Устройство для измерения критической частоты слияния мельканий Советский патент 1989 года по МПК A61B5/16 

5л/

(Л

со

00

о

ВхЗ

Изобретение относится к медицинской технике. Изобретение позволяет повысить достоверность определения значения КЧСМ за счет исключения субъективных факторов. Для этих целей в устройство введены реверсивный счетчик 6, коммутатор 7, блок обработки 12, формирователь пачки импульсов 10. Устройство обеспечивает автоматический процесс измерения КЧСМ в двух циклах работы: при возрастании ЧМ и при убывании ЧМ. Значение КЧСМ определяется как среднеарифметическое измерение за два цикла. 1 ил.

дыход

Фиг.1

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для диагностических целей, а также для психофизиологических исследований, в частности для определения степени утомления.

Цель изобретения - повышение достоверности результатов определения КЧСМ за счет исключения субъективных факторов.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства измерения КЧСМ; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства и блока обработки.

Устройство КЧСМ содержит генератор 1 импульсов, соединенный с делителем 2 частоты и формирователем 3 пачки импульсов, программный блок 4, реверсивные учетчи- ки 5 и 6, коммутатор 7, элемент 8 фиксации реакции испытуемого, преобразователь 9 код-частота, формирователь 10 импульсов, источник 11 света, блок 12 обработки.

Устройство работает следующим образом.

Пусть исходное состояние счетчика 5 соответствует нулевому коду на его выходе (диаграмма б), а реверсивного счетчика 6 - максимальному значению кода (диаграмма а). Исходное состояние элементов устройства производится подачей сигнала на установочные входы от кнопки сброса. Данные цепи на схеме не показаны.

Работа программного блока производится в соответствии с табл. 1 состояний.

Далее циклически с п. 2 - отсутствие импульсов

/I - частота генератора 1; /2 - частота

генератора 2.

Режим работы счетчиков 5 и 6 определяется состоянием на выходе 2 программного блока 4 и для начального состояния

По положительному фронту импульса с

при наличии логической «1 (диаграмма а) 35 элемента 8 запускается формирователь 3

соответствует режиму сложения. При этом импульсы от делителя 2 проходят с выхода 1 программного блока 4 на вход реверсивного счетчика 5, увеличивая значение кода

пачки импульсов, который пропускает на вход 2 программного блока 4 определенное количество импульсов п с частотой / i, который, в свою очередь, разрешает прохожна его выходе (диаграмма б) и далее через Q дение данной пачки через выход 1 на ре- коммутатор 7 код проходит на вход преоб- версивный счетчик 5, работающий теперь в

режиме «вычитания (выход 2 - логический «О). Код счетчика 5 уменьшается на п импульсов со скоростью /1 (диаграмма б).

разователя 9 код-частота (диаграмма д). Определяя КЧСМ в момент времени /г (фиг. 2), испытуемый нажимает кнопку элемента 8 фиксации реакции испытуемого.

в котором формируется импульс нормиро- 45 Одновременно импульсы с делителя 2,

ванной длительности (диаграмма г). Происходит изменение состояния на входе 1 программного блока 4. Во время действия импульса элемента 8 запрещается прохождение импульсов с делителя 2 на вход реверсивного счетчика 5.

По положительному фронту импульса с элемента 8 запускается формирователь 3 пачки импульсов, который пропускает на вход 2 программного блока 4 определенное количество импульсов п с частотой f, 55 который, в свою очередь, разрещает прохождение данной пачки через выход 1 на реверсивный счетчик 5, работающий теперь в

т. е. с входа 3 программного блока 4, проходят на вход реверсивного счетчика 6, также установленного в режим «Вычитание. Код на выходе счетчика 6 уменьшается до момента tz, соответствующего новому нажа- 50 тию кнопки на элементе 8.

Во время работы счетчика 6 испытуемому предъявляются световые импульсы убывающей частоты следования со значения, заведомо больщего критического.

