CH241449A - Vorrichtung zur künstlichen Erzeugung von Sprachlauten auf elektrischen Wege. - Google Patents

Vorrichtung zur künstlichen Erzeugung von Sprachlauten auf elektrischen Wege.

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CH241449A
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Description


  Vorrichtung zur künstlichen Erzeugung     Yon    Sprachlauten auf elektrischem Wege.    Die Erfindung bezieht sich auf eine     Vor-          rielltung    zur künstlichen Erzeugung von       Sprael-11.auten    auf     elektriscliem    Wege.  



  Bei einer bekannten     Varrichtung    zur  künstlichen Erzeugung von     Spraelilauten     werden mittels einer Anzahl     handzubedienen-          der    Tasten bestimmte, den jeweiligen Sprach  laut kennzeichnende Grössen in der Form von  Regelspannungen erzeugt. Eine dieser Grössen  kennzeichnet die<B>'</B>     Grundfrequenz    des Sprach  lautes, sofern vorhanden, und die übrigen  die Amplitude der Schwingungen in be  stimmten Teilen des Spektrums des Sprach  lautes.

   Bei der bekannten Vorrichtung wird  das Sprachspektrum in zehn Frequenzbänder  geteilt, und es wird die Amplitude der  Schwingungen, die in jedem dieser Bänder  erzeugt- werden soll, im voraus ermittelt  oder analysiert und durch eine kennzeichnende  Grösse festgelegt, die mittels einer Regelspan  nung dargestellt wird. Insgesamt sind also  für einen Sprachlaut<B>11</B> Regelspannungen er  forderlich, das -heisst eine, die ein Mass für    den     Frequenzwert    der     Grundschwingung    ist,  während die übrigen zehn Regelspannungen  die Amplitude der Schwingungen in den zehn  Bändern des     Sprachlautspektrums    angeben.  



  Diese Regelspannungen steuern den die  künstlichen Sprachlaute erzeugenden Teil  der Vorrichtung. Die kennzeichnende Grösse,  die ein Mass für die Grundfrequenz des  Sprachlautes ist, steuert die von einem Im  pulsgenerator erzeugte Schwingung derart,       dass    die     Grundfrequenz    der Impulse immer  mit der Grundfrequenz des Sprachlautes über  einstimmt. Die neben der     Grundfrequenz    eine  grosse Anzahl von höheren Harmonischen ent  haltenden Impulse werden zehn Bandfiltern  zugeführt, deren     Durchlassbereiche        beziehent-          licli    den zehn Frequenzbändern entsprechen,  in die das Sprachspektrum aufgeteilt wurde.

    Der Ausgangskreis eines jeden Bandfilters ist  mit einem Verstärker verbunden, dessen Ver  stärkungsgrad selbsttätig unter dem     Einfluss     der Regelspannung geregelt wird, die ein  Mass für die Amplitude der zu erzeugenden           Spracb-schwingungen    ist, die im mit dem       Durchlassbereiell    des Bandfilters übereinstim  menden Frequenzband liegen.  



  Nicht sämtliche Sprachlaute sind, wie die  Vokale, aus einer     Grundsc'hwingung    und  einer Anzahl von höheren Harmonischen der  selben aufgebaut. Es sind zum Beispiel die       Ziselilaute    und die Explosivlaute aus einem  ununterbrochenen     Frequenzspektrum    aufge  baut.

   Um auch solche Laute erzeugen zu  können, ist noch ein ein kontinuierliches     Fre-          quenzspektrum    erzeugender Generator vor  handen, der selbsttätig an Stelle des     Impuls-          generators    geschaltet wird, wenn die die  Grundfrequenz kennzeichnende Grösse     aus-          f        ällt,    was dann der Fall ist, wenn der zu  erzeugende Sprachlaut aus einem     kontinuier-          liellen    Spektrum bestellen soll.  



  Die Tasten regeln die Amplitude der den  zehn Bandfiltern zugeführten Schwingungen,  die Einschaltung sowie die     Grundfrequenz     des Impulsgenerators oder die Einschaltung  des ein     kontinuierlielles        Frequenzspektrum    er  zeugenden Generators. Bei geeigneter     Bespie-          lung    der Tasten ist es möglich, jedes belie  bige     Frequenzspektrum,    das dem der verschie  denen Sprachlaute entspricht, ganz auf künst  lichem Wege zusammenzusetzen.  



