<Desc/Clms Page number 1>
Dispositif permettant de produire artificiellement des phonèmes par @ voie électrique.
La présente invention concerne un dispositif permettant de composer artificiellement la parole et l'utilisation d'un dis- positif de ce genre pour la transmission de la parole par voie élec- trique. Dans la transmission de la parole par voie électrique l'in- vention vise à exécuter cette transmission de telle façon que la bande de fréquences nécessaire soit bien plus étroite que la bande de fréquences occupée par les vibrations de la parole.
Dans un dispositif bien connu destiné à la transmission de la parole on déduit des vibrations de parole, du côté transmis- sion, au moyen d'un analyseur, certaines grandeurs caractérisant la parole qu'on transmet, au moyen de tensions de réglage, de façon modulée sur des ondes porteuses ayant une assez faible fréquence.
Ces grandeurs caractéristiques sont la fréquence fondamentale du @
<Desc/Clms Page number 2>
spectre de la parole, à condition qu'elle soit présente, et l'amplitude des vibrations dans certaines parties du spectre de la parole. Dans le dispositif connu on divise le spectre de la parole en dix bandes de fréquences et, dans chaque bande, l'ampli- tude des vibrations qu'elle comprend est déterminée et fixée par une grandeur caractéristique, qu'on transmet au moyen d'une ten- sion de réglage. En tout il faut donc onze tensions de réglage, à savoir une qui est une mesure de la valeur instantanée de la fré- quence fondamentale, tandis que les dix autres tensions de régla- ge indiquent l'amplitude des vibrations dans une dizaine de bandes du spectre de la parole.
Du côté réception, les grandeurs caractéristiques trans- mises par les vibrations de commande servent à commander un dis- positif permettant de produire artificiellement des vibrations de parole. La grandeur caractéristique, qui est une mesure de la fréquence fondamentale du spectre de la parole, commande du côté réception l'oscillation engendrée par un générateur d'impulsions de telle façon que la fréquence fondamentale des impulsions corres- ponde toujours à la fréquence fondamentale du spectre initial de la parole. Les impulsions qui, outre la fréquence fondamentale, comprennent un grand nombre d'harmoniques plus élevés sont amenées à une dizaine de filtres passe-bande, dont les zones de transmis- sion correspondent respectivement aux dix bandes de fréquences en lesquelles est divisé le spectre de la parole du côté transmis- sion.
Le circuit de sortie de chaque filtre passa-bande est relié à un amplificateur, dont le degré d'amplification est réglé auto- matiquement sous l'action de la tension de réglage qui est une mesure de l'amplitude des vibrations initiales de la parole com- prises dans la bande de fréquences qui correspond à la zone de transmission du filtre passe-bande.
Les phonèmes ne se composent pas tous d'une vibration fondamentale et d'un certain nombre d'harmoniques plus élevés,
<Desc/Clms Page number 3>
comme les voyelles. Ainsi, par exemple, les sifflantes se compo- sent d'un spectre de fréquences continu. Pour pouvoir transmettre aussi ces sons on a prévu du côté réception une source de courant qui produit un spectre de fréquences continu et est connectée au- tomatiquement au lieu du générateur d'impulsions lorsqu'il n'y a pas de fréquence fondamentale dans les vibrations de parole que l'on désire transmettre.
Dans le dispositif précité permettant de transmettre la parole on déduit, du c8té transmission, les grandeurs caractéristi- ques de la parole initiale. Toutefois, on peut aussi engendrer ces grandeurs caractéristiques par voie électromécanique, par exem- ple au moyen de touches manoeuvrées à la main. Ces touches comman- dent respectivement., par exemple, l'amplitude des oscillations amenées aux dix filtres passe-bande, la mise en circuit ainsi que la fréquence fondamentale du générateur d'impulsions ou la mise en circuit de la source qui produit un spectre de fréquences con- tinu. En manipulant convenablement les touches on peut composer tout à fait artificiellement un spectre de fréquences quelconque voulu qui correspond à celui des différents phonèmes.
Dans le dispositif connu toutes les oscillations compri- ses dans la même bande de fréquences sont reproduites avec la même amplitude ce qui provoque une perte de fidélité de la parole reproduite. En fait, des essais faits sur la parole ont montré , que, par suite de phénomènes de résonance dans les cavités de la bouche, de la gorge et du nez, certaines fréquences (dites "for- mants") apparaissent d'une façon particulièrement prononcée dans les divers phonèmes et ces formants déterminent essentiellement la phonalité. Or, le dispositif connu ne permet pas de reproduire complètement ces formants.
