ISD1420
Ecco un interessante circuito integrato che funge da registratore
vocale.
Quello presentato memorizza per 20 secondi, ma altri circuiti integrati, chiamati
anceh ChipCorder, arrivano fino a una decina di minuti...
I CIRCUITI INTEGRATI "ISD".
Sono molti i circuiti integrati della serie ISD, chiamati anche ChipCorder:
prima erano prodotti dalla ISD, ora dalla Winbond, www.winbond.com.
N ella tabella riportata qui sotto è possibile avere un preciso quadro
della situazione dei circuiti integrati ISD.
SERIE | SIGLA | DURATA | MEMORIA | CAMPIONAMENTO | FILTRO |
ISD1000 | ISD1016 ISD1020 |
16 secondi 20 secondi |
128 K celle 128 K celle |
8,0 KHz 6,4 KHz |
3,4 KHz 2,7 KHz |
ISD1100 | ISD1110 ISD1112 |
10 secondi 12 secondi |
64 K celle 64 K celle |
6,4 KHz 5,3 KHz |
2,6 KHz 2,2 KHz |
ISD1200 | ISD1210 ISD1212 |
10 secondi 12 secondi |
64 K celle 64 K celle |
6,4 KHz 5,3 KHz |
2,6 KHz 2,2 KHz |
ISD1400 | ISD1416 ISD1420 |
16 secondi 20 secondi |
128 K celle 128 K celle |
8,0 KHz 6,4 KHz |
3,3 KHz 2,6 KHz |
ISD2500 | ISD2532 ISD2540 ISD2548 ISD2564 ISD2560 ISD2575 ISD2590 ISD25120 |
32 secondi 40 secondi 48 secondi 64 secondi 60 secondi 75 secondi 90 secondi 120 secondi |
256 K celle 256 K celle 256 K celle 256 K celle 480 K celle 480 K celle 480 K celle 480 K celle |
8,0 KHz 6,4 KHz 5,3 KHz 4,0 KHz 8,0 KHz 6,4 KHz 5,3 KHz 4,0 KHz |
3,4 KHz 2,7 KHz 2,3 KHz 1,7 KHz 3,4 KHz 2,7 KHz 2,3 KHz 1,7 KHz |
ISD33000 | ISD33060 ISD33075 ISD33090 ISD33120-4 ISD33120 ISD33150 ISD33180 ISD33240 |
60 secondi 75 secondi 90 secondi 2,0 minuti 2,0 minuti 2,5 minuti 3,0 minuti 4,0 minuti |
480 K celle 480 K celle 480 K celle 480 K celle 960 K celle 960 K celle 960 K celle 960 K celle |
8,0 KHz 6,4 KHz 5,3 KHz 4,0 KHz 8,0 KHz 6,4 KHz 5,3 KHz 4,0 KHz |
3,4 KHz 2,7 KHz 2,3 KHz 1,7 KHz 3,4 KHz 2,7 KHz 2,3 KHz 1,7 KHz |
ISD4002 | ISD4002-120 ISD4002-150 ISD4002-180 ISD4002-240 |
2,0 minuti 2,5 minuti 3,0 minuti 4,0 minuti |
960 K celle 960 K celle 960 K celle 960 K celle |
8,0 KHz 6,4 KHz 5,3 KHz 4,0 KHz |
3,4 KHz 2,7 KHz 2,3 KHz 1,7 KHz |
ISD4003 | ISD4003-4M ISD4003-5M ISD4003-6M ISD4003-8M |
4,0 minuti 5,0 minuti 6,0 minuti 8,0 minuti |
1920 K celle 1920 K celle 1920 K celle 1920 K celle |
8,0 KHz 6,4 KHz 5,3 KHz 4,0 KHz |
3,4 KHz 2,7 KHz 2,3 KHz 1,7 KHz |
ISD4004 | ISD4004-8M ISD4004-10M ISD4004-12M ISD4004-16M |
8,0 minuti 10 ,0 minuti 12 ,0 minuti 16 ,0 minuti |
3840 K celle 3840 K celle 3840 K celle 3840 K celle |
8,0 KHz 6,4 KHz 5,3 KHz 4,0 KHz |
3,4 KHz 2,7 KHz 2,3 KHz 1,7 KHz |
ISD5008 | ISD5008 | 8,0 minuti | 1920 K celle | 4,0 - 8,0 KHz | 1,7 KHz - 3,4 KHz |
IL CIRCUITO INTEGRATO ISD1420.
Innanzitutto vediamo subito la piedinatura del circuito integrato, che si presenta
di dimensioni medie: un 14 + 14 pin.
T enendo conto di quanto riportato nella tabella posta sopra, si può
vedere che:
- la durata del messaggio vocale è di 20 secondi,
- il numero di celle di memoria è di 128K,
- la frequenza di campionamento dle segnale è di 6,4 KHz,
- il filtro interno passa-banda è di 2,6 KHz.