  Bei der bekannten Vorrichtung werden  praktisch sämtliche im gleichen Frequenz  band liegende Schwingungen     mi#    der gleichen  Amplitude wiedergegeben, was zur Folge hat,       dass    die wiedergegebene Sprache an Natur  treue verliert.

   Es ist ja eine durch     Sprach-          untersucliungen    belegte Tatsache,     dass    in den  verschiedenen Sprachlauten, infolge     Reso-          nanzerselieinungen    in der Mund-, Rachen- und       Nasenllöhle    bestimmte Frequenzen, die     so-          genannten        Formanten,    mit besonders grosser  Intensität auftreten, die im wesentlichen den  Charakter des Sprachlautes bedingen. Diese       Formanten    können nun mit der bekannten  Vorrichtung nicht vollständig wiedergegeben  werden.

   Bei der nachstehend beschriebenen  Vorrichtung soll dieser Nachteil vermieden  werden, und es wird ausserdem der Vorzug  erzielt,     dass    die Anzahl der einen Sprachlaut  kennzeichnenden Grössen, die zur künstlichen    Zusammensetzung des Sprachlautes erforder  lich ist, geringer gewählt werden kann als  bei der     vorbeschriebenen    bekannten     Vorric'h-          tung.     



  Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur  künstlichen Erzeugung von Sprachlauten auf  elektrischem Wege mittels den jeweils zu er  zeugenden Sprachlaut kennzeichnender Grö  ssen, welche elektrische Schwingungen beein  flussen, die<B>je</B> nach dem Charakter des zu er  zeugenden Sprachlautes entweder von einem  ein kontinuierliches Spektrum erzeugenden  Generator oder von einem an Oberschwin  gungen reichen Impulsgenerator entnommen  werden, wobei eine dieser Grössen ein Mass  für die     Grundfrequenz    von solchen Sprach  lauten ist, die eine grosse Anzahl von höheren  Harmonischen derselben enthalten und die  Grundfrequenz des     Impulsgenerators    steuert,

    und wobei das abwechselnd wahlweise Ein  schalten der beiden Generatoren und die den  Sprachlaut kennzeichnenden Grössen mittels  von Hand zu bedienender Tasten gesteuert  werden, kennzeichnet sich dadurch,     dass    die  von dem jeweils eingeschalteten Generator er  zeugten Schwingungen mindestens drei  Schwingungskreisen zugeführt werden und  jeder dieser     Sehwingungskreise    durch eine ihn  allein steuernde kennzeichnende, Grösse der  einen Art auf die Frequenz der im ihm zu  geordneten     Frequenzregelbereiell    vorhandenen  Teilschwingung maximaler Amplitude, des       sogenannten        Formantes,    des zu erzeugenden  Sprachlautes abgestimmt wird,

   und     dass    die  von diesen Schwingungskreisen entnommenen  Spannungen, von kennzeichnenden Grössen  der andern Art pegelgeregelt, in einem Ver  hältnis gemischt werden, das dem     Ampli-          tudenverhältnis    der     Formanten    in dem zu er  zeugenden Sprachlaut entspricht.  



  Es werden also bei der erfindungs  gemässen Vorrichtung Regelgrössen verwen  det, welche die Frequenzen und Amplituden  von in einer Anzahl Frequenzbänder des  Sprachspektrums vorhandenen Teilschwin  gungen mit maximaler Amplitude, die     so-          genannten        Formanten,    kennzeichnen. Es fragt  sich in dieser Beziehung,     wieviel    Frequenz-           bänder    minimal verwendet werden müssen,  für welche die erwähnten kennzeichnenden  Grössen zur Verfügung stehen müssen, um  eine noch verständliche Spracherzeugung zu       erhalt-en.    Die nachfolgende Betrachtung be  treffs des Mechanismus der natürlichen Ent  stehung der Sprachlaute dürfte dies auf  klären.

      Die in den Lungen     zusammengepresste     Luft strömt längs den Stimmbändern durch  die Rachenhöhle und den Mund, gegebenen  falls auch durch die Nasenhöhle, nach aussen.  Beim Aussprechen verschiedener Laute wird  nun an bestimmten Stellen, wo der     Luftraum     eine     Einschnürung    erfährt, die Strömungs  energie der Luft in Schwingungsenergie um  gewandelt. Dies kann zum Beispiel im Spalt  zwischen den Stimmbändern, im Raum     zwi-          sehen    Zunge und     Zäpfel-ien,    zwischen den  Zähnen oder zwischen den Lippen erfolgen.

