OTP语音芯片在当下的市场环境中,依然广泛应用于各行各业,其低成本的特性占了主要原因,但是其典型电路结构依然还是值得大家去学习借鉴的。
一、电源电路
电源电路是一个集成IC正常工作的基础,语音芯片也不能例外,想要稳定正常的输出有一个稳定的供电,那是必不可少的!
OTP语音芯片的工作电压一般在2.4-5.5V之间,具体的数据会因为不同的需求有差异。一些低功耗的OTP语音芯片,如WTN3/WTN5可以在3V左右的电压下稳定运行,可以使用纽扣电池或者干电池供电工作,方便一些小微设备使用!
以一个简单的电源电路为例,常使用一个直流电源(如电池)通过滤波电容与芯片的电源引脚相连。滤波电容一般选用 0.1μF - 10μF 的陶瓷电容和电解电容并联,陶瓷电容滤除高频杂波,电解电容滤除低频纹波,以此保证为芯片提供纯净、稳定的直流电源,减少电源噪声对语音芯片工作的干扰,确保语音处理的稳定性和准确性。
二、储存电路
OTP语音芯片一次性编程的特殊性决定了他存储电路的独特性,芯片内部集成了特定的存储单元,用来存储语音数据。芯片被编程时,语音信号通过特定的设备写入这些语音单元。
例如WTH可以存储165秒的语音,在电路上,存储电路和芯片的核心处理器紧密相连,芯片在播放语音的时候,从储存中读取数据,并传输到后续的处理电路上进行处理和输出。存储电路的稳定性直接影响语音芯片的使用寿命。
三、音频输入输出电路
(一)音频输入电路
在一些需要现场录音功能的应用中,OTP 语音芯片需配备音频输入电路。音频输入电路主要由麦克风和前置放大电路组成。麦克风将声音信号转换为电信号,但该电信号通常较为微弱,需要前置放大电路进行放大处理。
前置放大电路一般采用运算放大器来实现,通过合理设置运算放大器的反馈电阻等元件参数,可将麦克风输出的微弱电信号放大到适合语音芯片处理的幅度范围。例如,在一些工业设备的语音记录场景中,麦克风采集设备运行状态的声音或操作人员的语音指令,经前置放大电路处理后输入到语音芯片进行存储或后续分析处理。
(二)音频输出电路
音频输出电路负责将语音芯片处理后的音频信号转换为可驱动扬声器发声的信号。语音芯片输出的音频信号一般为较弱的电压信号,需要经过功率放大电路进行放大。常见的功率放大芯片如 LM386、D2283 等,可根据实际应用场景和对功率的需求进行选择。
以 LM386 为例,它是一种常用的音频功率放大器,具有低功耗、电压增益可调等优点。在 OTP 语音芯片的音频输出电路中,将语音芯片的音频输出引脚连接至 LM386 的输入引脚,经过 LM386 功率放大后,输出信号驱动扬声器发声。在电子玩具、语音报警器等应用中,通过这样的音频输出电路,能够将语音芯片中的语音内容清晰响亮地播放出来,满足用户的听觉需求。
四、控制电路
控制电路用于实现对 OTP 语音芯片的各种操作控制,如语音播放、停止、分段播放等。控制方式多样,常见的有按键控制、串口控制等。
(一)按键控制电路
按键控制电路较为简单直观,通过连接按键到芯片的控制引脚实现对芯片的控制。例如,在一些儿童语音玩具中,设置播放、暂停、下一曲等按键。当按下播放按键时,按键电路产生一个低电平或高电平信号(取决于芯片的控制逻辑),传输至语音芯片的相应控制引脚,触发芯片开始播放存储的语音内容。按键控制电路的优点是操作简单,成本低,适合对功能要求相对简单的应用场景。
(二)串口控制电路
串口控制电路适用于需要与其他设备(如单片机、微控制器等)进行通信并实现复杂控制的场景。OTP 语音芯片支持一线串口、二线串口等不同串口通信协议。以二线串口为例,它通常包含时钟线(SCK)和数据线(SDI)。与单片机连接时,单片机通过这两根线向语音芯片发送控制指令,如指定播放某一段语音、调整音量大小等。这种控制方式灵活性高,可实现远程控制、多设备协同控制等功能,在智能家居、工业自动化等领域应用广泛。
通过电源电路、存储电路、音频输入输出电路以及控制电路等部分的协同工作,OTP 语音芯片能够实现语音的存储、处理和播放等功能,满足不同应用场景对语音功能的需求。不同的应用场景可根据实际需求对各部分电路进行优化设计和调整,以实现最佳的语音效果和系统性能。
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