FR2588743A1

FR2588743A1 - Montage pour un stroboscope a flash utilise pour l'etude du fonctionnement des cordes vocales

Info

Publication number: FR2588743A1
Application number: FR8614071A
Authority: FR
Inventors: Reiner Hoffmann; Peter Jaggy
Original assignee: Richard Wolf GmbH
Current assignee: Richard Wolf GmbH
Priority date: 1985-10-17
Filing date: 1986-10-09
Publication date: 1987-04-24
Anticipated expiration: 2006-10-09
Also published as: US4807291A; DE3536972C2; DE3536972A1; FR2588743B1

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN MONTAGE POUR UN STROBOSCOPE A FLASH UTILISE POUR L'ETUDE DU FONCTIONNEMENT DES CORDES VOCALES. DANS CE MONTAGE CONSTITUE PAR PLUSIEURS FILTRES PASSE-BANDE 5 EN PARALLELE, DONT LES ENTREES RECOIVENT UN SIGNAL ACOUSTIQUE PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN TRANSDUCTEUR 4, TANDIS QUE LE SIGNAL DE SORTIE D'UN DES FILTRES EST ENVOYE A UN CIRCUIT A LAMPE CONTENANT UNE LAMPE FLASH, LES FILTRES 5 SONT INTERROGES SUCCESSIVEMENT POUR SAVOIR S'IL DELIVRENT LE SIGNAL DE SORTIE AVEC LA FREQUENCE FONDAMENTALE ET DANS DE CAS LE PROCESSUS D'INTERROGATION EST ARRETE, LA SORTIE DU FILTRE CONSIDERE EST RELIEE AU CIRCUIT A LAMPE ET LE PROCESSUS D'INTERROGATION SE REPETE PERIODIQUEMENT. APPLICATION NOTAMMENT AU DIAGNOSTIC D'AFFECTIONS DES CORDES VOCALES.

Description

L'invention concerne un montage pour un strobosco-

pe à flash servant à étudier le fonctionnement des cordes vocales, constitué par plusieurs filtres branchés en parallèle en tant

que filtres passe-bas possédant des fréquences limites diffé-

rentes et aux entrées desquels le signal acoustique produit par les cordes vocales est enregistré sous la forme d'un signal

électrique par l'intermédiaire d'un transducteur électroacous-

tique, le signal de sortie (signal d'onde fondamentale) trans-

mis par l'un des filtres et possédant la fréquence fondamenta-

O10 le intéressante pour l'étude étant envoyé à un circuit à lampe,

qui branche la lampe-flash au moyen d'impulsions de déclenche-

ment produites à partir de ce signal.

Dans le domaine médical on utilise des strobosco-

pes pour le diagnostic d'affections des cordes vocales, et ce avantageusement en liaison avec un laryngoscope, de sorte que le praticien d'une part peut observer le larynx éclairé avec

une lumière froide normale et les cordes vocales, dans leur as-

pect et leur comportement naturels et d'autre part peut, grâce à un éclairage synchrone en fréquence des cordes vocales avec un flash, observer les cordes vocales en -vibration, sous la

forme d'une image fixe.

Lors de la production d'une telle image fixe, les

flashes relativement courts tombent sur les cordes vocales, tou-

jours au niveau du même point d'une phase périodique de dépla-

cement. Mais on peut également représenter sciemment, grâce à

un déphasage, c'est-à-dire grâce à une modification des ins-

tants du flash au cours des vibrations successives, un dépla-

cement ralenti des cordes vocales à la manière d'un battement.

Une condition préalable à cet effet réside naturel-

lement dans la connaissance de l'onde fondamentale ou de la

fréquence fondamentale, avec lesquelles les cordes vocales vi-

brent, étant donné que la fréquence de travail du stroboscope peut être réglée sur cette dernière. Il existe des appareils, avec lesquels on peut, grâce à une commutation appropriée de filtres, séparer par filtrage le signal d'onde fondamentale,

d'un signal acoustique qui est produit par exemple par une vo-

yelle chantée ou énoncée par un patient. A partir de cette on-

de fondamentale on produit des impulsions électriques, à l'ai-

de desquelles le circuit de la lampe flash peut être commandé.

Lorsque l'on fait tomber sur les cordes vocales les flashes, qui apparaissent alors, par exemple à l'aide d'un laryngoscope,

l'oeil voit une image fixe dans la mesure o la fréquence fon-

damentale ne varie pas.

