Eingangsverstärker bildenden Mittel verbunden ist und die zu einem Schwellwert die von letzterem gelieferte Spannung nach Gleichrichtung hinzufügt und die eine Zeitkonstante hat, die jener der ersten Detektoreinrichtung mindestens gleich ist;
- eine spannungsgesteuerte oszillatoreinrichtung, die mit dem Ausgang der ersten Schwellwertdetektoreinrichtung verbunden ist; und
- eine Modulationseinrichtung, deren Eingänge mit den Ausgängen der ersten und der zweiten Schwellwertdetektoreinrichtung bzw. der Oszillatoreinrichtung verbunden sind und deren Ausgang das genannte parametrische Signal liefert.
Die bekannte Anlage hat ihre Aufgabe nur unbefriedigend erfüllt. Die Erfindung soll eine Verbesserung erbringen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Wandlergerät für Audiosignale der oben genannten Art. Gemäß einem allgemeinen Merkmal der Erfindung variiert mindestens ein charakteristisches Merkmal der die Amplitude und die Frequenz des parametrischen Signals umfassenden Gruppe in Abhängigkeit mindestens eines der charakteristischen Merkmale der von dem Logarithmus der Amplitude und der Frequenz des Audiosignals gebildeten Gruppe, was es erlaubt, ein parametrisches Signal zu erhalten, das für den zu behandelnden Patienten angenehm zu hören ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt mindestens eine der ersten und zweiten Schwellwertdetektoreinrichtungen mindestens ein Dioden- und Widerstandsnetz, um die Amplitude und/oder die Frequenz des parametrischen Signals in Abhängigkeit des Logarithmus der Amplitude und/oder der Frequenz des Audiosignals variieren zu lassen.
Um ein in klinischer Hinsicht wirksames parametrisches Signal zu erzeugen, das für den zu behandelnden Patienten nicht so unangenehm zu hören ist, ist vorgesehen, daß die Zeitkonstante(n) des ersten und/oder zweiten Schwellwertdetektors eine ansteigende Funktion der Frequenz des Audiosignales ist (sind).
Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist das parametrische Signal ein komplexes Signal umfassend eine Grundfrequenz und eine Mehrzahl von harmonischen Frequenzen und die Modulatoreinrichtung ist mit einer Filtereinrichtung zum Filtern mindestens eines Teiles der harmonischen Frequenzen ausgerüstet.
In der Praxis umfaßt die Filtereinrichtung einen Tiefpassfilter am Modulatorausgang.
Gemäß einer Variante der vorliegenden Erfindung sendet die Oszillatoreinrichtung ein Rechtecksignal aus, dessen Formfaktor in der Größenordnung von 0,5 ist, was es erlaubt, die geradezahligen harmonischen Frequenzen des parametrischen Signals zu unterdrücken.
Vorteilhafterweise wird das Audiosignal für bestimmte Fälle der Rehabilitation durch eine gewählte Folge von Pausen vorgegebener Dauer zerhackt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, die Zeitkonstante(n) des ersten und/oder des zweiten Schwellwertdetektors so einzustellen, daß sie unter einem vorgegebenen Wert bleiben, der repräsentativ für eine rhythmische Folge ist, welche das Audiosignal bildende Phoneme berücksichtigt.
Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage zur Behandlung von Patienten, die audiophone Störungen haben, umfassend ein Wandlergerät für Audiosignale gemäß den oben beschriebenen Merkmalen.
In der Praxis umfaßt die Anlage am Eingang des Wandlers einen Eingangskommutator, der mit einer Tonleseeinrichtung und/oder mit einem oder mehreren Mikrophonen verbindbar ist, und am Ausgang des Wandlers einen Ausgangskommutator, der mit einer Tonwiedergabekette und/oder einer Tonaufzeichnungsvorrichtung verbindbar ist.
Bei einer Ausführungsvariante empfängt der Ausgangskommutator neben dem von dem Wandler abgegebenen parametrischen Signal das Audiofrequenzsignal, das mit einer gewählten Folge von Pausen einer vorgegebenen Dauer zerhackt wurde.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Behandlung von Patienten, die von audiophonen Störungen betroffen sind, wobei die oben beschriebene Anlage eingesetzt wird.
Gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung umfaßt das Verfahren die folgenden Schritte:
a) Einführen einer Mischung von verständlichen Klängen und von der Anlage gelieferten parametrischen Klängen in jedes Ohr des zu behandelnden Patienten. Die verständlichen Klänge sind mit einer gewählten Folge von Pausen vorgegebener Länge zerhackt;
b) Verstärken oder Aufzeichnen der Tonsignale, die von dem zu behandelnden Patienten als Antwort auf diese Tonzuführung abgegeben werden;
c) Zuführen des so verstärkten oder aufgezeichneten Audiofrequenzsignals zu der Anlage, um es in ein parametrisches Signal umzuwandeln;
d) erneutes Einführen einer aus den verständlichen Klängen und dem so gewandelten parametrischen Signal gebildeten Mischung in jedes Ohr des Patienten.
Vorzugsweise ist also vorgesehen, die Anlage mit einer Misch- Addiereinrichtung auszustatten, umfassend einen ersten Eingang, welcher das vorher auf einem Tonträger gespeicherte Audiosignal empfängt; einen zweiten Eingang, welcher die parametrische Transformation des so gespeicherten Audiosignals empfängt; einen dritten Eingang, welcher das Audiofrequenzsignal empfängt, das von einem einem zu behandelnden Patienten zugeordneten Mikrophon abgegeben wird; einen vierten Eingang, welcher die parametrische Transformation des Signals empfängt, welches von dem dem zu behandelnden Patienten zugeordneten Mikrophon abgegeben wird; einen fünften Eingang, welcher das Audiofrequenzsignal empfängt, welches von einem für den Benutzer der Anlage (beispielsweise einen Arzt) bestimmten Mikrophon abgegeben wird; und einen sechsten Eingang, welcher die parametrische Transformation des Audiofrequenzsignales empfängt, das von dem Benutzermikrophon abgegeben wird.
Vorzugsweise ist vorgesehen, zwei unabhängige Mischer-Addierer zu verwenden, nämlich einen für jedes Ohr des zu behandelnden Patienten.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen:
Figur 1 ein Prinzipschema der erfindungsgemäßen Anlage;
Figur 2 eine elektrische detaillierte Schaltskizze des erfindungsgemäßen Wandlers für Audiosignale;
Figur 3 eine elektrische Schaltskizze einer Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Wandlers;
Figur 4 eine teilweise ins Detail gehende elektrische Schaltskizze des Ausgangskommutators der erfindungsgemäßen Anlage;
Figuren 5A bis 5c Zeitdiagramme, welche die Arbeitsweise der unter Bezugnahme auf die Figur 4 beschriebenen Anlage zeigen; und
Figur 6 ein teilweise ins Detail gehendes Schaltschema des erfindungsgemäßen Ausgangskommutators.
Figur 1 zeigt mit dem allgemeinen Bezugszeichen CAFP einen parametrischen Wandler. Im vorliegenden Fall ist der Wandler ein Audiofrequenzwandler. Er hat einen Eingang E und einen Ausgang 5.
