DE1547030B2 - Sprachgesteuerter sprachanalysator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen sprachgesteuerten Sprachanalysator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind Sprachanalysatoren bekannt, die von Hand durch einen Schalter od. dgl. eingeschaltet werden. Dabei entstehen aber unerwünschte Frequenzen und auch Geräuschspannungen, die in das System gelangen, und zwar vor und im Anschluß an die Sprachsignale, weil Zeitverzögerungen zwischen der Betriebsbereitschaft der Anordnung und der Erzeugung der Sprachfrequenzen bestehen. Bei einem anderen Sprachanalysator erfolgt die Einschaltung durch Sprachsignale, aber dabei treten Fehlfunktionen durch Geräuschsignale auf.

Eine sprachgesteuerte Umschaltung ist auch bei der Sprachübertragung wünschenswert, beispielsweise bei beweglichen Funkstellen, bei der Hintergrundgeräusche, wie sie beispielsweise von Maschinen verursacht werden, von der Übertragung immer dann ausgeschlossen werden, wenn gerade keine Sprache übertragen wird. Eine solche Einrichtung ist in der US-PS 31 26 449

beschrieben.

Da es aber für Sprachanalysatoren zur Gewinnung von Daten zur Spracherkennung wichtig ist, daß keine Sprache analysiert wird, die mit Störgeräuschen behaftet ist, ist eine Schaltungsanordnung wie die zuvor erwähnte unbrauchbar, da sie nur dann die Übertragung sperrt, wenn ausschließlich Rauschen auf dem Eingangskanal vorliegt und nicht, wie es für den Sprachanalysator der vorliegenden Erfindung erforderlich ist. ίο auch dann eine Übertragung sperrt, wenn durch Rauschen oder Geräusche gestörte Sprache am Eingang des Sprachanalysators anliegt.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Schalter für einen Sprachanalysator anzugeben, der eine Übertragung von Sprachanalysedaten an nachgeschaltete Einrichtungen dann unterbricht, wenn die Eingangssprache durch Rauschen oder Geräusche gestört ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die in dem Hauptanspruch angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Infolge der integrationsfreien Ausgestaltung des Sperrsignalgenerators wird der Vorteil erzielt, daß die Verstärkungsregelung und Erzeugung der Geräuschsperrsignale derart kurzzeitig erfolgen, daß kein Geräuschsignal in die Speichermatrix gelangen kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun an Hand der Figuren erläutert. Es zeigt
F i g. 1 im Blockdiagramm einen sprachgesteuerten Sprachanalysator,

F i g. 2 im Detail den Sprachverstärker aus F i g. 1,

F i g. 3 im Detail die Steuerschaltung zur Verstärkungsregelung aus F i g. 1,

F i g. 4 den Sperrsignal- bzw. Geräuschsperrgenerator aus F i g. 1 im Detail,

F i g. 5 den Multivibrator aus F i g. 1 im Detail,

F i g. 6 einen Teil eines Ringtreibers aus F i g. 1 im Detail und

F i g. 7 einen Teil eines offenen Ringes aus F i g. 1 im Detail.

Zunächst wird kurz ein Spracherkenner nach einer früheren Erfindung des gleichen Erfinders, der Gegenstand der DT-OS 15 47 029 ist, beschrieben. Bei diesem Spracherkenner werden akustische Sprachsignale von einem Mikrophon aufgenommen und in elektrische Sprachsignale umgewandelt. Diese Sprachsignale werden dann in einem mehrbändigen Frequenzanalysierer im Bereich von 3750 bis 260 Hertz analysiert. Daraus werden Formanten abgeleitet, die für das jeweilige Sprachspektrum charakteristisch sind und in einem Formantenlokalisierer verarbeitet werden. Aus diesen Formanten werden charakteristische Signale abgeleitet, die in einer Speichermatrix gespeichert werden. Diese charakteristischen Signale entsprechen entweder Formanten fallenden Typs oder Formanten ansteigenden Typs oder Formanten stationären Typs. Dieser Spracherkenner weist außerdem eine Verstärkungsregelung für einen vorgesehenen Vorverstärker auf, der die Spannungsverstärkung konstant hält. Der Ausgang der Verstärkungssteuerung wird nach scharfen negativen Ausschlägen abgetastet, die ein Zeichen für einen plötzlichen Anstieg in der Sprachintensität sind. Die daraus resultierenden Signale dienen zur Ableitung entsprechend sinnvoller Charakteristika für Knallaute aus dem betreffenden Sprachspektrum.

