DE1151284B - Frequenzanalysator zum Ermitteln des Verlaufes einer in einem Sprechfrequenz-teilband liegenden kennzeichnenden Sprechfrequenz - Google Patents

Frequenzanalysator zum Ermitteln des Verlaufes einer in einem Sprechfrequenz-teilband liegenden kennzeichnenden Sprechfrequenz

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DE1151284B
DE1151284B DEN15693A DEN0015693A DE1151284B DE 1151284 B DE1151284 B DE 1151284B DE N15693 A DEN15693 A DE N15693A DE N0015693 A DEN0015693 A DE N0015693A DE 1151284 B DE1151284 B DE 1151284B
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amplitude
voltage
channel
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Frank De Jager
Petrus Josephus Van Gerwen
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Koninklijke Philips NV
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Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Description

  • Frequenzanalysator zum Ermitteln des Verlaufes einer in einem Sprechfrequenzteilband liegenden kennzeichnenden Sprechfrequenz Die Erfindung bezieht sich auf einen Frequenzanalysator zum Ermitteln des Verlaufes einer in einem Sprechfrequenzteilband liegenden kennzeichnenden Sprechfrequenz, bei dem dieses Sprechfrequenzteilband mit Hilfe eines Filters ausgewählt und dem Eingang des Frequenzanalysators zugeführt wird. Für verschiedene Anwendungen, beispielsweise bei der Sprachsynthese oder Sprachanalyse, ist die Kenntnis dieser kennzeichnenden Sprechfrequenzen, nämlich der sogenannten Formantfrequenzen, die durch die Resonanzfrequenzen der Resonanzhohlräume in der Mund-, Nasen- und Rachenhöhle bestimmt werden, und des sogenannten Grundtons, der durch die Schwingungsfrequenz der Stimmbänder bestimmt wird, wichtig.
  • Während des Sprechens wird die Form dieser Resonanzhöhlen durch Muskelbewegungen allmählich geändert und das Luftvolumen dieser Höhlen zugleich im Rhythmus der Grundfrequenz, die im Frequenzband von etwa 80 bis 300 Hz liegt, von einem impulsförmigen Luftstrom angestoßen, so daß während eines Sprechsignals eine Anzahl von Schwingungen verschiedener Frequenz erzeugt wird, die in der Amplitude impulsförmig moduliert sind. Die zu den unterschiedlichen Formantfrequenzen gehörenden Sprachkomponenten befinden sich in verschiedenen, durch Formantbereiche angegebenen Frequenzteilbändern, von denen die ersten drei beispielsweise in den Frequenzbändem von etwa 300 bis 800 Hz, 800 bis 2000 Hz und 2000 bis 3400 Hz liegen. Zur Erläuterung ist in Fig. 1 a in einem Zeitdiagramm der Verlauf der zu drei Buchstabenlauten im Formantbereich von 800 bis 2000 Hz gehörenden Schwingungen dargestellt.
  • Bei dem Versuch, aus den in Fig. 1 a angegebenen Sprechschwingungen den Verlauf der in diesem Formantbereich liegenden Formantfrequenz zu ermitteln, treten erhebliche Schwierigkeiten auf, die auf den in Fig. 1 a dargestellten impulsförmig veränderlichen Verlauf der Sprechschwingungen zurückzuführen sind, wobei noch die Besonderheit auftritt, daß bei kleinenAmplitudenwertenderimpulsförmigenSchwingungen die erzeugten Schwingungen einen unregelmäßigen Charakter aufweisen und die dann auftretenden Rausch- und Störspannungen einen verhältnismäßig großen Einfluß haben. Die Bestimmung des Verlaufes der Fonnantfrequenz wird noch dadurch erschwert, daß die Formantfrequenz sich in einem relativ breiten Frequenzbereich ändern kann, in dem angebenen Beispiel beträgt dieser Frequenzbereich 800 bis 2000 Hz.
  • In einer bekannten Einrichtung werden, um den zeitlichen Verlauf der Formantfrequenz; kennenzulernen, die Sprachsignale einer Anzahl von parallel geschalteten schmalbandigen Teilbandfiltern zugeg führt und gleichgerichtet. Die gleichgerichteten Ausgangsspannungen der Filter werden zur Erzielung einer treppenförinigen Spannung nacheinander mittels eines Schalters abgetastet und durch Differentiation der Treppenspannung Impulse erzeugt, die durch den Zeitpunkt ihres Auftretens die Frequenz mit maximaler Amplitade und damit die Formantfrequenz charakterisieren. Durch überlagerung mit einer sägezahnförmigen Spannung und darauffolgende Glättung in einem Tiefpaßfilter werden diese Impulse in eine Gleichspannung umgesetzt, deren Größe die Formantfrequenz charakterisiert.
