ISD4004系列单片语音录放电路

ISD4004系列单片语音录放电路

一、  简述

●单片8至16分钟语音录放       

●内置微操控器串行通讯接口

●3V单电源作业                          

●多段信息处理

●作业电流25-30mA,坚持电流1μA         

●不耗电信息保存100年(典型值)

●高质量、天然的语音复原技能            

●10万次录音周期(典型值)

●自动态噪功用                          

●片内免调整时钟,可选用外部时钟

ISD4004系列作业电压3V,单片录放时刻8至16分钟,音质好,适用于移动电话及其他便携式电子产品中。芯片选用CMOS技能,内含振荡器、防混杂滤波器、滑润滤波器、音频放大器、自动态噪及高密度多电平闪耀存贮陈设。芯片规划是根据一切操作有必要由微操控器操控,操作指令可经过串行通讯接口(SPI或Microwire)送入。芯片选用多电平直接模仿量存储技能, 每个采样值直接存贮在片内闪耀存贮器中,因而能够十分实在、天然地再现语音、音乐、音谐和作用声,避免了一般固体录音电路因量化和紧缩形成的量化噪声和”金属声”。采样频率可为 4.0,5.3,6.4,8.0kHz,频率越低,录放时刻越长,而音质则有所下降,片内信息存于闪耀存贮器中,可在断电情况下保存100年(典型值),重复录音10万次。

二、引脚描绘

电源:(VCCA,VCCD) 为使噪声最小,芯片的模仿和数字电路运用不同的电源总线,而且别离引到外封装的不同管脚上,模仿和数字电源端最好别离走线,尽可能在接近供电端处相连,而去耦电容应尽量接近器材。

地线:(VSSA,VSSD) 芯片内部的模仿和数字电路也运用不同的地线。

同相模仿输入(ANA IN+) 这是录音信号的同相输入端。输入放大器可用单端或差分驱动。单端输入时,信号由耦合电容输入,最大起伏为峰峰值32mV,耦合电容和本端的3KΩ电阻输入阻抗决议了芯片频带的低端截止频率。差分驱动时,信号最大起伏为峰峰值16mV，为ISD33000系列相同。

反相模仿输入(ANA IN-) 差分驱动时,这是录音信号的反相输入端。信号经过耦合电容输入,最大起伏为峰峰值16mV

音频输出(AUD OUT) 供给音频输出,可驱动5KΩ的负载。

片选(SS) 此端为低,即向该ISD4004芯片发送指令，两条指令之间为高电平。

串行输入(MOSI) 此端为串行输入端，主操控器应在串行时钟上升沿之前半个周期将数据放到本端,供ISD输入。

串行输出(MISO) ISD的串行输出端。ISD未选中时,本端呈高阻态。

串行时钟(SCLK) ISD的时钟输入端,由主操控器发生,用于同步MOSI和MISO的数据传输。数据在SCLK上升沿锁存到ISD,鄙人降沿移出ISD。

中止(/INT) 本端为漏极开路输出。ISD在任何操作(包含快进)中检测到EOM或OVF时,本端变低并坚持。中止状况鄙人一个SPI周期开端时铲除。中止状况也可用RINT指令读取。OVF标志—-指示ISD的录、放操作已抵达存储器的未尾。EOM标志—-只在放音中检测到内部的EOM标志时,此状况位才置1。

行地址时钟(RAC) 漏极开路输出。每个RAC周期表明ISD存储器的操作进行了一行(ISD4004系列中的存贮器共2400行)。该信号175ms坚持高电平,低电平为25ms。快进形式下,RAC的218.75μs是高电平,31.25μs为低电平。该端可用于存储办理技能。

200ms

                                                                  25ms

外部时钟(XCLK) 本端内部有下拉元件。芯片内部的采样时钟在出厂前已调校,差错在 +1%内。商业级芯片在整个温度和电压范围内, 频率改动在+2.25%内。工业级芯片在整个温度和电压范围内,频率改动在-6/+4%内,此刻主张运用稳压电源。若要求更高精度,可从本端输入外部时钟(如前表所列)。因为内部的防混杂及滑润滤波器已设定,故上述引荐的时钟频率不该改动。输入时钟的占空比无关紧要,因内部首要进行了分频。在不过接地时钟时,此端有必要接地。