    Die an solchen     Einschnürungen    erzeugten  Schwingungen setzen sich aus vielen     Teil-          seltwingungen    zusammen, deren Frequenzen  bei den stimmhaften Lauten im Verhältnis  ganzer Zahlen zueinander stehen. Wenn nun  dieses ursprüngliche Schwingungsgemisch in  einen oder mehrere der von der Rachen-,  Nasen- und Mundhöhle gebildeten Resonanz  räume eintritt, so werden diese. angeblasen  und zur Resonanz gebracht, wodurch be  stimmte Teilschwingungen des ursprüng  lichen Schwingungsgemisches verstärkt wer  den. Die am meisten begünstigten Frequen  zen, die     sogenannten        Formanten,    sind von  Laut zu Laut verschieden.

      Die meisten Konsonanten, nämlich die  stimmhaften, und sämtliche Vokale, die die,  eigentlichen Träger der Sprache sind, werden  im wesentlichen unter Mitwirkung der drei  erwähnten     resonierenden    Höhlen erzeugt, so       dass    diese Laute im wesentlichen drei     For-          manten    enthalten werden. Um dies zu kenn  zeichnen, ist es erforderlich, die Grösse und  Lage der drei Resonanzen zu ermitteln, so       dass    es notwendig ist, das Sprachspektrum in  wenigstens drei Frequenzbänder zu teilen und  in jedem derselben die Frequenz festzustellen,    bei der ein Resonanzmaximum auftritt und  wie gross dieses Maximum ist.  



  Andere Konsonanten, wie die explosiven  Konsonanten, sind durch Übergangserschei  nungen gekennzeichnet, die vor oder nach  Erzeugung eines Vokals eintreten.  



  Bei der Erzeugung dieser Laute wird der  Luftstrom plötzlich freigegeben beziehungs  weise abgeschlossen, wodurch die Resonanz  höhlen des Sprachorganes in ihren     Eigen-          sellwingungen    angestossen werden, bezie  hungsweise     aussehwingen.    Wenn die in Rede  stehenden Konsonanten einem Vokal voran  gehen, so bedingt der Charakter des Kon  sonanten die Art des     Einsc'hwingens    der von  den Stimmbändern erzeugten     Kippseliwiu-          gung    des Luftstromes. Wenn der Konsonant  nach einem Vokal kommt, so ist es der Kon  sonant, der die Art des     Ausschwingens    der       Kippschwingung    bedingt.  



  Zur künstlichen Erzeugung dieser Laute  kommt es also in erster Linie auf die rich  tige Steuerung der Frequenz während des  Ein- und     Ausschwingens    des die Stimm  bänder elektrisch nachbildenden     Impulsgene-          rators    an.  



  Es hat sich experimentell erwiesen,     dass     die meisten künstlich erzeugten Sprachlaute  bereits hinreichend verständlich sind, wenn  sie drei     Formanten        entlialten.    Die Vorrich  tung zur künstlichen Erzeugung der     Sprael-i-          laute        muss    also wenigstens drei Schwingungs  kreise enthalten, deren Abstimmung gesteuert  wird. Dazu sind drei kennzeichnende Grössen  erforderlich.

   Ferner benötigt man drei kenn  zeichnende Grössen zum Steuern der Ampli  tude der über die Schwingungskreise auf  tretenden Spannungen, und es     muss    weiter  eine kennzeichnende Grösse das Einschalten  des ein kontinuierliches Spektrum von  Schwingungen liefernden Generators oder das  Einschalten des Impulsgenerators und die  Frequenz dieses letztgenannten steuern. Ins  gesamt sind also wenigstens sieben kennzeich  nende Grössen erforderlich.  



  Bei Vorrichtungen zur künstlichen Erzeu  gung von Sprachlauten auf elektrischem      Wege kommt man also mit sieben Regel  spannungen aus.  



  Ein     Ausfüllrungsbeispiel    der Erfindung  wird nachstehend an Hand der beiliegenden  Zeichnung näher erläutert.  



       Fig.   <B>1</B> zeigt das     Prinzipseliema    einer     Vor-          riellt.ung    zur künstlichen Erzeugung von  Sprachlauten auf elektrischem Wege.  



