УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРИТИЧЕСКОЙ ЧАСТОТЫ СВЕТОВЫХ МЕЛЬКАНИЙ
CRITICAL FLICKER FREQUENCY IDENTIFICATION UNIT

Изобретение относится к медицине и медицинской технике и предназначено для измерения критической частоты световых мельканий.
Известно устройство для измерения критической частоты слияния мельканий, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, первый элемент запрета, реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, преобразователь напряжение-частота, второй элемент запрета, источник световых импульсов, последовательно соединенные кнопку испытуемого, триггер, ждущий мультивибратор паузы, ждущий мультивибратор сброса, а также регистратор, компаратор и элемент И, причем выход ждущего мультивибратора сброса соединен со вторым входом триггера, выход преобразователя напряжение-частота соединен с входом регистратора, вход компаратора соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а выход - с входом начальной установки реверсивного счетчика, первый вход элемента И соединен с выходом генератора, второй - с выходом триггера, а выход - со вторым входом реверсивного счетчика, вторые входы первого и второго элементов запрета соединены с выходом триггера (а.с. СССР №1292734, А61В 5/16).
При измерениях критической частоты световых мельканий испытуемому предъявляют источник световых импульсов с дискретно изменяющимся значением частоты мельканий в диапазоне 20…50 Гц с шагом 1 Гц и экспозицией 1 с. После обнаружения критической частоты световых мельканий значение частоты световых импульсов уменьшается на 5 Гц и тест повторяется.
Известно устройство для измерения критической частоты слияния мельканий, содержащее преобразователь код-частота, выход которого соединен с входами источника световых импульсов и измерителя частоты, триггер, выход которого соединен с одним входом преобразователя код-частота и первым входом сдвигового регистра, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с первым входом триггера и выходом первого ключа, а второй вход - со вторым входом триггера и выходом второго ключа, выходы сдвигающего регистра соединены с другими входами преобразователя код-частота, один из выходов сдвигового регистра соединен с входами первого и второго ключей (а.с. СССР №1373399, А61В 5/16).
При измерениях критической частоты световых мельканий испытуемому предъявляют источник световых импульсов с дискретно изменяющимся значением частоты мельканий. На первом шаге испытаний частота световых мельканий равна средней точке зоны возможных значений 20…60 Гц. Если испытуемый видит мелькания, критическая частота световых мельканий находится в высокочастотной части зоны возможных значений, если не видит - в низкочастотной части. На втором шаге испытуемому предъявляют частоту мельканий, равную средней точке, определенной на первом шаге высокочастотной или низкочастотной части зоны возможных значений и т.д. Количество шагов определяется необходимой точностью измерений.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для измерения критической частоты световых мельканий, содержащее генератор линейно изменяющегося напряжения, преобразователь напряжение-частота, источник световых импульсов, ключ, устанавливающий генератор в режим генерации нарастающего напряжения, ключ, устанавливающий генератор в режим генерации падающего напряжения, переключатель режимов, тумблер, одновибратор, вентиль, счетчик, блок индикации, второй ключ и второй одновибратор, генератор линейно изменяющегося напряжения, преобразователь напряжение-частота и источник световых импульсов соединены последовательно, а выходы ключей соединены с входами переключателя режимов, нормально-разомкнутый выход тумблера - с входом одновибратора, нормально-замкнутый - с входом обнуления счетчика, выход одновибратора соединен со вторым входом вентиля, первый вход которого соединен с выходом преобразователя напряжение-частота, выход - со счетным входом счетчика, выход счетчика соединен с входом блока индикации, выход второго ключа соединен с входом второго одновибратора, выход которого соединен с третьим входом переключателя режимов (патент РФ №2219821, А61В 3/00).
Недостатком известных устройств является большое количество шагов измерения критической частоты световых мельканий, что занимает значительное время. Это не позволяет использовать устройства при массовых обследованиях или в процессе тестирования методом велоэргометрии с целью оценки степени утомления человека или его функционального состояния.
Заявляемое устройство позволяет уменьшить время измерения, благодаря чему может применяться при массовых обследованиях или в процессе тестирования методом велоэргометрии с целью оценки степени утомления человека или его функционального состояния.
