设备语音控制。方案、说明

设备语音控制。无线电电子电气工程百科全书

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使用家用电器（例如电灯）时，有一个不便之处：您想安稳地睡觉，但必须起床，到插座处拔掉插头。所提出的电子设备允许您仅通过发出声音来远距离控制（打开或关闭）各种家用电器。只需说出某个词即可：收音机或电视机已启动（或停止）；电灯或圣诞树花环着火（或熄灭）。

该装置由一个遥控器和三个开关组成。使用三个命令字进行控制：“灯”-打开灯，“颜色”-打开圣诞树花环，以及“声音”-使无线电接收器工作。

包含滤波器块的控制台方案如图 1 所示，其中分析音频信号（口语）的频率和幅度。

米。 1、家用电器语音控制面板示意图（点击放大）

分析结果被传送到存储电路以与命令字进行比较。当它们匹配时，存储电路就会发出控制信号来打开或关闭灯、圣诞树花环或收音机。

来自BM1麦克风的语音信号馈送到滤波器单元的晶体管VT1、VT11、VT22和VT25的基极。在晶体管VT2、VT3、VT4上装有高通滤波器，从语音信号中提取嘶嘶声“s、c、z”，经高频滤波器滤除，通过电路C1-VT2 - VT3 - R6 - VT4。另外，声音“s、c、z”的信号经过晶体管VT5和VT6、电容器C2、电阻器R8-R11上的电路进行滤波。所产生的直流电压，其电平等于声音信号“c”，通过电路R12-C3-R13。声音“s、c、z”的信号及其电压电平通过电路R32-C5-R34。声音“s、c、z”的相同信号通过电阻R33打开晶体管VT15。通过二极管VD2接到晶体管VT7的基极，发声“c”的语音信号使其打开，晶体管VT8截止。集电极VT8上形成的电压对电容器C4充电。充电的电容器使晶体管 VT7 保持打开状态，而晶体管 VT8 保持关闭状态。在晶体管VT7的基极接收的声音信号“c”由存储电路的晶体管VT7和VT8、电阻器R14-R17、电容器C4上组装的逻辑元件存储。来自晶体管T8集电极的高电平信号经过双延迟线，由晶体管T9和VT 10、电阻器R18-R22、电容器C6、二极管VD1和晶体管VT19和VT21、电阻器R23、R67组成。、R69、R70、R72、电容器C12、二极管VD9并通过二极管VD4进入晶体管VT8的基极，将其打开。此时，晶体管VT7截止。其集电极两端的电压将为零。不会有记忆“s”音的信号。

当声音“c”或“h”的信号通过VT3基极的VD16二极管到达时，晶体管打开，VT17关闭。存储电路的逻辑元件（晶体管VT16、VT17）在高电平电压从晶体管VT17的集电极通过晶体管VT18上的延迟线的持续时间内记住声音信号“c”或“h” VT20、电阻器R39-R43、电容器C7、二极管VD5。高电平电压通过VD6二极管进入VT17晶体管的基极，将其打开。在这种情况下，晶体管VT 16将闭合。晶体管VT17的集电极电压为零。也不会出现用于记忆“ts”或“z”声音的信号。

当三极管VT8集电极电压为高电平时，有声音信号“s”，经电阻R97到达三极管VT46的基极，使三极管VT17导通。此外，来自晶体管VT105集电极的高电平电压通过电阻R51打开晶体管VT49，从而阻止晶体管VT101的打开，防止来自晶体管VT33集电极的高电平电压流经电阻R17。同时，来自晶体管VT81集电极的高电平电压通过电阻R109和R39提供给晶体管VT53和VT39的基极，使它们打开。 VT53和VT38集电极连接到VT52和VTXNUMX晶体管的发射极，这反过来使得当高电平电压施加到它们的基极时可以打开这些晶体管。

