Устройство для формирования речевых сообщений

Союз Советски к СоцкапиетичеекикРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 942118(51)М. Кл. С 08 О 5/00 3 Ьеудерстеенеый кемнтет СССР ло делам нзобретеннй н открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ РЕЧЕВЫХ СООБЩЕНИЙ1Изобретение относится к областипредупредительных систем звуковогооповещения и может быть использованов системах контроля транспортныхсредств.Известно устройство, которое посигналам от датчиков выдает оператору речевые сообщения о ситуациях,сложившихся на объекте управления,это устройство содержит блоки памятина которые предварительно записываются речевые сообщения в аналоговойформе, воспроизводимые при возникновении на объекте аварийных ситуацийи,Недостатком устройства являетсяего низкая надежность,Наиболее близкой к предлагаемойявляется система, содержащая наземное и бортовое устройства, Наземноеустройство для составления набора 2 оречевых сообщений состоит из блокапреобразования речевого сигнала вцифровой и блока контроля качества записи, Бортовое устройство содержит 2блок инициирования речевых сообщений, датчики, блок управления выводом речевой информации, блоки постоянной памяти и блок преобразованияцифрового сигнала в речевой 2.Недостатком системы является большой объем постоянной памяти бортового устройства,Цель изобретения - упрощение устройства путем сокращения числа блоков памяти бортовой части устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство,для формирования речевых сообщений, содержащееблок преобразования речевого сигналав цифровой, выход и вход которогосоединены с входом и первым выходомблока подготовки библиотеки элементов речи, выход которого соединен свходом блока сопряжения, первый выход которого соединен с входом блокаконтроля качества записи, второйвыход блока сопряжения соединен спервым входом первогоблока памяти, 912118942118 4.ьь ь ь ъ,ь ф ьь ВНИИПИ Заказ 4848/44 Тираж филиал Ъс1 с,ЬМ 1ьсЬ Ъ,1 о 1 ь ъВьь1 фь с ь ь ьь 114ьъь 1 Ч Ес3 9421выход которого соединен с входом блока преобразования цифрового сигналав речевой, блок инициирования рвчевых сообщений, первый выход которогосоединен с первым входом блока управления, первый выход которого соединен с вторым входом первого блокапамяти, в него введены второй блокпамяти и коммутатор, первый вход которого соединен с вторым выходом блока инициирования речевых сообщений,второй выход блока управления соединен со вторым входом коммутатора, выход и третий вход которого соединеныс первыми входоми выходом второгоблока памяти, вторые вход и выходкоторого соединены с третьим выходом и вторым входом блока управления, третий выход блока сопряжениясоединен с третьим входом второго блока памяти, третий выход которогосоединен с третьим входом первогоблока памяти.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для формирования речевых сообщений; на фиг. 2 - функциональная схема наземной части устройства; на фиг. 3 - функциональная схема бортовой части устройства; нафиг. 4 - функциональная схема дель 30та-модулятора блока преобразованияречевого сигнала в цифровой; нафиг. 5 - эпюры напряжений, иллюстрирующие процесс аналого-цифрового преобразователяв дельта-модуляторе, нафиг. 6 - схема шифратора блока иници- Зирования речевых сообщений," на фиг.7 алгоритм работы бортовой части устройства, на фиг, 8 - структура таблицы характеристик сообщений второгоблока памяти.Устройство для формирования речевых сообщений содержит наземную частьустройства 1, блок 2 сопряжения,бортовую часть устройства 3, блок 4преобразования речевого сигнала вцифровой блок 5 подготовки библиотеки элементов речи, блок 6 контролякачества записи, блск 7 инициирования речевых сообщений, блок 8 коммутации постоянной памяти, второй 50блок 9 памяти, коммутатор 10, первыйблок 11 памяти, блок 12 управления,блок 13 преобразования цифровогосигнала в речевой, микрофор 14, первый усилитель 15, ограничитель 16, 55первый фильтр 17 низких частот, дельта -модулятор 18, первый дельта-демодулятор 19, второй фильтр 20 низ 18 4 ких частот второй усилитель 21, первый громкоговоритель 