Mais s'il apparaît une variation de la fréquence fondamentale, le praticien doit essayer de fixer la nouvelle

plage de fréquences, dans laquelle le signal d'onde fondamen-

tale pourrait se situer, afin de régler alors l'appareil sur la plage de fréquences considérée, au moyen d'une commutation correspondante des filtres. Mais étant donné que le praticien ne peut faire qu'une estimation subjective, on peut aboutir à des réglages erronés de l'appareil, surtout dans le cas d'une oule défectueuse. De même les interruptions conditionnées par

la commutation, lors de l'examen du patient sont fatigantes-

et prennent du temps. Enfin on constate également fréquemment

que les filtres à asservissement utilisés jusqu'alors sont re-

lativement lents et que les filtres se règlent à des harmoni-

ques non intéressants et non, comme cela est désiré, sur la fré-

quence fondamentale.

L'invention a pour but de créer un montage pour un

stroboscope à flash, qui permet de façon automatique une déter-

mination rapide, précise et sûre de la fréquence fondamentale ou de l'onde fondamentale en dépit d'harmoniques existants et qui adapte des variations spontanées de la fréquence de l'onde

fondamentale, et ce avec des temps de réponse minimum.

Pour résoudre ce problème, le montage mentionné

plus haut est réalisé conformément à l'invention de telle sor-

te que les filtres sont interrogés successivement de façon au-

tomatique pour tester la présence dudit signal de sortie pos-

sédant la fréquence fondamentale considérée, que lors de la dé-

termination de la présence d'un signal de sortie au niveau de l'une des sorties des filtres, le processus d'interrogation est

arrêté, la sortie dufiltreconsidéré est reliée au circuit à lam-

pe et le processus d'interrogation est répété de façon pério-

dique; Le filtre transmettant l'onde de base est maintenu bran-

ché au circuit à laimpe, indépendamnent des processus d'interrogation,

jusqu'à ce que, sur la base d'une variation de la fréquence fon-

damentale, un autre filtre transmette le signal possédant l'on-

de fondamentale actuelle, auquel cas la sortie de cet autre fil-

tre est reliée au circuit à lampe.

Avec un montage de ce type, on dispose par con-

séquent toujours, même dans le cas de variations de la fréquen-

ce de l'onde fondamentale, du signal possédant l'onde fonda-

mentale nécessaire pour l'évaluation, et ce de façon automa-

tique et conformément à l'état actuel respectif, sans quele praticien ait à exercer une action et ait même à effectuer des réglages sur l'appareil. En outre dans le cas d'une conception

correspondante des filtres et des autres composants, le monta-

ge fonctionne de manière très précise et rapide.

De façon appropriée le signal d'onde fondamentale transmis respectivement par des filtres, est converti par un circuit redresseur en un signal de tension continue de sorte que les sorties du circuit redresseur peuvent être interrogées

par un multiplexeur. A ce dernier se trouve raccordé un compa-

rateur qui déclenche, par l'intermédiaire d'un circuit logique de commande, et ce à la cadence du processus d'interrogation,

une avance du compteur d'adresses qui compte le nombre de sor-

ties explorées depuis le début du processus d'interrogation et

retransmet ce nombre par l'intermédiaire d'une mémoire d'adres-

ses à un second multiplexeur, qui raccorde la sortie comptée

délivrant le signal d'onde fondamentale, au circuit à lampe.

Lors de l'identification d'un signal d'onde fondamentale pré-

sent sur l'une des sorties interrogées, le comparateur peut passer à un autre état logique de commutation et délivrer de

ce fait une instruction d'arrêt au compteur d'adresses par l'in-

termédiaire du circuit logique de commande, ce qui a pour effet que l'état du compteur est mémorisé dans la mémoire d'adresses

et que le second multiplexeur est placé dans une position cor-

respondant à l'état du compteur.

Lorsque l'on convertit les signaux de sortie des filtres en des signaux à tension continue au moyen d'un redres-

sement des valeurs maximales, le premier multiplexeur peut in-

terroger l'état de charge respectif des condensateurs apparte-

nant aux circuits redresseurs et qui doivent être déchargés avant le début de chaque nouveau processus d'interrogation, après une actualisation éventuellement nécessaire de l'état du

compteur et le réglage du second multiplexeur.

