Фазовый индикатор для слепых

(19) К 13 (51) 5 А ов И К ПАТЕНТУ мир Комитет Российской федерации по патентам и товарным знакам(54) ФАЗОВЫЙ ИНДИКАТОР ДЛЯ СЛ(57) Использование. для частичной реаинвалидов, лишенных зрения Сущностьния. поскольку передний фронт разностнла соответствует началу измерительногофронт формируется спадом опорного, сво времени сигнала, разностный сигнапропорционален во времени дальности ЕПЫХ билитации изобретеого сигнаа задний абильного л обратнодо преНИЯ," мыл таащщ лиотикл Жпятствия При этом от объектов, лежащ жайшего, представл ектов, имеющих удлине точности измерения пом устройства явпяе го сдвига в частот цифровые делители тельного сигналов. щая роль фазового дечсатор, генератор разрядное ключевое влияние сигналов, отраженных их в ботьшой глубине от блиеощего опасность, или от обьние вдоль оси излучения, на не сказывается Основным уэтся преобразователь фазовоу, в состав которого включены частоты опорного и измерисхема совпадения /И/, игрзодетектора, накопительный кон, управляемый напряжением и устройство. 2 ипИзобретение относится к медицинской технике и предназначено для частичной реабилитации инвалидов, лишенных зрения.Известно устройство - ультразвуковой локатор для слепых, содержащее последовательно соединенные электроакустический преобразователь, приемник, мультивибратор, передатчик, индикаторное устройство. В этом локаторе блок масштабного измерения временных интервалов выполнен из последовательно соединенных триггера. С-звена, пороговой схемы и формирователя импульсов. Вход триггера подключен к выходу приемника, а выход пороговой схемы соединен с входом мультивибратора.В результате широкой направленности излучения устройство обладает низкой разрешающей способностью, подвержено сильному влиянию акустических помех,Повышенная громоздкость создает неудобства при его применении,Известно также наиболее близкое по технической сущности устройство обнаружения препятствий слепыми, содержащее последовательно включенные генератор импульса, генератор тока, фоторезистор. усилитель мощности и излучатель инфракрасного оптического диапазона, которые образуют передающий канал устройства, а последовательная цепочка фотодетектор - логарифмический усилитель - электроакустический преобразователь - приемный канал. При этом между выходом логарифмического усилителя и управляющими входами генератора импульсов и генератора тока включен пиковый детектор,Фотореэистор, включенный в передающий канал, осуществляет регулировку амплитуды токовых импульсов, изменяя мощность оптических сигналов в условиях повышенной освещенности, когда чувствительность фотодетектора приемного канала сниженаОсновным недостатком известного устройства является практическая невозможность определения дальности до препятствия по тональности акустических колебаний, поскольку рассеяние и отражение оптических сигналов зависит от характеристик отражающей поверхности объектов,Таким образом работа устройства в условиях постоянного изменения световых контрастов, цветности, теней и естественной освещенности вызывает непрерывное изменение частоты акустических колебаний, вызывая чувство напряженности и усталогти у инвалида, лишенного зрения, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 зачастую искажая информацию об удаленности препятствия, об опасности.Технический результат - исключение влияния свойств отражающей поверхности обьектов на точность измеренийЭтот технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее строб-, генератор, генератор тока, выход которого соединен с зондирующим излучателем инфракрасного диапазона, Фотодетектор, усилитель преобразования оптических сигналов и акустический индикатор, введены генератор несущей частоты, формирователь импульсов, генератор гетеродина, излучатель гетеродина, смеситель сигналов, формирователь опорного сигнала, преобразователь фазового сдвига в частоту, фазовращатель, формирователь измерительного сигнала, . преобразователь тока фотодетектора в частоту, а также переключатель на два положения и два направления, причем выход строб-генератора соединен с входом формирователя импульсов, первым управляющим входом преобразователя фазового сдвига в частоту, управляющим входом генератора несущей частоты, управляющим входом генератора тока и управляющим входом генератора гетеродина, подключенного первым выходом к излучателю гетеро- дина, а вторым - к первому входу смесителя сигналов опорного канала, второй вход которого соединен с выходом генератора несущей частоты и вторым входом генератора тока, а выход через последовательно включенный формирователь опорного сигнала, подключен к первому сигнальному входу преобразователя фазового сдвига в частоту, второй управляющий вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а выход через замкнутыйконтакт первой группы переключателя соединен с акустическим . индикатором, замкнутые контакты второй группы переключателя соединены с фотодетектором и входом усилителя, подключенного выходом через последовательно включенные фазовращатель и формирователь измерительного сигнала к второму сигнальному входу преобразователя фазового сдвига в частоту.На фиг, 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений на выходе основных его узлов.