Обучающее устройство Советский патент 1983 года по МПК G09B7/02 

Изобретение относится к техничес ким средствам обучения, в частности к вйдеозвуковым системам, предназначенным для избирательного воспроизведения статической информации, и может быть использовано для самообучения, .группового обучения или . инструктирования с помощью специаль но запрограммированных записанных данных или в информационной технике где требуется предъявление статичес кой информации со звуковым сопровож дением.. Известно обучающее устройство, содержащее.устройство ввода, кадропроектор, магнитофон, электроннолучевую трубку и соединенные последовательно демодулятор, усилитель. низ кой частоты и динамик 1. Недостатками данного устройства являются длительность поиска аудиовизуального кадра и рассогласование видео и звуковой информации в связи С тем, что звуковая информация записана на отдельной магнитной ленте Известно также устройство, содер жащее клавиатуру ввода и поисковый узел, подключенные к интерфейсу про цессора, рамку с носителем аудиовиз альной информации, расположенную мв5кду осветителем и объективом, и соединенньае последовательно демодул тор, усилитель низкой частоты и динамик 23. Недостатками указанного устройст являются низкое быстродействие выбо ра кадра, поскольку информация номера кадра представлена на самом ка ре, а переход на следующий кадр осуществляется подсчетом шагов кассеты и низкая надежность поиска аудиовизуальной программы обучения, . возможность рассогласования видео и звуковой информации. . Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее пос ледовательно включенные генератор, блок памяти и блок предъявления учебной информации, блоки ввода уче ной информации и задания программы обучения, блок синхронизации, соединенный с блоками памяти и задания программы обучения З. . Однако известное устройство имеет ограниченные дидактические В.ОЗМОЖНОСТИ из-за отсутствия совмес ного предъявления звуковой и визуальной информации, что снижает эффективность учебного процесса и тормозит процесс усвоения учебной информации, . . Цель изобретения - расширение ди дактических возможностей устройства Указанная цель достигается тем, ,что в обучающее устройство, содержащее последовательно включенные первый генератор, блок памяти и бло предъявления учебной информации. второй вход которого соединен с выходом первого генератора, и последовательно соединенные блок синхронизации, блок задания программы обучения и блок ввода учебной информации, первый вход блока памяти подключен к второму выходу блока синхронизации, введены последовательно соединенные первый распределитель импульсов, второй генератор, модулятор и первый коммутатор., выход которого подключен к второму входу блока ввода учебной информации , последовательно включенные первый: дискриминатор и компаратор, выход которого соединен с первым входом блока синхронизации, последовательно соединенные второй коммутатор, второй дискриминатор и сумматор, выход которого подключен к третьему входу блока ввода учебной информации, а второй вход - к второму выходу первого дискриминатора, третий генератор, первый и второй выходы которого соединены с вторыми входами модулятора и второго дискриминатора соответственно, и второй распределитель импульсов, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с вторыми входами блоков памяти, синхронизации и задания программы обучения, а первый и второй входы соответственно с выходами блока предъявления .учебной информации и первого генератора,третий вход блока синхронизации подключен к выходу блока задания программы обучения , а третий выход - к первому . входу второго коммутатора и второму входу первого коммутатора, третий и четвертой входы которого соедине- ны с выходами первого и второго генераторов соответственнр,. второй и третий выходы первого распределителя импульсов подключены соответственно k входу первого генератора и первому входу первого дискриминатора второй вход которбго соединен с вторым выходом блока памяти, третий и, ; четвертый входыКоторого подключены соответственно к выходу первого генератора и второму выходу второго коммутатора, третий выход второго коммутатора соединен с третьим входом блока предъявления учебной информации, а второй вход - с выходом блока йвода учебной информации. На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства i на фиг. 2 - вид аудиовизуального кадра; на фиг. 3 - звуковая дорожка. Устройство ( фиг,. 1) содержит клавиатуру 1, процессор 2, блок 3 синхронизации ч поисковый узел 4, подключенныеJк интерфейсу 5 процессора 2, осветитель б, объектив 7, видикон 8, соединенный с усилителем 9 отклонения. Поисковый узел 4 служит для выбора аудиовизуального кадра на микрофише 10. Устройство содержит также соединенные последовательно демодулятор 11, усилитель 12 низкой частоты, электроакустический преобразователь 13, электроннолучевую трубку 14, соединенную с усилителем 15 отклонения, генератор 16 (пилообразного напряжения), соединенный.с распределителем.17 импулЬсов ( синхронизатором развертки , коммута тор 1& (развертки) и модулятор 19. Распределитель 17 соединен с дискриминатором 20 и генератором 21 (пилообразного и ступенчатого напряжения. Дискриминатор 20 соединен с сумматором 22 и компаратором 23. Сумматор 22 соединен с выходом дискриминатора 24,один вход которого соединен с низкочастотным генератором 25, а второй - с коммутатором 26 (видеосигнала ), соединенным с видиконом 8, с демодуляторЪм 11 и с входом видеоусилителя 27, один выход которого соединен с дискриминатором 20, а второй - с формирователем 28 импульсов записи-считывания литокона 29, соединенного с усилителем 30 отклонения.

