Синтезатор речевого сигнала

 

Союз Советски к

Социалистическик

Республик

Оп ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О (61) f!Oïîëíèòåëüíîå к авт. cBHJl,-ву (22) Заявлена 30.12.75 (21) 231 1650/18-0 с присоединением заявки J%—

Государстеенный комитет (23) Приоритет до делам нзобретеннй н отнрытнй

Опубликовано 15.05.80. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 16.05.80 (72) Автор изобретения

В. Е. Муравьев (71) Заявитель (54) СИНТЕЗАТОР РЕЧЕВОГО СИГНАЛА

Изобретение относится к синтетической телефонии и может быть использовано в технике телефонной связи, в также в устройствах речевого вывода информации из ЭВМ.

Известно устройство для синтеза речи, 5 содержащее линию задержки, матрицу и умножители, выходы которых подключены ко входу фильтра нижних частот, причем юсоды матрицы соединены с выходами ли10 нии задержки, а ее выходы подключены к первым входам аналоговых умножителей, на вторые входы которых подаются управляющие сигналы. Известное устройство вппроксимирует спектр речевого сигнала функциями видя В1ии + > где И=1>2>

3 - (11.

Недостатком известного устройства является его низкая технологичность, обусловленная наличием аналоговых умножите20 лей, требующих после изготовления регулировки. Кроме того, матрица известного устройства содержит большое количество резисторов с разными величинами сопротивления, что также затрудняет изготовление устройства, особенно его изготовление средствами микроэлектроники.

Целью изобретения является улучшение технологичности при изготовлении средствами микроэлектроники.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержвшее фильтр ниж- . них частот и линию задержки с 2 > отводами, соответствующими временным сдвигам относительно ее середины нв +11/2г, где 1 — номер отвода, отсчитанный от середины линии задержки т= +(1, 2, ..., )т1), F- верхняя граничная частота синтезируемого спектра, а )тт — число членов аппроксимируюшего ряда, введены дифференциальные усилители с входными сопротивлениями, пропорциональными

/ Ъ

1и1 „,„(, где т "- 1, 2, ..., ти и — 1, 2, ..., тп, выходы которых подключены ко. входу упомянутого фильтра нижних частот, и резистивно-ключевая матртша, состоящая из ит строк и 2ти столбцов, имеющая на пересечении всех строк и

734800 столбцов, для которых величиняМ>r1j

>>> +1 ди не равна нул>о, где 1 — номер столбце, кл отсчитанный GT середины линии задер>кки, чт а ) - номер строки, ключевые модулято- кл ры, аналоговые входы которых соединены 5 бе построчно со входами сигнал-параметров, к а управляющие входы ключевых модулято- ма ров каждого +1 столбца подключены соотиены между собой по столбцам и подючены к выводам линии задержки тек, о столбец матрицы с номером +1 подючен к +1 выводу линии задержки, столц матрицы с номером — 1 подключен выводу линии задержки и т.д. У трицы 2 на чертеже изображены 1 =+1, — 2 и 1=оп=7 столбцы и 1 =1, 1 = 4 и j=hr =7 строки. Дифференциальные усилители 5 имеют различные величины входного сопротивления, каждая из которых пропорциональна одному из значений величины jg1 r11 j — - t,где 1 и 1 могут

° ° ° fL принимать значения от 1 до и Ввиду периодичности функции g101j возможное число значений входного сопротивления усилителей 5 невелико. Тяк, например, при Гп= 7 возмо>кное число значений В

ЧЛЧ> †„ равно 4. На чертеже обоаначение усилит"-.лей 5 имеет дополнительные индексы 1, 2, .„, К, соответствующие сочетаниям 1 1 j = 1- 1=2, g =1 и

) = 4е

Описываемое устройство синтезирует спектр речевого сигнала >Ыв диапазоне частот от нуля до F который может быть представлен в виде ряда

5(co)=2. 3 q (uJ) (1)

5 где ) — коэффициенты, сформированные

1 при представлении огибающей исходного речевого сигнала

1 1(0»>) рядом вида (1) в анализаторе вокоцеоа по правилу где g М)- спектральные функции, определяемые выражением

Число членов п1 в (1) и (3) опреде ляется заданной точностью воспроизведения исходного речевого сигнела.

Временные отклики синтезатора „- (4), соответствующие спектральным функциям (Л определяются преобразованием

Фурье от )1(Ы ветственно к +1 выходам линии задержки. При этом выходы ключевых модулято- 10 ров, стоящих на пересечении +1 столбца

И 1 —;одключены ко входу сложения дифференциального усилителя со входным сопротивлением, пропорциональным)б нч .чо 1,волн веллчнно нот -0 е

1тт,лт-, — " - 3 П, р, !" илч ко входу вы.:итяния того >ке усипиrr тети, если величина 1и .1 ),>, < < G.

