DK151738B

DK151738B - Baby alarm

Info

Publication number: DK151738B
Application number: DK416684A
Authority: DK
Inventors: Peter Lundh
Original assignee: Peter Lundh
Priority date: 1984-08-31
Filing date: 1984-08-31
Publication date: 1987-12-28
Also published as: DK416684A; SE8503455D0; SE8503455L; DK151738C; DK416684D0; SE461815B

Abstract

Baby alarm with detector (4) which consists of a series of AGC circuits (6), frequency to OC-voltage converter (7), comparator (8) with frequency references (9), a number of frequency bands going through time integrators (10) and bistable multivibrators (11) connected to a decoder (12) adjustable through the switch (13) and activatable to the alarm. The detector (4) activates the alarm on the basis of the frequency content of the inbound acoustic signal from the environment. As a consequence an adjustable threshold, which determines the sensitivity and reach of the alarm, is not necessary, and the switch (13) can be used to choose individual frequency bands corresponding to the babble, crying, and cries of the baby.<IMAGE>

Description

DK 151738 BDK 151738 B

1 Opfindelsen angår en baby-alarm, omfattende mikrofon, forforstærker, filter og en frekvens-detektor indrettet til at afgive et signal til aktivering af et alarmanlæg beregnet for en døv eller hørehæmmet person, når akustiske signaler (pludren, gråd, 5 skrig) afgives fra en baby.The invention relates to a baby alarm, comprising a microphone, preamplifier, filter and a frequency detector adapted to output a signal for activating an alarm system intended for a deaf or hearing impaired person when acoustic signals (the squeak, cry, 5 scream) are emitted from a baby.

Baby-alarmer af denne art, men hvor detekteringen er baseret på amplituden af det akustiske signal, er kendte f.eks. fra en-10 gelsk patentskrift nr. 1.037.383 og tysk offentliggørelsesskrift nr. 3.034.968. Detektoren omsætter amplituden til en DC-spænding og har desuden normalt en justerbar tærskel. Overstiger DC-spændingen fra detektoren denne tærskel, afgives et signal til aktivering af et alarmanlæg, som f.eks. kan bestå af en vibra-15 tor placeret på håndleddet af en døv eller hørehæmmet person. Det har vist sig at indstillingen af tærskelen volder vanskelligheder, fordi en indstilling af tærskelen til stor følsomhed eller stor rækkevidde giver et større antal falske alarmer (hidrørende fra forstyrrelser i omgivelserne), og en indstilling af tærske-20 len til lav følsomhed eller lille rækkevidde bevirker at alarmen ikke altid går igang når akustiske signaler afgives fra babyen. Derudover er det vanskelligt at instruere en døv person om indstillingen af denne tærskel, som jo beror på det akustiske miljø.Baby alarms of this kind, but where the detection is based on the amplitude of the acoustic signal, are known e.g. from British Patent Specification No. 1,037,383 and German Publication No. 3,034,968. The detector converts the amplitude to a DC voltage and also normally has an adjustable threshold. If the DC voltage from the detector exceeds this threshold, a signal is emitted to activate an alarm system, such as an alarm. may consist of a vibrator placed on the wrist of a deaf or hard of hearing person. It has been found that setting the threshold causes difficulties because setting the threshold for high sensitivity or wide range gives a greater number of false alarms (resulting from disturbances in the environment) and a setting of threshold for low sensitivity or low range. causes the alarm to not always sound when acoustic signals are emitted from the baby. In addition, it is difficult to instruct a deaf person about the setting of this threshold, which is due to the acoustic environment.

25 Disse mangler kan afhjælpes ved at lade detekteringen basere sig på frekvensen af det akustiske signal fra babyen. Herved udnyttes den erkendelse at frekvensspektrets udseende er underkastet mindre variationer end det er tilfældet for det totale niveau for amplituden af signalet. Frekvensspektrets udseende bestemmes 30 overvejende kun af de geometriske dimensioner af babyens artikulationsorgan, hvorimod det totale niveau bl.a. afhænger af afstanden til mikrofonen samt af babyens stemmestyrke, som er underkastet store daglige variationer.These deficiencies can be remedied by allowing the detection to be based on the frequency of the acoustic signal from the baby. This utilizes the recognition that the appearance of the frequency spectrum is subject to less variation than is the case for the total level of amplitude of the signal. The appearance of the frequency spectrum is predominantly determined only by the geometric dimensions of the baby's articulating organ. depends on the distance to the microphone as well as the baby's vocal strength, which is subject to large daily variations.