Выход генератора 21 подключен .к модулятору 19, второй вход, которого соединен с низкочастотным генератором

25,а выход - с коммутатором 18. Второй выход блока 3 подключен.к входам коммутатора 18 и коммутатора

26,третий выход соединен через формирователь 28 с литоконом 29 и

электроннолучевой трубкой 14, первый вход - с поисковым узлом 4, второй - с компаратором 23, а третий-- с распределителем.31 импульсов

С синхронизации светового пера), Который посредством светового пера 32 соединен с элек1 оннолучевой трубкой 14,

Узел 4, осветитель 6, объектив 7/ видикон 8, усилитель 9 .и микрофиш 10 объединены в блок 33 ввода учебной информации, клавиатура 1,процессор .2 и-интерфейс 5 - в блок 34 задания программы обученияV видеоусилитель. 27, формирователь 28,.литокон 29 и усилителе 30 - в блок 35 памяти,, а демодулятор 11, усилитель 12, преобразователь 13, трубка усилитель 15 и световое перо 32 в блок 36 предъявле.ния учебной информации.

Обучающее устройство работает следующимобразом.

После вклкцчений прибора. обучаемый нажимает клавишу Пуск на клавиатуре 1f код команды Пуск поступает в п оцессор 2,. который ..согласнообучающей программе, записанной в перепрограммируемую память.

выдает команду Поиск и код требуемого кадра в поисковый узел 4. Поисковый узел -4 выбирает треб уемый аудиовизуальный кадр. Аудиовизуальный кадр может иметь вид, например, изображенный на фиг. 2, где информация о звуке и изображении находится на двух соседних кадрах. При ДРУГИХ взаимных расположениях информации о звуке и изображении функциональная схема устройства не изменяется. После выбора аудиовизуального кадра на видикон 8 проецируется первый кадр (фиг. 2 ) с изображением. В поисковом узле 4 микрофиш 10 устанавливается с необходимой точностью4

команда об окончании механического поиска кадра поступает на блок 3, который управляет коммутаторами 18 и 26 и формирователем 28. В первоначальный момент коммутатор 18

подключается к усилителю 9, кото . рый формирует пилообразное напряжение развертки по кадрам с частотой

. 50. Гц и по строкам с частотой

15625 Гц. Пилообразные напряжения развертки от генератора 16 постоянно поступают на усилитель 15 электроннолучевой трубки 14 и усилитель 30 литокона 29. Таким образом, достигается синхронная развертка на. и видиконе 8, на литоконе 29 и электроннолучевой трубке 14, Синхрониза- .. ция осуществляется от распределителя 17, с которого поступают строчные синхроимпульсы (с.С.и.) и кадровые синхроимпульсы (К.С,И.), Распределитель 17 представляет собой делитель частоты, собранный на интегральных схемах,- При неточной.механической установке видеокадра 1

(фиг. 2) в видеосигнале появляют- ся импульсы сигнала ошибки СС.О.И.) за счет пересечения лучом видикона 8 черной рамки 3 (фиг. 2). Импульсу, содержащиеся в видеосигнале,

синхронно с частотой строк несут информацию о смещении шкрофиШа 10 по координате х, а с частотой кадров - по координате У. Амплитуды размаха пилообразного напряжения