Der Eingang E empfängt ein Audiofrequenzsignal (Audiosignal) Oe, das natürliche Klänge darstellt, d.h. ein Audiosignal, das Sprache oder Gesang oder Musik repräsentiert und das ebenso von einem gesunden Patienten wie von einem zu behandelnden Patienten oder einer Musikquelle erzeugt sein kann.
Das natürliche Signal wird einer Stufe TOe zugeführt, deren Ausgänge TE1 und TE2 auf die jeweiligen Eingänge E1 bzw. E2 eines Audiosignal-Wandlergerätes CAF geführt sind.
Der Ausgang TE1 gibt ein Signal Ae ab, das für die Amplitude des natürlichen Signals repräsentativ ist, während der Ausgang TE2 ein Signal FE abgibt, welches für die Frequenz des natürlichen Signals repräsentativ ist.
Der Audiosignal-Wandler CAF, der im einzelnen weiter unten noch beschrieben wird, umf aßt zwei Ausgänge NS1 und NS2, die mit den Eingängen PS1 bzw. PS2 einer Verstärkerstufe TPS verbunden sind, welche an ihrem Ausgang 5 das parametrische Signal PS abgibt.
Es ist zu bemerken, daß der Ausgang NS1 ein Signal As abgibt, welches für die Amplitude des parametrischen Signals repräsentativ ist, während der Ausgang NS2 ein Signal Fs abgibt, welches für die Frequenz des parametrischen Signals repräsentativ ist.
Am Ausgang ist vorgesehen, die Anlage mit einem Ausgangskommutator oder -addierer CS auszurüsten, welcher an seinem ersten Eingang ME1 das parametrische Signal PS und an seinem zweiten Eingang MS2 das natürliche Signal Oe empfängt.
Der Anmelder hat festgestellt, daß dann, wenn man die Amplitude As und/oder die Frequenz Fs des parametrischen Signals Ps in Funktion der Amplitude Ae und/oder der Frequenz Fe des Audiosignales Oe variieren läßt, das am Ausgang S erhaltene parametrische Signal Eigenschaften hat, welche es erlauben, die in dem eingangs zitierten Patent beschriebene Anlage zu verbessern.
Insbesondere hat der Anmelder festgestellt, daß bei Anlegen eines parametrischen Signals, welches für seine Frequenz Fs und seine Amplitude As die im Anhang aufgeführte Gleichung erfüllt, das parametrische Signal angenehmer für den zu behandelnden Patienten zu hören ist und bessere Resultate bei einer Rehabilitation liefert, die für ein derartiges parametrisches Signal weiter unten noch näher beschrieben wird.
Insbesondere hat der Anmelder festgestellt, daß dann, wenn man die Amplitude As und/oder die Frequenz Fs des parametrischen Signals Ps als logarithinische Funktion der Amplitude Ae und/oder der Frequenz Fe des Audiofrequenzsignals Oe variieren läßt, das parametrische Signal Ps noch angenehmer für den zu behandelnden Patienten zu hören ist.
Der Fachmann versteht, daß der zu behandelnde Patient ein angenehmes Gefühl hat, wenn er ein so moduliertes parametrisches Signal hört, da ja die Empfindlichkeit des menschlichen Ohres ebenfalls eine logarithmische Funktion der Amplitude oder der Frequenz des Tonsignals ist.
Der Fachmann erkennt ferner, daß hier die Variation der Amplitude As und/oder der Frequenz Fs des parametrischen Signals als Funktion der Amplitude Ae und/oder der Frequenz Fe des Audiosignals entweder durch numerische oder durch analoge Mittel erhalten werden kann.
Im folgenden wird Bezug auf die Figur 2 genommen, welche in schematischer Weise eine analoge Ausführungsform des unter Bezugnahme auf Figur 1 beschriebenen Wandlers zeigt.
Das natürliche Eingangssignal Oe wird an den Eingang einer Breitband-Verstärkerstufe AP gelegt, deren Ausgang 12 durch ein Pegelregelorgan, hier ein Potentiometer R8 definiert wird.
Es ist hier zu bemerken, daß das Eingangssignal Oe von einem Tonwiedergabeträger wie beispielsweise einer Kassette (hier über den Eingang EK und durch einen Widerstand R2) oder auch über ein Mikrophon (hier durch den Eingang EC und über einen Widerstand R1) kommen kann, wobei eines der Enden des Widerstandes R1 und eines der Enden des Widerstandes R2 mit einem gemeinsamen Knotenpunkt 2 verbunden sind.
Die Verstärkerstufe AP basiert auf einem Transistor T1, der in üblicher Emitterschaltung geschaltet ist. Die Eingangsverstärkerstufe AP verstärkt hier die Spannung und die Lautstärke des natürlichen Signals Oe. Der bewegliche Abgriff 12 des Potentiometers R8 ist mit einer ersten Schwellwertdetektoreinrichtung DTS1 verbunden. Eines der Enden 14 des Potentiometers 8 ist mit einer zweiten Schwellwertdetektoreinrichtung DTS2 verbunden. Das andere Ende 16 des Potentiometers R8 ist mit dem positiven Pol 8 der Stromversorgung verbunden, gefiltert durch den Widerstand R7 und den Kondensator C2.
Der Emitter des Transistors T1 ist über den Widerstand R5 an Masse gelegt. Der Fachmann erkennt, daß der ohinsche Wert des Widerstands R5 den Wert der Gegenkopplung bestimmt. Der Kollektor des Transistors T1 wird über die Widerstände R7 und R4 gespeist, die in Reihe geschaltet sind. Der Widerstand R3 polarisiert die Basis des Transistors T1 auf den Knoten 4.
Das Ende 16 des Potentiometers R8 ist mit einem Knoten 8 verbunden, welcher einer Elektrode eines Kondensators C2, dessen andere Elektrode mit der Masse verbunden ist, einem der Enden des Widerstandes R4 und einem der Enden des Widerstandes R7 gemeinsam ist. Die Basis des Transistors T1 empfängt das Eingangssignal Oe über einen Kondensator C1. Eine der Elektroden des Kondensators C1 ist mit einem Knoten 4 verbunden, welcher eines der Enden des zwischen der Basis und dem Kollektor des Transistors T1 geschalteten Widerstandes R3 empfängt, während die andere Elektrode des Kondensators C1 mit dem Knoten 2 verbunden ist. Eines der Enden des Widerstandes R3 und eines der Enden des Widerstandes R4 sind mit einem gemeinsamen Knoten 6 verbunden, der mit dem Kollektor des Transistors T1 in Verbindung steht.
Der Fachmann erkennt, daß die Verstärkerschaltung AP die Verstärkung des natürlichen Signals Oe sowohl hinsichtlich der Leistung als auch der Spannung ermöglicht.
Der Schwellwertdetektoreinrichtung DTS1 umfaßt ausgehend von seinem Eingang 12 einen Kondensator C3, dessen andere Elektrode einerseits mit der Kathode einer Diode D1 und andererseits mit der Anode einer Diode D2 verbunden ist. Die Kathode der Diode D2 endet an dem beweglichen Abgriff eines Potentiometers R12, welches an einer seiner Klemmen eine Referenzspannung positiven Vorzeichens erhält, während die andere seiner Klemmen über den Widerstand R11 mit Masse verbunden ist.
Die Kathode der Diode D2 ist ferner mit der Elektrode eines Kondensators C6 verbunden, dessen andere Elektrode an Masse liegt. Die Kathode der Diode D2 ist ebenfalls mit der Elektrode eines Kondensators C4 verbunden, dessen andere Elektrode an die Anode der Diode D1 angeschlossen ist. Parallel zu dem Kondensator C4 ist ein Widerstand R9 geschaltet. Die Anode der Diode D1 ist ferner an ein Ende eines Widerstandes R10 angeschlossen, dessen anderes Ende mit einer Elektrode eines Kondensators C5 in Verbindung steht, dessen andere Elektrode mit dem beweglichen Abgriff des Potentiometers R12 verbunden ist.
