УСТРОЙСТВО СВЯЗИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БЕЗГОЛОСОВОЙ РЕЧИ Российский патент 2005 года по МПК H04M1/00 

Устройство связи с использованием безголосовой речи относится к видам связи, в которых используется передача речи, например, относится к электросвязи (к телефонии), радиосвязи, оптической и акустической (например, с помощью ультразвука) связи.

Устройство связи с использованием безголосовой речи целесообразно применять независимо от расстояния между собеседниками в случаях:

1) когда нужно обеспечить скрытность разговора от окружающих людей, не являющихся собеседниками в этом разговоре, и/или от окружающих прослушивающих устройств;

2) когда нужно не мешать своим разговором окружающим людям;

3) когда невозможно или трудно говорить с использованием голосовых связок (например, человек охрип, или очень слаб, или имеет больные голосовые связки, или человек ларингоэктомирован);

4) когда нужно, чтобы говорящего по устройству связи человека не узнали по голосу на другой стороне связи.

При этом собеседники могут находиться не только далеко друг от друга, но и в непосредственной близости друг от друга.

В этом устройстве связи может быть предусмотрена возможность переключения режимов голосовой и безголосовой речи, а также регулировка параметров (например, тона) голоса, формируемого в режиме безголосовой речи. Путем оперативной регулировки или/и манипуляции тона формируемого голоса можно делать интонации при разговоре в режиме безголосовой речи.

Известны устройства связи (например, телефон, радиостанция и т.д.), по которым можно разговаривать с использованием как голосовой речи, так и безголосовой речи (т.е. с использованием шепота), но безголосовая речь (шепот) плохо воспринимается слушающим человеком, а интонации при разговоре шепотом вообще невозможны.

Целью изобретения являются получение на выходе/выходах канала связи голосовой речи при использовании человеком, говорящим по каналу связи, безголосовой речи, т.е. улучшение восприятия принимаемой речи на выходе/выходах канала связи и получение возможности делать и передавать по каналу связи интонации при использовании безголосовой речи, а также обеспечение независимо от расстояния между собеседниками неслышания их разговора окружающими людьми и снижение вероятности его прослушивания с помощью окружающих прослушивающих устройств при слышании собеседниками голосовой речи.