Технический результат достигается тем, что устройство содержит первый и второй одновибраторы, вентиль, счетчик и блок индикации, выход вентиля соединен со счетным входом счетчика, выход которого соединен с входом блока индикации, причем новым является то, что дополнительно введены первый-третий мультиплексоры аналоговые, первый-третий делители резистивные, блок из десяти преобразователей напряжение-частота, блок из десяти усилителей-ограничителей, блок из десяти ключей, блок из десяти источников световых импульсов, мультиплексор, шифратор, элемент ИЛИ, генератор секундных импульсов, регистр и счетчик двоичный, первый вход первого мультиплексора аналогового соединен с выходом третьего мультиплексора аналогового, вторые входы - с выходами счетчика двоичного, первый выход - с входом второго делителя резистивного, второй выход - с входом третьего делителя резистивного, вход счетчика двоичного соединен с выходом второго одновибратора, а выходы соединены также с четвертыми входами второго мультиплексора аналогового, первые входы которого соединены с выходами первого делителя резистивного, вторые входы - с выходами второго делителя резистивного, третьи входы - с выходами третьего делителя резистивного, а выходы - с входами блока из десяти преобразователей напряжение-частота, блока из десяти усилителей-ограничителей и первыми входами третьего мультиплексора аналогового, вторые входы которого соединены с выходами регистра, выходы блока из десяти преобразователей напряжение-частота соединены с входами блока из десяти источников световых импульсов и первыми входами мультиплексора, вторые входы которого соединены с выходами регистра, а выход - с первым входом вентиля, выход генератора секундных импульсов соединен со вторым входом вентиля и входом первого одновибратора, выход которого соединен с входом обнуления счетчика, выходы блока из десяти усилителей-ограничителей соединены с входами блока из десяти ключей, выходы которого соединены с входами элемента ИЛИ и входами шифратора, выходы которого соединены с первыми входами регистра, выход элемента ИЛИ соединен со входом второго одновибратора, выход которого соединен также со вторым входом регистра.
Заявляемое устройство благодаря введению трех мультиплексоров аналоговых, трех делителей резистивных, блока из десяти преобразователей напряжение-частота, блока из десяти усилителей-ограничителей, блока из десяти ключей, блока из десяти источников световых импульсов, мультиплексора, шифратора, элемента ИЛИ, генератора секундных импульсов, регистра и счетчика двоичного позволяет уменьшить время измерения, благодаря чему может применяться при массовых обследованиях или в процессе тестирования методом велоэргометрии с целью оценки степени утомления человека или его функционального состояния.
Таким образом, заявляемое устройство отличается от известных новым свойством, обусловливающим получение положительного эффекта.
На фиг.1 представлена структурная схема заявляемого устройства, на фиг.2 - схема делителя резистивного.
Заявляемое устройство содержит первый-третий мультиплексоры 1-3 аналоговые, первый-третий делители 4-6 резистивные, блок 7 из десяти преобразователей напряжение-частота, блок 8 из десяти усилителей-ограничителей, блок 9 из десяти ключей, блок 10 из десяти источников световых импульсов, мультиплексор 11, шифратор 12, элемент 13 ИЛИ, генератор 14 секундных импульсов, вентиль 15, регистр 16, первый-второй одновибраторы 17-18, счетчик 19, блок 20 индикации и счетчик 21 двоичный.
Усилители-ограничители блока 8 предназначены для формирования сигналов уровня логической единицы и могут быть выполнены по схеме рис.3.29а, стр.94 [1].
Остальные функциональные узлы структурной схемы соответствуют прототипу или общеизвестны.
Устройство работает следующим образом. При включении питания регистр 16 и счетчики 19, 21 обнуляются (цепи не показаны). Генератор 14 импульсов вырабатывает импульсы с частотой 1 Гц, поступающие на вход первого одновибратора 17, который по переднему фронту каждого импульса вырабатывает короткий импульс, обнуляющий счетчик 19. На вход первого делителя 4 резистивного подается постоянное напряжение, с выходов которого десять постоянных напряжений через второй мультиплексор 2 аналоговый поступают соответственно на входы десяти преобразователей напряжение-частота блока 7. На выходе первого преобразователя формируется частота, равная 60 Гц, то есть принятой верхней границе диапазона предъявляемых частот световых мельканий, на выходе каждого последующего преобразователя формируется частота, уменьшенная по сравнению с частотой на выходе предыдущего преобразователя на 3 Гц. Частоты с выходов десяти преобразователей напряжение-частота блока 7 поступают соответственно на десять источников световых импульсов блока 10. Постоянные напряжения с выходов второго мультиплексора 2 аналогового поступают также соответственно на десять усилителей-ограничителей блока 8, с выходов которых постоянные напряжения, равные уровню логической единицы, поступают соответственно на десять ключей блока 9.
