一種漢語語音標準教學設備的製作方法
2023-06-10 16:29:21
專利名稱：一種漢語語音標準教學設備的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種漢語語音標準數學設備。
目前，在小學普通話語音教學中，普遍使用磁帶錄音機和圖文卡片，它們最明顯的不足是有聲無形或有形無聲，再加上教師，家長在語音教學中夾帶著濃重的方言土語，使普通話難以規範化、標準化，甚至造成南腔北調，嚴重影響了普通話的普及教育。
本實用新型的目的是提供一種操作靈活、聲形具備的漢語語音標準的教學設備，它完全彌補了現有教學設備的不足而設計的，它由外殼、電子電路和教棒所組成。
以下結合附圖來說明本實用新型的實施方案。
圖1為外殼面板圖。
圖2為電子電路系統方框圖。
圖3為電子電路系統原理圖。
本實用新型的外殼其特徵是形似長方形的一塊小黑板，面板上布滿了用電腦照排工藝印刷的方正體聲母、韻母、整體認讀音節，並用紅線把聲母1、韻母2、整體認讀音節3分隔成三大部分；每個音素或音節的右下角都配上一個黑色的園點13，面板的下部安裝揚聲器4、MIC插孔5、交流電壓表6、聲母／韻母轉換開關7、音量調節旋鈕8、直流開關9、交流開關10、交流指示燈11、直流指示燈12、後面板下部設置一個電池盒，以便本設備可交流或直流供電。
本實用新型的電子電路其特徵是由語音處理器Ⅰ、ROM存儲器Ⅱ、放大器Ⅲ、多段控制器Ⅳ、電源Ⅴ和地址鎖存器Ⅵ所組成。基本工作原理是這樣的把要求讀出面板上的某一音素或音節的標準讀音指令，送入多段控制器Ⅳ，多段控制器Ⅳ把這讀音指令送地址鎖存器Ⅵ鎖存，控制從ROM存儲器Ⅱ中取出預置的相應讀音指令的信息，送入語音處理器Ⅰ；同時，地址鎖存器Ⅵ與多段控制器Ⅳ共同控制語音處理器Ⅰ，把由ROM存儲器Ⅱ取出的讀音指令信息進行數模D／A轉換，然後送入放大器Ⅲ放大，推動揚聲器丫發出相對應的音素或音節的標準讀音。
語音處理器Ⅰ採用大規模集成電路IC1，具有靜態功耗低、信噪比高、再生的語音音質好等特性。片內有RC振蕩器、地址及數據總線，串行並行變換器、方式控制器、數據調製器等單元電路。
ROM存儲器Ⅱ採用集成電路IC2。預先把現代漢語語音中最基本的47個音素和16個整體認讀音節的標準讀音，轉化成二進位數據，通過計算機仿真系統寫入IC2中。IC2的地址總線A0－A10，數據總線D0－D7分別並行連接至語音處理器IC1的地址總線和數據總線。
放大器Ⅲ由合成放大器(IC3a、R1、R2、R3、R4構成)、低通濾波器(IC3b、R5、R6、R7、C1、C2、C3構成)、高通濾波器(IC3c、R8、R9、W1、C4、C5構成)和音頻功率放大器(IC4、R10、R11、R12、RL、C6、 C7、C8、C9構成)所組成。在合成放大器與音頻功率放大器之間串接高、低通濾波器其目的是對IC3a輸出的模擬信號進行必要的濾波，使輸出的語音通頻帶控制在100赫茲至3K赫茲之間，從而使回放的語音信號達到音質良好、噪聲小、音量大的目的；為使音量足夠大，在音頻功率放大器中採用輸出功率約為5W的單片集成電路IC4進行推動，並在高通濾波器後串接一個電位計W1，用以控制音量的大小，C6是隔直流電容，C7是功放自舉電容，R10、R11組成反饋電路，使功放的放大增益控制在100倍左右，調節R10、R11可以改變增益的大小，C9是輸出電容，它的負端對地串接一隻高音質的揚聲器RL、C8、R12是補償網絡。該音頻功放具有短路、溫升、浪湧電壓、負載開路、電源極性接反等保護而自動關閉電路、工作可靠等特點。
多段控制器Ⅳ的特性是在於採用了數位化直接分段措施。該電路由IC5、IC6、IC7、IC8、IC9及外圍元件所組成。IC5輸出八位行選信號，IC6輸出八位列選信號，共組合成64鍵(即面板上的聲母、韻母和音節的地址)。IC7是一個計數器，它的輸入端連接一個時鐘發生器IC8，在IC5、IC6的控制下，輸出二進位邏輯。IC9是擊鍵消顫脈衝輸出電路，用以控制IC11和觸發語音處理器IC1的PALY端，回放語音信號。
電源V由變壓器T、整流電路D3～D6、濾波電容C22、穩壓器 IC12、IC13、電容C17～C20及轉換開關K所組成。除IC13輸出Vcc為12V供音頻功放集成片IC4外，其餘電路中IC1、IC2、IC3b、IC5、IC6、IC7、IC8、IC9、IC10、IC11皆由IC13輸出VDD為5V供給。為加強抗幹擾能力，每個數字電路都必須加0.01－0.1uf的無極性退耦電容，使工作更可靠。