Поставленная цель достигается тем, что устройство связи с использованием безголосовой речи, содержащее устройство связи, также содержит по меньшей мере одно голосообразующее устройство. Голосообразующее устройство может иметь механический или/и акустический выход/выходы и выходную мощность, недостаточную для разборчивого восприятия окружающими людьми, сформированной с помощью голосообразующего устройства голосовой речи, но достаточную для разборчивого восприятия голосовой речи на выходе/выходах канала связи. Голосообразующее устройство может быть регулируемым. Оно может иметь регулировку/регулировки тона, или основного тона, или тонов его выходного сигнала. С целью получения интонаций в речи голосообразующее устройство может содержать в своем составе манипулятор или/и оперативный регулятор тона/тонов его выходного сигнала. С целью контроля сформированного сигнала голосовой речи может быть введен по меньшей мере один преобразователь сигнала в акустический вид (например, электроакустический преобразователь), вход которого может быть соединен с цепью передающего тракта устройства связи, или/и вход, или дополнительный вход приемного тракта устройства связи может быть соединен с цепью передающего тракта устройства связи. С целью снижения (практически полного исключения) вероятности подслушивания разговора окружающими людьми или/и с помощью окружающих прослушивающих устройств может быть введен по меньшей мере один излучатель звука, заглушающего звуки речи говорящего/говорящих с использованием безголосовой речи человека/людей. С целью удобства для говорящего по устройству связи с использованием безголосовой речи человека акустический выход голосообразующего устройства может быть расположен около рта этого человека. С целью подавления в канале связи сигналов заглушающего/заглушающих или/и мешающего/мешающих звука/звуков в устройство связи может быть введен по меньшей мере один режекторный фильтр, подавляющий эти сигналы. С целью ослабления влияния на связь заглушающего/заглушающих или/и мешающего/мешающих звука/звуков на входе/входах по меньшей мере одного микрофона, входящего в состав устройства связи, может/могут быть введено/введены по меньшей мере одно акустическое фокусирующее устройство или/и по меньшей мере один акустический резонатор. В качестве акустического фокусирующего устройства может быть применен рупор. С целью автоматической оптимальной настройки устройство связи с использованием безголосовой речи может быть автоматически регулируемым. Для этого в него может быть введено по меньшей мере одно устройство автоматического регулирования. Выход/выходы по меньшей мере одного устройства автоматического регулирования может/могут быть соответственно соединен/соединены с входом/входами по меньшей мере одного голосообразующего устройства или/и по меньшей мере одного излучателя звука, заглушающего звуки речи говорящего/говорящих с использованием безголосовой речи человека/людей. Вход/входы по меньшей мере одного голосообразующего устройства или/и по меньшей мере одного излучателя звука, заглушающего звуки речи говорящего/говорящих с использованием безголосовой речи человека/людей, соединенный/соединенные с выходом/выходами по меньшей мере одного устройства автоматического регулирования, может/могут являться входом/входами регулирования выходной мощности. Вход/входы по меньшей мере одного устройства автоматического регулирования может/могут быть соединен/соединены с выходом/выходами или/и с дополнительным/дополнительными выходом/выходами устройства связи. При этом дополнительным/дополнительными выходом/выходами устройства связи может/могут являться выход/выходы или/и дополнительный/дополнительные выход/выходы передающего/передающих или/и приемного/приемных тракта/трактов устройства связи. По меньшей мере одно устройство автоматического регулирования может содержать первый и второй детекторы уровня, выходы которых соединены соответственно с первым и с вторым входами делителя сигналов, выход которого соединен с первым входом устройства сравнения, второй вход которого соединен с выходом формирователя образцовой величины, а выход соединен с входом интегратора, выход которого является выходом устройства автоматического регулирования, входом которого является вход первого детектора уровня, соединенный с входом частотного фильтра (например, полосового частотного фильтра), выход которого соединен с входом второго детектора уровня. С целью управления параметрами автоматического регулирования формирователь образцовой величины или/и частотный фильтр (например, полосовой частотный фильтр) может/могут быть регулируемым/регулируемыми. С этой же целью по меньшей мере одно устройство автоматического регулирования может быть регулируемым. В качестве устройства сравнения может быть применен вычитатель или сумматор. С целью повышения точности автоматического регулирования на входе первого детектора уровня может быть введен фазовращатель. В качестве детекторов уровня могут быть применены амплитудные детекторы. В формирователе образцовой величины образцовой величиной может быть напряжение, или ток, или цифровой код. С целью стабилизации и оптимизации уровня сигналов речи в канале связи по меньшей мере один передающий тракт или/и по меньшей мере один приемный тракт устройства связи может/могут иметь автоматическую регулировку усиления.

Перечень фигур чертежей

Фигура 1 - пример выполнения (принципиальная электрическая схема) голосообразующего устройства.

Фигура 2 - пример выполнения (структурная схема) режекторного фильтра.

Фигура 3 - пример выполнения (структурная схема) устройства автоматического регулирования.

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

Устройство связи с использованием безголосовой речи содержит:

по меньшей мере одно голосообразующее устройство 1, предназначенное для формирования голоса в безголосовой речи, т.е. по существу для преобразования безголосовой речи в голосовую;

устройство связи 2, предназначенное для связи с помощью сигналов речи.

Голосообразующее устройство 1 может быть выполнено, например, аналогично аппарату голосообразующему АГ-80 (который производится по адресу: 127238, г. Москва, Дмитровское шоссе, д. 81, МЗСТМА "Ритм") или АГМ-95 (который производит Инженерно-медицинский центр "АГМА", г. Москва) с той лишь разницей, что его выходная мощность должна быть значительно ниже, такой низкой, при которой невозможно разборчивое восприятие окружающими людьми сформированной с помощью голосообразующего устройства голосовой речи, но благодаря высокому усилению передаваемого сигнала в тракте канала связи обеспечивается разборчивое восприятие голосовой речи на выходе/выходах канала связи, для чего тракт канала связи должен иметь повышенное усиление передаваемого сигнала. При такой низкой выходной мощности голосообразующее устройство 1 не может использоваться по назначению всех известных голосообразующих аппаратов (они предназначены для инвалидов, не могущих говорить с использованием голосовых связок, для обеспечения формирования достаточно громкой голосовой речи), но зато при его применении совместно с устройством связи 2 возникает новый эффект, не являющийся простой суммой функций, выполняемых известным голосообразующим устройством (аппаратом) и известным устройством связи 2, заключающийся в том, что говорящего по устройству связи с использованием безголосовой речи человека окружающие его люди, не являющиеся его собеседниками, не слышат, а слышат его только люди, находящиеся на другой/других стороне/сторонах канала связи, причем слышат его голосовую речь. Причем люди, находящиеся на другой/других стороне/сторонах канала связи, фактически могут находиться даже в непосредственной близости от человека, говорящего по устройству связи с использованием безголосовой речи, т.е. входить в число окружающих его людей.