自动态噪(AMCAP) 当录音信号电平下降到内部设定的某一阈值以下时,自动态噪功用使信号虚弱,这样有助于养活无信号(静音)时的噪声。一般本端对地接1mF的电容,构成内部信号电平峰值检测电路的一部分。检出的峰值电平与内部设定的阈值作比较,决议自动态噪功用的翻转点。大信号时,自动态噪电路不衰减,静音时衰减6dB。1mF的电容也影响自动态噪电路对信号起伏的响应速度。本端接VCCA则制止自动态噪。

三、SPI(串行外设接口)

ISD4004作业于SPI串行接口。SPI协议是一个同步串行数据传输协议,协议假定微操控器的SPI移位存放器在SCLK的下降沿动作,因而对ISD4004而言,在时钟止升沿锁存MOSI引脚的数据,鄙人降沿将数据送至MISO引脚。协议的具体内容为：

    1.一切串行数据传输开端于SS下降沿。

    2.SS在传输期间有必要坚持为低电平,在两条指令之间则坚持为高电平。

    3.数据在时钟上升沿移入,鄙人降沿移出。

    4.SS变低,输入指令和地址后,ISD才干开端录放操作。

    5.指令格局是(8位操控码)加(16位地址码)。

6.ISD的任何操作(含快进)假如遇到EOM或OVF,则发生一个中止,该中止状况鄙人一个SPI周期开端时被铲除。

7.运用”读”指令使中止状况位移出ISD的MISO引脚时,操控及地址数据也应同步从MOSI端移入。因而要留意移入的数据是否与器材当时进行的操作兼容。当然,也答应在一个SPI周期里,一起履行读状况和开端新的操作(即新移入的数据与器材当时的操作能够不兼容)。

8.一切操作在运转位(RUN)置1时开端,置0时完毕。

9.一切指令都在SS端上升沿开端履行。

(一)信息快进

用户不用知道信息的切当地址,就能快进越过一条信息。信息快进只用于放音形式。放音速度是正常的1600倍,遇到EOM后中止,然后内部地址计数器加1,指向下条信息的开端处。

(二)上电次序

器材延时TPUD(8kHz采样时,约为25毫秒)后才干开端操作。因而,用户发完上电指令后,有必要等候TPUD,才干宣布一条操作指令。

例如,从00从处发音,应遵从如下时序:

1.        发POWERUP指令;

2.        等候TPUD(上电延时);

3.        发地址值为00的SETPLAY指令;

4.        发PLAY指令。

器材会从此00地址开端放音,当呈现EOM时,当即中止,中止放音。

假如从00处录音,则按以下时序:

1.        发POWER UP指令;

2.        等候TPUD(上电延时);

3.        发POWER UP指令

4.        等候2倍TPUD;

5.        发地址值为00的SETREC指令;

6.        发REC指令。

器材便从00地址开端录音,一直到呈现OVF(存贮器结尾)时,录音中止。

指令表

注：快进只能在放音操作开端时挑选。

(三)SPI端口的操控位   

(四)SPI 操控存放器

SPI操控存放器操控器材的每个功用,如录放、录音、信息检索(快进)、上电/掉电、开端和中止操作、疏忽地址指针等。详见下表：

注：IAB置0时,录、放操作从A9-A0地址开端。为了能衔接地录、放到后续的存储空间,在操作抵达该行末之前,应宣布第二个SPI指令将IAB置1,不然器材在同一地址上重复循环。这个特色对语音提示功用很有用。RAC脚和IAB位可用于信息办理。SPI端口简略框图如下

四、时序                 SPI时序参数

留意一：国内用户多习气运用8031系列芯片，与ISD33000、4000系列均能够方便地衔接，ISD芯片需求3V稳压电源，信号线可直接运用5V电平。

留意二：ISD4004的操控方法与ISD33000系列完全相同，可彼此参看。

ISD4002/4003/4004芯片参数表