Устройство для измерения уровняшума b паузах речи

 

Союз Севетскик

Сециапистическик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОУСКОМУ Св НЗЛЬСТВУ

<1 809596 (б1) Дополнительное к авт. саид-ву 9 605322 (22) Заявлено 25 ° 04. 79 (21) 2760145/18-09 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

{„"опубликовано 280281. Бюллетень Н9

<я)м. кл.

Н 04 В 3/46 //

Н 94 В 17/00

Государстаеяяыя коммтет

СССР оо делам изобретеяия я открытия (53) УДК 621. 395. .664(088.8) Дата опубликования описания 08. 03. 81 (72) Авторы изобретения

Ю. К. Ануфриев и Е. E. Абрамов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ШУМА

В ПАУЗАХ РЕЧИ

Изобретение относится к радиотехйике и может использоваться для .определения уровня шума в электроакустических и радиотелефонных устройствах.

По основному авт. св. Р 605322 устройство для измерения уровня шума в паузах речи содержит последовательно соединенные усилитель, амплитудный детектор, синхронный интегратор, амплитудный селектор, первый счетчик импульсов, элемент запрета, реверсивный сумматор, цифроаналоговый преобразователь, интегратор, исполнительный блок, а также второй счетчик импульсов и генератор импульсов. Выход генератора импульсов одновременно подключен ко второму входу синхронного интегратора и к счетному входу второго счетчика импульсов, выход которого одновременно подключен ко входу обнуления первого счетчика импульсов и второму входу элемента запрета, второй вход реверсивного сумматора подключен к выходу первого счетчика импульсов, а выход интегратора — ко второму входу амплитудного селектора 57, Однако измерение в таком устройстве требует длительного времени.

Цель изобретения — сокращение времени измерения.

Указанная-цель достигается тем, что в устройство для измерения уровня шума в паузах речи, содержащее последовательно соединенные усилитель, амплитудный детектор, синхронный интегратор, амплитудный селектор, первый счетчик импульсов, элемент запрета, реверсивный сумматор, цифроаналоговый преобразователь, интегратор, исполнительный блок, а также второй счетчик импульсов и генератор импульсов, причем выход генератора импульсов одновременно подключен ко второму входу синхронного интегратора и к счетному входу второго счетчика импульсов, выход которого одновременно подключен ко входу обнуления первого счетчика импульсов и ко второму входу элемента запрета, второй вход реверсивного сумматора подключен к выходу первого счетчика импульсов, а выход интегратора — ко второму входу амплитудного селектора, введены дополнительный интегратор, масштабЗО ный усилитель, элемент сравнения, 809596

Устройство работает следующим образом.

Ф Входной сигнал, представляющий собой смесь речевого сигнала и шума, или только шум, поступает на вход усилителя 1, с выхода которого на. вход амплитудного детектора 2.

С выхода амплитудного детектора 2 сигнал поступает на сигнальный вход синхронного интегратора 3, управляющий вход которого подключен к генератору 16 импульсов. На выходе синхронного интегратора 3 сигнал представляет собой дискретные выбор- ки частотой 40-50 Гц и длительно55 пороговый элемент и аналоговый ключ, которые соединены последовательно, при этом вход порогового элемента объединен с другим входом аналогового ключа, выход которого подключен к дополнительному входу генератора импульсов, выход амплитудного детектора — ко входу дополнительного интегратора, а выход интегратора — к другому входу элемента сравнения.

1О .На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения уровня шума в паузах речи содержит последовательно соединенные усилитель 1, амплитудный детектор 2, синхронный интегратор 3, амплитудный селектор

4, первый счетчик 5 импульсов, элемент 6 запрета, реверсивный сумматор 7, цифроаналоговый преобразо- 2О ватель 8, интегратор 9. Выход первого интегратора 9 одновременно подключен ко второму входу амплитудного селектора 4 и ко входу исполнительного блока 10. Выход амплитуд- 25 ного детектора 2 подключен также к дополнительному интегратору 11, который, в.свою очередь, последовательно соединен с масштабным усилителем