D'autres caractéristiques et avantages de la pré-

sente invention ressortiront de la description donnée ci-après

prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels:

- la figure 1 représente le schéma-bloc d'une par-

tie du montage, qui est branché en amont du circuit à lampe;et - la figure 2 représente un schéma-bloc du circuit

à lampe.

Le signal vocal produit par le patient est capté

par un microphone 1 et est envoyé, après amplification par l'am-

plificateur 2, à un régulateur d'amplitude 3, qui, en tant qu'amplificateur opérationnel, règle sans distorsion son signal de sortie sur une valeur constante. En aval se trouve monté un filtre passe-bas 4, dont la fréquence limite est réglée sur la fréquence maximale de la plage de mesure globalement prévue, c'est-à-dire par exemple sur 1500 Hz. Ceci simplifie la conception et les fonctions des éléments de circuit montés en aval étant donné que ces derniers n'ont pas à traiter des signaux possédant des fréquences situées à des valeurs assez

élevées.

Par ailleurs le filtre passe-bas 3 devrait possé-

der la propriété importante consistant à ne produire, dans la bande passante, aucune distorsion linéaire du signal contenant

également des harmoniques, en-dehors de l'onde fondamentale.

A cet effet il est approprié d'utiliser notamment des filtres

de Bessel, qui possèdent un temps de transit de groupe cons-

tant dans la bande passante.

La sortie du filtre passe-bas 4 est reliée aux en-

trées de filtres passe-bande 5 branchés en parallèle et pour la réalisation desquels on utilise avantageusement des filtres interrupteurscondensateurs réalisés selon la technologie MOS

et qui peuvent être branchés de façon connue au moyen de la com-

mande de leurs condensateurs à l'aide d'un générateur de caden-

ce 15, dont la fréquence de fonctionnement est nettement supé-

rieure à la fréquence limite respective des filtres.

Comme des essais pratiques-l'ont-montré, pour l'exa-

men du fonctionnement des cordes vocales, on obtient une pla-

ge de mesures suffisante et une sélection parfaite en rapport avec les ondes fondamentales devant être séparées par filtrage, lorsque l'on prévoit globalement quinze filtres passe-bande 5

possédant une largeur de bande globale relative de cinq octa-

ves, auquel cas la fréquence inférieure du premier filtre se

situe à 50 Hz et la fréquence limite supérieure du dernier fil-

tre se situe à 1500 Hz.

Pour réaliser un tel agencement, on peut utiliser

ce qu'on appelle des filtres de bande de tiers d'octave tri-

ples. Il s'agit de trois filtres individuels, qui possèdent une

largeur de bande d'un tiers d'octave et qui coincident récipro-

quement au niveau de leurs points à 3 dB de sorte qu'ils for-

ment ensemble une bande passante possédant une largeur d'une

octave. Par conséquent les fréquences limites des filtres pas-

se-bande sont fixées à des écarts correspondant à une tierce.

Grâce au branchement en parallèle de cinq filtres

de ce type on obtient alors un dispositif passe-bande compor-

tant quinze filtres individuels possédant une largeur globale relative de cinq octaves dans la plage de mesure de 50 à

1500 Hz. L'alimentation en cadence des filtres est relative-

ment simple étant donné qu'à partir du filtre possédant la fré-

quence limite maximale, on obtient la cadence pour les autres

filtres par division binaire.

A chaque sortie des filtres passe-bande 5 se trou-

ve raccordé respectivement un circuit 6 de redressement des va-

leurs maximales de sorte que les signaux de sortie des filtres sont redressés. En outre les sorties des filtres sont explorées de façon indirecte et périodiquement par un premier multiple- xeur 7, par le fait que ce dernier interroge, du bas vers le

haut, les états de charge des condensateurs 6a associés aux cir-

cuits redresseurs 6.

La sortie du multiplexeur 7 est raccordée à un com-

parateur 8 qui, lors de l'identification d'un signal de sortie,

c'est-à-dire d'un état de charge déterminé pour un condensa-

teur 6a faisant partie d'un filtre passe-bande déterminé, pas-

se du "0" logique au "1" logique. Le circuit logique de comman-

de 9 reçoit alors l'instruction d'arrêter le compteur d'adres-

ses 10 raccordé au multiplexeur 7. S'il est prévu par consé-

quent quinze filtres passe-bande 5, conformément à l'exemple indiqué précédemment, et si le huitième filtre passe-bande

transmet le signal d'onde fondamentale et le délivre à sa sor-

tie, le comparateur 8 commutera pour la huitième position du

multiplexeur 7 et arrêtera, par l'intermédiaire du circuit lo-

gique de commande 9, le compteur d'adresses 10 avancé préala-

blement à la cadence du processus d'interrogation.

