Анализатор звуковых колебаний

Сфюз Советских Сфцнапнстнческнх Респубпнн(51)М, К,з О 10 . 1/00 Государственный коинтет СССР ио аелаи нзобретеннй н открытнй(54 ИЗАДОР ЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ я к приборо.-. использовано вых колебаний, звуковых коле плитудного вательного амп набора эталон сравнения сосала с эталонот Ктоилизг,30,5,Изобретение относитсстроению и может бытьпри исследовании звукоИзвестен анализаторбаний, состоящий иэ амнормализатора, последолитудного анализатора,аных образцов и блокатавляющих спектра сигиными образцами 11.Описанное устройство недостаточнополно анализирует исследуемый сигнал.Иэ известных устройств наиболееблизок к предлагаемому анализаторзвуковых колебаний, содержащий апмлитудный иормализатор, пять амплитудных анализаторов и сумматор (21К недостаткам этого устройстваносятся его сравнительно узкие Фунциональные возможности.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устройства.Поставленная цель достигается засчет снабжения устройства частотнымнормалиэатором, тремя последовательными разностными анализаторами, двумя измерителями времени, тремя Формирователями импульсов, схемой ИЛИи детектором максимального сигнала,причем входы амплитудного нормалиэатора, детектора максимальногосигнала и сумматора соединены параллельно, выходы амплитудного нормализатора соединены одновременно совходами первого и второго амплитудныханализаторов и через частотный нормализатор со входами третьего н четвертого амплитудных анализаторов,два выхода детектора максимальногосигнала подключены одновременно ковходам первого последовательногоразностного анализатора и через первый и второй Формирователи импульсов, 5 схему ИЛИ и первый измеритель времени - ко входу второго последовательного раэностного анализатора,выход сумматора подключен одновременно ко входу пятого амплитудного ана лизатора и через третий Формировательимпульсов и второй измеритель времени - ко входу третьего последовательного раэностного анализатора.На чертеже изображена структурная 5 схема описываемого устройства.Анализатор звуковых колебаний сост иэ блока 1 амплитудного нормаатора, амплитудных анализаторов3 и 4, частотного нормализаторапоследовательных разностных ана 809324лиэаторов 6, 7 и 8, детектора максимального сигнала 9, измерителей 10 и 11 времени, формирователя 12 и 13 импульсов, схемы ИЛИ 14 и сумматора 15.Устройство работает следующим образом.Спектр сигналов, полученный с по.мощью параллельного анализатора (не указан) спектра звуковых или электрических колебаний или от датчиков, реагирующих на присутствие различных видов химических веществ, содержащихся в смеси газов или в растворе, подается со входа устройства на амплитудный нормализатор 1. Для определения амплитуды составляющих 15 нормализованного по амплитуде спектра выход амплитудного нормализатора 1 подключен к входам соответствующих амплитудных анализаторов 2. Картина распределения сигналов на вы О ходах амплитудь=х анализаторов 2 может быть использована для распознавания конкретных звуковых сигналов, запахов или различных веществ по нх вкусовым характеристикам. Выходы амплитудного нормализатора 1 подключены также ко входам частотного нормализатора 5, на выходах которого получаем картину распределения составляющих спектра относительно максимальной составляющей, причем положение полученной картины распределения на выходах частотного нормализатора 5 не зависит от того, йакаком участке частотного диапазонанаходится анализируемый сигнал .Для определения амплитуды составляющих нормализованного по частотеспектра каждый выход частотного нормалиэатора 5 подключен ко входу соответствующего амплитудного анали Озатора 3.Картина распределения сигналов навыходах амплитудных анализаторов 3может быть использована для распознавания источника звукового сигнала по его тембру. Например, возможнораспознавание вида музыкального инструмента во время его звучания на разных участках диапазона.Детектор максимального сигнала 9 ре истрирувт в спектре анализируемого сигнала максимальную составляющую. Сигналы с выходов детектора 9 поступают на соответствующие входы последовательного разностного анализатора 6. Последовательность сигна лов, получаемая на выходах анализатора б, может быть использована для распознавания музыкальных мелодий. Причем картина последовательности сигналов на выходах анализатора б що зависит только от расстояния между основными тонами соседних звуков и не зависит от того, на каком участке диапазона исполняется данная мелодия. 