Имитирование голоса и речи — одно из старейших направлений, в котором работают инженеры и музыканты-электронщики. Алгоритмические и акустические аспекты синтеза речи постоянно изучаются, отвечая потребностям всего общества: Восстановленный человеческий или полностью синтезированный голос используется во многих областях и системах, например в телефонии и связи, в интерфейсах для незрячих или для водителей, в системах массового оповещения. Музыка, отражая многие явления индустриального и пост-индустриального общества, не обошла стороной и феномен говорящих машин. У многих с речевым синтезом в первую очередь ассоциируются Kraftwerk с их Radioactivity, Die Roboter. У кого-то ещё могут ассоциироваться U96 и их техно-хит Das Boot.Для имитации голоса и речи используются вокодеры, компьютеры, семплирование, цифровые и аналоговые речевые синтезаторы, формантные фильтры. Они могут отличаться разной степью достоверности или напротив, необычности. Вокодеры, являясь по сути многополосной цепочкой фильтров, как такового синтеза не производят, поскольку для формирования артикуляционного материала используется человек. А про те устройства, которые генерируют речь самостоятельно, далее и пойдёт речь.
В двух предыдущих частях были описаны аналоговые и цифровые чипы, выполняющие элементарные базовые операции. На их основе можно создать законченные функциональные блоки: от мигающей ёлочной гирлянды до микшерной консоли топ-уровня или аналогового синтезатора. В заключительной третьей части речь пойдёт о микросхемах такого высокого уровня интеграции, который позволяет создать законченный функциональный блок с использованием одной-единственной микросхемы и минимума дополнительных пассивных компонентов. Охватываются функциональные генераторы и специализированные микросхемы CEM, SSM, THAT и другие.
В предыдущей части статьи описывались наиболее популярные и часто используемые в звуковой и музыкальной технике микросхемы. Во этой части будут описаны микросхемы CMOS (КМОП). Микросхемы по CMOS технологии активно используются в цифровой технике за счёт высокого быстродействия, малого энергопотребления и дешевизны производства. Однако любой цифровой прибор является таковым лишь по основному назначению. Множество классических микросхем серии CMOS 4000 используется в аналоговой технике. Далее, для удобства чтения, уровни логической единицы и логического нуля будут обозначаться как л1 и л0, а тактовый импульс будет называться «клок». За уровень л1 в CMOS-приборах принимается напряжение выше 2/3 дифференциального напряжения между Vdd и Vss, а за л0 напряжение ниже 1/3. Также используются понятия «фронт» и «спад», которые означают момент перехода напряжения клока из л0 в л1 и обратно.
Возможно, для кого-то это будет открытием, но далеко не все микросхемы — цифровые. Да и приборы, которые внешне содержат пару чипов и совсем немного дискретных компонентов, могут быть истинно аналоговыми и звучать тепло и винтажно. На дискретных компонентах слишком сложно, а подчас и дорого делать сложные схемы: резонансные фильтры, прецизионные управляемые усилители и тому подобное, поэтому в любой схеме, претендующей на стабильность, эффективно использовать интегральные схемы. В этой статье описывается базовый набор микросхем, с которыми стоит ознакомиться любому, кто занимается разработкой или доработкой схемотехники для аудио, обработки и синтезаторов.