RU2195172C2 - Устройство для психологических исследований - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при проведении психологических исследований. Устройство содержит генератор тактов, генератор случайных интервалов, синхронизируемый генератором тактов, генератор случайного цвета, первые и вторые входы которого подключены к выходам соответственно генератора случайных интервалов и генератора тактов, трехцветный светодиодный индикатор, соединенный с генератором случайного цвета и генератором случайных интервалов, пульт испытуемого, блок кодирования, первым входом соединенный с выходом генератора случайных интервалов, вторым входом - с пультом испытуемого, устройство сравнения, первый и второй входы которого подключены к соответствующим выходам генератора случайного цвета, а третий вход - к выходу блока кодирования, дешифратор, элемент ИЛИ, четыре счетчика, каждый из которых выходом подключен к соответствующему блоку индикации, два формирователя импульсов и переключатель начальной установки, связанный с первым входом второго формирователя импульсов и входами сброса первого, второго и третьего счетчиков, а также с входом предустановки четвертого счетчика, при этом первый и третий выходы дешифратора через элемент ИЛИ подключены к счетному входу второго счетчика, а второй и третий выходы - к счетным входам соответственно первого и третьего счетчиков, выход генератора случайных интервалов соединен с первым входом дешифратора и вторым входом второго формирователя импульсов, выход которого подключен к входам гашения индикаторов и к третьим входам генератора случайного цвета, блока кодирования и дешифратора, второй и четвертый входы которого соединены с выходами соответственно устройства сравнения и первого формирователя импульсов, выход последнего подключен также к счетному входу четвертого счетчика, а первый и второй входы - ко второму выходу блока кодирования и выходу генератора тактов. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей для оценки цветовосприятия путем регистрации удачных попыток, а также попыток с плохим цветовосприятием, замедленной реакции и отсутствием реагирования на интервале предъявления цветового раздражителя. 4 ил.

Description

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при проведении психологических исследований.

Известно устройство психологических исследований [1], предназначенное для оценки цветовосприятия, являющееся наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности. Оно содержит генератор импульсов, подключенный выходом к генератору случайного цвета, выход которого соединен с трехцветным индикатором. Пульт испытуемого подключен к блоку кодирования, на выходах которого формируются код нажатой кнопки и сигнал готовности. Выходы генератора случайного цвета и кодирующего блока подключены ко входам устройства сравнения, подключенного выходом к первому входу логического устройства. Второй вход логического устройства соединен с выходом формирователя импульсов. Выходы логического устройства соединены с входами счетчиков удачных попыток и ошибок, подключенных выходами к одноименным блокам индикации.

Недостатком прототипа являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью дифференциации ошибочных действий (замедленная реакция и плохое цветовосприятие). Кроме того, испытуемый имеет возможность не реагировать в отдельных попытках на предъявление цветового раздражителя и показывать тем не менее хорошие результаты испытаний.

Задачей, которую решает заявляемое изобретение, является расширение функциональных возможностей устройства для оценки цветовосприятия, заключающееся в обеспечении раздельной регистрации удачных попыток, а также попыток с плохим цветовосприятием, замедленной реакцией и отсутствием реагирования на интервале предъявления цветового раздражителя.

Указанная задача решается за счет того, что в устройство введены второй, третий и четвертый счетчики попыток с замедленной реакцией, плохим цветовосприятием и отсутствием реакции на интервале предъявления раздражителя, выходы которых подключены ко второму, третьему и четвертому блокам индикации. Входы сброса второго и третьего счетчика, а также вход предустановки четвертого счетчика соединены с переключателем начальной установки. Кроме того, в устройство введены дешифратор, элемент ИЛИ и второй формирователь временного интервала испытаний, подключенный входами к генератору случайных интервалов и переключателю начальной установки, а выходом ко второму входу генератора случайного цвета, третьему входу блока кодирования, входам гашения первого, второго, третьего и четвертого блоков индикации и к третьему входу дешифратора. Первый вход дешифратора соединен с выходом генератора случайных интервалов, второй вход - с выходом устройства сравнения, четвертый вход - с выходом первого формирователя импульсов и счетным входом четвертого счетчика. Первый и третий выходы дешифратора подключены ко входам элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика. Второй выход дешифратора подключен к счетному входу первого счетчика, четвертый выход - к счетному входу третьего счетчика. Первый вход первого формирователя импульсов соединен со вторым выходом блока кодирования, а второй вход - с выходом тактового генератора.