Alors l'état du compteur d'adresses 10 est mémori-

sé dans une mémoire d'adresses 11, qui place un second multi-

plexeur 12 dans la position de commutation correspondant à

l'état actuel du compteur, c'est-à-dire dans la huitième posi-

tion dans le cas précisément considéré, de sorte que le multi-

plexeur 12 raccorde également le huitième filtre passe-bande directement par l'intermédiaire d'un filtre passe-bas 13 à

la sortie 14 qui est reliée au circuit à lampe de la figure 2.

En outre, une fois exécutés la mémorisation des adresses et le réglage du second multiplexeur, le compteur d'adresses 10 est ramené à zéro et les condensateurs 6a sont déchargés, de sorte

qu'au bout d'une certaine durée de mesure, un nouveau proces-

sus d'interrogation peut commencer automatiquement sous l'ac-

tion du premier multiplexeur 7.

Le filtre 5 transmettant l'onde fondamentale reste branché assurément d'une manière indépendante de ces processus

d'interrogation, au circuit à lampe jusqu'à ce que, par sui-

te d'une modification de la fréquence fondamentale, un autre

filtre transmette le signal possédant l'onde fondamentale ac-

tuelle, auquel cas la sortie de cet autre filtre est reliée au circuit à lampe par l'intermédiaire du second multiplexeur. La mémoire d'adresses 11 et par conséquent l'interconnexion du

filtre 5 transmettant le signal, par l'intermédiaire du multi-

plexeur 12, à la sortie 14 sont également maintenues en perma-

nence à l'état actuel, en liaison avec la fréquence fondamen-

tale.

Le filtre passe-bande 13 est réglé, comme le fil-

tre passe-bas 4 mentionné précédemment, sur la fréquence d'on-

de fondamentale maximale apparaissant dans la plage de mesures, c'est-àdire à 1500 Hz dans le cas considéré. Par ailleurs le

filtre passe-bas 13 doit éliminer la fréquence d'horloge, con-

tenue dans le signial de sortie, des filtres passe-bande com-

mandés par le générateur de cadence 15 et en outre d'éventuel-

les fréquences d'intermodulation, afin que ceci ne puisse en-

trainer des perturbations dans le circuit à lampe.

Ce circuit à lampe représenté sur la figure 2 est connu dans une large mesure et ne nécessite par conséquent

qu'une brève description.

Il est constitué par un convertisseur 16 et par les

condensateurs 17, dont le nombre varie automatiquement en fonc-

tion de la puissance et de la fréquence et qui sont chargés

lors de la fermeture de l'interrupteur de charge 18. Les con-

densateurs 17 sont branchés en parallèle avec une lampe flash 19 et peuvent être déchargés au moyen d'un circuit logique de commande et de commutation par l'intermédiaire de la lampe flash 19, cette dernière étant déclenchée par l'intermédiaire d'un circuit d'allumage 21, par la fréquence d'onde fondamentale du

signal vocal produit par les cordes vocales, à l'aide d'un gé-

nérateur interne de fréquence, qui peut être intégré dans le

circuit logique de commande et de commutation 20, ou par un Si-

gnal produit de façon externe, qui peut être envoyé par l'in-

termédiaire du circuit d'adaptation 22.

Dans le cas o la fréquence d'onde fondamentale et la fréquence de flash coincident, on obtient une image fixe des cordes vocales examinées. Cependant on peut également modifier

la position de phase et la fréquence par exemple par l'inter-

médiaire du circuit logique de commande et de commutation 20 de sorte que l'on obtient un battement, c'est-à-dire que l'on

peut observer les cordes vocales avec un fonctionnement ralen-

ti du point de vue optique. De même il est possible de réali-

ser un décalage de la position de phase, ce qui permet d'obser-

ver n'importe quel point des cordes vocales sur une image ap-

paremment fixe. En outre le circuit de commande et de commuta-

tion 20 peut assumer d'autres tâches, par exemple la produc-

tion et la modification éventuelle de la forme des impulsions

de commande qui sont développées de l'onde fondamentale envo-

yée ou sont envoyées par des générateurs externes d'impulsions

par l'intermédiaire d'un circuit d'adaptation 22.

