語(yǔ)音集成應(yīng)用電路入門(mén)知識(shí)
語(yǔ)音芯片基礎(chǔ)介紹

語(yǔ)音集成應(yīng)用電路入門(mén)知識(shí)從基礎(chǔ)知識(shí)、電路資料和實(shí)用范例等方面出發(fā)，讓更多愛(ài)好者在實(shí)踐中學(xué)習(xí)并掌握一定的電子知識(shí)和技能，早日進(jìn)入語(yǔ)音芯片行業(yè)(www.atchip.net)。
我們平常所看到和接觸到的語(yǔ)音集成電路，其封裝形式大部分是雙列直插式塑料封裝集成電路（DIP），俗稱硬封裝電路，按引腳數(shù)分為8腳、14腳、16腳等，每個(gè)引腳都有不同的功能。通常引腳越多，集成電路芯片的體積越大，電路功能也越強(qiáng)，價(jià)值當(dāng)然也就越高。圖1（b）是印板封裝集成電路（COB），俗稱軟封裝電路，它是把集成電路芯片直接封裝在印刷電路板上的簡(jiǎn)易半導(dǎo)體集成器件。軟封裝電路工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短、成本較低，而且可以多次修復(fù)，所以合格率非常高。環(huán)芯公司語(yǔ)音芯片普遍采用這種軟封裝電路。

語(yǔ)音集成電路芯片又稱裸片，它采用多層光罩技術(shù)將語(yǔ)音電路單元和數(shù)字化語(yǔ)音信息掩膜在半導(dǎo)體芯片中，其制造工藝非常復(fù)雜，生產(chǎn)周期約45天。掩膜前用戶必須作以下項(xiàng)目選擇：1.觸發(fā)方式選擇一邊沿觸發(fā)(EDGE)，觸發(fā)一次，電路動(dòng)作一次，即使觸發(fā)信號(hào)持續(xù)保持著也只以動(dòng)作一次；電平觸發(fā)(LEVEL)，觸發(fā)信號(hào)持續(xù)保持著，則語(yǔ)音重復(fù)輸出直到觸發(fā)停止，最后段語(yǔ)音輸出完畢即停止。2.輸出方式選擇一持續(xù)輸出(UNHOLD)，觸發(fā)動(dòng)作一停止，當(dāng)段語(yǔ)音繼續(xù)輸出到完畢后停止；非持續(xù)輸出(HOLD)，觸發(fā)動(dòng)作一停止，語(yǔ)音輸出立刻停止。3.單鍵觸發(fā)方式選擇一循環(huán)放音(SEOUENTIAL)，每觸發(fā)一次輸出一語(yǔ)音內(nèi)容，循環(huán)播出各段語(yǔ)音；單鍵全放(PLAY ALL)，一次觸發(fā)后各段語(yǔ)音依次全部播出；隨機(jī)放音(RING)，一次觸發(fā)后無(wú)規(guī)律輸出各段語(yǔ)音。4.后段蓋前段/無(wú)后段蓋前段選擇一在現(xiàn)有的語(yǔ)音段尚未結(jié)束時(shí)，又觸發(fā)另一段語(yǔ)音，則前段語(yǔ)音無(wú)論播放到何處都立即停止，后段語(yǔ)音將蓋過(guò)前段而放音，這就叫做后段蓋前段。5.矩陣觸發(fā)/鍵盤(pán)觸發(fā)方式選擇一矩陣觸發(fā)方式(MATRIX)，即利用輸出口和輸入口縱橫交錯(cuò)之點(diǎn)構(gòu)成觸發(fā)輸入；鍵盤(pán)觸發(fā)方式(KEYBOARD)，既利用十位數(shù)鍵與個(gè)位數(shù)來(lái)組成所要觸發(fā)之段數(shù)。這兩種觸發(fā)方式主要用于超過(guò)二十段語(yǔ)音觸發(fā)。6.發(fā)光二極管方式選擇一語(yǔ)音輸出時(shí)，發(fā)光二極管以固定頻率閃爍；使發(fā)光二極管隨語(yǔ)音輸出信號(hào)強(qiáng)弱同步閃爍；與語(yǔ)音輸出信號(hào)有一同步電平信號(hào)輸出，驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管或產(chǎn)生級(jí)連信號(hào)。7.輸出電流選擇一可通過(guò)光罩選擇輸出電源(COUT)分別為1.5mA，3mA和4.5mA等，輸出電流小，芯片的功耗就小，且輸出音量較小；反之，輸出電流大，芯片的功耗則越大，輸出音量就較小。Http://adoraakcollection.com
語(yǔ)音信號(hào)的采樣頻率是決定語(yǔ)音電路音質(zhì)好壞的最重要因素。一般來(lái)說(shuō)，采樣頻率必須是語(yǔ)音頻帶寬度的2信以上，比如，要保存最高頻率為6KHz帶寬的頻譜，這時(shí)采樣頻率最低必須為2×6KHz=12KHz。通常線的帶寬為3KHz，如果以電話的音質(zhì)為準(zhǔn)，7KHz的采樣頻率就能滿足要求，而處理一般的音素，用12KHz采樣就可基本達(dá)到高保真音質(zhì)的水平。語(yǔ)音電路的數(shù)字合成有多種方法，目前最常用的兩種方法為清形存儲(chǔ)法和參數(shù)分析合成法。
下面以AC8040語(yǔ)音電路為例，介紹語(yǔ)音電路的主要參數(shù)及各種應(yīng)用電路。

