Способ преобразования звуковых сигналов для общения с операторами асу при тренаже профессиональных навыков и устройство для его осуществления
Изобретение о (носится к автоматике и вычислительной технике, в частности к тренажерам . Целью изобретения является снижение энергопотребления за счет исключения необходимости в энергетических затратах при молчании схем преобразования звуковых сигналов, т.е. при отсутствии команд и сообщений. Цель достигается введением источника опорных напряжений , элемента задержки, элемента сравнениям ключа. 1 ил.
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РеспуБлик (я)л G 09 В 9/00
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ведомство сссР (ГоспАтент сссР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ (21) 4937921/24 (22) 21,05.91 (46) 23,08.93. Бюл. N 31 (73) Малое предприятие "Инженерные системы и экология" (75) А.Л. Галиев (56) Ундриц B.Ô. и др. Руководство по клинической аудиологии. — M.: Государственное издательство Медицинской литературы.
1962, Авторское свидетельство СССР
М 1619329, кл. G 09 В 9/00, 1989. (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЗВУКОВЫХ СИГНАЛОВ ДЛЯ ОБЩЕНИЯ С ОПЕИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к тренажерам, и может быть использовано в системах тренировки и оценки профессионального уровня подготовки операторов автоматизированных систем управления в условиях общения с ограниченными возможностями слышимости передаваемой командной информации, а также при создании аппаратных средств для улучшения восприятия информации лицами с нарушенными слухо8bfMvI анализаторами человека, Целью изобретения является снижение энергопотребления за счет исключения необходимости в энергетических затратах при молчании схем преобразования звуковых сигналов, т.е. при отсутствии команд и сообщений.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе преобразования звуковых сигналов для общения операторов АСУ при тренажере их профессиональныи навыков, заключающемся в формировании инЯ3. 1836?15 АЗ
РАТОРАМИ АСУ ПРИ ТРЕНАЖЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ НАВЫКОВ И УСТРОЙСТВО
ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение о носится к автоматике и вычислительной технике, в частности к тренажерам. Целью изобретения является снижение энергопотребления за счет исключения необходимости в энергетических затратах при "молчании" схем преобразования звуковых сигналов, т,е, при отсутствии команд и сообщений. Цель достигается введением источника опорных напряжений, элемента задержки, элемента сравнения и ключа. 1 ил. формационного сигнала, его модуляции, усилении, фильтрации и электроакустическом преобразовании, согласно изобретению информационный сигнал модулируют формированием двух опорных сигналов, один из которых задерживают во времени относительно другого на величину, соответ- С@ ствующую разности опорных сигналов, уро- Сд вень которой усиливают для формирования 0 акустического информационного сигнала.
Цель достигается также тем, что в известное устройство, содержащее акустоэлектриче- у ский преобразоватвль, выход которого подключен к входу первого усилителя, фильтр, один вход которого соединен е первым выходом второго усилителя и первым входом Сь) электроакустического преобразователя, другой вход — с соответствующим выходом второго усилителя. а выход — с вторым входом электроакустического преобразователя, согласно изобретению введены источник опорных напряжений, вход которого соединен с выходом первого усилите1836715 ля, элемент задержки, один вход которого подключен к первому выходу источника опорных напряжений, элемент сравнения, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом элемента задержки и соответствующим выходом источника опорных напряжений, и ключ, один вход t Пример 2. На макете заявляемого ус ройства аналогично примеру 1 исследовали снижение потребляемой энергии при подаче речевых сигналов. Токи потребления при максимальной выходной мощности в 10 мВт и в среднем составили соответственно 4,5 и 1,8 мА, тогда как в аналогичных устройствах потребление составляло соответственно 21 и 10 мА, что позволяет повысить ресурс источника питания гальванического типа более чем в 5-6 раз. На чертеже изобра>кена структура заявляемого устройства, содержащего формирователь 1 информационных сигналов, состоящий из акустозлектрического преобразователя 2 и усилителя (корректора) 3, источник 4 опорных напряжений, элемент 5 задержки, элемент б сравнения, ключ 7. усилитель 8, фильтр 9 и электроакустический преобразователь 10 со схемными соединениями, описанными выше и в формуле. Устройство при реализации операций предлагаемого способа функционирует следуюшим образом. В ре>киме "молчания" (в отсутствии сигнала на входе преобразователя 2) источник 4 вырабатывает напряжения, отличающиеся друг от друга на величину шага квантования, причем напряжение на входе элемента 6 от источника 4 меньше напряжения с выхода элемента 5 в момент включения питания. С течением >ке времени напряжение на выходе элемента 5 достигает такого значения, при котором разность напряжений на входах элемента 6 будет равна порогу его чувствительности, т.