  • In einer anderen bekannten Einrichtung dieser Art wird ebenfalls davon ausgegangen, die Sprachsignale mittels einer Anzahl von schrnalbandigen Teilbandfiltem in der Frequenz aufzuteilen und dann gleichzurichten. Hierbei wird aber jede dieser Ausgangsspannungen dem Gitter je einer Thyratronröhre zugeführt, wobei sämtliche Thyratronröhren im Rhythmus einer Prüffrequenz gleichzeitig ein- und ausgeschaltet werden. Diese Thyratronröhren sind derart miteinander gekoppelt, daß bei der gleichzeitigen Einschaltung der Thyratronröhren im Prüfzeitpunkt nur diejenige Thyratronröhre gezündet wird, die die größte Gitterspannung erhält. Von einem entsprechend bemesseneu Spannungsteiler im Kathodenkreis der jeweils gezündeten Thyratronröhre wird unmittelbar eine Gleichspannung abgenommen, deren Größe die Formantfrequenz charakterisiert.
  • Trotz eines komplizierten Aufbaus dieser bekannten Einrichtungen wird die Formantfrequenz nur in grober Annäherung angegeben; denn es wird in diesen bekannten Einrichtungen nur ermittelt, daß die Formantfrequenz innerhalb des Durchlaßbereiches eines bestimmten Teilbandfilters liegt. Vor allem wird die Formantfrequenz hierbei in diskontinuierlicher Weise angegeben, wodurch kleine Änderungen der Formantfrequenz innerhalb des Durchlaßbereiches der Teilbandfilter, die gerade für Sprachsynthese oder Sprachanalyse von besonderer Bedeutung sind, nicht angegeben werden. Dabei wird die Formantfrequenzanalyse gerade wesentlich durch die Sprachschwingungen kleiner Amphtude beeinflußt, weshalb diese bekannte Formantfrequenzanalyse besonders ungenau wegen des unregelmäßigen Charakters dieser Sprechschwingungen kleiner Amphtude ist.
  • Die Erfindung bezweckt eine andere Konzeption einer derartigen Vorrichtung, die sich einerseits durch ihren besonders einfachen Aufbau und andererseits durch eine wesentliche Verbesserung der Genauigkeit der Bestimmung der Formantfrequenz auszeichnet, insbesondere wird in kontinuierlicher Weise auch der kleinsten Änderung der Formantfrequenz gefolgt, wobei der störende Einfluß der Sprechschwingungen kleiner Amplitude weitgehend beseitigt ist.
  • Gemäß der Erfindung wird das ausgewählte Sprechfrequenzteilband einerseits einem Kanal mit einem die Signalfrequenzen differenzierenden Netzwerk mit nachgeschaltetem Gleichrichter und zugeordnetem Tiefpaß, andererseits einem zweiten Kanal mit einem Gleichrichter und zugeordnetem Tiefpaß zugeführt, und von den Ausgangsspannungen der beiden Kanäle wird ein Quotientenmesser gesteuert, dessen Ausgang die kennzeichnende Sprechfrequenz entnommen wird.
  • Die Erfindung und ihre Vorteile werden an Hand der Figuren näher erläutert.
  • Fig* 1 zeigt einige Zeitdiagramme zur Erläuterung des Frequenzanalysators nach der Erfmdung; Fig. 2 zeigt im Blockschaltbild den Frequenzanalysator nach der Erfindung; Fig. 3 zeigt ein Frequenz-Spannungsdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise des Frequenzanalysators nach der Erfindung; Fig. 4 zeigt im Detailschaltbild eine Ausführungsform eines bei einem Frequenzanalysator gemäß der Erfindung anzuwendenden Quotientenmessers, während Fig. 5 eine bevorzugte Ausführungsform eines solchen Quotientenmessers darstellt.
  • Beim in Fig. 2 dargestellten Frequenzanalysator gemäß der Erfindung, der zum Ermitteln des Frequenzverlaufes der Formantfrequenz im Formantbereich von 800 bis 2000 Hz eingerichtet ist, werden die elektrischen Sprechsignale einem NEkrophon 1 entnommen und nach Amplitudenausgleich in einem Differenzierungsnetzwerk 2 in einem Niederfrequenzverstärker 3 verstärkt. Mit Hüte eines an den Ausgang des Niederfrequenzverstärkers 3 angeschlossenen Bandfilters 4 werden die im Fonnantbereich von 800 bis 2000 Hz liegenden Schwingungen U (t) ausgewählt, die beispielsweise den in Fig. 1 a dargestellten Verlauf aufweisen.
