Устройство для преобразования речевого сигнала

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ .. К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3319485/18-21 (22) 05.02.82 (46) 30.10.83 ° Бюл. 11 40 (72) Т. А. Алиев и Р, М. Кадымов

Инс™тУт кибернетики АН Азербайджанской ССР (53) 62 1.317(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР и 224600, кл. Н 03 К 13/22, 1968.

2. Патент С(ИА 1(3750024, кл. 340-347, 1975. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ РЕЧЕВОГО СИГНАЛА, содержащее источник речевого сигнала, последовательно соединенные передающий фильтр, дельта-кодер, мультиплексор, демультиплексор, дельта-декодер, приемный фильтр и цифроаналоговый преобразователь, а также дваблока управления, выход первого из которых подключен к второму входу мультиплексора, второй вход приемного фильтра подключен к, второму выходудемультиплексора, выхо" ды второго блока управления соответственно подключены к вторым входам демультиплексора и цифроаналогового преобразователя, а первый вход демультиплексора соединен с входом второго блока управления, от л и ч а ющ е е с я тем, что,с целью повышения надежности работы устройства, в него дополнительно введены нуль-орган, триггер управления, два одновибратора и пять элементов И,.причем выход источника речевого сигнала подключен к перрому входу нуль-органа, выход которого через первый и второй элементы И подключен соответственно к входам первого и второго одновибрато" ров, инверсные и прямые выходы которых соответственно подключены к вхо. дам третьего и четвертого элементов

И, а инверсный выход первого одновибратора подключен также к первому входу пятого элемента И, к второму входу которого подключен второй вход первого элемента И и единичный выход триггера управления, нулевой выход которого -подключен к второму входу второго элемента И, а установочный и счетный входы.триггера. управле" ния подключены к второму и третьему выходам первого блока:управления, четвертый и пятый выход которого подключены соответственно к второму входу нуль-органа и первому входу передающего фильтра,-.при этом. выходы третьего, четвертого и пятого элементов И подключены соответственно к второму, третьему и четвертому входам передающего фильтра.

45

1 1051

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к преобразованию информации, и может быть использовано для кодирования речевых сигналов, Известно устройство для преобразования информации методом дельтамодуляции, содержащее дельта-модулятор, блок управления P), Однако известное устройство не обеспечивает кодирование сигналов 1Þ с широким спектральным составом, Дельта-модулятор, используемый в устройстве сложен по конструкции.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для преобразования. рече вого сигнала, содержащее источник речевого сигнала, последовательно соединенные передающий фильтр, дель-,,та-кодер, мультиплексор, демультиплеф 20 сор, дельта -декодер, приемный фильтр и цифроаналоговый преобразователь, а также два блока управления, выход .первого из которых подключен к второму входу мультиплексора, второй д вход приемного фильтра подключен к второму выходу демультиплексора, выходы второго блока управления соот вет ст вен но под ключе ны к вторым входам демультиплексора и цифроаналогового преобразователя, а первый вход демультиплексора соединен с входом второго блока управления (2) .

Недостатком устройства является то, что оно содержит аналого-цифро35 вой преобразователь и параметрический куль кулятор, каждый иэ которых, в отдельности представляет собой довольно сложный блак, иэ-за чего

40 устройство в целом характеризуется недостаточно высокой надежностью.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства. .Поставленная цель достигается тем, что в устройство для преобразования речевого сигнала, состоящего из источника речевого сигнала, последовательно соединенных передающего

Фильтра, дельта-кодера, мультиплек50 сора, демультиплексора, дельта-деко11ера, приемного фильтра и цифроаналогового преобразователя, а также двух блоков управления, выход первого иэ которых подключен к второму входу мультиплексера, второй вход приемного фильтра подключен к второму выходу демультиплексера, выходы второго блока управления соответственно

7О6 подключены к вторым входам демультиплексера и цифроаналогового преобразователя, а первый вход демультиплексера связан с входом второго блока управления, в него дополнительно введены нуль-орган, триггер управления, два одновибратора и.пять элементов И, причем выход источника речевого сигнала подключен к первому входу нульоргана,. выход которого через первый и второй элементы И соответственно подклю ен к входам. первого и второго одновибраторов, инверсные и прямые выходы которых. соответственно подклюuew к входам третьего .и .четвертого элементов И,.а инверсный. выход первого одновибратора .также подключен к первому входу пятого элемента И, к второму входу которого подключен второй .вход первого элемента И и . единичный выход триггера управления, нулевой выход которого подключен к второму входу второго элемента И, а .установочный и счетный входы триггера управления подключены к второму и третьему выходам nepaoro блока управления, четвертый и пятый выходы которого соответственно подключены к второму входу нуль-органа и первому входу передающего фильтра, при этом выходы третьего, четвертого и пятого элементов И подключены к второму, третьему и четвертому входам передающего фильтра. !