  Die Sprache, welche erzeugt werden<B>soll,</B>  soll nur vier Oktaven umfassen. Wie aus der       Telephontechnik    bekannt ist, genügt für eine  gute Verständlichkeit der Sprache ein     Fre-          quenzbereic*h    von 200 bis<B>3200</B>     Hz.     



  Die mittels, nicht gezeichneten, an sich  bekannten Tasten erzeugten Regelspannun  gen sind die kennzeichnenden Grössen, die  über die Steuerleitungen     S,    bis     S,    dem die  künstlichen Sprachlaute erzeugenden Teil der  Vorrichtung zugeführt werden. Letzterer ent  hält einen     Kippgenerator        G,    der Impulse,  die aus einer Grundfrequenz mit einer grossen  Anzahl von höheren Harmonischen zusam  mengesetzt sind, erzeugt, sowie einen Genera  tor R, der ein kontinuierliches Spektrum     elek-          trisc'her        Scliwingungen    erzeugt.

   Die kenn  zeichnende Grösse, die angibt, ob im Sprach  laut eine Grundfrequenz erzeugt werden soll  oder nicht, und gleichzeitig die Höhe dieser  Grundfrequenz angibt, steuert die Genera  toren<B>G</B> und<B>B.</B> Diese Steuerung ist derart,       dass,    wenn eine Regelspannung über die  Steuerleitung<B>S,</B> zugeführt wird, der Gene  rator<B>G</B> eingeschaltet     und    der Generator<B>B</B>  ausgeschaltet ist. Die Regelspannung regelt  dann gleichzeitig die Grundfrequenz der vom  Generator<B>G</B> erzeugten Impulse.  



  Wenn keine Regelspannung über die Lei  tung<B>8,</B> zugeführt wird, so wird der Genera  tor<B>B</B> selbsttätig eingeschaltet und der Gene  rator<B>G</B> gesperrt.  



  Die von dem Generator<B>G</B> oder<B>B</B> erzeug  ten Schwingungen werden vier     abstimmbaren          Seliwingungskreisen   <B>B,</B>     R,        R#,    und     B,   <B>zu-</B>  geführt. Die Abstimmung dieser Schwin  gungskreise wird von den kennzeichnenden  Grössen geregelt, die ein Mass für die Fre  quenz der     Teilse'hwingung    maximaler     Akpli-          tude        (Formant)    sind, die in jeder der vier    Oktaven vorkommt.

   Jeder dieser Schwin  gungskreise ist<B>je</B> einer der vier genannten 5o  Oktaven zugeordnet, also    <I>R,</I> 200- 400     Rz     B2 400-<B>800</B> IN  R3<B>800-1600</B>     Hz     R4<B>1600-3200</B>     IE[z       Die an die Leitungen     S.,        8,    und     S',    zuge  führten Regelspannungen sind proportional  zur Frequenz der Teilschwingung mit maxi  maler Amplitude.  



  Jede der über die Schwingungskreise R,  bis R4 auftretenden Spannungen wird<B>je</B>  einem Verstärker     V,    bis     V,    zugeführt, die  mit einer selbsttätigen Regelung des Ver  stärkungsgrades versehen sind. Diese Rege  lung erfolgt in Abhängigkeit der kennzeich  nenden Grössen, die ein     Mass    für die Ampli  tude der Teilschwingung mit maximaler  Amplitude in den vier Oktaven sind, das  'heisst also in Abhängigkeit der über die     Lei-          fungen   <B> & , k9" 8,</B> und<B>S,</B> zugeführten Regel  spannungen.  



  Die Ausgangskreise der Verstärker<B>V,</B> bis       T'4    sind parallel geschaltet. Mit dem ge  meinsamen Ausgangskreis ist ein     Telephon    T  verbunden.  



  Zur Erläuterung der Wirkungsweise der  beschriebenen Vorrichtung sei angenommen,       dass    der Vokal     "a"    erzeugt werden soll, des  sen     Frequenzspektrum    in     Fig.    2 dargestellt  ist. Die     Grundfrequenz    beträgt<B>128</B>     Hz,    so       dass    das Spektrum aus einer Anzahl von  höheren Harmonischen von<B>UM</B> Hz zusam  mengesetzt ist, deren Amplituden propor  tional den Längen der Senkrechten in     Fig.    2  sind. Die Enden dieser Senkrechten liegen  auf einer Umhüllenden, die man sich aus den  drei gestrichelten Kurven zusammengesetzt  denken kann, welche die Form von Resonanz  kurven aufweisen.

