21 | 05 | 2018
Главное меню
Смотри
replace_in_text_segment($text); echo $text; ?>
Статистика
Пользователи : 1
Статьи : 3701
Просмотры материалов : 8569543

Коллеги
Посетители
Рейтинг@Mail.ru
Советую
Online
  • [Bot]
  • [Google]
  • [Yandex]
Сейчас на сайте:
  • 52 гостей
  • 3 роботов
Новые пользователи:
  • Administrator
Всего пользователей: 1
RSS
Подписка на новости
Последние новости
УНИВЕРСАЛЬНОЕ ЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО НА ЧИПКОРДЕРЕ ISD2560 PDF Печать E-mail
Автор: Administrator   
21.03.2012 17:12

УНИВЕРСАЛЬНОЕ ЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО НА ЧИПКОРДЕРЕ ISD2560

Давно хотілося зібрати схему оригінального квартирного дзвінка. Яких тільки схем не придумано радіоаматорами: від простих блокінг-генераторів на одному транзисторі, що імітують пташині трелі до складних на жорсткій логіці або мікроконтролері, що створюють цікаві поліфонічні мелодії. У всіх є свої переваги і недоліки, що виражаються в чисельності застосованих елементів або в необхідності програмування, а, отже, і наявності відповідного обладнання. Дану дилему благополучно дозволили розробники з Information Storage Devices, Inc. (ISD) (за останніми даними цю контору поглинула Winbond Electronics Corp). Вони розробили так звані ЧІП - Кордеро, що представляють собою однокристальні КМОП - мікросхеми високоякісної запису / відтворення звукових повідомлень різної тривалості. Ці мікросхеми як не можна краще підходять для квартирних дзвінків або подібних пристроїв, при цьому конструкції, виконані на цих мікросхемах, поєднують в собі простоту побудови і легкість при збірці і експлуатації. Розглянемо структурну схему на прикладі мікросхем сімейства ISD2560/75/90/120:

Прилади складаються з генератора, мікрофонного підсилювача, схеми АРУ, фільтра захисту від спектральних накладень, багаторівневої пам'яті високої щільності, згладжує фільтра і вихідного підсилювача. Серія ISD25xx допускає мікропроцесорне управління, що дозволяє створювати і відтворювати складні багатофрагментним записи. Записи зберігаються у вбудованій енергонезалежній пам'яті, забезпечуючи збереження повідомлень при відключенні харчування. Однокристальна реалізація такого приладу стала можливою завдяки запатентованій багаторівневої технології зберігання аналогового сигналу фірми ISD. Звукові сигнали зберігаються в пам'яті в їх природній формі, що забезпечує високу якість відтворення.

Звичайно ж, радіоаматори "дісталися" і до цих мікросхем. Розроблено різні звукові іграшки, примочки для запису телефонних розмов, репітери для CB - зв'язки і т.д. Схем квартирних дзвінків також достатньо. Аналіз таких схем показав, що приділяється увага в основному на побудову вузла затримки відключення від мережі ~ 220 вольт, поки програється фрагмент і на підключення до виходу мікросхеми додаткового УНЧ, навантаженого на динамічну головку. Між тим, існують деякі нюанси, що виникають при застосуванні чип - Кордеро в схемах дзвінків. Це як сам вузол запуску, так і можливість записати не тільки голосове повідомлення з мікрофона, але й музичні фрагменти з комп'ютера або магнітофона. Наприклад, попалася одна схема, де мікрофон не використовувався, а звуковий сигнал із зовнішнього джерела пропонувалося відразу подати на вхід "ANA IN". Але робота цього входу має деяке обмеження. Максимальний рівень вхідного сигналу повинен бути не більше 50-ти мілівольт від піку до піку і, якщо рівень виходу звукової карти комп'ютера можна встановити в настройках, то вихід CD - програвачів або магнітофонів варіює від 200 до 500 мілівольт. А як же вбудована схема АРУ? Подивимося ще раз на структурну схему. Бачимо, що посилений сигнал мікрофонним підсилювачем (МУ) подається на вихід "ANA OUT", з нього через розділову RC - ланцюг (згідно з типовою схемою включення) надходить на вхід "ANA IN". Далі посилюється другий операційний підсилювач і подається на схему АРУ, яка і здійснює регулювання рівня запису, змінюючи коефіцієнт посилення мікрофонного підсилювача, включеного по диференційній схемі. Підключені конденсатор і резистор до входу "AGC" задають час роботи схеми АРУ. Таким чином, автоматичне регулювання рівня працює, якщо запис здійснюється тільки з мікрофонного входу. Якщо при записі сигнал подати відразу на вхід "ANA IN", то вхід "AGC" можна залишити вільним - АРУ все одно не буде працювати, але буде потрібно обмежити рівень вхідного сигналу до паспортних 50-ти мілівольт.