Der Fachmann versteht, daß die Widerstände R9 und R10 zusammen mit den Kondensatoren C3, C4 und C5 die Zeitkonstanten Q0 bis Q3 in der Gleichung bilden, die im Anhang aufgeführt ist. Ferner erkennt man, daß der Widerstand R9 zu der Konstante C1 beiträgt. Außerdem ist der Kondensator C6 ein Kondensator mit einem wesentlich höheren Wert als die Kondensatoren C3 bis C5 und dient nur dazu, jede Wechselstromkomponente an dem beweglichen Abgriff R12 zu unterdrücken.
Der gemeinsame Verbindungspunkt 20 des Widerstandes R10 und des Kondensators C5 definiert den mittleren Ausgang des Schwellwertdetektors DTS1. Dieser Ausgang 20 liegt an einem Widerstands-Diodennetz, welches eine Varuerung des Ausgangssignals 20 entsprechend einer logarithmischen Funktion gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht.
Genauer gesagt, ist der mittlere Ausgang 20 an ein Ende eines Widerstandes R13 angeschlossen, dessen anderes Ende an die Kathode einer Diode D3 angeschlossen ist. Die Anode der Diode D3 ist mit dem beweglichen Abgriff eines Potentiometers RiS verbunden, dessen eines Ende mit einem Ende eines Widerstandes R16 in Verbindung steht, welcher an seinem anderen Ende eine Referenzspannung positiven Vorzeichens empfängt. Das andere Ende des Potentiometers R15 ist mit einem Ende eines an Masse liegenden Widerstandes R15 verbunden. Der gemeinsaine Punkt 22 des Widerstandes R13 und der Diode D3 ist mit der Basis eines Transistors T2 verbunden, der in einer DARLING- TON-Schaltung mit einem Transistor T3 geschaltet ist. Die Kollektoren der Transistoren T2 und T3 liegen an einer Referenzspannung positiven Vorzeichens. Der Emitter des Transistors T3 ist mit einem Ende eines an Masse liegenden Widerstandes R17 verbunden. Der gemeinsame Verbindungspunkt 24 des Widerstandes R17 und des Transistors T3 ist an ein Ende eines Widerstandes R18 angeschlossen, dessen anderes Ende mit einer Elektrode eines an Masse liegenden Kondensators C7 verbunden ist. Der Widerstand R18 und der Kondensator C7 bilden einen Tiefpassfilter, der dazu bestimmt ist, parasitäre Hochfrequenzspannungen zu eliminieren. Der gemeinsame Punkt 26 des Widerstandes R18 und des Kondensators C7 definieren den Ausgang des Schwellwertdetektors DTS1, dessen Ausgangssignal zur Frequenzsteuerung eines Oszillators VCO verwendet wird.
Der zweite Schwellwertdetektor DTS2 besitzt eine Struktur, die jener des Schwellwertdetektors DTS1 ziemlich ähnlich ist. Das Ende 14 des Potentiometers R8 ist über einen Kondensator C8 mit der Anode einer Diode D4 und der Kathode einer Diode D5 verbunden. Die Schaltung der Dioden D4 und D5 ist bezüglich ihrer Polarität invers zu jener der Dioden D1 und D2.
Die Anode der Diode D5 ist mit dem beweglichen Abgriff eines Potentiometers R20 verbunden, welches an seinen Klemmen eine Referenzspannung positiven Vorzeichens empfängt. Die Kathode der Diode D4 ist mit einer Elektrode eines Kondensators C9 verbunden, dessen andere Elektrode mit dem beweglichen Abgriff des Potentiometers R20 in Verbindung steht. Parallel zu dem Kondensator C9 ist ein Widerstand R19 geschaltet. Die Kathode der Diode D4 ist gleichfalls an ein Ende eines Widerstandes R21 angeschlossen, dessen anderes Ende mit der Elektrode eines Kondensators C10 in Verbindung steht, dessen andere Elektrode mit dem beweglichen Abgriff des Potentiometers R20 verbunden ist. Der gemeinsame Verbindungspunkt 30 des Widerstandes R21 und des Kondensators C10 ist mit einem Ende eines Widerstandes R22 verbunden, dessen anderes Ende mit einer Elektrode eines Kondensators C11 in Verbindung steht. Dessen andere Elektrode ist mit dem beweglichen Abgriff des Potentiometers R20 verbunden. Der gemeinsame Verbindungspunkt 32 der Diode D5, des Widerstandes R19, des Kondensators C9, des Kondensators C10 und des Kondensators C11 ist mit der Elektrode eines Kondensators C12 verbunden, dessen andere Elektrode an Masse liegt. Eine Klemme des Potentiometers R20 ist mit einem Ende eines an Masse liegenden Widerstandes R23 verbunden.
Der gemeinsame Verbindungspunkt 34 des Widerstandes R22 und des Kondensators C11 ist mit der Basis eines Transistors T4 verbunden, der als Verstärker mit einem Verstärkungsfaktor geschaltet ist, welcher durch das Verhältnis von R25 zu R24 bestimmt wird. Der Widerstand R24 ist mit einer Referenzspannung positiven Vorzeichens verbunden und bildet die Last für den Emitter des Transistors T4. Der Widerstand R25 liegt an Masse und bildet die Last für den Kollektor des Transistors T4. Am Verbindungsknoten 36 ist daher die Spannung gegenüber jener am Knoten 34 verstärkt.
Es ist zu bemerken, daß der Schwellwertdetektor DTS2 eine Gleichrichtung in inverser Richtung zu jener des Schwellwertdetektors DTS1 erfährt, da der Schwellwertdetektor DTS2 eine Spannung liefern soll, die zunimmt, wenn die Amplitude des Signals Oe ansteigt.
Da der Verstärkungstransistor T4 als Inverter geschaltet ist und die Spannung am Knoten 36 abnehmen würde, wenn sie zunehmen sollte, ist daher vorgesehen, einen Transistor T7 hinzuzufügen, dessen Basis mit dem Knoten 36 verbunden ist, dessen Emitter über einen Widerstand R40 von einem Kiloohm an Masse liegt und dessen Kollektor mit einer Klemme des Widerstandes R20 über einen Widerstand R41 von einem Kiloohm verbunden ist.
Der Transistor T7, dessen Aufgabe es ist, die Spannung wiederum zu invertieren, ist beispielsweise vom Typ BC558B.
Der Fachmann erkennt, daß die Widerstände R19 bis R22 mit den Kondensatoren C9 bis C11 die Konstanten K1 bis K4 in der im Anhang aufgeführten Gleichung bilden. Der Kondensator C12 wirkt ebenso wie der Kondensator C6 und unterdrückt jede Wechselspannungskomponente am Knoten 32.
Es ist zu bemerken, daß man am Punkt 34 eine den Elementen R13, D3, R14 bis R16 vergleichbare Vorrichtung einsetzen kann, wenn man dem Schwellwertdetektor DTS2 eine logarithmische Kennlinie geben will.
Der Ausgang SVCO der Oszillatorschaltung VCO wird über eine Reihenschaltung bestehend aus einem variablen Widerstand R26, einem Widerstand R27 und einem Kondensator R12 auf einen Eingang AN1 eines NORTON-Operationsverstärkers geführt. Der zweite Eingang AN2 des Verstärkers ist mit einem Ende eines Widerstandes R28 verbunden, dessen anderes Ende mit einer Elektrode eines an Masse liegenden Kondensators C13 verbunden ist. Der Eingang AN2 empfängt somit keine Wechselspannung. Der gemeinsame Punkt 40 des Widerstandes R28 und des Kondensators C13 ist mit einem Ende eines an Masse liegenden Widerstandes R29 und einem Ende eines Widerstandes R30 verbunden, dessen anderes Ende an einer Referenzspannung positiven Vorzeichens liegt.
