DE1547031A1 - Circuit arrangement for generating a pulse train with a non-linear pulse spacing and variable period duration - Google Patents
Circuit arrangement for generating a pulse train with a non-linear pulse spacing and variable period durationInfo
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Description
Dipl.-Ing# H. Ciaessen
Patentanwalt
7 Stuttgart 1
Rotebühlstr. 70Dipl.-Ing # H. Ciaessen
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7 Stuttgart 1
Rotebühlstrasse 70
ISE/Eeg. 3505
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EPGWright-W.Bezdel 239-13
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Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Impulsfolge mit nichtlinearem Impulsabstand und veränderbarerCircuit arrangement for generating a pulse train with non-linear pulse spacing and changeable
PeriodendauerPeriod duration
(Zusatz zu Patent , A.Z.: St 23 4-31 IXa/42g) '(Addition to patent, A.Z .: St 23 4-31 IXa / 42g) '
Die Priorität der Anmeldung in Großbritannien vomThe priority of filing in the UK from
5. November 1965 Nr. 46984/65 wird in Anspruch genommen.November 5, 1965 No. 46984/65 is used.
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Impulsfolge mit nichtlinearem Impulsabstand und veränderbarer Periodendauer für ein Verfahren zur Spracherkennung nach Anspruch 3 des Hauptpatentes mit einer Triggerschaltung mit zwei an ihren Emittern verbundenen komplementären Transistoren, die außerdem eine Mitkopplung von der Basis des ersten zum Kollektor des zweiten Transistors aufweist; und bei der die Basis des zweiten Transistors auf einem festen Potential liegt und die Basis des ersten Transistors angesteuert wird.The invention relates to a circuit arrangement for generating a pulse train with non-linear pulse spacing and variable period duration for a method for speech recognition according to claim 3 of the main patent with a trigger circuit with two complementary transistors connected at their emitters, which also have positive feedback from the base of the first to the collector of the second Having transistor ; and in which the base of the second transistor is at a fixed potential and the base of the first transistor is driven.
Die Hauptanmeldung geht von einem Verfahren zur Spracherkennung aus, bei dem die aus der Sprache gewonnenen analogen elektrischen Wellenzüge direkt verarbeitet werden und bei dem die Null-Durchgänge und die Intervalle der Null-Durchgänge ermittelt und bei dem die während einer Meßzeit auftuetenden Intervalle nachThe main application is based on a method for speech recognition in which the analog electrical wave trains obtained from speech are processed directly and in which the zero crossings and the intervals of the zero crossings are determined and in which the intervals occurring during a measuring time are determined
Ne/Sd -2-Ne / Sd -2-
25.10.6610/25/66
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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
ISE/Seg. 3503 - 2 - 1 5 A 703 1ISE / Seg. 3503 - 2 - 1 5 A 703 1
ihrer Länge in Bedeutungsklassen sortiert werden und die Anzahl der Intervalle in den einzelnen Bedeutungsklassen gezählt wird, und "bei dem aufgrund dieser Zählwerte mittels einer Zuordnerschaltung die Worte erkannt werden. Gemäß der Hauptanmeldung wird vorgeschlagen, daß zur Messung der Intervalle ein logarithm!scher Zeitmaßstab verwendet wird und daß die Bedeutungsklassen den Unterteilungen des logarithmischen Zeitmaßstabes entsprechen und daß die so ermittelten Bedeutungsklassen untereinander gleichwertig sind.their length is sorted into meaning classes and the number of intervals in the individual meaning classes is counted, and "where based on these count values by means of an allocator circuit the words are recognized. According to the main application will suggested that to measure the intervals a logarithmic! Time scale is used and that the classes of importance correspond to the subdivisions of the logarithmic time scale and that the classes of meaning determined in this way are equivalent to one another.
Im Hauptpatent wird weiter vorgeschlagen, die Periodendauer des nichtlinearen Zeitmaßstabes proportional der Grundfrequenz des zu erkennenden Kurvenzuges zu wählen.In the main patent it is also proposed that the period of the non-linear time scale should be proportional to the fundamental frequency of the curve to be recognized.