Dans le dispositif conforme à l'invention cet inconvé- nient est évité et on obtient en même temps l'avantage que le nombre des grandeurs caractérisant la parole, qui est nécessaire-
<Desc/Clms Page number 4>
pour la composition artificielle de la parole, est moindre que dans le dispositif connu précité.
Dans un dispositif permettant de produire artificielle- ment des phonèmes par voie électrique, dans lequel on produit, d'après le caractère du phonème à engendrer, un spectre continu d'oscillations ou d'impulsions dont la durée d'oscillation cor- respond à la fréquence fondamentale des phonèmes à produire qui comportent une fréquence fondamentale, on amène les oscillations produites, conformément à l'invention, à un certain nombre de cir- cuits oscillants dont la syntonisation est commandée respective- ment corrélativement aux formants des phonèmes à produire; de plus, les tensions prélevées sur les circuits oscillants sont combinées dans un rapport d'amplitude qui correspond au rapport d'amplitude des formants des phonèmes à produire.
Dans un dispositif destiné à la composition artificielle de la parole la mise en circuit de la source produisant un spec- tre d'oscillations continu ou du générateur d'impulsions, la syn- tonisation des circuits oscillants et la combinaison des tensions se produisant sur les circuits oscillants dans le rapport d'am- plitude convenable est commandée au moyen de touches manoeuvrées à la main.
Dans les dispositifs destinés à la transmission de la parole par voie électrique la commande a lieu au moyen de grandeurs caractéristiques produites du côté transmission. A cet effet on divise, conformément à l'invention, le spectre de la parole à transmettre du côté transmission en un certain nombre de zones de fréquences et on transmet la fréquence et l'amplitude du for- mant dans chaque zone respectivement au moyen d'une grandeur ca- ractéristique, les grandeurs caractéristiques qui sont une mesure de la fréquence des formants commandant respectivement la syntoni- sation des circuits oscillants du côté réception, et les amplitu- des des tensions prélevées sur ces circuits oscillants étant ré- glées respectivement en fonction de grandeurs caractéristiques qui /\ sont une mesure de l'amplitude des formants.
<Desc/Clms Page number 5>
Dans le dispositif conforme à l'invention on détermine, comme on l'a dit plus haut, respectivement dans un certain nombre de bandes de fréquences du spectre de la parole la fréquence et l'amplitude de l'oscillation avant l'amplitude maximum et on les transmet au moyen de grandeurs caractéristiques, par exemple des oscillations de commande. Or, la question est de savoir le nom- bre minimum de bandes de fréquences dans lesquelles la détermina- tion des grandeurs en question doit avoir lieu pour assurer encore une transmission distincte de la parole. L'explication suivante du mécanisme de la production des phonèmes suffira à éclaircir ce point.
L'air comprimé dans les poumons passe sur les cordes vo- cales par le pharynx et la bouche, éventuellement aussi par les fosses nasales, vers l'extérieur. Lors de la prononciation des di- vers sons l'énergie du courant d'air est convertie en énergie vi- bratoire en certains endroits où le courant d'air est étranglé, par exemple dans l'intervalle entre les cordes vocales, dans l'es- pace entre la langue et la luette, entre les dents, entre les lèvres. Les vibrations produites sont généralement des oscillations de relaxation et comprennent donc un grand nombre d'harmoniques.
Lorsque cette oscillation de relaxation initiale entre dans un ou plusieurs espaces de résonance constitués par le pharynx, les fos- ses nasales et la cavité buccale, 'ces espaces sont aspirés et mis en résonance ce qui a pour effet d'amplifier certains harmoniques de la vibration initiale. Les fréquences les plus favorisées, dites "formants", diffèrent d'un son à l'autre.
La plupart des consonnes, à savoir les consonnes vocali- ques et toutes les voyelles, qui sont les porteurs proprement dits de la parole, sont produites essentiellement avec la coopération des trois cavités de résonance précitées de sorte que ces sons comporteront en substance trois formants. Pour caractériser ces derniers il est nécessaire de déterminer la valeur et la position @
<Desc/Clms Page number 6>
des trois résonances, de sorte qu'il est nécessaire de diviser le spectre de la parole en au moins trois bandes de fréquences et d'établir dans chaque bande à quelle fréquence il se produit un maximum de résonance et la valeur de ce maximum.