Der gemeinsame Punkt 40 ist ferner mit einem Ende eines Widerstandes R31 verbunden, dessen anderes Ende an den Eingang AN1 angeschlossen ist. Der NORTON-Verstärker ist mit zwei Linearisationsdioden D6 und D7 verbunden, wie dies bei dieser Art von Verstärker üblich ist.
Ein Widerstand R33 ist zwischen dem Punkt 37 und dem Punkt SDTS2 angeordnet.
Der Verstärkungsfaktor des NORTON-Verstärkers ist proportional zu dem Strom, der an dem genannten Punkt SDTS2 eintritt.
Der Ausgang SBP des NORTON-Verstärkers ist an einen Emitterverstärker T5 angeschlossen, der Teil des NORTON-Verstärkers ist. Die Last des Emitterverstärkers ist der Widerstand R34. Der gemeinsame Verbindungspunkt 50 der Basis des Transistors T5 und des Ausganges SBP des NORTON-Verstärkers ist mit einem Ende eines Widerstandes R35 verbunden, dessen anderes Ende an Masse liegt sowie an ein Ende eines Widerstandes R36 angeschlossen ist, dessen anderes Ende an einer Referenzspannung positiven Vorzeichens liegt.
Der Emitter des Transistors T5 bildet den Ausgang S1 des so aufgebauten Modulators, d.h. er bildet die Ausgangsklemme des parametrischen Wandlers.
Der Kondensator C14 läßt nur die Wechselspannungskomponente des parametrischen Signals passieren.
Ferner ist eines der Enden des Widerstandes R26 mit einer Elektrode eines Kondensators C15 verbunden, dessen andere Elektrode an die Basis eines Transistors T6 angeschlossen ist, dessen Emitter den zweiten Ausgang S2 des parametrischen Wandlers darstellt. Der gemeinsame Punkt 60 des Ausganges 52 des Wandlers und des Emitters des Transistors T6 ist an ein Ende eines an Masse liegenden Widerstandes R37 angeschlossen.
Die Basis des Transistors T6 ist mit der Kathode einer Diode D8 verbunden, deren Anode an Masse liegt. Parallel zur Diode D8 ist ein Widerstand R38 geschaltet.
Der Fachmann erkennt, daß der erste Detektor DTS1 eine Erfassung oder Gleichrichtung mit Spannungsverdopplung der durch das Potentiometer R8 definierten Spannung ausführt. Unter Berücksichtigung der Schaltungsrichtung der Dioden D1 und D2 erfolgt die Erfassung bei einem Wert unterhalb des Schwellwertes, der durch den beweglichen Abgriff 12 festgesetzt ist, d.h. daß die Ausgangsspannung des ersten Detektors von dem Schwellwert abgezogen wird, der durch den beweglichen Abgriff 12 definiert wird. Der Kondensator C6 hoher Kapazität verhindert das Auftreten einer Wechselspannung an den Klemmen dieses Potentiometers. Außerdem definieren die Elemente des Schwellwertdetektors DTS1 für diesen ersten Schwellwertdetektor eine Zeitkonstante in der Größenordnung von 0,05 Sekunden.
In dem zweiten Schwellwertdetektor DTS2 dagegen, ist die Erfassungsrichtung umgekehrt: wenn seine Eingangsspannung unterhalb des Schwellwertes liegt, liefert der Detektor DTS2 eine Ausgangsspannung der gleichen Richtung wie der Schwellwert, der von dem Potentiometer R8 definiert wird. Man findet daher an den Klemmen des Kondensators C8 eine Spannung, welche die Summe der Schwellenspannung und der gleichgerichteten Summenspannung ist (oder repräsentativ für jene ist in Anbetracht bestimmter Verschiebungen durch die Dioden, die auch in dem ersten Detektor auftreten). Die Elemente R19, R 21, R22, C9, C10, C11 sind so gewählt, daß der zweite Detektor DTS2 eine Zeitkonstante in der Größenordnung von 0,3 Sekunden hat.
Das Gerät bietet verschiedene Möglichkeiten der Regelung, auf die später noch eingegangen wird. Bei seiner normalen Verwendung wird der Schwellwert des ersten Detektors DTS1 (und nötigenfalls der VCO) so geregelt, daß die Frequenz des Oszillators VCO im Ruhezustand nahe der oberen Grenze des hörbaren Bereiches liegt, die vorher beispielsweise auf 17 000 Hz festgelegt oder aber entsprechend der Reaktion des Patienten bestimmt werden kann, die insbesondere durch ein Audiogramm analysiert worden ist. Seinerseits wird der Schwellwert des zweiten Detektors DTS2 derart geregelt, daß die Amplitude des Ausgangssignales des Modulators gering oder Null ist, wenn der Oszillator in seiner Ruhefrequenz schwingt, d.h. wenn die durch den Schwellwertdetektor DTS2 gleichgerichtete Spannung Null ist. Man erhält somit an den Ausgängen S1 und S2 ein parametrisches Signal, dessen Frequenz und/oder Amplitude als Funktion der Frequenz und/oder Amplitude des Eingangssignals variiert.
Dank des aus der Diode D3 und den Widerständen R13, R14, R15 und R16 bestehenden Netzes erhält man außerdem an den Ausgängen S1 und S2 ein Signal, dessen Frequenz und/oder Amplitude als Funktion des Logarithmus der Frequenz und/oder der Amplitude des Eingangssignals variiert. Daraus resultiert, daß das parametrische Signal, das den Ohren des zu behandelnden Patienten zugeführt wird, angenehmer zu hören ist, da ja die Empfindlichkeit des Ohres ebenfalls eine logarithmische Funktion des Tonsignales ist, welches dem genannten Ohr zugeführt wird.
Bei dem speziellen Ausführungsbeispiel sind die Dioden D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8 von Typ 1N 4448.
Das Potentiometer R18 hat 47 Kiloohm, die Kondensatoren C1 bis C11 haben 100 Nanofarad, 470 Mikrofarad, 470 Nanofarad, 0,47 Mikrofarad, 100 Nanofarad, 1000 Mikrofarad, 100 Nanofarad, 10 Nanofarad, 100 Nanofarad bzw. 100 Nanofarad.
Im Eingangsverstärker AP haben die Widerstände R1 bis R7 4,7 Kiloohm, 10 Kiloohm, 1 Megaohm, 4,7 Kiloohm, 68 Ohin bzw. 470 Ohm. Der Transistor T1 ist von Typ BC 548 B. Im ersten Schwellwertdetektor DTS1 haben die Widerstände R9 bis R18 220 Kiloohm, 68 Kiloohm, 10 Kiloohm, 10 Kilooohm, 22 Kiloohm, 1,5 Kiloohm, 2,2 Kiloohm, 3,3 Kiloohm, 1 Kiloohm bzw. 2,2 Kiloohm. Im zweiten Schwellwertdetektor DTS2 haben die Kondensatoren C8 bis C12 100 Nanofarad, 10 Nanofarad, 100 Nanofarad, 100 Nanofarad bzw. 220 Mikrofarad. Die Widerstände R19 bis R25 haben 68 Kiloohm, 10 Kiloohm, 100 Kiloohm, 220 Kiloohm, 10 Kiloohm, 1 Kiloohm bzw. 10 Kiloohm. Die in der DARLINGTON- Schaltung enthaltenen Transistoren T2 und T3 sind von Typ BC 548 B.
Der Transistor T4 ist von Typ BC 558 B.
Der Oszillator VCO kann eine integrierte Schaltung des Typs HEF 4046 B sein, die von der Firma PHILIPS hergestellt wird. Seine Klemme 9 empfängt das Ausgangssignal des ersten Schwellwertdetektors DTS1. Seine Klemme Nummer 16 empfängt die Versorgungsspannung. Seine Klemme Nummer 8 ist die Masse. Die gesteuerte Spannung liegt am Eingang 5. Sie muß positiv sein, damit der VCO funktioniert.
Der an die Klemme 11 angeschlossene Widerstand R39 und der an die Klemmen 6 und 7 angeschlossene Kondensator C16 bestimmen die Frequenz des Oszillators VCO.