Nella tabella posta qui sotto vengono spiegate sommariamente le funzione dei terminali del circuito integarto.
A0..A7 | Servono per poter registrare e riprodurre più messaggi, anziché un solo. In tal caso vengono posti a massa. |
Gnda, Gndd | Rispettivamente,
massa analogica e digitale del circuito elettrico interno all'integrato. Per una migliore resa del segnale, sarebbe meglio non cortocircuitare i due terminali, bensì collegarli al piano di massa ad una certa distanza, seguendo percorsi separati. |
SP+, SP- | Uscite audio differenziali. A questi due terminali è possibile collegare direttamente un altoparlante con imedenza minima di 16 Ohm. Per collegamenti esterni è possibile usare entrambe le uscite, in modo differenziale, oppure uan soltanto, la SP+. |
Vcca, Vccd | Rispettivamente,
alimentazione a 5 Volt analogica e digitale del circuito elettrico interno
all'integrato. Dato che i due terminali si trovano ad una certa distanza,
non è necessario prendere particolari precauzioni per il loro collegamento
al piano di alimentazione. La tensione di alimentazione può variare da 4,5 Volt a 5,5 Volt, per un consumo massimo di 30mA. |
MIC | Ingresso del segnale proveniente da un microfono preamplificato. |
MIC REF | Da collegare verso massa attraverso un condensatore da 100nF |
AGC | Terminale facente capo la sezione del controllo automatico di guadagno dello stadio microfonico. Da collegare verso massa attraverso una resitenza (470 KOhm) e un condensatore (1 uF) in parallelo per la determinazione delle costanti di tempo di attacco e rilascio. |
ANAIN | Ingresso audio per lo stadio di registrazione. Da collegare ad ANAOUT o ad una fonte esterna. |
ANAOUT | Uscita dello stadio preamplificatore microfonico. Da collegare al terminale ANAIN attraverso una resistenza (4,7 KOhm) e un condensatore (100 nF) in serie. |
PLAYL | Segnale attivo basso. Il messaggio vocale viene riprodotto fintantoche il terminale viene mantenuto collegato a massa. |
PLAYE | Segnale attivo basso. Il messaggio
vocale inizia ad esser riprodotto durante il fronte di discesa, ovvero nell'attimo
in cui il terminale viene cortocircuitato verso massa. Se la memoria è stata riempita completamente, anche mantenendo il cortociruito verso massa, il messaggio viene riprodotto una sola volta. Al contrario, se la memoria non è stata riempita totalmente, mantenendo il cortociruito, la riproduzione del messaggio è a ciclo continuo. |
RECLED | Uscita attiva bassa per il collegamento
ad un led (verso il positivo). In fase di registrazione, il led rimane acceso per tutta la durata della pressione del tasto REC o fino al riempimento della memoria. In fase di riproduzione, il led si illumina momentaneamente solo alla fine del messaggio vocale. |
XCLK | Ingresso esterno
del clock per il corretto funzionamento degli stadi interni. Teoricamente,
variando la frequenza di clock, sarebbe possibile variare la frequenza di
campionamento, anche se in realtà si abbassa la qualità del
seganle, in quanto i filtri interni sono centrati ad una frequenza fissata. Normalmente viene cortocircuitato a massa. |
REC | Segnale attivo basso. Mantenendo tale segnale cortocircuitato verso massa, è possibile registrare un messaggio vocale. |
PROGRAMMATORE (REGISTRATORE + RIPRODUTTORE)
VOCALE.
Per poter riprodurre un messaggio vocale, ovviamente, è prima necessario
memorizzarlo nella memoria del circuito integrato.
All'interno dei circuiti integrati della serie ISD, oltre ad esser presente
lo stadio amplificatore d'uscità, c'è pure il preamplificatore
microfonico, per una maggiore semplicità circuitale. Qui sotto è
riportato lo schema elettrico. A differenza di altri schemi, magari ancora più
semplici, è stata aggiunta una funzione supplementare per poter rendere
il circuito un po' più versatile. Essa fa riferimento ad un jumper, o
ponticello, presente.
JP1 (aperto) | Viene lasciata inserita nel circuito la resistenza R4: in tal modo è possibile utilizzare altoparlanti anche da 8 Ohm. Tutto questo perché l'impedenza minima in uscita è di 16 Ohm. |
JP1 (chiuso) | La resitenza R4 viene cortocircuitata: in tal modo è possibile utilizzare altoparlanti con un minimo di 16 Ohm, ripspettando così la condizione di minima impedenza in uscita, 16 Ohm. |
Il diodo led DL1 serve, in fase di registrazione,
per indicare che il circuito integrato sta registrando e, in fase di riproduzione,
tramite una breve accensione, della fine del messaggio vocale appena riprodotto.
