Многоканальный измеритель частоты основного тона речевых сигналов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДНЕЛЬСтВУ

287346

Союз Соеетских

Социалистических

Республик

Зависимoe от авт. свидетельства ¹

Кгь 42д. 1,01

2! е, 36, 03

Заявлено 06.1.1969 (№ 1295749, 18-10) c и р и с о с д и:-1 е .1 и е м 3 а я E:ë I! М

Комитет по делам изобретений и открытий при Саеете Министров

СССР. 11ПК G 01г 23 16

УДК 621,317.761 (088,8) Пр иорит"-т

Опубликовано 19.Х1.1970. Бюллетсн1З ¹ 35

Дата опубликования описания I.II.1971

- видя

С. П. Баронин и А. И. Куштуев „,,.. ц,..., - - -" =""-"!- НЦ

ABTOPI.i

Iles брет ения

Заявитель

МНОГОКАНАЛЬНЬ1Й ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЬ! ОСНОВНОГО

ТОНА РЕЧЕВЬ|Х СИГНАЛОВ

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть и"пользовано для повышения точности измерения частоты основного тона речевых сигналов, Известный многоканальный измеритель частоты основного тона речевых сигналов, содержащий компрессор, полосовые каналы ооработки анализируемого процесса,,каждый из которых содержит канальный полосовой фильтр, формирователь импульсов в моменты перехода сигналов с положительной ирои,1водной через нуль, ах плитудный детектор, iIoроговое устройство, 1преобразователь временных интервалов B ïîñòîÿííîå напряжение, синхронизируемый генератор импульсов, модулятор, делитель напряжения и спусковые устройства, объединитель каналов, фильтры нижних частот, амплитудный селектор, преобразователь периода основного тона в постоянное на!Пфяжение, преооразователь напряжения в обратно пропорциональное напряжение, тактовый генератор, сумматор и выходное пороговое устройство, характеризуется .пониженной точностью измерения.

Предложенный измеритель отличается от известных тем, что QH снабжен управляемыми делителями частоты следования импульсов, уст1ройством адаптации с учетом инфо1рмации о .предыдущем интервале обработки анализируемого процесса, образованным сумматором, нормирующим усилителем, интеиратором и линиеи задержки, полосовым фильт1ром высших гармоник основной частоты, амплитудным детектором огибающей высокочастотной

5 части спектра и устройством для получения. информации о звонких и шумных участках речи, образованным полосовым фильтром, детекто,ом и фильтром нижних частот, атричем входы управляемых делителей частоты соеди10 иены с .выходами формирователей импульсов, а выходы — с входами преобразователей временных интервалов в постоянное напряжение..

Вход устройства адаптации подключен через фильтр нижних частот к выходу объедините15 ля каналов, а выход — к входу амплит;дногоселектора. Вход амплитудного детектора огибающей высокочастотной части спектра подключен через полосовой фильтр высших гармоник основной частоты к выходу компрессо20 ра, а .выход — ко входам канальных полосовых фи IbTtpoB высших гармоник. Вход устройства для получения информации о звонких и шумных участках речи подключен к выходу компресссра, а выход — к,первому, входу сум25 матора, BTcрой вход которого соединен с выходом астлитудного селектора, а,выход — ca входом выходного порогового устройства.

Такое выполнение устройства позволяет повысить точность измерения частоты основ30 ного тона речевых сигналов.

287346

Блок-схема устройства приведена на чертеже.

Речевой сигнал:компрессируется комнрессо ром 1 и расфильтровывается полосов;iiH фильтрами 2 — 4. Фильтром 2 выделяются 3r,icшие гармоники основной частоты, огибак"щая спектра которых определяется детектором 5.

Спектр огибающей покрывается полозовыми фильтрами 8 каналов б обработки анализируемого,процесса, подключенных к выхо ry ,детектора 5.

Спектр низкочастотных гармоник осповного тона,покрывается:полосовыми фильтраiri: 8 каналов б, подключенных к выходу компрессора 1.

Сигнал с выходов фильтров 8 постуипает на двусторонние ограничители 7 и детекторы 8.