Beim vorliegenden Sprachanalysator gemäß F i g. 1 gelangen Sprachsignale in das Mikrophon 1, werden

dort in elektrische Frequenzen umgewandelt und gelangen über die Leitung 2 in den Sprachverstärker 3. Der Ausgang des Sprachverstärkers 3 gelangt über die Leitung 48 in einen Frequenzanalysierer 60.

Die Sprachsignale werden über eine sehr schnell arbeitende Steuerschaltung 66 auf konstanter Amplitude gehalten. Die Steuerschaltung 66 arbeitet mit einem Sperrsignal- bzw. Geräuschsperrgenerator 90 zusammen. Die Frequenzanalysierer 60 sind mit einstellbaren Bandpässen ausgestattet und analysieren das Sprachsignal und erzeugen entsprechende Ausgangssignale auf den Leitungen 60a bis 606, an die Formantenlokalisierer 129 angeschlossen sind. Die Formantenlokalisierer 129 weisen Hysteresis vergleichende Mittel und differenzierende logische Mittel auf und erzeugen lokale Maximalanzeigen, die über Leitungen Mi bis M 7 an eine Speichermatrix 125 gelangen, und zwar gesteuert durch Tor-Schaltungen 129a bis 129^ und in Abhängigkeit von einem Geräuschsperrsignal aus dem Geräuschsperrgenerator 90, das über die Leitung 124a eingespeist wird. Die Steuerschaltungen 66, die die Amplitude der vorliegenden Frequenzen konstant halten, erzeugen eine Verstärkungssteuerspannung, die auch über die Leitungen 84 und 84b an einen sprachgesteuerten Multivibrator 160 gelangt. Mit 200 sind Rückschaltmittel bezeichnet. Bei Betrieb wird der Multivibrator 160 durch Sprachsignale angestoßen, die in das System gelangen und positive Signale auf der Leitung 846 auslösen. Der Multivibrator 160 wird anschließend durch ein positives Tastsignal auf der ΛΦ-Leitung 201 in Betrieb gehalten. Der Betrieb des Multivibrators 160 setzt jedoch voraus, daß ein negatives Tastsignal auf der Leitung 124 vorliegt, das anzeigt, daß unerwünschte Geräuschsignale in dem Sprachsignal nicht vorliegen. Wenn ein unerwünschtes Geräuschsignal in dem Sprachsignal vorliegt, dann wird durch die Steuerschaltung 66 der Geräuschsperrgenerator 90 beaufschlagt und erzeugt ein positives Geräuschsperrsignal auf der Leitung 124, das hemmend auf den Multivibrator 160 wirkt. Durch diese Hemmwirkung wird der Multivibrator 160 stillgesetzt und die Folge davon ist, daß ein Ringtreiber 190, der über die Leitung 195 offene Ringmittel 199 weiterschaltet, abgeschaltet wird, solange das unerwünschte Geräuschsignal vorliegt. Die Ringmittel 199 werden über die Rückschaltmittel 200 auf die R Φ-Stufe (die erste Stufe des Ringes) zurückgeschaltet und damit für die Speicherung der Sprachcharakteristika vorbereitet. Sobald Sprachsignale in das System gelangen, entsteht auf der Leitung 84 ein positives Signal, das über die Leitung 84b den Multivibrator 160 anstößt. Der Multivibrator 160 erzeugt daraufhin Taktsignale, mit denen der Ringtreiber 190 beaufschlagt wird, der über die Leitung 195 die Ringmittel 199 von der ersten Stufe R Φ auf die nächste Stufe R1 weiterschaltet. Von der Stufe R 1 an bis zur letzten Stufe ist das R Φ-Signal positiv und hält mithin den Multivibrator in Betrieb. Wenn jedoch ein unerwünschtes Geräuschsignal auftritt, dann bricht die Spannung auf der Leitung 124 zusammen und wird negativ, wodurch der Multivibrator 160 abgeschaltet wird. Die Periodizität des unerwünschten Signals ist beträchtlich feiner als die der Sprache mit ungefähr 7 Millisekunden Dauer. Da in der Steuerschaltung 66 keine Integration vorgenommen wird, ist der Ausgang einzig von dem der Frequenzanalysierer 60 abhängig. Wenn der Ausgang auf einer der Leitungen 61a bis 6lg plötzlich ansteigt, dann ergibt sich unverzüglich ein Ausgang der Steuerschaltung 66, der über die Leitung 84 als Steuerspannung an den Sprachverstärker 3 gelangt. Diese Reaktion erfolgt so schnell, daß die Steuerschaltung 66 eine Kompensationsspannung für den normalen Spannungsabfall eines innerhalb der Periodizität der Sprachfrequenz gedämpften Wellenzuges liefert. Diese schnelle Reaktion hat zur Folge, daß eine Geräuschspitze unverzüglich im Bereich von 2 Volt über dem Grundpegel von —4 Volt ein Geräuschsperrsignal auslöst, und zwar bevor das Spannungsniveau einen Wert von ungefähr 0,7 Volt über dem Massenpotential erreicht hat, mit dem der Multivibrator beginnt. Der Sperrvorgang läuft also dem Multivibrator voraus, so daß die den Geräuschen entsprechenden Charakteristika nicht in die Speichermatrix 150 eingespeist werden und die den Wörtern entsprechenden Charakteristika geräuschfrei eingespeist werden können. Sprachsignale, die von Explosivlauten herrühren und harte Frequenzen aufweisen, die den Geräuschspitzen sehr nahe kommen, werden durch die Kapazität 91 in Verbindung mit der Diodenschaltung 92 unterdrückt.