DL2, invece, indica la presenza della tensione di alimentazione.
IC1 e i condensatori C1 e C2, C3 stabilizzano la tensione in ingresso a 5Volt,
valore richiesto dall'integrato. La tensione d'ingresso può variare da
un minimo di (8 Volt ad un massimo di 14 Volt. Il diodo D1, com'è facile
immaginare, serve per evitare danni, in caso d'inversione di polarità.
Sono presenti tre pulsanti: uno per la registrazione e due per la riproduzione.
PLAYL significa che il comando rimane attivo per tutta la durata della pressione
del tasto: infatti "L" significa "Level"; PLAYE significa
che il comando viene attivato durante il fronte di discesa, ovvero all'atto
della pressione del tasto: infatti "E" significa "EDGE".
Per una migliore qualità audio, conviene non collegare subito tra loro
i terminali 12 e 13 di IC2, ovvero i segnali di massa digitale e analogica.
Ecco qui sotto i valori dei componenti.
R1= 100 KOhm R2= 100 KOhm R3= 100 KOhm R4= 220 Ohm R5= 470 KOhm R6= 4,7 KOhm R7= 220 Ohm R8= 5,6 KOhm R9= 8,2 Ohm (può andar bene anche 10 Ohm) |
C1= 47 nF C2= 4,7 uF C3= 100 nF C4= 100 nF C5= 100 nF C6= 4,7 uF C7= 100 nF |
D1= 1N4007 |
RIPRODUTTORE VOCALE.
Una delle caratteristiche salienti della maggior parte dei circutiti integrati
della serie ISD è la semplicità circuitale per poter costruire
un semplice circuito riproduttore vocale. Qui sotto è riportato lo schema
elettrico. A differenza di altri schemi, magari ancora più semplici,
sono state aggiunte due funzioni supplementari per poter rendere il circuito
un po' più versatile. Esse fanno riferimento ai due jumper, o ponticelli,
presenti.
JP1 (verso R1) | Il comando PLAY
è esterno. Cortocircuitando il piedino PLAY verso massa inizierà
la riproduzione del messaggio vocale. Non è necessario mantere il
contatto verso massa. Se la memoria non è stata riempita per intero, mantenendo tale pin a massa si avrà la ripetizione del messaggio, a ciclo continuo. Questo non avviene se la memoria è stata riempita completamente. |
JP1 (verso R2) | Il messaggio viene riprodotto una sola volta unicamente all'atto dell'accensione del circuito. |
JP2 (aperto) | Viene lasciata inserita nel circuito la resistenza R4: in tal modo è possibile utilizzare altoparlanti anche da 8 Ohm. Tutto questo perché l'impedenza minima in uscita è di 16 Ohm. |
JP2 (chiuso) | La resitenza R4 viene cortocircuitata: in tal modo è possibile utilizzare altoparlanti con un minimo di 16 Ohm, ripspettando così la condizione di minima impedenza in uscita, 16 Ohm. |
Il diodo led serve unicamente per segnalare,
tramite una breve accensione, della fine del messaggio vocale appena riprodotto.
E' possibile non inserire DL1 e la resistenza R3, se questo può servire
a risparmiare ulteriore spazio.
IC1 e i condensatori C1 e C2 stabilizzano la tensione in ingresso a 5Volt, valore
richiesto dall'integrato. La tensione d'ingresso può variare da un minimo
di (8 volt ad un massimo di 14 Volt. Il diodo D1, com'è facile immaginare,
serve per evitare danni, in caso d'inversione di polarità. Come si può
vedere, lo schema è estremamente compatto, in quanto l'unico componente
esterno, a parte, ovviamente, il led, è il condensatore elettrolitico
indispensabile per il corretto funzionamento dell'oscillatore interno.
Ecco qui sotto i valori dei componenti.
R1= 100 KOhm R2= 56 KOhm R3= 220 Ohm R4= 8,2 Ohm (può andar bene anche 10 Ohm) |
C1= 47 nF C2= 4,7 uF C3= 100 nF C4= 220 nF |
D1= 1N4007 |
ALCUNE PROVE.
Per poter aver un'idea della qualità di riproduzione del messaggio vocale,
ho fatto alcune prove registrando una ventina di secondi presi da dei brani
musicali (freeware) in formato midi.
Quindi ho riportato non solo i files audio originali e quelli riprodotti dal
chip ISD1420, ma ho pure catturato le schermate video con l'inviluppo dei messaggi...
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Pezzo musicale originale
n°1![]() |
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Riproduzione da parte
dell'ISD1420 del pezzo originale n°1![]() |
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Pezzo musicale originale
n°2![]() |
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Riproduzione da parte
dell'ISD1420 del pezzo originale n°2![]() |