本篇從電路原理、元器件規(guī)格及選用等方面介紹各種類型語音集成電路的應(yīng)用實例。以便讓初學(xué)者對語音電路有一個較深入的認識和了解。初學(xué)者除了掌握各種語音電路的基本原理之外,更重要的是必須多動手實驗,靈活應(yīng)用,最終才能舉一反三和運用自如。
1.光控式語音警示電路 光控語音警示電原理圖見圖1。整個電路由光控電子開關(guān)和3秒語音集成電路兩部分組成。圖1中光敏三極管VT1和晶體三極管VT2,電阻R1、R2、R3和電容C1、C2等構(gòu)成光控開關(guān)電路。語音集成電路IC及三極管VT3、電阻R4、R5等構(gòu)成語音放大電路。圖2是該電路的印刷電路板圖。平常在光源照射下,VT1呈低阻狀態(tài),VT2飽和導(dǎo)通,IC的觸發(fā)端③腳得不到正觸發(fā)脈沖而不工作,揚聲器無聲。當VT1被物體遮擋時,便產(chǎn)生一負脈沖電壓,并通過C1耦合到VT2的基極,導(dǎo)致VT2進入截止狀態(tài),IC獲得一正觸發(fā)脈沖而工作,輸出音頻信號通過VT3放大,推動揚聲器發(fā)出聲響。聲響內(nèi)容可根據(jù)不同場合選擇不同的語音電路來產(chǎn)生,例如高壓電網(wǎng)或配電房等場所,可選用“高壓重地,禁止入內(nèi)”、“有電危險,請勿靠近”等語音集成電路。
圖3是另一種形式的光控語音電路。當周圍光照度變暗時,光敏二極管VT1呈高阻值狀態(tài),VT2因基極電位低而截止,語音芯片IC不工作。當有光線照射時,VT1內(nèi)阻迅速下降,VT2因基極電位上升而導(dǎo)通,IC被觸發(fā)工作。當IC選用“天亮了,快快起床”語音集成電路時,圖3所示電路便成了語音報曉器電路。當將圖3電路用于保險柜門開提醒裝置時,語音IC可選用“保險柜已打開,請注意關(guān)閉”語音電路。
2.“韻律操”語音電路 該電路的電原理圖見圖4。IC為內(nèi)儲一首10秒韻律操音樂旋律的語音集成電路,它采用按鍵觸發(fā)方式,可直接驅(qū)動8Ω揚聲器或壓電陶瓷蜂鳴器,通過三極管還可驅(qū)動3V直流電機工作,電源電壓3~5V。該電路主要用于電動玩具、都市休閑小音響等。
語音IC的OSC為振蕩器輸入端,外接200kΩ振蕩電阻。TEST為電路測試端,平時空置不用。TG為電路觸發(fā)端,高電平有效,按一下輸出一次,觸發(fā)停止,語音繼續(xù)輸出直至完畢后停止。IO1為電機驅(qū)動輸出端,通過三極管VT1和VT2驅(qū)動直流電機M旋轉(zhuǎn)工作。IO2為信號電壓輸出端。IO3為信號電壓輸出端,IO2、IO3直接推動揚聲器工作,或驅(qū)動蜂鳴片發(fā)聲。
3.升國旗奏國歌語音電路 升國旗奏國歌語音電路的電原理圖見圖5。IC為14腳雙列直插塑封集成電路,它是一片語音長度為60秒、采用高采樣頻率優(yōu)質(zhì)語音集成電路制作的“中華人民共和國國歌”電路。在IC的14根引腳中,②腳為升旗觸發(fā)端S2,高電平有效。當該端瞬間接正電源端,IC工作,在奏國歌同時輸出升旗觸發(fā)信號。⑤腳為降旗觸發(fā)端S4,高電平有效,觸發(fā)該端時,輸出降旗信號,無音頻信號輸出。⑦腳為音頻信號輸出端AUD,其輸出信號通過VT1放大,推動揚聲器工作。⑧腳為升旗信號輸出端STS1。當國歌奏響時,該端輸出一高電平同步信號,用以控制升國旗驅(qū)動電路。⑨腳為降旗信號輸出端STS2。當S4觸發(fā)時,該端輸出一高電平同步信號,用于控制降旗驅(qū)動信號。腳為振蕩電路輸入端OSC。該端外接電阻,用于調(diào)節(jié)放音速度;其余各引腳為空端。圖5所示電路電源電壓為3~6V。VT1選用8050型NPN小功率硅三極管。圖6是外接LM386功放電路的升國旗奏國歌語音電路。
4.標準漢語拼音發(fā)音示教板電路 學(xué)習漢語就必須正確掌握漢語拼音的標準發(fā)音。圖7是漢語拼音標準語音電路電原理圖。圖中IC采用60秒陣列式語音電路,電路內(nèi)儲存23個聲母、24個韻母、16個整體認讀音節(jié),由ROW1~ROW8和COL1~COL8組成8×8矩陣鍵盤,每個按鍵對應(yīng)觸發(fā)一種發(fā)音。圖8是該電路的印刷電路板圖。圖中的VT采用8050型小功率硅管,電阻選用1/8W金屬膜電阻,揚聲器可選用1/4W、8Ω磁電式揚聲器。該電路采用3~6V電源電壓。圖9是適用于該示教板電路的整流、穩(wěn)壓和功放電路圖。漢語拼音示教板電路可制成示教黑板,并采用磁控、無線電子教鞭,也可用于發(fā)聲電子圖書等。
5.語音電子詞典 語音電子詞典的電原理圖見圖10。語音電子詞典采用美國德州儀器有限公司推出的MSP50C30長時間語音電路。MSP50C30是一種高壓縮比、低失真率的語音電路,它內(nèi)含8位單片機、4KROM、28個I/O口、23條地址線和8條數(shù)據(jù)線,可直接驅(qū)動8~16Ω揚聲器,由單5V電源供電。封裝形式有100個引腳TQFP封裝和68個引腳COB封裝。MSP50C30可直接外掛8MROM,適合開發(fā)長時間語音應(yīng)用電路,如發(fā)聲詞典、電腦語音圖書、語聲學(xué)習機等。LCD點陣驅(qū)動模塊的D0~D7數(shù)據(jù)線和A0、E1、E2、R/W4條控制線,分別接MSP50C30的C口和D口。C口輸出顯示數(shù)據(jù)及指令,并通過D口作相應(yīng)控制,以實現(xiàn)英文、漢字及各種點陣圖案的顯示。A0~A7、B0~B7接鍵盤開關(guān),最大可構(gòu)成64鍵的鍵盤。由于該電路采用了超大規(guī)模集成電路,因而整個電路包括集成電路在內(nèi)不超過10個元器件,外電路十分簡單。■