D'autres consonnes, telles que les consonnes explosives, sont caractérisées par des phénomènes de transition qui se produi- sent avant ou après la production d'une voyelle.
Dans la production de ces sons on livre brusquement pas- sage au courant d'air et l'arrête respectivement, ce qui a pour effet que les cavités de résonance de l'organe vocal sont res- pectivement excitées selon leurs vibrations propres et désexcitées avec évanouissement. Dans le cas où les consonnes en question pré- cèdent une voyelle le caractère de la voyelle détermine le mode d'excitation de l'oscillation de relaxation du courant d'air pro- duit par les cordes vocales. Si la consonne est précédée par une voyelle c'est la consonne qui détermine le mode d'évanouissement de l'oscillation de relaxation.
Pour la production artificielle de ces sons il s'agit donc en premier lieu de commander convenablement la fréquence pen- dant l'excitation ou l'évanouissement du générateur d'impulsions imitant électriquement les cordes vocales.
Des essais ont révélé que la plupart des phonèmes pro- duits artificiellement sont déjà suffisamment distincts lorsqu'ils comprennent trois formants. Le dispositif destiné à produire ar- tificiellement les phonèmes, faisant l'objet de la présente inven- tion, doit donc comprendre au moins trois circuits oscillants dont la syntonisation est commandée, ce qui nécessite trois gran- deurs caractéristiques pour commander l'amplitude des tensions qui apparaissent sur les circuits oscillants et, en outre, une grandeur caractéristique supplémentaire doit commander la mise en circuit de la source débitant un spectre d'oscillations continu ou la mise en circuit du générateur d'impulsions et la fréquence de
<Desc/Clms Page number 7>
ce dernier. En tout on a donc besoin d'au moins sept grandeurs ca- ractéristiques.
Par conséquent, dans les dispositifs destinés à la trans- mission de la parole par voie électrique sept tensions de réglage suffisent.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exem- ple non limitatif fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant bien entendu partie de celle-ci.
La fig. 1 est le schéma de principe d'un dispositif con- forme à l'invention pour transmettre la parole par voie électrique.
Le spectre d'oscillations produit en parlant dans le mi- crophone M du côté transmission Z est divisé en quatre octaves au moyen de quatre filtres passe-bandes F1, F2, F3 et F4. Il est sup- posé que, comme l'apprend la téléphonie, il faut reproduire pour une bonne intelligibilité de la parole une zone de fréquences de 200 à 3200 pér./sec., de sorte que les zones de transmission des filtres F1 à F4 peuvent être choisies comme suit:
F1 200 à 400 pér./sec.
F2 400 à 800 pér./sec.
F3 800 à1600 pér. /sec.
F4 1600 à3200 pér./sec.
Les circuits de sortie des filtres sont reliés aux analyseurs A1, A2, A3, et A4 qui déterminent dans chacune des quatre bandes de fréquences la fréquence où il se produit l'oscil- lation ayant l'amplitude maximum et la valeur de cette amplitude.
Chaque analyseur débite deux tensions de réglage, dont l'une est proportionnelle à la fréquence, tandis que l'autre est proportion- nelle à l'amplitude de l'oscillation ayant l'amplitude maximum qui se produit dans une seule bande de fréquences. En outre, il y a du côté transmission un analyseur A5 qui détermine si les oscilla- tions produites par le microphone comprennent une fréquence fonda- mentale et la valeur de cette fréquence. Les neuf tensions de ré- page ainsi obtenues sont les grandeurs caractéristiques qui sont
<Desc/Clms Page number 8>
transmises par l'intermédiaire de lignes L1 à L9 au côté récep- tion 0 où elles commandent le dispositif destiné à la production artificielle de la parole.
Ce dernier comprend un générateur d'impulsions G, qui produit des impulsions se composant d'une fré- quence fondamentale avec un grand nombre d'harmoniques plus éle- vées, et un générateur R qui produit un spectre continu d'oscil- lations électriques. La grandeur caractéristique, qui indique si les oscillations produites par le microphone M contiennent une fréquence fondamentale ou non et en même temps la valeur de la fréquence fondamentale éventuellement présente, grandeur qui est transmise sous la forme d'une tension de réglage par l'intermédiai- re de la ligne L9, commande les générateurs G et R. Cette commande est telle que lorsqu'on reçoit une tension de réglage par l'inter- médiaire de la ligne L9 le générateur G est mis en circuit, tan- dis que le générateur R est mis hors circuit.
