什么是软封装的音源集成电路

2017-02-28 13:52分类：电子元器件阅读：

音源集成电路是音乐、模拟声和语音集成电路的统称，它是电子爱好者使用最普遍的集成电路。音源集成电路能够产生各种各样的声响信号，是制作各种会唱歌、会发出模拟声、会说话电子小装置酋选的音源器件。

常见音源集成电路均采用软封装形式，通过一定的功率放大器和电声器件，它们有的能模仿发出各种乐曲音响，有的能发出动物叫声，有的能发出车辆鸣声和自然界各种声响，有的能发出人类语言等，其共同特点是体积小巧、价格低廉和使用方便。

种类和特点

常见音源集成电路的外形实物如图12-1所示。按其所储存音源内容的不同，可划分为音乐集成电路、模拟声集成电路和语音集成电路3大类。

(1)音乐集成电路

音乐集成电路有较多种类，包括单曲音乐集成电路、多曲音乐集成电路、带功放音乐集成电路、光控音乐集成电路、声控音乐集成电路和闪光音乐集成电路等。除了采用软封装方式——将硅芯片用黑膏直接封装在一块被称作基板的小印制电路板上，个别音乐集成电路还采用了塑料双列直插式和单列直插式硬封装，但在实际应用中不常遇到。还有个别的音乐集成电路，采用了外形如同塑封三极管的所谓“音乐三极管封装”形式。
尽管音乐集成电路型号众多，封装形式各不相同，但其内部电路结构原理却大同小异。典型的音乐集成电路内部构成方框图如图12-2所示，它由时钟振荡器、只读存储器( ROM)、节拍发生器、音阶发生器、音色发生器、控制器、调制器和电压放大器等电路组成。只读存储器中固化有代表音乐乐曲的音调、节拍等信息，，节拍发生器、音阶发生器和音色发生器分别产生乐曲的节拍、基音信号和包络信号，它们在控制电路控制下工作，并由调制器合成乐曲信号，经电压放大器放大后输出音乐电信号。

单曲音乐集成电路内储一首音乐乐曲，每触发一次便播放一遍。触发方式一般直接取用电源正端VD。的高电平（或电源负端vss的低电平）信号进行触发，参见图12-3。多曲单触发音乐集成电路内储多首音乐乐曲，触发一次播放第一首，再触发一次则播放第二首，依此类推，循环播放。带功放音乐集成电路内部含有功率放大器，可直接驱动扬声器发声。

光控音乐集成电路受光信号控制，外接光敏元件即可由光信号触发播放。声控音乐集成电路由特定频率的声音信号触发播放，一般使用时外接压电陶瓷片或驻极体话筒。闪光音乐集成电路在被触发播放声音的同时，还可驱动发光二极管按一定规律闪烁发光。

音乐集成电路的可贵之处是工作电压低（直流1.5 - 5V），耗电极省（不发声时工作电流只有1uA左右），实际使用时，一般只要外接一只振荡电阻器（有的还需要一只电容器，有的则不需要外接电阻器和电容器），并接上合适的电源、触发开关、功率放大晶体三极管和扬声器等，即可播放出内储的乐曲声来。读者在熟悉了它的触发方式后，可以自己改进和创新，利用光控、磁控、温控、触摸等不同方式触发音乐集成电路，制成各种用途的电子小作品，真是妙趣横生，引入入胜。

(2)模拟声集成电路

模拟声集成电路的集成度一般要比普通音乐集成电路高些，其内部由控制逻辑电路、时钟振荡器、地址计数器、模拟声只读存储器( ROM)、数字化量/模拟量转换器(D/A)、音频输出电路等几部分构成。也有些模拟声集成电路的集成度较低，其内部采用和音乐集成电路同样方式的音阶发生器来产生模拟声信号。

模拟声集成电路按其输出功能有单纯音响型和闪光型两种，前者只能发出各种模拟声响，如各种动物叫声、枪声、炸弹声、交通工具响声及各种自然界声音；后者则能在发出模拟声响的同时，还能驱动一个及数个发光二极管以某一固定频率闪烁或随声响同步闪光。模拟声集成电路除了大部分采用黑膏软封装形式外，尚有个别品种采用了塑料硬封装。模拟声集成电路可广泛用于各种儿童玩具、工艺品及报警装置等成品中。

(3)语音集成电路

语音集成电路是音源集成电路的主要品种，其集成度较高，内电路由控制逻辑电路、时钟振荡器、地址计数器、语音信号只读存储器( ROM)、数字化量/模拟量转换器(D/A)、音频输出电路等几部分组成。由于其输出的语音信号是由D/A转换电路产生的模拟信号，不像音乐集成电路和部分模拟声集成电路那样输出的是数字信号，所以前者输出的电信号经一只普通晶体三极管放大后，就能推动扬声器发出响亮的声音，而语音集成电路输出的电信号往往达不到这样的效果，在采用一只晶体三极管放大语音电信号时，普遍现象是音量较小如要足够音量输出，一般都需要另加功放电路。针对这一不足，目前有些厂家生产的语音集成电路，已在内部集成了低电压的功放电路，使用时只要直接外接上普通的扬声器，就可以发出响亮的语音来。