35 Tekniske hjælpemidler til døve og hørehæmmede, som baserer sig på frekvensen af talesignaler, og som afgiver bearbejdede signaler 235 Technical aids for the deaf and hard of hearing, based on the frequency of speech signals and producing processed signals 2

DK 151738BDK 151738B

1 til en eller flere vibratorer, er kendte f.eks. fra engelsk patentskrift nr. 1.341.828 og USA patentskrifterne nr. 4.025.732 og nr. 4.354.064. I disse hjælpemidler baserer signalbearbejdningen sig på indhyllingskurven for amplituden af båndpasfilterede 5 signaler. Det er kendt at kode disse indhyllingskurver i forhold til hinanden således at f.eks. positionen af den kraftigste del af talespektret kan indikeres på passende måde. En døv eller hørehæmmet person kan således bære et mavebælte bestykket med et antal vibratorer tilsluttet hver sit båndpasfilter, eller med en 10 enkelt vibrator som udsender et signal hvis frekvens er properti-onal med frekvensbeliggenheden af den kraftigste del af talespektret. Dersom disse hjælpemidler har stor rækkevidde (stor følsomhed) vil de til stadighed udsende signaler til den døve eller hørehæmmede om alle daglige lyde (dørsmæk, stemmer fra voksne 15 etc.). Den døve eller hørehæmmede person må til stadighed koncentrere sig om signalerne fra vibratorerne (bedømme betydningen af signalerne, hvoraf en mindre del stammer fra babyen). Disse hjælpemidler vil derfor volde vanskelligheder i sove-situationer eller i daglige aktiviteter, hvor opmærksomheden er rettet an-20 detsteds (f.eks. avislæsning). En indstillelig tærskel til begrænsning af rækkevidden vil være nødvendig (ligesom for ovennævnte kendte baby-alarmer).1 to one or more vibrators, are known e.g. from English Patent No. 1,341,828 and U.S. Patent Nos. 4,025,732 and 4,354,064. In these aids, the signal processing is based on the envelope of the amplitude of bandpass filtered 5 signals. It is known to encode these envelope curves relative to one another so that e.g. the position of the most powerful part of the speech spectrum can be appropriately indicated. Thus, a deaf or hearing impaired person may carry a belly belt fitted with a plurality of vibrators connected to each bandpass filter, or with a single vibrator emitting a signal whose frequency is proportional to the frequency location of the most powerful part of the speech spectrum. If these aids have a wide range (high sensitivity), they will constantly send signals to the deaf or hard of hearing about all daily sounds (door beats, voices from adults 15 etc.). The deaf or hard of hearing person must constantly concentrate on the signals from the vibrators (judging the significance of the signals, a minor part of which comes from the baby). These aids will therefore cause difficulties in sleep situations or in daily activities where attention is directed elsewhere (eg newspaper reading). An adjustable threshold for limiting the range will be required (just as for the above known baby alarms).

Opfindelsen tager sigte på en baby-alarm, hvor en justerbar 25 tærskel til begrænsning af rækkevidden er mindre nødvendig, hvor risikoen for falske alarmer er minimal, og hvor følsomheden eller rækkevidden er maksimal, og kun begrænset af alarmens egenstøj. Opfindelsen beror på den erkendelse at frekvensspektret af et akustisk signal fra en baby er uforandret over et længere tidsrum 30 end for de fleste andre lyde i det normale akustiske miljø. Opfindelsen er ejendommelig ved at frekvens-detektoren indeholder en eller flere til hver sin frekvens knyttede tidsmålere til detektering af om frekvensen af det fra omgivelserne indgående akustiske signal er uforandret over et vist tidsrum, og har 35 tilslutning til alarmanlægget, der aktiveres i afhængighed af detektorens udgangssignal. Herved opnås den fordel at de fleste 3The invention is directed to a baby alarm, where an adjustable threshold for limiting the range is less necessary, where the risk of false alarms is minimal and where the sensitivity or range is maximal, and only limited by the alarm noise. The invention is based on the realization that the frequency spectrum of an acoustic signal from a baby is unchanged over a longer period of time than for most other sounds in the normal acoustic environment. The invention is characterized in that the frequency detector contains one or more time-associated time meters for detecting whether the frequency of the ambient acoustic signal is unchanged over a certain period of time and has connection to the alarm system which is activated depending on the detector. output signal. This gives the advantage that most 3

DK 151738 BDK 151738 B

1 daglige lyde (dørsmæk, stemmer fra voksne etc) ikke vil sætte alarmen igang.1 daily sounds (door beats, voices from adults etc) will not sound the alarm.

