專利名稱：普通話聲調(diào)演示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種用于漢語聲調(diào)的教學(xué)和研究的設(shè)備。
聲調(diào)是漢語和漢藏語系各語言和方言普遍具有的重要辨義手段之一。聲母、韻母、聲調(diào)合稱漢語語音三要素。但在教學(xué)中，聲調(diào)是最薄弱的環(huán)節(jié)。因聲調(diào)決定于基頻，基頻決定于聲帶，而聲帶不易看到，難以體會其升降變化。將聲調(diào)化為可視圖象的研究，前人已做過許多工作過去用浪紋計，因效率太低，現(xiàn)已很少使用。二次世界大戰(zhàn)后發(fā)明聲譜儀和語圖儀，還有多種音高顯示器等，在實驗室內(nèi)顯示聲調(diào)曲線已無多大困難。但現(xiàn)有儀器均不適合在教學(xué)上使用，原因是(1)設(shè)備復(fù)雜，價格昂貴。日產(chǎn)聲調(diào)顯示器1982年價格為兩萬美元，美國產(chǎn)的Visi－pitch(可見音高儀)1986年價格為一萬八千美元。有的還須有高速攝影機或打印機配套，顯示的曲線有時有斷線跳格的現(xiàn)象(曲線斷開，跳到高或低一倍頻率處)。(2)部件笨重，攜帶不便。一臺語圖儀或音高顯示器加一臺穩(wěn)壓電源，一個人是無論如何搬不動的。(3)技術(shù)要求高，易出故障。陰極射線管顯示，壽命是有限的。玻璃制品，經(jīng)不住磕碰，讓學(xué)生動手有困難。耗電量很大，對電源的要求也很高。(4)它們的顯示都是單方向的，即只能將語音化為曲線，不能或很難將曲線再還原為語音以供驗證和學(xué)習(xí)。只有在測定聲調(diào)音高絕對值的準(zhǔn)確性上，自動化的儀器是可以信賴的。
但是，語言是人類社會的交際工具，分析聲調(diào)應(yīng)重視其起交際功能的音高變化相對值，其絕對值并無決定性的意義。而且入耳本具有即時分析語音基頻的能力(所以人們才能聽懂有聲調(diào)的語言)。由以上兩點出發(fā)，本人首先提出分析漢語聲調(diào)的定量的五度制標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定漢語聲調(diào)相對音高的G／D＝2的公式。并提出曲線與聲音同步顯示的聲調(diào)實驗儀器的構(gòu)思。由于放棄了自動化儀器的將語音分頻化為曲線的設(shè)計思想，使設(shè)備成本、體積、耗電量都降低了百分之九十九點九以上，從而首創(chuàng)了適合教學(xué)上使用的聲調(diào)實驗儀器。
1982年2月15日《光明日報》報道此成果后曾有兩家工廠試生產(chǎn)過“SD－2型聲調(diào)溶示器”。河南周口教學(xué)儀器廠的產(chǎn)品因未經(jīng)本人檢驗指導(dǎo)，質(zhì)量離設(shè)計要求很遠，其五度是不等分的，難以應(yīng)用。浙江金華無線電廠的產(chǎn)品也因工藝粗糙，沒有達到我設(shè)計的要求，銷路不好。兩廠共試銷了四百多臺，雖未正式投產(chǎn)。但SD－2型在國內(nèi)已失去其新穎性。
在1985年六月《語文面代化》第八輯111頁上，我發(fā)表了SD－2型聲調(diào)演示器的外觀圖。
1985年5月4日，在香港六院校聯(lián)合召開的“普通話教學(xué)與測試研討會”上，我演示了SD－4型(袖珍畫調(diào)器)，香港《語文建設(shè)通訊》第16期12頁上，我公布了它的外形和該機所用的音頻振蕩電路，但未說明數(shù)據(jù)。這種電感三點式電路沒有任何特點，是眾所周知的。它的音高板是“用漆包電阻絲繞在一塊方形膠合板上”做成的。這種SD－4型，1985年8月12日在北京香山的第一屆國際漢語教學(xué)討論會上還展出了一臺樣機，但機殼是用膠水封死的，內(nèi)部電路未公開。
現(xiàn)在為“普通話聲調(diào)演示器”申請專利。
本實用新型的目的是改進本人發(fā)明的聲調(diào)實驗儀器，使之更輕便、可靠、準(zhǔn)確。具體改進如下1.SD－2型體積370×420×140立方毫米，重7.25千克，過于笨重，且必須用交流電。本實用新型屬袖珍式，只用五號電池二至四節(jié)。SD－4雖也屬袖珍式，但未公開內(nèi)部，沒有公開出售，故未失去其新穎性。
