Комплекс аудио-видеосвязи со специальными возможностями "rinel-lingo audio-video" для операторов компьютеров

Комплекс аудио-видеосвязи со специальными возможностями "rinel-lingo audio-video" для операторов компьютеров

Реферат

 

Изобретение относится к сбору, обработке и обмену аудио-, видеоинформацией с помощью аудиовизуальной связи между операторами компьютеров и может использоваться для обучения и контроля знаний, в частности для преподавания иностранного языка и информатики. Комплекс содержит центральный компьютер, компьютеры учащихся, один или несколько аудиокоммутаторов и видеокоммутаторов, а также аудиокарты и видеокарты. Аудиокоммутаторы последовательно соединены по аудиоканалу и каналу управления, посредством которого аудиокоммутаторы подключены к центральному компьютеру. Видеокоммутаторы последовательно соединены по видеоканалу, каждый из которых подключен по управляющему каналу к соответствующему аудиокоммутатору. Каждая аудиокарта подключена к звуковой карте соответствующего компьютера и связана с аудиокоммутатором. Каждая видеокарта подключена к видеокарте и монитору соответствующего компьютера и связана с видеокоммутатором. Технический результат - возможность произвольного соединения между собой в видеогруппы с возможностью соединения и разъединения видеогрупп с одного компьютера. 13 ил.

Изобретение относится к сбору, обработке и обмену аудио-, видеоинформацией с помощью аудиовизуальной связи между операторами компьютеров и может использоваться для обучения и контроля знаний обучаемых (операторов), в частности для преподавания иностранного языка и информатики.

Изобретение позволяет операторам компьютеров осуществлять аудио- и видеосвязь между собой, а также осуществлять эти виды связи между операторами, объединенными в одну группу.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является комплекс (П. РФ № 200120464/28, заяв. 04.08.2000, опубл. 27.02.2001 г., кл. МПК G 09 В 7/07 "Комплекс для контроля знаний обучаемых").

Недостатками данного комплекса являются:

- он ориентирован на работу с конкретной группой обучаемых и с заранее запрограммированными эталонными ответами;

- нет возможности формирования по желанию преподавателя групп, обучаемых с возможностью аудио- и видеосвязи.

Сущность предлагаемого изобретения выражается в наличии существенных признаков, достаточных для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата, а именно:

- операторы компьютеров (далее операторы), охваченные аудиосвязью, имеют возможность соединяться между собой в аудиогруппы произвольным образом (т.е. в аудиогруппу может входить от двух до всех операторов, охваченных аудиосвязью, и конкретный оператор одновременно может входить только в одну аудиогруппу). При этом члены одной аудиогруппы могут поддерживать аудиосвязь между собой и не мешать членам другой аудиогруппы. Всего может быть образованно несколько аудиогрупп. Максимальное количество операторов, которых можно охватить аудиосвязью, и максимальное количество аудиогрупп, которое может быть для них создано, зависит от конкретной технической реализации (для приведенной ниже реализации с помощью одного аудиокоммутатора можно охватить аудиосвязью до 16 операторов и создать до 8 адиогрупп для этих операторов);

- управление соединением и разъединением аудиогрупп осуществляется с одного компьютера (для учебного компьютерного класса это компьютер преподавателя);

- если оператор входит в аудиогруппу, то он слышит в наушниках смешанный звук, синтезируемый его собственным компьютером, и звук, идущий от микрофонов и компьютеров других операторов, входящих в одну с ним аудиогруппу;

- для того, чтобы сообщение смог услышать и оператор, который снял наушники, реализована "громкоговорящая" связь;

- на аудиокоммутаторе присутствует один или несколько портов (разъемов), с помощью которых пользователь может увеличивать количество операторов охваченных аудиосвязью за счет подключения таких же аудиокоммутаторов. Для приведенной ниже реализации таким образам может быть объединено до 16 аудиокоммутаторов и общее количество операторов, охваченных аудиосвязью, может достичь 240, а количество аудиогрупп 128. На аудиокоммутаторе присутствует также порт (разъем) для управления видеокоммутатором;

- операторы, охваченные видеосвязью, имеют возможность соединяться между собой в видеогруппы произвольным образом (т.е. в видеогруппу может входить от двух до всех операторов, охваченных видеосвязью, и конкретный оператор одновременно может входить только в одну видеогруппу). В видеогруппе изображение с экрана монитора одного из операторов, входящих в эту группу, передается на экраны мониторов всех других операторов этой видеогруппы. Максимальное количество операторов, которых можно охватить видеосвязью, и максимальное количество видеогрупп, которое может быть для них создано, зависит от конкретной технической реализации (для приведенной ниже реализации с помощью одного видеокоммутатора можно охватить видеосвязью до 16 операторов и создать одну видеогруппу для этих операторов);

- управление соединением и разъединением видеогрупп осуществляется с одного компьютера (для учебного компьютерного класса это компьютер преподавателя);

- пользователь может увеличивать количество операторов, охваченных видеосвязью, за счет подключения нескольких видеокоммутаторов. Для приведенной ниже реализации возможно объединение до 16 видеокоммутаторов и общее количество операторов, охваченных видеосвязью, может достичь 240, а видеогруппа остается одна;

- в структуре управляющей информации, с помощью которой управляются аудиокоммутаторы и видеокоммутаторы, присутствует специальная информация, которая определяет, к какому конкретно устройству (по типу и порядковому номеру) относится последующая управляющая информация. Типы устройств могут быть аудиокоммутаторы, видеокоммутаторы и другие устройства.

