SU817616A1 - Устройство дл измерени уровн шуМА B пАузАХ РЕчи - Google Patents

Description

амплитуда которых превышает заданный уровень и вырабатывает сигнал рассогласована , измен ющий указанный уровень таким образом, чтобы число выборок , превыидающих этот уровень, оставалось посто нным СзЗ .

Недостатком устройства  вл етс  узкий динамический дигшазон входных сигналов, поскольку заведомо предполагаетс , что уровень входного шума ниже уровн  cN.ecH речевого сигнала и шума, т.е. накладываютс  ограничени  на динамический диапазон входных сигналов: уровень шума не должен быть больше, а уровень речевого сигнала не должен быть меньше какого-то порогового значени  с. Указанный недостаток приводит к неоднозначности измерений, что, в свою очередь, приводит к неверной оценке качества провер емого канала св зи.

Цель изобретени  - повышение точности измерени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  уровн  шума в паузах речи,содержащее последовательно соединенные входной усилитель, амплитудный детектор, синхронный интегратор и амплитудный селектор, исполнительный блок и посл довательно соединенные задающий генератор , первый счетчик, второй счетчик , элемент запрета, реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь и интегратор, выход которого подключен к второму входу амплитудного селектора, выход задающего генератора подключен к второму входу синхронного интегратора, выход амплитудного селектора подключен к второму входу второго счетчика, выход первого счетчика подключен к второму входу элемента запрета, выхо второго счетчика подключен к второму входу реверсивного счетчика, в него введены формирователь, третий и четвертый счетчики, второй элемент запрета и аналоговый ключ, причем выход входного усилител  соединен со входом третьего счетчика, выход задающего генератора одновременно подключен к второму входу третьего счетчика, к второму входу второго элемента запрета и к первому входу четвертого.счетчика, выход которого подключен к третьему входу второго элемента запрета, первый выход которого подключен к второму входу четвертого счетчика, а второй выход - к первым входам исполнительног блока и аналогового ключа, второй вход которого подключен к выходу интегратора, а выход - к второму входу исполнительного блока.

Сущность изобретени  заключаетс  в применении более эффективного различени  речевого сигнала и шума, основанного на том, что средн  

(кажуща с ) частота шума, прошедшего через фильтр низких частот с полосой пропускани , соответствующей, стандартному телефонному каналу, больше средней частоты речевого сигнала.

С помощью дополнительно введенных блоков формировател , третьего счетчика импульсов, второго элемента запрета, четвертого счетчика импульсов , и аналогового ключа) устройство подсчитывает число периодов входного сигнала, т.е. определ ет его среднюю частому и, в зависимости от результата, включает или выключает аналоговый ключ, сигнальный вход которого подключен к выходу интегратора . Таким образом, с выхода интегратора на вход исполнительного блока поступает напр жение только в паузы речевого сигнала. Этим устран етс  неоднозначность измерени  уровн  шума от величины отношени  сигнал/шу входного сигнала и от величины входного шума.

На чертеже приведена структурна  схема устройства.

Устройство содержит входной усилитель 1, амплитудный детектор 2, формирователь 3, синхронный интегратор 4, задающий генератор 5, счетчики . 6-8 импульсов, первый элемент 9 запрета, аналоговый ключ 10, исполнительный блок 11, интегратор 12, амплитудный селектор 13, четвертый счетчик 14 импульсов, второй элемент 15 запрета, реверсивный сумматор 16, цифроаналоговый преобразователь 17.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал, представл ющий собой смесь речевого сигнала и шума или только шум, поступает на вход усилител  1, с выхода которого сигнал поступает на вход амплитудного детектора 2. С выхода амплитудного детектора 2 сигнал поступает на вход синхронного интегратора 4, управл ющий вход которого подключен к задаю .щему генератору 5. На выходе синхронного интегратора 4 сигнал представл ет собой дискретные выборки частотой 40-50 Гц или длительностью Toxut. 0,5 мс, огибающа  которых представл ет собой или смесь речевого сигнала с шумом или только шум. Частота следовани  и длительность выборок на выходе синхронного интегратора 4 определ ютс  параметрами импульсов задающего генератора 5. Посто нна  времени зар да КС-цепи синхронного интегратора 4 дл  достижени  высокой линейности выбрана равной

зор.