  • Zum Analysieren des Frequenzverlaufes der im Formantbereich von 800 bis 2000 Hz liegenden Formantfrequenz werden die vom Bandfilter 4 ausgesiebten Schwingungen U (t) einem Frequenzanalysator 5 zugeführt, der mit zwei parallel an das Bandfilter 4 angeschlossenen Kanälen 6 und 7 versehen ist. Im Kanal 6 wird das Signal U (t) mittels eines differenzierenden Netzwerks 8, das beispielsweise aus einer Reihenkapazität und einem Querwiderstand besteht, mit einer Zeitkonstante von etwa 10-5 Sekunden differenziert, wodurch sich ein Signal S (t) ergibt, das in der Amplitude proportional der Amplitude des ursprünglichen Signals U (t) multipliziert mit der jeweils auftretenden Frequenz w ist. Der Verlauf des differenzierten Signals S (t) ist in Fig. 1 b dargestellt.
  • Im Kanal 6 wird das differenzierte Signal S (t) einem Gleichrichter 9 mit einem zugeordneten Tiefpaß 10 zugeführt, welcher beispielsweise aus einem Reihenwiderstand und einer Querkapazität besteht, während im Kanal 7 das ursprüngliche Signal U (t) gleichfalls einem Gleichrichter 11 mit einem zugeordneten Tiefpaß 12 zugeführt wird, wobei die Gleichrichterschaltung 11, 12 ähnlich wie die Gleichrichterschaltung 9, 10 ausgebildet ist. Die Grenzfrequenz der Tiefpässe 10, 12 ist hierbei derartig gewählt, daß auch während der Zwischenräume der Buchstabenlaute noch eine Ausgangsspannung am Ausgang der Tiefpässe 10 bzw. 12 auftritt, wobei diese Grenzfrequenz beispielsweise zwischen 10 und 50 Hz liegt und in der dargestellten Ausführungsform etwa 30 Hz beträgt. In den Fig. 1 c und 1 d zeigen die gestrichelten Linien jeweils die Umhüllende der in den Fig. la bzw. 1 b dargestellten Schwingungen, während die sich an den Ausgängen der Tiefpässe 10 und 12 ergebenden Spannungen durch die ausgezogenen Kurven angegeben sind.
  • Zum Erzielen einer sich mit dem Frequenzverlauf der Formantfrequenz ändernden Spannung steuern die Ausgangsspannungen der Tiefpässe 10 und 12 einen Quotientenmesser 13, in welchem durch Bildung des Verhältnisses der Ausgangsspannung des Kanals 6 zu derjenigen des Kanals 7 der gewünschte Verlauf der Formantfrequenz erhalten wird, der in Fig. 1 e dargestellt ist. Das Verhältnis der Ausgangsspannungen der Kanäle 6 und 7 zueinander ist anfangs mit Hilfe eines vor dem Gleichrichter 11 in den Kanal 7 eingefügten einstellbaren Dämpfungsgliedes 14 auf einen geeigneten Wert eingestellt.
  • Beim dargestellten Frequenzanalysator ergeben sich durch die Gleichrichtung in den Gleichrichtern 9 bzw. 11 und die nachfolgende Glättung in den Tiefpässen 10 bzw. 12 an den Ausgängen dieser Tiefpasse 10 bzw. 12 Spannungen, die den geglätteten Werten der sich am Ausgang der Gleichrichter 9 und 11 ergebenden Spannungen gleich sind. Wenn die Amplitade der Eingangsspannung am Gleichrichter 11 in einem bestimmten Augenblick a (t) ist, so ist, wie vorstehend bereits erwähnt, die Eingangsspannung am Gleichrichter 9 proportional dem Produkt aus der Amphtude a (t) und der gerade auftretenden Frequenz a), so daß in mathematischer Form die Ausgangsspannungen der Tiefpässe 12 bzw. 10 durch die Werte der Zeitintegrale fadt (1) i' a (-) dt (II) dargestellt werden können, auf eine Zeit bezogen, die von den Zeitkonstanten der Tiefpässe 10 und 12 bestimmt wird.
  • Am Ausgang des Quotientenmessers 13 tritt somit eine Ausgangsspannung auf, die proportional dem Quotienten der Zeitintegrale (11) und (1) ist: wobei sich aus dem Zeitintegral im Zähler des Quotienten (III) ergibt, daß zur Bestimmung der Formantfrequenz der in einem bestimmten Augenblick auftretenden Frequenz (") ein Wert beigelegt wird, der von der dabei auftretenden Amplitude a (t) des Signals gegeben wird. Es wird somit die Ausgangsspannung des Frequenzanalysators im wesentlichen von der Frequenz der Schwingungen während der maximalen Amplitudenwerte der Buchstabenlaute bestimmt, deren Frequenz, wie es sich herausstellt, genau der Formantfrequenz entspricht, während die ]deinen Amplitudenwerte nur einen geringen Einfluß auf die Ausgangsspannung des Frequenzanalysators ausüben.