Dans ce cas la ten- sion de réglage règle en même temps la fréquence fondamentale des impulsions produites par le générateur G, de sorte que cette fré- quence correspond à la fréquence fondamentale des oscillations engendrées par le microphone M du côté transmission.
Quand on ne reçoit pas de tension de réglage par l'in- termédiaire de la ligne L9 le générateur R est mis en circuit automatiquement.
Les oscillations produites par les générateurs G ou R sont amenées à quatre circuits oscillants syntonisables R1, R2, R3 et R4 La syntonisation de ces circuits oscillants est réglée par les grandeurs caractéristiques qui sont une mesure de la fréquence de l'oscillation ayant l'amplitude maximum qui apparaît dans chacune des quatre bandes de fréquences différentes en les- quelles les filtres F1 et F4 divisent le spectre de fréquences du coté transmission. Ces grandeurs caractéristiques sont donc les tensions de réglage transmises par l'intermédiaire des lignes L2, L4, L6 et L8. Les tensions qui apparaissent sur les circuits os- eillant R1 à R4 sont amenées respectivement aux amplificateurs
<Desc/Clms Page number 9>
V1 à V4 comportant un réglage automatique du degré d'amplification.
Ce réglage a lieu en fonction des grandeurs caractéristiques qui sont une mesure de l'amplitude de l'oscillation ayant l'amplitu- de maximum dans les quatre bandes de fréquences, à savoir les ten- sions de réglage transmises par l'intermédiaire des lignes L1, L3, L5 et L7.
Les circuits de sortie des amplificateurs V1 à V4 sont montés en parallèle. Le téléphone T est relié au circuit de sor- tie commun.
Pour expliquer le fonctionnement du dispositif précité il est supposé qu'on désire transmettre la voyelle "a" dont la fig. 2 montre le spectre de fréquences. La fréquence fondamentale est de 128 pér./sec. de sorte que le spectre se compose d'un cer- tain nombre d'harmoniques plus élevées de 128 pér./sec. dont le rapport des amplitudes correspond à celui des longueurs des lignes verticales sur la fig. 2. Les extrémités de ces lignes sont situées sur une courbe enveloppe qu'on peut imaginer se composer des trois courbes en pointillés qui présentent la forme de courbes de ré- sonance. D'après ce qu'on a expliqué plus haut au sujet de la production des voyelles on peut concevoir ces courbes comme les courbes de résonance- des espaces de résonance qui sont constitués par les cavités de la bouche, du nez et de la gorge, et déterminent les formants.
Dans le spectre de la voyelle "a" ces formants se trouvent sur la fig. 2 à 640, 1280 et 2688 pér./sec., c'est-à-dire le 5me, 9me et 21me harmonique de la fréquence fondamentale de 128 pér. /sec. produite par les cordes vocales.
Pour produire artificiellement du côté réception 0 sur la fig. 1 le spectre de fréquences montré sur la fig. 2, la fréquence du générateur de relaxation G doit être réglée sur 128 pér. /sec. et les circuits oscillants R2, R3 et R4 respectivement sur les fréquences 640, 1280 et 2688 pér. /sec., tandis que l'amplification
<Desc/Clms Page number 10>
des amplificateurs V2, V3 et V4 est réglée corrélativement aux amplitudes Il, I2 et I3 des formants dans le spectre montré sur la fig. 2.
Il résulte alors de la combinaison des courbes caractéris- tiques des circuits oscillants R2à R et des amplificateurs V à
V4 une caractéristique amplitude/fréquence du dispositif récepteur
0 qui correspond approximativement à la courbe enveloppe des li- gnes verticales sur la fig. 2. Lorsqu'on amène alors à ce disposi- tif les impulsions engendrées par le générateur G, ayant une fré- quence fondamentale de 128 pér. /sec., il se produit dans le cir- cuit de sortir commun des amplificateurs V1 à V4 un spectre de fréquences qui correspond approximativement au spectre de fréquen- ces initial montré sur la fig. 2. Le téléphone T reproduit ce spec- tre de fréquences comme le phonème "a".
