实时变音处理芯片SD771D的原理与应用

发布时间:2008/5/26 0:00:00 访问次数:705

摘要：集成实时变音处理芯片sd771d是台湾翔音科技公司推出的单芯片语音处理器。该芯片可将输出的语音进行变调处理（如升高、降低），还可将男女声的语音相互转换。文中介绍该芯片的工作原理及应用，给出sd771d典型应用的硬件接口电路。关键词：实时变音 sd771d 典型应用电路 1 概述语音技术包括语音识别（speech recognition）、语音合成（speech synthesis)及文字转发音tts（texttospeech）。目前，语音合成技术不管是在研究方面，还是在应用方面，都处在一个成熟的发展期，有的已经投入了实际的应用。以tts技术为例，这种技术及相关产品得到了很多厂商的推广，如microsoft推出的纯软件性质的tts处理软件包（即sapi sdk软件包）；华邦电子推出的语音处理芯片wts701及isd系列语音处理产品等。 sd771d是台湾翔音科技公司推出的单芯片实时变音处理器，以真人发音为样本，可将输出的语音进行实时变调处理（如升高、降低），还可实时地将男女声的语音相互转换。利用它可以制作多样化的虚拟人物、创造多变的声讯环境、更好的娱乐效果。 2 sd771的特点及工作原理 2.1sd771的特点 ◇ 内建麦克风放大电路；

◇ 内建32 ω喇叭驱动电路；

◇ 内建数字音量控制(15 levels)电路；

◇ 可选择数字或模拟输入模式来改变音调；

◇ 数字输入模式为15种音调变化；

◇ 模拟输入模式为180种音调变化；

◇ 内建16位δσ a/d及d/a转换器；

◇ 内建抗噪声数字滤波器；

◇ 工作电压范围为dc+3.6~+6.0 v；

◇ 工作电流为25 ma；

◇ 能立即将说话者的声音转换成不同的声调输出(如音调变高、变低，男声与女声的相互转换)。图1是sd771d的内部结构原理，bpf（band pass filter）和lpf(low pass filter)是抗噪声数字滤波器。图1中gain_inc是音量调高按钮，gain_dec是音量调低按钮，pitch_inc是音调升调按钮，pitch_dec音调降调按钮，orig是还原音调按钮，reset是复位按钮。以上介绍的所有这些按钮均为低电平有效，每个键按下的持续时间必须大于10 ms，前后两个不同按钮按下的时间间隔必须大于60 ms，如图2所示。pitch_vr是类比模式改变音调的输入端，xi和xo用于连接系统晶振电路的输入。 2.2sd771d工作原理及典型应用电路（1）改变声音定调的等级从麦克风输入的声音经过sd771d处理后由dac发送出去。sd771d同时发出两路信号，一路为数字信号，另一路为模拟信号，并用来改变声音定调的等级。当pitch_vr的电平小于0.1 v时，即接通数字信号通道，断开模拟信号通道。数字信号通道和模拟信号通道声音定调等级的调控是相互独立的。（2）数字信号通道数字信号通道是由pitch_inc(音调的升调按钮)或pitch_dec(音调的降调按钮)来控制的。当pitch_vr的电平小于0.1 v时，声音定调的等级就由pitch_inc或pitch_dec控制。此时sd771d会反复检查pitch_inc和pitch_dec的状态。当这两个按钮中的一个按钮有一个低电平脉冲出现时，sd771d马上会改变声音定调的等级。声音定调的等级有升调档和降调档各7等级，包括无键按下时的正常声调等级，共15级，如表1所列。（3）模拟信号通道 sd771d内部有一个8位的模数转换器（adc），输入的模拟信号电压通常由pitch_vr端来进行声音定调的等级控制。如果pitch_vr上的电压在0.3~2.2 v之间，那么，这个电压范围的值会被分成180个级别，并且每一个级别对应一个音调的比率。图3是sd771d的典型应用电路。图3sd771d的典型电路结语 sd771d可将输出的语音进行实时变调（如升高、降低），并对这种变调技术按声音定调的等级来进行处理，还可实时地将男女声的语音相互转换。参考文献1 sounding technology inc. sd771d datasheet. 2005