Устройство состоит иэ строб-генератора 1, формирователя-импульсов 2, преобразователя 3 фазового сдвига в частоту генератора несущей часогы 4 генератора гетеродина 5, смесителя си валов 6, излучателя гетеродина 7, фотодетс к тора 8, генератора тока 9, зондирующего илу бетеля 10фазовращателя 11. формирователя опорного сигнала 12, усилителя 13, формирователя измерительного сигнала 14, акустического индикатора 15. преобразователя тока фотодетектора в частоту 16 (преобразователя освещенности в частоту), переключателя 17,На фиг. 2 имеются следующие обозначения;1 - строб-сигнал;2- выход генератора импульсов;3 - преобразованный сигнал строб-генератора:4 - выход задающего генератора;5 - выход генератора гетеродина;6 - оптический сигнал;7 - выход формирователя опорного сигнала:9 - разностный сигнал сдвига фаз;10 - заряд накопительного конденсатора;11 - выход преобразователя фазового сдвига в частоту.Устройство работает следующим образом. С достудлением сигнала строб-генератора 1 генератор импульсов 2 формирует по его переднему фронту короткий сигнал, поступающий на управляющий вход преобразователя 3 фазового сдвига в частоту. Этим сигналом разряжается накопительный конденсатор преобразователя, Сигналом строб-генератора 1, поступающим на второй управляющий вход преобразователя 3, отключается встроенный генератор. управляемый напряжением (ГУН), На выходе преобразователя генерация отсутствует. С приходом строб-сигнала на генератор несущей частоты 4 и генератор гетеродина 5 на их выходах формируется импульсная последовательность, поступающая на соответствующие входы смесителя 6, на выходе которого появляется последовательность сигналов преобразованной (раэностной) частоты. Излучатель гетеродина 7 формирует последовательность оптических сигналов, поступающую на вход фотодетектора 8, Одновременно генератором тока 9 вырабатывается напряжение с пологими фронтом и спадом и плоской вершиной, сигнал которого по длительности близок к сигналу строб-генератора, Воздействием последоФормула изобретения фдзовый индикдтор для слепых, содержащий строб-генератор, генератор тока, к выходу которого подключен зондирующий излучатель инфракрасного оптического диапазона, фотодетектор, усилитель преобразованных оптических сигналов и акустический индикатор, отличающийся тем. что в него введены генератор несущей вательности сигналов генератора несущвйчастоты 4 это напряжение преобразуется втокоЬые импульсы накачки эондируощегоизлучателя 10,5 Разностный сигнал с выхода смесителя6 проходит на вход формирсчателя опорного сигнала 12 и далее - на.сигнальный входпреобразователя фазового сдвига в частоту3 в виде последовательности прямоуголь 10 ных сигналов логических уровней,Отраженный от препятствия оптический сигнал воспринимается фотодетектором 8. В результате одновременноговоздействия отраженных сигналов и сигна 15 лов излучателя гетеродина в избирательнойцепи приемника оптических сигналов выделяется разностный измерительный сигнал,поступающий на вход усилителя 13, и далеечерез фазовращател ь 12. форм ировател ь20 измерительного сигнала 14 проходит навход преобразователя фазового сдвига в частоту 3. имея логические уровни.Опорный и измерительный сигналы обрабатываются встроенным фаэовым детек 25 тором (схема совпадения "И"), разностнымсигналом, с выхода которого заряжается накопительный конденсатор,С окончанием строф-импульса включается ранее заблокированный генератор, уп 30 равляемый напряжением и на его выходеформируется низкочастотный сигнал прямоугольной формы, пропорциональный раэностному и преобразуемый акустическиминдикатором в звуковые колебания.35 При работе в пассивном режиме (использование естественной освещенности)питание от описанных узлов отключается ипоступает на преобразователь тока фотодетектора в частоту 16. Фотодетектор 8, рабо 40 тающий по прежнему в фотодиодномрежиме, переключается на вход этого преобразователя, а выход преобразователяподключается к входу акустического индикатора, Коммутация осуществляется с по 45 мощью переключателя 17,(56) Патент Великобритании М 1284026,кл. А 61 Е 9/08, 1972.Авторское свидетельство СССР50 М 1289484, кл. А 61 Г 9/08, 1986,частоты. формирователь импульсов генератор гетеродина, излучатель гетеродина, смеситель сигналов, формирователь опорного сигнала. преобразователь Фазового сдвига в частоту, фазовращатель, форм рователь измерительного сигнала, преобразователь тока фотодетектора в частоту, а также переключатель на два нарравения, и два положения, причем выход строо-генераторв соединен с входом формирователя импульсов. пеовым управляющим входом преобраэов; телд Фазового сдвига в частоту, управляющим входом генерато ра несущей частоты, управляющим входом генератора тока ц управляющим входом генератора гетеродина, подключенного первым выходом к излучателю гетеродина, 1 О а вторым -входу смесителя сигналов, второй вход которого соединен с выходом генератора несущей частоты и вторым входом генератора тока, а выход через последовательно включенный формирователь 15 опорного сигнала подключен к первому сигнальному нходу преобразователя фазового сдвига в частоту, второй управляюащий вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а выход через замкнутый контакт первой группы переключателя соединен с акустическим индикатором. замкнутые контакты второй, группы переключателя соединены с фотодетектором и входом усилителя, подключенного выходом через последовательно включенные фаэовращатель и формирователь измерительного сигнала к второму сигнальному входу преобразователя фазового сдвига в частоту. разомкнутый контакт второй группы переключателя соединен с входом преобразователя тока фотодетектора в часТоту, а разомкнутый контакт первой его группы соединен с выходом этоо преобразователя..Г авитель Е, Титовред М.Моргентал Корректор С. Юско ор В. Мельникова Т Тираж Подписн НПО "Поиск" Роспатента113035. Москва, Ж-З 5, Раушская наб., 4/5 аэ 3095 Производственно-издательский комбинат "Патент город, ул, Гагарина, 10