Sur la fig. 1 on a supposé par raison de commodité que les grandeurs caractéristiques sont transmises sous la forme de tensions de réglage du côté transmission vers le côté réception sur des li- gnes distinctes Li à L9. En pratique il est préférable de moduler ces tensions de réglage sur des ondes porteuses, par exemple de la manière bien connue en télégraphie à onde porteuse multiplex. Pour la transmission des tensions de réglage modulées sur les ondes porteuses une largeur de bande de 25 pér./sec. suffit, de sorte que dans le système montré sur la fig. 1, .où il faut transmettre neuf tensions de réglage, il est nécessaire d'utiliser une largeur de bande totale de 9 x 25 = 225 pér./sec., en supposant que seule une bande latérale de chaque onde porteuse est émise.
Après l'explication précitée du schéma de principe montré sur la fig. 1, on décrira ci-après ces détails éventuels.
Analyseur pour la fréquence fondamentale A5. La fig. 3 représente le montage de l'analyseur A5 de la fig. 1 permettant de déterminer la fréquence fondamentale. Le spectre vocal à examiner, qui provient du microphone M sur la fig.l, est amené aux bornes d'en- trée 1 et 2 de l'analyseur de la fig. 3 auxquelles est relié un fil-
<Desc/Clms Page number 11>
tre 3 ayant une zone de transmission de 50 à 400 pér. /sec. En fait, des essais sur la parole ont montré que la fréquence fondamentale des sons ayant une telle fréquence fondamentale a une valeur de
75 à 350 pér. /sec. en fonction de la hauteur de la voix des diver- ses personnes. S'il y a une fréquence fondamentale elle tombera donc dans la zone de transmission du filtre 3.
Il est dérisable que le filtre coupe les basses fréquen- ces inférieures à 50 pér.Sec. pour éviter une fausse réaction de l'analyseur sur les basses fréquences provoquées par les pauses entre les syllabes et mots successifs.
Par suite de l'assez grande largeur de la zone de trans- mission du filtre 3 ce dernier laissera passer, outre la fréquence fondamentale, des harmoniques de cette oscillation; toutefois, l'amplitude de la fréquence fondamentale domine dans une mesure plus ou moins grande. On se sert de cette différence d'amplitu- de pour éliminer complètement la fréquence fondamentale. Le cir- cuit de sortir du filtre 3 est relié au circuit de la grille de commande d'un tube amplificateur 4.
Ce circuit comporte une ré- sistance 6 shuntée par le condensateur 5, élément qui présente des dimensions telles que la perte de tension provoquée à travers la résistance 6 par le courant de la grille de commande circulant dans le tube 4 a pour effet de régler toujours la polarisation de la grille en fonction de l'amplitude des oscillations amenées par l'intermédiaire du filtre 3 de telle façon qu'il circule encore juste du courant de grille pour l'amplitude maximum. En utilisant un tube dont la courbe caractéristique présente une forte courbure dans la zone du voisinage du point où la tension de grille est nulle, on assure que l'oscillation avec l'amplitude maximum, à sa- voir la fréquence fondamentale, soit amplifiée dans une plus grande mesure que l'amplitude d'harmoniques éventuels de la fréquence fon- damentale.
Les oscillations amplifiées apparaissent à travers une résistance 7 intercalée dans le conducteur cathodique du tube 4.
<Desc/Clms Page number 12>
En pratique il est recommandé d'utiliser en cascade un certain nombre d'étages qui sont connectés de la même manière que le tube 4 et précèdent ce dernier, afin de donner à la différence d'amplitude avec la fréquence fondamentale dans les harmoniques présents une si grande valeur qu'il se produit à travers la résis- tance 7, en substance seule, une oscillation ayant la fréquence fondamentale. Cette oscillation est amenée au tube 8 monté en limitateur qui transforme la fréquence fondamentale sinusoïdale mon- trée sur la fig. 4b, en une oscillation qui présente une forme approximativement rectangulaire comme le montre la fig. 4b. Au moyen du transformateur différentiel 9 l'oscillation montrée sur la fig. 4b est transformée en une tension en forme d'impulsion montrée sur la fig. 4c qui est amenée à la grille de commande d'un tube relais 10.
Entre l'anode et la cathode de ce tube est connecté un condensateur 11 qui est chargé à partir d'une source de tension continue par l'intermédiaire de la résistance 12, de sorte que l'anode du tube relais 10 acquiert une tension positive par rapport à la cathode. Le montage est réglé de telle façon que chaque fois que la tension amène à la grille de commande du tube relais une impulsion positive par l'intermédiaire de l'enroulement secondaire du transformateur 9 le tube relais est amorcé et le condensateur 11 se décharge brusquement, après quoi la décharge qui jaillit dans le tube relais s'éteint et le condensateur est re- chargé par l'intermédiaire de la bobine de réactance 12.