Також хотілося, щоб схема відрізнялася від подібних схем своєю універсальністю. Наприклад, була можливість використовувати її як музичної (говорить) шкатулки чи викличного пристрою міської АТС. Гості будуть здивовані, коли почують замість звичайного телефонного дзвінка фразу типу "Тобі дзвонять по міському! Зніми трубу! ". З урахуванням вище сказаного, принципова схема пристрою прийняла вигляд, зображений на малюнку:

Пристрій працює в трьох режимах: відтворення, запис з вбудованого мікрофону і запис з лінійного входу. До роз'єму XS1 підключений дріт, що виходить в квартирі, після штатної дзвінкової кнопки в під'їзді, а вилка XS2 включається в будь-яку розетку в квартирі. При такому схемному рішенні немає необхідності виводити окремий дріт від пристрою з квартири в під'їзд для кнопки дзвінка. Розглянемо режим відтворення, коли пристрій використовується як квартирного дзвінка.

На початку зазначу, що мікросхема DD1 переведена в режим кнопкового управління (Push-Button Mode) підключенням висновків 7,9,10 DD1 до плюса джерела живлення. В цьому режимі вхід РЄ приймає функцію СТАРТ / ПАУЗА і активується імпульсом з низьким логічним рівнем по фронту. Вхід PD працює як СТОП / СКИДАННЯ. Він зупиняє відтворення або запис, і переводить маркер в початковий адресу. Активується імпульсом з високим логічним рівнем, також по фронту. Вихід ЕОМ (кінець повідомлення) приймає високий логічний рівень при відтворенні або запису і може навантажуватися на світлодіодний індикатор. При натисканні кнопки дзвінка змінне напруга надходить через нормально замкнуті контакти 2-1 реле К2, через замкнуті контакти 2-1 і 5-4 кнопки SВ1 і через обмежує струм резистор R1 на діодний місток VD1. Опір R1 і опір обмотки К1 утворюють дільник випрямленої напруги від якого залежить робоча напруга згладжує конденсатора С1. Реле К1 спрацьовує і його нормально розімкнуті контакти 3-1 і 6-4 замикаються. Мережеве напруга надходить на первинну обмотку трансформатора Т1. Напруга вторинної обмотки Т1 випрямляється діодним мостом VD2 і згладжується конденсатором С2. Лінійний стабілізатор DA1 обмежує напругу на рівні 6-ти вольт і стабілізує його. З точки "а" напруга живлення надходить на периферійні елементи схеми, а через розв'язують діод VD3 на входи харчування та управління мікросхеми чип - Кордера DD1. Через замкнуті контакти 1-3 перемикача режимів SА1 харчування надходить на висновок 27DD1 (вхід PLAY / REC), чим забезпечується режим відтворення, а так як контакти 6-4 реле К1 замкнуті, то на виведенні 23DD1 (вхід РЄ) лог.0, тому мікросхема DD1 починає працювати. На виведення 25DD1 (вихід ЕОМ) з'являється лог.1, що надходить на затвор транзистора VT3. Транзистор відкривається і реле К2 спрацьовує. Своїми контактами 6-4 групи К2.2 воно шунтує контакти 3-1 реле К1, а розмикаються 2-1 групи К2.1 відключає харчування з елементів запуску R1, VD1, C1 і К1. Реле К1 відпускає. Через відкритий VT3, що обмежує струм резистор R11 і замкнуті контакти 9-11 перемикача SА1 отримує харчування яскравих світлодіодів VD4, що висвітлює передпокій в коридорі квартири. Одночасно з цим діод VD6 закривається, знімаючи напругу з виведення 1DA2 (блокуючий вхід CD). Звукове напругу з виведення 14DD1 (вихід SP-) через замкнуті контакти 13-15 перемикача SА1 і розділові конденсатори С14, С15 надходить на УНЧ DA2. Змінним резистором R12 встановлюють необхідний рівень гучності. Після закінчення фрагмента на виведенні 25DD1 з'являється лог.0, що закриває транзісторVT3. Реле К2 відпускає і пристрій відключається від мережі ~ 220 вольт. Залишкова напруга через обмотку реле К2 і тепер відкритий діод VD6 надходить на висновок 1DA2 мікросхеми УНЧ і блокує її роботу. Цим виключаються різного роду клацання або шарудіння в динаміці BF1, обумовлені перехідними процесами, неминуче виникають при знятті напруги зі схеми. У точці "а" напруга відсутня, але на конденсаторі С4 залишився заряд з рівнем напруги живлення завдяки діоду VD3. У вимкненому стані типове споживання струму мікросхемою DD1 від джерела живлення не більше 1 мікроампера. Експериментально встановлено, що внутрішній маркер адресного простору зберігає своє становище, якщо напруга на виведенні 23DD1 не опустилося нижче 1-го вольта. З вказаної ємністю конденсатора С4 напруга трималося вище 1-го вольта протягом двох діб і далі проводити виміри не було сенсу. Тому, завдяки наявності зарядженого С4, протягом доби (або більше) чергове натискання на кнопку дзвінка ініціює відтворення наступного звукового фрагмента, природно, якщо було записано кілька фрагментів заздалегідь. В режимі відтворення кнопку SВ1 використовують для управління (або контролю щойно зробленою записи) записаною інформацією, короткочасно натискаючи для відтворення або для паузи.

