NO862236L - Stemmeaktivert ekkogenerator. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører ekkogeneratorer som kan brukes ved anvendelser som krever rask og automatisk gjentagelse av et uttalt ord eller uttrykk. Slike anvendelser innbefatter både leketøy og markedsmessige anvendelser. En slik markedsmessig anvendelse er en talelære-hjelp for døve.

Foreliggende ekkogeneratorer kan ikke brukes ved de ovenfor angitte anvendelser på grunn av mange ulemper. Disse ulemper innbefatter 1) at ekkogeneratorene ikke er stemmeaktivert, og 2) at ekkogeneratorene koster for meget til bruk ved deønskede anvendelser.

Den foreliggende oppfinnelse forbedrer de ovenfor angitte ulemper. Foreliggende oppfinnelse vedrører en ny ekkogenerator som kan brukes under forhold som krever rask og automatisk gjentagelse av et uttalt ord eller uttrykk. Ekkogeneratoren kan stemmeaktiveres. Den innbefatter bruken av kjente modulasjonsteknikker og eksisterende lett tilgjengelige kretskomponenter. Således blir resul-tatet en rimelig stemmeaktivert ekkogenerator. Figur 1 er en skjematisk skisse over den stemmeaktiverte ekkogenerator. Figur 2 er et blokkdiagram over den stemmeaktiverte ekko-genera tor .

Den foretrukne utførelsesform er for en stemmeaktivert ekkogenerator som er blitt optimalisert for anvendelse i forbindelse med elektronisk leketøy. Det antas at leke-tøyet kan drives på den energi som tilføres av et bærbart batteri.

Utsignalet fra en rimelig elektret-mikrofon 10 blir for-sterket gjennom to LM324 operasjonsforsterker-trinn 101

og 102, anordnet i en standard inverterende forsterker-oppbygning. Selv om disse ikke utgjør organer med lav

støy, danner de en rimelig forforsterker 11 som forster-ker utsignalet fra mikrofonen 10 til ca. 2 volt mellom spenningstoppene. Dette utsignal blir innsignalet 100

til en Motorola 3417 codec brikke 12 med kontinuerlig variabel helnings-deltamodulasjon ("CVSD"). Delta-co-

dec 12 er konstruert med minimum antall komponenter,

idet der benyttes et enkelt singlepol integrasjonsfil-

ter, og et syllabisk filter med 6 millisekund tidskon-stant. Den minimale størrelse av spenningstrinnet for delta-codec 12 er innstilt på 25 millivolt.

En tredje LM324 operasjonsforsterker 10 3 danner en terskeldetektor 15 som sammenligner det innkommende audionivå

i forhold til en fiksert spenningsterskel som er innstilt ved hjelp av en spenningsdeler omfattende to motstander 104 og 105. Når et audiosignal påvirker en detektor 15, vil den sette en vippe 22 som er tildannet av krysskob-lede 4011B NOG-porter 106 og 107. Dette initierer en opp-tegning /tilbakespillingssyklus. Det fjerner også referan-sespenningen på terskeldetektoren 15, som gjøres uvirksom under opptegningssyklusen. Dessuten blir LM386 audio-kraftforsterkeren 112 dempet gjennom lN4148-dioden 113, idet dempningen av forsterkeren under opptegningssyklusen forhindrer akustisk tilbakekobling.

Stemmedata blir lagret i et 64K x 1 dynamisk lager med tilfeldig adkomst ("DRAM") 16. I lagersettet i DRAM 16 blir hver lagercelle av en gitt rad aksesert etter hverandre før kolonneadressen blir øket. Delta codec 12 blir klokket ved ca. 64 kilohertz. Fordi en lagercelle blir aksessert under hver klokkesyklus for delta codec 12, vil en lageradgang finne sted tilnærmet hvert 16 mikrosekund. Dette intervall er tilnærmet det anbefalte oppfrisknings-intervall. Det å holde seg til strenge oppfrisknings-tidskrav er ikke kritisk ved denne anvendelse fordi adap-tiv deltamodulerende stemmekodning er tolerant med hensyn til tilfeldige databiter-feil.