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства для психологических исследований; на фиг.2 - временные диаграммы напряжений на элементах схемы; на фиг.3 - формирователь импульсов F1: а) принципиальная схема; б) временные диаграммы; на фиг. 4 - формирователь F2 временного интервала испытаний: а) принципиальная схема; б) временные диаграммы.

Функциональная схема устройства для психологических исследований изображена на фиг.1 Устройство содержит генератор случайных интервалов (ГСИ) 1, синхронизируемый генератором тактов (ГТ) 2. Выходы генераторов (1) и (2) соединены со входами генератора случайного цвета (ГСЦ) 3, к выходам которого подключены трехцветный светодиодный индикатор (4) и первые входы устройства сравнения (7). Пульт испытуемого (5) содержит три кнопочных переключателя красного, желтого и зеленого цветов и подключен ко вторым выходам блока кодирования (БК) 6, первый вход которого соединен с выходом ГСИ (1), первый выход - со вторыми входами устройства сравнения (7), а второй выход - со входом запуска формирователя импульсов F1 (8), подключенного вторым входом к выходу ГТ (2), а выходом к четвертому входу дешифратора (9) и счетному входу счетчика СТ4 (19) попыток с отсутствием реакции на интервале предъявления раздражителя. Выход устройства сравнения (7) соединен со вторым входом дешифратора (9), подключенного первым входом к выходу ГСИ (1), анодам светодиодов индикатора (4) и входу запуска формирователя F2 (18) временного интервала испытаний. Первый и третий выходы дешифратора (9) соединены со входами элемента ИЛИ (10), подключенного выходом к счетному входу счетчика СТ2 (13) попыток с замедленной реакцией. Второй выход дешифратора (9) подключен к счетному входу счетчика СТ1 (11) удачных попыток, а четвертый выход - к счетному входу счетчика СТ3 (15) попыток с плохим цветовосприятием. К выходам счетчиков СТ1-СТ4 (11, 13, 15, 19) подключены блоки индикации БИ1-БИ4 (12, 14, 16, 20), входы гашения которых соединены с выходом формирователя F2 (18) третьим входом дешифратора (9), третьим входом блока кодирования (6) и вторым входом ГСЦ (3). Переключатель начальной установки (17) соединен со входами сброса счетчиков СТ1-СТ3 (11, 13, 15), входом предустановки счетчика СТ4 (19) и входом сброса формирователя F2 (18).