Sprachverstärker 3

Der Sprachverstärker 3 besteht im wesentlichen aus vier Transistoren 7, 15, 38, 35, die — wie aus F i g. 2 ersichtlich — geschaltet sind. Die Basis des Transistors 7 liegt über einen Widerstand 6 von 1 Kiloohm und eine Kapazität 4 an der Leitung 2. Der Emitier des Transistors liegt an der Leitung 2 und der Kollektor liegt über zwei Widerstände 9 und 11 von je 4,7 Kiloohm an einem —12-Voltpotential. Die Basis und der Kollektor des Transistors 7 sind über eine Leitung 5, in der ein Widerstand 50 von 18 Kiloohm liegt, miteinander verbunden. Der Transistor 15 liegt an einem Schaltkreis, bestehend aus der Diode 16, dem Widerstand 17 und der Kapazität 18. Dieser Schaltkreis liegt über den Widerstand 20 von 1 Kiloohm an einem Empfindlichkeitsregler 21. Die Basis des Transistors 15 liegt unter Zwischenschaltung der Kapazität 12 am Kollektor des Transistors 7. Der Kollektor des Transistors 15 ist unter Zwischenschaltung der Kapazität 12 und des Widerstandes 14 von 47 Kiloohm an den Kollektor des Transistors 7 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 15 liegt über die Leitung 22 und zwei Widerstände 23, 24 an einem —12-Volt-Potential und über die Mittelanzapfung zwischen den beiden Widerständen 23, 24 und eine Kapazität 25 an Massenpotential. Der Transistor 38 ist über eine Kapazitätsschaltung, bestehend aus der Leitung 26, dem Widerstand 27, den Kapazitäten 29, 31 und 33, dem Widerstand 34 und der Leitung 32 an den Kollektor des Transistors 15 angeschlossen.

An die Basis des Transistors 38 sind Ausgangsspannungssteuermittel, bestehend aus der Leitung 35, dem Widerstand 36 und einem Potentiometer 37, das zwischen Massenpotential und einem —12-Volt-Potential liegt, angeschlossen. Der Emitter des Transistors 38 liegt über einen Widerstand 40 an der Leitung 84a und außerdem über eine Diode 39 am Massenpotential. Infolge der Wirkung dieser Diode fließt ein konstanter Strom durch den Emitter, auch wenn auf der Leitung 84a der Stromfluß wechselt. Die Diode 39 passiert dabei ein kompensierender Strom. Der Kollektor des Transistors 45 liegt über die Leitung 46 am Massenpotential und der Emitter liegt über einen Widerstand 47 an einem - 12-Volt-Potential. Die Basis des Transistors 45 liegt über die Leitung 42 am Transistor 38. Der Transistor 45 erzeugt über die Leitung 48 einen Ausgang für die Frequenzanalysierer 60.

Der Transistor 7 arbeitet als Vorverstärker für die

Sprachsignale, die von dem Mikrophon 1 eingespeist werden. Der Transistor 15 arbeitet als Verstärkungssteuerung. Durch die Einstellung des Potentiometers 21 wird der Stromfluß durch den Widerstand 17 bestimmt, der an den Emitter des Transistors 15 angeschlossen ist. Wenn durch diesen Widerstand ein großer Strom in der Größenordnung des Emitterstromes fließt, dann fließt im wesentlichen kein Strom durch die Diode 16, was einem hohen Widerstand in der Größenordnung von einigen hundert Kiloohm der Diode 16 entspricht. Wenn dagegen das Potentiometer so eingestellt wird, daß ein geringer Strom durch den Widerstand 17 fließt, fließt ein proportional größerer Strom durch die Diode 16, weil der Widerstand dieser Diode unter diesen Umständen kleiner ist. Je größer der Stromfluß durch die Diode 16 ist, umso kleiner ist demzufolge der Widerstand. Da die Verstärkung des Transistors 15 eine Funktion der Emitterimpedanz ist, ist es möglich, die Verstärkung dieser Stufe über das Potentiometer 21 zu steuern.

