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1ISD1110/ISD1420系列语音录放集成电路应用说明一、概述使用方便的单片8至20秒语音录放高质量、自然的语音还原技术边沿/电平触发放音自动节电，维持电流0.5uA不耗电信息保存100年(典型值)100,000次录音周期（典型值）多段信息处理，可分1至80/160段片内免调整时钟，可选用外部时钟无需开发系统5V单电源工作COB，DIP，SOIC封装及工业级1-1型号与性能对照表型号时间输入采样典型带宽最大段数最小段数外部钟频111010秒6.4KHz2.6KHz80125ms819.2KHz121212秒5.3KHz2.2KHz80150ms682.7KHz141616秒8.0KHz3.3KHz160100ms1024.0KHz142020秒6.4KHz2.6KHz160125ms819.2KHz图1、ISD1110/ISD1420内部结框图ISD1110/ISD1420系列单片录放时间8至20秒，音质好。芯片采用CMOS技术，内含震荡器、话筒前置放大、自动增益控制、防混淆滤波器、平滑滤波器、扬声器驱动及EEPROM阵列。最小的录放系统仅需麦克风、喇叭、两个按钮、电源及少数电阻电容。在录放操作结束后，芯片自动进入低功耗节电模式、功耗仅0.5uA。ISD1110/ISD1420系列有唯一的录音控制和边缘/电平触发两种放音控制。不分段时外围2线路最简，也可按最小段长为单位任意组合分段，参见表1-1“最大段数”芯片提供若干操作模式，大大提高了控制的灵活性。芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术，每个采样直接存储在片内单个EEPROM单元中，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调各效果，避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。采样频率从5.3，6.4到8.0KHz，对音质仅有轻微影响。片内信息可保存100年（无需后备电源），EEPROM单片可反复录音十万次。二、引脚描述Note:NCmeansMustNotconnect.ISD1110/ISD1420封装引脚步图注：ISD1110系列的/REC，/PLAYE，A6和A7端内部被上拉到VDD，A0~A5内部被下拉到VSS，上拉/下拉阻值在50K至100KΩ，除此之外，各引脚与ISD1420完全相同。电路设计中，这些端的外围上/下拉电阻可省略，但需要仔细考虑静态电流的影响。电源（VCCA，VCCD）芯片内部的模拟和数字电路使用不同的电源总线，并且分别引到外封装上，这样可使噪声最小。模拟和数字电源端最好分别走线，尽可能在靠近供电端处相连，而去耦电容应量靠近芯片。地线（VSSA，VSSD）芯片内部的模拟和数字电路也使用不同的地线，这两个脚最好在引脚焊盘上相连。录音（/REC）低电平有效。只要/REC变低（不管芯片处在节电状态还是正在放音），芯片即开始录音。录音期间，/REC必须保持为低。/REC变高或内存录满后，录音周期结束，芯片自动写入一个信息结束标志（EOM），使以后的重放操作可发及时停止。之后芯片自动进入节电状态。注：/REC的上升沿有50毫秒防颤，防止芯片自动进入节电状态。边沿触发放音（/PLAYE）此端出现下降沿时，芯片开始放音。放音持续到EOM标志或内存结束，之后芯片自动进入节电状态。开始放音后，可以释放/PLAYE。电平触发放音（/PLAYL）此端出现下降沿时，芯片开始放音。放音持续至端回到高电平，遇到EOM标志，或内存结束。放音结束后芯片自动进入节电状态。注：放音过程中当遇到EOM或内存结束时，如果/PLAYE或/PLAYL仍处在高电平，芯片虽然也进入节电状态（内部震荡器和时钟停止工作），但是由于芯片没有对/PLAYE和/PLAYL的上升沿进行消颤，随后在这两个引脚上出现的下隆沿（例如释放按键时的抖动）都会触发放音。录音指示（/RECLED）处于录音状态时，此端为低，可驱动LED。此外，放音遇到EOM标志时，此端输出低电平脉冲。3话筒输入（MIC）此端边至片内前置放大器。片内自动增益控制电路（AGC）将前置增益控制在-15至24dB。外接话筒应通过串联电容耦合到此端。耦合电容值和此端的10KΩ输入阻抗决定了芯片频带的低频截止点。