Предлагаемая аудио-, видеосвязь, с описанными специальными возможностями, наиболее эффективно может быть использована операторами учебного компьютерного класса (в этом случае операторами являются преподаватель и учащиеся этого класса),

Техническое решение, позволяющее достичь перечисленных возможностей, реализовано в промышленном изделии с фирменным названием - мультимедиа-лингафонный комплект RINEL-LINGO AUDIO и в изделии с фирменным названием - мультамедиа-лингафонный комплект RINEL-LINGO VIDEO. В состав комплекта входит программное обеспечение RINEL-LINGO, разработанное компанией RINEL^® для управления всем комплексом.

На фиг.1 показана общая схема подключения комплекта RINEL-LINGO AUDIO и комплекта RINEL-LINGO VIDEO.

В мультимедиа-лингафонный комплект RINEL-LINGO AUDIO входят аудиокоммутатор RINEL-LINGO AUDIO и LINGO-карты (на каждый компьютер по одной карте). В комплект также входят другие изделия, но существенного значения для описания изобретения они не имеют.

Аудиокоммутатор RINEL-LINGO AUDIO состоит из следующих компонентов:

- корпус;

- материнская плата – 1 шт.;

- абонентская плата - 1-8 шт.

На фиг.2 показана общая схема подключения компьютера через LINGO-карту (LINGO-карта вставляется в PCI или ISA слот компьютера).

Если на звуковой карте имеется гнездо L-OUT (линейный выход), то черный разъем (L-IN) перемычки необходимо подключить к этому гнезду (см. фиг.2). Если гнездо L-OUT отсутствует, то черный разъем перемычки необходимо подключить к гнезду SPK.

Конструктивно входы и выходы MIK,SPK,LINGO,L-IN,L-OUT на Lingo-карте могут быть выполнены различным образом.

С помощью LINGO-карты осуществляется подключение каждого компьютера, что позволяет:

- избавиться от присутствия входного сигнала в выходном, т.е. избавиться от трудно контролируемых обратных связей. Имеется ввиду входной и выходной сигналы, с помощью которых передается звук от операторского места к аудиокоммутатору и обратно (на LINGO-карте разъем LINGO, см. фиг.2). Смешивание же сигналов происходит только на выходе, к которому подключаются наушники;

- иметь качественный и одинаковый по параметрам на всех операторских местах микрофонный вход;

- существенно упростить акустическую настройку и повысить стабильность функционирования системы, что для специфических особенностей эксплуатации учебного компьютерного класса имеет большое значение.

В мультимедиа-лингафонный комплект RINEL-LINGO VIDEO входят видеокоммутатор RINEL-LINGO VIDEO и VIDEO LINGO-карты (на каждый компьютер по одной карте). В комплект также входят другие изделия, но существенного значения для описания изобретения они не имеют.

Видеокоммутатор RINEL-LINGO VIDEO состоит из следующих компонентов:

- корпус;

- материнская плата - 1 шт.;

- абонентская плата - 1-8 шт.

На фиг.3 показан общий вид планки VIDEO LINGO-карты (VIDEO LINGO-карта вставляется в PCI или ISA слот компьютера).

Разъем V-IN соединяется с выходом видеокарты компьютера. К разъему V-OUT подключается монитор компьютера (см. фиг.3). Через разъем LINGO-OUT поступает видеосигнал от компьютера на видеокоммутатор. Через разъем LINGO-IN поступает видеосигнал от видеокоммутатора на компьютер. Через разъем LINGO-CTRL поступает управляющий сигнал от аудиокоммутатора или напрямую от компьютера. Этот управляющий сигнал переводит VIDEO LINGO-карту в одно из двух возможных рабочих состояний: в первом рабочем состоянии видеосигнал, поступающий от видеокарты компьютера на разъем V-IN, проходит на разъем V-OUT и разъем LINGO-OUT, во втором рабочем состоянии на разъем V-OUT проходит видеосигнал, поступающий от видеокоммутатора через разъем LINGO-IN.

Конструктивно разъемы LINGO-CTRL, LINGO-IN, LINGO-OUT (сокращенно соответственно L-CTRL, L-IN, L-OUT) могут быть выполнены различным образом, в том числе в виде одного разъема.

