實(shí)時(shí)變音處理芯片SD771D的原理與應用

摘要 集成實(shí)時(shí)變音處理芯片SD771D是臺灣翔音科技公司推出的單芯片語(yǔ)音處理器。該芯片可將輸出的語(yǔ)音進(jìn)行變調處理（如升高、降低），還可將男女聲的語(yǔ)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(guān)鍵詞  實(shí)時(shí)變音  SD771D  典型應用電路

1  概述

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

SD771D是臺灣翔音科技公司推出的單芯片實(shí)時(shí)變音處理器，以真人發(fā)音為樣本，可將輸出的語(yǔ)音進(jìn)行實(shí)時(shí)變調處理（如升高、降低），還可實(shí)時(shí)地將男女聲的語(yǔ)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(lè )效果。

2  SD771的特點(diǎn)及工作原理

2．1  SD771的特點(diǎn)

◇內建麥克風(fēng)放大電路；

◇內建32Ω喇叭驅動(dòng)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(lái)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(shuō)話(huà)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(gè)鍵按下的持續時(shí)間必須大于10ms，前后兩個(gè)不同按鈕按下的時(shí)間間隔必須大于60ms，如圖2所示。PITCH_VR是類(lèi)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(fēng)輸入的聲音經(jīng)過(guò)SD771D處理后由DAC發(fā)送出去。SD771D同時(shí)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(lái)改變聲音定調的等級。當PITCH—VR的電平小于0．1V時(shí)，即接通數字信號通道，斷開(kāi)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(lái)控制的．當PITCH_VR的電平小于0．1V時(shí)，聲音定調的等級就由PITCH_INC或PITCH_DEC控制。此時(shí)SD771D會(huì )反復檢查PITCH_INC和PITCH—DEC的狀態(tài)。當這兩個(gè)按鈕中的一個(gè)按鈕有一個(gè)低電平脈沖出現時(shí)，SD771D馬上會(huì )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(wú)鍵按下時(shí)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(gè)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(lái)進(jìn)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(gè)電壓范圍的值會(huì )被分成180個(gè)級別，并且每一個(gè)級別對應一個(gè)音調的比率。

圖3是SD771D的典型應用電路。

結  語(yǔ)

SD771D可將輸出的語(yǔ)音進(jìn)行實(shí)時(shí)變調（如升高、降低），并對這種變調技術(shù)按聲音定調的等級來(lái)進(jìn)行處理，還可實(shí)時(shí)地將男女聲音的語(yǔ)音相互轉換。