To 4040B tellere 20 og 21 fremskaffer tidtagning for opp-tegning og tilbakespilling, delta-modulatorklokke, RAS-tidtagning, og CAS-tidtagning for DRAM 16. Settingen av vippen 22 fjerner tilbakestillingssignalene til tellerne 20 og 21, og tellerne 20 og 21 kan nå bli forøket. Tel-ler 20 fremskaffer et RAS-signal og et CAS-signal som blir overført til DRAM 16. DRAM 16 befinner seg til å begynne med i skrivemodus, idet deltacodec 12 koder audioinngangs- og tilførselsdata 108 til DRAM 16. Tellerne 20 og 21 blir drevet av en frittløpende RC-oscil-lator 19, som løper ved en nominell frekvens på 500 kilohertz. Oscillatoren 19 er tildannet av to komplemen-tære metalloksyd-halvleder - ("CMOS") 4069B inverterere 108 og 109. Under den nominelle opptegningssyklus på et sekund, blir radadressen i lagersettet i DRAM-16 tildannet av biter Q4 - Qll hos telleren 20 av lav orden, og kolonneadressen for lagersettet i DRAM-16 blir formet av biten Q12 og de syv biter av lav orden hos telleren 21 av høy orden.

Rad- og kolonneadressene fra tellerne 20 og 21 blir mul-tipleksert gjennom to 4019B data-selektorer 110 og 111 på adressebussen for DRAM 16. Det multiplekserte signal blir svitsjet mellom de fallende kanter av RAS- og CAS-strobene som er fremskaffet ved teller-tidtagnings-logikken 17.

Når bitene Q8 og Q9 av høy orden for kolonneadressetelleren 21 blir innspilt under inkrementeringsprosessen, blir der fra telleren 21 utsendt signaler som bevirker avslutning av opptegningssyklusen og begynnelsen av en tilbakespillingssyklus. Under tilbakespillingssyklusen vil tellerne 20 og 21 gå i en ny syklus en gang, idet de leser de kodete audiodata fra DRAM 16. Ved slutten av tilbakespillingssyklusen blir deltacodec 12 omkob-let til dekodingsmodus og forsterkeren 13 får fjernet sin dempning via lN4148-dioden 113. De kodete audio data i DRAM 16 blir ført inn i deltacodec 12, og dekodet der. Analogutsignalet fra deltacodec 12 blir neddividert og lavpass-filtrert via et motstands-kondensator ("RC") nettverk, og AC-forbundet med en LM386 audiokraftforster-ker 112, som driver en liten 8 ohm høyttaler 14. Ved slutten av tilbakespillingssyklusen vil innstillingen av biten Q9 for kolonneadressetelleren 21 tilbakestille syklusvippen 22, hvilket igjen gjør det mulig for audio-terskeldetektoren 15 å avvente det neste uttalte ord.

Et spenning-på tilbakestillings-RC nettverk 114 er og-så innlemmet for å tilbakespille vippen 22, for derved å sikre at kretsen får en krafttilførsel til å komme i én tomgangstilstand.

Ved nedpressing av "PÅ"-bryteren 115 utlades en 100 mikrofarad kondensator 116 (gjennom en 2N370 4 åpen kol-lektortransistor 117) som mater en spenningskomparator tildannet av LM324-operasjonsforsterker 118. Samtidig blir en 2N3906 PNP transistor 119 slått på for å til-føre 9 volt fra batteriet 120 til en 2N3704 transistor 121 hvis basisspenning holdes konstant ved hjelp av en zenordiode for tilførsel av 5.5 volt til kretsen. Når kretsen først er tilført spenning, vil LM324 komparatoren 118 bibeholde tilførselsspenningen inntil 100 mikrofarad-kondensatoren 116 er oppladet for å påvirke komparatoren 118 og automatisk slå av krafttilførsel-en. Denne virkning konserverer batteriets levetid. Belastningen på batteriet i tomgang under spennings-klar modus er tilnærmet 2 5 milliamper.

