Controllo vocale delle apparecchiature. Schema, descrizione

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Quando si utilizzano elettrodomestici (ad esempio una lampada elettrica), si verifica un inconveniente: vuoi addormentarti tranquillamente, ma devi alzarti, andare alla presa e staccare la spina. Il dispositivo elettronico proposto consente di controllare (accendere o spegnere) diversi elettrodomestici a distanza semplicemente tramite suoni parlati. Basta dire una certa parola e per piacere: la radio o la televisione si avvia (o si ferma); si è accesa (o si è spenta) una lampada elettrica o una ghirlanda per l'albero di Natale.

Il dispositivo è composto da un telecomando e tre interruttori. Per il controllo vengono utilizzate tre parole di comando: "luce" per accendere la lampada, "colore" per accendere la ghirlanda dell'albero di Natale e "suono" per accendere la radio.

Lo schema del telecomando, contenente un blocco di filtri in cui viene analizzata la frequenza e l'ampiezza del segnale sonoro (la parola parlata), è mostrato in Figura 1.

Riso. 1. Schema schematico del telecomando per elettrodomestici a voce (clicca per ingrandire)

I risultati dell'analisi vengono trasferiti al circuito di memoria per il confronto con le parole di comando. Se corrispondono, i segnali di controllo vengono emessi dal circuito di memoria per accendere o spegnere una lampada, una ghirlanda dell'albero di Natale o una radio.

Il segnale vocale dal microfono VM1 viene fornito alle basi dei transistor VT1, VT11, VT22 e VT25 del blocco filtro. Sui transistor VT2, VT3, VT4 è montato un filtro passa-alto, che estrae i suoni sibilanti “s, ts, z” dal segnale vocale, che vengono filtrati da un filtro ad alta frequenza, passando attraverso il circuito C1 - VT2 - VT3-R6-VT4. Inoltre, il segnale dei suoni "s, ts, z" viene filtrato da un circuito che utilizza transistor VT5 e VT6, condensatore C2 e resistori R8 - R11. La tensione continua risultante, di livello uguale al segnale sonoro "c", passa attraverso il circuito R12 - C3 - R13. Il segnale dei suoni “s, ts, z” con il loro livello di tensione passa attraverso il circuito R32 - C5 - R34. Lo stesso segnale sonoro “s, ts, z” attraverso il resistore R33 apre il transistor VT15. Il segnale vocale del suono "c" ricevuto attraverso il diodo VD2 alla base del transistor VT7 lo apre e il transistor VT8 si chiude. La tensione generata sul collettore VT8 carica il condensatore C4. Il condensatore carico mantiene aperto il transistor VT7, mentre il transistor VT8 rimane chiuso. Il segnale sonoro “c” ricevuto alla base del transistor VT7 viene memorizzato da un elemento logico assemblato sui transistor VT7 e VT8, sui resistori R14 - R17 e sul condensatore C4 del circuito di memoria. Il segnale di alto livello proveniente dal collettore del transistor \/T8 passa attraverso una doppia linea di ritardo assemblata sui transistor \/T9 e VT 10, resistori R18 - R22, condensatore C6, diodo VD1 e transistor VT19 e VT21, resistori R23, R67, R69, R70, R72 , il condensatore C12, il diodo VD9 e attraverso il diodo VD4 vanno alla base del transistor VT8, aprendolo. In questo caso, il transistor VT7 si chiude. La tensione sul suo collettore sarà zero. Non ci sarà alcun segnale per ricordare il suono “s”.

Quando un segnale di suoni "ts" o "z" arriva attraverso il diodo VD3 alla base VT16, il transistor si apre e VT17 si chiude. Questo elemento logico del circuito di memoria (transistor VT16, VT17) ricorda il segnale sonoro “ts” o “z” per la durata del passaggio di una tensione di alto livello dal collettore del transistor VT17 attraverso la linea di ritardo sui transistor VT18 e VT20, resistori R39 - R43, condensatore C7, diodo VD5 . Attraverso il diodo VD6, una tensione di alto livello, entrando nella base del transistor VT17, lo apre. In questo caso, il transistor VT 16 si chiuderà. La tensione sul collettore del transistor VT17 sarà zero. Non ci sarà alcun segnale per ricordare il suono “ts” o “z”.

Nel momento in cui la tensione sul collettore del transistor VT8 è ad alto livello, viene emesso un segnale sonoro “c”, che, passando attraverso il resistore R97 alla base del transistor VT46, lo aprirà. Successivamente, una tensione di alto livello dal collettore del transistor VT17 attraverso il resistore R105 apre il transistor VT51, che, a sua volta, blocca l'apertura del transistor VT49, impedendo alla tensione di alto livello dal collettore del transistor VT101 di fluire attraverso il resistore R33. Allo stesso tempo, una tensione di alto livello dal collettore del transistor VT17 attraverso i resistori R81 e R109 viene fornita alle basi dei transistor VT39 e VT53, aprendoli. I collettori VT39 e VT53 sono collegati agli emettitori dei transistor VT38 e VT52, il che, a sua volta, consente di aprire questi transistor quando una tensione ad alto livello arriva alle loro basi.