е. шагу квантования, что приведет к подаче сигнала на вход ключа 7 и соответственно к возврату напряжения на выходе элемента 5 в первоначальное значение. При преобразовании звуковых сигналов с верхней частотой 3,5 кГц и динамическим диапазоном, равным 6...8,минимальное значение частоты дискретизации равно 2 х 3 5 х х (6...8) = 42...56 к Гц. Нами выбрана частота квантования в 50 кГц, а следовательно, время задержки элемента 5 равно 1/2 х 50000 +. 10 мс, а период следования импульсов в отсутствии преобразуемого сигнала Т = 2 х 10 = 20 мс. При наличии преобразуемого сигнала, в зависимости от его величины и полярности, на выходе элемента 6 имеют место широтно-модулированные импульсы с переменной скважностью, причем в отличие от классического способа широтно-импульсной модуляции (ШИМ), где период следования импульсов сохраняется постоянно, в Время восстановления элемента 5, т.е. время возврата напряжения на его выходе в исходной состояние, выбрано из условия получения генерации последовательности прямоугольных импульсов со скважностью, равной двум, в отсутствии модулируемого сигнала. Квант напряжения и его шаг определяются,верхним и нижним порогами напряжений элемента 6. При этом частота 10 дискретизации (квантования) в отсутствии сигнала определяется постоянной времени элемента 5, а также и,чувствительностью элемента 6, Выбор оптимальной величины частоты 15 квантования осуществляется, исходя из следующих соображений. С точки зрения экономичности устройства целесообразно уменьшить частоту квантования, т.к, при значительной частоте 20 переключение цифровых элементов КМОПструктуры резко возрастает потребляемый ими ток. Однако значительное уменьшение частоты квантования приведет к снижению качественных показателей устройства в це25 лом. Поэтому выбор оптимальной величины дискретизации необходимо реализовать, исходя иэ теоремы Котельникова, согласно которой минимальная частота квантования равна удвоенной верхней частоте преобра30 зуемого сигнала, Квантованные по теореме Котельникова сигналы имеют постоянную длительность, а их амплитуда несет информацию об исходном сигнале, Если осуществить квантование по уровню, то суммарная 35 частота квантования определяется произведением удвоенной верхней частоты преобразуемого сигнала на величину динамического диапазона преобразуемого сигнала, определяемого целевым примене40 нием модулятора. 1836715 предлагаемом варианте этот период пере. менный, что снижает энергопотреблений.. 4вюмЬ law «ав Ф Составитель О. Болдырев Редактор M. Кузнецова Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова Заказ 3022 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва„Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формула изобретения 1. Способ преобразования звуковых сигналов для общения с операторами АСУ при тренаже профессиональных навыков, заключающийся в формировании информационного сигнала, em модуляции, усилении, фильтрации и электроакустическом преобразовании, отличающийся тем, что, с целью снижения энергопотребления, информационный сигнал модулируют двумя опорными сигналами. причем один опорный сигнал задерживают во времени отно- 1Ь сительно другого опорного сигнала на величину, соответствующую разности амплитуд опорных сигналов, уровень которой усиливают для формирования акустического информационного сигнала; 20 2. Устройство для преобразования звуковых сигналов для общения с операторами АСУ при тренаже профессиональных навыков операторов АСУ, содержащее акустоэлектрический преобразователь, выход которого подключен к входу первого усилителя. фильтр, один вход которого соединен с llep вым выходом второго усилителя и входом злектроакустического преобразователя, другой вход — с вторым выходом второго усилителя, а выход — с вторым входом электроакустического преобразователя, о т л и-. ч а ю щ е е .с я тем, что s нега введены источник опорных напряжений, вход которогс. соединен с выходом первого усилителя, элемент задержки, один вход которого подключен к первому выходу источника опорных напряжений, элемент сравнения, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом. элемента задержки и соответствующим выходом источника опорных напряжений, и ключ, один вход которого подключен к шине питания, другой вход- к выходу элемента сравнения и входу второго усилителя, а выход — к другому входу элемента задержки.
