まず、音声合成回路（μPD7752）について、いろいろと情報を探しました。
以下のものを参考に出来そうです。
１）μPD7752 データシート
外部からの使い方が一通り記載されています。
２）NEC技報1981-10
内部の構造が大体記載されています。
ただ、具体的な数値とかが書かれていないので、自分で調べる必要があります。
３）ciscさん作、μPD7752風味 音声合成エンジン http://retropc.net/cisc/sound/
これ、すごいですね。内部構成をどうやって調べたんだろ？
４）KAWさんの「Making「音声出力」」 http://kaw.my-sv.net/index.htm
直にμPD7752を使う時の方法がわかります。
テーブルが一部不完全ですが、上記のNEC技報に内容が記載されています。
上のものより内部回路を再現していくつもりです。
内部構成は、大体２）に記載されていますが、変換テーブルやパラメータの初期値など、
実現するのに必須なものの具体的な数値の記載はありません。
外部からうまくパラメータを与えて、内部を調べるしかなさそうです...
μPD7752 の出力には、スピーカーにつながっているアナログ出力以外に、
D/A前のデジタル出力があるので、これを解析していくことになります。
シリアル出力が面倒なので、S/P変換した後にモニタリングします。
ciscさんからは宿題として、逆変換して音声をパラメータ化してみてください、と言われたのですが、まだ実現してません。
>色々と機材を使ってデータを流し込んでは結果を取り出して
>パラメータを拾い出したそうです。
が大変です（＾＾；
５段の２次IIRフィルタらしいんですが、実はこれも外部からの
データが直に行ってるのではなく、間にテーブル引きをしています。
ciscさんも書いていますが、「補完処理」の詳細が実はよく
分かりません。合成エンジンでは、単にリニアで補完しているようですが。
いずれにしても、論理回路の中で私が苦手な分野である事には
違いありません...
音声からの逆変換は、仕組みが理解できたら可能だとは思います。
が、大変ですね（＾＾；