Способ соединения аудикоммутаторов и видеокоммутаторов между собой для увеличения количества операторов, охваченных аудио- и видеосвязью, приведен на фиг.4.

На фиг.4 показаны:

А1, А2...А16 - аудиокоммутаторы;

V1, V2...V16 - видеокоммутаторы;

ctrl - управляющий сигнал;

as - аудиосигнал;

vs - видеосигнал.

Аудиокоммутаторы соединяются между собой по каналу управления и по аудиоканалу.

По каналу управления аудиокоммутаторы соединяются между собой последовательно таким образом, что управляющий сигнал идет от управляющего компьютера к первому аудиокоммутатору (к разъему CTRL-IN) и далее передается от первого аудиокоммутатора ко второму аудиокоммутатору (от разъема CTRL-OUT к разъему CTRL-IN) (см. фиг. 4). Передача управляющего сигнала от второго аудиокоммутатора к третьему аудиокоммутатору, от третьего к четвертому и т.д. происходит таким же способом, как и описанный способ передачи управляющего сигнала от первого аудиокоммутатора ко второму. В структуре управляющего сигнала ctrl предусмотрена специальная информация, определяющая, к какому именно аудиокоммутатору будет относиться последующая управляющая информация, и, таким образом, можно управлять любым аудиокоммутатором из соединенных между собой.

По аудиоканалу аудиокоммутаторы соединяются между собой через те же аудиовходы и аудиовыходы, к которым подключаются LINGO-карты. Аудиовходы и аудиовыходы на одном аудиокоммутаторе можно использовать только парные, т.е. номер аудиовхода должен совпадать с номером аудиовыхода. Например, на аудиокоммутаторе N1 выбирается аудиовход N3 и аудиовыход N3, а на аудиокоммутаторе N2 выбирается аудиовход N5 и аудиовыход N5. В этом случае аудиовход N3 и аудиовыход N3 на аудиокоммутаторе N1 соединяются соответственно с аудиовыходом N5 и аудиовходом N5 на аудиокоммутаторе N2.

Так как аудиокоммутаторы позволяют создавать аудиогруппы, то для аудиокоммутаторов, соединенных между собой вышеописанным способом, можно создать одну общую аудиогруппу и, таким образом, операторы, подключенные к этой аудиогруппе, и в тоже время подключенные к разным аудиокоммутаторам, могут иметь аудиосвязь между собой.

Увеличивая количество соединений по аудиоканалам между аудиокоммутаторами можно увеличивать количество аудиогрупп, общих для этих аудиокоммутаторов, но на практике достаточно одной общей аудиогруппы.

Для аудиокоммутаторов RINEL-LINGO реализована возможность соединения до 16 аудиокоммутаторов.

На видеокоммутатор управляющий сигнал ctrl поступает на разъем CTRL-IN с разъема CTRL-VIDEO аудиокоммутатора. Если используются несколько соединенных между собой аудикоммутаторов, то видеокоммутаторы подключаются по управляющему каналу к каждому соответствующему аудиокоммутатору. В структуре управляющего сигнала предусмотрена специальная информация, определяющая, к какому именно видеокоммутатору будет относиться последующая управляющая информация. В структуре управляющего сигнала предусмотрена также специальная информация, определяющая, к какому типу коммутатора (аудиокоммутатор или видеокоммутатор) относится последующая управляющая информация.

По видеоканалу видеокоммутаторы соединяются между собой последовательно, аналогично тому, как это было описано для соединения аудиокоммутаторов по аудиоканалу. По видеоканалу аудиокоммутаторы соединяются между собой через те же видеовходы и видеовыходы, к которым подключаются VIDEO LINGO-карты. Видеовходы и видеовыходы на одном видеокоммутаторе можно использовать только парные, т.е. номер видеовхода должен совпадать с номером видеовыхода. Например, на видеокоммутаторе N1 выбирается видеовход N4 и видеовыход N4, а на аудиокоммутаторе N2 выбирается видеовход N6 и видеовыход N6. В этом случае видеовход N4 и видеовыход N4 на видеокоммутаторе N1 соединяются соответственно с видеовыходом N6 и видеовходом N6 на видеокоммутаторе N2.

Так как видеокоммутаторы позволяют создавать видеогруппы, то для видеокоммутаторов, соединенных между собой вышеописанным способом, можно создать общую видеогруппу и, таким образом, операторы, подключенные к этой видеогруппе, и в тоже время подключенные к разным видеокоммутаторам, могут иметь видеосвязь между собой.

Для видеокоммутаторов RINEL-LINGO реализована возможность соединения до 16 видеокоммутаторов.

