变声器设计方案

毕业设计变声器的设计与实现学生姓名：学号：系部：专业：指导教师：2015年6月诚信声明本人郑重申明：所呈交的毕业论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

本人签名：年月日语龄变换麦克风的设计与实现摘要变声器从总的方面分为硬件变声器和软件变声器。

变声器的原理都是通过改变输入声音的基本频率，进而改变声音的音色和音调，使输出的声音在感官上与原来有很大的差异。

实质就是对语音信号进行基频和共振峰频率的变化。

本设计通过介绍基于WIN8072变声芯片的硬件变声系统，对系统各部分功能模块的工作原理进行了详细介绍和硬件的设计。

芯片内部有自带的A/D、D/A转换功能和声音频率改变功能。

使用驻极体麦克风对语音信号进行采集，利用芯片对语音信号进行模数转换，使声音频率发生改变，然后又进行数模转换使信号输出。

将改变的信号搭配使用LM386的音频功率放大电路，对语音信号进行放大处理，最终通过电动式扬声器输出变声后的声音。

经过检测发现本设计基本实现了变声功能，达到了预期的效果。

关键字：变声芯片，声音频率，LM386，音频功率放大The Design and Implementation of a Language Age ShiftMicrophoneAbstractVoice changer in general can be divided into hardware and software. The principle of voice changer is by changing the fundamental frequency of the voice input, and then change the sound timbre and tone, enable the voice output in sensory and had great difference. The essence is the change of the fundamental frequency and the fundamental frequency of the speech signal.Through the design of the hardware voice system based on WIN8072 voice chip and working principle of each part of the function modules of the system were introduced in detail and the hardware design. The chip has its own A/D, D/A conversion function and sound frequency change function. The speech signal is acquired by using the microphone in the polar body, and the signal is converted by the chip to the speech signal, and the sound frequency is changed, and then the signal output is converted to a digital mode. Using LM386 audio power amplifying circuit of the signal will change the match, on speech signal for amplification processing, finally through the electric loudspeaker output voice after voice.After tests found the design basically achieved the voice function, achieve the expected effect.Key words: Voice chip，Voice frequency，LM386，Audio power amplifier目录第1章绪论 (1)1.1 课题意义与背景 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.2.1 国内外语音变换研究现状 (1)1.2.2 语音处理存在的问题与缺陷 (3)1.2.3 本文主要研究的内容 (4)第2章变声器的原理介绍 (5)2.1 变声的基本原理 (5)2.2 变声器的基本原理 (6)2.3 变声器的类别和功能 (7)第3章变声器各部分功能模块 (8)3.1 语音信号的采集 (8)3.1.1 驻极体话筒的构造及原理 (8)3.1.2 驻极体话筒主要的参数指标 (9)3.2 模数转换（A/D）和数模转换（D/A） (10)3.2.1 模数转换（A/D） (10)3.2.2 数模转换（D/A） (11)3.3 SRAM（静态随机存取存储器） (11)3.3.1 SRAM主要规格 (11)3.3.2 SRAM基本特点和用途 (12)3.3.3 SRAM结构原理 (12)3.4 电动式扬声器 (12)3.4.1 电动式扬声器结构 (12)3.4.2 电动式扬声器各部分介绍 (13)第4章音频功率放大器LM386 (15)4.1 LM386具体描述 (15)4.2 LM386特性 (15)4.3 LM386详细介绍 (16)4.3.1 LM386内部电路 (16)4.3.2 LM 386的引脚特点 (17)第5章基于WIN8072的变声系统设计 (18)5.1 变音ICWIN8072的具体描述 (18)5.2 WIN8072特征 (18)5.2.1 电气特征 (18)5.2.2 脚位描述 (19)5.2.3 典型的应用电路 (19)5.3 变声器硬件的实现 (19)第6章总结 (23)参考文献 (24)致谢 (26)第1章绪论1.1 课题意义与背景对语音信号进行一些变换使之能够产生性别变化的特效，比如在男声、女声、老年人声和童声之间相互变换，最后达到伪装的效果。