L'impul- sion de courant produite à chaque instant où le tube est amorcé provoque, à travers la résistance 13, des impulsions de tension périodiques montrées sur la fig. 4d, dont la fréquence correspond à la fréquence fondamentale. La composante de tension continue de ces impulsions, qui est une mesure de la fréquence fondamentale, est éliminée au moyen du filtre constitué par la résistance 14 et le condensateur 15 et amenée aux bornes 16, 17.
De la sorte on obtient la grandeur caractéristique qui est une mesure de la fréquence fondamentale de la parole à trans-
<Desc/Clms Page number 13>
mettre sous la forme d'une tension de réglage entre les bornes 16 et 17. Cette tension de réglage est transmise vers le côté réception par l'intermédiaire de la ligne L9 montrée sur la fig.l, qui est reliée aux bornes 16 et 17 montrées sur la fig. 3.
Les phonèmes ne contiennent souvent pas ou sensiblement pas de fréquence fondamentale, mais un certain nombre d'harmoni- ques plus élevés. Dans ces cas la fréquence fondamentale corres- pond à la périodicité de l'oscillation. Dans l'analyseur cette os- cillation est déformée, parce que les grandes amplitudes sont am- plifiées dans une plus grande mesure que ne le sont les faibles amplitudes. En même temps il se produit une limitation par le cou- rant de grille de sorte que les amplitudes les plus grandes sont amplifiées jusqu'à une valeur déterminée, ce qui s'effectue dans le tube 4 et les étages précédents qui sont connectés de la même manière. Dans le dernier étage la différence d'amplitude est si grande que seule l'amplitude la plus grande est transmise.
Analyseurs A1 à A4.
La fig. 5 représente le schéma de connexion des analy- seurs A1 à A4, dont chacun est constitué par un dispositif per- mettant de déterminer la fréquence et un dispositif permettant de déterminer l'amplitude de l'oscillation avec l'amplitude maximum dans une des quatre bandes de fréquences en lesquelles les filtres F1 à F4 divisent la parole à transmettre. Cette bande de fréquence est amenée aux bornes d'entrée 18 et 19. Le montage et le fonction- nement du premier dispositif correspond en substance à ceux du dis- positif destiné à déterminer la fréquence fondamentale montré sur la fig. 3, de sorte qu'on se réfèrera"à cette fig. pour l'expliquer.
Il est à remarquer, cependant, que la tension de réglage, qui est une mesure de la fréquence de l'oscillation avec l'amplitude maxi- mum, apparaît entre les bornes 16 et 17. Sur la fig. 5 les éléments de couplage correspondants portent les mêmes chiffres de référence que sur la fig. 3.
Entre les tubes 4 et 8 est prévu un transformateur 20,
<Desc/Clms Page number 14>
dont le secondaire est relié au dispositif destiné à déterminer l'amplitude de l'oscillation avec l'amplitude maximum. Ce dis- positif comporte un redresseur 21 qui est connecté en série avec une résistance 22 shuntée par le condensateur 23. Le montage fonc- tionne comme un détecteur de crête, de sorte qu'il se produit à travers la résistance une tension redressée qui est proportionnel- le à l'amplitude de l'oscillation avec l'amplitude maximum. La tension redressée à travers la résistance 22,après avoir été éga- lisée au moyen d'un filtre constitué par la résistance 24 et le condensateur 25, est amenée aux bornes de sortie 26, 27.
Générateur d'impulsions et générateur destiné à produire un spectre d'oscillations continu.
La fig. 6 montre le montage du générateur d'impulsions G et le montage du générateur R destiné à produire un spectre d'os- cillations continu. Le générateur d'impulsions comporte un tube à décharges 100 dont les grilles 101 et 102 sont couplées entre elles à travers le condensateur 103. A travers la résistance 104 une tension positive est amenée à la grille 102, tandis que la tension de réglage, qui est transmise sur la ligne L9 montrée sur la fig.l, est amenée à la grille 101 à travers une résistance 105.
Cette tension de réglage apparaît entre les bornes 106, 107. Entre la grille 101 et la terre est connecté le condensateur 108. Le montage de ce générateur d'impulsions est connu de sorte qu'il est superflu de l'expliquer plus en détail.