Предлагаемый способ соединения аудиокоммутаторов и видеокоммутаторов может быть и другим. Важно, чтобы управляющий сигнал ctrl был доставлен до каждого аудиокоммутатора и видеокоммутатора, а аудиокоммутаторы соединены по аудиоканалу и видеокоммутаторы соединены по видеоканалу. Например, к одному аудиокоммутатору можно подсоединить несколько аудиокоммутаторов по аудиоканалу, а к одному видеокоммутатору можно подсоединить несколько видеокоммутаторов по видеоканалу.

Используя ниже описанные структурные схемы, можно реализовать аудио-, видеокоммутатор, в котором объединены и аудиокоммутатор и видеокоммутатор, а в одной AUDIO-VIDEO LINGO-карте можно объединить LINGO-карту с VIDEO LINGO-картой.

Аудиокоммутатор может использоваться, как самостоятельная система без видеокоммутатора, в этом случае видеосвязь может не использоваться, или эта видеосвязь может быть реализована другими способами, например программно с использованием стандартных компьютерных сетей передачи данных (реализована компанией RINEL в программном обеспечении RINEL-LINGO).

Видеокоммутатор также может использоваться, как самостоятельная система без аудиокоммутатора, в этом случае аудиосвязь может не использоваться, или эта аудиосвязь может быть реализована другими способами, например, программно с использованием стандартных компьютерных сетей передачи данных.

Приведенные ниже структурные схемы описывают конкретную техническую реализацию на 16 операторов для одного коммутатора с возможностью соединения до 16 коммутаторов между собой. Однако изобретение, описанное этими структурными схемами, может быть применено для реализации аудио- и видеокоммутаторов на разное количество операторов (меньше или больше 16), на разное количество аудиогрупп (меньше или больше 8), на разное количество видеогрупп (больше одной) и на разное количество возможных соединений этих аудио- и видеокоммутаторов между собой (меньше или больше 16).

На фиг.5 приведена структурная схема для LINGO-карты.

На фиг.5 as/1, as/2.... as/4 - аудиосигналы. Способ передачи аудиосигнала зависит от конкретной реализации - это может быть стандартный способ или нестандартный, специально разработанный, способ.

Разъемы MIC, SPK, L-OUT, L-IN, LINGO-OUT, LINGO-IN конструктивно могут быть выполнены различным образом, например разъемы LINGO-OUT, LINGO-IN могут быть выполнены в виде одного разъема RJ45 (маркируется как LINGO).

MIC - разъем для подключения микрофона оператора.

SPK - разъем для подключения наушников оператора.

L-IN - разъем для подключения к аудиовыходам компьютера L-OUT или SPK.

L-OUT - разъем для подключения к аудиовходу компьютера L-IN.

LINGO-OUT - разъем для подключения к аудиовходу аудиокоммутатора RINEL-LINGO AUDIO.

LINGO-IN - разъем для подключения к аудиовыходу аудиокоммутатора RINEL-LINGO AUDIO.

- сумматор. Смешивает входные сигналы в один выходной.

На наушники оператора поступает смешанный сигнал с разъемов L-IN и LINGO-IN.

На выход LINGO-OUT поступает смешанный сигнал с разъемов MIC и L-IN.

Аудиосигнал с микрофона поступает также на разъем L-OUT.

При реализации приведенной структурной схемы в конкретном изделии большое значение имеет качество реализации, в частности важно качественно реализовать микрофонный вход и цепи передачи аудиосигнала с микрофонного входа.

На фиг.6 показана структурная схема аудиокоммутатора RINEL-LINGO AUDIO.

На фиг.6 as1, as2... asl6 - аудиосигналы от компьютеров с разъемов LINGO-OUT соответствующих LINGO-карт.

На разъемы A-IN1, A-IN2.... A-IN16 подаются аудиосигналы с разъемов LINGO-OUT соответствующих LINGO-карт.

С разъемов A-OUT1, A-OUT2.... A-OUT16 аудиосигналы подаются на разъемы LINGO-IN соответствующих LINGO-карт.

На разъем CTRL-IN поступает управляющий сигнал ctrl с управляющего компьютера, с помощью управляющего сигнала ctrl происходит управление всем аудиокоммутатором RINEL-LINGO AUDIO.

CTRL-OUT - разъем для подключения такого же аудикоммутатора. Через этот разъем передается управляющий сигнал ctrl на другой аудиокоммутатор.

CTRL-VIDEO - разъем для подключения видеокоммутатора. Через этот разъем передается управляющий сигнал ctrl на видеокоммутатор.

1, 2... 8 - сумматоры. На сумматоре происходит смешивание всех аудиосигналов, поступающих на этот сумматор, и смешанный аудиосигнал подается на выход сумматора.

П1, П2... П16 - переключатели. С помощью этих переключателей аудиосигналы asl,as2.... asl6 направляются на любой из сумматоров 1,2.....8, при этом любой из этих аудиосигналов может быть направлен только на один из сумматоров или вообще не направлен ни на один сумматор.