变声器制作方法
嘿，朋友们！今天咱就来讲讲变声器制作方法。

你说这变声器，多
有意思呀！就像给声音施了魔法一样。

先来说说硬件方面。

你得有个好的麦克风，这就好比战士上战场得
有把趁手的兵器呀！不然声音录进去都不清楚，还变啥声呀。

然后呢，就是电脑啦，这可是处理声音的大功臣。

软件呢，也有不少选择。

有些软件操作起来简单得很，就像小孩子
玩游戏一样。

比如说那个啥，打开软件后，界面上各种按钮，就像一
个个小魔法阵。

你就可以根据自己的喜好，去调整音调啦、音色啦。

想象一下，你可以把自己的声音变成萌萌的萝莉音，那感觉，是不
是特别奇妙？或者变成一个低沉的大叔音，哇，那反差，肯定能让人
吓一跳。

还有哦，你可以试着模仿一些明星的声音呀。

比如说模仿周杰伦那
种含糊不清但又超有个性的声音，或者模仿林志玲那嗲嗲的声音，哈哈，多好玩呀！
在制作变声器的过程中，可要有耐心呀。

就像盖房子，一砖一瓦都
得精心堆砌。

你得慢慢调试那些参数，听听声音的变化，找到最适合
自己的那个感觉。

而且哦，你还可以给自己的声音加上一些特效，比如回声呀、混响呀，这就像给声音穿上了漂亮的衣服。

咱再举个例子啊，就好像做饭一样，麦克风是食材，软件是调料，你就是那个大厨，得精心烹饪出一道美味的声音大餐。

哎呀，说了这么多，其实变声器制作就是这么回事儿。

只要你有兴趣，有耐心，肯定能做出属于自己的独特变声器。

让你的声音在各种场合都能大放异彩，给大家带来惊喜和欢乐。

怎么样，心动了吧？那就赶紧动手试试吧！。

信号与系统课程设计(论文)设计（论文）题目变声器的设计与实现学院名称专业名称学生姓名学生学号任课教师设计（论文）成绩教务处制2016年11月10 日摘要变声器的原理是通过改变输入声音频率，进而改变声音的音色，音调，是输出声音在感官上与原声音不同。

变声器是借助对声音音色和音调的双重改变而使输出声音改变。

目前，变声器被运用在各个领域，比如保护人生安全，防止打击报复，还有各种软件上都有变声软件。

在实验室里我们有两个方法到达变声的目的。

一是通过MATLAB编写程序对声音信号的时频域进行分析，通过傅里叶变换进行频谱分析，得到声音的特征，将男女生的声音进行对比，得出男女生声音的主要频段，分析男女生声音的特征；再对所得信号进行滤波处理，最后改变声音的音色和音调，到达变声的目的。

二是通过硬件来实现，我们用RTS0072B来实现变声，可以减少变声的步骤，但是需要硬件电路板来实现变声电路[1]。

关键词：MATLAB;RTS0072B;变声目录摘要 (2)第1章引言 (4)1.1设计背景 (4)1.2设计目的 (4)1.3设计要求 (4)第2章实验原理 (5)第3章基于MATLAB的语音信号分析 (6)3.1 常见声音信号的频率范围 (6)3.2 声音信号的时域和频域分析（程序详见附录（1）） (6)3.3 声音信号的滤波处理（程序详见附录（2）） (7)第4章基于STC89C52的变声器设计 (9)4.1硬件实现 (9)4.1.1实验器材 (9)4.1.2 实验原理图 (9)4.1.3 RST0072B芯片 (10)4.1.4 ISD1700存储芯片 (11)4.1.5 硬件实物图 (11)4.2软件实现 (12)第5章实验总结 (13)参考文献 (14)附录 (15)第1章引言1.1设计背景变声器是通过改变输入音频的音色、音调，并将变声后的音频输出的工具。

根据变声器材质不同，变声器分为变声器硬件和变声器软件。

变声器硬件，即通过硬件实现变声的工具，譬如，知名动画名侦探柯南中，柯南侦破案件时扮演毛利小五郎时，使用的蝴蝶结，就是一种变声器，柯南正是通过这一蝴蝶结，模拟成毛利小五郎的声音，进行案件侦破的，这一变声器可称之为蝴蝶结变声器。

华都信息招投标变声系统1系统概述华都会议变声系统是一款大容量、高性能、可编程的会议变声系统软件产品，是专为公共资源交易中心量身定做的，它涵盖了多项专利技术，采用多层次、多模块的架构的设计，将交换技术、CTI技术、Internet 技术、VOIP技术、软交换技术、网络技术和数据库技术于一体，提供完整的会议变声系统解决方案。