а врем  разр да указанной RC-цепи в ,синхронном интеграторе 4

-роз/з UM/f Сквозной коэффициент передачи К, от входа устройства до .выхода синхронного интегратора 4 выбираетс  из услови  -К. 1 где К - коэффициент передачи усили тел  1; Kg - коэффициент передачи ам- . плитудного детектора 2; К - Коэффициент передачи сии; хронного интегратора 4. С вьахода синхронного интегратора 4 сигнал поступает на сигнальный вход амплитудного селектора 13, ас его выхода - на счетный вход счетчина 14 импульсов, вход обнулени  которого подключен к выходу счетчика 8 импульсов. На счетный вход счетчика 8 поступают импульсы от задающего генератора 5. Таким образом, счет чин 14 заполн етс  импульсами с выхода амплитудного селектора 13 в течение измерительного цикла, определ емого временем заполнени  счетчика 8. Объем счетчика 8 выбран из услови  Л/СА-Й где Тр„ - средн   длительность естественной паузы речевого сигнала/ fg - частота следовани  импуль сов задающего генератора. Объем счетчика 14 выбран из усло ви  . Л ,,.,, Сигнал с выхода счетчика 14 одно временно поступает на вход Сложение реверсивного сумматора 16 и на первый вход элемента 15 запрета. На другой вход элемента 15 запрета пос тупают импульсы с выхода счетчика 8 В случае переполнени  счетчика 14 за врем  анализа, опрвоел емое временем заполнени  счетчика 8, каждый импульс переполнени  с выхода счетчика 14, поступающий на вход Сложе ние реверсивного сумматора 16, на одну ступеньку, равную значению младшего разр да, повьинает напр жение на выходе цифроаналогового прео разовател  17, выход которого через интегратор 12 с коэффициентом передачи , равным единице, подключен к |управл ющему входу амплитудного сел тора 13. Увеличение напр жени  на управл ющем входе амплитудного селе тора 13 приводит к тому, что средне 1количество импульсов за единицу вре {мени с выхода амплитудного селектор 13, амплитуда которых превь1шает управл ющий уровень, будет уменьшатьс  до тех пор, пока импульсы с выхо да амплитудного селектора 13,поступающие на счетный вход счетчика 14, перестанут вызывать его переполнение. При отсутствии импульсов переполнени  на выходе счетчика 14 элемент 15 запрета разреша.ет прохождение импульсов с выхода счетчика 8 на вход Вычитание реверсивного сумматора 16. Каждый импульс с выхода счетчика 8, прошедший через элемент 15 запрета , поступа  на вход Вычитание реверсивного сумматора 16, понижает на одну ступеньку напр жение на .выходе цифроаналогового преобразовател  17. Таким образом, амплитудный селектор .13, счетчик.8 импульсов, счетчик 14 импульсов, элемент 15 запрета, реверсивный сумматор 16, цифроаналоговый преобразователь 17, интегратор 12, а также задающий генератор 5 образуют систему стабилизации среднего количества импульсов за единицу времени. Стабилизаци  среднего количества импульсов за единицу времени обеспечиваетс  изменением управл ющего напр жени  на выходе интегратора 12, при этом величина управл ющего напр жени  на его выходе близка к веро тной величине действукщего значени  уровн  сигнала на входе устройства. Одновременно с выхода усилител  1 сигнал поступает на вход формировател  3, который вырабатывает импульсы на каждое положительное пересечение нулевой линии напр жением смеси сигнал+шум, а в паузы речевого сигнала напр жением шума. Импульсы с выхода формировател  3 поступают на счетный вход счетчика импульсов 6, который накапливает их в течение времени, определ емого периодом следовани  импульсов сброса, поступающих на обнул ющий вход счетчика 6 от задающего генератора 5. Период следовани  импульсов сброса TO составл ет величину 20-25 мс., а объем счетчика 6 выбран из услови  I Л/ - Of F -Т Cit-6 М о где - средн   (кажуща с ) частота шума на входе устройства. При переполнении счетчика 6 импульсы с его выхода поступают на первый вход элемента- 9 запрета, который при этом запрещает прохождение импульсов сброса с выхода задащего генератора 5 на обнул ющий вход счетчика 7 импульсов. Счетчик 7 накапливает импульсы, поступающие ,на его счетный вход от задающего : генератора 5 и соответствующие циклам обнулени  счетчика 6. Объем счетчика 7 выбран из услови . А .у -c /v/T-. , где Т.,, - средн   продолжительность естест:венной паузы речевого сигнала.