Le funzioni del primo filtro passa-basso sono eseguite dai transistor VT12 - VT14, resistori R25 - R31, condensatori C8 e C9. I segnali sonori passano attraverso questo filtro. Un transistor aperto VT15 impedisce il passaggio di suoni sibilanti nel segnale vocale dal collettore del transistor VT14, da dove il segnale a bassa frequenza entra attraverso il resistore R76 alla base del transistor VT36, aprendolo. In questo caso, il transistor VT37 si chiuderà. L'alta tensione risultante dal collettore del transistor VT37 attraverso il condensatore C20 (attenuante le ondulazioni dell'alta tensione), la resistenza R85 viene fornita alla base del transistor VT40, aprendolo. La tensione attraverso il partitore di tensione, costituito dai resistori R84 e R89, diventerà zero attraverso il diodo VD10 e il transistor aperto VT40.

Dopo aver attraversato il primo filtro, il segnale vocale della parola "suono" arriva sotto forma di suono "suono" attraverso il resistore R107 al condensatore C25, la cui tensione rilasciata, passando attraverso il resistore R108 e il diodo VD14, apre il transistor VT52 del circuito di memoria. Anche il transistor VT53, situato nel circuito di emettitore del transistor VT52, è aperto, poiché alla sua base c'è una tensione del segnale di memorizzazione del suono “z”, proveniente dal collettore del transistor VT17 attraverso il resistore R109. In questo caso, il transistor VT54 si chiude e la tensione di alto livello proveniente dal suo collettore attraverso il resistore R115 apre il transistor VT56. Quando si verifica una pausa (la parola viene pronunciata), il transistor VT55 si apre, poiché il transistor VT84 nel circuito divisore di tensione dei resistori R89, R40 si chiude e la tensione di alto livello attraverso il resistore R114 apre il transistor VT55. Quindi il transistor VT57 si chiuderà e il livello di alta tensione risultante sul suo collettore passerà attraverso il resistore R123 alla base del transistor VT61, aprendolo. Anche il transistor VT62 è aperto. Il transistor VT63 si chiuderà e il livello di alta tensione risultante sul suo collettore andrà all'uscita 12 del pannello di controllo.

Il secondo filtro a bassa frequenza contiene transistor VT25, VT27, VT29, resistori R50, R52, R54, R55, condensatore C15.

Le componenti a frequenza più alta del segnale audio attraversano il filtro lungo il circuito C13 - VT23 - R47 - C14 - VT24 - H49 - VT26 - R5Z, arrivando alla base del transistor VT28, aprendolo ed impedendo i sibili del parlato segnale proveniente dal collettore del transistor VT25.

di conseguenza, il segnale vocale proveniente dal collettore del transistor VT25 passa ulteriormente lungo il circuito C15 - VT27 - R54 - VT29 - R56 - C16 - VT30 - R58 - VT31, dove viene fornita la tensione risultante sul collettore del transistor VT31 attraverso il resistore R77 al condensatore C24, il livello di tensione al quale corrisponde il segnale sonoro "vet" nella parola "luce" o "colore". La tensione rilasciata sul condensatore C24 attraverso il resistore R80 e il diodo VD12 apre il transistor VT38 del circuito di memoria. Anche il transistor VT39 situato nel suo circuito di emettitore è aperto, poiché la sua base riceve una tensione di alto livello del segnale per memorizzare il suono "ts" o "s" dal collettore del transistor VT17 attraverso il resistore R81. In questo caso, il transistor VT41 si chiuderà. Il livello di alta tensione formato sul suo collettore aprirà il transistor VT90 attraverso il resistore R43. Il transistor VT42 situato nel circuito del collettore sarà aperto anche durante la pausa in cui viene pronunciata la parola. Allo stesso tempo, il transistor VT44 si chiuderà. Una tensione di alto livello dal suo collettore attraverso il resistore R95 aprirà il transistor VT58, nel circuito dell'emettitore di cui è presente un transistor VT59, che viene aperto da un livello di alta tensione alla sua base dal partitore di tensione sui resistori R120 e R121. Di conseguenza, il transistor VT60 verrà chiuso e il livello di alta tensione risultante sul suo collettore andrà all'uscita 9 del pannello di controllo. Pertanto, il segnale di comando di controllo della parola "colore" apparirà sull'uscita 9 del pannello di controllo.