In dem Fall, in dem man ein parametrisches Signal erhalten will, das für die zu behandelnde Person angenehm zu hören ist, ist es vorzuziehen, daß der Oszillator ein Rechtecksignal mit dem Formfaktor 0,5 abgibt.
In der Oszillatorstufe haben die Widerstände R 38 und R39 22 Kiloohm bzw. 6,8 Kiloohm. Der Kondensator C16 hat 4,7 Nanofarad.
Auf der Seite der Modulatorstufe ist der NORTON-Verstärker von Typ LM 13 600. Die Widerstände R26 bis R38 haben 470 Kiloohm, 33 Kiloohm, 470 Ohm, 2,2 Kiloohm, 2,2 Kiloohm, 470 Ohm, 8,2 Kiloohm, 4,7 Kiloohm, 4,7 Kiloohm, 3,9 Kiloohm, 10 Kiloohm, 3,3 Kiloohm bzw. 18,2 Kiloohm. Die Kondensatoren C12 bis C15 haben 100 Nanofarad, 47 Mikrofarad, 470 Nanofarad bzw. 2 Nanofarad.
Wie die Figur 2 zeigt, erhält die Verstärkerstufe AP ein natürliches Signal Oe, das von einer Kassette oder einem Mikrophon (Eingang EK) und/oder einem weiteren Mikrophon (Eingang EC) herrühren kann.
Durch Betätigung des Potentiometers R8 stellt der Benutzer nach Wunsch die Spannung des verstärkten Eingangssignal Oe am Eingang des Schwellwertdetektors DTS1 ein. Dies setzt voraus, daß die Widerstände R1 und R2 derartig dimensioniert sind, daß die an den Eingängen EC und ER anliegenden Signale am Punkt 2 Spannungen mit im wesentlichen gleicher Amplitude erzeugen.
Da die Mikrophone von unterschiedlich sprechenden Personen beaufschlagt werden können, ist es erforderlich, den Verstärker jedes Mikrophons mit einer Regelung der Verstärkung A zu regeln.
Anschließend muß man das Potentiometer R8 regeln, dann den Eingang EC einstellen, die Verstärkung A regeln und schließlich den Eingang EK.
Hieraus resultiert, daß jede andere Einstellung des Potentiometers R8 den Nachteil hat, daß sie eine Korrektur der Regelung der Verstärkung A erfordert.
Der Anmelder hat sich die Aufgabe gestellt, diesen Nachteil zu beseitigen.
Gemäß Figur 3 besteht die Lösung dieses Problems allgemein darin, eine Hilfsverstärkerstufe AP' zuzufügen, welche ähnlich aufgebaut ist wie die Verstärkerstufe AP und an den Eingang EK angeschlossen ist.
Das Hinzufügen der Hilfsverstärkerstufe AP' bringt folgende Modifikationen relativ zu der anhand der Figur 2 beschriebenen Vorrichtung.
Der Widerstand R2 fällt weg. Das Potentiometer R8 wirkt nur noch auf das am Eingang EC liegende Signal. Die Hilfsverstärkerstufe AP' umfaßt nur den Widerstand R1. Das Potentiometer R8' wirkt nur auf das am Eingang EK anliegende Signal.
Wie unter Bezugnahme auf Figur 2 beschrieben wurde, laden die Dioden D1 und D2 die Kapazität C4 auf das am Eingang EC angelegte Signal, dessen einer Teil verstärkt und durch das Potentiometer R8 abgegriffen wird.
Die Hilfsdioden D1' und D2', die in einer Weise geschaltet sind, die jener der Dioden D1 und D2 ähnlich ist, laden die Kapazität C4 auf das am Eingang EK anliegende Signal auf, dessen einer Teil verstärkt und durch das Hilfspotentiometer R8' ähnlich dem Potentiometer R8 abgegriffen wird.
Ein Hilfsdiodenpaar D4' und D5', die in einer Weise geschaltet sind, die jener der Dioden D4 und D5 ähnlich ist, lädt die Kapazität C9 unabhängig von dem Diodenpaar D4 und D5 auf.
Es ist zu bemerken, daß die Einstellungen der Potentiometer R8 und R8' vollständig unabhängig sind.
Im folgenden wird Bezug auf Figur 4 genommen.
In mehreren Phasen der Rehabilitation hat der Anmelder versucht, die Verständlichkeit des Schallsignals zu zerhacken, um so die bewußte oder unbewußte Aufmerksamkeit des Patienten auf den parametrischen Schall zu fixieren. Zu diesem Zweck ist vorgesehen, das Audiosignal mit einer einstellbaren Wiederkehr von Pausen vorgegebener Länge zu unterbrechen.
In Figur 4 ist das elektrische Schema dargestellt, welches erlaubt, das Schallsignal entsprechend einer vorgegebenen Folge von Pausen vorgegebener Länge zu zerhacken.
Ein Addierer SOM empfängt an seinem Eingang i1 ein parametrisches Signal PS, das von dem parametrischen Wandler CAF erzeugt wurde, der unter Bezugnahme auf Figur 2 erläutert wurde. An seinem Eingang i2 empfängt der Addierer ein natürliches Signal HOE, das durch eine vorgegebene Folge von Pausen vorgegebener Länge unterbrochen ist. Genauer gesagt wird das natürliche Signal Oe zuerst durch einen Verstärker AP1 verstärkt und dann auf einen Eingang E2PA1 eines Analoggatters PA1 beispielsweise des Typs HEF 4066 N gelegt. Der andere Eingang E2PA2, welcher der Öffnungssteuereingang des Analoggatters PA1 ist, empfängt ein Signal, das von einem Multivibrator MT beispielsweise des Typs NE 555 abgegeben wird, welcher Impulse einer vorgegebenen Länge liefern kann. Die Zeitkonstante des Multivibrators MT wird durch ein einstellbares Widerstands-Kondensatornetz RT-CT bestimmt. Beispielsweise hat die Zeitkonstante eine Größenordnung von 0,5 Sekunden mit einem Widerstand RT von 68 Kiloohm und einem Kondensator CT von 47 Mikrofarad. Der Ausgang des Gatters PA1 gibt ein Signal HOe ab, welches das verstärkte Signal Oe ist, während das Eingangssignal E2PA2 positiv ist, und welches Null ist, wenn das Eingangssignal E2PA2 Null ist. Am Eingang i3 des Addierers SOM liegt ein Signal in an, das repräsentativ für die von dem Mikrophon der Anlage herrührende Modulation ist.
In der Figur 5A hat man ein Zeitdiagramm eines Signals Oe dargestellt. (Aus Gründen der klareren Darstellung ist die Anzahl der aufgezeichneten Sinus-Schwingungen sehr viel geringer als in Wirklichkeit). In Figur 5B wurde ein Zeitdiagramm wiedergegeben, welches das entsprechende parametrische Signal PS wiedergibt. Es handelt sich um ein im wesentlichen sinusoidales Signal. Man erkennt die oben beschriebenen Änderungen der Frequenz sowie die langsameren Änderungen der Amplitude.
In Figur 5C ist ein Zeitdiagramm des natürlichen Signals HOe dargestellt, das mit einer vorgegebenen Folge von Pausen vorgegebener Länge zerhackt ist. Das natürliche Signal OE ist somit durch Pausen in einer Folge der Größenordnung von einem 1/4 Hz unterbrochen, d.h. mit einer Zeitkonstante der Größenordnung von 0,5 Sekunden für das Zeitintervall zwischen den Zeitpunkten 0 und T2.
Im folgenden wird auf Figur 6 Bezug genommen, welche ein elektrisches Schaltschema einer Ausführungsform einer Anlage zeigt, in welcher das natürliche Signal maskiert wird, anstelle es zu zerhacken, wie dies unter Bezugnahme auf die Figuren 4 und 5 beschrieben wurde.
Ein Addierer SOM2 empfängt an seinem Eingang j1 das parametrische Signal PS, das von dem parametrischen Wandler CAF erzeugt wird, welcher unter Bezugnahme auf die Figur 2 beschrieben wurde.
Das von einem Verstärker 150 verstärkte natürliche Signal OE wird an dem Eingang 154 eines Analoggatters 152 angelegt, das beispielsweise von Typ HEF 4066 ist. Der Ausgang 158 (HOE) des Analoggatters 152 ist auf den Eingang j2 des Addierers SOM2 gelegt.
