Простой диктофон на микросхеме ISD1820

Автор: Sobiratel_sxem
Опубликовано 02.09.2024
Создано при помощи КотоРед.

Добрый день, уважаемые радиолюбители.

Каждый из нас, когда только начинал постигать азы электроники повторял те или иные интересные конструкции для начинающих радиолюбителей из различной литературы. Что-то получалось собрать и запустить с первого раза, что-то требовало длительной настройки и отладки, а что-то не заработало совсем по тем или иным причинам… Именно вспоминая свой собственный опыт у меня возникла идея написать данный цикл статей для начинающих радиолюбителей.

Весь цикл статей будет состоять из конструкций трёх уровней сложности: простой, средней и высокой. Каждый уровень сложности включает 10 конструкций различного назначения. Для каждой конструкции будет приведено описание принципа работы, описана применяемая элементная база, приведен чертёж печатной платы, а также демонстрационное видео с испытаний. При этом печатная плата спроектирована преимущественно для применения выводных компонентов, а площадь контактных площадок увеличена для облегчения монтажа.

Хочется отметить, что каждая описанная в цикле конструкция повторялась не менее 10 раз учениками радиотехнического кружка, студентами первых курсов в рамках проектной деятельности, а также школьниками на мастер-классах в рамках дней специальности. Для большинства опыт сборки и наладки радиоэлектронных устройств был первым в жизни. По итогу все приведённые конструкции себя достаточно неплохо зарекомендовали.

Итак, цикл конструкций для начинающих радиолюбителей мы начнём с конструкций простой сложности. В качестве первой конструкции рассмотрим простой диктофон на микросхеме ISD1820 [2]. Схема электрическая принципиальная диктофона представлена на рисунке ниже.

В основе диктофона лежит специализированная интегральная схема, предназначенная для записи и воспроизведения голосовых сообщений (DD1). Микросхема имеет несколько входов для управления различными режимами работы устройства, подключённых к соответствующим кнопкам и переключателям (S1-S5). После подачи питания диктофон полностью готов к работе.

При нажатии на кнопку S4 REC и её удержании происходит запись голосового сообщения во внутреннюю память микросхемы DD1. При этом сигнал с выхода микрофона BM1 через разделительный конденсатор С1 поступает на неинвертирующий вход (вывод 4 микросхемы DD1), а через разделительный конденсатор С2 на инвертирующий вход встроенного микрофонного усилителя (вывод 5 микросхемы DD1). Такое подключение микрофона называется дифференциальным. Оно позволяет уменьшить уровень входных шумов, а в особенности синфазных помех. Резисторы R1, R2 являются нагрузочными. Именно с них снимается полезный сигнал микрофона.

Вход REC (вывод 1 микросхемы DD1) обладает наивысшим приоритетом перед остальными входами управления т.е. даже во время воспроизведения ранее записанного голосового сообщения нажатие кнопки S4 приведёт к прерыванию воспроизведения и началу записи нового сообщения. Запись производится либо до отпускания кнопки S4, либо до полного заполнения внутренней памяти микросхемы. Во втором случае запись останавливается автоматически в независимости от того нажата всё ещё кнопка S4 или нет.

В зависимости от выбранного режима работы микросхема DD1 позволяет производить запить длительностью от 8 до 20 секунд. Выбор времени записи осуществляется резистором, подключаемым к выводу 10 микросхемы DD1. В предлагаемом устройстве можно на выбор переключателем S5 выбрать время записи либо 10 секунд (при подключении резистора R5), либо 20 секунд (при подключении резистора R4). При этом верхняя граничная частота записываемого речевого сообщения будет ограничена частотой 2.6 кГц в первом случае, а во-втором случае частотой 1.3 кГц.

Для индикации режима записи предназначен светодиод HL1, подключённый к выводу 13 микросхемы DD1. Резистор R3 – токоограничивающий.

При нажатии кнопки S3 PLAY_L (вывод 3 микросхемы DD1) начинается воспроизведение записанного речевого сообщения. Воспроизведение будет продолжаться до тех пор, пока нажата кнопка S3 либо до окончания записанного сообщения. Отпускание кнопки прерывает воспроизведение.

При нажатии кнопки S2 PLAY_E (вывод 2 микросхемы DD1) также начинается воспроизведение записанного речевого сообщения. Отличие состоит в том, что записанное сообщение будет воспроизводиться полностью в независимости от того, продолжает ли удерживаться кнопка S3 нажатой или была отпущена.

Переключатель S1 позволяет включить или выключить режим сквозной передачи сигнала с выхода микрофона на динамик (на выход диктофона). Активация режима сквозной передачи сигнала происходит при подключении вывода 12 микросхемы DD1 к плюсу источника питания.

Динамик для воспроизведения записанных речевых сообщений подключается к разъёму X1 (выводы 7 и 9 микросхемы DD1). По умолчанию используется непосредственное мостовое подключение динамика сопротивлением 8 Ом, что позволяет увеличить выходную мощность в 4 раза по сравнению с несимметричным подключением. При этом отпадает необходимость разделительного конденсатора на выходах диктофона.

В принципе, на выход возможно и несимметричное подключение динамика либо дополнительного усилителя сигнала. В этом случае используется один из выходов (7 или 9 микросхемы DD1). При этом необходимо дополнительно установить разделительный конденсатор, а нагрузку подключать относительно общего провода питания.

Конденсаторы С5, С6 – дополнительный фильтр напряжения питания диктофона.

Конденсатор С4 – сглаживающий конденсатор, предназначенный для устранения дребезга контактов кнопки S4 при включении.

Вывод 6 микросхемы DD1 – вывод автоматической системы регулировки усиления (АРУ). Встроенная АРУ необходима для обеспечения равномерной по громкости и неискажённой записи как громких звуков, так и тихих.

В подборке рисунков ниже представлен сборочный чертёж печатного узла описываемого диктофона (на первом рисунке – с проводящим рисунком, на втором и третьем рисунках указано только расположение компонентов схемы).

Тут следует отметить, что компоненты устанавливаются с обратной стороны от проводящего рисунка. При этом сборочный чертеж выполнен так, если бы мы смотрели на печатный узел как раз со стороны проводящего рисунка. Это необходимо учитывать при установке микросхем, а также полярных конденсаторов и транзисторов. В файле 01.zip представлены сборочный чертеж печатного узла в формате Sprint Layout 6 и схема электрическая принципиальная в формате SPlan для возможности самостоятельного изготовления устройства.

В подборке фото ниже показан внешний вид собранного диктофона во время проведения испытаний, а также внешний вид изготовленной печатной платы со стороны проводящего рисунка.

После сборки диктофона был проведён контрольный запуск, показанный на видео ниже [1].

По представленному видео хорошо видно, что диктофон работает исправно. Работоспособность диктофона сохраняется при напряжении питания от 3 до 5.5 Вольт.

А на этом на сегодня всё. С уважением, Андрей.

Список использованной литературы:

1. Простой диктофон на микросхеме ISD1820
2. Микросхемы серии ISD1800. Техническое описание

Файлы:
ISD-1

Все вопросы в Форум.