строк (.П.И,С.) и пилообразного напряжения кадров П.Н.К.) должны быть такими у чтобы размер, растра на видиконе 8-был равен или немного больше размера проецируемого кадра

с микрофиша 10, Это условие-нёобходимо для обеспечения дискриминации сигналов ошибки И более полного иепользоваиия полезной площади мише-, , ни видикона 6. На эпюрах 4 фиг. 2.) видно, что при точной настройке растра н проецируемого кадра видеосигнал не содержит С.О,И., при условии равенства размеров растра и проецируемого кадра, большем размера, растра |Эпюры 7 ; (фиг 2 ) и «очной

подстройки илтульса С.О,И. равны по длительности в начале и в конце прямого .хода луча видикона по строкам. Смещение изображения на мишени видикона по oda X вызывает изменения длительности С,О.И. в начале и в конце прямого хода строк (эпюры Ъ и 6 на фиг. 2) , С.О.И, с видеоуси лителя 27 (фиг. 1) и строчные и кад ровые синхроимпульсы блока 3 поступают на дискриминатор 20, которьай вырабатывает постоянное напряжение смещения растра видикона 8 для точ ной электронной настройки растра видикона 8-к изображению кадра с микрофиша 10. Постоянное напряжение поступает на сумматор 22, на котором суммируются сигналы ошибок с дискриминаторов 20 и 24, Считывание кадра изображения про исходит при сигнале ошибки равном нулю. С сумматора 22 постоянное напряжение поступает на усилитель 9. Усилитель 9 формирует пилообразные токи по кадрам и строл ам в соответствующих катушках отклоняющей сиетемы видикона 8 с постоянными составляющими, пропорциональными сигна лам ошибки по координатам X и У. Таким образом, осуществляется ав тематическая подстройка растра к кадру, проецируемому на мишень видикона 8 с микрофиша 10. Фиксация момента точной электронной подстрой ки выполняется компаратором 23, Импульс с компаратора 23 поступает на блок 3, который вырабатывает сиг нал разрешения записи информации в видеопамять с началом следующего кадра растровой развертки. Сигнал разрешения записи поступает на формирователь 28, который переключает режим работы литокона 29 на запись, а по окончании цикла записи - на считывание. Одновременно с началом считывания информации с литокона 29 открывается электроннолучевая тру ка 14. Таким образом, регенерация телевизионного изображения будет пр исходить сз лит окона 29 до тех пор, пока не будет выбран новый кадр изо ражения на микрофише 10. С окончани ем записи видеокадра на литоконе 29 с распределителя 31 поступает коман да в интерфейс 5 процессора 2, который добавляе 1 к коду кадра микрофиша 10, в поисковый узел 4 поступает код следующего кадра со звуковой информацией 2 .(фиг. 21. По окончании механического поиска звуковЪго кадра происходит точная электронная подстройка той же сиетемой автоматической подстройки растра. По окончании точной электронной подстройки постоянное напряжение смещения растра, вырабатываемое дискриминатором 20, сохраняется до следующего выбора кадра. Компаратор 23, как и в первом случае, вырабатывает импульс при равенстве .импульсов сигнала ошибки в начале и конце прямого хода луча видикона 8 по строкам и кадрам. Импульс с. компаратора 23 поступает в блок 3, который при ТОЧНОЙ подстройке растра видикона 8 к звуковому кадру вырабатывает управляющие.импульсы на коммутаторы 18 и 26, По этой команде коммутатор 18 подключает к усилителю 9 модулятор. 19, на который поступают два сигнала: первый - с генератора 21, .второйс генератора 25. Генератор 21 вырабатывает два напряжения по строкам треугольной формы 1 (фиг. 3) и по кадру ступенчатой формы 2 (фиг. 3}. Такая форма напряжения обеспечивает движение луча видикона 8 по звуковой дорожке, показанной на эпюре 3 (фиг. 3), Для автоматического слеже ния за звуковой дорожкой ступенчатое напряжение 2 (фиг. 3 модулируется синусоидальным напряжением, поступающим с генератора 25. Сигнал в виде постоянного напряжения вырабатывается дискриминатором 24, для которого опорным сигналом служит сигнал с генератора 25, а сигнал ошибки поступает с коммутатора 26. Постоянное напряжение с дискриминатора 24 поступает на сумматор 22, на котором оно суммируется с напряжением Сигнала ошибки с дискриминатора 2Q .: Постоянные напряжения, сигналов ошибок с дискриминатороб 20 и 24 отличаются тем, что напря-жение с первого нарастает и запоминается до установки следующего кадра, а с второго (постоянно быстро меняющееся обеспечивает слежение за дорожкой, информация о звуке записана с помощью кодово-импульсной модуляции (эпюры 4 и 5 на фиг. 3. Такая форМа модуляции обеспечивает большую плотность записи звуковой информации. После захвата дорожки импульсы с коммута;тора 26 поступают на демодулятор- 11, а с него - на усилитель 12, усиленный сигнал воспроизводится преобразователем 13, Таким Образом, после точной подстройки растра видикона 8 к изображению на микрофише 10, записи изображения в блок 35 памяти на литоконе 29, для дальнейшей регенерации изображения на электроннолучевой трубке 14 электронный луч видикона 8 движется по эвуковой дорожке, обеспечивая звуковое сопровождение . предъявляемого кадра. использование йидикона 8 для . считывания звуковой, дорожки удобно сочетается с использованием его в проекционной системе, так как при