地址鎖存器Ⅵ由鎖存器IC10和復位電路(IC11、R13、R14、R15、C13、C14構成)所組成。IC7輸出與IC10相對應連接，IC10的輸出與IC2的地址線A11～A16相連。當多段控制器64個鍵中某一個鍵導通時，IC9的B端輸出一個低電平，使IC11中的一個門輸出端G為高電平，控制IC10進行地址鎖存，確定某一個讀音；IC11中另一個門也輸出低電平送至IC1的RES端，使IC1內部計數器及分頻器工作，進行數據的D／A轉換，然後由ANG端輸入放大器。而當多段控制器64個鍵中某一個鍵斷開時，IC9的B端輸出高電平控制IC11，使IC10中的輸入端G為低電平，使IC10停止工作；同時IC9的B端為高電平，觸發IC1的PLAY端，使IC1內部計數器及分頻器全部清零；與此同時，IC11通過R15、C14向IC1的A11端發出停止指令信號，使IC1停止工作。
本實用新型的另一特徵是採用磁性感應開關的輸入裝置。它是由固定在教棒頂端的一個強磁性永久磁鋼和面板上各個音素、音節右下角黑色園點的背面粘貼著一個常開的感應式觸點所組成。而這觸點又是IC5、IC6的控制線。
本實用新型的工作原理是這樣的當教棒頂端緊貼在面板上的音素或者音節右下角的黑色園點上時，產生磁場，使感應觸點由常開轉換為常閉，兩根控制線導通，由IC5、IC6輸出相對應的行、列信號；同時，時鐘發生器IC8停振，計數器IC7便停留在相應的二進位邏輯狀態，經鎖存器IC10鎖存，控制對應的地址線，把存儲在存儲器IC2中相應音素或音節的讀音信息取出送入語音處理器IC1；與此同時，由IC9產生的擊鍵消顫脈衝信號，輸入IC11並觸發語音處理器IC1的放音端PLAY，使IC1中的觸發電路工作，將對應的音素或音節信息，進行D／A轉換輸出，經放大和濾波後，即在揚聲器中發出相對應的音素或音節的標準語音。當教棒離開面板黑色園點後，觸點分開，計數器IC7將不斷計數掃描，IC9也不產生擊鍵消顫脈衝信號，IC1的放音端PLAY也就無法觸發，IC1中便始終不能調出語音信號，揚聲器也處於無聲狀態。若需讀出面板上的任意某個音素或音節，只需將教棒緊貼在面板上該音素或音節的右下角的黑色園點，揚聲器即可發出清晰悅耳的標準讀音。若想連續反覆重讀，只需多次重複將教棒緊貼面板上的黑色園點即可。既方便、又靈活，語音又標準、聲形具備。
權利要求1.一種漢語音標準教學設備，它包括外殼、電子電路和教棒。其特徵是形似長方形小黑板的外殼，面板上布滿了用電腦雷射照排工藝印刷的漢語語音聲母，韻母和整體認讀音節的字形，合計63個，每個字的右下角配上一個黑圓點。並用三種底色區別聲母，韻母和整體認讀的音節；電子電路由專用語音處理器Ⅰ，EPROM存儲器Ⅱ，放大器Ⅲ，多段控制器Ⅳ，電源Ⅴ，數據儲存器Ⅵ及外圍電路組成；教棒的頂端固定著一個強磁場的永久磁鋼。
2.根據權利要求1所述的教學設備，其特徵在於現代漢語語音中最基本的47個音素和16個整體認讀音節的標準女聲發音，通過計算機仿真系統，以數據的形式把模擬信號轉換成數位訊號，預先儲存在ROMⅡ中，再由語音處理器ID／A轉換回放出來。
3.根據權利要求1所述的教學設備，其特徵在於多段控制器Ⅳ，採用數字掃描直接分段。該電路由IC5、IC6、IC7、IC8、IC9及外圍元件所組成，IC5輸出八位行選信號，IC6輸出八位列選信號，矩陣觸發組成64鍵，最大可以擴展到256鍵。IC7是一個專用計數器，它的輸入端連接一個時鐘發生器IC8，在IC5、IC6所組成的矩陣觸發控制下，輸出二進位邏輯，送到數據鎖存器Ⅵ中鎖存，使其回放對應段中的語音信號；IC9是擊鍵消顫脈衝輸出電路，用以控制IC11並觸發IC1的PALY端，使揚聲器中發出所擊鍵對應的語音聲音。
4.根據權利要求1所述的教學設備，其特徵在於固定在教棒頂端的一個強磁場永久磁鋼和面板上各個音素、音節右下角黑色圓點背面粘貼著的一個常開感應開關組成矩陣磁性感應觸點，該觸點是IC5、IC6的控制線。
專利摘要本實用新型是一種漢語語音標準教學設備。它由外殼、電子電路和教棒組成。外殼的面板上印製著普通話中47個基本音素和16個整體認讀音節的標準字形；電子電路由語音處理器I、ROM存儲器II、放大器III、多段控制器IV、地址鎖存器V和電源VI組成。只要使用配套的教棒，緊貼在音素或音節右下角的黑點上，揚聲器立即發出清晰而準確的對應讀音。為語音教學提供了一種新型電化教育設備。
文檔編號G09B5/04GK2210440SQ94209158
公開日1995年10月18日 申請日期1994年4月18日 優先權日1994年4月18日
發明者芮成義 申請人:芮成義