ЛМОТЕНА :,датШ-ТЕШ-^^>& , Советский патент 1972 года по МПК A61B5/16 G09B1/00 G09B15/00 

Изобретение относится к медицинской технике, предназначенной для исследования и тренировки профессиональных рефлексов, в частности к устройствам для исследования и тренировки профессиональных последовательных двигательных реакций музыканта (например, пианиста).

Известны устройства аналогичного назначения, содержащие рефлексометрический блок, включающий в себя триггер, схемы совпадения, задающий генератор, формирующую схему, счетчик импульсов, реле времени, звуковоспринимающий прибор, усилитель и детектор. Однако эти устройства не обеспечивают получения количественной оценки правильных и ошибочных последовательных двигательных реакций музыканта.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в нем установлены электромузыкальный инструмент, включающий в себя клавиатуру, блок тональных генераторов и динамический громкоговоритель, а также логические схемы «И, включенные между контактами клавиш электромузыкального инструмента, и инвертор, включенный параллельно выходам всех логических схем «И, выход которого через коммутатор соединен с триггером Шмитта, выходной сигнал последнего подается на схему совпадения рефлексометрического блока, или со счетчиком импульсов

ошибочных действий. Кроме того, для получения количественной оценки времеи;1ого и силового воздействия на ктавиши в устройстве могут быть устапоплепь блок телзометрических мостов, тс:;зоме7-)ическ;;е дагч;:К 1 которых установлены i;a клаелшах, усилитель, индикатор степени силового воздействия иа клавишу, выполненный, например, в Б;1де гальванометра, и аналого-цифровой преобразователь со счетчиком числа импульсов, пропорциональных временному воздействию на клавиши.

Предлагаемое ycrpoiiCiBO рассчитано на исследование (времеппой аиалг.з, регистрацию ошибок) ряда специф;1ческ11Х элементов профессиональных носледовательных двигательных реакций музыка1 та, например, пианиста. Некоторые из этих элементов в виде унражнений и тестов ()ia беглость, четкость пальцев и другие) применяются в музыкальных учебных заведениях, но оен {ваются лишь на слух, без точного количественного, нанример временного, анализа и автоматической регистрации ошибок, что необходимо для психофизиологических исследований. При этом нмеются в виду следующею профессиональные последовательные двигательные реакции.

ледовательно расположенные клавиши инструмента (например первым пальцем на первую клавишу, вторым - на вторую и т. д.). К выполнению этой реакции предъявляется следующее обязательное условие: нажим на последуюш.ую клавишу должен осуш;ествляться только в момент освобождения предыдущей клавиши (отрыва от нее соответствующего пальца).

Вторая последовательная двигательная реакция в известной степени противоположна первой. Пианист в максимально быстром темпе нажимает пальцами на клавиши в той же последовательности, но с тем отличием, что нажим на каждую последующую клавишу осуществляется тогда, когда предыдущая еще не освобождена. Однако это освобождение должно произойти максимально быстро после прикосновения пальцем к последующей клавише.

Третья последовательная двигательная реакция сводится к тому, что пианист в максимально быстром темпе нажимает одним и тем же пальцем на одну и ту же клавишу, стремясь (что особенно важно) к минимальному времени соприкосновения пальца с этой клавишей - так называемая скорость репетиции.

Выполняя перечисленные упражнения, испытуемый должен .стреМИться обеспечить не только максимальную «беглость пальцев, но и максимальную равномерность (одинаковость) интенсивности последовательных нажимов на клавиши.

Для психофизиологического анализа трудовых процессов пианиста большое значение имеет также точный количественный учет суммарной интенсивности последовательных нажимов на все клавиши в период исполнения данного музыкального произведения или его отдельного фрагмента. Очевидно, что суммарная интенсивность будет неодинаковой не только у разных исполнителей, но и у одного и того же исполнителя в разных условиях (эмоциональное отношение к конкретному музыкальному произведению, степень мышечной и эмоциональной напряженности, волнение во время выступления и т. д.).

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - его принципиальная электрическая схема.

Устройство содержит электромузыкальный инструмент, включающий в себя клавиатуру 1, блок тональных генераторов 2, источник звука в виде динамического громкоговорителя 3.

В устройстве установлены также логические схемы «И 4, 5, 6, инвертор 7, коммутатор 5, реле времени 9, формирователь 10, счетчики импульсов 11, 12, 18, триггер 14, схема совпадения 15, задающий генератор 16, звуковоспринимающее устройство (ларингофон) 17, усилители 18, 19, детектор 20, триггер Шмитта 21, блок 22 тензометрических мостов, индикатор 23 степени воздействия на клавиши и аналого-цифровой преобразователь 24.

При нажатии на клавишу клавиатуры / замыкается цепь питания соответствуюшего генератора блока тональных генераторов. Триггер 14, схема совпадения 15, звуковоспринимающее устройство 17, усилитель 18, детектор 20 и времяизмерительное устройство (задающий генератор 16 и счетчик импульсов 11) составляют рефлексометрический блок.

Устройство может работать в четырех вариантах, устанавливаемых с помощью коммутатора 8. В первом положении коммутатора 8 (показано на схеме) осуществляется подсчет ошибок, выражающихся в нажатии последующей клавиши при неотпущенной предыдущей. Принцип действия прибора таков: .испытуемому предлагают с максимальным темпом нажимать последовательно на каждую клавишу соответствующим пальцем с обязательным условием моментально отпустить предыдущую. Одновременно нажатием на кнопку 25 запускают реле времени 9, формирующее дискретный промежуток времени, за который импульсы, возникающие при замыкании контактов, установленых на клавишах через емкости 26, 27, 28,29, поступают на формирователь 10, а с него на счетчик 11.