На фигуре 1 приведен пример выполнения (принципиальная электрическая схема) голосообразующего устройства 1, которое применено в изготовленном мной телефоне, имеющем режим безголосовой речи. Это голосообразующее устройство так же, как и аппараты голосообразующие АГ-80 и АГМ-95, представляет собой генератор механической вибрации звуковой частоты 3, но выходная мощность этого генератора значительно меньше, чем у аппаратов АГ-80 и АГМ-95. Генератор механической вибрации звуковой частоты 3 содержит генератор электрических колебаний звуковой частоты 4 (его принципиальной электрической схемой является схема, изображенная на фигуре 1, за исключением изображенного на ней телефонного капсюля Тлф.1),выход которого нагружен на телефонный капсюль Тлф.1, крышка которого откручена и удалена, а мембрана является механическим выходом и одновременно акустическим выходом генератора механической вибрации звуковой частоты 3 и голосообразующего устройства 1.

В качестве устройства связи 2 может быть применено любое устройство связи, предназначенное для связи с помощью сигналов речи, например телефон любого типа, радиостанция, канал телефонной связи, радиосвязи, оптической связи, акустической (например, с помощью ультразвука) связи. C целью обеспечения требуемого повышенного коэффициента передачи канала связи передающий/передающие или/и приемный/приемные тракт/тракты устройства связи 2 может/могут иметь повышенный/повышенные коэффициент/коэффициенты передачи сигнала/сигналов. Голосообразующее устройство, схема которого приведена на фигуре 1, содержится в составе изготовленного мной телефона, имеющего режим безголосовой речи, т.е. в качестве устройства связи 2 применен телефон, а также канал телефонной связи, причем в режиме безголосовой речи передающий тракт этого телефона (т.е. устройства связи 2) имеет повышенный коэффициент передачи сигнала.

Работает заявленное устройство следующим образом:

Генератор электрических колебаний звуковой частоты 4 вырабатывает электрические колебания звуковой частоты, которые поступают на телефонный капсюль Тлф.1 и вызывают вибрацию со звуковой частотой его мембраны. При этом телефонный капсюль Тлф.1 стороной, на которой находится мембрана, прижимается к горлу говорящего по устройству связи человека (т.е. мембрана прижимается к горлу), в результате чего из-за вибрации мембраны в горле человека возникают акустические колебания, которые поступают в ротовую полость человека, который при этом говорит очень тихим шепотом, т.е. который делает такие же артикуляционные движения, как при разговоре голосом, но голосовые связки в работу не включает, т.е. использует безголосовую речь. В результате артикуляционных движений акустические колебания в ротовой полости человека преобразуются в звуки голосовой речи, Точно так же происходит формирование голосовой речи при применении известных голосообразующих аппаратов (например, АГ-80 и АГМ-95). Голосообразующее устройство, схема которого изображена на фигуре 1, и голосообразующие аппараты АГ-80, и АГМ-95 по существу заменяют голосовые связки человека. Благодаря им по существу происходит преобразование безголосовой речи в голосовую. Но в отличие от известных голосообразующих аппаратов (например, АГ-80 и АГМ-95) с помощью переменного резистора R6 (т.е. с помощью регулировки "Громкость") устанавливается такая низкая выходная мощность голосообразующего устройства, при которой выходящий изо рта человека звук голосовой. речи имеет уровень очень тихого шепота, благодаря чему окружающие люди этот звук не слышат, а если и слышат, то разобрать речь не могут, т.е. речь не слышат. В изготовленном мной телефоне в режиме безголосовой речи в его передающий тракт включается дополнительный микрофонный усилитель, т.е. обеспечивается повышенное усиление (т.е. повышенный коэффициент передачи) передающего тракта устройства связи 2, благодаря чему в телефонной линии и на второй стороне канала связи обеспечиваются требуемые уровни голосового речевого сигнала, благодаря чему собеседник на второй стороне канала связи разборчиво слышит голосовую речь человека, говорящего на первой стороне канала связи и использующего для этого безголосовую речь. В изготовленном мной телефоне микрофон снабжен рупором (т.е. акустическим фокусирующим устройством), что повышает на выходе микрофона уровень полезного сигнала, а также из-за узкой диаграммы направленности рупора снижает на выходе микрофона уровень мешающих сигналов и исключает возможность самовозбуждения телефона по цепи акустической обратной связи из-за повышенного коэффициента усиления передающего тракта телефона. Поскольку передаваемый сигнал из телефона поступает не только в телефонную линию, но и в приемный тракт этого же телефона, так как вход приемного тракта телефона соединен с выходом его передающего тракта, то говорящий по этому телефону с использованием безголосовой речи человек слышит свою сформированную голосовую речь и контролирует ее формирование, что особенно важно при делании интонаций в речи. Интонации в речи человек делает с помощью расположенной на телефонной трубке кнопки S2 под названием "Манипуляция тона", манипулируя с помощью нее частотами колебаний на выходе генератора электрических колебаний звуковой частоты 4 и соответственно тоном голоса формируемой голосовой речи. С помощью переключателя S1 под названием "Разница манипулируемых частот" можно задавать требуемую величину изменения тона голоса при интонациях. С помощью переменного резистора R3 (т.е. с помощью регулировки "Тон голоса") можно плавно устанавливать основной тон голоса формируемой голосовой речи.

