OTP語(yǔ)音芯片在當(dāng)下的市場(chǎng)環(huán)境中,依然廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),其低成本的特性占了主要原因,但是其典型電路結(jié)構(gòu)依然還是值得大家去學(xué)習(xí)借鑒的。
一、電源電路
電源電路是一個(gè)集成IC正常工作的基礎(chǔ),語(yǔ)音芯片也不能例外,想要穩(wěn)定正常的輸出有一個(gè)穩(wěn)定的供電,那是必不可少的!
OTP語(yǔ)音芯片的工作電壓一般在2.4-5.5V之間,具體的數(shù)據(jù)會(huì)因?yàn)椴煌男枨笥胁町?。一些低功耗的OTP語(yǔ)音芯片,如WTN3/WTN5可以在3V左右的電壓下穩(wěn)定運(yùn)行,可以使用紐扣電池或者干電池供電工作,方便一些小微設(shè)備使用!
以一個(gè)簡(jiǎn)單的電源電路為例,常使用一個(gè)直流電源(如電池)通過(guò)濾波電容與芯片的電源引腳相連。濾波電容一般選用 0.1μF - 10μF 的陶瓷電容和電解電容并聯(lián),陶瓷電容濾除高頻雜波,電解電容濾除低頻紋波,以此保證為芯片提供純凈、穩(wěn)定的直流電源,減少電源噪聲對(duì)語(yǔ)音芯片工作的干擾,確保語(yǔ)音處理的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
二、儲(chǔ)存電路
OTP語(yǔ)音芯片一次性編程的特殊性決定了他存儲(chǔ)電路的獨(dú)特性,芯片內(nèi)部集成了特定的存儲(chǔ)單元,用來(lái)存儲(chǔ)語(yǔ)音數(shù)據(jù)。芯片被編程時(shí),語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)特定的設(shè)備寫(xiě)入這些語(yǔ)音單元。
例如WTH可以存儲(chǔ)165秒的語(yǔ)音,在電路上,存儲(chǔ)電路和芯片的核心處理器緊密相連,芯片在播放語(yǔ)音的時(shí)候,從儲(chǔ)存中讀取數(shù)據(jù),并傳輸?shù)胶罄m(xù)的處理電路上進(jìn)行處理和輸出。存儲(chǔ)電路的穩(wěn)定性直接影響語(yǔ)音芯片的使用壽命。
三、音頻輸入輸出電路
(一)音頻輸入電路
在一些需要現(xiàn)場(chǎng)錄音功能的應(yīng)用中,OTP 語(yǔ)音芯片需配備音頻輸入電路。音頻輸入電路主要由麥克風(fēng)和前置放大電路組成。麥克風(fēng)將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),但該電信號(hào)通常較為微弱,需要前置放大電路進(jìn)行放大處理。
前置放大電路一般采用運(yùn)算放大器來(lái)實(shí)現(xiàn),通過(guò)合理設(shè)置運(yùn)算放大器的反饋電阻等元件參數(shù),可將麥克風(fēng)輸出的微弱電信號(hào)放大到適合語(yǔ)音芯片處理的幅度范圍。例如,在一些工業(yè)設(shè)備的語(yǔ)音記錄場(chǎng)景中,麥克風(fēng)采集設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的聲音或操作人員的語(yǔ)音指令,經(jīng)前置放大電路處理后輸入到語(yǔ)音芯片進(jìn)行存儲(chǔ)或后續(xù)分析處理。
(二)音頻輸出電路
音頻輸出電路負(fù)責(zé)將語(yǔ)音芯片處理后的音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為可驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲的信號(hào)。語(yǔ)音芯片輸出的音頻信號(hào)一般為較弱的電壓信號(hào),需要經(jīng)過(guò)功率放大電路進(jìn)行放大。常見(jiàn)的功率放大芯片如 LM386、D2283 等,可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景和對(duì)功率的需求進(jìn)行選擇。
以 LM386 為例,它是一種常用的音頻功率放大器,具有低功耗、電壓增益可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。在 OTP 語(yǔ)音芯片的音頻輸出電路中,將語(yǔ)音芯片的音頻輸出引腳連接至 LM386 的輸入引腳,經(jīng)過(guò) LM386 功率放大后,輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。在電子玩具、語(yǔ)音報(bào)警器等應(yīng)用中,通過(guò)這樣的音頻輸出電路,能夠?qū)⒄Z(yǔ)音芯片中的語(yǔ)音內(nèi)容清晰響亮地播放出來(lái),滿(mǎn)足用戶(hù)的聽(tīng)覺(jué)需求。
四、控制電路
控制電路用于實(shí)現(xiàn)對(duì) OTP 語(yǔ)音芯片的各種操作控制,如語(yǔ)音播放、停止、分段播放等??刂品绞蕉鄻?,常見(jiàn)的有按鍵控制、串口控制等。
(一)按鍵控制電路
按鍵控制電路較為簡(jiǎn)單直觀(guān),通過(guò)連接按鍵到芯片的控制引腳實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片的控制。例如,在一些兒童語(yǔ)音玩具中,設(shè)置播放、暫停、下一曲等按鍵。當(dāng)按下播放按鍵時(shí),按鍵電路產(chǎn)生一個(gè)低電平或高電平信號(hào)(取決于芯片的控制邏輯),傳輸至語(yǔ)音芯片的相應(yīng)控制引腳,觸發(fā)芯片開(kāi)始播放存儲(chǔ)的語(yǔ)音內(nèi)容。按鍵控制電路的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單,成本低,適合對(duì)功能要求相對(duì)簡(jiǎn)單的應(yīng)用場(chǎng)景。
(二)串口控制電路
串口控制電路適用于需要與其他設(shè)備(如單片機(jī)、微控制器等)進(jìn)行通信并實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制的場(chǎng)景。OTP 語(yǔ)音芯片支持一線(xiàn)串口、二線(xiàn)串口等不同串口通信協(xié)議。以二線(xiàn)串口為例,它通常包含時(shí)鐘線(xiàn)(SCK)和數(shù)據(jù)線(xiàn)(SDI)。與單片機(jī)連接時(shí),單片機(jī)通過(guò)這兩根線(xiàn)向語(yǔ)音芯片發(fā)送控制指令,如指定播放某一段語(yǔ)音、調(diào)整音量大小等。這種控制方式靈活性高,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、多設(shè)備協(xié)同控制等功能,在智能家居、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
通過(guò)電源電路、存儲(chǔ)電路、音頻輸入輸出電路以及控制電路等部分的協(xié)同工作,OTP 語(yǔ)音芯片能夠?qū)崿F(xiàn)語(yǔ)音的存儲(chǔ)、處理和播放等功能,滿(mǎn)足不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)語(yǔ)音功能的需求。不同的應(yīng)用場(chǎng)景可根據(jù)實(shí)際需求對(duì)各部分電路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和調(diào)整,以實(shí)現(xiàn)最佳的語(yǔ)音效果和系統(tǒng)性能。
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