华都会议变声系统通过多年应用，无论从稳定性、灵活性和扩展性都是首屈一指的。

2系统结构2.1 系统物理结构如上图所示，会议变声系统由核心会议变声服务器和多个分机构成。

结构说明：1）会议系统服务器：系统核心处理平台，运行会议变声系统，实现通信网络和数据网络的融合。

会议系统服务器实现交换机功能，完成分机呼叫功能、会议功能、变声功能等功能。

会议系统服务器由工控机+板卡组成。

根据业务需要，若分机容量大，建议采用交换机方式。

2）分机：分机是会议系统的终端设备，可以采用普通话机，易可以采用专业的会议话机。

通过分线盒接入会议系统服务器，实现电话功能。

3）与评标系统接口：通过与评标系统接口，可以实现只允许评标专家分机呼叫投标人分机。

2.2 系统软件结构华都会议变声系统是基于分布式、模块化的设计理念，以TCP协议为基础，集成主流交换硬件设备、功能强大的CTI服务器、构成一套性价比高、配置灵活、扩展性强、可靠性高的会议变声系统解决平台。

本系统从逻辑上主要由3层组成，分别为应用层、核心平台层和硬件层。

系统整体的结构逻辑图如下图。

2.2.1应用层系统的最上层是应用层，实现分机功能，包括分机呼叫、接听、置忙、置闲、查询分机状态、监听、强插、强拆等功能。

分机业务流程的构建基础是脚本二次开发接口，核心控制层通过模块调用，可以动态调用不同的业务流程，实现多业务整合。

随业务应用需求变化，只需要更改应用成脚本即可以实现不通的业务逻辑。

2.2.2核心平台层系统的中间层的是核心控制层，由CTI服务器软件(CTIServer）、数据库网关软件(DBGateway)组成。

基于LabVIEW的变声器设计摘要：数字信号处理技术在语音信号的处理中具有十分重要的意义，是语音变换的处理方法之一。

基于在语音变换时的技术要求，本文介绍了一种在基音同步叠加（PSOLA）算法的前提下，结合重采样技术实现语音变调不变速的方法，在分析变换理论及具体算法的基础上，利用LabVIEW编程实现语音的多种频率变换以及男∕女声变换。

关键词：基音同步叠加（PSOLA）算法; 重采样; 频谱搬移; 语音转换LabVIEW-based variable sound design Abstract: Digital signal processing technology is of great significance in speech signal processing, is one of the processing method of voice transformation. Based on the technical requirements in the voice change, this paper describes a synchronous overlap in pitch (PSOLA) algorithm premise resampling technique combining voice tone does not shift method, based on the analysis of specific algorithms transform theory and on the use of LabVIEW programming a variety of voice frequency conversion and male / female transformation.Keyword: PSOLA; resampling; spectrum shifting; V oice conversion0 引言在音频信号处理中，将源说话人语音中的个性特征转换成目标说话人语音的个性特征的语音信号处理技术，称为语音变换技术。