Die Netzschaltung zwischen den Transistoren 15 und 38 kompensiert den normalen Abfall von hohen Frequenzen in dem Sprachsignal. Das Potentiometer 37 bestimmt dabei ein Niveau für den Ausgang des Transistors 45, indem es den Basisstrom des Transistors 38 beeinflußt. Der Ausgang wird ungefähr auf einem

— 4,5-Volt-Niveau gehalten. Der Transistor 38 dient zur automatischen Verstärkungssteuerung. Die Änderungen der Spannung über dem Widerstand 40 verursachen Stromschwankungen in diesem Widerstand, die in der gleichen Weise wie verschiedene Potentiometerspannungen entsprechende Stromschwankungen im Widerstand 17 bewirken. Wenn z. B. die Spannung der automatischen Verstärkungssteuerung 0,5 Volt beträgt, dann entspricht der Stromfluß in der Diode 39 dem Stromfluß im Emitter und dem Stromfluß durch den Widerstand 40. Die Diodenimpedanz ist dann ein Minimum und die Verstärkung dieser Stufen ein Maximum. Liegt das Niveau dagegen auf Massenpotential, dann entspricht dem Stromfluß durch die Diode 39 der Emitterstromfluß, während im wesentlichen kein Strom durch den Widerstand 40 fließt, wodurch sich eine mittlere Verstärkung für diese Stufe ergibt. Zwischen dem Massenpotential und den positiven Spannungen ist der Stromfluß durch den Widerstand 40 gegenläufig zu dem konstanten Emitterstrom und daraus ergibt sich ein proportional kleinerer Stromfluß durch die Diode 39, wodurch die Verstärkung dieser Stufe herabgedrückt wird. Der Transistor 45 dient als Ausgangstransistor, dessen Ausgangssignal auf der Leitung 48 in die Frequenzanalysierer 60 eingespeist wird.

Steuerschaltung 66

Die Steuerschaltung 66 ist im einzelnen in F i g. 3 dargestellt und weist, wie ersichtlich. Transistoren 67,

71 und 80 auf. Der Transistor 67 ist mit seinem Kollektor an Massenpotential angeschlossen und mit seinem Emitter über die Leitung 98 an ein —12-Volt-Potential angeschlossen. In dieser Leitung 68 ist ein Potentiometer 69 vorgesehen, an dem eine Spannung von

- 12-Volt abgegriffen wird, die an die Basis des Transistors 71 gelegt ist. Der Kollektor des Transistors 71 liegt an dem Verstärkungsanzeiger 73 über die Leitung

72 und liegt außerdem über den Widerstand 70 an Massenpotential, und zwar, um einen Vorerregungsweg zu schaffen, damit die Anzeige 73 mit größerer Empfindlichkeit anzeigt, wenn der Transistor 71 leitend wird. Der Emitter des Transistors 71 liegt über die Leitung 74, den Widerstand 75, die Leitung 77 und den Widerstand 78 an dem -12-Volt-Potential. Der Emitter des Transistors 80 liegt ebenfalls an dem -12-Volt-Potential, und zwar über den Widerstand 76. Der Kollektor des Transistors 80 liegt über die Leitung 81 und einen Widerstand 82 an einem +12-Vok-Potential. Die Basis des Transistors 80 liegt über die Leitung 83 an einem — 6-Volt-Potential. Die gesteuerte Ausgangsspannung liegt am Kollektorausgang auf der Leitung 84, die — wie aus F i g. 1 ersichtlich — an den Sperrsignalgenerator 90 und den Multivibrator 160 und den Sprachverstärker 3 über die Leitungen 84, 84a bzw; 846, angeschlossen ist.