Устройство работает следующим образом. После включения нажимают переключатель начальной установки (17). При этом счетчики CТ1-CТ3 (11, 13, 15) обнуляются, осуществляется предустановка счетчика СТ4 (19) и в него заносится код "n" числа попыток в цикле испытаний, поданный на информационные входы Dl-D4. На выходе формирователя F2 (18) формируется низкий уровень, блокирующий блок кодирования (6) и ГСЦ (3), а также запрещающий работу дешифратора (9). На выходах ГСЦ (3) формируются при этом высокие уровни и индикатор (4) не светится. На втором выходе БК (6) формируется низкий уровень, который не изменяется и при нажатии кнопок на пульте (4). ГСИ (1) генерирует импульсы длительности t_и, равной времени предъявления раздражителя, и произвольной скважности, изменяющейся по квазислучайному закону. Для практических целей целесообразно изменять t_и в пределах 0,3...1 с, а период импульсов ГСИ - в пределах 2...7 с с шагом в 1 с. Импульсы ГСИ (1) и ГТ (2) синхронизированы (фиг. 2). При этом выполняется условие f_гт>>f_гси. Частота ГТ составляет несколько килогерц. По фронту первого импульса ГСИ, следующего за отпусканием переключателя начальной установки (17), на выходе F2 (18) формируется высокий уровень, разрешающий работу ГСЦ (3), БК (6) и дешифратора (9). Индикаторы блоков БИ1-БИ4 (12, 14, 16, 20) гаснут. Этот момент соответствует началу испытаний. В последующем по каждому фронту импульсов ГСИ (1) на выходе ГСЦ (3) по случайному закону формируются коды "00", "01" или "10", и в течение длительности импульса t_и на аноды светодиодов индикатора (4) подается высокий уровень. В результате в индикаторе (4) светится либо один (красный или зеленый), либо оба светодиода (в последнем случае индикатор светится желтым цветом). Таким образом, при коде "10" на выходе ГСЦ (3) испытуемый наблюдает свечение зеленым цветом, при коде "01" - красным, а при коде "00" - желтым цветом. Задача испытуемого - после загорания индикатора (4) нажать на своем пульте (5) кнопку того же цвета, что индикатор, и сделать это раньше, чем индикатор погаснет. При каждом нажатии кнопки на пульте (5) на первых выходах блока кодирования (6) формируются коды "00" (если нажата желтая кнопка), "01" (если нажата красная кнопка) или "10" (если нажата зеленая кнопка). Последующие нажатия других кнопок пульта (5) в течение периода импульсов ГСИ не приводят к изменению кода на выходе БК (6). Коды на выходах ГСЦ (3) и БК (6) сравниваются устройством сравнения (7). Если указанные коды равны, то на выходе устройства сравнения формируется низкий уровень, а если не равны - высокий. На втором выходе БК (6) по нажатию кнопок пульта (5) формируется высокий уровень, который изменяется на низкий по фронту очередного импульса на выходе ГСИ (1) (см. фиг. 2). Положительным перепадом на втором выходе БК (6) запускается формирователь F1 (8) и на его выходе формируется импульс положительной полярности, совпадающий по времени с положительным полупериодом импульса ГT (2), следующим за фронтом импульса запуска. Импульсом с выхода формирователя F1 (8) осуществляется стробирование дешифратора (9) в течение всего временного интервала испытаний, сформированного F2 (18). Если на информационные входы дешифратора (9) подаются коды "00" или "10" (нажата одна из кнопок пульта (5) в моменты t₂, t₆ при низком уровне напряжения на выходе ГСИ, когда раздражитель не светится), то импульсы положительной полярности формируются на первом или третьем выходах дешифратора (9) и, соответственно, на выходе элемента ИЛИ (10). Формирование указанных импульсов свидетельствует о замедленной реакции испытуемого. В результате при каждой реакции указанного типа выходной код счетчика СТ2 (13) попыток с замедленной реакцией увеличивается на "1". Если испытуемый в момент времени t₁ нажмет кнопку того же цвета, что и цвет свечения индикатора (4), и сделает это при высоком уровне ГСИ (когда индикатор светится), то на информационные входы DC (9) подается код "01". В результате на втором выходе DC формируется импульс положительной полярности и выходной код счетчика СТ1 (11) удачных попыток увеличивается на "1". Если же испытуемый в момент времени t₃ во время свечения индикатора (4) нажмет кнопку другого цвета, чем раздражитель, то на информационные входы DC (9) подается код "11", и на четвертом выходе DC формируется импульс положительной полярности, увеличивающий на "1" выходной код счетчика СТ3 (15) попыток с плохим цветовосприятием. При каждом нажатии любой кнопки на пульте (5) выходной код счетчика СТ 4 (19) уменьшается на "1". Если же на интервале t₄...t₅ испытуемый не нажмет ни одну из кнопок пульта (5), выходные коды всех счетчиков СТ1-СТ4 остаются неизменными. Формирователь временного интервала испытаний работает таким образом, что по приходу на его вход (n+1)-го импульса с выхода ГСИ (1) на его выходе формируется низкий уровень, блокирующий ГСЦ (3), БК (6) и запрещающий работу дешифратора (9). Предъявлений раздражителя в последующем не происходит, на всех выходах дешифратора формируются низкие уровни, выходные коды счетчиков СТ1-СТ4 остаются неизменными. Кроме того, низким уровнем с выхода F2 (18) снимается гашение с индикаторов БИ1-БИ4 (12, 14, 16, 20) и на них высвечиваются результаты испытаний. Испытания завершены. Для их возобновления необходимо вновь нажать переключатель начальной установки (17).

Индикаторы БИ1-БИ3 индицируют результаты испытаний в результативных попытках. Как уже отмечалось, при каждой результативной попытке выходной код счетчика СТ4 (19) уменьшается на "1". Если же на интервале предъявления раздражителя в каких-то попытках испытуемый не реагировал на свечение индикатора (4) нажатием кнопки на пульте (5), то показания индикатора БИ4 (20) в конце испытаний соответствуют числу попыток такого рода.