С целью оперативного изменения тона голоса при делании интонации на любую величину в голосообразующее устройство может быть введен оперативный регулятор тона/тонов его выходного сигнала, который может содержать, например, включенный в частотозадающую цепь генератора электрических колебаний звуковой частоты 4 магнитоуправляемый элемент (например, магниторезистор, или магнитодиод, или магнитотранзистор) и подвижный магнит, положением которого относительно магнитоуправляемого элемента управляет говорящий с использованием безголосовой речи человек, который таким образом управляет напряженностью магнитного поля, пронизывающего магнитоуправляемый элемент, т.е. управляет его параметрами, влияющими на частоту выходного сигнала генератора 4, т.е. управляет частотой выходного сигнала генератора 4 и соответственно выходного сигнала голосообразующего устройства 1, т.е. управляет тоном голоса формируемой голосовой речи.

Если на стороне связи, на которой находится голосообразующее устройство 1, устройство связи 2 имеет только передающий тракт, а приемного тракта не имеет (т.е. канал связи является однонаправленным), то с целью контроля сформированного сигнала голосовой речи может быть введен по меньшей мере один преобразователь сигнала в акустический вид, например электроакустический преобразователь (например, телефонный капсюль, который человек прикладывает к своему уху), вход которого соединяют с цепью передающего тракта устройства связи 2. Аналогично может быть применен по меньшей мере один преобразователь сигнала в акустический вид также в случае, если канал связи является многонаправленным.

С целью полного исключения вероятности подслушивания разговора окружающими людьми и снижения вероятности его подслушивания с помощью окружающих прослушивающих устройств в заявленное устройство может быть введен по меньшей мере один излучатель звука, заглушающего звуки речи говорящего/говорящих с использованием безголосовой речи человека/людей. В качестве каждого такого излучателя звука может быть применен, например, звуковой генератор.

С целью удобства человека, говорящего с использованием безголосовой речи (т.е. чтобы к его горлу ничего не прижималось), голосообразующее устройство может иметь только акустический выход, который располагается около рта этого человека. Например, около рта человека можно разместить телефонный капсюль или выход звуковода, вход которого соединен с акустическим выходом телефонного капсюля, при этом электрический вход этого телефонного капсюля должен быть соединен с выходом генератора электрических колебаний звуковой частоты. При этом акустические колебания, необходимые для формирования голосовой речи, поступают в ротовую полость человека через его рот, а не из горла. Работоспособность такого устройства связи с использованием безголосовой речи успешно проверена мной экспериментально. Но при этом из-за попадания звуковых колебаний, создаваемых телефонным капсюлем (т.е. создаваемых голосообразующим устройством), в микрофон передающего тракта устройства связи 2 в канале связи присутствует повышенный уровень фона, т.е. сигнал мешающего звука.