一、教学目标1. 让学生了解实体变声器的原理和功能。

2. 培养学生动手操作和解决问题的能力。

3. 增强学生对声音传播和声学知识的兴趣。

二、教学对象本课程面向初中一年级学生，需具备基本的物理知识和动手能力。

三、教学资源1. 实体变声器装置一套。

2. 多媒体教学设备（电脑、投影仪等）。

3. 教学课件。

4. 实验指导书。

四、教学过程（一）导入1. 展示实体变声器实物，引导学生观察其外观和构造。

2. 提问：同学们，你们知道这是什么吗？它有什么作用？（二）讲解实体变声器原理1. 利用多媒体设备展示实体变声器的工作原理图。

2. 讲解实体变声器的基本组成部分，如麦克风、放大器、扬声器等。

3. 解释声音传播的原理，包括声波、频率、振幅等概念。

（三）实验操作1. 将学生分成小组，每组发放一套实体变声器装置。

2. 教师指导学生组装实体变声器，确保每个学生都能独立完成。

3. 学生进行实验操作，体验实体变声器的工作效果。

4. 教师巡回指导，解答学生在实验过程中遇到的问题。

（四）实验数据分析1. 让学生观察实验数据，如声音的强弱、音调等。

2. 引导学生分析实验结果，探讨影响声音传播的因素。

3. 鼓励学生提出自己的观点，培养他们的创新思维。

（五）总结与反思1. 教师引导学生总结实验过程中的收获和体会。

2. 学生分享自己在实验中的发现，提高语言表达能力。

3. 教师点评学生的表现，指出不足之处，提出改进建议。

五、教学评价1. 实验操作评价：根据学生的实验操作过程和结果，评价其动手能力和实验技能。

2. 数据分析评价：根据学生的实验数据分析和结论，评价其观察能力和分析能力。

3. 总结反思评价：根据学生的总结和反思，评价其语言表达能力和创新思维。

六、教学延伸1. 组织学生参观声学实验室，深入了解声音传播的原理。

2. 开展声学知识竞赛，激发学生对声学知识的兴趣。

3. 鼓励学生创作与声学相关的科技小发明，培养学生的创新精神。

通过本课程的学习，使学生掌握实体变声器的基本原理和操作方法，提高学生的动手能力和创新思维，为后续的物理学习奠定基础。

科学实验变声器教案中班引言。

在日常生活中，我们经常会听到各种各样的声音，有高音、低音、尖细的声音和低沉的声音等等。

这些声音是由不同频率的声波所产生的，而声波的频率会影响到声音的音调。

在这个实验中，我们将利用简单的材料制作一个变声器，通过改变声波的频率来改变声音的音调，让孩子们在实验中探索声音的奥秘，增强他们的科学兴趣和动手能力。

实验目的。

1. 了解声音的产生和传播原理；2. 制作一个简单的变声器，观察声音的变化；3. 探索声音的频率对音调的影响。

实验材料。

1. 空的纸杯（塑料杯也可以）；2. 一根橡皮筋；3. 一根小木棍（或者是一根铅笔）；4. 一张塑料薄膜（可以用保鲜膜代替）；5. 剪刀；6. 胶带；7. 计时器。

实验步骤。

1. 将纸杯的底部剪掉，使其变成一个开口的圆筒状；2. 将塑料薄膜拉紧放在纸杯的开口上，用胶带固定住；3. 将橡皮筋固定在纸杯的两端，使其横跨在纸杯的开口上；4. 将木棍插入橡皮筋中间的位置，使其横跨在纸杯的开口上；5. 用手指轻轻拉动木棍，观察声音的变化；6. 使用计时器记录下不同频率下的声音变化。

实验原理。

声音是由物体振动产生的，当物体振动时，会产生声波，声波通过介质传播，最终被我们的耳朵所接收。

在这个实验中，纸杯和塑料薄膜构成了一个共振腔，当橡皮筋和木棍振动时，会产生不同频率的声波，从而产生不同音调的声音。

拉动木棍的速度和幅度不同，会使橡皮筋产生不同频率的振动，从而产生不同音调的声音。

实验结果。

通过实验，我们可以观察到当木棍振动的频率增加时，声音的音调也会变高；当木棍振动的频率减小时，声音的音调也会变低。

这表明声音的音调与声波的频率有着直接的关系，频率越高，音调越高；频率越低，音调越低。

通过这个实验，我们可以让孩子们直观地感受到声音的频率对音调的影响，增强他们对声音物理性质的理解。

实验延伸。

1. 可以尝试使用不同材质的纸杯和塑料薄膜，观察声音的变化；2. 可以尝试改变橡皮筋的松紧程度，观察声音的变化；3. 可以尝试用不同大小的纸杯和塑料薄膜，观察声音的变化；4. 可以尝试在共振腔内放入不同材质的物体，观察声音的变化。

