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...

 

ISD1420

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.

Piedinatura del ISD1420

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.

Schema elettrico del programmatore vocale

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
DL1=
diodo led rosso
DL2= diodo led verde
IC1=
78L05
IC2= ISD12xx / ISD14xx
P1= Pulsante normalmente aperto
P2= Pulsante normalmente aperto
P3= Pulsante normalmente aperto
MIC= microfono preamplificato, oppure fonte esterna di segnale
AP1= altoparlante minimo 8 Ohm
JP1= Jumper o interruttorino


 

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.

Schema elettrico del riproduttore vocale

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
IC1=
78L05
IC2= ISD12xx / ISD14xx
AP1= altoparlante minimo 8 Ohm
JP1= Jumper o interruttorino
JP2= Jumper o interruttorino


 

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...

Pezzo musicale origianle 1
Pezzo musicale originale n°1
originale_1.mp3 (98Kb)
 
Riproduzione da parte dell'ISD1420 del pezzo n°1
Riproduzione da parte dell'ISD1420 del pezzo originale n°1
riproduzione_1.mp3 (98Kb)
 
Pezzo musicale origianle 2
Pezzo musicale originale n°2
originale_2.mp3 (97Kb)
 
Riproduzione da parte dell'ISD1420 del pezzo n°1
Riproduzione da parte dell'ISD1420 del pezzo originale n°2
riproduzione_2.mp3 (100Kb)

 



Federico Battaglin
Italy
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