话筒参考（MICREF）此端是前置放大器的反向输入。当以差分形式连接话筒时，可减小噪声，提高共模抑制比。自动增益控制（AGC）AGC动态调节器整前置境益以补偿话筒输入电平的宽幅变化，使得录制变化很大的音量（从耳语到喧哗嚣声）时失真都能保持最小。响应时间取决于此端的5KΩ输入阻抗和外接的对地电容（即线路图中的C6）的时间常数。释放时间取决于此端外接的并联对地电容和电阻（即线路图中R5和C6）的时间常数。470KΩ和4.7uF的标称值在绝对大多数场合下可获得满意的效果。模拟输出（ANAOUT）前置放大器输出。前置电压增益取决于AGC端的电平。模拟输入（ANAIN）此端即芯片录音的输入信号。对话筒输入来说，ANAOUT端应通过外接电容连至本端。该电容和本端的3KΩ输入阻抗给出了芯片频带的附加低端截止频率。其它音源可通过交流耦合直接连至本端。喇叭输出（SP+、SP-）这对输出端能驱动16Ω以上的喇叭。单端使用时必须在输出端和喇叭间接耦合电容，而双端输出既不用电容又能将功率提高4倍。录音时，它们都呈高阻态；节电模式下，它们保持为低电平。外部时钟（XCLK）此端内部有下拉元件，不用时应接地。芯片内部的采样时钟在出厂前已调校，保证了标称的最小录音时间。商业级芯片在整个温度各电压范围内，频率变化在+2.25%内,并保证最小录放时间，所以有些芯片的录放时间比标称的值稍大。工业级芯片在整个温度和电压范围内，频率变化在+5%内，建议使用稳压电源。若要求更高精度或系统同步，可从本端输入外部时钟，频率如表2-1“外部钟频”所示。由于内部的防混淆及平滑滤波器已设定，帮上述持荐的时钟频率不应改变。输入时钟的占空比无关紧要，因为内部首先进行了分频。地址（A0~A7）地址端有两个作用，取决于最高（MSB）两位A7、A6的状态。当A7或A6有一个为0时，所有输入均释放为地址位，作为当前录放操作的起始地址。地址端只用输入，不输出操作过程的内部地址信息。地址在/PLAYE、/PLAYL、或/REC的下降沿锁存。三、操作模式ISD1110/ISD1420系列内置了若了干操作模式，可用最少的外围器件实现最多的功能。操作模式也由地址端控制；当A7和A6都为1时，其它地址端置高就选择某个（或某几个）模式。因为操作模式和直接寻址互相排斥。操作模式可由微控制器，也可由硬件实现。使用操作模式有两点注意：（1）所有操作最初都是从0地址，即存储空间的起始端开始。后续操作根据所选用的模式可从其它的地址开始。此外，A4模式中，当电路由录转为放时地址计数器复位为0，而由放转为录则不复位。（2）当控制信号（/PLAYL、/PLAYE或/REC）变低，同时A6和A7为高时，执行操作模式。这种操作模式一直有效，除非控制信号再次由高变低，芯片重新锁存当前的地址/模式端电平，然后执行相应操作。表1~2操作模式简表模式功能典型应用可组合使用的模式A0信息检索快进信息A4A1删除EOM要最后一条信息的结束处放置EOMA3、A4A3循环从0地址循环放音A1A4连续寻址录放连续的多段信息A0、A1A0（信息检索）——快速跳过信息而不必知道其确切的地址。控制端每输入一个低脉冲，内部地址计数器就跳到下一条信息。此模式仅用于放音，通常与A4同时使用4A1（EOM删除）——使分段信息变为一条信息，仅在信息最后留一个EOM标志。这个模式完成后，录入的所有信息就作为一条连续的信息。A3（信息循环）——循环重放位于存储空间起始处的那条信息。一条信息可以完全占满存储空间，那么循环就从头至尾进行。给/PLAYE发低脉冲后循环开始，给/PLAYL发低脉冲后循环结束。A4（连续寻址）——正常操作中，重放遇到WOM标志时，地址计数器会复位。A4模式禁止地址计数器复位，使得信息可连续录入或重放。当芯片既非录音又非放音时，将A4短暂拉低可使地址计数器复位为0。A2、A5——末用。注：ISD1110-系列只在将A3接高就可实现循环，操作同上。控制循环的另一种方法是只用/PLAYL端；接低开始循环，变高循环结束。四、时序图Notes:1.recmustbeHIGHfortheentiredurationofaplaybackcycle.2.recledfunctionsasanEOMduringplayback.五、应用电路5注：ISD1110系列的三个按键脚及A7和A6内部有上拉电阻，A5~A0有下拉电阻，因此不需R6、R7和R8，不分段时地址线也不必接地。按键和A7、A6接地会产生100微安电流。