На фиг.1 приведена блок-схема устройств а для преобразования речевого сигнала; на фи.r,.2 - временная диаграмма его работы.

Устройство для преобразования речевого сигнала содержит (фиг.1) источник 1 речевого сигнала, нульорган 2, первый элемент И 3, второй элемент И 4, триггер 5 управления, первый одновибратор 6, второй одновибратор 7, третий элемент И 8, четвертый элемент И 9, пятый элемент И 10, передающий фильтр 11, дельта-кодер 12, мультиплексор 13, блок 14 управления, блок 15 управления, демультиплексор 16, дельтадекодер 17, приемный фильтр 18, цифроаналоговый преобразователь 19.

Устройство для преобразования речевого сигнала работает следующим образом.

8 исходном положении триггер 5 управления сигналом с выхода блока

14 управления установлен в "0".Речь, подлежащая преобразованию и переда10;17О6

«e, c выхода исго«ника } ре«евого сигнала поступает на первый вход нуль-органа 2. При пуске устройства на выходе блока 14 управления вырабатывается сигнал (фиг.2с}), который устанавливает триггер 5 управления в единичное состояние (фиг.26). Положительный потенциал с единичного, выхода триггера 5 управления посту. пает на входы элементов И 3 и И 10. 10

На другой, вход элемента И 10 от ин- версного выхода одновибратора 6 по-ступает сигнал высокового уровня и, благодаря этому, начиная с момента установки триггера 5 управления в единичное состояние, на выходе элемента И 10 появляется сигнал положительной полярности (фиг.2н). С момента установки триггера 5 управления в единичное состояние от другого выхода 20 блока 14 управления.на второй вход .нуль-органа 2 поступает пилообразное напряжение (фиг.2ф).. В момент равенства аналогового речевого сигнала с пилообразным напряжением на выходе нуль-органа 2 вырабатывается сигнал (фиг.2 ). Промежуток времени от начала пилообразного. напряжения до появления сигнала равенства на выходе нуль-оргаяа 2 будет пропорционален значению аналоговой величины в данный момент времени. Сигнал равенства, полу чаемый с выхода нул ь-ор гана 2, поступает на первые входы элементов

И 3 и И 4, проходит через открытый

35 сигналом с единичного выхода триггера 5 управления элемент И 3 .{фиг.2 ) и запускает одновибратор 6.

При этом на прямом выходе одновибратора 6 формируется потенциал положительной полярности (фиг.2 К), а на инверсном выходе формируется потенци-. ал обратной полярности (фиг.2)) . 8 результате в этот момент на инверсном выходе одновибратора 6 вырабатывается сигнал низкого уровня и запирается элемент И 10. Следовательно, с момента установки триггера 5 управления в единичное состояние до момента равенства входного аналогового и компенсирующего пилообразного на50 пряжения, на обоих входах элемента

И 10 имеются потенци алы высокого уровня и на его выходе вырабатывается сигнал положительной полярности, длительность которого пропорциональ-55 на значению первого отсчета речевого сигнала (фиг.2н) . Этот первый отсчет на передающем фильтре 11 кодируется и через дельта-кодер 12 и мультиплексор 13 передается через канал связи (не показано) и, благодаря этому, на приемной стороне на цифроаналоговом преобразователе 19 устанавливается соответствующее начальное значение вос стан а влив аемого си гнала.

S следующем шаге преобразования сигнал с выхода блока 14 управления поступая на счетный вход триггера

5 управления, устанавливает его в нулевое положение (фиг.2 о), запирают. ся элементы И З.,и И 10, открывается элемент И 4. Аналогично вышеописанному, в момент равенства аналогового речевого сигнала с пилообразным напряжением на выходе нуль-органа 2. получается сигнал (фиг.21), который через открытый элемент И 4 (фиг.2e) запускает одновибратор 7. При этом на прямом выходе одновибратора 7 формируется потенциал положительной полярности (фиг.2в), а íà его инверсном выходе формируется потенциал об" ратной полярности (фиг.2к). Инверсные выходы одновибраторов 6 и 7 подклю" чены к входам элемента И 8, à пря}аив выходы укаэанных одновибраторов под..с клю«ены к входам элемента И 9. На выходе одного из этих элементов И 8 или И 9 в зависимости от совпадений сигналов положительной поЛярности от выходов одновибраторов.6 и 7 вы" рабатываются сигналы положительной полярности, которые поступают на входы передающего фильтра 11.