65 Выходы детектора максимальногосигнала 9 подключены также к входамсоответствующих формирователей 12импульсов, которые формируют импульсы по переднему фронту поступающихна их входы сигналов. При изменениях анализируемого сигнала на вход измерителя 10 времени через схему ИЛИ14 с выходов формирователей 12 импульсов поступает последовательностьимпульсов. Измеритель 10 времениопределяет длительность интерваловвремени между соседними импульсами,при этом каждому выходу измерителя10 времени соответствует определенная длительность интервала, равная:Т = 2"где и - номер выхода измерителя,минимальный измеряемый интервал времени.Выходы измерителя 10 времени подключены к соответствующим входам последовательного раэностного анализатора 7, Спектр анализируемого сигнала с входов устройства поступаеттакже на сумматор 15, где составляющие спектра суммируются, Уровеньсуммарного сигнала определяется спомощью амплитудного анализатора 4,а формирователь 13 импульсов фиксирует изменение уровня анализируемогосигнала и выдает по переднему фронту изменений импульсы, которые поступают на вход измерителя 11 времени.Измеритель 11 времени, также как иизмеритель 10 времени, определяетдлительность интервалов времени между соседними импульсами п,ледовательности, Сигналы со входов измерителя 11 времени поступают на соответствующие входы последовательногораэностного анализатора 8. Последовательность сигналов, снимаемаявыходов анализатора 7, характеризует ритмический рисунок изменениячастоты входного сигнала и можетбыть использована при анализе музыкальных мелодий. Сигналы, получаемыена выходах анализатора 8, характеризуют ритмический рисунок измененияобщего уровня входного сигнала имогут быть использованы для распознавания различных ритмических последовательностей. Причем порядок появления сигналов на выходах анализаторов 7 и 8 не зависит от темпа изменений входного сигнала, важны толькосоотношения длительностей интерваловмежду изменениями,Использование изобретения позвтлит расшири функциональные возможности анализа. Устройство осуществляет последовательный и параллельный анализ входных сигналов, Приэтом выявляются такие характеристики, как соотношенияамплитуд составляющих спектра, положение составляющих спектра анализируемого сигналаотносительно максимальной составляю809324 Формулаизобретения ИИПИ Заказ 437/бб Тираж Подписно Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,щей , расстояния между основными тонами последовательно поступающих сигналов и соотношения длительностейинтервалов между последовательнымиизменениями входного сигнала. Полученные характеристики могут быть использованы для распознавания запахов,тембров, музыкальных аккордов, мелодий, в том числе и интонации речи,а также ритмических рисунков звуковых сигналов,Анализатор звуковых колебаний, содержащий амплитудный нормалиэатор, пять амплитудных анализаторов и сумматор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей он снабжен частотным нормализатором, тремя последовательными раэностными анализаторами, двумя измерителями времени, тремя формирователями импульсов, схемой ИЛИ и детектором максимального сигнала, причем входы амплитудного нормалиэатора, детектора максимального сигнала и сумматора соединены парал-лельно, выходы амплитудного нормализатора соединены одновременно совходами первого и второго амплитудныханализаторов и через частотный нормалиэатор со входами третьего и четвертого амплитудных анализаторов,два выхода детектора максимальногосигнала подключены одновременно ковходам первого последовательногоразностного анализатора и через первый и второй формирователи импульсов, схему ИЛИ и первый измерительвремени - ко входу второго последовательного разностного анализатора,выход сумматора подключен одновремен 5 но ко входу пятого амплитудного анализатора и через третий формировательимпульсов и второй измеритель времени - ко входу третьего последова-.тельного разностного анализатора.2 О Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 585519, кл. С 101/00, 19772. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2630822/24,кл. 6 101/00, 1979 прототип).