Ekkogeneratoren vil virke tilfredsstillende med en bat-terispenning så lav som 6 volt.

Claims (4)

1. Ekkogenerator, omfattende: en analog/digital omformer, organer til å forbinde en analogsignal-kilde med analog/digital-omformeren, et dynamisk lager med tilfeldig adgang, organer til å lagre utgangssignalet fra analog/digital-omformeren i det dynamiske lager med tilfeldig adkomst, slik at komponentene i utgangssignalet fra analog/digital-omformeren kan aksesseres i hovedsakelig den samme kronologiske orden som analog/digital-omformerutgangs-signalkomponentene ble sendt ut fra analog/digital-omformeren, en digital/analog-omformer, organer for å aksessere data som er lagret i det dynamiske lager med tilfeldig adgang, slik at analog/digital-omformerutgangssignalkomponentene blir aksessert i hovedsakelig den samme kronologiske orden som analog/digital-omformerutgangssignalkomponentene ble avgitt fra analog/ digital-omformeren, og organer for å forbinde analogsignal-utgangsorganene med digital/analog-omformeren.

2. Ekkogenerator som angitt i krav 1, karakterisert ved at analog/digital-omformeren og digital/ analog-omformeren ytterligere omfatter: Bryterorganer anordnet for å skifte mellom analog/digital-omforming og digital/analog-omforming, og, en eneste omformer som reagerer på bryterorganene, og som fremskaffer både analog/digital-omformerorganer og digital/analog-omformerorganer.

3. Stemmeaktivert ekkogenerator som angitt i krav 1, karakterisert ved at den ytterligere omfatter : en analogsignal-terskeldetektor som fremskaffer sammenligning av et kilde-analogsignal i forhold til terskelkriterier, og sperreorganer som sperrer for ytterligere behandling av kilde-analogsignalet når dette ikke oppfyller nevnte ter-skelkriterium.

4. Stemmeaktivert ekkogenerator omfattende: en forforsterker, en analogsignal-terskeldetektor som skaffer sammenligning av et forforsterket utsignal i forhold til terskelkriterier, organer til å forbinde forforsterkeren med analogsignal-terskeldetektoren, sperreorganer som sperrer for ytterligere behandling av forforsterker-utgangssignalet når dette ikke tilfredsstiller nevnte terskelkriterier, bryterorganer som skaffer skifte mellom analog/digital-omforming og digital/analog-omf orming , og en omformer som reagerer på bryterorganene, og skaffer bå-de analog/digital-omformerorganer og digital/analog-omformerorganer, organer til å forbinde forforsterkeren med omformeren, et dynamisk lager med tilfeldig adgang, organer til å forbinde omformeren med det dynamiske lager med tilfeldig adgang, organer til sekvensiell aksessering av lagerlokasjoner i nevnte dynamiske lager med tilfeldig adgang, organer som tjener til lagring i nevnte dynamiske lager med tilfeldig adgang, i henhold til nevnte sekvens av la-gerlokas joner av komponenter av et utgangssignal fra analog/digital-omf ormerorganene i hovedsakelig samme kronologiske orden som komponentene ble utsendt fra analog/ digital-omformerorganene, organer for aksessering i nevnte dynamiske lager med tilfeldig adkomst, i henhold til nevnte sekvens av lagerlo-kas joner, av nevnte lagrede komponenter i hovedsakelig den kronologiske orden som komponentene ble utsendt fra analog/digital-omformerorganene, organer til å styre starten av analog/digital-omform ingen, slutten på analog/digital-omformingen, starten av digital/analog-omformingen, og slutten av digital/analog-omf ormingen , filter- og forsterkerorganer, organer for å forbinde filter- og forsterkerorganene med omformeren, organer for å sperre driften av filter- og forsterkerorganene når bryterorganene blir slått over til analog/digital-omf orming, og organer til å forbinde analogsignal-utgangsorganene med filter- og forsterkerorganene.