Le générateur G produit des impulsions ayant une fré- quence qui est fonction de la tension de réglage entre les bornes 106 et 107 et ces impulsions sont amenées au circuit de grille d'un tube à décharges 109. Cette commande de la fréquence par la tension de réglage se fait de telle façon que la fréquence corres- ponde toujours à la fréquence fondamentale du spectre vocal initial engendré par le microphone M montré sur la fig. 1. Lorsque le spec- tre vocal ne contient pas de fréquence fondamentale (il n'y a alors
<Desc/Clms Page number 15>
pas non plus de tension de réglage entre les bornes 106 et 107) le générateur G est bloqué et ne produit pas d'impulsions.
Le générateur R destiné à produire un spectre d'oscilla- tions continu est constitué par une résistance 110 intercalée dans le circuit d'entrée de l'amplificateur lll. A travers la ré- sistance 110 il se produit, par suite d'un mouvement électronique de Broxn dans la matière de la résistance, une tension de bruit qui, comme on le sait, est constituée par un spectre d'oscilla- tions continu. Ce spectre d'oscillations continu est amplifié par l'amplificateur 111 et amené au réseau d'atténuation 112 dont l'atténuation est réglée par la perte de tension à travers les ré- sistances 113 et 114 dans le circuit anodique du tube à décharges électriques 115. La tension de réglage apparaissant entre les bor- nes 106 et 107 est amenée à la grille de commande de ce tube.
Le montage du réseau d'atténuation 110 et du tube 113 correspond en- tièrement à celui du réseau d'atténuation 212 et 216 expliqué ci- après et du tube 221 montré sur la fig. 7 à laquelle on se référera en l'espèce. Le fonctionnement du réseau d'atténuation 112 conjoin- tement avec le tube ils est tel qu'en l'absence d'une tension de réglage entre les bornes 106 et 107 le réseau d'atténuation trans- met au circuit de grille du tube amplificateur 116 la tension qui apparaît dans le circuit de sortir de l'amplificateur 111. Cette transmission est bloquée aussit8t qu'il se produit une tension de réglage entre les bornes 106 et 107.
En résumé, il résulte de ce qui précède qu'en présence d'une tension de réglage entre les bornes 106 et 107 le généra- teur d'impulsions G amène au tube 109 des impulsions dont la fré- quence correspond à la fréquence fondamentale des phonèmes à transmettre..Par contre, il n'y a pas de transmission vers le tube 116 du spectre d'oscillations continu se produisant à travers la résistance 110. En l'absence de la tension de réglage en question le tube 109 ne reçoit pas d'impulsions, tandis que le tube 116 reçoit un spectre d'oscillations continu.
A travers la résistance
<Desc/Clms Page number 16>
117 intercalée dans le circuit anodique commun des tubes 109 et 116 apparaissent donc soit des impulsions de tension soit une tension constituée par un spectre d'oscillations continu, suivant que les phonèmes à transmettre contiennent une fréquence fondamenta- le ou non.
Les bornes 118 et 119 de la résistance 117 sont reliées aux bornes de sortie des circuits oscillants syntonisables.
Circuits oscillants syntonisables R1 à R.
Tous les circuits oscillants syntonisables R1 à R4 sont connectés de la même manière, de sorte qu'il suffit d'expliquer l'un d'eux, par exemple le circuit oscillant R1, dont le montage est représenté sur la fig. 7. Le circuit oscillant syntonisable est constitué par un condensateur 201 et l'impédance d'entrée Z qui est montée en parallèle avec ce dernier, d'un tube à décharges 202 monté en réactance. Le circuit anodique de ce tube comporte une résistance 203, et le circuit anodique et le circuit de grille sont couplés entre eux au moyen d'une bobine 204. L'impédance d'en- trée Z de ce montage est donnée par l'expression
EMI16.1
où L représente l'inductance de la bobine 204, R la résistance 203 et S la pente du tube 202. Il résulte de cette expression que Z représente l'inductance d'une self induction.
EMI16.2
qui est fonction de la pente S.