Для запису з мікрофона BM1 перемикач SA1 переводять в середнє за схемою положення, при цьому замикаються контакти 2-3 секції SА1.1, 6-7 секції SA1.2, 10-11 секції SA1.3 і 14-15 секції SA1.4. При з'єднанні виведення 27DD1 через замкнуті контакти 3-2 (або 3-4) перемикача SA1, мікросхема DD1 переходить в режим запису. Короткочасним натисканням на кнопку SB1 активують режим. Вся комутація напруг живлення та управління відбувається так само, як в режимі відтворення, тільки тепер висновок 14DD1 заблокований, а висновки 17,18 DD1 (мікрофонні входи MIC і MIC REF відповідно) навпаки активуються. Двоколірний світлодіод VD5 червоним світінням вказує на режим запису з мікрофона. Хоча на виведенні 14DD1 сигнал відсутній, через відкритий діод VD7 на блокуючий висновок 1DA2 подається напруга, вимикає її з роботи. Цим знижується струм споживання від джерела живлення. Контакт 14 групи SA1.4 можна нікуди не підключати або з'єднати з загальним проводом схеми. В кінці вимовної фрази або музичного фрагмента ще раз короткочасно натискають кнопку SB1. Запис зупиняється і схема відключається від мережі ~ 220 вольт. Наступне натискання SB1 знову активує режим запису. Другий фрагмент буде записуватися після першого.

Зупинити процес запису (втім, як і відтворення) і встановити маркер в початковий адресу, можна короткочасним натисканням на кнопку SB2. Тоді після натискання кнопки SB1 запис (відтворення) стартує з початку блоку пам'яті мікросхеми.

Щоб записати сигнали з інших джерел, їх звукові виходи підключають до гнізда XS3, а перемикач режимів SA1 переводять в нижнє за схемою положення, при цьому замикаються контакти 4-3 секції SA1.1, 8-7 секції SA1.2, 12-11 секції SA1.3 і 16-15 секції SA1.4. Режим активується і управляється так само, як і при запису з мікрофона. Тільки тепер світлодіод VD5 зеленим світінням сигналізує про становище SA1 для запису з лінійного входу, а логічний нуль на блокувальному виведення 1DA2 дозволяє роботу УНЧ, дозволяючи контролювати якість і рівень вхідного сигналу через динамік BF1. Резистор R2 і перехід витік - сток транзистора VT1 є керований дільник напруги. Опір відкритого каналу залежить від напруги на затворі, а воно, у свою чергу, від опору відкритого каналу стік - витік транзистора VT2. При вхідному сигналі на виведенні 20DD1 (аналоговий вхід ANA IN) на виведенні 19DD1 (вхід АРУ AGC - Analog Gain Control для підключення час задає RC-ланцюжка) напруга змінюється від 1.5 вольт до 2,5 вольт. Номінали R7 і C10 відповідають номіналах, рекомендованим в типовому включенні мікросхеми. Тому, транзистор VT2 відповідно до напругою на цих елементах (тобто на виведенні затвора), відкривається більше або менше, розряджаючи конденсатор C9. Чим сильніше розряджений C9, тим сильніше відкритий транзистор VT1 і, отже, вхідний сигнал на висновок 20DD1 надійде з меншим рівнем. Час заряду С9 залежить від його ємності та номіналу резистора R4. Наведені у схемі номінали експериментально підібрані для оптимальної роботи Аруз. Таким чином здійснюється автоматичне регулювання рівня запису від зовнішнього джерела сигналу. При записи, в правильній роботі Аруз можна переконатися по звуку з динаміка BF1: сигнал різко стихає, а потім плавно виходить на необхідний неспотворений рівень. При відтворенні це проявляється як плавне наростання гучності записаного музичного фрагмента.