2.內(nèi)部機芯，雖均屬音頻振蕩電路，但SD－2、4是用分立元件組裝的，本新型是用集成電路組裝的。改進了音色，提高了可靠性。當(dāng)然也可用分立元件。
3.SD－2、4的音高板都是用漆包康銅絲繞在膠合板上制成，因阻絲不易繞的十分平整，畫調(diào)時常有阻礙，使調(diào)型線和發(fā)音均生畸變，本新型改用敷銅板劃成許多小橫條，再用電阻連接各條制成。表面平滑，畫調(diào)流利，可保證曲線和聲音更為逼真。
4.SD－2每個聲調(diào)有一塊模板，共需40多塊聲調(diào)模板，增加了成本和重量，操作也感麻煩。SD－4只用筆畫，難以保證準(zhǔn)確。今改用一塊調(diào)型板集中各種調(diào)型線的方法，既方便又準(zhǔn)確。
5.1982年2月15日《光明日報》報道三種機型－聲調(diào)演示器、聲調(diào)練習(xí)器、聲調(diào)測定器。SD－2是演示器，因笨重不宜在野外工作中作測定調(diào)值之用，SD－4主要作測定器用，因無模板，又不能作為演示器。本實用新型既可作演示器，也可作測定器，一機具有兩種功能。
今介紹HX－7普通話聲調(diào)演示器的具體實施例


圖1示機箱正面布局。機箱1下為喇叭，2是一塊塑料板做的調(diào)型板，其下為音高板(圖2)。3是校準(zhǔn)音域的校音孔，共有五個，左邊注明1～5度，代表五度標(biāo)調(diào)法的五度音高線，右邊有五條虛線等距平行。4是調(diào)型線，有1～4聲和兩種輕聲共六條，系鏤空的槽，露出調(diào)型線下的音高板。5是畫調(diào)筆，只是一個導(dǎo)體。用5的筆頭插入校音孔，接觸音高板，喇叭即發(fā)出相應(yīng)頻率的聲音。要求1～5度的頻率比為11.251.51.752，即1、2、3、5度相當(dāng)于音名DO、Mi、Sol、do。但并不要求十分準(zhǔn)確，因說話與唱歌到底不是一回事。如相差太遠，可用改錐伸入機箱背面的音域孔內(nèi)轉(zhuǎn)動電位器調(diào)整。使用時，在機箱背面電池倉內(nèi)放好電池后，即可用畫調(diào)筆在各調(diào)型線上畫線，喇叭即會發(fā)出相應(yīng)的聲調(diào)讀音。教師即可據(jù)以講解。圖2是音高板，系用一塊敷銅板平行等距地劃成50多條并加電阻制成。7是劃開的絕緣線，8為銅皮，作防銹處理。6是炭膜電阻。9是較粗較深的絕緣溝槽，填入顏料表示5度音高線。10為固定螺絲孔，共有四個。圖3是本機電原理圖，虛線框內(nèi)為集成電路，當(dāng)然也可用分立元件組裝，T1、T2、D1和有關(guān)電阻組成穩(wěn)壓電路，T3、T4和外接元件構(gòu)成阻容振蕩電路。T3的下偏流電阻W1可調(diào)整音高。17是畫調(diào)筆，即
圖1的5，接電池的負極。11～16～n是做在音高板上的50多個電阻(即圖2的6)。17與11～n接觸時，由于振蕩槽路電阻阻值的改變，喇叭即發(fā)出不同頻率的聲音。因銅皮連接緊密，間隙很小，電阻與頻率的改變有滑動感，故可模仿人的聲調(diào)語音。W3用以調(diào)整五度的音域。T5至T9均為音頻放大器。W2是音量電位器。電源電壓用6V。
圖2音高板的電阻6是用炭膜電阻漿料涂在敷銅板上做成的(作防潮處理)，要求各條間阻值準(zhǔn)確，使振蕩頻率符合G／D＝2的要求，即5度頻率為1度的2倍，2、3、4度等分。6與W3并聯(lián)，其總阻值應(yīng)在20千歐左右，呈上大下小的對數(shù)分布(阻值為上小下大)。除五條音高線外，各條絕緣線的寬度均不大于0.2mm，以免畫調(diào)時有阻礙感。