Ня чертеже изобреженя функциональная схема синтезеторя речевого сигнала дпя случая аппроксимации синтезируемого сиг- 20 нале рядом, состоящим из 7 членов (Ф =

= 7).

Синтезатор речевого сигнала содержит дискретную линьчо ведер>кки 1, резистивнс ключевую матрицу 2, имеюшую в сво-ем составе кп1очевые модуляторы 3 и ре== зисторы 4. Кроме того, в состав синт," —. зетора входят дтк>4>ере>щияльнь>е усилители 5.1, 5,2, ..., 5. i и фильтр пюкних частот 6т-. Дискретная пиния зедер>кки (ре- 0 гистр сдвига) l имеет 2>>1 отводов, соответс твующих вр ем е иным сдвиге м о тносительно ее сере- тлны на +1 — > где >

+ 1

2F номер отвода, отсчитанный от середины линии задержки, a F — - верхняя граничная частота спектре синтезируемого сиГналя.

Номер отвода 1 может принимать значения (l,. 2, ..., >>1 ), при этом положительные значения соответствуют попожительным временньпл сдвигярл относитель40 но середины линии заде э>кки я отрицяте>ть" ные - отртицятельнь>м„

Ключевые модуляторы 3, входящие в состав резистивнк>почевой матрицы 2, имеют по двя входа — аналоговый и управляющий и оды» вь.ход, соединенный с резистором 4 Все резисторы 4 имеют одиняковук> номинальную величину сопротивления. Ключевые модуляторы и резисторы 4 образуют Ф строк и 2w столбцов матрицы. При этом на пересечении столбца и ) строки, для которых

91Ï <$ „ =О,модуляторы и резисторы отВ

>>> б-1 сутствуют, аналоговые входы ключевых модуляторов соединены между собой по строкам и подключены ко входам сигналпараметров " "„,... г. у Упрявляк>шие входы ключевых модуляторов > co==.

e,=JI+,r ri n (то>б>то (г) 5 734 где д (+1с)ид (-1с) - дельта-функции, распо. ложенные на расстоянии +1 от точки на оси времени, принятой э& нульу а С = )!Й Г °

Импульсный отклик, соответствующий спектру (1), представляет собой сумму сигналов (4), взятых с весами :

t(t tI>Ej8l=xQ>56

j.-1 3 j=1 51=1 т11 (5) 1ь

Поскольку величина sin j „„для всех сочетаний 1 и j ° может принимать небольшое число значений (+ 1 для 1 и 15 нечетного и 1т для rn четного), члены ряда (5) могут быть перегруппированы так, чтобы он принял вид:

1С . ° K 20

f(4) =ЬФ Е д(-Ж1-5111 Е Цб (1 С)+

+ S tI „1Е5Я д (Ж)-S1tt 1 ЕД.4 (1 1+-25

Здесь под знаками Я и я суммиру1 ются все произведения )) .д (11-) имеющие

7 в (5) коэффициентв111 „; под знаками

Е и .", — все произведения я Д (.1И

2К с коэффициентами М11 „и т.д.

Предлагаемый синтезатор выполняет операции, описываемые выражением (6).

На тактовый вход дискретной линии задержки (регистра сдвига) 1 подаются продвигающие импульсы с частотой, равной

211F, где )1 обычно выбирается равным

5-10, а на вход записи — импульсы основного или случайная последовательность импульсов тона. На выходах линии появляются импульсы длительностью (, = — — у

2 40 сдвинутые во времени друг относительно

4 друга на величину, кратную Г"- — F ° которые подаются на управляющие входы ключевых модуляторов 3. При этом импульсы, снимаемые с +1 и -1 выводов, 45 сдвинутые во времени относительно середины линии задержки на + — и - игра1 1

2Е. 2F ют роль пары дельта-функций в выражения (5) и (6). На аналоговые входы ключевых модуляторов 3 подаются сигнал-пара- 50 метры f1,,...,,1,поступающие, HaIIpHMep, от декодера дискретного канала связи или UBM. Произведения сигналов Я"1.$(

ЙОО 6 подаются на входы дифференциальных усилителей 5. При этом сигнал с выхода ключевого модулятора, стоящего на пересечении 1 строки и 1 столбца, подается на вход сложения того дифференциального усилителя, входное сопротивление котороГо пропорционально/5щ 1 $ 1 I если вели