22, датчики 23 сигналов аварийных ситуаций, шифратор 24, матрицу 25 второго блока памяти, регистр 26 адреса второго блока памяти, регистр 27 длины элементаречи, регистр 28 адреса связи, первыйблок 29 совпадения, второй блок 30совпадения, матрицу 31 первого блокапамяти, регистр 32 адреса первогоблока памяти, элемент ИЛИ 33, регистр34 сдвига, блок 35 пуска и останова,генератор 36 импульсов, распределитель 37 импульсов, счетчик 38 сдвигов, второй дельта-демодулятор 39,третий фильтр 40 низких частот, третий усилитель 41, второй громкоговоритель 42, компаратор 43, интегратор 44, триггер 45, элемент И-ИЛИ 46,формирователь 47 импульсов, инвертор48, элемент И 49, суммирующий счетчик 50 и дешифратор 51,На фиг. 5 показаны следующие эпюры напряжений: сигнал с выхода первого фильтра 17 низких частот - А,аппроксимирующее напряжение с интегратора 44 -В, сигнал на выходе компаратора 43-С, напряжение на выходе триггера 45-Б и тактовые импульсы навыходе генератора импульсов 36-Г.Устройство работает следующим образом.Речевой сигнал через микрофон 14блока 4 преобразователя речевого сигнала в цифровой поступает на первый усилитель 15, ограничивается по амплитуде ограничителя 16 и подается на первый фильтр 17 низких частот, в котором осуществляется ограничение частот речевого сигнала до ширины полосы телефотонного канала. Аналогичный сигнал с выхода первого фильтра 17 низких частот поступает на вход дельта-модулятора 18 для преобразования его в цифровую форму.Дельта-модулятор 18 работаетследующим образом.Сигнал с выхода первого фильтра 17 низких частот подается на первый вход компаратора 43. Отрезок такого сигнала показан в виде кривой А на фиг. 5, На второй вход компаратора 43 подается аппроксимирующее напряжение с интегратора 44, представленное отрезком ломаной линии В, Напряжение А и В сравниваются компаратором 43 и в зависимости от их соотношения на выходе компаратора 43 устанавливается высокийединичный )"Начало сообщения", который посту 1 о пает на вход блока 12 управления,и сигнал код сообщения, который поступает на коммутатор 10. При одновременном появлении нескольких аварийных сигналов воспринимается сига нал, обладаоций высшим приоритетом(с наименьшим номером) и воспроизводится только одно сообщение, соответствующее наиболее опасной ситуации.щ Шифратор 24 работает следующим образом,В исходном состоянии содержимоесуммирующего счетчика 50 равно нулю. Поэтому на выходах дешифраторар 5 51 и на вторых входах элемента ИИЛИ 46 устанавливается нулевой потенциал. При отсутствии на первыхвходах элемента И-ИЛИ 46 сигналов сдатчиков 23 на выходе элемента ИИЛИ 46 также устанавливается нулевой потенциал . Разрешаоций потенциал на выходе инвертора 48 пропускает тактовые импульсы с генеоатора36 импульсов блока 12 управления через элемент И 49 на суммирующий счет 35чик 50, что обеспечивает появлениесигнала на первом и последующихвыходах дешифратора 51. Если на одном из датчиков 23 появляется сигнал, то на выходе элемента И-ИЛИ 46401 11возникает сигнал "Начало сообщенияЭтот сигнал через формирователь 47импульсов поступает на блок 35 пуска и останова, Одновременно этотже сигнал поступает через инвертор48 на элемент И 49 и прекращает поступление импульсов от генератора 36импульсов на суммирующий счетчик50, информация с выходов счетчика50 в виде кода сообщений поступаетна коммутатор 10 и в бортовой частиустройства 3 начинается воспроизведение речевого сообщения. После окон"чания воспроизведения происходит .гашение счетчика 50 сигналом с рас 55 5 94 или низкий уровень сигнала. Сигнал на выходе компаратора 43 показан в виде ломаной линии С. Двоичная информация с выхода компаратора 43 в моменты времени, определяемые тактовыми импульсами из блока 5 подготовки библиотеки элементов речи, поступает на триггер 45, который служит схемой фиксации двоичного кода. Напряжение на прямом выходе триггера 45 показано в виде ломаной линии Е, а тактовые импульсы показаны на эпюре Е. Таким образом, сравнение сигналов А и В производится в каждый тактовый момент времени.