Es ist der Zweck der Erfindung, eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung dieses Zeitmaßstabes mit nichtlinearem Impulsabstand anzugeben, wobei die oben erwähnte Triggerschaltung, die aus der britischen Patentschrift 798 188 bekannt ist, verwendet wird.It is the purpose of the invention to provide a circuit arrangement for Generation of this time scale with non-linear pulse spacing using the aforementioned trigger circuit known from British Patent 798,188 will.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des ersten Transistors über ein "ίΓ -Glied mit Kondensatoren in den ^uerzweigen und einem Widerstand im Längszweig sowie einem weiteren 7/iderstand an einem gleichen oder nur 7/enig höheren Potential wie die Basis des zweiten Transistors liegt und daß an der nicht geerdeten Elektrode des ersten Kondensators von der Grundfrecjuenz eines Sprechers in der Amplitude abhängige otartimpulse und der nicht geerdeten Elektrode des zweiten Kondensators Stopimpulse zuführbar sind.The invention is characterized in that the base of the first transistor via a "ίΓ member with capacitors in the ^ uerzweigen and a resistance in the series branch as well as a further 7 / resistance at an equal or only 7 / slightly higher Potential as the base of the second transistor and that on the ungrounded electrode of the first capacitor of the Grundfrecjuenz of a speaker in the amplitude dependent otartimpulse and stop pulses can be fed to the ungrounded electrode of the second capacitor.
Die Erfindung wird nun anhand der Figuren beispielsweise nllher erläutert. Es zeigen:The invention will now be explained, for example, n l lher with reference to FIGS. Show it:
]?ig. 1 die Schaltungsanordnung zur Erzeugung der nich.tlinearen Impulsfolge,]? ig. 1 the circuit arrangement for generating the non-linear Pulse train,
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BAp ORIGINALBAp ORIGINAL
Fig. 2 zwei nichtlineare Impulsfolgen, die von zwei verschiedenen Grundfrequenzen abgeleitet sind.Fig. 2 shows two non-linear pulse trains produced by two different Fundamental frequencies are derived.
In der Anordnung nach Fig. 1 sind die Emitter zweier komplementärer Transistoren 1, 2 miteinander verbunden. Die Basis des Transistors 2 ist mit dem Kollektor des Transistors 1 über eine Mitkopplungsverbindung 3 verbunden. Die Basis des Transistors 1 ist mit einer Spannungsquelle 8 über zwei Widerstände R1 und R2 und mit zwei geerdeten Kondensatoren C1 und 02 verbunden. Die Transistoren 1 und 2 sind vom HJP- bzw. NPN-Typ und die positiven bzw. negativen Versorgungsspannungen sind,wie gezeichnet, mit dem Kollektor und der Basis des Transistors einerseits und dem Kollektor des Transistors 1 andererseits verbunden.In the arrangement of FIG. 1, the emitters of two are complementary Transistors 1, 2 connected together. The base of transistor 2 is connected to the collector of transistor 1 via a positive feedback connection 3 is connected. The base of the transistor 1 is connected to a voltage source 8 via two resistors R1 and R2 and connected to two grounded capacitors C1 and 02. Transistors 1 and 2 are of the HJP and NPN types, respectively, and the positive ones or negative supply voltages are, as shown, connected to the collector and the base of the transistor on the one hand and the collector of the transistor 1 on the other hand.
Wird die Basis des Transistors 1 genügend negativ gemacht, so daß der Transistor zu leiten beginnt, dann bewirkt die Mitkopplung 3, daß die Basis des Transistors 2 positiver wird. Der Transistor 2 beginnt dann ebenfalls zu leiten und sein Emitter-Kollektorstrom verstärkt den Emitter-Kollektorstrom des Transistors 1 und der Anstieg der Emitterspannung des Transistors bewirkt, daß dieser noch mehr leitend wird. Dieser Vorgang läuft solange weiter, bis die Transistoren gesättigt sind und die Mitköpplungsspannung an der Basis des Transistors 2 nicht weiter ansteigen kann.If the base of transistor 1 is made negative enough that the transistor begins to conduct, then positive feedback occurs 3 that the base of transistor 2 becomes more positive. Of the Transistor 2 then also begins to conduct and its emitter-collector current amplifies the emitter-collector current of the transistor 1 and the rise in the emitter voltage of the transistor causes it to become even more conductive. This process continues until the transistors are saturated and the No further positive coupling voltage at the base of transistor 2 can increase.