С целью подавления в канале связи сигналов заглушающего/заглушающих или/и мешающего/мешающих звука/звуков в устройство связи 2 может быть введен по меньшей мере один режекторный фильтр, подавляющий эти сигналы. На фигуре 2 приведен пример выполнения (структурная схема) такого режекторного фильтра, который содержит вычитатель 5, первый вход и выход которого являются соответственно входом и выходом режекторного фильтра, а второй вход соединен с выходом фазовращателя 6, вход которого соединен с выходом аттенюатора 7, вход которого является дополнительным входом режекторного фильтра. Вообще последовательность соединения фазовращателя 6 и аттенюатора 7 не имеет значения. Дополнительный вход режекторного фильтра соединяют с выходом генератора, формирующего заглушающий или мешающий сигнал в электрическом виде. Например, если источником мешающего сигнала является телефонный капсюль Тлф.1 голосообразующего устройства, выполненного согласно фигуре 1, то дополнительный вход режекторного фильтра соединяют с выходом генератора электрических колебаний звуковой частоты 4. Величины сдвига фаз фазовращателем 6 и ослабления аттенюатором 7 выбирают такие, при которых сигналы заглушающего или мешающего звука на первом и на втором входах вычитателя 5 совпадают по амплитуде и по фазе, тогда благодаря операции вычитания на выход режекторного фильтра сигналы заглушающего или мешающего звука не проходят, т.е. происходит их подавление.

Если режекторным фильтром необходимо подавить несколько заглушающих или/и мешающих сигналов, например всего N сигналов, то этот режекторный фильтр может содержать вычитатель, имеющий (N+I) входов, первый вход и выход которого являются соответственно входом и выходом режекторного фильтра, а его остальные входы соединены соответственно с выходами N фазовращателей, входы которых соединены соответственно с выходами N аттенюаторов, входы которых являются дополнительными входами режекторного фильтра. Правила подключения и принцип работы этого режекторного фильтра такие же, как у описанного выше режекторного фильтра, структурная схема которого приведена на фигуре 2.

Для подавления заглушающего или мешающего сигнала, имеющего определенную частоту, также может быть применен частотный режекторный фильтр.

В качестве акустического резонатора может быть применена, например, металлическая трубка, размеры которой определяют частоту ее акустического резонанса и поэтому должны соответствовать частоте основного тона голосовой речи, сформированной с помощью голосообразующего устройства 1, так как эта частота и частота резонанса акустического резонатора должны совпадать. Введение на входе микрофона акустического резонатора позволяет поднять на его выходе уровень полезного сигнала, т.е. сигнала голосовой речи, и снизить на его выходе уровень/уровни заглушающего/заглушающих или/и мешающего/мешающих сигнала/сигналов. Если необходимо поднять уровни множества составляющих частотного спектра голосового сигнала с целью повышения разборчивости речи, то на входе микрофона с этой целью может быть введено соответствующее множество акустических резонаторов.

Если в качестве устройства связи 3 применен телефон, то с целью устранения возможности его самовозбуждения по цепи акустической обратной связи из-за повышенного усиления его передающего тракта в него может быть введено дифференциальное переходное устройство, развязывающее выход передающего и вход приемного трактов телефона, в качестве которого может быть применено, например, устройство по авторским свидетельствам №№594588, 1053794, 1083371.

Для того, чтобы шепот не заглушал голосовую речь, формируемую с помощью голосообразующего устройства 1 и имеющую очень низкий уровень громкости, говорить по устройству связи с использованием безголосовой речи нужно стараться как можно тише: нужно стараться даже не шептать, а только производить артикуляционные движения, не выдыхая и не вдыхая при этом воздух ртом (дышать нужно стараться носом). При этом составляющая шепота в речи человека будет очень низкого уровня или практически вообще будет отсутствовать, что позволит использовать очень низкий уровень громкости формируемой голосовой речи (т.е. использовать очень низкую выходную мощность голосообразующего устройства 1), благодаря чему будет практически исключена вероятность слышания этой речи окружающими людьми или/и с помощью окружающих прослушивающих устройств, а при применении излучателя/излучателей звука/звуков, заглушающего/заглушающих звуки речи говорящего/говорящих с использованием безголосовой речи человека/людей, его/их выходная мощность может быть очень низкой (например, на уровне мощности формируемой голосовой речи), чтобы практически не мешать окружающим людям.