变声器的毕业设计在我的记忆中，有这么一件有趣的事儿，和变声器有关。

那是一次学校的文艺演出，我负责后台的一些工作。

当时有个小品节目，其中一位同学需要用特殊的声音来增加喜剧效果。

于是，我们想到了使用变声器。

当我第一次拿到那个变声器的时候，心里充满了好奇和期待。

它小小的身躯，却有着神奇的魔力，能让人的声音瞬间发生巨大的变化。

我迫不及待地想要试试它的效果。

我插上耳机，轻轻对着麦克风说了一句话，然后调节着变声器上的旋钮。

哇！我的声音一下子从原本的清脆变成了低沉沙哑，就好像是一个历经沧桑的老人在说话。

这可把我乐坏了，我不停地变换着各种声音，一会儿是稚嫩的孩童，一会儿是神秘的外星人，玩得不亦乐乎。

然而，真正的挑战来了。

在演出中，要让变声器与演员的表演完美配合，可不是一件容易的事儿。

我们反复调试，确保声音的变化不会显得突兀，能够自然地融入到表演中。

就在正式演出的时候，还是出了一点小插曲。

那位同学在台上表演得正投入，突然变声器的声音出现了卡顿，原本应该是尖细的声音变得断断续续。

我在后台急得满头大汗，手忙脚乱地检查着线路和设置。

好在，经过一番紧张的调整，变声器又恢复了正常，演出得以顺利进行。

这件事让我深刻地体会到，哪怕是一个小小的变声器，要想把它运用好，也需要付出很多的努力和心思。

言归正传，咱们来聊聊变声器的毕业设计。

对于很多学相关专业的同学来说，这可是一个让人又爱又恨的课题。

变声器的毕业设计，可不是简单地摆弄几个零件，调调参数就能完成的。

它需要我们对声音的原理、电子电路、编程等知识有深入的理解和掌握。

首先，你得搞清楚声音是怎么产生和传播的。

就像我们平时说话，声带振动产生声波，然后通过空气传到别人的耳朵里。

而变声器呢，就是要在这个过程中“做手脚”，改变声波的频率、振幅等特征，从而让声音发生变化。

比如说，如果你想把自己的声音变成一个可爱的萌妹子，那就要降低声音的频率，让声音听起来更尖细、更甜美。

这就需要你通过电路设计或者软件算法来实现。

目录前言 (2)第1章课程设计基本原理 (3)第一节设计要求 (3)第二节设计方案 (3)1语音信号录制 (3)2 对信号做1024点FFT变换 (4)3 滤波器的选择与设计 (5)4 变声的实现 (8)5. foundpitch函数程序 (14)第2章MATLAB语言编程与运行 (16)2.1 MATLAB的介绍 (16)2.2 MATLAB的基本应用 (17)第3章总结分析 (18)总结与致谢 (19)参考文献 (20)前言语言是我们人类所特有的功能，它是传承和记载人类几千年文明史的工具，没有语言就没有我们今天人类的文明。

语音是语言最基本的表现形式，是相互传递信息的重要手段，是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息的形式。

语音信号处理属于信息科学的一个重要分支，大规模集成技术的高度发展和计算机技术的飞速前进，推动了这一技术的发展；它是研究用数字信号处理技术对语音信号进行处理的一门新兴学科，同时又是综合的多学科领域和涉及面很广的交叉学科，因此我们进行语音信号处理具有时代的意义。

语音学和数字信号处理的交叉结合便形成了语音信号处理。

语音信号处理是建立在语音学和数字信号处理基础之上的，对语音信号模型进行分析、存储、传输、识别和合成等方面的一门综合性学科。

语音信号的进一步处理分析工作选用了MATLAB平台。

MATLA是一种科学计算软件，专门以矩阵的形式处理数据。

MATLAB将高性能的数值计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内置函数，不断完善MATLAB产品以提高产品自身的竞争能力MATLAB的数据分析和处理能力十分强大，运用它来进行语音信号的分析、处理和可视化相当便捷。

在编程效率、程序可读性、可移植性和可扩充性上MATLAB 远远优于其他的高级编程语言，而且编程易学、直观，代码非常符合人们的思维习惯。

另外MATLAB 为用户提供了丰富的Windows图形界面设计方法，使用户能够在利用其强大的数值计算功能的同时可设计出友好的图形界面，它受到了越来越多的用户的欢迎。

文章主题：基于MATLAB的变声器设计与实现在音乐和语音处理领域，变声器是一种常见的设备，它可以改变声音的音调和音色，为音乐创作和语音处理带来了更多的可能性。

在本文中，我们将探讨基于MATLAB的变声器设计与实现，从原理到具体实现，为读者带来深入了解和实践指导。

一、变声器的原理和应用变声器是一种可以改变声音频率和谐波结构的设备，它在音乐创作、电子音乐制作以及语音处理中有着广泛的应用。

通过改变声音的音调和音色，变声器可以为音频增加特殊效果，为音乐创作和语音处理带来更多可能性。

二、MATLAB在音频处理中的应用MATLAB作为一种强大的科学计算软件，拥有丰富的音频处理工具和函数库，可以方便地进行音频数据处理和分析。

在音频处理中，MATLAB可以实现音频的读取、录制、分析、处理和合成，为音频处理带来了极大的便利。

三、基于MATLAB的变声器设计1. 我们需要了解音频信号的基本特性，包括音频信号的采样和量化过程，以及MATLAB中的音频数据表示方式。

2. 我们需要设计变声器的算法，包括音频信号的频率变换、时域变换和谐波结构的改变。

3. 接下来，我们可以使用MATLAB编写变声器的代码，包括音频信号的读取、处理和输出，以及界面设计和交互操作。

4. 我们还可以对设计好的变声器进行优化和测试，以确保其性能和效果达到预期的要求。

四、实现和应用通过上述步骤，我们可以在MATLAB中成功设计并实现一个变声器，可以对音频进行实时处理和效果展示。

在使用过程中，我们还可以根据具体音频的特点和需求，调整变声器的参数和效果，以获得更加理想的音频处理效果。

五、个人观点和总结基于MATLAB的变声器设计与实现，不仅可以帮助我们更好地理解音频处理的原理和方法，还可以为音乐创作和语音处理带来更多的可能性。

通过学习和实践，我们可以更深入地了解音频处理的相关知识，并掌握MATLAB在音频处理领域的应用技巧，为自己的学习和工作增添新的动力和乐趣。