  • Versuche haben gezeigt, daß die Ausgangsspannung des Frequenzanalysators der Formantfrequenz ,genau folgt, während störende Nebenwirkungen infolge der besonderen Art der Sprachschwingungen weitgehend verringert werden.
  • Das Verhältnis der Ausgleichsspannungen der Tiefpässe 10 und 12 in den Kanälen 6 und 7 läßt sich hierbei dadurch ermitteln, daß jede dieser Gleichspannungen einem Verstärker mit logarithrnischer Verstärkungskennlinie zugeführt wird und die Ausgangsspannungen dieser Verstärker in einem Differenzbilder miteinander verglichen werden, so daß sich am Ausgang des Differenzbildners eine Spannung ergibt, die proportional dem Logarithmus der Ausgangsspannung des Tiefpasses 10 abzüglich des Logarithmus der Ausgangsspahnung des Tiefpasses 12 ist. Am Ausgang des Differenzbildners ergibt sich somit eine Spannung, die proportional dem Logarithmus des Verhältnisses der Ausgangsspannung des Tiefpasses 10 zur Ausgangsspannung des Tiefpasses 12 ist, wobei dadurch, daß die Ausgangsspannung des Differenzbildners einem Verstärker mit exponentialer Verstärkungskennlinie zugeführt wird, das gewünschte Verhältnis erhalten wird.
  • Anstatt das Verhältnis der in Fig. 1 c und 1 d durch die ausgezogenen Kurven dargestellten Gleichspannungen zu bestimmen, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, die Ausgangsgleichsspannungen der Tiefpässe 10 und 12 zunächst in diesen Spannungen in der Amplitude entsprechende Wechselspannungen mit Frequenzen f, und f. umzuwandeln.
  • Zu diesem Zweck steuern bei der dargestellten Ausführungsform die Ausgangsgleichspannungen der 'Tiefpässe 10 und 12 in den Kanälen 6 und 7 Amphtudenmodulatoren 15 bzw. 16, beispielsweise in Form von Gegentaktmodulatoren, mit zugeordneten Ausgangsfiltem 19 bzw. 20 und TrägerfrequenzosziRatoren 17 bzw. 18, deren Frequenzen fl und f. 32 bzw. 48 kHz sind. Der hierbei anzuwendende Quotientenmesser wird nachstehend an Hand der Fig. 4 und 5 näher erläutert.
  • Dadurch ist auf einfache Weise ermöglicht, daß beira Fehlen eines Sprechsignals der Quotientenmesser 13 dennoch eine mittlere Ausgangsspannung liefert, denn es braucht nur dafür gesorgt zu werden, daß in diesem Falle die Trägerfrequenzschwingungen fl und f" der Oszillatoren 17 und 18 in einem geeigneten Amplitudenverhältnis am Eingang des Quotientenmessers 13 auftreten. Bei der dargestellten Ausführungsform sind zu diesem Zweck die Ausgangskreise der Trägerfrequenzoszillatoren 17 bzw. 18 über einstellbare Dämpfungsglieder 21 bzw. 22 an die Ausgänge der Ausgangsfilter 19 bzw. 20 angeschlossen, wobei durch entsprechende Einstellung der Dämpfungsglieder 21 bzw. 22 dafür gesorgt ist, daß der Quotientenmesser 13 beim Fehlen eines Sprechsignals eine Ausgangsspannung liefert, die einer etwa in der Mitte des betreffenden Formantbereiches liegenden Frequenz entspricht. Bei einer derartigen Einstellung ergibt sich zugleich der Vorteil, daß beim Auftreten eines Sprechsignals nach einer Sprechpause der Frequenzanalysator sich rasch auf den gewünschten Wert einstellt.
  • Selbstverständlich kann die Einstellung des Amplitudenverhältnisses der Trägerfrequenzen fl und f. beim Fehlen eines Sprechsignals auch auf andere Weise durchgeführt werden, beispielsweise durch eine geringe Änderung im Gegentakt der angewendeten Gegentaktmodulatoren 15 und 16.
  • Fig. 3 zeigt ein Spannungsdiagramm des in Fig. 2 im Blockschaltbild dargestellten Frequenzanalysators, wobei die Ausgangsspannung V" des Frequenzanalysators in Abhängigkeit von der Eingangsspannung Tli bei verschiedenen Frequenzen der Eingangsspannung angegeben ist.