Cette pente est réglée par la ten- sion de réglage qui est une mesure de la fréquence du formant dans la bande de fréquences 200 à 400 pér./sec. et est transmise aux bornes 205 et 206 sur la fig. 7 par l'intermédiaire de la ligne L2 montrée sur la fig. 1. Le montage est réglé de telle façon que sous l'action de la tension de réglage la fréquence sur laquelle est accordé le circuit oscillant constitué par le condensateur 201 et l'impédance d'entrée Z corresponde à la fréquence du formant dans la bande de fréquences 200 à 400 pér. /sec. Par l'intermédiaire
<Desc/Clms Page number 17>
du transformateur 207 le circuit oscillant accordé est relié aux bornes 208, 209 auxquelles sont amenées les oscillations engen- drées par la source G ou R sur la fig. 1.
La tension se produisant à travers le circuit oscillant est amenée, par l'intermédiaire d'un troisième enroulement du transformateur, à l'amplificateur V1 à amplification réglable. Le réglage de l'amplification se fait en s'arrangeant de façon que la tension de réglage que transmet la ligne L1, sur la fig.l, vers les bornes 210 et 211 de la fig. 7 règle l'atténuation d'un circuit amortisseur qui est intercalé dans le circuit d'entrée de l'amplificateur V1 et est constitué par quatre résistances non-linéaires qui sont fonction de la tension (par exemple des redresseurs secs) 212, 213, 214 et 215.
Entre le point de connexion 216 des résistances 214 et 215 et un branche- ment médian 217 de l'enroulement primaire du transformateur 218 sont connectées deux résistances 219 et 220 qui sont en même temps in- tercalées dans le circuit anodique du tube amplificateur 221. La grille de commande et la cathode de ce tube sont reliées respecti- vement aux bornes 210 et 211. Le montage est réglé de telle façon que pour une valeur moyenne de la tension de réglage amenée aux bornes 210 et 211 il ne se produise.pas de tension entre les points 216 et 217. Quand la tension de réglage entre les bornes 210 et 211 augmente, le point 217 devient plus négatif, ce qui a pour effet que la résistance des résistances non-linéaires 212 et 213 augmente et celle des résistances non-linéaires 14 et 16 baisse.
Lorsque, par contre, la tension de réglage entre les bornes 210 et 211 tom- be en-dessous de la valeur moyenne, le point 217 devient plus po- sitif, les résistances 212 et 213 diminuent et les résistances 214 et 216 augmentent. Dans le premier cas le réseau amortisseur pro- duit une atténuation réduite.
Sous l'action de la commande du circuit amortisseur par la tension de réglage la tension, qui apparaît à travers le cir- cuit oscillant constitué par le condensateur 201 et l'impédance Z,
<Desc/Clms Page number 18>
se produira dans le circuit de sortie 222, 223 de l'amplificateur V1 avec une amplification qui correspond à l'amplitude du formant dans la bande de fréquences 200 à 400 pér./sec.
La zone de transmission du circuit oscillant est choisie de telle façon que cette zone ne comprenne qu'un seul formant.
Le dispositif 0 du côté réception sur la fig.l peut aussi être utilisé indépendamment pour la production artificielle de la parole. Dans ce cas les tensions de réglage nécessaires sont pré- levées, par exemple, sur un certain nombre de sources de courant shuntées par des potentiomètres. On peut régler ces derniers au moyen de touches. La manipulation des touches demande un peu d'exer- cice; toutefois, au moyen de ce dispositif une personne bien entrai- née peut produire des phonèmes, des mots et des phrases.
Le dispositif conforme à l'invention, utilisé en télé- phonie, procure une économie considérable dans la bande de fréquen- ces nécessaire pour transmettre une conversation. Dans les métho- des usuelles de transmission par téléphonie on a besoin d'une ban- de de fréquences d'environ 3000 pér. /sec., tandis que dans l'exem- ple précité on n'utilise qu'une largeur de bande de 225 pér. /sec., de sorte que dans une largeur de bande de 3000 pér. /sec. des systèmes de téléphonie usuels l'invention permet d'avoir une dizaine de con- versations.
Le dispositif conforme à l'invention peut être utilisé avantageusement dans les installations à microphone et à haut-parleur dans lesquelles il était nécessaire jusqu'ici d'attacher beaucoup d'attention à l'élimination de réactions acoustiques.
Lorsqu'on utilise dans ces installations un dispositif conforme à la présente invention il n'y a pas de risque de voir se manifester ces réactions, parce que les oscillations vocales re- produites par le haut-parleur sont toujours légèrement différentes, -,en ce qui concerne la fréquence, des oscillations initiales.