第一低通滤波器的功能由晶体管VT12-VT14、电阻器R25-R31、电容器C8和C9执行，声音信号通过该滤波器。开路晶体管VT15阻止语音信号中的嘶嘶声从晶体管VT14的集电极通过，低频信号从晶体管VT76的集电极通过电阻器R36进入晶体管VT37的基极，从而将其打开。此时，晶体管VT37将截止。由此产生的高电压从晶体管 VT20 的集电极通过电容器 C85（平滑高压纹波）、电阻器 R40 进入晶体管 VT84 的基极，将其打开。由电阻器 R89 和 R10 组成的分压器两端的电压将通过 VD40 二极管和开路晶体管 VTXNUMX 变为零。

经过第一级滤波器后，“声音”一词的语音信号以声音“呜”的形式通过电阻R107到达电容C25，电容C108释放的电压经过电阻R14和二极管VD52 ，打开存储电路的晶体管VT53。晶体管VT52发射极电路中的晶体管VT17也开路，因为在其基极有来自晶体管VT109集电极的声音存储信号“h”的电压通过电阻器R54。这使得晶体管VT115闭合，并且来自其集电极的高电平电压通过电阻器R56打开晶体管VT55。当暂停发生时（说出单词），VT84晶体管打开，因为电阻R89、R40的分压电路中的VT114晶体管截止，并且通过电阻R55的高电平电压使VT57晶体管打开。然后晶体管VT123关闭，其集电极上产生的高电压电平通过电阻器R61将到达晶体管VT62的基极，将其打开。晶体管VT63也开路。 VT12 晶体管将关闭，其集电极上产生的高电压电平将传送到控制面板的输出 XNUMX。

第二低频滤波器包含晶体管VT25、VT27、VT29，电阻器R50、R52、R54、R55，电容器C15。

音频信号的高频成分通过电路C13-VT23-R47-C14-VT24-H49-VT26-R5Z经过滤波器，进入VT28晶体管的基极，将其打开并阻止语音信号的嘶嘶声从VT25晶体管的集电极通过。

结果，来自晶体管VT25集电极的语音信号进一步沿着电路C15-VT27-R54-VT29-R56-C16-VT30-R58-VT31传递，其中晶体管VT31集电极上产生的电压通过电阻器R77馈送到电容器C24，其电压电平对应于单词“light”或“color”中的声音信号“vet”。电容器C24上释放的电压通过电阻R80、二极管VD12打开存储电路的晶体管VT38。发射极电路中的VT39晶体管也处于开路状态，因为其基极由VT17晶体管的集电极通过电阻R81提供声音存储信号“c”或“s”的高电平电压。此时，晶体管VT41截止。其集电极上形成的高电平将通过电阻R90使VT43晶体管打开。停顿期间，其集电极电路中的 VT42 晶体管在说话时也将打开。同时，VT44晶体管截止。从其集电极经电阻R95输出的高电平电压将使VT58晶体管打开，在该晶体管的发射极电路中有一个VT59晶体管，通过电阻R120和R121两端的分压器在其基极产生高电压而打开VT60晶体管。。因此，VT9晶体管将关闭，其集电极上产生的高电压电平将到达控制面板的输出9。因此，在控制面板的输出XNUMX处，将出现单词“颜色”的控制命令信号。

如果说出“灯”字，则从VT8晶体管的集电极经电阻R97发出的声音信号“c”将使VT46晶体管以其高电平打开，然后电阻R120、R121分压器两端的电压将变为零。结果，VT59 晶体管将关闭，VT60 晶体管将打开。其集电极上将出现低电压电平。遥控器的输出9处不会有控制信号。开路晶体管VT46的集电极通过VD13二极管连接到VT45晶体管的发射极，确保来自电阻器R95的信号通过“基极、发射极及其开路”结通过它。此时，VT47晶体管截止，其集电极出现高电平，供给控制板的输出6，对应“灯”字的控制命令。

