В телефонных автоответчиках часто применяют микросхемы, которые позволяют записывать и многократно воспроизводить фонограммы различной продолжительности звучания. Однако их можно использовать, например, а качестае электронного "сторожевого пса" в вашей квартире или как сигнализатор движения автомобиля задним ходом, или для озвучивания игрушек и сувениров и пр. Об устройстве такого звукового модуля и работе с ним рассказывает автор этой статьи.

Эти микросхемы содержат аналогоцифровой и цифро-аналоговый преобразователи, энергонезависимое оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), тактирующий генератор, микрофонный усилитель и выходной усилитель 3Ч. В частности, микросхема ISD1416P, которая использована в описываемом звуковом модуле, может записывать и воспроизводить фонограмму продолжительностью 16 с.

Схема звукового модуля показана на рис. 1.

Верхняя частота полосы пропускания звукового тракта не превышает 3,3 кГц. Источник 3Ч сигнала (например, микрофон) подключают к выводам 17 и 18 микросхемы, а к выводам 14 и 15 - миниатюрную динамическую головку или телефонный капсюль сопротивлением не менее 16 0м (ТЭМК-3, например). Выходная мощность не превышает 0,15 Вт.

Выход микрофонного усилителя - вывод 21 - соединяют с аналоговым входом - вывод 20 -цепью R5C3. К выводу 19 подключают цепь R6C6, номиналы элементов которой определяют характеристику встроенной системы АРУ.

Ввиду того что микросхема содержит цифровую и аналоговую части, возможно проникновение импульсных помех в звуковой тракт. Для улучшения помехоустойчивости общие провода цифровой и аналоговой частей (выводы 12 и 13 соответственно; они же минусовые выводы питания) следует соединять с корпусом устройства или общим проводом модуля в одной точке.

Плюсовой вывод питания цифровой части (5 В) - вывод 28, а аналоговой (5 В) -вывод 16. Выводы 1-6,9, 10 - адресные входы А0-А7 микросхемы. Если адресные входы не используют, на них надо подавать низкий уровень.

Встроенный тактирующий генератор обеспечивает согласованное действие всех узлов микросхемы. Вместе с тем она способна работать с внешним тактирующим сигналом в составе сложных систем. В этих случаях тактирующий сигнал подают на вход внешней синхронизации (вывод 26). При работе с внутренним тактирующим генератором вывод 26 необходимо соединять с общим проводом.

К выводу 25 подключена цепь индикации режима записывания фонограммы в ОЗУ. В этот режим, сопровождающийся включением светодиода HL1, микросхема переходит при подаче низкого уровня на вывод 27 кнопкой SB3.

Для того чтобы прослушать записанный фрагмент, кратковременно нажимают на кнопку SB2. Если пользоваться кнопкой SB1, то фонограмма будет звучать только до тех пор, пока замкнуты ее контакты.

Выводы 7,8,11, 22 микросхемы - свободные, их можно подключить к общему проводу.

В дежурном режиме микросхема потребляет ток около 1 мкА. Гарантированное число циклов записи, обеспечиваемое модулем, - 100 000. Записанную информацию он может хранить при отключенном питании до 100 лет.

Микросхему выпускают в двух модификациях - ISD1416P для монтажа в установленную на плате панель или пайки в отверстия платы и ISD1416S для поверхностного монтажа. Обе модификации оформлены в пластмассовом корпусе размерами 36,8x13,7 мм и 17,9x7,5 мм с двумя рядами выводов, имеющих шаг 2,54 и 1,27 мм соответственно.

Переключатели SB1-SB3 - П2К (два положения, два направления).

Если для того, чтобы записать фонограмму, используется электретный микрофон, необходимо подать на него поляризующее напряжение по схеме на рис. 2,а.

В тех случаях, когда к качеству звучания воспроизводимой фонограммы предъявляются повышенные требования (отсутствие фона, наводок и пр.), микрофон следует подключать к микросхеме через промежуточный дифференциальный усилитель. Схема одного из вариантов такого усилителя изображена на рис. 2,б.

Для записи сложной составной фонограммы ее части сначала следует обработать на компьютере с помощью программы Sound Forge, которая позволяет вводить различные звуковые эффекты, ликвидировать незначащие паузы или части фонограммы, стыковать несколько фрагментов в один блок и многое другое. Подготовленную фонограмму заносят в ОЗУ микросхемы.

Усилитель собран на транзисторах микросборки VT1. Микрофон ВМ1 был использован электретный зарубежный DH9767 с напряжением питания 4,5 В, внутренним сопротивлением 2,2 кОм и рабочей ЭДС 12 мВ. Годится также DH6050 (1,5 В; 2,2 кОм; 10 мВ). Экранирование микрофонных цепей обязательно.

Если предполагается использовать модуль в квартирном звонке, мощности, обеспечиваемой микросхемой, конечно же, не хватит. На рис. 3 представлена схема дополнительного усилителя мощности на "телефонной" микросхеме ЭКР1436УН1 (зарубежный аналог - МC34119, Motorola). Он способен отдать мощность около 1 Вт на восьмиомной динамической головке. Меняя номиналы элементов R1, С1, R2 цепи ОС, можно подобрать наилучшее качество звучания. Для уменьшения уровня "цифровых" шумов и повышения разборчивости речи разделительный конденсатор С1 во входной цепи усилителя имеет сравнительно небольшую емкость. Вывод 15 микросхемы DD1 модуля нужно оставить свободным.

При использовании звукового модуля на автомобиле (например, в сигнализаторе включения задней передачи) придется использовать более мощную микросхему К174УН14.

Питать звуковой модуль и микрофонный усилитель следует стабилизированным напряжением 5 В (см. рис. 2). Дополнительный усилитель мощности, как правило, требует большего питающего напряжения и в его стабилизации не нуждается.

В том случае, когда необходимо записать фонограмму в ОЗУ модуля с микрофона, для повышения ее качества питание дополнительного усилителя 3Ч на это время нужно отключать. Это условие проще всего выполнить, если в цепь питания микросхемы DA1 на схеме рис. 3 ввести замкнутые контакты второй секции кнопочного переключателя, переводящего модуль в режим записывания (на рис. 1 этот переключатель имеет обозначение SB3).

И вход, и выход стабилизатора напряжения DA1 (см. рис. 2,б) следует зашунтировать оксидными конденсаторами емкостью 10 мкФ на номинальное напряжение 16 В, смонтированными вблизи корпуса микросхемы.

Автор: А.Партин, г.Екатеринбур