  • Beim Fehlen einer Eingangsspannung ergibt sich am Ausgang des Frequenzanalysators infolge der Einstellung der Dämpfungsglieder 21, 22 eine Ausgangsspannung P, die im dargestellten Ausführungsbeispiel einer Frequenz von etwa 1400 Hz entspricht.
  • Wird dem Eingang des Frequenzanalysators eine Schwingung mit konstanter Frequenz f zugeführt, deren Amplitude allmählich vergrößert wird, so wird, von dem Einstellpunkt P ausgehend, die zu dieser Frequenz f gehörende Ausgangsspannung bereits bei einer sehr kleinen Eingangsspannung erreicht, wonach sie bei weiterer Zunahme der Eingangsspannung praktisch konstant bleibt. Die gezeichneten Kurven stellen den Verlauf der Ausgangsspannung V, des Frequenzkatalysators in Abhängigkeit von der Eingangsspannung VI bei Frequenzen von 800, 1400 bzw. 2000 Hz dar.
  • Beim geschilderten Frequenzanalysator ist es bemerkenswert, daß die Ausgangsspannung V" des Frequenzanalysators weitgehend unabhängig von der Amphtude der Eingangsspannung ist, während weiter, wie aus der Figur ersichtlich ist, innerhalb des verhältnismäßig breiten Frequenzbandes (800 bis 2000 Hz) dieses Formantbereiches diese Ausgangsspannung sich praktisch linear mit der Frequenz ändert.
  • Versuche haben auch gezeigt, daß, wenn dem Eingang eine intermittierende Wechselspannung zugeführt wird, die Ausgangsspannung des Frequenzanalysators weitgehend unabhängig vom Verhältnis zwischen Dauer und Abstand dieser Wellenzüge, ist.
  • Fig. 4 zeigt das Detailschaltbild eines beim Frequenzanalysator nach Fig. 2 anzuwendenden Quotientenmessers.
  • Bei diesem Quotientenmesser wird die dem Kanal 6 entnommene Wechselspannung f" deren Amplitude von dem gleichgerichteten, differenzierten Eingangssignal des Frequenzanalysators bestimmt ist, über einen Widerstand 23 und einen Gitterkondensator 24 dem Steuergitter einer Pentode 25 zugeführt, an deren Steuergitter zugleich über einen Widerstand 26 die dem Kanal 7 entnommene Wechselspannung f. gelegt ist, die in der Amplitude vom gleichgerichteten Eingangssignal bestimmt wird.
  • Zur Verhältnismessung enthält der Anodenkreis der Pentode 25 zwei parallel geschaltete Widerstände 27, 28, wobei an einen Anzapfpunkt des Widerstandes 27 ein auf die Frequenz f2 abgestimmtes Bandfilter 29 und an einen Anzapfpunkt des Widerstandes 28 ein auf die Frequenz fl abgestimmtes Bandfilter 30 angeschlossen ist, Die dem Filter 29 entnommene Schwingung mit der Frequenz f. wird von einem Gleichrichter 32 mit Ausgangsimpedanz 33 gleichgerichtet, an den eine Vorspannung gelegt ist, die von einem zwischen die positive Spannungsklenune und Erde geschalteten Spannungsteiler 31 geliefert wird. Die so erzielte Gleichspannung, die eine negative Polarität aufweist, wird über einen Widerstand 34 zur Steilheitsregelung dem Steuergitter der Pentode 25 zugeführt. Infolge dieser Steilheitsregelung wird die Amplitude der dem Ausgang der Pentode 25 entnommenen Schwingungen mit der Frequenz f., nahezu auf einem konstanten Pegel gehalten, so daß die Steilheit der Pentode 25 sich praktisch umgekehrt proportional der Amplitude der dem Eingang der Pentode 25 zugeführten Schwingung f2 ändert.
  • Die vom Filter 30 ausgewählte Schwingung mit Frequenz f, wird in einer Gleichrichterschaltung, die mit einem Gleichrichter 35 mit einer Ausgangsimpedanz 36 versehen ist, gleichgerichtet und dann über einen Tiefpaß 37 den Ausgangsklemmen 38, 39 zuaeführt, welche die Ausgangsklemmen des Quotient> tenmessers bilden. Durch die angewendete Steilheitsregelung wird erreicht, daß die Schwingungen mit der Frequenz fl in der Pentode 25 umgekehrt proportional der Amphtude der dem Eingang der Pentode 25 zugeführten Schwingung f, verstärkt werden, wodurch die den Klemmen 38, 39 entnommene Spannung proportional dem Amplitudenverhältnis der Ausgangsspannung des Kanals 6 zur Ausgangsspannung des Kanals 7 ist.