   Auf Grund des oben in       bezug    auf die Erzeugung der Vokale Gesag  ten, können diese Kurven als die Resonanz  kurven der Resonanzräume angesehen wer  den, die von der Mund-, Nasen- und Rachen  höhle gebildet werden und die     Formanten    be  dingen. Diese     Formanten    liegen beim Spek-           trum    des Vokals     "a"    in     Fig.    2 bei 640,<B>1280</B>  und<B>2688</B>     Rz,    das heisst bei der     4ten,        9ten     und     20sten    harmonischen Oberschwingung  der von den Stimmbändern erzeugten Grund  frequenz von<B>128</B>     Ilz.     



  Zur künstlichen Erzeugung des in     Fig.    2  dargestellten     Frequenzspektrums    in     Fig.   <B>1</B>       muss    die Frequenz des     Kippgenerators   <B>G</B> auf  <B>128</B>     Hz    und die Schwingungskreise     B"        R#,     und<B>B,</B> auf die Frequenzen 640,<B>1280</B>     bezw.     <B>2688</B> Hz eingestellt werden, während die Ver  stärkung der Verstärker V"     V"    und V4 ent  sprechend den Amplituden<B><I>J, J,</I></B> und<B>J,</B> der       Formanten    im Spektrum nach     Fig.    2 geregelt  werden.  



  Aus der Kombination der Kennlinien der  Schwingungskreise<B>B,</B> bis B, und der Ver  stärker     V"    bis     V,    ergibt sich dann eine     Fre-          quenzkennlinie    der aus diesen Schwingungs  kreisen und Verstärkern bestehenden Einrich  tung, die annäherungsweise mit der Umhül  lenden der Senkrechten in     Fig.    2 überein  stimmt.

   Wenn nun an diese Einrichtung die  vom Generator<B>G</B> erzeugten Impulse, deren  Grundfrequenz<B>128</B> Hz beträgt, zugeführt  wird, so tritt im gemeinsamen Ausgangskreis  der Verstärker     V,    bis     V,    ein     Frequenzspek-          trum    auf, das annäherungsweise mit dem     Ori-          ginalfrequenzspektrum    nach     Fig.    2 überein  stimmt.

   Dieses     Frequenzspektrum    wird vom       Telephon        T    als     Sprachlaut"a"    wiedergegeben,  Nach der obigen Erläuterung der     Prinzip-          Schaltung    nach     Fig.   <B>1</B> werden im folgenden  die Schwingungskreise<B>B</B> und die Verstärker  <B>Y</B> näher beschrieben.

    
EMI0005.0040     
  
    <I>Kippgenerator <SEP> und <SEP> Generator <SEP> zur <SEP> Erzeugung</I>
<tb>  <I>eines <SEP> kontinuierlichen <SEP> Schwingungsspektrums.</I>            Fig-   <B>3</B> zeigt die Schaltung     des        Kippgene-          rators        G    und die Schaltung des Generators<B>B</B>  zur Erzeugung eines kontinuierlichen Schwin  gungsspektrums. Der     Kippgenerator    enthält  eine     Entladungsrölire   <B>100,</B> deren Gitter<B>101</B>  und 102 Über einen Kondensator<B>103</B> mitein  ander gekoppelt sind.

   Dem Gitter 102 wird  über einen 'Widerstand 104 eine positive  Spannung und dem Gitter<B>101</B> über den  Widerstand<B>105</B> die über die Leitung     S(,    in         Fig.   <B>1</B> zugeführte     Regelspannung    zugeführt.  Diese Regelspannung tritt zwischen dem       Klemmenpaar   <B>106, 107</B> auf. Zwischen dem  Gitter<B>101</B> und Erde ist noch ein Konden  sator<B>108</B> geschaltet. Die Schaltung dieses       Kippgenerators    ist bekannt, so     dass    sich eine  nähere Erläuterung erübrigt.  