Eine einstellbare Spannung, die von einem Potentiometer 160 herrührt, wird an den Eingang 162 eines spannungsgesteuerten Oszillators VCO 164 gelegt. Der Oszillator 164 ist beispielsweise von Typ HEF 4046. Der Ausgang 166 des Oszillators 164 ist auf den Eingang 168 eines Analoggatters 170 gelegt. Das Analoggatter 170 ist beispielsweise von Typ HEF 4066. Es ist zu bemerken, daß ein Multivibrator 180 die Analoggatter 152 und 170 steuert, und zwar das Analoggatter 152 direkt und das Analoggatter 170 über einen Inverter derart, daß das eine geschlossen ist, wenn das andere offen ist.
Auf diese Weise wird am Ausgang 174 des Analoggatters 170 ein vom Oszillator 164 stammendes natürliches Signal MOe abgegeben, was aber nur dann stattfindet, wenn der Eingang j2 nichts empfängt. Das Signal MOe wird dann an den Eingang j3 des Addierers SOM2 angelegt. Die Zeitkonstante des Multivibrators 180 wird durch ein einstellbares RC-Glied bestimmt.
Ein Eingang j4 empfängt ein Signal in, das für die Modulation der Mikrophone repräsentativ ist.
Man erhält auf diese Weise am Ausgang SSOM2 des Addierers SOM2 das parametrische Signal PS und entweder das natürliche Signal Oe oder das natürliche modulierte Signal MOe. Das vom Mikrophon m herrührende Signal der Modulation kann ebenfalls Teil des Signals SSOM2 sein.
Der Fachmann erkennt, daß ein derartiger Addierer SOM2 an jedem Ohr des zu behandelnden Patienten eingesetzt werden kann.
Eine erfindungsgemäße Anlage erlaubt die Durchführung eines Behandlungsverfahrens, bei dem man in jedes Ohr des Patienten eine Mischung aus verständlichen zerhackten oder maskierten Tönen, wie sie unter Bezugnahme auf die Figuren 3 bis 5 beschrieben wurden, und von der Anlage gelieferten parametrischen Tönen einführt, wobei das Verhältnis der Amplitude der verständlichen Töne und der parametrischen Töne, die dem Ohr zugeführt werden, verschieden von dem Verhältnis der verständlichen Töne und der parametrischen Töne sein kann, welche dem anderen Ohr zugeführt werden.
Jedes der Verhältnisse ist unabhängig von dem anderen einstellbar.
Durch diese Einstellungen kann man erreichen, daß für jedes Ohr die verständlichen Töne oder die parametrischen Töne unterdrückt werden.
Die praktische Verwendung der unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 5 beschriebenen Anlage kann beispielsweise für den Fall einer infantilen Dyslexie folgendermaßen geschehen. Die Rehabilitation erfolgt in fünf Phasen, die sich auf einen bis vier Monaten erstrecken mit mindestens zwei einstündigen Sitzungen pro Woche. Die Entwicklung der Einstellungen des parametrischen Wandlers, d.h. seines parametrischen Tones wird im folgenden dargelegt.
In einer ersten Phase der Rehabilitation hört der Patient anfangs ein Signal, bestehend aus einer Stimme und/oder parametrischer Musik, ohne ihr Äquivalent im natürlichen Klang.
In einer zweiten Phase wird der Patient einem Modus unterworfen, der als "Wechselfolge" bezeichnet wird. Für einen selben natürlichen Grundton (Segment der Nachricht) hört er abwechselnd zunächst diesen Ton parametrisch gewandelt (eventuell in einem variablen Ausmaß gemischt mit dem natürlichen Ton) und anschließend den natürlichen Ton allein. In dieser Wechselphase erfolgt das Zerschneiden der Nachrichten (sehr kurze Phrasen) in einem ersten Zeitabschnitt gemäß Phonemen, in einem zweiten Abschnitt gemäß Silben und in einem dritten Abschnitt schließlich gemäß syntaktischen Elementen.
Die dritte Phase der Rehabilitation ist aktiv, da der Patient versucht, das zu wiederholen, was er hört. Man geht von einer Kassette aus, auf der Worte im Klartext aufgezeichnet sind mit Intervallen, welche es dem Patienten erlauben, jedes Wort (oder Wortpaare) zu wiederholen. Die vorher aufgezeichneten Worte werden dem unter Bezugnahme auf Figur 2 beschriebenen Audiosignal-Wandler zugeführt. In der gleichen Weise wird der von dem Patienten wiederholte Text dem Audiosignalwandler zugeführt. In dem Helm empfängt der Patient das parametrische Signal und das natürliche Signal. Es ist interessant, stereophon zu arbeiten, wobei im Prinzip dem linken Ohr das parametrische Signal und dem rechten Ohr das natürliche Signal zugeführt wird, was besser der funktionellen Aufteilung der Gehirnhälften entspricht, die zu jener der Ohren invers ist, wobei zu bemerken ist, daß die rechte Gehirnhälfte die Sprachzentren enthält.
In einer ersten Zeitspanne erfolgt die Wiederholung Wort für Wort, in einer zweiten Spanne in Doppelworten (Wortpaaren).
In einer dritten Zeitspanne arbeitet man nicht nur mit Worten und Doppelworten, sondern auch mit Texten mit syntaktischer Zäsur, beispielsweise:
"Es war einmal" (ausreichende Pause für Wiederholung)
"Das Rotkäppchen" (Pause für Wiederholung)
Dies kann durch Mischen parametrischer Töne und natürlicher Töne in monophoner Weise erfolgen, wobei vorausgesetzt wird, daß die Worte in natürlichem Ton empfangen werden.
Die vierte Etappe der Rehabilitation erfolgt in einer halbgeführten Weise, wobei der Patient das wiederholt, was er hört einerseits und liest, was er wiederholt andererseits. Hier erfolgt die Wiederholung und das Lesen mit Hilfe eines vorher aufgezeichneten Bandes, das dem erfindungsgemäßen Wandler zugeführt wird, und mit Hilfe eines Buches, in dem ein Text aufgeschrieben ist, der mit vorbestimmten Zäsuren entsprechend den Pausen versehen ist, welche das Audiosignal unterbrechen.
Die fünfte Etappe ist eine Mischung des geführten Lesens wie oben beschrieben und des freien Lesens mit Aussprache des gelesenen Textes sowie Hören des gelesenen Textes in Form einer Mischung des parametrischen Signals und des natürlichen Signals. In diesem Stadium unterdrückt man fortschreitend das parametrische Signal vollständig.
In bestimmten Fällen (bei sehr jungen Kindern, deren Aufmerksamkeit gering ist) kann man eine ganze Geschichte lesen unter Mischen der parametrischen und natürlichen Töne. Dies gilt insbesondere für die Etappen 1, 2 und 3.
Es ist natürlich zu jedem Augenblick möglich, das aufzuzeichnen, was der Patient sagt.
Wir kommen zurück auf die technische Beschreibung der Erfindung. In dem Vorangegangen ist vorausgesetzt, daß die Oszillatorschaltung eine reine Frequenz erzeugt, welche eventuell einen ziemlich großen Teil von harmonischen Oberschwingungen enthält.