Для використання пристрою як викличного під час вхідних дзвінків з міської АТС, резистор R1 змінюється на конденсатор з ємністю від 680nF до 1mkF і робочим напругу не менше 400 вольт, таким чином, схема запуску перетворюється в лінійний телефонний інтерфейс. До гнізда XS1 підключають телефонну лінію. Тепер, при вхідному виклику, змінну напругу з амплітудою 90 - 120 вольт надійде через цей розділовий конденсатор на схему запуску. Конденсатор виділяє змінну напругу виклику від постійної напруги живлення телефонної лінії 60 вольт.

Про деталі. Резистор R1 може бути і меншою потужності, тому що при запуску схеми він швидко відключається контактами групи К2.1 і не встигає нагрітися. Якщо дозволяє місце в корпусі, бажано його замінити зазначеним вище конденсатором для постійної роботи. Якщо не потрібні індикатори роботи, то елементи R11, VD4, VD5, VD6 і VD7 не встановлюються (відповідно, не використовується і секція SA1.3). Висновок 1DA2 в цьому випадку підключають до стоку транзистора VT3. Якщо запис буде проводитися тільки з мікрофону BM1, то елементи, пов'язані з Аруз (R2, VT1, C9, R4, VT2, секція SА1.2) виключаються, а резистор R6 з'єднується з конденсатором C8. Якщо ж запис буде здійснюватися тільки від зовнішніх джерел сигналу, то виключаються елементи R10, C13, R9, C11, C12, R8 і мікрофон BM1. Діод VD3 типу КД209А був встановлений після того, як пробився діод типу КД521, спочатку встановлений на цьому місці. Ймовірно, це пояснюється перевищенням допустимого струму в момент подачі напруги, коли конденсатор C4 був ще розряджений. Блокуючі конденсатори фільтрів С6 і С7, підключені до аналогової і цифрової шинам харчування обов'язкові. При використанні в якості зовнішнього джерела сигналів звукової карти комп'ютера, особливу увагу треба приділити якості і надійності трансформатора Т1 і реле К1, К2. Радіатор для мікросхеми DA1 не потрібно. Включення мікросхеми УНЧ дещо відрізняється від поширеного. Структура цього "телефонного" підсилювача (вітчизняний аналог ЕКР1436УН1) наведена на фото:

А схема включення, при якій збільшується вхідний імпеданс (Zвх. = 125 Ком) наведена тут:

Саме за цією схемою УНЧ працює в пристрої. Коефіцієнт посилення задає резистор R13, а конденсатором C17 домагаються необхідної частотної характеристики. Сам пристрій розміщено в корпусі мініатюрного репродуктора, виконаного у вигляді адаптера, причому, регулятор гучності і динамічна головка використовуються штатні. Органи управління та елементи індикації встановлюються на корпусі в будь-якому зручному місці. На корпусі також встановлюється стандартний телефонний роз'єм, до якого підключається відповідна частина, встановлена ​​на дроті дзвінка, що виходить в квартирі, або дріт з таким же відповідним роз'ємом, підключений до телефонної лінії АТС.

І на завершення, деякі особливості застосування мікросхем сімейства ISD25хх, які не використовуються в цьому пристрої. Якщо висновок 4DA1 (вхід А3/М3) підключити до плюса джерела живлення, то буде режим циклічного відтворення запису з початку блоку пам'яті. Якщо записано кілька фрагментів, то буде відтворюватися (повторюватися) тільки перший фрагмент. Якщо перемикачем SA1 на виведенні 27DD1 примусово встановити логічну одиницю (коли DD1 працює в режимі запису), тобто перевести мікросхему з режиму запису в режим відтворення без натискання SB1, то режим запису все одно буде тривати до натискання кнопок SB1, SB2 або до заповнення всього блоку пам'яті. Якщо висновок 25DD1 з'єднати з висновком 23DD1 через конденсатор ємністю не менше 47nF, то при включенні відтворення, всі повідомлення будуть відтворюватися один за одним без зупинки (тобто після останнього фрагмента знову перший і так "по колу"), поки не буде натиснута кнопки SB1 або SB2. Мікросхема ISD25хх зберігає свою працездатність в діапазоні від 4-х вольт до 6 вольт. Нижче 4-х вольт вона відмовилася працювати, а вище не став збільшувати через небезпеку ушкодження. Так от, якщо запис зробити при мінімальному напрузі живлення, а потім збільшити його і включити відтворення, то швидкість і тембр відтворення збільшаться. Відповідно і навпаки. Дані спостереження можуть стати в нагоді в інших конструкціях з цими мікросхемами.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59

60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 78 79 80 81 82

Обновлено 28.03.2012 05:29
 
Для тебя
Читай
Товарищи
Друзья