Se viene pronunciata la parola "luce", il segnale sonoro "c" dal collettore del transistor VT8 attraverso il resistore R97 aprirà il transistor VT46 con il suo livello di alta tensione, quindi la tensione sul divisore dei resistori R120, R121 diventerà zero. Di conseguenza, il transistor VT59 si chiuderà e il transistor VT60 si aprirà. Sul suo collettore apparirà un livello di bassa tensione. Non ci sarà alcun segnale di controllo sull'uscita 9 del telecomando. Il collettore del transistor aperto VT46, collegato tramite il diodo VD13 all'emettitore del transistor VT45, assicura che il segnale proveniente dal resistore R95 lo attraversi attraverso la transizione “base, emettitore e sua apertura”. In questo caso, il transistor VT47 si chiuderà, sul suo collettore apparirà un livello di alta tensione, fornito all'uscita 6 del pannello di controllo, che corrisponde al comando di controllo della parola “luce”.

Quando si pronuncia una parola la cui desinenza suona come la parola "luce" o qualsiasi discorso combinato con le parole "luce", "colore" e "suono", sul collettore del transistor VT101 appare un livello di alta tensione, che passa attraverso il resistore R49 a la base del transistor VT17, aprendolo, il che, a sua volta, impedisce la comparsa di un livello elevato di tensione sul collettore del transistor VT6 del circuito di memoria e, di conseguenza, l'assenza di un livello elevato di tensione sulle uscite 9, 12, 17, che corrisponderebbero ai comandi di controllo delle parole “luce”, “colore”, “suono”. Qui, il primo ad apparire è un livello di alta tensione sul collettore del transistor VT 105, che attraverso il resistore R51 apre il transistor VT49, il cui collettore è collegato al collettore del transistor VTZZ, impedendo così la comparsa di un livello di alta tensione su il suo collettore e l'apertura del transistor VT41. Il livello di alta tensione generato sul collettore del transistor VT128 quando le parole "luce" o "colore" vengono ricevute attraverso il resistore R64 apre il transistor VT129, e il livello di bassa tensione generato sul suo collettore attraverso il resistore R62 chiude il transistor VT61, il cui collettore è collegato all'emettitore del transistor VT63. Di conseguenza, il transistor VT12 si aprirà e sul suo collettore sarà presente un basso livello di tensione. Ciò non consente la comparsa delle parole di comando “luce” o “colore” sull'uscita XNUMX della centrale. Tutti e tre i comandi pronunciati in sequenza vengono inviati ciascuno alla propria uscita.

Il telecomando utilizza un microfono "Shorokh-5". Un disegno del circuito stampato della centrale con dimensioni di 180x155 mm è mostrato in Figura 2.

Riso. 2. Topologia del circuito stampato del pannello di controllo (designazione della base, del collettore e dell'emettitore dei transistor - rispettivamente in lettere latine B, C ed E) (clicca per ingrandire)

Agli ingressi degli interruttori vengono forniti i segnali di controllo dalle uscite 6, 9, 12 del telecomando. Tutti gli interruttori del dispositivo sono uguali, quindi è sufficiente considerare il funzionamento di uno di essi.

L'interruttore (Fig. 3) consente di accendere o spegnere vari dispositivi quando un segnale di controllo viene applicato al suo ingresso.

Riso. 3. Schema elettrico e topologia del circuito stampato dell'interruttore (designazione della base, del collettore e dell'emettitore dei transistor - rispettivamente in lettere latine B, C ed E) (clicca per ingrandire)

Il dispositivo funziona come segue. La tensione di alimentazione +12V viene fornita all'ingresso 4 dalla centrale, al primo interruttore - dall'uscita 5, al secondo interruttore - dall'uscita 8, al terzo interruttore - dall'uscita 11. L'ingresso negativo 6 è collegato al il primo interruttore sull'uscita 7 del telecomando e l'uscita 10 del telecomando - con il meno del secondo interruttore e l'uscita 13 - con il meno del terzo interruttore. L'ingresso 5 riceve un segnale di controllo (alto livello di tensione), che passa attraverso il resistore R1 e il resistore R2, il diodo VD1 alla base del transistor VT1, aprendolo, mentre il transistor VT2 si chiude. La tensione generata sul suo collettore carica il condensatore C1 che, attraverso il resistore R9, mantiene il transistor VT1 nello stato aperto e, di conseguenza, il transistor VT2 rimane nello stato chiuso.