Формирователь импульсов F1 может быть реализован по схеме, представленной на фиг.3,а. Временные диаграммы напряжения на элементах схемы изображены на фиг. 3,б. Формирователь работает следующим образом. При низком уровне напряжения на выходе блока кодирования, на выходе F1 формируется низкий уровень за счет подачи тактовых импульсов на вход R триггера Т2 (на вход С этого триггера подается низкий уровень). После появления на выходе БК высокого уровня по фронту очередного импульса с выхода ГТ на выходе триггера Т1 формируется положительный перепад напряжения, устанавливающий триггер Т2 в единичное состояние, так как D=1. По срезу импульса ГТ напряжение на выходе формирователя принимает низкий уровень за счет подачи низкого уровня на вход R триггера Т2. В результате на выходе формирователь F1 формирует импульс положительной полярности, совпадающий с положительным полупериодом импульсов ГТ, следующим за фронтом импульса с выхода БК.

Один из возможных вариантов реализации формирователя F2 временного интервала испытаний приведен на фиг.4. Рассматриваемый вариант реализации рассчитан на цикл испытаний, содержащий 15 попыток. Устройство работает следующим образом. По нажатию переключателя начальной установки счетчик СТ обнуляется и на выходе второго элемента ИЛИ формируется низкий уровень. После отпускания переключателя начальной установки и подачи высокого уровня на вход R счетчика разрешается его работа, импульсы с выхода ГСИ через первый элемент ИЛИ подаются на счетный вход счетчика. По каждому фронту импульса ГСИ код на выходе счетчика увеличивается на "1". Соответственно, на выходе второго элемента ИЛИ формируется высокий уровень на интервале времени между фронтами первого и шестнадцатого импульсов ГСИ (см. фиг.4,б). По приходу шестнадцатого импульса ГСИ на выходе старшего разряда счетчика формируется высокий уровень, блокирующий прохождение импульсов ГСИ на вход счетчика. Так как на выходах остальных разрядов счетчика после прихода шестнадцатого импульса ГСИ формируются низкие уровни, то и напряжение на выходе формирователя принимает низкий уровень.

Таким образом, заявляемое устройство существенно превосходит известные аналоги по функциональным возможностям за счет раздельной регистрации удачных попыток и попыток с замедленной реакцией, плохим цветовосприятием и отсутствием реакции на интервале предъявления раздражителя.

Источник информации
1. Фромберг Э.М. Конструкции на элементах цифровой техники. - М.: Радио и связь, 1991. - 107 с.

Claims (1)

1. Устройство для психологических исследований, содержащее генератор тактов, генератор случайных интервалов, синхронизируемый генератором тактов, генератор случайного цвета, первые и вторые входы которого подключены к выходам соответственно генератора случайных интервалов и генератора тактов, трехцветный светодиодный индикатор, соединенный с генератором случайного цвета и генератором случайных интервалов, пульт испытуемого, блок кодирования, первым входом соединенный с выходом генератора случайных интервалов, вторым входом - с пультом испытуемого, устройство сравнения, первый и второй входы которого подключены к соответствующим выходам генератора случайного цвета, а третий вход - к выходу блока кодирования, отличающееся тем, что в него введены дешифратор, элемент ИЛИ, четыре счетчика, каждый из которых выходом подключен к соответствующему блоку индикации, два формирователя импульсов и переключатель начальной установки, связанный с первым входом второго формирователя импульсов и входами сброса первого, второго и третьего счетчиков, а также с входом предустановки четвертого счетчика, при этом первый и третий выходы дешифратора через элемент ИЛИ подключены к счетному входу второго счетчика, а второй и третий выходы - к счетным входам соответственно первого и третьего счетчиков, выход генератора случайных интервалов соединен с первым входом дешифратора и вторым входом второго формирователя импульсов, выход которого подключен к входам гашения индикаторов и к третьим входам генератора случайного цвета, блока кодирования и дешифратора, второй и четвертый входы которого соединены с выходами соответственно устройства сравнения и первого формирователя импульсов, выход последнего подключен также к счетному входу четвертого счетчика, а первый и второй входы - ко второму выходу блока кодирования и выходу генератора тактов.

Images