Ограниченный по амплитуде сигнал запускает одновибратор 9, на выходе которого соз,даются импульсы, соответствующие переходам через нуль сигнала с положительной производной. Частота следования этих импульсов делится делителем 10. Импульсы непосредственно с делителя 10 и через одновибратор 11 у праваляют безынерционным преобразователем 12 в ременных интервалов в постоянное напряжение, Это напряжение сравнивается компаратрром 18 с наапряжением, создаваемым генератором 14 пилообразного iiaнряжения. В .момент равенства напряжений ,на обоих входах компаратора 18 на его выходе тенерируется импульс, который через одновибратор 15 управляет модулятором 16.

Кроме того, этот импульс через одновибратор

15 и схему «ИЛИ» 17 вновь запускает генератор 14,пилообразного напряжения, и процесс начинается снова. Генератор 18 импульсов чеlpeB схему «ИЛИ» 17 синхронизи руется импульса ми от тактового генератора 19.

Напряжение с амплитудного детектора 8 управляет модулятором 16, на,выходе которог0 создается амплитудно-.модулированная импульсная .последовательность, частота следо вания импульсов которой на кадре (кадр время обработки задается тактовым генератором 19) пропорциональна частоте пе реходов через нуль сигнала, отселектированного фильтром данного канала. Кроме того, напряжение с детектора 8 поступает на логическую схему, которая состоит из,порогoBQI yстройства 20 и триггера 21. Эта логическая схема аозволяет выключать канал, если сигнал на ,входе этого канала ниже порогового уровня.

Схема ра ботает следующим образом.

Пусть в KaiHBJI поступает слабый шумовой сигнал. В этом случае одповибратор 9 выдает случайные импульсы, соответствующие наибольшим амплитудам в шумовом колебании, а на амплитудном детекто|ре 8 создается незначительное напряжение, которое не х3ожет превысить порог порогового устройства 20.

На выходе устройства 20 создается высокий отрицательный потенциал, который удерживает на накопительной GMKocTH делителя 10 (в качестве делителя 10 иапользуется пакопн5

65 тельный счетчик) отрицательное напряжc«Hе, ;равное одному кванту. Квант,в данном . Iiчае — это напряжение, сообщаемое накопительной емкости делителя 10 одним импульсом.

При появлении гармонического сигнала в канале одновиб ратор 9 генерирует импульсы, соответствующие переходам через нуль эгого сигнала. Напряжени ira выходе амплитудного детектора 8 возрастает В момент равенства этого напряжения с пороговым уровнем у тройства 20 пороговое устройство отлнчастся от делителя 10, на накопительной емкости которого запоминается отрицательный квант.

Кроме того, перепад напряжения на пороговом устройстве 20 заставляет пе ребросигься триггер 21, на выходе которого появляется высокий от рицательный потенциал. Перв ш Hirпульс периодической,последоватс:Ir HocTII на выходе одновибратора 9 заставляет сраооТВ,-3ь триггер 21, перепад напряжения на выходе которого заставляет сработать одновибра i rp

11. Импульс с одновибрато ра у1правляет п.аобразователем 12 временных интервалоз создает на накопительной емкости делителя

10 нулевой потенциал, Следующий импульс с одновибрато ра 9 увеличивает заряд на накопительной емкости делителя 10 еще на одиrr ,квант и так далее,до тех пор, пока напряжение на делителе не сравняется с пороговым уровнем делителя, зависящим от коэффициента деления. В этот момент генерирустся импульс, и напряжение на накопительной емкости сбрасывается и т. д.

Если теперь сигнал в канале станет ниже порогового уровня порогового устройства 20, на накопительной емкости делителя 10 создается отрицательный потенциал, равный кванту. Случайные импульсы уже не будут воздействовать на делитель, что равноценно отключению данного канала.

Амплитудно модулированные импульсы последовательности с модуляторов 16 постуHBют на объединитель 22,каналов. Так как гармоники фазируются, то и на кадре в момент времени, соответствующий:периоду основной частоты, появляется импульс, амплитуда которого повышает амплитуды остальных импульсов (за исключением тактовых). С целью повы шения точности совпадения импульсов с ,разных каналов .в момент, соответствуюгцнй периоду основного тона, сигнал с выхода объединителя 22.каналов подается на фильтр 28 нижних частот, который расширяет - ги импульсы, С выхода фильтра 28 сигнал поступает через устройство 24 адаптации, образо,ванное сумматором 25, нор минующим i.crr;r ггтелем 2б, интегратором 27 и линией задержки 28 ira амплитудный селектор. Импульсы,. формируемые устройством 24 адаптации, образуются задержкой импульсных последовательностей (с помощью линии заде ржки 28) с .выхода объединителя 22 кана IQB на время кадавра, суммированием задержанных и незадержаш3ых импульсных последовательностей

28734 6.в сумматоре 25 и сглаживанием в интеграторе 27.