еЕсли в данный момент речевой сигнал Р не меньше, чем аппроксимирующий сигнал В, то на время одного периода сигнал Е принимает единичное состояние. Интегрирование этого напряжения интегратором 44 приводит к увеличению аппроксимирующего напряжения 8. Так продолжается до тех пор, пока в некоторый следующий тактовый момент сигнал В не превысит речевой сигнал. Тогда сигнал Е на выходе триггера 45 принимает нулевое значение и в течение этого перио да аппроксимирующее напряжение 13 уменьшается. Таким образом, аппроксимирующий сигнал 8 на интеграторе 44 отслеживает входной речевой сигнал А, исходя из критерия минимизации ошибки,Для контроля качества закодированного речевого сигнала в блоке 6 контроля качества записи осуществляется обратное преобразование цифрового сигнала в речевой, Для этого цифровой сигнал из блока 5 подготовки библиотеки элементов речи выводится на первый дельта-демодулятор 19, где он преобразуется в аналоговый сигнал. Затем аналоговый сигнал ограничивается вторым фильтром 20 низких частот до ширины полосы телефонного канала, усиливается вторым усилителем 21 и преобразуется в речевой сигнал первым громкоговорителем 22.Закодированные элементы речи записываются в ЗВМ блока 5 подготовки библиотеки элементов речи, преобразуются по программе в набор элементов речи для первого блока 11 памяти и таблицу характеристик сообщений для второго блока 9 памяти и переписываются в блок 8 коммутации постоянной памяти. 2118 6 Работа бортовой части устройства 3 начинается с поступления информации с датчиков 23 сигналов аварийных ситуаций на входы шифратора 24 блока 7 инициирования речевых сообщений, шифратор 24 обеспечивает приоритетное обслуживание сигналов с датчиков 23 и вырабатыввет сигнал пределителя 37 импульсов.Во втором блоке 11 памяти содержится таблица характеристик сообщений, Таблица состоит из строк, каж7 9421 дая из которых характеризует как один элемент речи, так и сообщение в целом. Пример составления таблицы характеристик сообщения приведен на Фиг. 8. Блок 12 управления по алгоритму фиг. 5 обеспечивает равномерную скорость поступления речевой информации в цифровой форме на вход блока 13 преобразования цифрового сигнала в речевой, оВторой дельта-демодулятор 39 преобразует цифровую информацию в аналоговый сигнал, Этот сигнал фильтруется Фильтром 40 низких частот, усиливается третьим усилителем 4 1 15 и воспроизводится вторым громкоговорителем 42 в виде речевого сообщения об аварийной ситуации, возникшей на объекте.Использование предлагаемого иэоб ретения позволяет уменьшить объем постоянной памяти и уменьшить вес бортовой части устройства для формирования речевых сообщений.формула изобретенияУстройство для Формирования речевых сообщений, содержащее блок пре- зо образования речевого сигнала у цифровой, выход и вход которого соединены с входом и первым выходом блока подготовки библиотеки элементов речи, выход которого соединен с входом блока сопряжения, первый выход которого 18 8соединен с входом блока контроля качества записи второй выход блока сопряжения соединен с первым входомпервого блока памяти, выход которогосоединен с входом блока преобразования цифрового сигнала в речевой,блок инициирования речевых сообщений, первый выход которого соединен спервым входом блока управления, первый выход которого соединен с вторымвходом первого блока памяти, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюупрощения устройства, в него введенывторой блок памяти и коммутатор,первый вход которого соединен с вторым выходом блока инициирования речевых сообщений, второй выход блокауправления соединен с вторым входомкоммутатора, выход и третий вход ко.торого соединены с первыми входом ивыходом второго блока памяти, вторыевход и выход которого соединены стретьим выходом и вторым входом блока управления, третий выход блокасопряжения соединен с третьим входомвторого блока памяти, третий выходкоторого соединен с третьим входомпервого блока памяти.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Логическая компоновка системна базе процессора МАСВТ-М,Северодонецк, 1972, с, 102-115.2. Патент США М 3808591,кл. С 08 С 5/00, опублик. 1974