  Der Generator<B>G</B> erzeugt Impulse mit  einer von der Regelspannung zwischen den  <U>Klemmen</U><B>106</B> und<B>107</B> abhängigen Frequenz,  und diese Impulse werden dem Gitterkreis  einer Entladungsröhre<B>109</B> zugeführt. Diese  Steuerung der Frequenz durch die Regel  spannung erfolgt derart,     dass    die Frequenz  immer der Grundfrequenz des gewünschten  Sprachlautes gleich ist. Wenn dieser Laut  keine Grundfrequenz enthalten soll (in die  sem Fall gibt es auch keine Regelspannung  zwischen den Klemmen<B>106</B> und<B>107),</B> so ist  der Generator<B>G</B> gesperrt, und es werden  keine Impulse erzeugt.

      Der zur Erzeugung eines kontinuierlichen       Seliwingungsspektrums    dienende Generator     B     besteht aus einem Widerstand<B>110</B> im Ein  gangskreis eines Verstärkers<B>111.</B> Über den  Widerstand<B>110</B> tritt infolge der     Brownschen     Bewegung der Elektronen im \Widerstands  material eine Geräuschspannung auf, die     be-          kanntlieli    aus einem ununterbrochenen     Seliwin-          gungsspektrum    zusammengesetzt ist.

   Dieses  ununterbrochene     Sellwingungsspektrum    wird  vom Verstärker<B>111</B> verstärkt und einem       Dämpfungsnetzzweck    112 zugeführt, deren  Dämpfung durch die an     denWiderständen     <B>113</B> und 114 im Anodenkreis einer Ent  ladungsröhre<B>115</B> auftretende Spannung ge  regelt wird. Dem Steuergitter dieser Röhre  wird die zwischen den Klemmen<B>106</B> und<B>107</B>  auftretende Regelspannung zugeführt. Die  Schaltung des     Dämpfungsnetzwerkes    112 und  der Röhre<B>115</B> entspricht genau der Schal  tung des im folgenden näher beschriebenen       Dämpfungsnetzwerkes    212 bis<B>216</B> und der  Röhre 221 in     Pig.    4, auf welche hier hin  gewiesen wird.

   Die Wirkungsweise des     Dämp-          fungsnetzwerkes    112 zusammen mit der  Röhre<B>115</B> ist derart,     dass    beim Fehlen einer      Regelspannung zwischen den Klemmen<B>106</B>  und<B>107</B> das     Dämpfungsnetzwerk    die im Aus  gangskreis des Verstärkers<B>111</B> auftretende  Spannung dem Gitterkreis einer     Verstärker-          röhre   <B>116</B> überträgt. Diese Übertragung wird  gesperrt, sobald eine     Regelspannung    zwischen  den Klemmen<B>106</B> und<B>107</B> auftritt.

      Zusammenfassend<B>folgt</B> aus dem     Oben-          geschilderten,        dass    beim Vorhandensein einer  Regelspannung zwischen den Klemmen<B>106</B>  und<B>107</B> der     Kippgenerator   <B>G</B> Impulse, deren  Frequenz der     Grundfrequenz    des zu erzeu  genden Sprachlautes entspricht, der Röhre  <B>109</B> zuführt. Hingegen findet keine Über  tragung des über den Widerstand<B>110</B> auf  tretenden kontinuierlichen Schwingungsspek  trums nach der Röhre<B>116</B> statt.

   Beim Fehlen  der erwähnten Regelspannung empfängt die  Röhre<B>109</B> keine Impulse, während der Röhre  <B>116</B> ein kontinuierliches Schwingungsspek  trum zugeführt wird. Über einen in den ge  meinsamen Anodenkreis der Röhren<B>109</B> und  <B>116</B> geschalteten Widerstand<B>117</B> treten also  entweder Spannungsimpulse oder eine aus  einem kontinuierlichen     Scliwingungsspektrum     zusammengesetzte Spannung auf,<B>je</B> nachdem  in den zu erzeugenden Sprachlauten<B>'</B> eine       Gr-Lindfrequeuz    vorhanden ist oder nicht.  



  Die Klemmen<B>118</B> und<B>119</B> des Wider  standes<B>117</B> werden mit den Eingangsklem  men der     abstimmbaren    Schwingungskreise<B>B,</B>  bis     R,    verbunden.  
EMI0006.0014     
  
    <I>Abstimmbare <SEP> Schwingungskreise <SEP> <B>B,</B> <SEP> bis <SEP> <B>R,</B></I>       Sämtliche     abstimmbaren    Schwingungs  kreise<B>B,</B> bis<B>B,</B> sind auf die gleiche Art und  Weise geschaltet, so     dass    die Beschreibung  von einem derselben, zum Beispiel     Bi,        genÜgt.     Die Schaltung ist in     Fig.    4 angegeben.