Die Kondensatoren 01, C2 und die Widerstände R1, R2 steuern die Spannung an der Basis des Transistors 1 in Abhängigkeit von Impulsen an der Klemme 4·.Control capacitors 01, C2 and resistors R1, R2 the voltage at the base of transistor 1 as a function of pulses at terminal 4 ·.
Das Potential b am Punkt 8 ist so gewählt, daß es wenigstens gleich oder nur wenig größer als das Potential a am Punkt 9 ist. Die Impulsfolge wird zum Zeitpunkt t durch einen negativen Impuls an der Klemme 4- gestartet, der über den Transistor 6 zum Kondensator 01 gelangt. Die Amplitude dieses Impulses bestimmt die Periode T, siehe Fig. 2, einer Impulsfolge. DerThe potential b at point 8 is chosen so that it is at least equal to or only slightly greater than the potential a at point 9 is. The pulse sequence is started at time t by a negative pulse at terminal 4-, which is transmitted via transistor 6 reaches the capacitor 01. The amplitude of this pulse is determined the period T, see FIG. 2, of a pulse train. Of the
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negative Impuls an der Klemme 4- lädt den Kondensator 01 entsprechend seiner Amplitude mehr oder weniger negativ. Der Kondensator 01 "beginnt sich sofort anschließend entsprechend c.er Zeitkonstante 01,R1 zu entladen. Zu der gleichen Zeit wird der Kondensator 02 über E2 negativ geladen, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die von der Zeitkonstante 02,R2 "bestimmt ist. Ist die Spannung an 02 soweit gefallen, daß sie gleich wie die Spannung a am Punkt 9 ist, dann ist die Basisspannung des Transistors 1 genügend negativ, um diesen Transistor leitend zu steuern. Die Mitkopplung 3 bewirkt, daß der Anstieg des Stromes in den Transistoren 1 und 2 sehr schnell erfolgt, so daß der erste Impuls am Ausgang 5 auftritt. Sobald der Transistor 1 gesättigt ist, ist der Kondensator 02 praktisch kurzgeschlossen, so daß das negative Potential an der Besis des Transistors 1 zusammenbricht. Die Basis wird infolgedessen positiver und der Transistor 1 wird nichtleitend. Der Kondensator 2 wurde nun positiv und beginnt, sich wieder negativ zu laden. In der Zwischenzeit hat der Kondensator 01 einen Teil seiner negativen Ladung wegen der -Spannung b am Punkt 8 verloren und deshalb ist die Ladungsgeschwindigkeit des Kondensators 02 kleiner. Das zweite Impulsintervall ist aus diesem Grunde größer als das erste und jedes folgende Intervall ist langer als das vorhergehende. Fig. 2 zei£-t eine Impulsfolge p, die von der Schaltung gemäß Fig. 1 erzeugt wurde.negative pulse at terminal 4- charges capacitor 01 accordingly its amplitude more or less negative. The capacitor 01 "begins immediately afterwards according to c.er Time constant 01 to discharge R1. At the same time, the Capacitor 02 negatively charged via E2, at a rate which is determined by the time constant 02, R2 ". If the voltage at 02 has fallen so far that it is the same as the voltage a at point 9, then it is the base voltage of the transistor 1 negative enough to make this transistor conductive. The positive feedback 3 causes the increase in the current occurs very quickly in transistors 1 and 2, so that the first pulse occurs at output 5. As soon as the transistor 1 is saturated is, the capacitor 02 is practically short-circuited, so that the negative potential at the Besis of the transistor 1 collapses. As a result, the base becomes more positive and transistor 1 becomes non-conductive. The capacitor 2 was now positive and starts to charge negatively again. In the meantime, the capacitor 01 has some of its negative Charge is lost because of the voltage b at point 8 and therefore the charging rate of the capacitor 02 is lower. The second The pulse interval is therefore larger than the first and each subsequent interval is longer than the previous one. Fig. 2 shows a pulse train p generated by the circuit according to Fig. 1 was generated.