Detektoren består i rækkefølge fra indgang mod udgang af et AGC 5 (automatisk gain control) kredsløb, en frekvens til DC-spænding omsætter, en komparator (sammenligner), og en tidsmåler (f.eks. en tids-integrator der kan bestå af et RC-led og som fører til en bistabil multivibrator).The detector consists in order from input to output of an AGC 5 (automatic gain control) circuit, a frequency to DC voltage converter, a comparator (comparator), and a timer (eg a time integrator which may consist of a RC joint leading to a bistable multivibrator).

10 AGC-kredsløbet fastholder det akustiske signal til konstant amplitude foran omsætteren, således at denne sidste reelt har et meget stort dynamikområde. AGC-kredsløbet er af den type, hvor AGC reguleringen sker i modkoblingssløjfen. Ved kraftigt indgangssignal vil forstærkningen for alle signaler falde, inklusive 15 AGC-kredsløbets egenstøj. AGC-kredsløbets maksimale forstærkning uden akustisk indgangssignal bestemmes af mikrofonens egenstøj.10 The AGC circuit maintains the acoustic signal at constant amplitude in front of the converter, so that the latter actually has a very large dynamic range. The AGC circuit is of the type in which the AGC control occurs in the counter-loop. In the case of a strong input signal, the gain for all signals will decrease, including the 15 noise of the AGC circuit. The maximum gain of the AGC circuit without acoustic input is determined by the microphone's own noise.

Uden akustisk indgangssignal vil detektoren bestemme frekvensen af denne egenstøj, som har stor båndbredde, til en stor værdi af DC-spændingen som ikke sætter alarmen igang. Med akustisk ind-20 gangssignal (af lavere frekvensindhold end alarmens egenstøj) vil AGC'en blive aktiviseret, nedsætte forstærkningen af alarmens egenstøj, således at detektoren kun afspejler det akustiske signals frekvensindhold.Without acoustic input, the detector will determine the frequency of this high noise bandwidth noise at a high value of the DC voltage which does not trigger the alarm. With acoustic input signal (of lower frequency content than the alarm noise), the AGC will be activated, reducing the amplification of the alarm noise so that the detector reflects the frequency content of the acoustic signal only.

25 Frekvens til DC-spænding omsætteren kan være et almindeligt integreret tachometer kredsløb som baserer sin frekvensbestemmelse på det akustiske signals nulgennemgange (firmaet National Semiduc-tors integrerede kreds LM 2907 kan nævnes som eksempel).25 Frequency to DC voltage converter may be a common integrated tachometer circuit which bases its frequency determination on the zero passages of the acoustic signal (the company National Semiductor's integrated circuit LM 2907 is an example).

30 En simpel udførelse af komparatoren består i, at denne har en indbygget fast frekvens-reference. Hvis DC-spændingen fra omsætteren ligger over denne frekvens-reference (der kan være en DC-spænding som svarer til 4000 Hz), vil alarmen ikke gå igang, sådan som det er tilfældet når kun alarmens egenstøj er tilstede 35 (intet akustisk signal foreligger).A simple embodiment of the comparator consists in having it a built-in fixed frequency reference. If the DC voltage from the transducer exceeds this frequency reference (there may be a DC voltage corresponding to 4000 Hz), the alarm will not start, as is the case when only the alarm noise is present (no acoustic signal is present) ).

44

DK 151738BDK 151738B

1 Det kan imidlertid som nærmere angivet i krav 3 være hensigtmæssigt at komparatoren har flere faste frekvens-referencer indbygget. Disse, referencer svarer til frekvensbånd, og da observationer har vist at babyens pludren hovedsagelig svarer til et 5 lavfrekvent akustisk signal, gråd hovedsagelig til et mellemfrekvent akustisk signal og skrig hovedsagelig til et højfrekvent akustisk signal, kan babyalarmen indstilles i overenstemmelse med det ønskelige. Herved opnås den fordel at om natten kan alarmen indstilles til detektion af pludren, gråd og skrig, og om dagen 10 kun til detektion af skrig. Eller omvendt efter ønske.1 However, as further specified in claim 3, it may be convenient for the comparator to have several fixed frequency references built into it. These, references correspond to frequency bands, and since observations have shown that the baby's babble mainly corresponds to a low-frequency acoustic signal, cries mostly to a medium-frequency acoustic signal, and screams mostly to a high-frequency acoustic signal, the baby alarm can be set as desired. This gives the advantage that at night the alarm can be set for detecting the squeals, crying and screaming and at day 10 only for detecting screams. Or vice versa as desired.