圖4表明機內(nèi)各部件間的聯(lián)接關(guān)系。21是機箱后蓋側(cè)視圖。18是做在后蓋上的電池倉(也可以做在機箱內(nèi))，內(nèi)裝3～6V電池。19為音高板的背面，上下各有一導(dǎo)線通23。23是一塊穩(wěn)壓、低頻振蕩加功率放大的集成電路(也可用分立元件)，裝在印刷線路板22上。24為調(diào)節(jié)音域的電位器，與音高板并聯(lián)后接集成電路。26為調(diào)節(jié)音高的電位器，一端接電源負，另一端接集成電路。27為調(diào)音量電位器，一端接電源正，另一端接喇叭和集成電路輸出。電源正極輸入集成電路，負極通過一個耳機插座20入集成電路。當(dāng)畫調(diào)筆5所帶插頭插入時，20兩接點連通，儀器即開始工作。同時畫調(diào)筆上也帶了負電，可在音高板上畫調(diào)發(fā)音。不用時拔出5上插頭，電源即切斷。
取下調(diào)型板2(有螺釘固定)，露出下面的音高板(圖2)，即可用畫調(diào)筆5在音高板上畫任何一種曲線，喇叭即發(fā)出這種曲線的聲音。于是演示器就可改作聲調(diào)測定器，用以測定各地方言聲調(diào)的調(diào)值。測定的準(zhǔn)確性與使用者的知識和聽辨能力有關(guān)，故須經(jīng)一定時間的訓(xùn)練，但并不難于掌握。一般大學(xué)中文系學(xué)生經(jīng)一兩天學(xué)習(xí)均可熟練。因人耳本具有分析基頻的能力，只要所畫曲線發(fā)出的聲音與方言發(fā)音人的發(fā)音基頻相同或聽起來“象”，這條曲線就是該聲調(diào)的調(diào)型線了。據(jù)我分析，漢語共有11種調(diào)式(調(diào)型線的形狀)、28種調(diào)型。學(xué)習(xí)者應(yīng)對此有一定的了解，方能得心應(yīng)手。
畫在音高板上的曲線，也可照樣畫到紙上，把調(diào)值記錄下來流傳久遠。也可將別人發(fā)表在印刷品上的聲調(diào)曲線化為該聲調(diào)的讀音，只要照該曲線在音高板上畫一下即可。從而可實現(xiàn)聲調(diào)調(diào)值的測定、記錄和交流。
本機作為演示器可供大中小學(xué)語文教師使用，也可供學(xué)生自己動手做實驗，以加深印象。作為測定器則可供語言和方言研究者使用。
權(quán)利要求1.一種聲調(diào)教學(xué)儀器，其特征是以一塊低頻振蕩電路為中心，聯(lián)結(jié)3～6V電源、音高板、畫調(diào)筆、音高電位器、音量電位器和喇叭所組成，在音高板上復(fù)有一塊用塑料制作的調(diào)型板。
2.按照權(quán)利要求1所說的音高板，其特征是用敷銅板劃成許多橫條再用電阻連接起來構(gòu)成的。
3.按照權(quán)利要求1所說的調(diào)型板，其特征是在絕緣板上按照普通話四聲和兩種輕聲的調(diào)型線鏤空后做成的，并有等分的五度音高線和校音孔。
4.按照權(quán)利要求1所說的聲調(diào)教學(xué)儀器，其特征是既可以用畫調(diào)筆在調(diào)型板上依照調(diào)型線畫出普通話聲調(diào)進行教學(xué)演示和實驗，也可以取下調(diào)型板，從而可在音高板上畫無限的曲線，測定、記錄和聽取各種聲調(diào)的調(diào)值。
5.按照權(quán)利要求2所說的電阻，其特征是用炭膜電阻的漿料涂在音高板的旁邊做成的。
6.按照權(quán)利要求1所說的聲調(diào)教學(xué)儀器，其特征是所說的調(diào)型板和音高板上均有五度音高線，將音高頻率按11.251.51.752等分，并且在外形上也是等分的。
專利摘要一種用于漢語聲調(diào)教學(xué)與研究的儀器，由音頻振蕩及放大電路、音高板、調(diào)型板和畫調(diào)筆等構(gòu)成。依據(jù)調(diào)型板用畫調(diào)筆在音高板上畫一下調(diào)型線，儀器即發(fā)出相應(yīng)的聲調(diào)讀音，可供語文教師演示說明聲調(diào)的本質(zhì)、普通話四聲調(diào)號的由來，供學(xué)生模仿、學(xué)習(xí)普通話聲調(diào)的正確發(fā)音，供語言與方言工作者測定方言聲調(diào)的調(diào)值。
文檔編號G09B19/04GK2034723SQ8820032
公開日1989年3月22日 申請日期1988年1月12日 優(yōu)先權(quán)日1988年1月12日
發(fā)明者鄭驊雄 申請人:鄭驊雄