Jak powstają elektroniczne muzyczne kartki z życzeniami?

Pamiętam, że dawno temu, kiedy byłem dzieckiem (w latach 80.), istniały elektroniczne kartki z życzeniami, które po otwarciu zaczynają grać proste melodie przez mały głośnik piezoelektryczny.

Szybkie spojrzenie na płytkę ujawnia mały czarny układ i kilka obwodów pod:

Chciałbym wiedzieć, w jaki sposób wdrażany jest mały czarny układ? (Nigdy nie ma na nim żadnych informacji ani etykiet).

Czy procesor jest wykonany przy użyciu tej samej technologii, co nowoczesne mikroprocesory (technologia CMOS, ale z bardzo dużym procesem nm, ponieważ tutaj rozmiar nie jest problemem?)

Jestem zaskoczony również przez fakt, że nie jest crystal oscillatorani capacitorna pokładzie, które mogą być przydatne do generowania fal kwadratowych dla głośnika.

Te układy dźwiękowe były i nadal są dziełem korporacji Seiko / Epson lub jednej z jej spółek zależnych. Był to produkt uboczny pochodzący z wyjątkowo niskonakładowych procesów CMOS, które opracowali dla branży zegarków. Konstrukcja samego układu scalonego jest w rzeczywistości 4-bitowym uProcesorem z maską ROM dla różnych „melodii”. Dostarczyli także droższe jednostki oparte na OTP (EEPRom) do eksperymentów przed zmianą maski.

Jestem pewien, że istnieje wiele firm, które mogłyby to zrobić, a wyszukiwania „mikroukładu muzycznego z życzeniami” pokazują wiele odniesień do Shenzhen.

Są kupowane jako KGD (znane dobre matryce) w paczkach gofrów, a następnie przyklejane do PWB (PCB), łączone przewodowo z podkładkami i pokryte żywicą epoksydową. Jestem pewien, że teraz będą dni, w których można uzyskać obligacje wypukłe.

Głośność tych kart była na tyle wysoka, że ​​prawdopodobnie uzasadniało to niestandardowy układ. Proces produkcji nazywa się „chipem na pokładzie” lub często po prostu COB. Nagi krzemowy układ scalony jest montowany bezpośrednio na płytce drukowanej, a następnie nakłada się na niego kroplę żywicy epoksydowej, aby go chronić. W przypadku dużych głośności jest to tańsze niż przy użyciu zapakowanego układu.

Jeśli był to niestandardowy układ, prawdopodobnie zawiera ROM i mały sekwencer do odczytu próbek dźwięku, a następnie prawdopodobnie generator PWM, który tworzy otwartą pętlę audio klasy D. To tylko domysły z mojej strony, ale byłoby to pierwsze podejście, które zbadałbym, gdyby zlecono wymyślenie czegoś takiego. Przede wszystkim musi być tani. Jakość dźwięku nie stanowi większego problemu. Głośnik musi być tak mały i tani, że będzie to czynnik ograniczający jakość. Chcesz, aby częstotliwość próbkowania była wystarczająco wysoka, aby nie dodawać zbyt dużego szumu kwantyzacji. Musi działać tylko przez kilka minut, a potem i tak zostanie wyrzucony.

Zauważysz, że karta ma cztery rzeczy.

1 małe baterie

2 czarna kropelka (elektronika)

3 prymitywny przełącznik, który przesuwa się między kontaktami

4 tani i paskudny głośnik

Układ włącza się, gdy zasilanie z akumulatorów jest do niego podłączone poprzez styki przełączające.

Czarna kropelka jest żywicą epoksydową pokrywającą mały układ scalony podłączony do płytki drukowanej za pomocą drutów. Jest to dokładnie to samo, czego normalnie można się spodziewać w „normalnym” układzie scalonym z nogami. Dzięki zastosowaniu mikroukładu przymocowanego do tablicy jest on tańszy i mniejszy.

Układ nie wymaga kondensatorów ani xtali, ponieważ ma wewnętrzny oscylator (podobnie jak wielu jego większych braci).

Zasadniczo dzieli tę częstotliwość i wykonuje prosty program do generowania dźwięku. Za pomocą PWM (modulacja szerokości impulsu) może tworzyć mowę i inne „dźwięki”.