實時變音處理芯片SD771D的原理與應用

摘要  集成實時變音處理芯片SD771D是臺灣翔音科技公司推出的單芯片語音處理器。該芯片可將輸出的語音進行變調處理（如升高、降低），還可將男女聲的語音相互轉換。文中介紹該芯片的工作原理廈應用，給出SD771D典型應用的硬件接口電路。

關鍵詞  實時變音  SD771D  典型應用電路

 

1  概述

 

語音技術包括語音識別（speech recognition）、語音合成（speech synthesis）及文字轉發(fā)音TTS（Text-To-Speech）。目前，語音合成技術不管是在研究方面，還是在應用方面，都處在一個成熟的發(fā)展期，有的已經投入了實際的應用。以TTS技術為例，這種技術及相關產品得到了很多廠商的推廣，如Microsoft推出的純軟件性質的TTS處理軟件包（即SAPI SDK軟件包）；華邦電子推出的語音處理芯片WTS70l及ISD系列語音處理產品等。

SD771D是臺灣翔音科技公司推出的單芯片實時變音處理器，以真人發(fā)音為樣本，可將輸出的語音進行實時變調處理（如升高、降低），還可實時地將男女聲的語音相互轉換。利用它可以制作多樣化的虛擬人物、創(chuàng)造多變的聲訊環(huán)境、更好的娛樂效果。

 

2  SD771的特點及工作原理

 

2．1  SD771的特點

◇內建麥克風放大電路；

◇內建32Ω喇叭驅動電路；

◇內建數字音量控制（15 levels）電路；

◇可選擇數字或模擬輸入模式來改變音調；

◇數字輸入模式為15種音調變化；

◇模擬輸入模式為180種音調變化；

◇內建16位△-∑A/D及D/A轉換器；

◇工作電壓范圍為DC+3.6~+6.0V；

◇工作電流為25mA；

◇能立即將說話者的聲音轉換成不同的聲調輸出（如音調變高、變低，男聲與女聲的相互轉換）。

圖l是S13771D的內部結構原理，BPF（Band Pass Filter）和LPF（Low Pass Fiilter）是抗噪聲數字濾波器。圖1中GAIN_TNC是音量調高按鈕，GAIN_DEC是音量調低按鈕，PITCH_INC是音調升調按鈕，PITCH_DEC音調降調按鈕，ORIC是還原音調按鈕，RESET是復位按鈕。以上介紹的所有這些按鈕均為低電平有效，每個鍵按下的持續(xù)時間必須大于10ms，前后兩個不同按鈕按下的時間間隔必須大于60ms，如圖2所示。PITCH_VR是類比模式改變音調的輸入端，XI和XO用于連接系統晶振電路的輸人。



2．2  SD771D工作原理及典型應用電路

（1）改變聲音定調的等級

從麥克風輸入的聲音經過SD771D處理后由DAC發(fā)送出去。SD771D同時發(fā)出兩路信號，一路為數字信號，另一路為模擬信號，并用來改變聲音定調的等級。當PITCH—VR的電平小于0．1V時，即接通數字信號通道，斷開模擬信號通道。數字信號通道和模擬信號通道聲音定調等級的調控是相互獨立的。

（2）數字信號通道

數字信號通道是由PITCH—INC音調的升調按鈕）或PITCH_DEC（音調的降調按鈕）來控制的．當PITCH_VR的電平小于0．1V時，聲音定調的等級就由PITCH_INC或PITCH_DEC控制。此時SD771D會反復檢查PITCH_INC和PITCH—DEC的狀態(tài)。當這兩個按鈕中的一個按鈕有一個低電平脈沖出現時，SD771D馬上會改變聲音定調的等級。聲音定調的等級有升調檔和降調檔各7等級，包括無鍵按下時的正常聲調等級，共15級，如表1所列。


（3）模擬信號通道

SD771D內部有一個8位的模數轉換器（ADC），輸入的模擬信號電壓通常由PITCH_VR端來進行聲音定調的等級控制。如果PITCH_VR上的電壓在0．3～2．2V之間，那么，這個電壓范圍的值會被分成180個級別，并且每一個級別對應一個音調的比率。

圖3是SD771D的典型應用電路。


結  語

 

SD771D可將輸出的語音進行實時變調（如升高、降低），并對這種變調技術按聲音定調的等級來進行處理，還可實時地將男女聲音的語音相互轉換。