  • Ebenso wie beim Quotientenmesser nach Fig. 4 werden bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform die Ausgangsspannungen der Kanäle 6 und 7 über Reihenwiderstände 40 bzw. 41 und einen Gitter-kondensator 42 dem Steuergitter einer Pentode 43 zugeführt, wobei jedoch die Bestimmung des Amplitudenverhältnisses nicht durch eine Steilheitsregelung, sondern durch eine Amplitudenbegrenzung erfolgt.
  • An den Ausgangskreis der Pentode 43, der mit einem die Schwingungen f, und f2 durchlassenden Schwingungskreis 44 versehen ist, ist zu diesem Zweck ein Amplitudenbegrenzer angeschlossen, der zwei in entgegengesetzten Richtungen stromdurchlässige Gleichrichter 45, 46 enthält. An den Ausgang der Begrenzerschaltung ist der Schwingkreis 47 angeschlossen, der die Schwingungen f. und fl gleichfalls durchläßt, während der Verbindungspunkt der Gleichrichter 45, 46 mit dem Verbindungspunkt eines zwischen die positive Spannungsklemme 48 der Speisespannungsquelle und Erde geschalteten Spannungsteilers 49, 50 verbunden ist, der einen Strom in Stromdurchlaßrichtung der Gleichrichter 45, 46 liefert.
  • Sobald die Spannung an der Anode der Pentode 43 über die Spannung am Verbindungspunkt der Gleichrichter 45, 46 hinausgeht, wird der Gleichrichter 45 gesperrt, und es fließt über den Widerstand 49 des Spannungsteilers 49, 50, der verhältnismäßig hochohnüg bemessen ist, und über den Gleichrichter 46 ein konstanter Strom zur Ausgangsimpedanz 47, während umgekehrt, wenn die Ausgangsspannung der Pentode 43 niedriger als die Spannung am Verbindungspunkt der Gleichrichter 45, 46 ist, der Gleichrichter 45 leitet und der Gleichrichter 46 gesperrt ist, so daß kein Strom zur Ausgangsimpedanz 47 fließt. Der Begrenzer ist hierbei so bemessen, daß bereits bei Signalen geringer Amplitude eine vollständige Begrenzung auftritt.
  • Bei der dargestellten Schaltung wird die Ausgangsspannung des Begrenzers zur Verstärkung einer Pentode 51 zugeführt, und mit Hilfe eines am Ausgang der Pentode 51 liegenden Trennfflters 52 wird die Schwingung fl ausgewählt, die nach Gleichrichtung in einer Gleichrichterstufe mit einem Gleichrichter 53 und einer Ausgangsimpedanz 54 und nachfolgender Glättung in einem Tiefpaß 55 die Ausgangsspannung des Frequenzanalysators liefert. Die Ausgangsspannung des Frequenzanalysators wird den Ausgangsklemmen 56, 57 entnommen.
  • Wenn in der dargestellten Schaltungsanordnung dafür gesorgt ist, daß die dem Kanal 6 entnommene Schwingung f, eine geringere Implitude als die dem Kanal 7 entnommene Schwingung J#, aufweist, so ergeben sich am Ausgang des Begrenzers Stromimpulse mit einer Wiederholungsfrequenz f21 während die Dauer dieser Stromimpulse sich in Abhängigkeit von der Amplitude der Schwingung mit der Frequenz fl ändert. Der Wert dieser Änderungen in der Dauer wird vom Amplitudenverhältnis der Schwingungen fl und f. bestimmt, so daß nach der Aussiebung der Schwingung fl im Filter 52 mit nachfolgender Gleichrichtung in der Gleichrichterstufe 53, 54 und Glättung im Tiefpaß 55 an den Ausgangsklemmen 56, 57, eine Gleichspannung auftritt, die sich mit dem Amplitudenverhältnis der dem Eingang der Pentode 43 zugeführten Schwingungen fl, f2 ändert. Um hierbei eine lineare Beziehung zwischen der den Ausgangsklemmen 56, 57 entnommenen Gleichspannung und dem Amplitudenverhältnis der Schwingung fl zur Schwingung J#, am Eingang der Pentode 43 zu erhalten, ist die Amplitude der Schwingung f, beispielsweise um einen Faktor 4 bis 5 kleiner als die Amplitude der Schwingung f2 gewählt. Weiter sei hierbei noch bemerkt, daß am Ausgang des Begrenzers an Stelle der Schwingung mit der Frequenz fl auch die Spiegelfrequenz von f, in bezug auf f2, die somit eine Frequenz von 2f, - fl aufweist, benutzt werden kann.