Die Eingänge der Steuerschaltung 66 werden von den Ausgangsleitungen 61a bis 61g- abgeleitet, die an die Leitungen 60a bis 60g des Frequenzanalysierers 60 angeschlossen sind. Die Leitungen weisen je eine Diode 62 auf und münden in eine gemeinsame Leitung 63, die an die Basis des Transistors 67 angeschlossen ist. Diejenige dieser Leitungen, die jeweils die höchste Span-. nung aufweist, steuert die Verstärkung des Sprachverstärkers 3 über die Steuerschaltung 66. Die Betriebsspannung wird dabei mit einer festen Vergleichsspannung von 6 Volt verglichen und die positive Differenz, die sich dabei ergibt, ergibt die automatische Verstärkungsanzeige und den gesteuerten Spannungsausgang. Wenn dagegen andererseits die Eingänge des Transistors 67 unter diese Bezugsspannung fallen, dann schaltet, da der Transistor 67 das Potential an der Basis des Transistors 71 unter das Bezugspotential drückt, die automatische Verstärkungsanzeige ab. Hierdurch steigt der Strom des Transistors 80 an, wodurch die Spannung auf der Leitung 84 abfällt. Hierdurch wiederum wird die Verstärkung des Sprachverstärkers 3 vergrößert und es ergibt sich ein größerer Ausgang der nicht dargestellten Gleichrichter des Frequenzanalysierers 60. Da die Steuerschaltung 66 keine integrierenden Mittel aufweist, bleibt die Wirkung auf den Gleichrichterausgang beschränkt.

Sperrsignal- bzw. Geräuschsperrgenerator 90

Der Geräuschsperrgenerator 90 ist im einzelnen in F i g. 4 dargestellt und weist wie ersichtlich vier Transistoren 96,98,102 und 113 auf. Der Ausgang der Steuerschaltung 66 gelangt an die Basis des Transistors 96, ■ und zwar über die Leitungen 84a und 95. Zwischen diesen Leitungen liegt die Kapazität 91 und ein Niedrigspannunggeräuschfilter 92, bestehend aus den Dioden 92a und 926. Dieses Filter 92 liegt über die Leitung 93 und den Widerstand 94 an Massenpotential. Der Transistor 102 ist über die Leitung 97 mit den beiden Widerständen 97a und 97b an den Transistor % angeschlossen. Die Kollektoren dieser Transistoren liegen beide über die Leitungen 103, beziehungsweise 105, und die Widerstände 104 bzw. 106, an einem -12-Volt-Potential. Der Kollektor des Transistors 98 liegt an der Leitung 97 und die Basis liegt über eine Leitung 99 an einem +6-VoIt-Potential, während der Emitter über den Widerstand 100 an einen Empfindlichkeitsregler 101 angeschlossen ist. Die Basis des Transistors 113 liegt über die Leitungen 107, beziehungsweise 109, mit je einer Diode 108, beziehungsweise 110, an den Transistoren 96, beziehungsweise 102. Außerdem liegt an dem Knotenpunkt 111, der mit der Basis des Transistors 113 verbunden ist, eine Leitung 116, die zum Kollektor des Transistors 113 führt und die Widerstände 115 und 117 aufweist. Die Basis des Transistors 102 liegt über die Leitung 120, die ein /?C-Glied, bestehend aus der Kapa-

zkät 1196 und dem Widerstand 119a, aufweist, an Massenpotential. Der Knotenpunkt 111 liegt an einer Kapazität 118, die mit ihrem anderen Anschluß an Massenpotential liegt. Der Ausgang des Sperrsignalgenerators wird von dem Transistor 113 über die Leitung 114 abgeleitet und steuert die Basis des Transistors 122, dessen Kollektor an einem +12Volt-Potential liegt und dessen Emitter über den Widerstand 123 an ein — 6-Volt-Potential liegt. Der Ausgang des Transistors 122 gelangt an die Leitung 124, von der die Leitung 124a abzweigt, die wie aus F i g. 1 ersichtlich geschaltet ist. ....

Bei Betrieb gelangt der Ausgang der Steuerschaltung in das Eingangsfilter, bestehend aus der Kapazität 91, den Dioden 92a und 92d und dem Widerstand 94, wird differenziert und dann durch die Transistoren 96 und 102 verstärkt. Durch die Bauteile 91, 92, 96 und 102 wird somit ein aktives Differenzierglied gebildet. Eine ansteigende Welle erzeugt dabei ein negatives Signal am Transistor 96. Eine abfallende Welle erzeugt einen entsprechenden Ausgang am Transistor 102. Währenddessen steuert der Transistor 68 den Stromfluß, so daß die Ausgänge normalerweise über —12 Volt liegen. Während ein negativ gehendes Signal vom Transistor 96 und 102 über die Leitungen 107 und 109 an den Transistor 113 übertragen wird, bleibt der Transistor 113 nicht leitend. Die Folge ist ein Ausgang von +6 Volt am Kollektor des Transistors 113, der über die Leitung 114 an den Transistor 122 gelangt, dessen Ausgangssignal über die Leitung 124 an den Multivibrator 160 und über die Leitung 124a an die Torschaltungen 129a bis 129£der Formantenlokalisierer 129 gelangen.