国内市场上流行的语音集成电路，一般多采用MSS系列标准语音芯片压制而成，封装形式几乎全是片状黑膏软封装。只要接上少量外围元件就能产生人类语言声（中文或英文等）。语音集成电路使越来越多的电子产品不再保持“沉默”，成为能够“说话”的具有“人情味”的智能装置。正因为如此，语音集成电路（包括更高级的语音录放集成电路、语音识别集成电路）已经成为集成电路家族中的一个重大分支，目前已广泛用于玩具、工艺品、保安、仪器仪表及自动化等各个领域。

主要参数

音源集成电路的参数有工作电压、输出电流、静态电流、工作电流、触发电压、触发电流、工作环境温度等，通常应用时只要关注前3项就可以了了。

①工作电压( VDD)。这是指允许加在音源集成电路电源端与地之间、可维持电路正常工作的直流电压，一般给出最小值、典型值和最大值。使用时，工作电压不得超过限定值，

②输出电流（/O）。这是指音源集成电路输出端所能够输出的最大平均电流，它在一定程度上反映了输出驱动能力。

③静态电流( /SD)。这是指音源集成电路在未受到触发时，内部电路处于待工作状态下的总电流。当测量静态电流为零或者远大于它的参数值时，说明音源集成电路内部很可能发生了故障。

型号命名

国产音源集成电路目前尚无统一的型号命名标准，各生产厂家一般都是自行命名的，随意性很大，读者是无法通过型号获取任何关于产品参数的相关信息，笔者通过对手头大量音源集成电路型号进行对比分析，得出的结论是：各厂家的型号一般都是以“1-3个字母（多为厂家名称拼音字母的字头缩写）+多位数字（生产年份或产品区分序号）”进行命名的。例、如：KD-9300系康德电子有限公司的产品，G2000系2000年开发生产的产品。

表1 2列出了常用音源集成电路的主要参数，仅供参考。

表12常用音源集成电路主要参数
类别	型号	储存内容	工作电压（v)	输出电流（mA)	静态电流（mA)	工作温度（℃)
音乐集成电路	CW9301- CW9331	《可爱的家庭》《祝你生日快乐》《圣诞树》等31种世界名曲	1.3 -5	≥2	0. 5	-10~60
	KD-150系列	《军港之夜》《天仙配》《亚洲雄风》《兰花草》等名曲	1.3-5	≥2	1	-10~60
	HFC1500系列	《世上只有妈妈好》《十五的月亮》《东方红》《渴望》等多种名曲	1.3 - 3.6 典型3V）	≥2	1	0~70
	HFC9300系列	《可爱的家庭》《祝你生日快乐》《圣诞树》等世界名曲	1.3- 1.7 (典型1.5V)	≥2	1	0~70
	KD-482	12首乐	1.3- 3.3（典型3V）	≥0.2	≤2	0~60
模拟声集成电路	CW9561	4种模拟声（机枪`警车、救护车、消防车）	1.5-5 （典型3V）	2	1	-10~60
	KD-5601~ KD-5633系列	爆竹声、军号声、各种动物叫声、马蹄声、火车声等30余种	3V	≥2	1	-10~60
	HFC3000系列	10多种模拟声	2 ~ 4.5	≥1	≤5	0~70
	HL一169A系列	“叮咚，您好！请开门”、“欢迎光临”、“请让路！谢谢”、“有电危险，请勿靠近”等汉语声	2.4~5V (典型4.5V)	3~6	1	-10~60
语音集成电路	HL一1698系列	“抓贼呀”、“请注意，近视！快坐正”、“恭喜发财！心想事成”等汉语声	2.4 -4 （典型3V）	3~6	1	-10~60
	HFC5200系列（需外接振荡容器）	“抓贼呀”、“嘀嘀，注意”、“左转弯！右转弯”等汉语声	2.4 - 3.6 (典型3V)	≥3	1	-10~60
	HFC5200系列（不需外接电容器）	“请随手关门”、“倒车，请注意”、“恭喜发财！好运常来”等汉语声	2.4 -5 (典型 4.5V)	≥1	1	-10~60

引脚识别

与其他集成电路相比较，音源集成电路有一个显著的特点，就是厂家根据客户（指需要一定批量的整机生产厂家）要求定制的非标准产品所占的比例相当大。如软封装基板的形状和大小、触发方式、输出类型、触发键的个数、是否要中断键、是否要重触发功能等，甚至音源内容也可以根据客户提供的音源（录音带）录入。由于定制语音集成电路的报价并不高，而且定制生产周期又短，因此极大方便了客户对各种音源电路的需求，同时也为音源集成电路走向各技术领域敞开了大门，使它的应用面日益宽广。正因为这样，我们接触的各种音源集成电路，大多数都是非标封装产品，其型号的命名、引脚的识别都无规律可循，只能凭厂家提供的典型接线图（包括主要参数）等分辨，这一点应始终牢记。在购买音源集成电路时，不要忘记索取该产品的基本接线图，它是你识别引脚功能的重要依据。

图12-3所示为HFC5223型门铃专用语音集成电路（内储“叮咚，您好！请开门”语音）的基本接线图，通过该图可清楚获得产品各引脚的功能。，图中：VDD、Vss分别为集成电路的电源正端和负端，osc为外接振荡电阻器R的接入端，OUT为语音电信号输出端，TG为高电平触发端。显然，通过厂家提供的典型接线图，可区分出音源集成电路各接线脚的功能。