С каждого сумматора выходит один смешанный аудиосигнал sas, соответственно с сумматора 1 выходит сигнал sas1, с сумматора 2 - sas2 и т.д.

С помощью переключателей ПП1, ПП2... ПП16 аудиосигналы sas1, sas2... sas8 направляются выборочно на разъемы A-OUT1, A-OUT2.... A-OUT16. Выбор происходит таким образом, что на конкретный разъем A-OUT направляется конкретный аудиосигнал sas, если в этот сигнал sas входит аудиосигнал as с номером, равным номеру разъема A-OUT. Например, смешанный аудиосигнал sas1 получен в результате смешивания аудиосигналов as4, as5, as7, в этом случае аудиосигнал sas1 направляется на разъемы А-OUT4, A-OUT5, A-OUT7. Все переключения в аудиокоммутаторе управляются с помощью управляющего сигнала ctrl.

При реализации приведенных структурных схем в конкретном изделии могут быть применены различные схемы подавления шумов. На структурных схемах эти схемы подавления шумов не показаны, т.к. на суть технического решения они не влияют.

Приведенные структурные схемы на фиг.5 и фиг.6 рассчитаны на 16 операторов и 8 аудиогрупп, что отражает конкретную реализацию этой структурной схемы в мультимедиа-лингафонном комплекте RINEL-LINGO AUDIO, но эти же структурные схемы верны и для другого количества разъемов подключения операторов A-IN, A-OUT и количества аудиогрупп (определяется количеством сумматоров ), т.е. суть изобретения не меняется от количества реализованных каналов подключения операторов в конкретной реализации (в этом случае число 16 на структурной схеме можно заменить на любое число, большее или меньшее 16) и количества реализованных аудиогрупп (количество сумматоров может быть больше или меньше 8).

На фиг.7 показана структурная схема - для VIDEO LINGO-карты.

На фиг.7 vs/1, vs/2... vs/4 - видеосигналы, ctrl/0- управляющий сигнал. Способ передачи видеосигнала зависит от конкретной реализации - это может быть стандартный способ (RGB, video и т.д.) или нестандартный, специально разработанный, способ.

Разъем V-IN соединяется с выходом видеокарты компьютера. К разъему V-OUT подключается монитор компьютера. Через разъем LINGO-IN подключается видеокоммутатор RINEL-LINGO VIDEO, через этот разъем поступает видеосигнал от видеокоммутатора на компьютер. Через разъем LINGO-OUT подключается видеокоммутатор RINEL-LINGO VIDEO, через этот разъем поступает видеосигнал от компьютера на видеокоммутатор.

Через разъем LINGO-CTRL поступает управляющий сигнал от видеокоммутатора. Этот управляющий сигнал переводит VIDEO LINGO-карту (путем переключения переключателя "П") в одно из двух возможных рабочих состояний: в первом (на схеме обозначено цифрой 1) рабочем состоянии видеосигнал, поступающий от видеокарты компьютера на разъем V-IN, проходит на разъем V-OUT и разъем LINGO-OUT, во втором (на схеме обозначено цифрой 2) рабочем состоянии на разъем V-OUT проходит видеосигнал, поступающий от видеокоммутатора через разъем LINGO-IN. Если на разъем LINGO-CTRL не поступает управляющий сигнал, то переключатель находится в первом состоянии.

На фиг.8 показана структурная схема видеокоммутатора RINEL-LINGO VIDEO.

На фиг.8 vs1, vs2... vsl6 - видеосигналы от компьютеров с разъемов LINGO-OUT соответствующих VIDEO LINGO-карт.

На разъемы V-IN1, V-IN2....V-IN16 подаются видеосигналы с разъемов LINGO-OUT соответствующих VIDEO LINGO-карт.

С разъемов V-OUT1, V-OUT2.... V-OUT 16 видеосигналы подаются на разъемы LINGO-IN соответствующих VIDEO LINGO-карт.

С разъемов CTRL-OUT1, CTRL-OUT2... CTRL-OUT16 управляющие сигналы подаются на разъемы LINGO-CTRL соответствующих VIDEO LINGO-карт.

На разъем CTRL-IN поступает управляющий сигнал ctrl, с помощью которого происходит управление всем видеокоммутатором RINEL-LINGO VIDEO.

Из переключателей П1... П16 только один может быть замкнут, а все остальные должны быть разомкнуты, т.е. в любой момент времени передача видеосигнала происходит только с одного компьютера. Выбор состояния переключателей П1... П16 и переключателей П на VIDEO LINGO-картах позволяет добиться любой необходимой конфигурации системы. Управление всеми переключениями осуществляется с помощью управляющего сигнала ctrl через разъем CTRL-IN.

Порядок переключений (все переключения задаются управляющим сигналом через разъем CTRL-IN) может быть следующим:

- все VIDEO LINGO-карты переводят в состояние N1;

- размыкаются все переключатели П1... П16;

- замыкается один из переключателей П1... П16;

- переводятся в состояние N2 выбранные VIDEO LINGO-карты.