В случае, если будет нажата клавиша при неотпущенной предыдущей, на оба входа соответствующей схемы совпадения будет подано отрицательное напряжение (например, при нажатии на клавишу 30 при неотпущенной клавише 31) через сопротивления 32, 33, чем компенсируется запирающее напряжение, подаваемое на базы транзисторов 34, 35. Последние открываются и импульс напряжения положительной полярности через конденсатор 36 поступает на инвертор 7, а оттуда в огрицательной полярности поступает на счетчик 12 импульсов ошибок. Таким образом, за заданный промежуток времени счетчик 11 зафиксирует максимальное количество нажатий на клавиши, а счетчик 12 - количество ошибок. Измерение максимального количества нажатий возможно также в этом варианте при воздействии и на одну клавишу, одним пальцем или всеми поочередно (репетиция).

При втором варианте работы прибора измеряется время отпускания предыдущей клавиши при нажатии на последующую. Испытуемому предлагают поочередно нажимать соответствующим пальцем на клавиши при условии, что предыдущий палец отрывается после нажатия на последующую клавишу. В этом случае, естественно, наблюдается не одновременный с нажатием отрыв предыдущего пальца, а некоторое запаздывание, при этом открываются соответствующие схемы совпадения «И 4, 5, в. Импульс напряжения с длительностью, равной времени отпускания предыдущей клавиши, поступает на инвертор 7, а с него на триггер Шмитта 21, открывающий схему совпадения 15, обеспечивающую поступление меток времени с задающего генератора 16 через формирователь 10 на счетчик 11. При отпускании предыдущей клавиши один

из транзисторов логической цепочки «И запирается, триггер Шмитта возвращается в исходное состояние, и отсчет времени прекращается.

В третьем варианте измеряется время узнавания ноты. При нажатии на любую из клавиш импульсом напряжения через соответствующую емкость 26, 27, 28 или 29 опрокидывается триггер 14, открывающий схему совпадения 15, обеспечивающую поступление счетвых импульсов через формирователь 10 на счетчик 11. Испытуемы, услыщав звучащую ноту, называет ее, сигнал с устройств 17 - ларингофенов, установленных на гортани испытуемого, поступает на усилитель 18 и в виде импульса, снимаемого с нагрузки детектора 20, возвращает триггер 14 в исходное состояние, обеспечивая прекращение отсчета времени.

В четвертом варианте возможно измерение минимального времени воздействия на клаБищу, что особенно важно при выработке пианистического приема острого стокато. В этом случае при нажатии на любую из клавиш импульс напряжения прямоугольной формы через диоды 57, 38, 39 или 40 поступает непосредственно на триггер Шмитта 21, открывающий схему совпадения 15, обеспечивающую поступление счетных импульсов на счетчик 11 (диоды 37-40 служат для разделения цепей коммутации ключей клавиатуры). При отпускании клавищи триггер Шмитта 21, возвращаясь в исходное состояние, закрывает схему совпадения 15.

При любом варианте работы возможен контроль за степенью воздействия на клавиши. Это осуществляется с помощью тензодатчиков, укрепленных на клавишах; сигнал с теизодатчиков, включенных в мосты переменного тока, поступает на усилитель 19, на выход которого включен гальванометр со шкалой, проградуированной в относительных единицах; но отклонению стрелки гальванометра от нулевой отметки можно судить о степени воздействия на клавишу, зависящую от глубины погружения последней.

Схемой прибора предусмотрена возможность получения интегрального значения стенени воздействия на клавиши за время проигрывания заданной мелодии. Это достигается установкой аналого-цифрового преобразователя 24, выполненного, например, по схеме интегрирующего конденсатора с ключом и нуль-органом, обеспечивающего кваитование сигналов, поступающих с усилителя 19. Счетчик 13 при этом иодсчитывает импульсы, посту11аюн1.ие с преобразователя.

Предмет изобретения

1.Устройство для исследования и тренировки профессиональных последовательных двигательных реакций музыканта, содержащее рефлексометрический блок, включающий в себя триггер, схемы совпадения, задающий генератор, формирующую схему, счетчик импульсов, реле времени, звуковоспринимающий прибор, усилитель и детектор, отличающееся тем, что, с целью получения количественной оценки нравильных и ошибочных последовательных двигательных реакций музыканта, в нем установлены электро.музыкальный инструмент, включаюший в себя клавиатуру, блок тональных генераторов и динамический громкоговоритель, а также логические схемы «I-i, включенные между контактами клавиш электромузыкального ннструмента, и инвертор, включенный параллельно выходам всех логических схем «И, выход которого через коммутатор соединен с триггером Шмитта, выходной сигнал последнего подается на схему совиадения рефлексометрического блока, или со счетчиком имнульсов ошибочных действий.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью получепия количественной оценки временного и силового воздействия на клавиши, в нем установлены блок тензометрических мостов, тензометрические датчики которых установлены на клавишах, усилитель, индикатор степени силового воздействия на клавишу, выполненный, например, в виде гальванометра, и аналого-цифровой преобразователь со счетчиком числа импульсов, пропорциональных временному воздействию на клавиши.

ttllM

.O

22

Vui. 2