   Der       abstimmbare    Schwingungskreis wird von  einer Wicklung des Transformators<B>207,</B>  einem Kondensator 201 und der parallel dazu  geschalteten Eingangsimpedanz Z einer als  eine     Reaktanz    geschalteten     Entladungsrölire,     202 gebildet. In den Anodenkreis dieser  Röhre ist ein Widerstand<B>203</B> geschaltet, und    es sind der Anoden- und der Gitterkreis mit  tels einer Spule 204 miteinander gekoppelt.  Die Eingangsimpedanz Z dieser Schaltung ist  
EMI0006.0023     
    in der L die Selbstinduktion der Spule 204,  R den Wert des Widerstandes<B>203</B> und<B>8</B> die  Steilheit der Röhre 202 bedeuten.

   Aus diesem       usdruck    geht hervor,     dass    Z die     Induktanz     einer Selbstinduktion  
EMI0006.0027     
    darstellt, die von der Steilheit<B>8</B> abhängig ist.  Diese Steilheit wird durch die Regelspan  nung geregelt, die ein Mass für die Frequenz  des     Fürmanten    im Frequenzband 200 bis  400     Hz    ist und die über die Leitung      & .    in       Fig.   <B>1</B> zugeführt wird und also zwischen  den Klemmen 205 und<B>206</B> in     Fig.    4 auftritt.

    Die Schaltung ist derart eingestellt,     dass    unter  dem     Einfluss    der Regelspannung die Fre  quenz, auf welche der von der einen     Trans-          formatorwicklung,    vom Kondensator 201 und  von der Eingangsimpedanz Z gebildete  Schwingungskreis abgestimmt ist, der Fre  quenz des     Formanten    im Frequenzband 200  bis 400     Ilz    entspricht. Der abgestimmte  Schwingungskreis ist über den Transformator  <B>207</B> mit einem     Klemmenpaar   <B>208, 209</B> ver  bunden, dem die vom Generator<B>G</B> oder<B>B</B> in       Fig*   <B>1</B> erzeugten Schwingungen zugeführt  werden.

   Die über den     Seliwingungskreis    auf  tretende Spannung wird über eine dritte       Transformaforwicklung    einem Verstärker     T,     mit regelbarer Verstärkung zugeführt. Die  Regelung der Spannung erfolgt dadurch,     dass     die Regelspannung, die über die Leitung<B>81</B>  in     Fig.   <B>1</B> den Klemmen 210 und 211 in     Fig.   <B>7</B>  übertragen wird, die Dämpfung eines     Dämp-          fungsnetzwerkes    regelt, das in den Eingangs  kreis des Verstärkers Y,

   geschaltet und aus  vier     nielltlinearen        spannungsabhängigen        Wi-          derstnnden    (z. B. Trockengleichrichtern) 212,  <B>213,</B> 214 und<B>215</B> zusammengesetzt ist. Zwi-      sehen dem     Verbindungspunkt    216 der Wider  stände 214 und<B>215</B> und einer     Mittelpunkt-          anzapfung   <B>217</B> der     Primärwicklung    eines  Transformators<B>218</B> sind zwei Widerstände  <B>219</B> und 220 geschaltet, die gleichzeitig in  den Anodenkreis einer     Verstärkerröhre    221  <U>aufgenommen</U> sind.

   Das Steuergitter und die  Kathode dieser Röhre sind mit den Klemmen  210     bezw.    211 verbunden. Die Schaltung ist  derart eingestellt,     dass    bei einem Mittelwert  der den Klemmen 210 und 211     zugeführteu     Regelspannung keine Spannung zwischen den  Punkten<B>216</B> und<B>217</B> auftritt. Bei zuneh  mender Grösse der Regelspannung zwischen  den Klemmen 210 und 211 wird der Punkt  <B>217</B> mehr negativ, wodurch der Widerstand  der     nichtlineareu    Widerstände 212 und<B>213</B>  zunimmt und der Widerstand der nicht  linearen Widerstände 214 und<B>215</B> abnimmt.

