Разработка анализатора спектра речи

Незначительно изменяя частоту ГПД «подводят» к рабочей частоте анализатора интермодуляцнонную составляющую и регистрируют ее уровень (не трогая ручки «Уровень», а лишь переключая пределы измерения). Отсчет производят по шкале прибора и по положению переключателя пределов. Так, если переключатель находится в положении «—20 дБ», а стрелка прибора находится на делении « — 8 дБ», то уровень данной интермодуляционной составляющей по отношению к уровню двухтонального сигнала будет — 28 дБ. На практике обычно измеряют только составляющие 3-го и 5-го порядков.

Следует отметить, что анализ спектра передатчика, равно как и осциллографический контроль формы сигнала позволяют лишь наладить SSB аппаратуру, определить, в частности, предельные пиковые уровни выходного сигнала. В дальнейшем нормальная работа аппаратуры должна обеспечиваться либо эффективными автоматическими регулировками (ALC), либо постоянным контролем выходного уровня пиковыми индикаторами, из которых самым простым и надежным является обыкновенная неоновая лампочка.

Функциональная схема анализатора спектра представлена на рис.10:

Вырабатываемое при измерениях датчиком неравномерности вращения напряжение Ис поступает на один из входов балансного смесителя 1; на другой его вход подается напряжение Иг от гетеродина 2. Преобразованный смесителем сигнал усиливается резонансным усилителем 3, выполненным на электромеханических фильтрах и работающим на промежуточной частоте Fп4=Fг-Fcj=1900 Гц, где Fг , Fcj - частоты гетеродина и j -той гармоники входного сигнала.

Гармонические сигналы с выходов усилителя 3 и гетеродина 2 воздействуют на входы фазовращателей 4,5,6,и 7. Первые два из них осуществляют сдвиг колебаний по фазе на +450, а последние два - на -450. Создаваемые фазовращетелями напряжения Ип41, Иг1, Ип42 и Иг2 поступают соответственно на входы кольцевых смесителей 8 и 9, выходные сигналы которых суммируются в блоке сложения10. При этом получается практически напряжение синусоидальной формы с частотой, равной F=Fг-Fп4= Fcj. Его измерение производится с помощью индикаторного устройства11. Частотная шкала гетеродина проградуирована в единицах частот входного сигнала.

Смесители 1,8 и 9 выполнены по резистивно-диодным схемам.

Для анализатора спектра характерны достаточно большая помехоустойчивость и высокая разрешающая способность по частоте.

Анализатор спектра предназначен для визуального наблюдения спектра используемых сигналов. Эти приборы различаются по способу проведения анализа - последовательного, одновременного и смешанного действия, по схемному решению - одноканальные и многоканальные, по диапазону частот – низкочастотные, высокочастотные, сверхвысокочастотные, широкодиапазонные. Чаще других при измерениях пользуются анализаторами с последовательным и одновременным анализом. Параметры анализаторов спектра, такие, как диапазон рабочих частот, чувствительность, погрешности измерения, приводятся в технических паспортах. Чаще других при измерениях пользуются анализаторами с последовательным анализом.

Анализаторы спектра с последовательным анализом содержат или перестраивающийся фильтр или перестраивающийся гетеродин. В первом случае исследуемое напряжение через входное устройство поступает на перестраивающийся узкополосный фильтр, настройка которого изменяется, проходя последовательно весь исследуемый спектр частот. Выходное напряжение фильтра после детектирования фиксируется регистрирующим устройством.

Рис. 1. Структурная схема анализатора спектра последовательного действия

Речь – это процесс, частотный спектр которого находится в пределах от 50…100 до 8000…10000 Гц. Установлено, что качество речи остается весьма удовлетворительным, если ограничить спектр снизу и сверху частотами 300 и

3400 Гц. Эти частоты приняты Международным союзом электросвязи (МСЭ)

в качестве границ эффективного спектра речи. При указанной полосе частот

сохраняется хорошая разборчивость речи и удовлетворительная натуральность ее звучания.

Усиленные области спектра называются формантами. Звуки речи различных людей отличаются числом формант и их расположением в частотном спектре. Отдельные звуки могут иметь до шести формант, из которых только одна или две являются определяющими. Они обязательно находятся в диапазоне частот 300…3400 Гц. Между формантами лежат менее мощные составляющие звуковых частот. Однако именно они придают голосу каждого человека индивидуальность, позволяющую узнать говорящего.

Разработаем анализатор спектра речи в среде MATLAB 7.01. В качестве входного сигнала возьмем женский голос. В библиотеке Simulink находим необходимые блоки: Signal Processing Sources, Signal Management / Buffers, Estimation / Power Spectrum Estimation, Signal Processing Sinks.

Спектр сигнала выглядит следующим образом:

Литература.

1. http://ru3ga.qrz.ru/

2. Шульгин Г. Двухтональный генератор.— "Радио", 1981, № 4, с. 19—20.

3. Ganter Schwazbeck, SSB—QRM,— Es Slaml in tier cq - D1, Band 1 (1972—1977). DARС е. V.

4. Поляков В. Приемники прямого преобразования.— Москва, изд-во ДОСААФ GC'GP, 1981.

5. www.monumental.com/rshorne/gram.html Взять программу можно там же, на «Паяльнике» в разделе «Приборы/ Спектроанализаторы» (http://payalnik.hypermart.net, 245 кб)

6. интернет-источник: www.схem.net

1	2	3	4	5	6	7	8	9

Copyright © Radioland. Все права защищены.
Дата публикации: 2008-04-07 (0 Прочтено)