Далее по положительному фронту импульса с элемента 8 (диаграмма г) программный блок 4 обеспечивает прохождение импульсов 2 (с выхода 1) на вход реверсивного счетчика 5 и прохождение пач

режиме «Вычитания (выход 2 - логический «О). Код счетчика 5 уменьшается на п импульсов со скоростью /I (диаграмма б).

Одновременно импульсы с делителя 2, т. е. с входа 3 программного блока 4, проходят на вход реверсивного счетчика 6, также установленного в режим «Вы1 итание. Код на выходе счетчика 6 уменьшается до момента /2, соответствующего новому нажатию кнопки на элементе 8.

Во время работы счетчика 6 испытуемому предъявляются световые импульсы убывающей частоты следования со значения, заведомо большего критического.

Далее по положительному фронту импульса с элемента 8 (диаграмма г) программный блок 4 обеспечивает прохождение импульсов 2 (с выхода 1) на вход реверсивного счетчика 5 и прохождение пачки импульсов /i с формирователя 3 (с выхода 3 программного блока 4) на вход реверсивного счетчика 6, при этом счетчики переводятся в режим «сложения. Работа счетчика 5 начинается со значения кода, равного значению в момент фиксации ре- акции испытуемого на предшествующем цикле нарастания частоты мельканий (ЧМ) за вычетом кода, равного значению п. Затем работа устройства происходит аналогично первому циклу нарастания ЧМ.

В счетчике 6 происходит увеличение ко- да, зафиксированного в нем в предыдущем цикле убывания частоты на величину, равную п импульсам, и теперь следуюш.ий аналогичный цикл счетчика начнется с этого кода.

По положительному фронту импульса с

элемента 8 запускается формирователь 3

5

т. е. с входа 3 программного блока 4, проходят на вход реверсивного счетчика 6, также установленного в режим «Вычитание. Код на выходе счетчика 6 уменьшается до момента tz, соответствующего новому нажа- 0 тию кнопки на элементе 8.

Во время работы счетчика 6 испытуемому предъявляются световые импульсы убывающей частоты следования со значения, заведомо больщего критического.

Далее по положительному фронту импульса с элемента 8 (диаграмма г) программный блок 4 обеспечивает прохождение импульсов 2 (с выхода 1) на вход реверсивного счетчика 5 и прохождение пачки импульсов /1 с формирователя 3 (с выхода 3 программного блока 4) на вход реверсивного счетчика 6, при этом счетчики переводятся в режим «сложения. Работа счетчика 5 начинается со значения кода, равного значению в момент фиксации реакции испытуемого на предшествующем цикле нарастания частоты мельканий (ЧМ) за вычетом кода, равного значению п. Затем работа устройства происходит аналогично пер-реакции вому цикла нарастания ЧМ.

В счетчике 6 происходит увеличение кода, зафиксированного в нем в предыдущем цикле убывания частоты на величину, равную п импульсам, и теперь следующий

Действительно в цикле нарастания ЧМ показания на выходе коммутатора 7 в момент срабатывания элемента 8 фиксации испытуемого больше, чем значение КЧСМ.

Ккчоч Кв-KMi, где Ккчсм -- код частоты, соотетствующий КЧСМ для цикла нарастания Кв -- код частоты, соответствующий показаниям счетчика 5, код |ц; КМ - код частоты, соответствующий испытуемого в цикле нарастания ЧМ.

Аналогично определяется КЧСМ для цикла убывания ЧМ.

Ккч( + КМ2, где KKM.M.J - код частоты, соответствующий КЧСМ для цикла

аналогичный цикл счетчика начнется с это- 15 убывания ЧМ; Кн - код частоты, соответствуюш.ий показаниям счетчика 6, код 2ц; КМ2 - код частоты, соответствующий реакции испытуемого для цикла убывания ЧМ. В блоке 12 определяется среднее значе ние кодов KR и К«. Итак на выходе устго кода.