Claims

REVENDICATIONS

1. Montage pour un stroboscope à flash servant à

étudier leforcticnnement des cordes vocales, constitué par plu-

sieurs filtres (5) branchés en parallèle en tant que filtres passe-bas possédant des fréquences limites différentes et aux entrées desquels le signal acoustique produit par les cordes vocales est enregistré sous la forme d'un signal électrique par

l'intermédiaire d'un transducteur électroacoustique (4), le si-

gnal de sortie (signal d'onde fondamentale) transmis par l'un

des filtres (5) et possédant la fréquence fondamentale intéres-

sante pour l'étude étant envoyé à un circuit à lampe (16-22),

qui branche la lampe-flash (19) au moyen d'impulsions de dé-

clenchement produites à partir de ce signal, caractérisé par le fait que les filtres (5j sont interrogés successivement de

façon automatique pour tester la présence dudit signal de sor-

tie possédant la fréquence fondamentale considérée, que lors

de la détermination de la présence d'un signal de sortie au ni-

veau de l'une des sorties des filtres, le processus d'interro-

gation est arrêté, la sortie dufiltre considéré est reliée au cir-

cuit à lampe (16-22) et le processus d'interrogation est répé-

té de façon périodique.

2. Montage selon la revendication 1, caractérisé

en ce que le filtre (5), qui transmet l'onde fondamentale, res-

te raccordé au circuit à lampe (16-22), indépendamment des pro-

cessus d'interrogation, jusqu'à ce que, sur la base d'une mo-

dification de la fréquence fondamentale, un autre filtre trans-

mette le signal comportant l'onde de base actuelle, auquel cas

la sortie de cet autrefilteest alors raccordée au circuit à lam-

pe.

3. Montage selon l'une des revendications 1 ou 2,

caractérisé en ce que le signal d'onde fondamentale, transmis

respectivement par l'un des filtres (5),est redressé par un cir-

cuit redresseur (6), que les sorties du circuit redresseur sont

interrogées par un premier multiplexeur (7), auquel est raccor-

dé un comparateur (8), et que le comparateur déclenche, par l'intermédiaire d'un circuit logique de commande (9), et ce à

la cadence du processus d'interrogation, une avance du comp-

teur d'adresses (10), qui compte le nombre des sorties explo-

rées depuis le début du processus d'interrogation et retrans-

met ce nombre par l'intermédiaire d'une mémoire d'adresses (11) à un second multiplexeur (12) qui raccorde la sortie comptée

et fournissant le signal d'onde fondamentale au circuit à lam-

pe (16-22).

4. Montage selon la revendication 3, caractérisé en ce que lors de l'identification d'un signal présent sur l'une

des sorties interrogées, le comparateur (8) passe dans un au-

tre état logique de commutation et de ce fait envoie au comp-

teur d'adresses (10), par l'intermédiaire du circuit logique

de commande (9), un ordre d'arrêt, auquel cas l'état de comp-

tage est mémorisé dans la mémoire d'adresses (11) et le second multiplexeur (12) est amené dans une position correspondant à

l'état de comptage.

5. Montage selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 4, caractérisé en ce que les signaux de sortie des

filtres (5) sont redressés au moyen d'un circuit (6) de redres-

sement des valeurs maximales, et que le premier multiplexeur (7) interroge l'état de charge respectif des condensateurs (6a) appartenant aux circuits redresseurs et que les condensateurs

sont déchargés avant le début d'un nouveau processus d'inter-

rogation.

6. Montage selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 5, caractérisé en ce qu'un filtre passe-bas (4) est

monté en amont des filtres passe-bande (5) et qu'un second fil-

tre passe-bas (13) est branché en aval du second multiplexeur

(12), et que la fréquence limite des filtres passe-bas coînci-

de avec la fréquence limite supérieure des filtres passe-bande pour la fréquence fondamentale maximale apparaissant dans la

plage de mesure.

7. Montage selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 6, caractérisé en ce que les fréquences limites des

filtres passe-bande (5) sont fixées au maximum à des écarts cor-

respondant à des fractions d'octaves.

8. Montage selon la revendication 7, caractérisé

en ce-qu'il est prévu un nombre quelconque des filtres passe-

bande (5) possédant une largeur de bande globale déterminée égale à au moins une octave, la fréquence limite inférieure du

premier filtre pouvant être choisie en fonction de l'applica-

tion.