  • Außer den vorstehend geschilderten Quotientenmessem können selbstverständlich auch andere Quotientemnesser Anwendung finden. Zu diesem Zweck können beispielsweise die Ausgangsspannungen der Tiefpässe in den Kanälen 6 und 7 in Wechselspannungen gleicher Frequenz umgewandelt werden, wonach die Ausgangswechselspannung des Kanals 6 um 90' in der Phase verschoben und dann zur Wechselspannung des Kanals 7 addiert wird. Die Phase der so erzielten Summenspannung ändert sich hierbei mit dem Amplitudenverhältnis der Ausgangsspannung des Kanals 6 zur Ausgangsspannung cles Kanals 7, so daß durch Phasenmessung das erwünschte Verhältnis erhalten wird.
  • Wie vorstehend bereits erläutert, kann der beschriebene Frequenzanalysator auch zum Ermitteln des Verlaufes der Frequenz des Grundtons benutzt werden, zu welchem Zweck ein den Grundton enthaltendes geeignetes Sprechteilband dem Eingang des Frequenzanalysators zugeführt wird. Dieses Sprechteilband kann unmittelbar aus dem Sprechsignal ausgesiebt und durch Amplitudengleichrichtung vorzugsweise mindestens eines höheren Formantbereiches abgeleitet werden.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Frequenzanalysator zum Ermitteln des Verlaufes einer in einem Sprechfrequenzteilband liegenden kennzeichnenden Sprechfrequenz, bei dem dieses Sprechfrequenzteilband mit Hilfe eines Filters ausgewählt und dem Eingang des Frequenzanalysators zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgewählte Sprechfrequenzteilband einerseits einem Kanal (6) mit einem die Signalfrequenz differenzierenden Netzwerk (8) mit nachgeschaltetem Gleichrichter (9) und zugeordnetem Tiefpaß (10), andererseits einem zweiten Kanal (7) mit einem Gleichrichter (11) und zugeordnetem Tiefpaß (12) zugeführt wird und daß von den Ausgangsspannungen der beiden Kanäle (6, 7) ein Quotientenmesser (13) gesteuert wird, dessen Ausgang die kennzeichnende Sprechfrequenz entnommen wird (Fig. 2). 2. Frequenzanalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sprechsignal über eine aus einem Differenzierungsnetzwerk (2) bestehende Amplitudenausgleichsschaltung einem zur Auswahl des betreffenden Sprechfrequenzteilbandes dienenden Filter (4) zugeführt wird (Fig. 2). 3. Frequenzanalysator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfrequenz der in den beiden Kanälen (6, 7) am Ausgang der Gleichrichter (9, 11) liegenden Tiefpässe (10, 12) zwischen 10 und 50 Hz liegt (Fig. 2). 4. Frequenzanalysator nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Eingang des Gleichrichters (11) im zweiten Kanal (7) ein einstellbares Dämpfungsglied (14) geschaltet ist (Fig. 2). 5. Frequenzanalysator nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in beiden Kanälen (6, 7) die Gleichspannung am Ausgang des Tiefpasses (10, 12) mittels eines Gegentaktamplitudenmodulators (15, 16) mit zugehörigem Trägerfrequenzosziflator (17, 18) in eine entsprechende Wechselspannung umgewandelt wird (Fig. 2). 6. Frequenzanalysator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegentaktamplitudenmodulatoren (15, 16) in den beiden Kanälen (6, 7) so eingerichtet sind, daß auch beim Fehlen eines Sprechsignals am Ausgang dieser Amplitadenmodulatoren (15, 16) je eine Trägerfrequenzschwingung auftritt, und daß Mittel (21, 22) zum Einstellen des Amplitudenverhältnisses der am Ausgang der beiden Amplitudenmodulatoren (15, 16) auftretenden Trägerfrequenzen vorhanden sind (Fig. 2). 7. Frequenzanalysator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Amplitudenverhältnis der den beiden Kanälen entnommenen Trägerfrequenzschwingungen beim Fehlen eines Eingangssignals des Frequenzanalysators so eingestellt ist, daß die Ausgangsspannung des Frequenzanalysators einer etwa in der Mitte des Regelbereiches liegenden Frequenz entspricht (Fig. 2). 8. Frequenzanalysator nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einstellen des Amplitudenverhältnisses der am Ausgang der beiden Amplitudemnodulatoren (15, 16) auftretenden Trägerfrequenzen der Ausgang jedes der Trägerfrequenzoszillatoren (17, 18) über ein einstellbares Dämpfungsglied (21, 22) mit dem Ausgang des zugehörigen Amplitudenmodulators (15, 16) verbunden ist (Fig. 2). 