Код, поступающий на преобразователь 9 код-частота с коммутатора 7, соответствует диаграмме д, где показано поочередное прохождение кода от счетчиков 5 и 6 для циклов нарастания и убывания ЧМ. Прохождение информационных сигналов от счетчиков 5 и 6 на выход коммутатора 7 определяется сигналом на выходе 2 программного блока 4.

Далее в преобразователе 9 код-частота формируется частота, изменение которой соответствует изменению кода счетчиков. Дискретность изменения частоты световых импульсов выбирается меньще величины минимального значения - частоты мелькании, при которой оцхущается ее изменение.

Формирование выходного кода в блоке 12 происходит в соответствии с табл. 2 состояний.

Код 1ц - код цикла нарастания ЧМ; код

2ц - код цикла убывания ЧМ; где -4- (код 1ц + код 2ц) - полусумма кодов предшествующих двух циклов.

Проинвертированные импульсы с выхода эле.мента 8 поочередно проходят на входы 1, 2 блока 12, определяя очередность записи информационных кодов в соответствующие входные регистры блока.

В течение действия импульса на входе 1 блока 12 производится запись кода в первый

20

ствуюш.ий показаниям счетчика 6, код 2ц; КМ2 - код частоты, соответствующий реакции испытуемого для цикла убывания ЧМ. В блоке 12 определяется среднее значе ние кодов KR и К«. Итак на выходе устимеем: -V (К-вН- К-м) 4 (Ккч.м i

25

30

рОИСТВЗ п ivik-v Л1. Г } - 9

-f КМ1+Ккч,:«1-КМ,.) Ккчс:м-КЛ. Т. е. искомую величину КЧСМ. где -КМ,.

Таким образом, при определении КЧСЛ погрешность, вызванная реакцией испытуемого, сведена к минимальной и определяется разбросом показателей реакции испытуемого.

Если испытуемый в течение цикла не нажимает кнопку элемента 8, то значение кода на счетчике 5 изменяется до его конечного значения, а затем происходит переброс в нулевое положение и новое увеличение кода до момента нажатия кнопки (моменты времени /з-/4). Аналогично, в слу- 35 чае пропуска испытуемым цикла убывания КЧСМ, после нулевого кода счетчик 6 перебрасывается до максимального значения кода и остановка счетчика произойдет при нажатии кнопки испытуемого в элементе 8. 40 Значение п выбирается достаточным, чтобы испытуемый отличил начальное значение ЧМ от значения КЧСМ.

Поскольку все исследование состоит из определенного числа циклов, то времена исследования различных испытуемых близки по

входной регистр, затем сдвиг вправо на один 45 своим значениям, причем это время сведено

разряд, что соответствует делению кода на два и далее хранению полученного кода. Аналогично производится запись кода, его сдвиг и хранение во время импульса на входе 2 блока 12. Затем осуществляется запись суммы кодов в выходной регистр блока.

Смена кода на выходе блока 12 происходит через каждые два цикла (табл. 2).

Использование в одном цикле закона нарастания ЧМ до момента реакции испытуемого, а в другом закона убывания позволяет исключить динамическую ошибку, вызванную реа кцией испытуемого.

реакции

Действительно в цикле нарастания ЧМ показания на выходе коммутатора 7 в момент срабатывания элемента 8 фиксации испытуемого больше, чем значение КЧСМ.

Ккчоч Кв-KMi, где Ккчсм -- код частоты, соотетствующий КЧСМ для цикла нарастания Кв -- код частоты, соответствующий показаниям счетчика 5, код |ц; КМ - код частоты, соответствующий испытуемого в цикле нарастания ЧМ.

Аналогично определяется КЧСМ для цикла убывания ЧМ.

Ккч( + КМ2, где KKM.M.J - код частоты, соответствующий КЧСМ для цикла

5 убывания ЧМ; Кн - код частоты, соответ0

ствуюш.ий показаниям счетчика 6, код 2ц; КМ2 - код частоты, соответствующий реакции испытуемого для цикла убывания ЧМ. В блоке 12 определяется среднее значе ние кодов KR и К«. Итак на выходе устимеем: -V (К-вН- К-м) 4 (Ккч.м i

5

0

рОИСТВЗ п ivik-v Л1. Г } - 9

-f КМ1+Ккч,:«1-КМ,.) Ккчс:м-КЛ. Т. е. искомую величину КЧСМ. где -КМ,.