12 и элементом 13 сравнения. Выход элемента 13 сравнения одновременно подключен к сигнальному входу аналогового клича 14 и ко входу порогового элемента 15, выход которого подключен к управляищему входу аналогового ключа 14. Выход аналогового ключа 14 подключен к управляющему входу генератора 16 импульсов, управляющего напряжением. Выход генератора 16 импульсов подключен одновременно ко второму входу синхронного 40 интегратора 3 и к счетному входу второго счетчика 17 импульсов, выход которого одновременно подкличен ко входу обнуления счетчика 5 импульсов и ко второму входу элемента 6 за- yg прета. Второй вход реверсивного сумматора 7 подключен к выходу счетчика 5 импульсов, а второй вход элемента 13 сравнения — к выходу интегратора 9. 50 стью Т„ц„=50 мкс, огибающая которых представляет собой или смесь речевого сигнала с шумом, или только шум. Частота следования и длительность выборок на выходе синхронного интегратора 3 определяются параметрами импульсов генератора 16.

Постоянная времени заряда RC цепи синхронного интегратора 3 для обеспечения высокой линейности выбирается равной С 3 кР о 10Тиц и, а время разряда указанной RC цепи синхронного интегратора 3

g ><>> @ T<<> /25 °

Сквозной коэффициент передачи К о от входа устройства к выходу синхронного интегратора .3 выбирается из условия где К „ — коэффициент передачи усилителя 1;

К, — коэффициент передачи амплитудного детектора 2;

К вЂ” коэффициент передачи синхронного интегратора 3.

С выхода синхронного интегратора

3 сигнал поступает на .сигнальный .вход амплитудного селектора 4, с выхода которого — на счетный вход счетчика

5 импульсов. Вход обнуления первого счетчика 5 импульсов подключен к выходу второго счетчика 17 импульсов, на счетный. вход которого поступают импульсы от генератора 16.

Таким образом счетчик 5 импульсов заполняется импульсами с выхода амплитудного селектора 4 в течение измерительного цикла, определяемого временем заполнения второго счетчика 17 импульсов. Объем второго счетчика 17 импульсов выбран из условия с »- п где Трп — средняя длительность естественной паузы в речевом сигнале; начальная частота следования импульсов генератора

16 импульсов.

Для того, чтобы уровень напряжения на выходе интегратора 9 был близок к вероятному уровни, равному действующему значению .сигнала на входе устройства, объем первого счетчика

5 выбирается из условия

Сигнал с выхода первого счетчика

5 импульсов одновременно поступает

809596 на вход "Сложение" реверсивного сумматора 7 и на первый вход элемента

6 запрета. На другой вход элемента б запрета поступают импульсы с выхода второго счетчика 17. В случае переполнения первого счетчика 5 за время, определяемое временем заполнения второго счетчика 17, каждый импульс переполнения с выхода первого счетчика 5, поступающий на вход

"Сложение" реверсивного сумматора

7, на одну ступеньку повышает уровень напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 8, выход которого через интегратор 9 подключен к управляющему входу амплитудного селектора 4. Коэффициент передачи интегратора 9 равен единице.

Увеличение напряжения на управляющем входе амплитудного селектора

4 приводит к тому, что среднее количество импульсов за единицу вре- 20 мени с выхода амплитудного селектора 4, поступающих на счетный вход первого счетчика 5, перестанет вызывать его переполнение. В случае отсутствия импульсов переполнения на выходе первого счетчика 5 элемент б запрета разрешает прохождение импульсов с выхода второго счетчика 17 на вход "Вычитание" реверсивного сумматора 7..При этом каждый импульс с выхода второго счетчика 17, поступая на вход "Вычитание" реверсивного сумматора 7, понижает на одну ступеньку уровень напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 8.

Таким образом, изменение напря.жения на управляющем входе амплитудного селектора 4 вызывает на его выходе изменение среднего количества импульсов, амплитуда которых превышает указанный управляющий уровень. Среднее количество . импульсов, стабилизирующееся на выходе амплитудного селектора 4, определяется объемом первого счет- 45 чика 5 импульсов, причем объем первого счетчика 5 импульсов выбирается еаким, чтобы уровень напряжения на управляющем входе амплитудного селектора 4 был близок к вер- - Я тикальной величине действующего значения уровня сигнала на входе устройства. Уровень напряжения с выхода интегратора 9 одновременно поступает на вход исполнительного блока

10. Когда величина укаэанного уров. HH ниже пррогового значения, та исполнительный блок 10 регистрирует этот уровень как вероятный <уровень шума на входе устройства, иwe.ряемый в паузе речевого сигнала. 40

Одновременно с выхода амплитудного детектора 2 сигнал поступает на вход дополнительного интегратора

11, постоянная времени RC цепи которого выбрана больше величины ве- 45 роятного значения длительности естественной паузы в речеэом сигнале и составляет величину порядка 1,5 с.

