Анализатор звуковых колебаний Советский патент 1981 года по МПК G10L19/02 

1

Изобретение относится к прибора- строению и может быть использовано при исследовании звуковых колебаний.

Известен анализатор звуковых колебаний, состоящий из амплитудного нормализатора, последовательного амплитудного анализатора, набора эталонных образцов и блока сравнения составляющих спектра сигнала с эталонными образцами 1.

Описанное устройство недостаточно полно анализирует исследуемый сигнал

Из известных устройств наиболее близок к предлагаемому анализатор звуковых колебаний, содержащий апмлитудный нормализатор, пять амплитудш:1Х анализаторов и сумматор 2

К недостаткам этого устройства относятся его сравнительно узкие функциональные возможности.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается за счет снабжения устройства частотным нормализатором, тремя последовательными разностными анализаторами, двумя измерителями времени, тремя формирователями импульсов, схемой ИЛИ и детектором максимального сигнала.

причем входы амплитудного нормализатора, детектора максимального сигнала и cyNO aTopa соединены параллельно, выходы амплитудного нормализатора соединены одновременно со

входами первого и второго амплитудных анализаторов и через частотный норМсшизатор со входгиии третьего и четвертого амплитудных анализаторов,

два выхода детектора максимального сигнала подключены одновременно ко входам первого последовательного разностного анализатора и через первый и второй формирователи импульсов,

схему ИЛИ и первый измеритель времени - ко входу второго последовательного разностного анализатора, выход сумлатора подключен одновременно ко входу пятого амплитудного анализатора и через третий формирователь импульсов и второй измеритель времени - ко входу третьего последовательного разностного анешизатора. На чертеже изображена структурная

схема описываемого устройства.

Анализатор звуковых колебаний состоит из блока 1 амплитудного нормализатора, амплитудных анализаторов 2, 3 и 4, частотного нормализатора

.5, последовательных разностных аналиэаторов 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, реагирующик на присутствие различных видов химических веществ, содер жащихся в смеси газов или в растворе , подается со входа устройства на амплитудный нормализатор 1. Для определения амплитуды составляющих нормализованного по шиплитуде спект ра выход амплитудного нормализатора 1 подключен к входам соответствующих амплитудных .анализаторов 2. Кар тина распределения сигналов на выходах амплитудных анализаторов 2 может быть использована для распознавания конкретных звуковых сигналов, запахов или различных веществ по их вкусовым характеристикам. Выходы амплитудного нормализатора 1 подключены также ко входам частотного нормализатора 5, на выходах ко торого получаем картину распределения составляющих спектра относитель но максимальной составляющей, приче положение полученной картины распределения на выходах частотного нор мализатора 5 не зависит от того, ria каком участке частотного диапазона находится анализируемый сигнал Лля определения амплитуды состав ляющих нормализованного по частоте спектра каждый выход частотного нор мализатора 5 подключен ко входу соответствующего амплитудного анализатора 3 . Картина распределения сигналов н выходах амплитудных анализаторов 3 может быть использована для ра:спознавания источника звукового сигнала по его тембру. Например, возможно распознавание вида музыкального инструмента во время его звучания на разных участках диапазона. Детектор максимального сигнала 9 регистрирует в спектре анализируемого сигнала максимальную составляю щую. Сигналы с выходов детектора 9 поступают на соответствующие входы последовательного разностного анали затора 6, Последовательность сигналов, получаемая на выходах анализатора 6 (, может быть использована для распознавания музыкальных мелод Прячем картина последовательности сигналов на выходах анализатора 6 зависит только от.расстояния между основными тонами соседних звуков и HS зависит от того, на каком учас тке диапазона исполняется данная мелодия. Выходы детектора максимального сигнала 9 подключены также к входам соответствующих формирователей 12 импульсов, которые формируют импульсы по переднему фронту поступающих на их входы сигналов. При изменениях анализируемого сигнала на вход измерителя 10 времени через схему ИЛИ 14 с выходов формирователей 12 импульсов поступает последовательность импульсов. Измеритель 10 времени определяет длительность интервалов времени между соседними импульсами, при этом каждому выходу измерителя 10 времени соответствует определенная длительность интервала, равная: Т 2 t , где п - номер выхода измерителя; t - минимальный измеряемый интервал времени. Выходы измерителя 10 времени подключены к соответствующим входам последовательного разностного анализатора 7. Спектр анализируемого сигнала с входов устройства поступает также на сумматор 15, где составляющие спектра суммируются. Уровень суммарного сигнала определяется с помощью амплитудного анализатора 4, а формирователь 13 импульсов фиксирует изменение уровня анализируемого сигнала и выдает по переднему фронту изменений импульсы, которые поступают на вход измерителя 11 времени. Измеритель 11 времени, также как и измеритель 10 времени, определяет длительность интервалов времени между соседними импульсами п; , ледовательности. Сигналы со входов измерителя 11 времени поступают на соответствующие входы последовательного разностного анализатора 8. Последовательность сигналов, снимаемая с выходов анализатора 7, характеризует ритмический рисунок изменения частоты входного сигнала и может быть использована при анализе музыкальных мелодий. Сигналы, получаемые на выходах анализатора 8, характеризуют ритмический рисунок изменения общего уровня входного сигнала и могут быть использованы для распознавания различных ритмических последовательностей. Причем порядок появления сигналов на выходах анализатсгроэ 7 и 8 не зависит от темпа изменений входного сигнала, важ.ч.ы только соотношения длительностей интервалов между изменениями. Использование изобретения позволит расшири функциональные возможности анализа. Устройство осуществляет последовательный и параллельный анализ входных сигналов. При этом выявляются такие характеристики, как соотношения амплитуд составляющих спектра, положение состанлягощих спектра анализируемого сигнала относительно максимальной составляк щей , расстояния между основными тонами последовательно поступающих си налов и соотношения длительностей интервалов между последовательными изменениями входного сигнала. Полученные характеристики могут быть использованы для распознавания запахов тембров, музыкаль-ных аккордов, мело дий, в том числе и интонации речи, а также ритмических рисунков звуковых сигналов. Формулаизобретения Анализатор звуковых колебаний, содержащий амплитудный нормализатор пять амплитудных анализаторов и сумматор, отлич ающийся тем что, с целью расширения функциональ ных возможностейJон снабжен частотным нормализатором, тремя последовательными разностными анализаторами, двумя измерителями времени, тремя формирователями импульсов, схемой ИЛИ и детектором максимального сигнала, причем входы амплитудного нормализатора, детектора максимального сигнала и сумматора соединены парал-) лельно, выходы амплитудного нормализатора соединены одновременно со входами первого и второго амплитудных анализаторов и через частотный нормализатор со входами третьего и четвертого амплитудных анализаторов, два выхода детектора максимального сигнала подключены одновременно ко входам первого последовательного разностного анализатора и через первый и второй формирователи импульсов , схему ИЛИ и первый измеритель времени - ко входу второго послед(вательного разностного анализатора, выход сумматора подключен одновременно ко входу пятого амплитудного анализатора и через третий формирователь импульсов и второй измеритель времени - ко входу третьего последова-г тельного разностного анализатора. Источники информации , принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 585519, кл. G 10 L 1/00, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2630822/24, кл. G 10 L 1/00, 1979 (прототип).

-пН-г нми: