ISD4003系列高保真語音錄放IC

1、ISD4003系列高保真語音錄放IC無需開發(fā)系統(tǒng) 3V單電源工作工作電流25-30mA,維持電流1 口 A高質量、自然的語音還原技術自動靜噪功能單片4至8分鐘語音錄放,4、5、6及8分鐘內置微控制器串行通信接口多段信息處理不耗電信息保存100年（典型值）100, 000次錄音周期（典型值）片內免調整時鐘,可選用外部時鐘4003系列型號與性能對照表型號時間輸入采樣典型帶寬最大段數(shù)最小段長外部鐘頻ISD4003-04M4分鐘8.0kHz3.4kHz1200200ms1024.0kHzISD4003-05M5分鐘6.4kHz2.7kHz1200250ms819.2kHzISD4003-06M6分鐘5

2、.3kHz2.3kHz1200300ms682.7kHzISD4003-08M8分鐘4.0kHz1.7kHz1200400ms512.0kHzISD4003系列工作電壓3V,單片錄放時間4至8分鐘,音質好，適用于移動 及其他便攜式電子產品中。 芯片采用CMOS技術,內含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器、自動靜噪及高密度多電平閃爍 存貯陳列。芯片設計是基于所有操作必須由微控制器控制，操作命令可通過串行通信接口（SPI或Microwire）送 入。芯片采用多電平直接模擬量存儲技術，每個采樣值直接存貯在片內閃爍存貯器中，因此能夠非常真實、自 然地再現(xiàn)語音、音樂、音調和效果聲，防止了一般固

3、體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和“金屬聲”。采 樣頻率可為4.0,5.3,6.4,8.0kHz,頻率越低,錄放時間越長，而音質有所下降,片內信息存于閃爍存貯器中，可在斷電 情況下保存100年（典型值），反復錄音10萬次。二、引腳描述電源:（VCCA,VCCD）為使噪聲最小，芯片的模擬和數(shù)字電路使用不同的電源總線，并且分別引到外封裝的 不同管腳上，模擬和數(shù)字電源端最好分別走線，盡可能在靠近供電端處相連，而去耦電容應盡量造近器件。地線：（VSSA, VSSD）芯片內部的模擬和數(shù)字電路也使用不同的地線。幾個VSSA盡量在引腳焊盤上相連，并 用低阻通路連至電源上,VSSI）也用低阻通路連至電源上

4、。這些接地通路要足以使VSSA與VSSD之間的阻值小于 3 Q 。芯片的反面是通過襯底電阻連接到VSS的,在做COB時托盤須接VSS或懸空。lullI3L4UU3器2TE&S次 aszlaBEnKEZZ-PII TSOPiiDoorr1QP=PDIP/SOIC1111 口9ZLKVccdIC IEStBICXXXDZVcca.UT1 UT+皿IU-DZISD4003 系列 TSOP 及 PDIP、SOIC 引腳圖同相模擬輸入(ANA IN+)這是錄音信號的同相輸入端。輸入放大器可用單端或差分驅動。單端驅動時，信 號由耦合電容輸入,最大幅度為峰峰值32mV,耦合電容和本端的3KQ電阻輸入阻抗決定

5、了芯片頻帶的低端截 止頻率。差分驅動時，信號最大幅度為峰峰值16mV。這兩種驅動方式見圖2T4 (為ISD33000系列相同)。反相模擬輸入(ANA IN-)差分驅動時，這是錄音信號的反相輸入端。信號通過耦合電容輸入，最大幅度為 峰峰值16mV,本端的標稱輸入阻抗為56KQ。單端驅動時,本端通過電容接地。兩種方式下,ANA 1N+和ANA 1N- 端的耦合電容值應相同。音頻輸出(AUD OUT)提供音頻輸出，可驅動5KQ的負載。片選(SS)此端為低,即選中TSD4003系列。串行輸入(MOSI)此端為串行輸入端,主控制器應在串行時鐘上升沿之前半個周期將數(shù)據(jù)放到本端，供ISD 輸入。串行輸出(M

6、ISO) ISD的串行輸出端。ISD未選中時，本端呈高阻態(tài)。串行時鐘(SCLK) TSD的時鐘輸入端，由主控制器產生,用于同步MOSI和MTSO的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)在SCLK 上升沿鎖存到ISD,在下降沿移出ISDo中斷(/INT)本端為漏極開路輸出。ISD在任何操作(包括快進)中檢測到EOM或OVF時,本端變低并保持。 中斷狀態(tài)在下一個SPI周期開始時清除。中斷狀態(tài)也可用RINT指令讀取。OVF標志一一指示ISD的錄、放操作已到達存儲器的未尾。EOM標志只在放音中檢測到內部的EOM標志時,此狀態(tài)位才置lo行地址時鐘(RAC)漏極開路輸出。每個RAC周期表示ISD存儲器的操作進行了一行(ISD40

7、03系列中的存 貯器其1200行)。該信號175nls保持高電平，低電平為25ms?？爝M模式下，RAC的218. 75 u s是高電平,31. 25 口 s 為低電平。該端可用于存儲管理技術。 200ms25ms. 外部時鐘（XCLK）：本端內部有下拉元件。芯片內部的采樣時 鐘在出廠前已調校,誤差在+1%內。商業(yè) 級芯片在整個溫度和電壓范圍內，頻率變化在+2.25%內。工業(yè)級芯片在整個溫度和電壓范圍內，頻率變化在 6/+4%內，此時建議使用穩(wěn)壓電源。假設要求更高精度，可從本端輸入外部時鐘（如前表所列）。由于內部的防混淆 及平滑濾波器已設定，故上述推薦的時鐘頻率不應改變。輸入時鐘的占空比無關緊要