Multivibrator 160

Der Multivibrator 160 besteht, wie aus F i g. 5 ersichtlich, aus Transistoren 162, 164, 174, 175, 183. Die Emittoren der Transistoren 162 und 164 liegen gemeinsam über die Leitung 163 an Massenpotential. Die Kollektoren dieser Transistoren liegen über Leitungen 166 bzw. 165, an einem —12-Volt-Potential. Der Kollektor des Transistors 192 liegt über die Leitung 167 mit dem Widerstand 168 an der Basis des Transistors 164. Mit 159 ist ein Oder-Kreis bezeichnet, der an die Basis des Transistors 162 angeschlossen ist und dessen einer Eingang die Leitung 646 mit der Diode 1596 und dessen anderer Eingang die /?<P-Leitung 201 mit der Diode 159a ist. Die Kathoden dieser Dioden sind zusammen geschlossen und liegen über einen Widerstand 158 an einem — 12-Volt- Potential. Die Leitung 124 liegt an einer Diode 161 und ist über diese Diode an die Basis des Transistors 164 angeschlossen. Wenn ein Geräuschsignal vorliegt, dann entsteht ein Geräuschsperrsignal von 6 Volt, das über die Leitung 124 an die Basis des Transistors 164 gelangt. Der Kollektorausgang des Transistors 164 liegt an der Basis des Transistors 174, und zwar über die Leitung 170 mit dem Widerstand 171. Von der Leitung 171 zweigt eine Leitung 173 mit der Kapazität 172 ab, die zum Kollektor des Transistors 175 führt. Die Kollektoren der Transistoren 174, 175 liegen über die Leitungen 180, beziehungswiese 181 an seinem +6-VoIt-Potential. Die Emittoren dieser Transistoren liegen gemeinsam an einem —6-Volt-Potential. Der Kollektor des Transistors 164 liegt über die Leitung 176 mit dem Widerstand .182 an der Basis des Transistors 183. Ebenso liegt die Basis des Transistors 175 über eine Kapazität 177 an der Basis des Transistors 183. Die Basis des Transistors 175 und die Kapazität 177 liegen gemeinsam über eine Leitung 178 an einem Geschwindigkeitsregler 179. Der Transistor 183 ist mit seinem Emitter an Massenpotential angeschlossen, während der Kollektor üger die Leitung 185 an einem —18-Volt-Potential liegt. Der Ausgang des Transistors 163 liegt auf der Leitung 186, die an die Leitung 185 angeschlossen ist. Bei Betrieb wird der Transistor 182 abgeschaltet, wenn entweder die Leitung 201 oder die Eingangsleitung 846 auf einem Potential über dem Massenpotential liegt. Wenn auf der Leitung 124 kein Geräuschsperrsignal vorliegt und die Spannung am Kollektor des Transistors 162 abgefallen ist, wird der Transistor 164 leitend und die Spannung am Widerstand 168 steigt von —12 Volt auf Massenpotential an. Die Folge ist, daß der Transistor 174 nach einer 20 Millisekunden-Verzögerung, die durch die Kapazität 172 bedingt ist, leitend wird. Der Transistor 175 wird abgeschaltet und der Transistor 183 wird leitend und erzeugt ein Ausgangssignal auf der Leitung 186. Der Multivibratorbetrieb besteht zwischen den Transistoren 174 und 175, von denen jeweils einer leitend ist. Dieser Multivibratorbetrieb bleibt solange bestehen, solange der Transistor 164 eingeschaltet ist. Wenn ein Geräuschsperrsignal an die Basis des Transistors 164 gelangt, schaltet dieser ab und sperrt das Tor während des Geräuschsperrsignals. Sobald das Geräuschsperrsignal beendet ist, beginnt wieder der Multivibratorbetrieb.