Приведенные структурные схемы на фиг.7 и фиг.8 позволяют осуществлять разнообразные варианты коммутации видеосигнала, но на практике не нужно одновременно передавать видеосигнал от компьютера к видеокоммутатору и от видеокоммутатора к компьютеру, в этом случае для передачи видеосигнала от компьютера к видеокоммутатору и от видеокоммутатора к компьютеру можно использовать один канал передачи видеосигнала.

Структурные схемы, использующие один канал передачи видеосигнала от компьютера к видеокоммутатору и от видеокоммутатора к компьютеру, показаны на фиг.9 и фиг.10

На фиг.9 показана структурная схема для VIDEO LINGO-карты с использованием одного канала передачи видеосигнала от компьютера к видеокоммутатору и от видеокоммутатора к компьютеру.

На фиг.10 показана структурная схема видеокоммутатора RINEL-LINGO VIDEO с использованием одного канала передачи видеосигнала от компьютера к видеокоммутатору и от видеокоммутатора к компьютеру.

Отличие в функционировании структурных схем на фиг.9 и фиг.10 от структурных схем на фиг.7 и фиг.8 заключается в следующем:

- VIDEO LINGO-карта может находится в двух состояниях:

в состоянии N1 переключатель ПП1 замыкается на 1, а переключатель ПП2 замыкается на 2. В этом состоянии видеосигнал от видеокарты компьютера поступает на монитор этого же компьютера и поступает на видеокоммутатор. В состоянии N1 VIDEO LINGO-карта находится также, если управляющий сигнал LINGO-CTRL отсутствует;

в состоянии N2 переключатель ПП1 замыкается на 2, а переключатель ПП2 находится в разомкнутом состоянии. В этом состоянии видеосигнал от видеокоммутатора поступает на монитор компьютера;

- входы и выходы для видеосигналов объединены - разъемы V-IN1, V-IN2.... V-IN16 совмещены соответственно с разъемами V-OUT1, V-OUT2.... V-OUT16;

- порядок переключении может быть следующим:

размыкаются все переключатели П1... П16;

переводятся в необходимое состояние (N1 или N2) VIDEO LINGO-карты на рабочих местах;

замыкаются выбранные переключатели из П1, П2.. П16. Номера переключателей должны соответствовать номерам рабочих мест, входящих в одну группу. Среди этих выбранных рабочих мест только одно рабочее место должно транслировать видеосигнал (VIDEO LINGO-карта этого рабочего места должна находится в состоянии N1), а все остальные рабочие места, входящие в эту группу, должны принимать видеосигнал (VIDEO LINGO-карты этих рабочих мест должны находится в состоянии N2).

Кроме приведенных отличий в остальном описание функционирования структурных схем на фиг.9 и фиг.10 не отличается от описания функционирования структурных схем на фиг.7 и фиг.8.

Приведенные структурные схемы на фиг.7, фиг.8, фиг.9 и фиг.10 рассчитаны на 16 операторов, что отражает конкретную реализацию этих структурных схем в мультимедиа-лингафонном комплекте RINEL-LINGO VIDEO, но эти же структурные схемы верны и для другого количества каналов подключения операторов, т.е. суть изобретения не меняется от количества реализованных каналов подключения операторов в конкретной реализации (в этом случае число 16 на структурных схемах можно заменить на любое число, большее или меньшее 16).

Далее приводятся схемы электрические принципиальные для мультимедиа-лингафонного комплекта RINEL-LINGO AUDIO и описание их работы.

Описание работы абонентской платы согласно принципиальной схеме (см. фиг.11).

Функционально, абонентская плата состоит из двух устройств - абонентских ячеек, размещенных на одной печатной плате - встраиваемый модуль, соединяемый с остальной частью схемы через соединители типа PLD (разъем XI). Каждое устройство обеспечивает работу одного "абонента" или иначе, звукового канала. Принцип работы каждого из устройств одинаков. Состав каждого звукового канала следующий:

1-й канал:

микросхемы: DD1, DA1, DA1-1, DA5, DA7, DA9.2;

наборы резисторов: RP 1, RP1-1;

резисторы: R1, R14, R16, R18, R20, R22, R24, R26, R28, R30, R32, R34, R1-1, R2-1, R3-1;

конденсаторы: C1, С3, С5, С7, С9, С11, С13, С15;

светодиод: VD1;

разъемы: Х1-1;

2-й канал:

микросхемы: DD2, DA2, DA1-2, DA6, DA8, DA9.1;

наборы резисторов: RP2, RP1-2;

резисторы: R2, R15, R17, R19, R21, R23, R25, R27, R29, R31, R33, R35, R1-2, R2-2, R3-2;

конденсаторы: C1, С3, С5, С7, С9, C11, С13, С15;

светодиод: VD2;

разъемы: X1-2.