На первом этапе испытуемый определяет источник световых импульсов блока 10, световой поток которого непрерывен, и замыкает соответствующий ему ключ блока 9, сигнал с выхода которого поступает на шифратор 12 и элемент 13 ИЛИ. Код замкнутого ключа с выхода шифратора 12 поступает на регистр 16, сигнал с выхода элемента 13 ИЛИ - на второй одновибратор 18, импульс с выхода которого записывает в регистр 16 код замкнутого ключа.
Код замкнутого ключа с выхода регистра 16 поступает на мультиплексор 11, с выхода которого частота, соответствующая источнику световых импульсов блока 10, световой поток которого непрерывен, поступает на вентиль 15. При сигнале логической единицы на выходе генератора 14 частота с выхода мультиплексора 11 через открытый вентиль 15 поступает на счетный вход счетчика 19, результат счета отображается на индикаторах блока 20 индикации.
Код замкнутого ключа с выхода регистра 16 поступает также на третий мультиплексор 3 аналоговый, на входах которого постоянные напряжения с выходов второго мультиплексора 2 аналогового. Постоянное напряжение, соответствующее частоте источника световых импульсов, определенного на первом этапе испытуемым как источник, световой поток которого непрерывен, поступает на вход первого мультиплексора 1 аналогового.
Сигнал с выхода второго одновибратора 18 поступает также на счетный вход счетчика 21 двоичного, результат счета поступает на первый и второй мультиплексоры 1 и 2 аналоговые. Постоянное напряжение с выхода первого мультиплексора 1 аналогового поступает на второй делитель 5 резистивный, постоянные напряжения с выходов которого через второй мультиплексор 2 аналоговый поступают соответственно на входы десяти преобразователей напряжение-частота блока 7. На выходе первого преобразователя формируется частота, соответствующая частоте источника световых импульсов, определенного на первом этапе испытуемым как источник, световой поток которого непрерывен, на выходе каждого последующего преобразователя формируется частота, уменьшенная по сравнению с частотой на выходе предыдущего преобразователя на 0,4 Гц. Остальная часть схемы работает аналогично тому, как описано выше.
На втором этапе испытуемый определяет источник световых импульсов блока 10, световой поток которого непрерывен, и замыкает соответствующий ему ключ блока 9, сигнал с выхода которого поступает на шифратор 12 и элемент 13 ИЛИ. Остальная часть схемы работает аналогично тому, как описано выше.
При этом код замкнутого ключа с выхода регистра 16 поступает на третий мультиплексор 3 аналоговый, на входах которого постоянные напряжения с выходов второго мультиплексора 2 аналогового. Постоянное напряжение, соответствующее частоте источника световых импульсов, определенного на втором этапе испытуемым как источник, световой поток которого непрерывен, поступает на вход первого мультиплексора 1 аналогового.
Сигнал с выхода второго одновибратора 18 поступает на счетный вход счетчика 21 двоичного, результат счета поступает на первый и второй мультиплексоры 1 и 2 аналоговые. Постоянное напряжение с выхода первого мультиплексора 1 аналогового поступает на третий делитель 6 резистивный, постоянные напряжения с выходов которого через второй мультиплексор 2 аналоговый поступают соответственно на входы десяти преобразователей напряжение-частота блока 7. На выходе первого преобразователя формируется частота, соответствующая частоте источника световых импульсов, определенного на втором этапе испытуемым как источник, световой поток которого непрерывен, на выходе каждого последующего преобразователя формируется частота, уменьшенная по сравнению с частотой на выходе предыдущего преобразователя на 0,1 Гц.
На третьем этапе испытуемый определяет источник световых импульсов блока 10, световой поток которого непрерывен, и замыкает соответствующий ему ключ блока 9, сигнал с выхода которого поступает на шифратор 12 и элемент ИЛИ 13. Остальная часть схемы работает аналогично тому, как описано выше.
После считывания значения критической частоты световых мельканий с индикаторов блока 20 индикации испытуемый кратковременным замыканием ключа устанавливает устройство в исходное состояние (цепи не показаны).
Таким образом, заявляемое устройство позволяет уменьшить время измерения, благодаря чему может применяться при массовых обследованиях или в процессе тестирования методом велоэргометрии с целью оценки степени утомления человека или его функционального состояния.
Источник информации
1. Фролкин В.Т., Попов Л.Н. Импульсные и цифровые устройства. - М.: Радио и связь, 1992. - 336 с.