Ringtreiber 190

Der Ringtreiber 190 besteht, wie aus F i g. 6 ersichtlich, aus den Transistoren 213, 216 und 224. Über die Kapazität 210 werden Zeitsignale eingespeist, die über die Leitung 212 an die Basis des Transistors 213 gelangen, dessen Emitter an einem —6-Volt-Potential und dessen Kollektor über einen Widerstand 217 an einem + 6-Volt-Potential liegt. Die Basis des Transistors 216 liegt am Kollektor des Transistors 213, und zwar über eine Kapazität 219. Die Basis des Transistors 216 liegt außerdem über einen Widerstand 220 von 10 Kiloohm an Massenpotential. Der Kollektor des Transistors 213 liegt über eine Leitung 221 und einen Widerstand 222 an der Basis des Transistors 224. An der Basis des Transistors -224 liegt außerdem über einen Widerstand 223 ein + 12-Volt-Potential. Der Emitter des Transistors 224 liegt an einem +6-VoIt-Potential und der Kollektor an einem — 6-Volt-Potential. Der Kollektorausgang gelangt von der Leitung 225 an die Leitung 195 und von da, wie in F i g. 1 dargestellt, an den offenen Ring 199. Bei Betrieb beaufschlagen die Taktsignale aus dem Multivibrator 160 den Ringtreiber 190 über die Kapazität 210. Die Transistoren 213 und 216 wirken in Verbindung mit der Kapazität 219 und dem Widerstand 220 als Impulsgenerator und erzeugen Impulse definierter Länge, wobei die Länge von der Zeitkonstante, die durch den Widerstand 220 und die Kapazität 219 bedingt ist, abhängt. Der Zweck des Transistors 224 ist es, die Impulsspannung zu treiben und zu verschieben. Der Ausgangsimpuls wechselt zwischen —6 Volt und +6 Volt und die Impulsperiode beträgt ungefähr 130 Mikrosekunden.

Offener Ring 199

Der offene Ring 199 besteht aus einer Vielzahl von Stufen /?Φ bis /?8, von denen jede zwei Transistoren aufweist, wie dies aus F i g. 7 ersichtlich ist, in der die ersten beiden und die letzte Stufe dargestellt sind. Die erste Stufe R Φ besteht aus den Transistoren 233 und 238. Die Ringtreibleitung 195 liegt am Kollektor des

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Transistors 233, und zwar über eine Schaltung aus der ' Diode 230 und der Kapazität 231a. Die Basis des Transistors 238 ist über die Leitung 239 an dieser /?C-Schaltung angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 233 liegt über einen Widerstand 233a an einem +6-VoIt-Potential und an der Stufenkupplungsleitung 244, die zur zweiten Stufe R 1 führt. Der Emitter des Transistors 233 liegt an einem -6-Volt-Potential, das über den Widerstand 234 auch an der Basis des Transistors liegt. Die Basis des Transistors 233 liegt über die Widerstände 235a und 235ώ und eine Leitung 235 am Kollektor des Transistors 238. Der Mittelpunkt der beiden Widerstände 235a und 2356 liegt über eine Kapazität 236 an der Rückschaltleitung 237.

Der Ausgang des Transistors 238 liegt auf einer Ausgangsleitung 241, die an die Speichermatrix 150 angeschlossen ist. An die Ausgangsleitung 241 ist auch eine Leitung 242 angeschlossen, die über eine Anzeige 243 an ein -12-Volt-Potential führt.

Wenn der Ring abgeschaltet ist, sind beide Transistoren jeder Stufe abgeschaltet, also nicht leitend. Zum Einschalten des Ringes gelangt ein positives Rückschaltsignal von den Rückschaltmitteln 200 über die Rückschaltleitung 237 und die Kapazität 236 an den Transistor 233 und macht diesen leitend.

Bei leitendem Transistor gelangt ein Spannungsabfall über die Schaltung 231 an die Basis des Transistors 238 und dieser wird leitend. Nachdem nun beide Transistoren 233 und 238 der ersten Stufe leitend sind, befindet sich die erste Stufe RΦ in ihrem Ein-Zustand. In diesem Schaltzustand liegt auf der Leitung 242 ein Potential etwas unterhalb des Massenpotentials, das die Anzeige 243 einschaltet. Wenn ein Ringtreibsignal über die Leitung 195, die an alle Stufen angeschlossen ist, eingespeist wird, spricht darauf zur Zeit immer nur eine Stufe an. Im vorliegenden Beispiel, bei dem die erste Stufe R Φ eingeschaltet ist und die nächstfolgende Stufe R 1 abgeschaltet ist, schaltet das Ringtreibsignal den Transistor 238 ab, wodurch auch der Transistor 233 abgeschaltet wird. Durch das Abschalten des Transistors 233 entsteht ein positives Signal (komplement), das über die Stufenkoppelleitung 244 an die Basis des Transistors 250 der zweiten Stufe R 1 gelangt. Der Transistor 255 bleibt nicht leitend, auch wenn der Transistor 250 eingeschaltet ist. Erst wenn der Ringtreibimpuls ab fällt, wird der Transistor 255 leitend. Nun befindet sich die zweite Ringstufe R 1 in ihrem Ein-Zustand, während die Ringstufe R Φ und alle anderen Stufen abgeschaltet sind. Das nächste Ringtreibsignal, das über die Leitung 195 eingespeist wird, schaltet die Stufe R 1 ab und die Stufe R 2 ein. Auf diese Weise wird jeweils die nächstfolgende Stufe eingeschaltet, während alle anderen Stufen abgeschaltet sind.