Таким образом, при определении КЧСЛ погрешность, вызванная реакцией испытуемого, сведена к минимальной и определяется разбросом показателей реакции испытуемого.

Если испытуемый в течение цикла не нажимает кнопку элемента 8, то значение кода на счетчике 5 изменяется до его конечного значения, а затем происходит переброс в нулевое положение и новое увеличение кода до момента нажатия кнопки (моменты времени /з-/4). Аналогично, в слу- 5 чае пропуска испытуемым цикла убывания КЧСМ, после нулевого кода счетчик 6 перебрасывается до максимального значения кода и остановка счетчика произойдет при нажатии кнопки испытуемого в элементе 8. 0 Значение п выбирается достаточным, чтобы испытуемый отличил начальное значение ЧМ от значения КЧСМ.

Поскольку все исследование состоит из определенного числа циклов, то времена исследования различных испытуемых близки по

к минимуму за счет того, что каждый цикл начинается не с исходного состояния, а со значения, отличающегося от предыдущего в соответствующем цикле КЧСМ на п дискретов по частоте.

0 Положительный эффект достигается по- выщением достоверности исследования за счет исключения субъективного фактора при автоматизации процесса предъявления сначала возрастающих, а затем убывающих

С по частоте световых импульсов, причем в каждом цикле начальная частота отличается от частоты, зафиксированной в предыдущем аналогичном цикле, на некоторую величину.

Формула изобретения Устройство для измерения критической частоты слияния мельканий, содержащее генератор импульсов, соединенный с делителем частоты, программный блок, реверсивный счетчик, элемент фиксации реакции испытуемого, соединенный с программным блоком, последовательно соединенные преобразователь код-частота, формирователь импульса и источник света, отличающееся тем, что. с целью повышения достоверности результатов исследования путем снижения влияния субъективных факторов, оно содержит второй реверсивный счетчик, коммутатор, блок обработки и формирователь пачки импульсов, причем выход элемента фиксации подсоединен к управляемому входу

Пачка f f .

Иачкл О f,

Пачка f, Г, 1 fi

Код 1ц 1(код 1ц + код 2ц)нр

Код 2ц т(код 1ц + код 2ц)пр

Код 2ц г(код 1ц + код 2ц)пр

Код 1ц (код 1ц + код 2ц)

формирователя пачки импульсов, сигнальный вход которого подключен к выходу генератора, а выход - к второму входу программного блока, третий вход которого

соединен с выходом делителя частоты, выходы программного блока соединены соответственно: первый и третий - с информационными входами реверсивных счетчиков, второй - с управляемыми входами реверсивных счетчиков и коммутатора, четвертый и пятый - с первым и вторым управляемыми входами блока обработки, при этом выходы реверсивных счетчиков соединены с информационными входами коммутатора, выход которого подключен к информационным входам преобразователя код-частота и блока обработки.

т п б л и ц а 1

ка О

сигналов но входам 1

и 3

Прохождение f-j на

пход 3 и Ч1ачки f

на 1

Запрет на )1рохож;(ение

CHi itajia но входам 1

и 3

illX)Xoayi,eHjie Г на

пиходе 1 л начки t,

на выходе 3

Т а б л и ц а 2

Зацись во внутреи- регистр 1 кода исрвого цикла, сдвиг внраво на один разряд, xpnireHfje кода во входных и выход- яых рег 1страх

Хранение кодов в ре- гис : -рах

Занись во внуаренний регистр 2 кода второ- О цикла, сдвиг внраво на один разряд, хранение кодов входных регистров. Занись суммы кодов в выхол;- Hoi i регистр

Хранение кодов регистров

Фиг.2