С выхода дополнительного интегратора 11 постоянное напряжение поступает на вход масштабного усили".теля 12, причем сквозной коэффициент передачи К .от входа устройства до выхода масштабного усилителя 12 выбирается из условия где К„ — коэффициент передачи усилителя 1;

К вЂ” коэффициент передачи ампли2. тудного детектора 2 ;

К вЂ” коэффициент передачи допол11 нительного интегратора 11;

К1 - коэффициент передачи масштабного усилителя 12.

Таким образом, в установившемся режиме уровень напряжения на выходе масштабного усилителя 12 равен или очень близок к уровню напряжения на выходе интегратора 9. В случае, например, резкого уменьшения уровня сигнала на входе устройства, что соответствует началу речевой паузы, уровень напряжения на выходе дополнительного интегратора

11 и соответственно на.выходе масштабного усилителя 12 через время, равное 1,5 с, начнет понижаться.

Уровень напряжения с выхода масштабного усилителя 12 поступает на один из выходов элемента 13 сравнения, на другой вход которого поступает уровень напряжения с выхода интегратора 9. Напряжение рассогласования с выхода элемента 13 сравнения одновременно поступает на вход порогового элемента 15 и на вход аналогового ключа 14. Когда величина напряжения рассогласования на выходе элемента 13 сравнения прейысит пороговый уровень U,, равный, например

Ut =50б,. где U 0 — уровень напряжения, соответствующий изменению мпадшего разряда цифроаналогового преобразователя 8.

Пороговый элемент 15 вырабатывает уровень напряжения, которое, поступая на упрарлякиций вход аналогового ключа 14, открывает его, и напряжение рассогласования с выхода элемента 13 сравнения через открытый ключ 14 поступает на управляющий вход генератора 16 импульсов, увеличивая его частоту. Аналогичным образом элемент 13 сравнения, аналоговый ключ 14 и пороговый элемент 15 работают при резком увеличении входного сигнала, что соответствует появлению на входе устройства рече809596

N; — количество перестраиваемых уровней на выходе цифроаналогового преобразователя в зависимости от изменения урЬвня сигнала на входе устройства.

Формула изобретения

Составитель В.Лякишев

Редактор Н.Безродная Техред М.Табакович Корректор Н.Григорук

Заказ 460 79 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 вого сигнала. Увеличение частоты генератора 16 импульсов обеспечивает уменьшение времени установки уровня напряжения на выходе цифроаналоговоГо преобразователя. Наличие порогового элемента 15 и аналогового ключа

14 необходимо для того, чтобы при малых величинах рассогласования на ча-. стоту генератора 16 импульсов не влиял дрейф уровня напряжения на выходе масштабного усилителя 12, Допуская, что уровень напряжения на выходе элемента 13 сравнения в процессе установки на выходе цифроаналогового преобразователя 8 изменяется дискретно и следовательно частота генератора 16 также меняется дискретно, то время установки уровня напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 8, определяки ее быстродействие устройства, в случае уменьшения этого уровня будет определяться следующим выражением

2.Менему L N ч. О

T =K . + 1

t0 o+Kr Kn Ko N5 где K„=U„/U - коэффициент, характеризующий величину порога элемента 15;

К„ — крутизна, генератора

16 по.входу управления;

K q — коэффициент передачи элемента 13 сравнения;

Устройство для измерения уровня шума в паузах речи по авт. св.

М 605322, о т.л и ч а ю щ е е с я тем, .что, с целью сокращения времени.измерения, введены дополнительный интегратор, масштабный усилитель, элемент сравнения, пороговый элемент и аналоговый ключ, которые соединены последовательно, при этом вход порогового элемента объединен

20 с другим входом аналогового ключа, выход которого подключен к дополнительному входу генератора импульсов, выход амплитудного детектора подключен ко входу дополнительного р интегратора, а выход интегратора подключен к другому входу элемента сравнения.

Источники. информации, ЗО принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 605322, кл. Н 04 В 3/46, 1978.