Viene ricordato il segnale di controllo ricevuto all'ingresso 5 per i transistor VT1 e VT2. Ora la tensione di alto livello dal collettore del transistor VT2 scorrerà attraverso il resistore R7 alla base del transistor VT3, aprendolo, si aprirà anche il transistor VT4, che accenderà il relè K1. I suoi contatti si chiuderanno e l'attuatore si accenderà. Allo stesso tempo, una tensione di alto livello dal collettore del transistor VT2 scorrerà attraverso il resistore R10, il condensatore C2, il resistore R14 con un ritardo fino alla base del transistor VT5, aprendolo e il transistor VT6 si chiuderà. Il successivo segnale di controllo ricevuto all'ingresso 5 passa attraverso il resistore R2, il diodo VD2 al collettore del transistor aperto VT5, e questo segnale passa anche attraverso i resistori R1 e R5 alla base del transistor VT2, aprendolo. Attraverso il transistor aperto VT2, il condensatore C1 verrà scaricato. I transistor VT3 e VT4 si chiuderanno. Il relè K1 e l'attuatore si spegneranno.

La prossima volta che arriva un segnale di controllo, il relè K1 funzionerà, i suoi contatti 3, 2 si chiuderanno e l'attuatore si accenderà. Il successivo segnale di controllo attraverso il relè K1 spegnerà l'attuatore, ecc.

Il dispositivo utilizza il relè K1 tipo FRS10C-03. Relè 12V: 3A/125V. I condensatori C1, C2 sono elettrolitici. Resistori - Tipo MLT a 0,125 W. La topologia di un circuito stampato di dimensioni 75x30 mm è mostrata in Figura 3.

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Gli studiosi amano i titoli brevi 05.09.2015

Una citazione elevata è considerata un segno del successo di un lavoro scientifico: più altri ricercatori hanno fatto riferimento all'articolo, più i suoi risultati sono interessanti e promettenti. Ma in una pubblicazione, non solo il contenuto è importante, ma anche la forma: è improbabile che qualcuno legga un testo scritto molto male - semplicemente non può, anche se lì viene descritta una scoperta di incredibile importanza. Quali parametri formali e stilistici influenzano la popolarità dello studio?

Ad esempio, la lunghezza del titolo. Adrian Letchford e colleghi dell'Università di Warwick hanno confrontato le citazioni di 140 articoli pubblicati tra il 000 e il 2007 con la lunghezza dei loro titoli. Questo non è il primo lavoro di questo genere, ma finora i risultati qui sono stati alquanto contraddittori. Alcune delle controversie potrebbero essere sorte perché diverse riviste scientifiche utilizzano standard diversi. Ad esempio, Science richiede agli autori di limitare il titolo di un articolo a 2013 caratteri, mentre le riviste del gruppo PLoS (Public Library of Science) consentono fino a 90 caratteri - tuttavia, in termini di percentuale di citazioni, gli articoli in Science, in media, sono molto più avanti degli articoli in PLoS. Cioè, per studiare la relazione tra la popolarità di un'opera e il suo titolo, è necessario confrontare le pubblicazioni pubblicate nella stessa rivista o gruppo editoriale.

Questa volta, i ricercatori hanno fatto proprio questo, con un risultato alquanto prevedibile: le citazioni erano più alte per gli articoli con titoli brevi. C'erano però delle eccezioni: gli articoli su The Lancet e The Lancet Oncology non riuscivano a trovare una relazione tra la lunghezza del titolo e la popolarità, e nel Journal of High Energy Physics, le pubblicazioni con titoli brevi tendevano a raccogliere poche auto-citazioni. (A proposito, The Lancet ha trovato due articoli che erano tra i primi cinque titoli più brevi: uno di questi si chiamava semplicemente "Miopia", cioè "Miopia", e il secondo - "Morbillo", cioè "Morbillo" .) Informazioni complete sui risultati della ricerca possono essere lette presso la Royal Society Open Science.

I dipendenti di alcune pubblicazioni - Karl Ziemelis, direttore scientifico del dipartimento di fisica di Nature, e Meghan Byrne, caporedattore di PLoS One - affermano che questo è vero: un breve titolo attira più attenzione, quindi aumenta la probabilità che l'articolo sotto di esso verrà letto fino alla fine. Le enormi statistiche di 140mila pubblicazioni analizzate parlano a favore del nuovo lavoro, tuttavia, ovviamente, nessuno dice che un titolo breve sia l'unica chiave del successo. Questo, piuttosto, è solo uno dei fattori, tanto più che, ad esempio, qui non si è tenuto conto del profilo scientifico dell'articolo e del nome del responsabile del laboratorio.

Può darsi che fisici e medici abbiano atteggiamenti diversi nei confronti della lunghezza dei titoli e un articolo pubblicato dallo staff di un premio Nobel attirerà, per definizione, maggiore attenzione. Tuttavia, i risultati ottenuti non devono essere ignorati. Dopotutto, gli scienziati amano la taciturnità non per pigrizia della mente, semplicemente, come nessun altro, comprendono la validità della nota espressione di Shakespeare "... la brevità è l'anima della mente ...", che è simile al non meno famoso "la brevità è la sorella del talento" di Cechov.

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