Både ved den simple og den mere komplicerede udførelse af frekvens-detektoren efterfølges komparator—udgangen af en tidsmåler med en relativ stor tidskonstant. Denne tidsmåler aktiverer a-13 larmanlægget dersom signalet fra komparatoren er uforandret gennem et vist tidsrum og forhindrer således at hurtigt varierende akustiske signaler (f.eks. dørsmæk, stemmer fra voksne personer) sætter alarmen igang. Herved udnyttes den erkendelse at akustiske signaler som pludren, gråd og skrig fra en baby har tidsmæssigt 20 længere forløb end de fleste andre lyde i det normale akustiske miljø.Both the simple and the more complicated design of the frequency detector are followed by the comparator - the output of a timer with a relatively large time constant. This timer activates the a-13 alarm system if the signal from the comparator is unchanged for a certain period of time and thus prevents rapidly varying acoustic signals (eg door beats, voices from adults) trigger the alarm. This utilizes the realization that acoustic signals such as the whining, crying and screaming of a baby have 20 times over time than most other sounds in the normal acoustic environment.

Tidsmåleren kan bestå af en tids-integrator (f.eks. et RC-led) tilsluttet en bistabil multivibrator. I tilfælde af at frekvensen 25 af det akustiske signal holder sig konstant vil den hertil svarende DC-spænding fra komparatoren blive tids-integreret og derved stige. Når den tids-integrerede spænding overstiger tærskelværdien for den bistabile multivibrator, skifter denne tilstand. Multivibratoren nulstilles efter f.eks. 15 sekunder, hvor-30 på alarmen er klar til at modtage akustiske signaler igen. Multi-vibratoren er elektrisk forbundet med et alarmanlæg, som kan udgøre en radio der aktiverer en miniature vibrator på håndleddet af den døve eller hørehæmmede person.The timer can consist of a time integrator (for example, an RC joint) connected to a bistable multivibrator. In case the frequency 25 of the acoustic signal is kept constant, the corresponding DC voltage from the comparator will be time-integrated, thereby increasing. When the time-integrated voltage exceeds the threshold value of the bistable multivibrator, this mode changes. The multivibrator is reset after e.g. 15 seconds, where -30 on the alarm is ready to receive acoustic signals again. The multi-vibrator is electrically connected to an alarm system which may constitute a radio that activates a miniature vibrator on the wrist of the deaf or hard of hearing person.

35 Opfindelsen forklares nærmere i det følgende, idet der henvises til tegningerne, hvor 5The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings, in which 5

DK 151738BDK 151738B

fig. 1 viser et blokdiagram af baby-alarmen med en simpel udførelse af detektoren med en enkelt frekvens-reference, og 5 fig. 2 viser et blokdiagram af detektoren med en mere kompliceret udførelse med flere frekvens-referencer.FIG. 1 is a block diagram of the baby alarm with a simple embodiment of the detector with a single frequency reference; and FIG. 2 shows a block diagram of the detector with a more complicated embodiment with multiple frequency references.

Ved udførelsen i fig. 1 er en mikrofon 1, som bæres i et vibrationsdæmpet ophæng, elektrisk forbundet med en forforstærker 2, 10 der fører til et filter 3. Filteret 3 er dimensioneret således at det modspejler det normale talespektrum for voksne personer (som desuden med tilnærmelse svarer til spektret for trafikstøj optaget indendørs). De akustiske signaler under 300 Hz afskæres desuden skarpt som forebyggelse imod lavfrekvente forstyrrelser 13 som forplanter sig gennem bygningskonstruktionen hvori alarmen befinder sig. Signalet fra filteret 3 føres til detektoren 4 som baserer sig på signalets frekvensindhold og dettes tidsforløb. Detektoren 4 bevirker i tilfælde af akustisk signal fra en baby en aktivisering af et alarmanlæg 5.In the embodiment of FIG. 1 is a microphone 1 carried in a vibration-damped suspension electrically connected to a preamplifier 2, 10 leading to a filter 3. The filter 3 is dimensioned to reflect the normal speech spectrum of adult persons (which also approximates the spectrum for traffic noise recorded indoors). In addition, the acoustic signals below 300 Hz are sharply cut as prevention against low-frequency interference 13 propagating through the building structure in which the alarm is located. The signal from the filter 3 is fed to the detector 4 which is based on the frequency content of the signal and its time course. In case of acoustic signal from a baby, the detector 4 activates an alarm system 5.