8、，因內部首先進行了分頻。 在不外接地時鐘時，此端必須接地。自動靜噪（AMCAP）：當錄音信號電平下降到內部設定的某一閾值以下時，自動靜噪功能使信號衰弱，這樣 有助于養(yǎng)活無信號（靜音）時的噪聲。通常本端對地接1 UF的電容，構成內部信號電平峰值檢測電路的一局部。 檢出的峰值電平與內部設定的閾值作比擬，決定自動靜噪功能的翻轉點。大信號時，自動靜噪電路不衰減,靜音 時衰減6dB。luF的電容也影響自動靜噪電路對信號幅度的響應速度。本端接VCCA那么禁止自動靜噪。三、SPI （串行外設接口）ISD4003工作于SPI串行接口。SPI協(xié)議是一個同步串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,協(xié)議假定微控制器的SPI移位寄 存器在

9、SCLK的下降沿動作，因此對ISD4003而言,在時鐘止升沿鎖存MOSI引腳的數(shù)據(jù),在下降沿將數(shù)據(jù)送至 MISO引腳。協(xié)議的具體內容為:.所有串行數(shù)據(jù)傳輸開始于SS下降沿。. SS在傳輸期間必須保持為低電平,在兩條指令之間那么保持為高電平。.數(shù)據(jù)在時鐘上升沿移入,在下降沿移出。. SS變低,輸入指令和地址后，TSD才能開始錄放操作。.指令格式是（5位控制碼）加（n位地址碼）。. ISD的任何操作（含快進）如果遇到EOM或OVF,那么產生一個中斷,該中斷狀態(tài)在下一個SPI周期開始 時被清除。.使用讀指令使中斷狀態(tài)位移出ISD的MISO引腳時,控制及地址數(shù)據(jù)也應同步從MOSI端移入。因 此要注意移

10、入的數(shù)據(jù)是否與器件當前進行的操作兼容。當然,也允許在一個SPI周期里，同時執(zhí)行讀狀態(tài)和開 始新的操作（即新移入的數(shù)據(jù)與器件當前的操作可以不兼容）o.所有操作在運行位（RUN）置1時開始,置0時結束。.所有指令都在SS端上升沿開始執(zhí)行。（一）信息快進用戶不必知道信息確實切地址，就能快進跳過一條信息。信息快進只用于放音模式。放音速度是正常的1600倍,遇到EOM后停止,然后內部地址計數(shù)器加1,指向下條信息的開始處。（二）上電順序器件延時 TPUD（8kHz采樣時- 約為25毫秒）后才能開始操作。因此,用戶發(fā)完上電指令后，必須等待TPUD, 才能發(fā)出一條操作指令。例如：從。從處發(fā)音，應遵循如下時序：

11、1.發(fā)POWER Up命令;2.等待TPUD（上電延時）；3.發(fā)地址值為00的SETPLAY命令;4.發(fā)PLAY命令。器件會從此00地址開始放音，當出現(xiàn)E0M時,立即中I斷，停止放音。如果從00從處發(fā)音,那么按以下時序：.發(fā) POWER UP 命令；.等待TPUD （上電延時）；.發(fā)POWER UP命令.等待2倍TPUD;5發(fā)地址值為00的SETREC命令；.發(fā)REC命令。器件便從00地址開始錄音,一直到出現(xiàn)OVF（存貯器末尾）時,錄音停止。指令表MISOMISOMOSI0VFEOMP0P1P2P3P4P5P6P7P8P9PIO000| C4C3C2C1COA10A9A8ATA6A5A4A3A

12、2AlAO注：快進只能在放音操作開始時選擇。指令5位控制碼11位地址,操作摘要POWERUP00100上電:等待TPUD后器件可以工作SET PLAY11100從指定地址開始放音。必須后跟PLAY指令使放音繼續(xù)PLAY11110從當前地址開始放音（直至EOM或OVF）SET REC10100從指定地址開始錄音。必須后跟REC指令錄音繼續(xù)REC10110從當前地址開始錄音（直至OVF或停止）SET MC11101從指定地址開始快進。必須后跟MC指令快進繼續(xù)MC11111執(zhí)行快進，直到EOM.假設再無信息,那么進入OVF狀態(tài)STOP0X110停止當前操作STOP WRDN0X01 x停止當前操作并

13、掉電RINT0X110讀狀態(tài):OVF和EOM（三）SPI端口的控制位- Message Cueing(M2)* Ignore Address Bit (IAB). Power UP(PU)* Play/Record(P/R) RUN（四）SPI控制寄存器SPI控制寄存器控制器件的每個功能，如錄放、錄音、信息檢索（快進）、上電/掉電、開始和停止操作、忽 略地址指針等。詳見下表：位值功能位值功能RUN10允許/禁止操作開始停止PU10電源控制上電掉電P/-R10錄/放模式 放取錄IAB10操作是否使用指令地址 忽略輸入地址寄存的內容 使用輸入地址寄存的內容MC10快進模式 允許快進 禁止P9-P0A9-A0行指針寄存器輸出 輸入地址寄存器注：IAB置。時，錄、放操作從A9-A0地址開始。為了能連貫地錄、放到后續(xù)的存儲空間，在操作到達該行末之前，應發(fā)出第二個SPI指令將IAB置1,否那么器件在同一地址上反復循環(huán)。這個特點對語音提示功能很有用oRAC腳和IAB位可用于信息管理。SPI端口簡單框圖如下:C中SymbolParametersMinTypMaxUnitsTSSS/SS Setup Time500nsecTSSH/SS Hold