Если счетчик 6 переполн етс  подр д в течение количества циклов/ большего Ме./,.7то счетчик 7 импульсов также переполн етс . Импульс переполнени  с выхода счетчика 7 измен ет состо ние элемента 9 запрета, который , в свою очередь, переводит аналоговый ключ в состо ние Включено , при этом сигнал с выхода интегратора 12 проходит на вход исполнительногхэ блока 11. Вышеописанный механизм работы происходит в. том случае, если на вход устройства поступает напр жение, состо щее только из шума или смесь речевого сигнала с шумом с отношением сигнал/шум меньше единицы. Когда отношение :сйгнал/шум речевого сигнала на входе устройства больше единицы, частота импульсов на выходе формировател  такова, что счетчик 6 не переполн етс  за врем  между двум  обнул ющим импульсами. Элемент 9 запрета при этом разрешает прохождение импульсов сброса с выхода задающего генератора 5 на обнул ющий вход счетчика 7 и одновременно переводит аналоговый ключ 10 в положение Выключено. При этом сигнал с выхода интегратора 12 не проходит на вход исполнительного блока 11. В течение естественны пауз речевого сигнала длительностью не более Трл, элемент 9 запрета не измен ет своего состо ни  и ключ 10 остаетс  в закрытомчсосто нии. Это происходит потому, что за врем  , на.счетный вход счетчика 7 от задающего генератора 5 поступит количество импульсов менее N «у/поэтому счетчик 7 не переполн етс  и после окончани  естественной речевой паузы вновь обнул етс  импульсами с выхода генератора 5.

С выхода ключа 10 посто нное напр жение , равное веро тной величине действун цего значени  шума, замеренное во врем  паузы речевого сигнала, поступает на один из входов исполнительного блока 11.. На другой вход исполнительного блока 11 с выхода элемента 9 запрета поступает сигнал индикации пауз речевого сигнала, бол ших времени Tpw. Исполнительный блок 11, например, может отключать провер емый канал св зи при уровне шума, превышающем допустимое значение , индицировать замеренную величину шума, а также индицировать паузу речевого сигнала в контролируемом канале св зи.

Таким.образом, предлагаемое устройство позвол ет устранить неоднозначность измерени  уровн  шума в паузах речи, при отношении сигнал/шум входного речевого сигнала п 1 во всем динамическом диапазоне изменени  смеси речевой сигнал + шум с указанным отношением сигнал/шум, а также во всем динамическом диапазоне изменени  входного шума.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  уровн  шума в паузах речи, содержащее входной усилитель, амплитудный детектор синхронный интегратор и амплитудный селектор, исполнительный блок и последовательно соединенные задакмдий генератор, первый счетчик, второй счетчик, элемент запрета, реверсивный счетчик, ц 1фроаналоговый преобразователь и интегратор, выход которого подключен к второму входу амплитудного селектора, выход задаю|щего генератора подключен к второму входу синхронного интегратора, выхо амплитудного селектора подключен к второму входу второго счетчика, выход первого счетчика подключен к второму входу элемента запрета, выход второго счетчика подключен к второму входу реверсивного счетчика отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него введены формирователь, третий и четвертый счетчики, второй элемент запрета и аналоговый ключ, причем выход входного усилител  соединен со входом третьего счетчика, выход задающего генератора одновременно подключен к второму входу третьего счетчика, к второму входу второго элемента запрета и к первому входу четвертого счетчика, выход которого подключен к третьему входу второго элемента запрета,первый выход которого подключен к . второму входу четвертого счетчика, второй выход - к первым входам исполнительного блока и аналогового ключа второй вход которого подключен к выходу интегратора, а выход к второму входу исполнительного блока.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   . 1. Авторское свидетельство СССР 466621, кл. Н 04 В 3/04, 1975.
2. 2. Авторское свидетельство СССР 605322, кл. Н 04 В 3/46, 1977 (прототип).