[实用新型]语音信号处理器

说明书

本项实用新型属于信号处理领域。

语音信号处理器在国内外市场上、文献上是与计算机连结，用于处理语音信号，获得语音信号的特征表示。由滤波和预放大，频率补偿，全通放大器，自动增益控制，检波器及运算放大器组成的带通滤波器构成，与计算机相连接实现语音信号处理，其电路线路复杂不适宜批量生产，影响广泛使用，在研制中常为选择测试电容烦脑，选用体积小的电容但它的容量不精确。只好修正电阻值费工费时，不能实现批量生产、语谱分析模块互换性也不好，为克服上述缺点，本设计方案改革原有的运算放大器、电阻和电容组成的滤波器，新设计采用开关电容滤波组件和电阻组成的带通滤波器同时设置了滤波器复用控制电路，在检波器之后增设了模数转换器和数模转换器。如图1所示。

本实用新型的设计方案是用一台计算机与一块语音信号处理器在同一套电路上实现这种语音信号的特征表示。

一个与计算机连结的语音信号处理器框图如图1所示，语谱分析器（1），模数转换器（2），数模转换器（3），接口电路（4），滤波和功效（5）。所说的语谱分析器包括滤波和预放大，频率补偿，自动增益控制，全通放大器，带通滤波器，检波器，时钟发生器、滤波器复用控制电路、分频器。本实用新型其特征在于带通滤波器采用开关电容滤波组件加电阻组成，省去电容，简化电路，设计简单、调试方便，滤波特性精确。在系统设计中更新原电路结构，由于自动增益控制的输入与输出呈非线性关系，其输出已不能完全反映原始语音波形，本实用新型在系统设计中将全通放大器接到滤波和预放大电路之后，取得了确保语音信号不失真的效果。在原电路结构上增设滤波器复用控制电路解决了原电路线路复杂的问题，这种设计一个带通滤波器可得到两个滤波特性，等于两个带通滤波器，在语谱分析中在带通滤波器个数确定的情况下所用器件可节省二分之一，在检波器之后设置了模数转换器和数模转换器形成完整的语音信号处理环境。所说的滤波器复用控制电路如图2虚线框内所示，由分频器，多路开关所组成获得了节省器件的效果。

所说的检波器之后增设的模数转换器是把语谱转换成数字量，供识别处理之用。也可将全通放大器输出的信号变成数字量存入计算机，以便进行数字处理，或将其数据经数模转换恢复出逼真原始语音，通过修改设计达到线路简单、调试方便，可批量生产，省时省工，滤波特性稳定准确，识别正确率高，反应速度快的效果。

本实用新型的控制过程：声音通过话筒转换成微弱电信号的语音信号，进入滤波和预放大，再进入频率补偿，再进入自动增益控制，得到了限带的足够幅度的信号，这个信号进入带通滤波器组再进入检波器组，完成频谱分析。检波器组的输出信号分别表示语音信号在各频率段信号的幅度。最后将语音信号在各频段信号的幅度送到模数转换器，对语谱进行量化和编码，获得语音谱特征并存入计算机存储器内。经过全通放大器的语音信号，也可经模数转换器变成数字量存入计算机内。在此基础上研究数字信号处理的算法，需要时，也可将其计算机存储器的语音数据送到数模转换，再进入滤波和功率放大（5），转换成声音达到了语音不失真。本实用新型是一个完整的语音处理系统与计算机可构成语音识别、语音合成，形成一个完善的语音信号处理环境，可应用在交通，通信，国防，科研，教学和生产中，不必选配其它数据采集模块和功率放大模块，这样即节约又方便应用。

本实用新型设置了滤波器复用控制电路，如图2虚线框内所示。其电路控制过程如下：分频器1将滤波器时钟信号A分频得到信号B。采样时钟信号C作为多路开关的控制信号，在C的低或高的半周内，多路开关分别输出A或B信号作为带通滤波器的时钟，若A的频率是B频率的几倍，所以在C为低的半周所得内带通滤波器的中心频率是C为高的半周内所得带通滤波器的中心频率的几倍，由此获得在增加滤波器复用控制电路后，一个带通滤波器可得到两个滤波特性，相当于两个带通滤波器。

说明书附图1为语音信号处理器。

（1）语谱分析器

（2）模数转换器

（3）数模转换器

（4）接口电路

（5）滤波和功放

说明书附图2为滤波器复用控制框图。

说明书附图3为滤波器复用控制电路最佳实施例。