10秒錄音電路設計與仿真

【摘要】本設計主要的內容是十秒錄音電路的設計與制作。從設計原理到印制版制作的整個流水過程都溶入其中，包括原理圖的設計、PCB板的制作（元件布局，放置，布線等）、轉印、腐蝕、插件、焊接元件、裝配、調試、總結等過程。該電路的工作原理是選用ISD1110語音芯片，芯片采用CMOS技術，內含振蕩器，話筒前置放大，防混淆濾波器，平滑濾波器，揚聲器驅動及EEPROM陣列。VCCA和VCCD模擬和數(shù)字電源，分別連接至電源；地線也應分開，去偶電容要靠近芯片。PLAYL-電平觸發(fā)放音，PLAYE-邊沿觸發(fā)放音，REC-錄音，XCLK-外部時鐘接地，MICREF-話筒參考，MIC-話筒。偶合電容值和此端的10K決定了低頻截止點。按下S3鍵，REC為低電平，芯片開始錄音，此時RECLED亮，直至松開S3鍵或遇到EOM標志，錄音完畢。信號存入64K模擬存儲陣列，然后通過串行通道再經(jīng)過濾波放大后，送到喇叭。本設計多用于喊話、叫賣等多種商業(yè)場所，該產品使用方便，因此受廣大消費者喜愛，成本低利于制作。關鍵字：錄音設計制作ISD1110芯片第一章引言第二章設計概述2.1功能特性2.2原理框圖第三章設計原理與計算3.1設計原理3.2設計與計算3.2.1電源的選擇3.2.2話筒的選擇及連接3.2.3揚聲器的選擇及連接3.2.4操作模式的設置3.2.5外圍電路3.2.6錄放按紐的設置第四章印制板制作4.1Protel2004背景4.2制作過程4.2.1繪制原理圖4.2.2繪制特殊元件符號和封裝圖4.2.3繪制PCB板圖4.3制作PCB板4.4元件的焊接第五章電路仿真5.1仿真步驟5.2故障分析及排出方法5.3仿真過程及效果5.4達到的技術指標5.5電路的時序圖第六章心得體會參考文獻致謝附錄第一章引言電子信息技術發(fā)展百多年來有著突飛猛進的飛躍，從沒有到有，簡單到復雜，龐大的體積已經(jīng)越來越小，隨著集成電路和超大規(guī)模集成電路的應用，早已經(jīng)使我們的電子行業(yè)產業(yè)化，商業(yè)化，企業(yè)化，工廠化。在中國，電子信息行業(yè)已經(jīng)在國家經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)最重要的一塊，對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著主導作用，不管是軍事還是民營的發(fā)展都離不開它的發(fā)展。在發(fā)達國家更是如此，甚至將電子信息工程展現(xiàn)得淋漓盡致，千姿百態(tài)。它已經(jīng)成為現(xiàn)代國民經(jīng)濟增長的主要驅動力量，也是衡量一個國家現(xiàn)代化與綜合國力的重要標志。從1878年1月愛迪生制造出了第一代聲音載體和第一臺商品留聲機錫箔唱筒開始，到現(xiàn)在的錄音機、錄音筆、DVD機、攝像機、錄音棚等產品的誕生，錄音技術已達到了相當高的水平，廣泛應用于航天、航空、醫(yī)學、汽車、通訊、電子、人工智能等各個領域。本設計----十秒錄音電路就是千千萬萬電子產品中的一員，它也在國家的發(fā)展，社會的進步中起著一定的作用。十秒錄音電路雖然只有短短的十秒錄音時間，但它的作用也不能忽略。它可廣泛用于喊話，商業(yè)叫賣等多中場合，能記錄重要短暫的語音資料。能被很多兒童玩具中的錄音模塊所采用，在一些音樂賀卡，電子音樂禮品中使用尤為廣泛。如今，錄音已經(jīng)成了人們生活的一部分，一門需要我們了解的藝術。第二章設計概述2.1功能特性ISD系列集成電路是美國ISD公司生產的，ISD1110語音芯片采用多電平直模擬量存儲專利技術，每個采樣直接存儲在片內單個EEPROM單元中，因此能夠非常真實、自然地再現(xiàn)語言、音樂、音調各效果，避免了一般同樣錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪音和“全尾聲”、采樣頻率從5.3KHz,6.4KHz到8.0KHz對音質僅有輕微影響。該芯片內含64K/128KEEPROM存儲器、噪音的話筒前置放大器和自動增益調節(jié)電路(AGC)。它具有全能片微型化，使用方便，語音任意錄播放，斷電語音保存。微功耗，直推喇叭，音質功耗僅0.5mA。并唯一的錄音控制和邊緣／電平觸發(fā)兩種方音控制。片內信息與磁帶效果相當。其錄音時間為10秒。芯片內含震蕩器、話筒前置放大、自動增益控制、防混淆濾波器、平滑濾波器、揚聲器、驅動器及EEPROM陣列。最小的錄放元件僅需麥克風、喇叭、三個按鈕、電源及少數(shù)電阻、電容。片內信息斷電可保存100年，EEPROM單片可反復錄音十萬次。2.2原理框圖本設計的基本邏輯框圖：第三章設計原理與計算3.1設計原理ISD1110語音芯片采用多電平直模擬量存儲專利技術，易于使用，無需編程及開發(fā)系統(tǒng)，可隨意改變錄放內容，錄放時間10秒，工作電壓4.5～6.5V，靜態(tài)電流0.5μA，工作電流25mA。芯片內含震蕩器、話筒前置放大、自動增益控制、防混淆濾波器、平滑濾波器、揚聲器、驅動器及EEPROM陣列。最小的錄放元件僅需麥克風、喇叭、三個按鈕、電源及少數(shù)電阻、電容。每個采樣直接存儲在片內單個EEPROM單元中，永久性存儲信息，可錄放音十萬次，存儲語音可保留一百年。因此能夠非常真實、自然地再現(xiàn)語言、音樂、音調各效果，避免了一般同樣錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪音和“全尾聲”、采樣頻率從5.3KHz,6.4KHz到8.0KHz對音質僅有輕微影響。電源(VCCA,VCCD)：芯片內部的模擬和數(shù)字電路使用不同的電源總線，并且分別引到外封裝上，這樣可使噪聲最小。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，而去耦電容應盡量靠近芯片。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，這兩個腳最好在引腳焊盤上相連。錄音(/REC)：低電平有效。只要/REC變低(不管芯片處在節(jié)電狀態(tài)還是正在放音)，芯片即開始錄音。錄音期間，/REC必須保持為低。/REC變高或內存錄滿后，錄音周期結束，芯片自動寫入一個信息結束標志(EOM)，使以后的重放