Если разность соседних отсчетов аналоговой величины равна нулю, то моменты изменения состояний одновибраторов 6 и 7 совпадают .(4q - фиг.2 ).

В результате в этот момент на одних входах элементов И 8 и И 9 появляются потенциалы положительной полярности, на других - потенциалы отрицательной полярности, а на выходах сигналы не вырабатываются.

Если разность соседних отсчетов аналоговой величины будет положительной, то до исчезновения потенциала положительной полярности от инверсного выхода одновибратора 6 (фиг.2)) на первом входе элемента

И 8 на его второй вход также поступает потенциал положительной поляр" ности от инверсного выхода одновиЬратора 7 (фиг.2k) . Тогда, начиная с момента 4q(фиг.2h), в небольшом отрезке, времени на обоих входах элемен"

5 1051 та И 8 имеются потенциалы положительной полярности. В результате этого с момента времени 1.2 на выходе элемен,та И 8 вырабатывается сигнал положительной полярности соседних отсчетов аналоговой величины речевого сигнала. При этом на входы элемента

И 9 от прямых выходов одновибраторов

6 и 7 (Фиг.2Ж и и) поступают потенциалы отрицательной полярности, и на выходе этого элемента сигнал не вы рабатывается.

Если разность соседних отсчетов аналогового сигнала будет отрицательной, то до исчезновения потенциала 15 положительной полярности от прямого выхода одновибратора 6 на первом входе элемента И 9 (фиг.2Ына его второй вход также поступает потенциал положительной полярности от пря- 20 мого выхода одновибратора 7 (фиг.20}.

Тогда, начиная с момента q (фиг.2м), в небольшом отрезке времени у обоих входов элемента И 9 имеются потенциалы положительной полярности. В 2 результате этого с момента времени т в небольшом отрезке времени

;на выходе элемента И 9 вырабаты;вается сигнал положительной по лярности, длительность которого пропорциональна значению разности соседних отсчетов аналоговой величины речевого сигнала. При этом на входе элемента И 8 от инверсных выходов одновибраторов 6 и 7 по" ступают потенциалы отрицательной полярности, и на выходе этого элемента сигнал не вырабатывается.

Время задержки одновибраторов

6 и. 7 выбирается одинаковым и равня-4О ется шагу дискретизации по времени, а частота квантования по времени такой, что разность соседних отсчетов аналоговых сигналов не превосходит единицы квантования по уровню. 45

Благодаря этому для определения разности соседних отсчетов требуется определить лишь один разряд для отображения знака разности. Следовательно, в результате преобразования входного аналогового речевого

706 сигнала, если разность соседних отсчетов положительна, то на выходе элемента И S получается импульс, если разность соседних отсчетов отрицательна, то импульс получается на выходе элемента И 9. Полученные разностные сигналы на передающем фильтре 11 подвергаются фильтрации и после устранения избыточности поступают на вход дельта-кодера 12 . На выходе дельта- кодера 12 получаются дельта-модулированные сигналы, которые через мультиплексор 13 поступают на демультиплексор 16 . Ha другой вход мультиплексора 13 для синхронизации работы передающей и приемной части поступают синхроимпульсы с выхода блока 14 управления, .

В приемной стороне с выхода демультиплексора 16 на вход дельта-декодера 17 поступают дельта-модулированные сигналы и на выходе дельтадекодера 17 получаются разности соседних .отсчетов, которые через приемный фильтр 18 поступают на цифро-аналоговый преобразователь

19. В зависимости от полярности разности соседних отсчетов абсолютное значение аналоговой величины .уменьшается или увеличивается и на выходе цифроаналогового преобразователя

19 восстанавливается аналоговый сигнал, передаваемый от источника

1 речевого сигнала передатчика. Синхронизация работы всех блоков приемной части осуществляется с помощью блока 15 управления, на вход которого поступают синхроимпульсы от мультиплексора 13 через канал связи.

Таким образом, в данном устройстве по сравнению с известным осуществляется преобразование дельта-модуляции речевого сигнала при помощи двух одновибраторов, одного нуль-органа и пяти элементов И, что значительно упрощает аппаратуру передачи в целом, а следовательно, повышает надежность работы устройства.. Составитель B.Èóëÿð

Редактор О.Сопко Техред А, Аи Корректор А.Повх

Закаэ 8674/57 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытнй

113035, Москва, Ж-35, Рауаская нао., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4