所示為AC8040型40秒的語(yǔ)音集成芯片腳位座標(biāo)圖，表3是它的腳位座標(biāo)數(shù)據(jù)
AC8040-DIP8的引腳圖:

語(yǔ)音IC觸發(fā)電平分為高電平和低電平2種，AC8040為高電平觸發(fā)方式。
下面再介紹AC8040的幾種應(yīng)用電路，供初學(xué)者參考。
1.并聯(lián)應(yīng)用電路　如圖7所示，將兩片或多片語(yǔ)音內(nèi)容不相同的電路的輸出端連接在一起，電路采用并聯(lián)接法。這種并聯(lián)應(yīng)用電路，可以擴(kuò)展語(yǔ)音段數(shù)。
2.串聯(lián)應(yīng)用電路　如圖8所示，將兩片或多片語(yǔ)音內(nèi)容不同的電路輸出端接在一起，發(fā)光二極管輸出端FLAG與下一片電路的觸發(fā)端KEY相連接（發(fā)光二極管輸出方式應(yīng)選擇上述第3種），第1片電路的輸出信號(hào)作為第2片電路的控制觸發(fā)信號(hào)，兩片電路采用前后級(jí)串聯(lián)控制方式。這種應(yīng)用電路不但可以擴(kuò)展每段語(yǔ)音的時(shí)間長(zhǎng)度，而且還能簡(jiǎn)化電路。例如：第1片電路貯存著4段不同的語(yǔ)句，并要求每個(gè)語(yǔ)句后面加播一段音樂(lè)，就可以采用這種串聯(lián)控制電路。
3．上電自動(dòng)播放電路　應(yīng)用電路見(jiàn)圖9，該電路所不同之處是在IC的觸發(fā)端KEY與VSS間串接一個(gè)0.1μ F電容和1.2MΩ電阻，當(dāng)電路接通電源時(shí)，由于電容的作用,IC被瞬間觸發(fā)，語(yǔ)音播放完畢自動(dòng)停止工作。
4．上電循環(huán)播放電路　電路見(jiàn)圖10，這時(shí)的觸發(fā)端KEY直接接VSS，當(dāng)接通電源時(shí)，電路自動(dòng)循環(huán)播放，直至切斷電源。
5．可調(diào)整音量應(yīng)用電路　圖11的音頻輸出端AUD外接1KΩ微調(diào)電阻和10μ F電容，這樣可以改變?nèi)龢O管的輸入電壓，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)音量的目的。
6．差動(dòng)放大電路　見(jiàn)圖12所示，由8050型NPN硅三極管和8550型PnP硅三極管以及IN4148型整流二極管等構(gòu)成晶體管差動(dòng)放大電路，使電路輸出的聲音特別響亮。
7．外接功率放大電路　如圖13所示，通過(guò)10KΩ電位器的滑動(dòng)接點(diǎn)，可外接LM386、TDA2822等功率放大集成電路，以獲得更大的輸出功率。