Der Anmelder hat festgestellt, daß durch Filtern der geradezahligen harmonischen Frequenzen der Patient angenehmere Töne hört. Unter diesen Bedingungen kann die Filterung beispielsweise durch einen einfachen Kondensator erhalten werden, der an den Ausgang des Wandlers geschaltet wird, um die Rolle eines Tiefpassfilters zu spielen, wie dies oben erwähnt wurde. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Filterung der geradezahligen harmonischen Frequenzen durch die Erzeugung eines Rechtecksignals erfolgen, das einen Formfaktor von 0,5 hat. Dieses Rechtecksignal wird von dem Oszillator VCO erzeugt. Als Variante oder Ergänzung hierzu kann man auch mehrere gleichzeitige Signale aussenden, welche insbesondere unter sich einen musikalischen Akkord bilden, oder man kann ein schmales Frequenzband abdecken.
Es wird daran erinnert, daß der Anmelder festgestellt hat, daß durch die logarithmische Änderung der Frequenz und/oder Amplitude des parametrischen Signals durch die Frequenz und/oder Amplitude des natürlichen Signals die Patienten eine angenehmere Empfindung haben und daß aus diesem Grunde eine Rehabilitation unter Verwendung solcher parametrischen Signale bessere Ergebnisse liefert. Der Anmelder hat ferner festgestellt, daß er dadurch, daß er die Zeitkonstanten der Schwellwertdetektoren DTS1 und DTS2 variieren läßt, bessere Ergebnisse bei der Schulung der Patienten erzielt. Vorzugsweise sind dabei die Zeitkonstanten eine ansteigende Funktion der Frequenz des natürlichen Signals, das den genannten Patienten zugeführt wird.
Vorzugsweise sind die Texte, welche an die Ohren der Patienten gelangen, auf Kassetten aufgezeichnet, was einen Schutz gegen Piratene bietet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Text so entsprechend einem System alternierender Spuren aufgezeichnet, d.h ein erster Teil des Textes wird auf einer ersten Spur gespeichert, während ein zweiter Teil des Textes auf einer zweiten Spur der Kassette aufgezeichnet wird. Jede Spur ist mit einem Synchronisierungssignal versehen, das es der Leseeinrichtung erlaubt, zu wissen, wie der so auf den beiden Spuren gespeicherte Text wieder hergestellt werden kann (das einfache Lesen der Summe der beiden Spuren könnte "vergiftet" sein, da parasitäre Signale auf den jeweils nicht benutzten Teilen der Spuren bestehen).
Wie anhand der Figuren 3 bis 5 beschrieben wurde, kann die Anlage einen Mischer/Addierer umfassen, welcher einen einstellbaren Anteil der folgenden Töne zu dem Helm des Patienten leitet:
a) den Originalton von der Kassette,
b) den entsprechenden parametrischen Ton,
c) den von dem Mikrophon des Patienten herrührenden Ton
d) den entsprechenden parametrischen Ton
e) den Ton des Arztmikrophons und
f) den entsprechenden parametrischen Ton.
Es ist zu bemerken, daß man zwei verschiedene und unabhängige Mischer/Addierer verwenden kann, einen für jedes Ohr des Patienten.
In dem Vorausgegangenen wurde das parametrische Signal Ps in der Weise eingestellt, daß bei Abwesenheit des natürlichen Signals Oe, Ps im Bereich des Ultraschalls (somit nicht hörbar) liegt und daß Oe die Frequenz von Ps so absinken läßt, daß es in den hörbaren Bereich gelangen kann.
Es ist wichtig, daß bei Abwesenheit von Oe der Patient das parametrische Signal Ps nicht hört.
Ein anderes Verfahren zur Erlangung dieses Resultats besteht darin, Ps in dem hörbaren Bereich auf eine hohe Note einzustellen bei Abwesenheit von Oe und darauf zu achten, daß die Amplitude von Ps nicht Null wird, solange Oe Null ist.
Damit die Amplitude von Ps Null wird, genügt es beispielsweise, die Ruhespannung am Punkt 36 der Figur 2 zu beseitigen.
In bestimmten begrenzten Fällen, hat sich die Parametrie ohne Ultraschall als wirksamer erwiesen als die an erster Stelle beschriebene Parametrie, sodaß es vorteilhafter ist, eine Ausrüstung zu verwenden, welche der Benutzer in die eine oder andere Parametrieart umstellen kann.
Die obige Beschreibung ist natürlich nicht als Beschränkung auf das Ausführungsbeispiel zu verstehen und die beschriebenen Funktionen können durch jedes geeignete technische Mittel realisiert werden.
Beispielsweise kann der Träger für die Tonwiedergabe nicht nur ein Lesegerät für eine Analogkassette sondern auch ein Lesegerät für eine digitale Kassette oder auch ein CD-Laserlesegerät sein.
Außerdem erlaubt das Gerät eine Schulung der audiophonen Schleife eines Patienten ausgehend von einem Zustand, in dem diese Schleife nicht initiert ist oder schlecht initiert ist. Dies dient natürlicherweise für das erstmalige Erlernen der Sprache, kann aber in gleicher Weise auch zum Erlernen fremder Sprachen dienen.
Die Erfindung kann auch auf der Basis eines Mikrocomputers in der Praxis umgesetzt werden. Als Ausgangsperiferie ist der Mikrocomputer mit einem Monitor versehen. Ferner ist ihm ein Lesegerät zum Lesen einer akustischen Quelle beigegeben, beispielsweise ein Lesegerät für Compactdisks des Typs CD-ROM. Ferner ist er mit einem Lautsprecher guter Qualität, der vorzugsweise mit einer internen Platine zur Verbesserung der Audiosignalwiedergabe versehen ist, sowie mit einem Mikrophon verbunden.
Schließlich erhält der Mikrocomputer eine Eingabevorrichtung, die eine Tastatur oder vorzugsweise eine Digitaltafel sein kann, welche das Erkennen von Handschrift durch den Mikrocomputer ermöglicht.
Es gibt verschiedene Typen von Digitaltafeln, die mit einer Software zum Erkennen von handschriftlichen Buchstaben arbeiten können. Die letztgenannten Programme ermöglichen nun befriedigende Leistungen (wobei zu bemerken ist, daß eine absolut perfekte Antwort in der Lernphase nicht erforderlich ist).
In einer vereinfachten Version kann man vorsehen, daß die Digitaltafel mit vorgegebenen Feldern versehen ist, innerhalb derer der Patient in Großbuchstaben schreiben soll.
Eine andere Variante besteht darin, einen optischen Stift zu verwenden, der direkt mit einem Bildschirm zusammenwirkt, um die Schrift auf ihm zu ermöglichen.
Die vorbeschriebenen Funktionen des erfindungsgemäßen Gerätes können entweder getrennt oder vorzugsweise innerhalb einer Platine angeordnet sein, die in dem Mikrocomputer untergebracht ist.
Die letztgenannte Ausführungsform hat den Vorteil, daß man nicht nur die audiophone Schleife, sondern auch die "visuellgraphisch-motorische" Schleife schulen kann und zwar in Übereinstimmung mit der audiophonen Arbeit.
Mit anderen Worten heißt dies, daß man nicht nur eine bessere Schulung des Hörens und Sprechens sondern auch des Lesens und Schreibens erreichen kann.
Beispielsweise erscheint zur selben Zeit, zu der der Patient dahin geführt wird, den Laut "TISCH" zu erkennen und eventuell das Wort "TISCH" auszusprechen, dasselbe Wort in Großbuchstaben auf dem Bildschirm erscheint und der Patient es auf der Digitaltafel schreiben soll oder auf einer anderen Zone des Bildschirmes mit Hilfe eines optischen Stiftes.
Dies eröffnet neue Horizonte für das erfindungsgemäße Verfahren.