обычном проецировании осветителем б на экран уменьшение кадра микрофиша затруднительно в связи с ростом светового потока, а при проекции кадра на. 1ишень видикдна становится возможным такое уменьшение кадра. Кроме того, точная электронная подстройка кадра не требует высокой ; точности механической установки микрофиша.

Точная электронная подстройка изображения на микрофише 10 к координа там растра и регенерация изображения с-ли окона 29 позволяют вписывать дополнительную информацию, поступающую с процессора 2 по ходу обучения. Эта информация мржет быть как разъяснительной к выбранному :кадру, так и реакцией на информацию, введенную.обучаемым посредством кла- виатуры 1;

использование светового пера 32 ;и распределителя 31 лозвояяет дори0совывать изображение, которое также может контролироваться процессором 2 при вводе координат дорисованного графического изображения.

ОБУЧАЩЕЕ УСТРОЙСТВО, :V содержащее последовательно включенные первый генератор, блок памяти и блок предъявления.учебной информации, второй вход которого соединен с выходом первого генератора,и последовательно соединенные блок синхронизации, блок задания програмкы обучения и блок ввода учебной информации , первый вход блока памяти 1подключен к второму выходу блока синхронизации, отличающееся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей, в него введены последовательно соединенные первый распределитель импульсов, второй генератор/, модулятор и первый коммутатор, выход которого подключен к второму входу блока ввода учебной информации, последовательно включенные первый дискриминатор и компара-: тор, выход которого соединен с первым входом блока синхронизации, последовательно соединенные второй i коммутатор,второй дискриминатори сумматор, выход которого подключен к третьему входу блока ввода учебной информации, а второй вход - к второму выходу первого пдаскриминатора, третий генератор, первый и второй выходы которого соединены с вторыми входами модулятора и второго дискриминатора соответ.ственно, и второй распределитель импульсов, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с вторыми входами блоков памяти, синхронизации и задания программы обучения, а перёый и второй входы соответственно с выходами блока предъявления учебной информации и первого генератора, третий вход блона синхронизации подключен к выходу блока задания программы обучения, -а третий выход - к первому входу второго коммутатора и второму входу первого коммутатора, третий и четвертый входы которого соединены с выходами первого и второго ген х аторов соответственно, второй и. выходы первого распределителя импульсов подключены соответственно к входу . первого генератора и первому ВХ.ОДУ первого дискриминатора, второй вход О1 которого соединен с вторым выходом блока Пс1мяти третий и четвертый 4 входы KOToiioro подключены соответственно к выходу первого генератора 4 и второму выходу второго коммутатора, третий ВЕСХОД второго коммутатора соединен с третьим входом блока предъявления учебной информации, а второй вход -. с блока вво-да учебной информации.

z.

с. c.w.

1

с.о.и.