Die Anordnung wird auf Grund eines Startbefehls der Rückschaltmittel 200 durch ein Sprachsignal in Gang gesetzt, das von dem Mikrophon 1 ausgeht. Das Sprachsignal wird in ein entsprechendes Wellensignal umgewandelt, und es werden daraufhin unter anderem Spannungen auf den Leitungen 84 und 846 abgeleitet, die den Multivibrator 160 in Betrieb halten, der Taktsignale für den Ringtreiber 190 erzeugt, der wiederum den offenen Ring 199 weiterschaltet. Dieser Betrieb ergibt sich aber nur, wenn keine Geräuschspitzen, die von mechanischen Mitteln und nicht von spracherzeugenden Mitteln herrühren, vorliegen. Die Diodenschaltung 92 in Verbindung mit der differenzierenden Wirkung des Kondensators 91 verhindert, daß Geräusche in die Speichermatrix 150 gelangen. Durch die neue Emittersteuerung für die Transistoren 15 und 38 des Sprachverstärkers 3 wird eine hohe Empfindlichkeit der Verstärkungssteuerung erzielt, die verhältnismäßig linear ist und über einen breiten Bereich verzerrungsfrei ist. Diese Steuerung gestattet auch eine hohe Ansprechgeschwindigkeit, da in Verbindung mit der Basiskapazitat keine Zeitkonstanten vorhanden sind, weil der Basisstrom im wesentlichen konstant bleibt.

Das System weist außerdem einen Geschwindigkeitsregler 179 auf, der die Folgefrequenz und Dauer der Taktsignale des Multivibrators einzustellen gestattet. Dies ergibt in Verbindung mit der ÄC-Schaltung innerhalb des Ringtreibers 190, über die die Impulsbreite des Ringtreibsignals gesteuert wird, eine hohe Anpassungsfähigkeit, so daß das System unter anderem in einem weiten Bereich der Sprache der verschiedenen Individien angepaßt werden kann.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Sprachgesteuerter Sprachanalysator aus einer Anzahl von Frequenzanalysatoren und aus einem Formantenlokalisator, der an die Frequenzanalysatoren angeschlossen ist und Formantensignaldarstellungen liefert, die für die im Sprachspektrum vorliegenden Sprachfrequenzen repräsentativ sind und über einen Schalter, der mit einem auf ein Störsignal ansprechenden Sperrsignalgenerator verbunden ist und von diesem gesteuert wird, zur weiteren Auswertung an nachgeschaltete Einrichtungen weitergegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrsignalgenerator (90) aus einem aktiven Differenzierglied (91, 92, 96, 102) besteht, das auf schnelle Amplitudenänderungen der Eingangssignale des Sperrsignalgenerators anspricht.

2. Sprachgesteuerter Sprachanalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Sperrsignalgenerators (90) außerdem einer Adressiereinrichtung (160, 190, 199) zuführbar ist, die zur Adressierung einer Speichermatrix (150) vorgesehen ist, weiche als nachgeschaltete Einrichtung zur Speicherung der Formantensignaldarstellungen an den Schalter (129a... 129^) angeschlossen ist, so daß bei Vorhandensein von Störsignalen die Adressierung der Speichermatrix (150) gestoppt wird.

3. Sprachanalysator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Adressiereinrichtung (160, 190, 199) als Taktgeber einen Multivibrator (160) aufweist, der bei fehlendem Geräuschsperrsignal sprachgesteuert eingeschaltet wird, durch ein Geräuschsperrsignal dagegen für die Einschaltung gesperrt wird.

4. Sprachanalysator nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine derartig verzögerungsarme Verstärkungsregelung und Erzeugung des Geräuschsperrsignals, daß der Multivibrator (160) abgeschaltet ist, ehe das betreffende Geräuschsignal in die Speichermatrix (150) gelangen kann.