Конденсаторы С19-С40 являются блокировочными и стоят в цепях питания микросхем.

Дополнительным (необязательным подключаемым элементом) служит схема обеспечения работы громкоговорящих колонок: DA9.3, DA9.4, Х2, Х3, а также подключаемая цепь "приема" питания +12 V и -12 V через контакты разъема X1-2 от "учительской/питающей LINGO-CARD": S6, S8, С41, С42.

Рассмотрим принцип работы схемы на примере работы 1-го канала.

Звуковой сигнал от "абонента", передаваемый в дифференциальном виде по витой паре от канала передачи магистральной линии LINGO-Карты, поступает через разъем X1-1.1 ("+IN_M" и "-IN_M") на приемник дифференциального сигнала рассматриваемой абонентской ячейки. Схема приемника реализована на микросхеме DA1-1 и резисторов: R1-1, R2-1, R3-1. На выходе дифференциального приемника DA1-1(6) выходит сигнал в обычном однофазном виде и далее он проходит через полосовой фильтр с полосой пропускания звуковых колебаний от 220 Гц до 11000 Гц.

Полосовой фильтр состоит из последовательно соединенных элементов - фильтра низкой частоты (ФНЧ) Чебышева 4-го порядка и фильтра высокой частоты (ФВЧ) Баттерворта 4-го порядка.

ФНЧ реализован на элементах: DA5.2, DA5.4, R16, R18, R24, R26, С9, С13, С11, С15.

ФВЧ реализован на элементах: DA5.1, DA5.3, R20, R22, R28, R30, С1, С3, С5, С7.

"Отфильтрованный" звуковой сигнал поступает на половину сдвоенного 8-ми канального мультиплексора, реализованного на микросхеме DA1. Через данный мультиплексор по заданной комбинации сигналов управления - FN0, FN1, FN2, EN, LOAD/a - звуковой сигнал переключается на один из контактов - OUT0/a, OUT1/a,... OUT7/a. Совместная работа микросхем DD1 и DA1 обеспечивает заданное переключение. О том, что именно к данному мультиплексору поступила команда управления на заданное переключение, можно судить по световой индикации, реализованной на элементах R1, VD1.

Сигналы управления через шину, на которой установлен разъем X1, генерируются схемой управления материнской платы, преобразующей управляющие коды компьютерной программы RINEL-LINGO через последовательный порт СОМ1/2.

Таким образом, все, сказанное выше, описывает работу абонентской ячейки по приему дифференциального сигнала, снимаемого с магистральной линии - витой пары. Ниже приводится описание работы схемы по передаче однофазных звуковых сигналов через дифференциальный драйвер в магистральную линию по другой витой паре.

По одному из заданных компьютерной программой проводников IN0/a,b... IN7/a,b звуковой сигнал попадает через сигнальную шину материнской платы на соответствующий вход второй половины мультиплексора, "обслуживающего" работу другого звукового канала абонентской ячейки. Принятый от LINGO-Карты дифференциальный звуковой сигнал, пройдя через дифференциальный приемник и полосовой фильтр, в обычном однофазном виде, поступив на один из заданных программой RINEL-LINGO проводников сигнальной шины материнской платы (OUT0/a... OUT7/a на абонентской ячейке), этот сигнал поступает через разъем XI на цепи с номерами: IN0/a,b, IN1/a,b,... IN7/a,b. На каждом из этих проводников может присутствовать однофазный звуковой сигнал, поступающий через соответствующую цепь приема дифференциального сигнала каждой конкретной абонентской ячейки. Этот сигнал представляет из себя сумму однофазных звуковых сигналов, поступающих от аналоговых сумматоров, размещенных на материнской плате. Каждый сумматор может суммировать до 16-ти звуковых сигналов. При комбинации из 16-ти абонентов можно получить 8 различных звуковых групп. То есть все 16 абонентов слышат друг друга - в результате мы имеем одно звуковое поле или только пара абонентов слышат друг друга и таких пар только 8. Именно поэтому на второй вход сдвоенного 8-ми канального мультиплексора поступает 8 сигналов, обозначенных на схеме IN0/a,b... IN7/a,b. По заданной комбинации (DD1, DA1) коммутации звуковых сигналов полученная "смесь", пройдя через буферный усилитель DA7.1, проходит на один из входов передатчика дифференциального сигнала (так называемого "дифференциального драйвера"), реализованного на следующих элементах: DA7.3, DA7.4, PR1-1. Свой "собственный" сигнал (поступивший на вход DA1(2)) присутствует на выходе DA1 (32) в составе "смеси" с другими звуковыми сигналами, пройдя через буферный усилитель DA9.2, проходит на другой вход передатчика дифференциального сигнала. И далее, через разъем Х1-1 и контакты, обозначенные на схеме "+OUT_M" и "-OUT_M" уже в виде дифференциального сигнала, поступает на канал приема LINGO-Карты через линию ("магистраль"). Разъем Х1-1 (как и X1-2) представляет из себя розетку, устанавливаемую на печатной плате, для подключения стандартной 8-ми контактной вилки RJ-45, широко использующейся при монтаже витых пар. Как видно из схемы, для передачи звукового дифференциального сигнала от LINGO-Карты на вход абонентской ячейки используется одна витая пара ("+IN_M" и "-IN_M"). Для передачи "смешанного сигнала", т.е. суммы сигналов от других абонентов, сложенных на материнской плате, используется другая витая пара ("+OUT_M" и "-OUT_M"). Две других пары остаются незадействованными (за исключением случая, когда эти незадействованные пары, при определенной комбинации перемычек на материнской плате, LINGO-Карте и абонентской плате, используются для передачи питающего напряжения +12 V и -12 V, снимаемых с разъема материнской платы компьютера, на которой установлена соответствующая LINGO-Карта (иначе называемой "учительской" или "питающей").