2020

Detektoren 4 indeholder et AGC-kredsløb 6, som holder signal amplituden konstant foran frekvens til DC-spænding omsætteren 7, som således får et stort dynamikområde. DC-spændingen DC^ fra omsætteren 7 føres til en komparator 8 med en fast frekvens-25 reference 9. Signalet på komparatorens udgang bliver logisk 1, når DCf<DCfr og er ellers logisk 0. Signalet føres gennem en tidsmåler, som eksempelvis er vist bestående af en tids-integra-tor 10 med tidskonstanten Ύ og en bistabil multivibrator 11. Multivibratoren 11 nulstilles efter alarmudløsning med tidsfor-30 sinkeisen rT^ (f.eks. 15 sekunder). Den bistabile multivibrator 11 aktiverer endeligt alarmanlægget 5.The detector 4 contains an AGC circuit 6 which keeps the signal amplitude constant in front of the frequency of the DC voltage converter 7, which thus has a large dynamic range. The DC voltage DC ^ from the converter 7 is fed to a comparator 8 with a fixed frequency reference 9. The signal at the comparator output becomes logical 1 when DCf <DCfr and is otherwise logic 0. The signal is passed through a timer which is shown, for example. consisting of a time integrator 10 with the time constant Ύ and a bi-stable multivibrator 11. The multivibrator 11 is reset after alarm triggering with the time delay rt ^ (e.g., 15 seconds). The bistable multivibrator 11 finally activates the alarm system 5.

Fig. 2 viser et blokdiagram af en detektor 4 i en videreudvikling med eksempelvis fire frekvens-referencer 9. Komparatoren 8 har 35 tre udgange svarende til tre frekvensbånd. Signalerne fra disse tre udgange ledes gennem tre tidsmålere, her eksempelvis beståen-FIG. 2 shows a block diagram of a detector 4 in a further development with, for example, four frequency references 9. The comparator 8 has three outputs corresponding to three frequency bands. The signals from these three outputs are passed through three time gauges, e.g.

DK 151738BDK 151738B

6 1 de af tre tids-integratorer 10 med individuelle tidskonstanter % ’ %. - r3 og tre bistabile multivibratorer 11, som nulstilles efter alarm med tidsforsinkelsen (f.eks. 15 sekunder). Ved hjælp af en omskifter 13 kan de ønskede frekvensbånd 5 som skal aktivere alarmen indstilles. En dekoder 12 jævnfører de indstillede frekvensbånd på omskifteren 13 med de detekterede signaler fra de tre tidsmålere, og aktiverer alarmanlægget 5 hvis blot en af de til indstillede frekvensbånd svarende tidsmålere har detekteret et akustisk signal.6 in those of three time integrators 10 with individual time constants% '%. - r3 and three bistable multivibrators 11, which are reset after an alarm with the time delay (eg 15 seconds). By means of a switch 13, the desired frequency band 5 to activate the alarm can be set. A decoder 12 compares the set frequency bands on the switch 13 with the detected signals from the three timers, and activates the alarm system 5 if only one of the timers corresponding to the set frequency bands has detected an acoustic signal.

1010

Claims

Baby alarm for connecting an alarm system (5) comprising a 5 microphone (1), preamplifier (2), filter (3), and a frequency detector (4), characterized in that the frequency detector (4) ) contains one or more frequency-associated time meters (10, 11) for detecting whether the frequency of the ambient acoustic signal is unchanged over a certain period of time (10. for a detector having a frequency band, ^ f »^ 2. 'Ί3 ... for a multi frequency band detector), and has connection to the alarm system (5) which is activated in dependence of the detector (4) output signal. 15

Baby alarm according to claim 1, characterized in that the time meter consists of a time integrator (10) coupled to a bistable multivibrator (11). 20

Baby alarm according to claim 1, wherein there is a plurality of channels passing through timers, characterized in that the channels are connected to a decoder (12) which is adjustable and can be activated to the alarm (12). 25