    Fällt dagegen die Regelspannung zwischen  den Klemmen 210 und 211 bis unterhalb des  Mittelwertes ab, so -wird der     Pankt   <B>217</B> mehr  positiv, es nehmen die Widerstände 212 und  <B>213</B> ab, und die Widerstände 214 und<B>215</B>  nehmen zu. Im erstgenannten Falle liefert  das     Dämpfungsnetzwerk    eine erhöhte, im  zweiten Falle eine verringerte Dämpfung.  



  Unter dem     Einfluss    der Steuerung des       Dämpfungsnetzwerkes    durch die Regelspan  nung wird im Ausgangskreis 222,<B>223</B> des  Verstärkers     Y#    die Spannung, die über den  von der einen     Trausformatorwicklung,    vom  Kondensator 201 und -von der Impedanz Z  gebildeten Schwingungskreis auftritt, derart  verstärkt auftreten, als sie der Amplitude des       Formanten    im Frequenzband 200 bis 400     Hz     entspricht.  



  Der Regelbereich des Schwingungskreises  wird so gewählt,     dass    innerhalb dieses Berei  ches nur ein einziger     Formant    liegt.  



  Die erforderlichen     Regelspannungeu    wer  den zum Beispiel einer Anzahl durch     Span-          nungsteiler    überbrückter     Spanuungsquellen     entnommen. Diese Spannungsteiler können  mittels Tasten eingestellt werden. Die     Be-          spielung    der Tasten erfordert eine gewisse    Übung; eine geübte Person vermag aber mit  dieser Vorrichtung Sprachlaute, Wörter und  Sätze zu erzeugen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Vorrichtung zur künstlichen Erzeugung von Sprachlauten auf elektrischemWegemit- tels den jeweils zu erzeugenden Sprachlaut kennzeichnender Grössen, welche elektrische Schwingungen beeinflussen, die<B>je</B> nach dem Charakter des zu erzeugenden Sprachlautes entweder von einem ein kontinuierliches Spek trum erzeugenden Generator oder von einem an Oberschwingungen reichen Impulsgenera tor entnommen werden, wobei eine dieser Grö ssen ein Mass für die Grundfrequenz von sol- ehen Sprachlauten ist, die eine grosse Anzahl Oberschwingungen derselben enthalten, und die Grundfrequenz des Impulsgenerators steuert,
    und wobei das abwechselnd wahl weise Einschalten der beiden Generatoren und die den Sprachlaut kennzeichnenden Grö ssen mittels von Hand zu bedienender Tasten gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem jeweils eingestellten Gene rator erzeugten Schwingungen mindestens drei Schwingungskreisen zugeführt werden und jeder dieser Schwingungskreise durch eine ihn allein steuernde kennzeichnende Grösse der einen Art auf die Frequenz der im ihm zugeordneten Frequenzregelbereich vor handenen Teilschwingung maximaler Ampli tude, des sogenannten Formantes, des zu er zeugenden Sprachlautes abgestimmt wird, und dass die von diesen Schwingungskreisen <U>entnommenen</U> Spannungen,
    von kennzeich nenden Grössen der andern Art pegelgeregelt, in einem Verhältnis gemischt werden, das dem Amplitudenverhältnis der Formanten in dem zu erzeugenden Sprachlaut entspricht. UNTERANSPRüCHE: <B>1.</B> Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Regelbereich von jedem der Schwingungskreise derart ge wählt ist, dass innerhalb des Bereiches nur ein einziger Formant fällt. 2.
    Vorrichtung nach Patentansprueh, da durch gekennzeichnet, dass jeder Schwin gungskreis von einem Kondensator und einer Selbstinduktionsspule gebildet wird, zu denen die Eingangsimpedanz einer als Reaktanz geschalteten Entladu <B>-</B> ngsrölire <U>-parallel</U> ge schaltet ist, und dass die Steilheit der Ent- ladungsrühre nach der kennzeichnenden Grösse geregelt wird, die ein Mass für die Frequenz des Formantes in dem Frequenzbereieli ist, der dem Regelbereich des Schwingungs kreises entspricht.
CH241449D 1941-06-20 1942-06-18 Vorrichtung zur künstlichen Erzeugung von Sprachlauten auf elektrischen Wege. CH241449A (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1122274B (de) * 1958-07-10 1962-01-18 Standard Elektrik Lorenz Ag Verfahren und Anordnung zur automatischen Erkennung von Sprache

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DE1122274B (de) * 1958-07-10 1962-01-18 Standard Elektrik Lorenz Ag Verfahren und Anordnung zur automatischen Erkennung von Sprache

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