Подстроечный резистор R34, стоящий в цепи обратной связи DA7.1, служит для компенсации разброса параметров резисторов, входящих в состав резисторной сборки RP1, для "сведения к нулю" своего "собственного" сигнала в процессе настройки абонентской платы. Как видно из схемы, "собственный" сигнал, назовем его "S", поступает по цепи со входа DA 1 (2) через один из проводников OUT0/a... OUT7/a на один из резисторов PR1 и далее на "компенсационный" буферный усилитель DA7.1 на один вход дифференциального драйвера - DA7.3(2) и DA7.4(5). "Смесь сигналов", в которой присутствует так же сигнал "S", поступает через DA1 (32) и буферный усилитель DA9.2, на другой вход дифференциального драйвера. Далее, на выходе дифференциального драйвера DA7.3(1) "собственный" сигнал присутствует со знаком "+S", а на втором выходе этого же дифференциального драйвера - со знаком "-S". Шумы, проникающие от других абонентов при их коммутации на входы передатчика дифференциального сигнала, так же будут присутствовать в прямом и инверсном виде. Таким образом, происходит компенсация своего "собственного" сигнала, поступающего на вход абонентской ячейки.

В линию (магистраль) абонента "возвращается" только "смесь" звуковых сигналов от других абонентов, скоммутированных по команде, задаваемой программой RINEL-LINGO.

Буферные усилители DA9.3 и DA9.4 служат для передачи "смеси" звуковых сигналов в аналоговом виде через разъемы Х2 и Х3 на активные или пассивные колонки громкоговорящей связи. Как видно из принципиальной схемы, на выход каждого из усилителей DA9.3 (8) и DA9.4 (7) допустимо подключить до двух пар колонок.

Описание работы LINGO-Карты согласно принципиальной схеме (см. фиг.12).

Функционально, LINGO-Карта состоит из четырех устройств, размещенных на одной печатной плате - встраиваемая в разъем PCI или ISA компьютерная плата (разъем Х5).

LINGO-Карта (в дальнейшем LC) обеспечивает работу одного "абонента" или иначе, звукового канала, соединяющего пользователя компьютера с абонентской ячейкой, размещенной на абонентской плате. Основная функция LC - "смешивание звуковых сигналов", поступающих от микрофона пользователя со звуковыми сигналами, генерируемых звуковой компьютерной платой, к которой подключена LC, преобразование полученной "смеси" из однофазного вида в дифференциальный, для передачи по одной магистрали - витой паре в абонентскую ячейку, а так же для принятия звукового дифференциального сигнала по другой, поступающего от абонентской ячейки, витой паре с преобразованием его к электрическому однофазному виду звукового колебания.

Состав каждого из входящих в LC устройств следующий:

Микрофонный усилитель:

микросхемы: DA1, DA2.1, DA2.2;

резисторы: R1-R10, R13, R17;

конденсаторы: C1, C3-C9, С13-С15;

разъемы: X1 "MIC", X2 ("Lin Out R", "Lin Out L").

Сдвоенный буферный усилитель:

микросхемы: DA7, DA2.4;

наборы резисторов: RP2;

разъемы: Х4 "SPK", X2 ("Line In R", "Line In L").

Приемник дифференциального сигнала:

микросхемы: DA3;

резисторы: R14-R16;

разъемы: Х3 ("+Line_In_M", "-Line_In_M").

Передатчик дифференциального сигнала (или иначе - дифференциальный драйвер):

микросхемы: DA2.3, DA5.2, DA5.3, DA5.4;

наборы резисторов: RP1;

резисторы: R29-R31;

разъемы: Х3 ("+Line Out М", "-Line Out M").

Конденсаторы С27-С30, С35-С46 являются блокировочными и стоят в цепях питания микросхем. Так же для подавления импуль