V е Ща.1 у чина 5111 1) 1„+1>О или на вход вычитания этого же усилителя, если величина

ein1j (0.Таким образом, к каждому иэ

Ф входов дифференциальных усилителей 5 через резисторы 4 подводятся сигналы со всех ключевых модуляторов, для которых произведение номера строки и номера столбца дает одинаковое значениеяю

1С и 9+1

Для выходного сигнала каждого из ключевых модуляторов 3 резистор 4 и входное сопротивление дифференциального усилителя 5 образуют делитель с коэффициентом передачи, пропорциональным

I ь1111j —,,„ t, благодаря чему и обеспечиваются заданные весовые соотношения между суммируемыми сигналами. С выходов дифференциальных усилителей сигналы подаются на вход фильтра нижних частот с верхней граничной частотой, равной

Г. При этом с выхода фильтра снимается синтезированный речевой сигнал.

Кроме описанного, возможны и другие варианты осуществления операции весового суммирования произведений )1 д (i )

Один из таких вариантов может быть реализован с помощью дифференциальных усилителей, имеющих одинаковые входные сопротивления, но различные коэффициенты

K усиления, пропорпионапьные/и п11

В этом случе коэффициенты передачи делителей, образованных резисторами 4 и входными сопротивлениями усилителей 5, . будут для всех цепей одинаковыми, а необходимые весовые соотношения суммируемых сигналов обеспечиваются за счет различных значений коэффициентов усиления усилителей 5.

Предложенный синтезатор, в отличие от известного, вместо аналоговых умножителей содержит ключевые модуляторы, а вместо большого количества прецизионных резисторов с разной величиной сопротивления имеет в составе матрицы одинаковые резисторы, благодаря чему является более технологичным. Это преимущество в наибольшей степени проявлчется при изготовлении синтезатора методами микрсуэлект(оники. Кроме того, синтезатор не нужно регулировать и настраивать после изготовления.

7 734ROO

Формула изобретения гд

Источники информвц ии, принятые во внимание при экспертизе

1. Вокодернвя телефония, Под. ред.

Пирогова А. Л., М., Связь", 1974, с. 277, рис. 5, 17а (прототип).

25 ираж <28 Подписное аквз

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

Синтезатор речевого сигнала, содержащий фильтр нижних частот и линию задержки с 2N отводами, соответствующими временным сдвигам относительно ее середины на + 1 1/2F, где 1 — номер отвода, отсчитанный or середины линии задержки 1 = 4 (1, 2, ..., ю J, F- верхняя граничная частота спектра синтеэиру- >0 емого сигнала, а М- число членов аппроксимирующего ряда, о т и и ч в ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения технологичности при изготовлении средствами микроэлектроники, он содержит дифференциальные усилители с входными сопротив1С пениями, пропорциональными ЯЮ 1 щ где 1=1,2, ...,rn и j=1,2, п, выходы которых подключены ко входу фильтра нижних частот, и реэистивно-ключевую матрицу, состоящую иэ N строк и 2щ столбцов, имеющую на пересечении всех строк и столбцов, для которых

lZ величине Gin i) „„+< не равна нулю, 7 ОМАМ

8 е 1- номер столбца, отсчитанный от середины матрицы, a j — но 1ер строки, ключевые модуляторы, аналоговые входы которых соединены построчно со входами сигнал-параметров, а управляющие входы ключевых модуляторов каждого + столбца подключены соответственно к +a выходам линии задержки, причем выходы ключевых модуляторов, стоящих на пересечснии +1 столбца и Я вЂ” строки подключены через резисторы одинаковой величины ко входу сложения. дифференциального усили теля, имеющего входное сопротивление, пропорциональное/5101 j „(, если величиE нв Ып Ц вЂ” > 0, ипи ко входу вычить1 тания таге же усилителя, если величина

51п11 < Q

Синтезатор речевого сигнала Синтезатор речевого сигнала Синтезатор речевого сигнала Синтезатор речевого сигнала 

 

Похожие патенты:

Вокодер // 674086

Изобретение относится к радиотехнике и связи и может быть использовано в системах передачи и приема речевых и музыкальных сигналов

Изобретение относится к технике цифровой обработки речевых сигналов, передаваемых по линиям связи методом импульсно-кодовой модуляции (ИКМ), и может быть использовано для повышения помехозащищенности многоканальных систем передачи цифровой телефонии

Изобретение относится к средствам цифрового кодирования речевых сигналов и предназначено для их компактного представления в целях передачи и хранения

Изобретение относится к технике цифровой обработки речевых сигналов, передаваемых по линии связи методом ИКМ

Изобретение относится к мобильным устройствам
Наверх