Устройство для измерения уровняшума b паузах речи

Союз Светскм Сециапистическик Республик(22) Заявлено 2504. 79 (21) 2760145/18-09с присоединением заявки йо(23) ПриоритетОпубликовано 280281. Бюллетень 89 8 Р 1)М, Кд 3 Н 04 В 3/46 //. Н 04 В 17/00 Государственный коммтет СССР оо делам изобретеяий я открытия(53) УДК 621. 395. .664(088.8 Дата опубликования описания 08. 03. 81) УСТРОЙСТВО ДЛЯВ ПАУЗ ОВНЯ ШУ ЗИЕРЕНЕЧИ Изобретениетехйике и может.определения уракустических иустройствах. тносится к радиоспользоваться дляня шума в электроадиотелефонных 0 20 По основному авт, св. Р 605322устройство для измерения уровняшума в паузах речи содержит последовательно соединенные усилитель,амплитудный детектор, синхронныйинтегратор, амплитудный селектор,первый счетчик импульсов, элементзапрета, реверсивный сумматор, цифроаналоговый преобразователь, интегратор, исполнительный блок, атакже второй счетчик импульсов игенератор импульсов. Выход генератора импульсов одновременно подключен ко второму входу синхронного интегратора и к счетному входувторого счетчика импульсов, выходкоторого одновременно подключен ковходу обнуления первого счетчикаимпульсов и второму входу элементазапрета, второй вход реверсивногосумматора подключен к выходу первого счетчика импульсов, а выходинтегратора - ко второму входу амплитудного селектора 7,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, масштабный усилитель, элемент сравнения,пороговый элемент и аналоговый ключ,которые соединены последовательно,при этом вход порогового элементаобъединен с другим входом аналогового ключа, выход которого подключен к дополнительному входу генератора импульсов, выход амплитудногодетектора - ко входу дополнительного интегратора, а выход интегратора - к другому входу элемента сравнения,,На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.Устройство для измерения уровняшума в паузах речи содержит последовательно соединенные усилитель 1,амплитудный детектор 2, синхронныйинтегратор 3, амплитудный селектор4, первый счетчик 5 импульсов, элемент б запрета, реверсивный сумматор 7, цифроаналоговый преобразователь 8, интегратор 9. Выход первого интегратора 9 одновременноподключен ко второму входу амплитудного селектора 4 и ко входу исполнительного блока 10. Выход амплитудного детектора 2 подключен также кдополнительному интегратору 11, который, в.свою очередь, последовательно соединен с масштабным усилителем12 и элементом 13 сравнения. Выходэлемента 13 сравнения одновременноподключен к сигнальному входу аналогового клича 14 и ко входу порогового элемента 15, выход которогоподключен к управляищему входу аналогового ключа 14. Выход аналоговогоключа 14 подключен к управляющемувходу генератора 16 импульсов, управляющего напряжением. Выход генератора 16 импульсов подключен одновременно ко второму входу синхронногоинтегратора 3 и к счетному входу второго счетчика 17 импульсов, выходкоторого одновременно подкличен ковходу обнуления счетчика 5 импульсов и ко второму входу элемента б запрета. Второй вход реверсивного сумматора 7 подключен к выходу счетчика 5 импульсов, а второй вход элемента 13 сравнения - к выходу интегратора 9. 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 длительностью Т=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 ВС цепи синхронного интегратора 3 для обеспечения высокой линейности выбирается равной5 АР 3 10 Тиип ра время разряда указанной КС цеписинхронного интегратора 315Р РТИП/25Сквозной коэффициент передачи К о отвхода устройства к выходу синхрон- Щ ного интегратора .3 выбирается из условияКо=К К 2 КЗ=1где К- коэффициент передачи усилителя 1;К 2, - коэффициент передачи амплитудного детектора 2;К- коэффициент передачи синхронного интегратора 3.С выхода синхронного интегратора3 сигнал поступает на .сигнальный .входамплитудного селектора 4, с выходакоторого - на счетный вход счетчика5 импульсов, Вход обнуления первогосчетчика 5 импульсов подключен к выходу второго счетчика 17 импульсов,на счетный. вход которого поступаютимпульсы от генератора 16.Таким образом счетчик 5 импуль сов заполняется импульсами с выхода амплитудного селектора 4 в течение измерительного цикла, определяемого временем заполнения второго счетчика 17 импульсов, Объем 4 второго счетчика 17 импульсов выбран из условияСЮГ РП Огде Тр - средняя длительность естественной паузы в речевомсигнале;начальная частота следоваОния импульсов генератора16 импульсов.Для того, чтобы уровень напряженияна выходе интегратора 9 был близокк вероятному уровни, равному действующему значению сигнала на входеустройства, объем первого счетчика 60 5 выбирается из условия"сч -Сигнал с выхода первого счетчика 65 5 импульсов одновременно поступаетна вход "Сложение" реверсивного сумматора 7 и на первый вход элемента б 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 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 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 уровня ниже пррогового значения, та исполнительный блок 10 регистрирует этот уровень как вероятный уровень шума на входе устройства, изме.- ряемый в паузе речевого сигнала.ЬООдновременно с выхода амплитудного детектора 2 сигнал поступает на вход дополнительного интегратора 11, постоянная времени йС цепи которого выбрана больше величины ве роятного значения длительности есте. ственной паузы в речеВом 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 Ко.от входа устройства до выхода масштабного усилителя 12 выбирается из условияКр=КК К,К;1,где К - коэффициент передачи усилителя 1;К - коэффициент передачи ампли 1тудного детектора 2;К - коэффициент передачи дополнительного интегратора 11;К- 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 превысит пороговый уровень 0 равный, напримерО =5 Огде О 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 й; - количество перестраиваемых уровней на выходе цифроаналогового преобразователя в зависимости от изменения урЬвня сигнала на входе устррйства,Формула изобретения Составитель В,Лякишев Редактор Н.Безродная Техред М.Табакович Корректор Н.ГригорукПСССРийаб д Тираж 70 сударственного ам изобретений осква, Ж, Р 460 79 ВНИИПИ по 113035исное комит и отк ушска 5 Филиал ППП Патент", г, 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, определякЦее быстродействие устройства, в случае уменьшения этого уровня будет определяться следующим выражением2 йсцеу ф ййсч,оТ =К . +Х1 в -., Мфк, кс ко м, где К=О/О - коэффициент, харак"теризующий величинупорога элемента 15;К - крутизна. генератора16 по входу управления;К с - коэффициент передачиэлемента 13 сравнения; Устройство для измерения уровняшума в паузах речи по авт. св.М 605322, о т.л и ч а ю щ е е с ятем, .что, с целью сокращения времени измерения, введены дополнитель 15 ный интегратор, масштабный усилитель, элемент сравнения, пороговыйэлемент и аналоговый ключ, которыесоединены последовательно, при этомвход порогового элемента объединен20 с другим входом аналогового ключа,выход которого подключен к дополнительному входу генератора импульсов, выход амплитудного детектораподключен ко входу дополнительногор интегратора, а выход интегратораподключен 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,