9. Frequenzanalysator nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des Amplitudenverhältnisses der Trägerfrequenzen am Ausgang der beiden als Gegentaktmodulatoren ausgebildeten Amplitudenmodulatoren (15, 16) Mittel zur Änderung des Gegentaktes der Gegentaktmodulatoren (15, 16) vorgesehen sind (Fig. 2). 10. Frequenzanalysator nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei dem die Trägerfrequenzschwingungen für die Amplitudenmodulatoren der beiden Kanäle verschiedene Frequenzen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung des Amplitudenverhältnisses der Ausgangsspannung des ersten Kanals (6) zu derjenigen des zweiten Kanals (7) beide Trägerfrequenzschwingungen dem Eingang einer Verstärkerstufe (25) zugeführt werden, die am Ausgang mit Bandfiltem (29, 30) zur Aussiebung je einer Trägerfrequenz versehen ist, und daß die dem einen Bandfilter (29) entnommene Trägerfrequenzschwinguno, die zum zweiten Kanal (7) gehört, in einer Gleichrichterstufe (32) gleichgerichtet und zur Steilheitsregelung mit negativer Polarität der Verstärkerstufe (25) zugeführt wird, während die dem anderen Bandfilter (30) entnommene Trägerfrequenzschwingung, die zum ersten Kanal (6) gehört, nach Gleichrichtung in einer Gleichrichterstufe (35) den Ausgangsklemmen des Frequenzanalysators zugeführt wird (Fig. 4). 11. Frequenzanalysator nach einem der An- sprüche 5 bis 9, bei dem die Trägheitsfrequenzschwingungen für die Amplitudenmodulatoren der beiden Kanäle verschiedene Frequenzen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung des Amplitudenverhältnisses der Ausgangsspannung des ersten Kanals (6) zu derjenigen des zweiten Kanals (7) die Amplitade der Trägerfrequenzschwingung, die dem zweiten Kanal (7) zugehört, größer als die Amplitude derjenigen des ersten Kanals (6) bemessen ist und die Trägerfrequenzschwingungen beider Kanäle (6, 7) gemeinsam einem Begrenzer (45, 46) zugeführt werden, an dessen Ausgang ein Bandfilter (52) zur Aussiebung der zum ersten Kanal (6) gehörenden Trägerfrequenzschwingung oder ihrer Spiegelfrequenz angeschlossen ist, welche ausgesiebte Schwingung nach Gleichrichtung in einer Glr,ir,bricliterstufe, (53) die Ausgangsspannung des Frequenzanalysators bildet (Fig. 5). 12, FrequeBzanay5ator nach Ansprach 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzerstufe zwei in entgegengesetzten Richtungen stromdurchlässige a C ileichricht er (45, 46) enthält, die in einen Ungszweig zwischen den Eingangskreis und den Ausgangskreis der Begrenzerstufe geschaltet sind, und daß dem Verbindungspunkt der Gleichrichter (45, 46) über einen Widerstand (49) eine Spannung zugeführt wird, die einen Vorstrom in der Stronidurchlaßrichtung der Gleichrichter (45, 46) liefert (Fig. 5). In Betracht gezogene Druckschriften: »Nachrichtentechnische Fachberichte« (Beihefte der NTZ), Bd. 3, 1956, S. 81 bis 92; »Nachrichtentechnik«, 1957, H. 12, S. 553 bis 564; »Zeitschrift für angewandte Physik«, 1958, H.
  2. 2, S. 56 bis 65; >JQurn. Acoust. Soc. Am.«, 1956, Nr. 1, S. 110 bis 118.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5129860A (en) * 1974-09-06 1976-03-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Fmmam henkanki
GB2187581B (en) * 1985-04-10 1989-06-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Control circuit
TWI672004B (zh) * 2018-12-11 2019-09-11 矽統科技股份有限公司 頻率偵測器

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2896161A (en) * 1942-06-30 1959-07-21 Bessie E Fox Measuring system
US2418284A (en) * 1943-04-24 1947-04-01 Bendix Aviat Corp Differential voltage measuring circuit
US2541067A (en) * 1944-11-30 1951-02-13 Sperry Corp Frequency responsive device
US2576249A (en) * 1947-08-28 1951-11-27 Bell Telephone Labor Inc Level ratio measuring system
US2711516A (en) * 1949-10-29 1955-06-21 Rca Corp Frequency discriminatory systems
GB788565A (en) * 1954-08-11 1958-01-02 Gen Electric Improvements in and relating to frequency response determining apparatus
US2857465A (en) * 1955-11-21 1958-10-21 Bell Telephone Labor Inc Vocoder transmission system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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