Так как разные люди и даже один и тот же человек могут/может говорить с использованием безголосовой речи по-разному, т.е. с разным уровнем шепота, то с целью автоматической оптимальной настройки устройства связи с использованием безголосовой речи в него может быть введено по меньшей мере одно устройство автоматического регулирования. На фигуре 3 приведен пример выполнения (структурная схема) устройства автоматического регулирования, предназначенного для формирования сигналов автоматического регулирования выходной мощности голосообразующего устройства 1 или/и излучателя звука, заглушающего звуки речи говорящего/говорящих с использованием безголосовой речи человека/людей. Пунктирными линиями изображен блок, не являющийся обязательным. Это устройство автоматического регулирования, описанное в п.21 формулы изобретения, содержит:

первый 8 и второй 9 детекторы уровня, каждый из которых предназначен для формирования постоянного напряжения, пропорционального уровню его входного сигнала, и может быть выполнен, например, на амплитудном детекторе;

делитель сигналов 10, предназначенный для выполнения операции деления, выполненный, например, на основе перемножителя сигналов;

устройство сравнения 11, предназначенное для сравнения величин (например, напряжений, или токов, или цифровых кодов), выполненное, например, на вычитателе, если сравниваемые величины имеют одинаковые знаки, или на сумматоре, если сравниваемые величины имеют противоположные знаки;

формирователь образцовой величины 12, предназначенный для формирования образцовой величины, в качестве которого может быть применен, например, формирователь образцового напряжения, или образцового тока, или образцового цифрового кода;

интегратор 13, предназначенный для выполнения операции интегрирования, который может быть аналоговым или цифровым;

частотный фильтр 14, предназначенный для частотной фильтрации сигналов, в качестве которого может быть применен полосовой частотный фильтр.

C целью повышения точности автоматического регулирования на входе первого детектора уровня 8 может быть введен фазовращатель 15, компенсирующий небольшое отрицательное влияние сдвига фаз частотным фильтром 14. В качестве фазовращателя 15 может быть применена линия задержки.

Вход устройства автоматического регулирования может быть соединен, например, с выходом или с дополнительным выходом передающего тракта устройства связи 2, а если передающий тракт устройства связи 2 имеет местное сигнальное соединение с входом или с дополнительным входом приемного тракта устройства связи 2 (как, например, в телефоне), то вход устройства автоматического регулирования может быть соединен с выходом или с дополнительным выходом этого приемного тракта устройства связи 2. Выход этого устройства автоматического регулирования должен быть соединен с входом/входами регулирования выходной мощности голосообразующего устройства 1 или/и излучателя звука, заглушающего звуки речи говорящего/говорящих с использованием безголосовой речи человека/людей.

Работает это устройство автоматического регулирования следующим образом:

Из устройства связи 2 на вход устройства автоматического регулирования поступает электрический речевой сигнал, напряжение которого:

U_вх=U_г+U_ш;

где U_г - напряжение сигнала голосовой речи; U_ш - напряжение сигнала шепота.

Этот сигнал U_вх поступает на первый детектор уровня 8, который формирует напряжение U₁, пропорциональное уровню сигнала U_вх:

U₁=К_д U_вх;

где К_д - коэффициент этой пропорциональности, т.е. коэффициент передачи первого 8 и второго 9 детекторов уровня (будем считать, что детекторы уровня 8 и 9 идентичные).

Сигнал U_вх поступает также на частотный фильтр 14, который пропускает без изменения уровня составляющую сигнала U_г, имеющую частоту основного тона голоса (поскольку уровень этой составляющей практически равен уровню сигнала U_г, то в дальнейшем для простоты эту составляющую будем обозначать U_г), а сигнал U_ш подавляет, т.е. выходное напряжение частотного фильтра 14

U_ф=U_г+К_ш U_ш;

где К_ш - коэффициент передачи сигнала U_ш частотным фильтром 14, который для разных частот спектра сигнала U_ш имеет разные значения, но во много раз меньше единицы.

Напряжение U_ф поступает на второй детектор уровня 9, который формирует напряжение U₂, пропорциональное уровню напряжения U_ф:

U₂=К_д U_ф.

