Устройство для преобразованиячастотно-зависимых напряжений

 

Сеюз Севетсиик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 30.07.79(21) 2803012/18-21

<1822071 р1) м. к. с присоединением заявки Ио (23) Приоритет

С 01 К 23/16

Госуааретвеииый комитет

СССР ио аеавм изобретеиий и открытий

Опубликовано 15,04.81. Бюллетень Й914

Дата опубликования описания 15. 04. 81 (53) УДК 621.317.79 (088.8) В.А. Кожевников и Л.A. Чистович/

I (Институт физиологии им. И.П. Па лова,. (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

ЧАСТОТНО-ЗАВИСИМЫХ НАПРЯ."(ЕНИЙ

Изобретение относится к анализаторам сигналов и может быть использовано в анализаторах сигналов сложной формы, применяемых в злектроакустике, гидроакустике,в системах автоматического распознавания речевых и иных сигналов.

Известно устройство для преобразования частотно-зависимых напряжений, содержащее датчик "частота-координата", детекторы интеграторы, разностные схемы (1. .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для преобразования частотно-зависимых напряжений, содержащее датчик "частота-координата", первые и вторые детекторы, блоки вычитания и интеграторы, формирователи прямоугольных импульсов и умножители (2g.

Однако эти устройства обладают невысокой точностью.

Цель изобретения — повышение точности устройства.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве для преобразования частотно-зависимых напряжений содержащем датчик "частота-координа.та", первые и вторые детекторы,блоки вычитания и интеграторы, выходы датчика "частота-координата" соединены со входами соответствующих первых детекторов, выходы которых подключены к первому входу соответствующих блоков гычитания, вторОЙ вход каждого из которых соединен с выходом соответству1ощего, начиная с четвертого, первого детектора, выходы каждого из блоков вычитания через соответствующие последовательно соединенные интегратор- и второй детектор подключены к выходам устройства.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг.2 эпюры напряжений;

Схема устройства для преобразования частотно-зависимых напряжений содержит датчик 1 "частотакоордината", первые детекторы 2, блоки 3 вычитания, интеграторы 4 и вторые детекторы 5.

На фиг. 2 позициями 6-7 обозначены эпюры выходных напряжений основного отвода датчика 1; 8-9 эпюры выходных напряжений вспомогательного отвода датчика 1; 10 и 11эпюры выходных напряжений первого

ЗО детектора 2, соединенного с основ822071

25 ным отводом датчика 1; 12 и 13 эпюры выходных напряжений первого детектора 2, соединенного с вспомогательным отводом датчика 1; 14 и 15 — эпюры выходных напряжений блОка 3 вычитания; 16 и 17 — эпюры выходных напряжений интегратора 4;

18 и 19 — эпюры выходных напряжений второго детектора 5.

Эпюры 6, 8, 10,. 12, 14, 16, 18 для случая сдвига фаз, равного 180 о эпюры 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19 для случая сдвига фаз, не равного

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал V преобразуется датчиком 1 "частота-координата", который обладает таким свойством, что при синусоидальных входных сигналах определенных частот выходные напряжения на определенных парах отводов (в зависимости от частоты входного сигнала на первом и четвертом, втором и пятом выходах датчика 1 и т.д.) име.зт относительный фазовый сдвиг 180 (фиг.2, эпюры

6 и 8). При изменении частоты входного сигнала фазовый сдвиг будет отличаться от 180 (э:юры 7 и 9).

Выходные напряжения отводов датчика детектируются безынерционными однополупериодными первыми детекторами 2 (эпюры 10, 12 и 11, 13) и подаются на блоки 3 вычитания (эпюры 14 и 15).

С выхода блока 3 вычитания сигнал подается на интегратор 4 с малой постоянной времени. Интегратор 4 представляет собою фильтр низких частот, отчасти сглаживающий сигнал и выделяющий постоянную составляющую, которая может иметь разный знак и 4р величину н зависимости от среднего значения напряжения детектированных полуволн сигналов, полученных с отводов,датчика 1 (эпюры 16 и 17) .

Выходное напряжение интегратора 4 45 детектируется однополупериодным вторым детектором 5 (зпюры 18 и 19).

Аналогичные операции происходят во всех. каналах устройства.

Для каждого канала, соединенного 5р с определенной парой выходных отводов датчика 1, имеется лишь одно значение частоты, при- которой будет иметь место фазовый сдвиг на 180

При сигнале, данной частоты на выходе второго детектора 5 будет наблюдаться максимальное напряжение, так как полуволна, поступающая на отрицательный вход блока 3 вычитания, не будет вычитаться из полуводны, поступившей на первый (положительный) вход d0 (эпюра 14). При изменении частоты входного сигнала сдвиг фаз будет отличаться от 180, полуволны сигналон, снимаемых с отводов датчика 1, будут в определенной степени перекры- 65 ваться во времени и соответстнующие части их подавятся при вычитании (эпюры 15).

В результате указанных операций в предлагаемом устройстве повышается его точность, реализуется обострение частотных характеристик датчика

"частота-координата" и эффект взаимного подавления частотных компонент сложных сигналов.

Устройство позволяет таким обра зом существенно обострить эффективнуи частотную характеристику датчика "частота-координата" (т.е. параллельного спектрального ar. ализатора) при весьма малых изменениях времени реакции системы (или даже вообще без какого-либо увеличения этого времени при соответствующе подобранных частотно-амплитудной и частотно-фазовой характеристиках датчика 1 и нулевой постояннои времени интегратора 4); воспроизвести эффект контрастного влияния частотных компонент на спектральных изображениях сложных сигналов.

Применение устройства в динамических спектрографах типа "Видимая речь" и иных анализаторах позволяет получать изображения речевых и иных сигналов с более выраженными спектральными особенностями (в частности н отношении "формантной структуры") . Получаемые изображения существенно приближаются к "слуховому спектру", это должноопределенным образом повысить эффективность использования спектрографии в фонетике, биоакустике, акустике шумов и др.

Применение устройства в автоматических системах распознавания звуконых и иных сигналов (автоматическое распознавание речи и индивидуальности дикторов, автоматические устройства гидроакустики и др.) обеспечивает определенный технический и зкономический эффект, так как устройство позволяет получить изменение принципиальных свойств и измерительных возможностей анализатора путем использования схемы, которая может быть ныполнена на базе простых, надежных, в принципе стабильных и не требующих регулировок элементов.

Формула изобретения

Устройство для преобразования частотно-зависимых напряжений,содержащее датчик "частота-координата". первые и вторые детекторы, блоки вычитания и интеграторы, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в нем ныходы датчика " .астота-координата" соединены со входами соответ822071 фиа /

Ч= 180

Ч Ф 180

12

17 фиг. 2 ствующих первых детекторов, выходы которых подключены к первому входу соответствующих блоков вычитания, второй вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего, начиная с четвертого, первого детектора, выходы каждого из блоков вычитания через соответствующие последовательно соединенные интегратор и второй детектор подКлючены к выхо-. дам устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лабутин В.К., Молчанов A.Ã..Модели механизмов слуха, М., "Энергия", 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 393691, кл. G 01 R 23/16, 29.10.71.

ВНИИПИ Заказ 1841/69

Тираж 732 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä,óë.ÏðîåêòHàÿ,4