当发音一个词尾听起来像“光”这个词或任何带有“光”、“颜色”和“声音”的连续语音时，VТЗЗ晶体管的集电极上会出现一个高电压电平，通过电阻R101到达VT49晶体管的基极，将其打开，从而防止存储电路的VT17晶体管的集电极上出现高电压电平，从而避免输出6、9、12处的高电压电平，其对应于单词“光”、“颜色”、“声音”的控制命令。此时，晶体管VT 17的集电极首先出现高电压电平，通过电阻R105使晶体管VT51开路，其集电极与晶体管VT49的集电极连接，从而防止在晶体管VT 41的集电极上出现高电压电平。其集电极并打开晶体管VT128。当通过电阻R64接收到“光”或“颜色”字样时，在VT129晶体管的集电极上形成的高电压电平打开VT62晶体管，而在其集电极上形成的低电压电平通过电阻R61关闭VT63晶体管。，其集电极连接至晶体管VT12的发射极。结果，VTXNUMX 晶体管将打开，其集电极上将出现低电压电平。这不允许命令词“光”或“颜色”出现在控制面板的输出XNUMX处。连续说出的所有三个命令都收到自己的输出。

遥控器使用麦克风“Shoroh-5”。尺寸为 180x155 mm 的控制面板印刷电路板图如图 2 所示。

米。 2. 控制面板印刷电路板的拓扑结构（晶体管的基极、集电极和发射极的名称 - 分别为拉丁字母 B、C 和 E）（点击放大）

来自遥控器输出 6、9、12 的控制信号被馈送到开关的输入。设备上的所有开关都是相同的，因此只需考虑其中之一的操作即可。

当控制信号施加到开关（图 3）的输入时，您可以打开或关闭各种设备。

米。 3. 开关印刷电路板的示意图和拓扑（晶体管的基极、集电极和发射极的名称分别为拉丁字母B、C和E）（点击放大）

该装置的工作原理如下。 +12V 电源电压从控制面板提供到输入 4、从输出 5 提供到第一个开关、从输出 8 提供到第二个开关、从输出 11 提供到第三个开关。负输入 6 在第一个开关处连接到遥控器的输出 7，遥控器的输出 10 - 带有第二个开关的负号，输出 13 - 带有第三个开关的负号。输入端5接收控制信号（高电平电压），该信号经电阻R1、电阻R2、二极管VD1到达晶体管VT1的基极，使晶体管VT2基极导通，晶体管VT1截止。集电极上形成的电压对电容器C9充电，电容器C1通过电阻R2使晶体管VTXNUMX保持开路状态，从而使晶体管VTXNUMX保持关闭状态。

输入端 5 接收到的晶体管 VT1 和 VT2 的控制信号被存储。此时三极管VT2集电极的高电平电压经电阻R7到达三极管VT3的基极，三极管VT4基极导通，三极管VT1也导通，从而使继电器K2导通。其触点将闭合，执行器将打开。同时，三极管VT10集电极输出的高电平电压经电阻R2、电容C14、电阻R5延时到达三极管VT6的基极，使三极管VT5基极开通，三极管VT2截止。输入端2接收到的下一个控制信号通过电阻器R5、二极管VD1到达开路晶体管VT5的集电极，并且该信号还通过电阻器R2和R2到达晶体管VT1的基极，将其打开。电容器C3将通过开路的晶体管VT4放电。晶体管VT1和VTXNUMX将截止。继电器 KXNUMX 和执行器将关闭。

下次收到控制信号时，继电器 K1 将动作，其触点 3、2 将闭合，执行器将打开。随后通过继电器K1的控制信号将关闭执行器等。

该装置使用继电器K1型号FRS10C-03。继电器12V：3A/125V。电容器C1、C2——电解电容器。电阻器 - MLT 型，0,125 W。尺寸为 75x30 mm 的印刷电路板的拓扑结构如图 3 所示。

查看其他文章 部分时钟、定时器、继电器、负载开关.

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