Напряжения U₁ и U₂ поступают соответственно на первый и на второй входы делителя сигналов 10, производящего операцию деления, выходное напряжение которого:

Поскольку К_ш во иного раз меньше единицы, то составляющей шепота (К_шU_ш) в выходном сигнале частотного фильтра 14 можно пренебречь, так как эта составляющая во много раз слабее U_г, поэтому

Выходное напряжение делителя сигналов 10 поступает на первый вход устройства сравнения 11, в качестве которого применен вычитатель, на второй вход которого поступает образцовое напряжение U_обр, соответствующее образцовому соотношению U_г и U_ш с выхода формирователя образцового напряжения, примененного в качестве формирователя образцовой величины 12, который может быть регулируемым, т.е. образцовое напряжение U_обр и соответственно образцовое соотношение уровней сигналов голосовой речи и шепота можно регулировать. Образцовое напряжение, которое устанавливают для обеспечения автоматической установки требуемого (т.е. образцового) соотношения U_г и U_ш:

где - образцовое соотношение U_г и U_ш, которое требуется автоматически установить. Имеющееся до автоматической установки соотношение U_г и U_ш:

где - отклонение (с учетом знака отклонения) имевшегося соотношения U_г и U_ш от их образцового соотношения. Выходное напряжение устройства сравнения 11 (т.е. вычитателя):

Выходное напряжение устройства сравнения 11, несущее информацию о знаке и величине (причем прямо пропорциональное величине) отклонения имеющегося соотношения U_г и U_ш от их образцового (т.е. требуемого) соотношения, поступает на вход интегратора 13, который путем интегрирования этого отклонения формирует на своем выходе, являющемся выходом устройства автоматического регулирования, выходное напряжение устройства автоматического регулирования:

где t - время от момента включения системы автоматического регулирования.

Это напряжение U_вых поступает на вход регулирования выходной мощности голосообразующего устройства 1 и управляет этой мощностью (способы и устройства управления выходной мощностью общеизвестны), причем увеличение U_вых (т.е. при положительном знаке ) приводит к увеличению этой мощности и соответственно к увеличению U_г, что приводит к уменьшению и соответственно к уменьшению а уменьшение U_вых (т.е. при отрицательном знаке ) приводит к уменьшению этой мощности и соответственно к уменьшению U_г, что приводит к увеличению и соответственно к уменьшению величины Таким образом, согласно теории автоматического регулирования благодаря замкнутой цепи автоматического регулирования влияние любого изменения уровня U_ш автоматически компенсируется путем соответствующего изменения уровня U_г, т.е. любое возникшее отклонение соотношения U_г и U_ш от их образцового соотношения (т.е. любое возникшее ) автоматически снижается до нуля, т.е. с каким бы уровнем шепота человек ни говорил, будет автоматически устанавливаться оптимальное соотношение уровней голосовой речи и шепота.

Если в канале связи с использованием безголосовой речи содержится излучатель звука, заглушающего звуки речи говорящего/говорящих с использованием безголосовой речи человека/людей, то целесообразно вход регулирования его выходной мощности также соединить с выходом устройства автоматического регулирования для того, чтобы обеспечить постоянное поддержание минимально необходимой громкости заглушающего звука.

С целью стабилизации и оптимизации уровня сигналов речи в канале связи, что особенно важно при применении описанного выше устройства автоматического регулирования, так как при его работе громкость речи на входе/входах устройства связи 2 может меняться, по меньшей мере один передающий тракт или/и по меньшей мере один приемный тракт устройства связи 2 может/могут иметь автоматическую регулировку усиления.

Если в качестве устройства связи 2 применен канал многосторонней связи, то заявленное устройство может содержать множество голосообразующих устройств, или/и излучателей звука, заглушающего звуки речи говорящего/говорящих с использованием безголосовой речи человека/людей, или/и устройств автоматического регулирования, или/и преобразователей сигнала в акустический вид, расположенных, например, на нескольких или на всех сторонах связи. Для того, чтобы на одной стороне связи по заявленному устройству могли говорить с использованием безголосовой речи сразу несколько человек, заявленное устройство может содержать это множество независимо от того, что применено в качестве устройства связи 2, т.е. это множество может быть расположено даже на одной стороне связи.