此外，還有光控、聲控等多種應(yīng)用電路，由于篇幅所限，就不一一贅述。
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資料篇

在全世界范圍內(nèi)，我國(guó)是語(yǔ)音集成電路的生產(chǎn)大國(guó)，同時(shí)也是語(yǔ)音電路的消費(fèi)大國(guó)。語(yǔ)音集成電路的生產(chǎn)基地主要集中在我國(guó)的臺(tái)灣、香港、深圳、廣州等地。目前語(yǔ)音電路主要有ISD1806/ISD1700/ISD1730/ISD1810系列和AC8020,AC80F,AC80E系列。這幾大系列大致可分為數(shù)字脈沖編碼調(diào)制語(yǔ)音合成系列、自適應(yīng)脈沖編碼語(yǔ)音合成系列、語(yǔ)音＋音樂(lè)語(yǔ)音合成系列、陣列式語(yǔ)音合成系列及微處理器語(yǔ)音合成系列五類。下面分別介紹這五大系列語(yǔ)音電路的有關(guān)資料，供讀者參考。

數(shù)字脈沖編碼調(diào)制語(yǔ)音合成系列　數(shù)字脈沖編碼調(diào)制是將語(yǔ)音的模擬量信號(hào)變?yōu)閿?shù)字量信號(hào)，即對(duì)語(yǔ)音波形進(jìn)行周期采樣，再經(jīng)模／數(shù)（A／D）轉(zhuǎn)換，最后把采樣值變成“0”、“1”的數(shù)字序列。這是最常用的語(yǔ)音合成方法。

語(yǔ)音＋音樂(lè)語(yǔ)音合成系列該系列　語(yǔ)音合成電路主要應(yīng)用于玩具類產(chǎn)品。它可采取語(yǔ)音和音樂(lè)混合播放方式，也可以采用一路（或多路）播放語(yǔ)音，另一路（或多路）播放音樂(lè)的方式。表3是該系列常用電路一覽表。該系列電路的電源電壓為2.4～5V，工作電流為200μA，靜態(tài)電流為1μA。圖4是該系列的典型應(yīng)用電路。

陣列式語(yǔ)音合成系列　該系列語(yǔ)音合成電路利用四路或四路以上的輸入輸出口組成矩陣鍵盤(pán)。該系列語(yǔ)音電路也可采用外掛微處理器（CPU）方式，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)句拼讀等功能。
LCD微處理器語(yǔ)音合成系列　該系列語(yǔ)音合成電路內(nèi)含微處理器、LCD驅(qū)動(dòng)器、時(shí)鐘振蕩器、輸入輸出口、多段語(yǔ)音存儲(chǔ)器和音頻信號(hào)放大器等電路單元。該系列電路主要用于語(yǔ)音鐘表、體溫計(jì)、電子臺(tái)歷、智能語(yǔ)音玩具等。

深圳市環(huán)芯半導(dǎo)體有限公司提供部分產(chǎn)品應(yīng)用資料

從電路原理、元器件規(guī)格及選用等方面介紹各種類型語(yǔ)音集成電路的應(yīng)用實(shí)例。以便讓初學(xué)者對(duì)語(yǔ)音電路有一個(gè)較深入的認(rèn)識(shí)和了解。
1．光控式語(yǔ)音電路, 光控電路可分為見(jiàn)光響和光線暗下來(lái)時(shí)響兩種類型:
詳細(xì)資料請(qǐng)至: /dsp/ACGuangkonggm.asp
2．“叮呼”門(mén)鈴聲語(yǔ)音電路。
3．升國(guó)旗奏國(guó)歌語(yǔ)音電路詳細(xì)
資料請(qǐng)至: http://www.atchip.net/Voiceic/ICData_view.asp?id=23
4．標(biāo)準(zhǔn)漢語(yǔ)拼音發(fā)音示教板電路

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