Wenn die Schaltung nicht immer v/ieder von Ein-zangsimpulsen am Punkt 4· angesteuert wird, dann wird der Impuls abstand immer größer und schließlich unendlich. Bei der praktischen Anwendung jedoch umfaßt die Impulsperiode T, innerhalb der die Impulse benötigt werden, nur eine geringe Anzahl von Inipulsen und am Ende dieser Periode wird die Schaltung erneut durch einen Startimpuls angeregt. Um sicherzustellen, daß die Impulsfolge bei t = null beginnt, wird der Kondensator 02 vollständig entladen durch einen positiven Impuls, der über die Diode 7 auf den Punkt b der Schaltung gegeben v/ird.If the circuit does not always have one-off pulses on the Point 4 · is controlled, then the pulse spacing becomes larger and larger and finally infinite. In practical application however, the pulse period T within which the pulses are required comprises only a small number of Inipulsen and am At the end of this period, the circuit is stimulated again by a start pulse. To ensure that the pulse train at t = zero begins, the capacitor 02 is completely discharged by a positive pulse that passes through the diode 7 to point b of the circuit given v / ird.
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Die Spannung "b am Punkt 8, bezogen auf die Spannung a am Punkt 9, bestimmt die Anzahl und die Verteilung der Impulse während einer Impulsperiode T. Zur .änderung des Maßstabes, d.h. zum Vergrößern oder Verkleinern von T für die gleiche Anzahl der Impulse mit den gleichen relativen Abständen ist es nur notwendig, die Anfangsladung des Kondensators C1 zu ändern. Die Impulsfolge q in Fig. 2 zeigt die Wirkung, die sich bei einer Verkleinerung der Amplitude des Eingangsimpulses am Punkt 4 ergibt.The voltage "b at point 8, related to the voltage a at point 9, determines the number and distribution of impulses during a Pulse period T. To change the scale, i.e. to enlarge or decreasing T for the same number of pulses with the same relative spacing it is only necessary to charge the initial of capacitor C1 to change. The pulse sequence q in FIG. 2 shows the effect that occurs when the size is reduced the amplitude of the input pulse at point 4 results.
Im Hauptpatent ist die Verwendung eines nichtlinearen Zeitmaßstabes zur Zählung der Null-Durchgänge beschrieben. Die Schaltung gemäß Pig. 1 dient dazu, eine Impulsfolge mit nichtlinearem Impulsabstand zu erzeugen, wobei der Maßstab automatisch vergrößert oder verkleinert werden kann, und zwar abhängig von der Grundfrequenz oder anderen Merkmalen des Sprechers, dessen Sprache erkannt werden soll. Die Ableitung der Sprachgrundfrequenz aus dem Frequenzspektrum eines Sprechers ist aus dem Stand der Technik bekannt und wird deshalb nicht näher erläutert. Auch die Gewinnung einer der jeweiligen Frequenz entsprechenden Impulsamplitude für den Impuls am Punkt 4 wird nicht näher erläutert, da sie ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt ist.The main patent uses a non-linear time scale for counting the zero crossings. The circuit according to Pig. 1 is used to create a pulse train with non-linear To generate pulse spacing, the scale can be automatically increased or decreased, depending on the Basic frequency or other characteristics of the speaker whose speech is to be recognized. The derivation of the basic speech frequency from the frequency spectrum of a speaker is known from the prior art and is therefore not explained in more detail. Even the acquisition of a pulse amplitude corresponding to the respective frequency for the pulse at point 4 is not explained in more detail, since it is also known from the prior art.
Patentanspruch ~Claim ~
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BAD ORiG>NALBAD ORiG> NAL
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