Anhang

As = K2 (1-K1 Fe) (1+K4 Ae)
Fs = (1-Ql Fe) Q2+0+Q3 Ae

Claims

1. Wandlervorrichtung für Audiosignale, insbesondere für die audiophone Schulung von Personen, die geeignet ist, um ausgehend von einem Audiosignal (Oe), das am Eingang anliegt, ein parametrisches Signal (Ps) zu erzeugen, das mittels eines elektroakustischen Wandlers einer zu behandelnden Person zugeführt werden soll, wobei die Vorrichtung umfaßt:

- Mittel, die einen Eingangsverstrker (AP, AP') bilden;

- eine erste Schwellwertdetektoreinrichtung (DTS1), die mit dem Ausgang (12) der den Eingangsverstärker (AP) bildenden Mittel verbunden ist und die von letzterem gelieferte Spannung nach Gleichrichtung von einem Schwellwert abzieht;

- eine zweite Schwellwertdetektoreinrichtung (DTS2), die ebenfalls mit dem Ausgang (14) der den Eingangsverstärker (AP, AP') bildenden Mittel verbunden ist und die von letzteren gelieferte Spannung nach Gleichrichtung zu einem Schwellwert addiert und die eine Zeitkonstante hat, die jener der ersten Detektoreinrichtung mindestens gleich ist;

- eine spannungsgesteuerte Oszillatoreinrichtung (VCO), die mit dem Ausgang der ersten Schwellwertdetektoreinrichtung verbunden ist und

- eine Modulationseinrichtung, deren beide Eingänge mit den Ausgängen der ersten und der zweiten Schwellwertdetektoreinrichtung bzw. der Oszillatoreinrichtung verbunden sind und deren Ausgang das parametrische Signal liefert, dadurch gekennzeichnet, daß:

-die Amplitude und/oder die Frequenz des parametrischen Signals als Funktion des Logarithmus der Amplitude und/oder der Frequenz des Audiosignals variiert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der ersten und zweiten Schwellwertdetektoreinrichtungen mindestens ein Dioden- und Widerstandsnetz hat, um die Amplitude und/oder Frequenz des parametrischen Signals als Funktion des Logarithmus der Amplitude und/oder der Frequenz des Audiosignals variieren zu lassen.

3. Vorrichtung nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante(n) des ersten und/oder zweiten Schwellwertdetektors eine ansteigende Funktion der Frequenz des Audiosignales ist (sind).

4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das parametrische Signal ein komplexes Signal ist, umfassend eine Grundfrequenz und eine Mehrzahl von harmonischen Frequenzen und daß die Modulatoreinrichtung mit Filtermitteln zum Filtern der harmonischen Frequenzen ausgerüstet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtermittel einen Tiefpassfilter umfassen, der mit dem Ausgang der Modulatoreinrichtung verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillatoreinrichtung ein Rechtecksignal liefert, dessen Formfaktor in der Größenordnung von 0,5 liegt.

7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Audiosignal in einem gewählten Takt von Pausen vorgegebener Länge unterbrochen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbrechungstakt des Audiosignals zwischen 0,3 und 10 Hz einstellbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vorgesehen ist, die Zeitkonstanten der ersten und der zweiten Schwellwertdetektoreinrichtung so einzustellen, daß die größere unter einem vorgegebenen Wert bleibt, der für eine rhythmische Folge repräsentativ ist welche die das Audiosignal bildenden Phoneme berücksichtigt.

10. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Eingangsverstärker (AP, AP') bildenden Mittel zwei Verstärkerstufen umfassen, die jeweils getrennt und unabhängig voneinander ein entsprechendes Audiosignal (Oe) verstärken können.

11. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude des parametrischen Signals (Ps) während der Pausen des natürlichen Signals (Oe) null ist.

12. Anlage zur audiophonen Schulung von Personen, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Wandlervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 umfaßt.

13. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie am Eingang des Wandlers einen Eingangskommutator hat, der mit einer Tonleseeinrichtung und/oder mit einem oder mehreren Mikrophonen verbindbar ist, und am Ausgang des Wandlers einen Ausgangskommutator hat, der mit einer Kette zur Tonwiedergabe und/oder einer Tonaufzeichnungseinrichtung verbindbar ist.

14. Anlage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie für beide Ohren getrennte Pegelregelungen hat, so daß man jedem Ohr eine andere Mischung von parametrischen Tönen und gewöhnlichen (verständlichen) Tönen zuführen kann.

15. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Misch-Addiereinrichtung hat umfassend:

einen ersten Eingang zum Empfang des Audiosignals, das vorher auf einem Tonträger gespeichert wurde;

einen zweiten Eingang zum Empfang der parametrischen Transformierten des so gespeicherten Audiosignals;

einen dritten Eingang zum Empfang des von einem Mikrophon, das der zu behandelnden Person zugeordnet ist, abgegebenen Audiosignals;

einen vierten Eingang zum Empfang der parametrischen Transformierten des von dem Mikrophon, welches der zu behandelnden Person zugeordnet ist, abgegebenen Signals;

einen fünften Eingang zum Empfang des Audiosignals, das von einem dem Benutzer der Anlage zugeordneten Mikrophon abgegeben wurde; und

einen sechsten Eingang zum Empfang der parametrischen Transformierten des Audiosignals, das von dem Benutzermikrophon abgegeben wurde.

16. Anlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei unabhängige Mischer/Addierer hat, eines für jedes Ohr der zu behandelnden Person.

17. Verfahren zum audiophonen Schulen von Personen unter Einsatz einer Anlage gemäß einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte umfaßt:

a) Zuführen einer Mischung von verständlichen Tönen und von der Anlage gelieferten parametrischen Tönen zu jedem Ohr der zu behandelnden Person, wobei die verständlichen Töne in einem gewählten Takt von Pausen vorgegebener Länge unterbrochen sind;

b) Aufzeichnen der von der zu behandelnden Person als Antwort auf diese Zuführung abgebenen Tonsignale,

c) Anlegen des so aufgezeichneten Audiosignals an die Anlage, um es in ein parametrisches Signal zu wandeln;

d) erneutes Zuführen einer aus verständlichen Tönen und dem so gewandelten parametrischen Signal bestehenden Mischung zu jedem Ohr der zu behandelnden Person.