Лмллитудным селектором 29 селектируется импульс, соответствующий .периоду основной частоты. Преобразователем 80 интервал времени, соответствующий периоду основного тона,,переводится в напряжение, которое че.рез делитель 81 напря?кений управляет кээффициеíTом деления делителя 10 и преобразуется преобразователем 82 в иап ряжение, обратно пропорциональное частоте основного тона, Полосовым фильтром 4 выделяе;ся область частот, соответствующая шумным звукам.

Сигнал с полосового фильтра 4 детектируется амплитудным детектором 88, фильгруется фильтром 84 нижних частот и поступает на сумматор 85. Если сигнал на входе измерителя,п1редставляет шумный звук, то напря;кение на выходе сумматора превышает порог ,порогового устройства 86 и выдается решение — «шум». При приходе звонкого звука амплитудный сектор 29 измерителя основной частоты выдает на сумматор 85 напря?кен:1е, пропорциональное амплитуде импульса, соответствующего тональному звуку, которос вычитается из напряжения с выхода фильтра

84 нижних частот. В результате суммарное напряжение на выходе сумматора 85 оказывается ниже пс?рога .порогового устройства 86 и выдается решение — «тон».

Предмет изобретения

Многоканальный измеритель частоты основного тона речевых сигналов, содержащий компрессор, полосовые каналы обработки анализируемого процесса, каждый из которых содержит, канальный полосовой фильтр, форми1рователь импульсов в моменты пе;?ехода сигнало в с положительной производнои через нуль, амплитудный детектор,:пороговое хст,ройство,:преобразователь вэеьменных интер5

40 валов в постоянное напряжение, CITHxpolIHHHруемый генератор импульсов, модулятор, делитель напpяжеHHя и с Их сковые устрОЙстэа, объединитель каналов, фильтры нижних частот, амплитудный селектор, преобразователь периода основ:1ого тона в постоянное цап,?яжение, преобразователь напряжения в обрагно пропорциональное напряжение, так говый

Гене!)атсд, сумматор и выходное Ilol?oi овде устройство, от.1и ttINI(tttttcB тем, что, с ц апшо повышения точности измеэения, он снаожсн управляемыми делителями частоты следования импульсов, уcTOîéñòâoì адаптации с хчетом информации о предыдущем инт,".1рвале

Осраооткп анализируе .!Ого пэоцесса, Об, 120ванным сумматором, нсрмирую1цим усн.IH гелем, интегратором и линией задержки,,полосовым фильтзом высших гармоник основной частоты, амплитудным детектором огиоающей высокочастотной части спектра и х стройс1вом для Iloлучения информации о звонких и шумных участках речи. Ооразованным полосовым фильтром, детектоэом и фильтром ниж;111х частот,,причем входы управляемых делителей частоты соединены c,âû;îä2ìè формирователей импульсов, а выходы — co входам;1,1рсооразователей временных интервалов в постоянное напряжение, вход устройства адапТ2ННН подключен чеэез фильтр нижних частот к выходу объединителя каналов, а зыход — к входу амплитудного селектоэ 1, вхсд амплитудного детектора огибающси высо очастотной части спектра подключен через полосовой фильтр высших гармоник основн011 частоты к выходу компрессора, а выход — к входам канальных полосовых фильтров вы"ших гармоник, вход устройства для получе1шя информации озвонкихт и шумных участках речи подключен к выходу компрессора, а выход — к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом ампл,:: дного селектора, а выход — с входом выход— ного порогового устройства.

287346!

-ч

1

1 !

1 !

1 !

Составитель В. Лившиц

Техред Л. Я. Левина Корректор В. И. Жолудева

Редактор Антропова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3896)10 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )K-35, Раушская наб., д. 4/5