Устройство связи с использованием безголосовой речи относится к видам связи, в которых используется передача речи, например относится к электросвязи (к телефонии), радиосвязи, оптической и акустической (например с помощь ультразвука) связи. Технический результат состоит в улучшении восприятия принимаемой речи на выходе канала связи и позволяет передавать по каналу связи интонации речи, повышает скрытность речи. Устройство связи содержит устройство связи и по меньшей мере одно голосообразующее устройство. 24 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство связи с использованием безголосовой речи, содержащее устройство связи, отличающееся тем, что оно также содержит, по меньшей мере, одно голосообразующее устройство.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что голосообразующее устройство имеет механический или/и акустический выход/выходы и выходную мощность, недостаточную для разборчивого восприятия окружающими людьми сформированной с помощью голосообразующего устройства голосовой речи, но достаточную для разборчивого восприятия голосовой речи на выходе/выходах канала связи.3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что голосообразующее устройство содержит в своем составе манипулятор тона/тонов его выходного сигнала.4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что голосообразующее устройство является регулируемым.5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что голосообразующее устройство имеет регулировку/регулировки тона, или основного тона, или тонов его выходного сигнала.6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что голосообразующее устройство содержит в своем составе оперативный регулятор тона/тонов его выходного сигнала.7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что в него введен по меньшей мере один преобразователь сигнала в акустический вид, вход которого соединен с цепью передающего тракта устройства связи.8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что в качестве преобразователя сигнала в акустический вид применен электроакустический преобразователь.9. Устройство по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что вход или дополнительный вход приемного тракта устройства связи соединен с цепью передающего тракта устройства связи.10. Устройство по любому из пп.1-9, отличающееся тем, что в него введен по меньшей мере один излучатель звука, заглушающего звуки речи по меньшей мере одного человека, говорящего с использованием безголосовой речи.11. Устройство по любому из пп.1-10, отличающееся тем, что акустический выход голосообразующего устройства расположен около рта человека, говорящего по устройству связи с использованием безголосовой речи.12. Устройство по любому из пп.1-11, отличающееся тем, что в устройство связи введен по меньшей мере один режекторный фильтр, подавляющий сигналы по меньшей мере одного заглушающего или/и мешающего звука.13. Устройство по любому из пп.1-12, отличающееся тем, что по меньшей мере на одном акустическом входе по меньшей мере одного микрофона, входящего в состав устройства связи, введено по меньшей мере одно акустическое фокусирующее устройство или/и введен по меньшей мере один акустический резонатор.14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что в качестве акустического фокусирующего устройства применен рупор.15. Устройство по любому из пп.1-14, отличающееся тем, что оно является автоматически регулируемым.16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что оно содержит в своем составе по меньшей мере одно устройство автоматического регулирования.17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что по меньшей мере один вход по меньшей мере одного устройства автоматического регулирования соединен с соответствующим выходом или с соответствующим дополнительным выходом устройства связи.18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что каждым дополнительным выходом устройства связи является соответствующий выход или соответствующий дополнительный выход по меньшей мере одного передающего или приемного тракта устройства связи.19. Устройство по любому из пп.16-18, отличающееся тем, что по меньшей мере один выход по меньшей мере одного устройства автоматического регулирования соединен с соответствующим входом по меньшей мере одного голосообразующего устройства или/и с соответствующим входом по меньшей мере одного излучателя звука, заглушающего звуки речи по меньшей мере одного человека, говорящего с использованием безголосовой речи.20. Устройство по п.19, отличающееся тем, что по меньшей мере один вход по меньшей мере одного голосообразующего устройства или по меньшей мере одного излучателя звука, заглушающего звуки речи по меньшей мере одного человека, говорящего с использованием безголосовой речи, соединенный с соответствующим выходом по меньшей мере одного устройства автоматического регулирования, является входом регулирования выходной мощности.21. Устройство по п.20, отличающееся тем, что по меньшей мере одно устройство автоматического регулирования содержит первый и второй детекторы уровня, выходы которых соединены соответственно с первым и с вторым входами делителя сигналов, выход которого соединен с первым входом устройства сравнения, второй вход которого соединен с выходом формирователя образцовой величины, а выход соединен с входом интегратора, выход которого является выходом устройства автоматического регулирования, входом которого является вход первого детектора уровня, соединенный с входом частотного фильтра или полосового частотного фильтра, выход которого соединен с входом второго детектора уровня.22. Устройство по п.21, отличающееся тем, что формирователь образцовой величины, или/и частотный фильтр, или/и полосовой частотный фильтр является регулируемым или являются регулируемыми.23. Устройство по п.21 или 22, отличающееся тем, что в качестве устройства сравнения применен вычитатель или сумматор, или/и на входе первого детектора уровня введен фазовращатель, или/и в качестве детекторов уровня применены амплитудные детекторы, или/и образцовой величиной является напряжение, или ток, или цифровой код.24. Устройство по любому из пп.16-23, отличающееся тем, что по меньшей мере одно устройство автоматического регулирования является регулируемым.25. Устройство по любому из пп.1-24, отличающееся тем, что по меньшей мере один передающий тракт или/и по меньшей мере один приемный тракт устройства связи имеет/имеют автоматическую регулировку усиления.