电子音乐贺卡是如何制作的?

电器工程 压电蜂鸣器 音乐
2022-01-26 22:06:13

我记得很久以前,当我还是个孩子的时候(80 年代),有一些电子贺卡,当打开时,通过一个小的压电扬声器开始播放简单的曲调。

快速浏览一下电路板,可以看到一个黑色的小芯片和下面的一些电路:

图1 图2

我想知道小黑芯片是怎么实现的?(上面从来没有任何信息或标签。)

该芯片是否使用与现代微处理器相同的技术(CMOS 技术,但采用非常大的纳米工艺,因为这里的尺寸不是问题?)

我也对板上没有crystal oscillatoror的事实感到困惑capacitor,这可能对为扬声器生成方波很有用。

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这些声音芯片过去和现在仍然是精工/爱普生公司或其子公司之一的创造。这是他们为手表行业开发的极低功耗 CMOS 工艺的衍生产品。IC 本身的设计实际上是一个带有掩码 ROM 的 4 位 uProcessor,用于不同的“曲调”。他们还在更换面罩之前提供了更昂贵的基于 OTP (EEPRom) 的实验装置。

我敢肯定有很多公司可以做这些,搜索“贺卡音乐芯片”显示了很多深圳的参考资料。

它们以 Waffle 包装中的 KGD(Known Good Die)的形式购买,然后粘在 PWB (PCB) 上,用电线连接到焊盘上并用环氧树脂覆盖。我敢肯定,现在你可以通过凹凸债券获得它们。

这些卡的体积足够大,可能足以证明定制芯片的合理性。制造过程被称为“板上芯片”,或者通常只是 COB。裸硅芯片直接安装在电路板上,然后在上面涂上一滴环氧树脂以保护它。在大批量时,这比使用封装芯片便宜。

如果这是一个定制芯片,它可能包含一个 ROM 和一个小音序器来读取声音样本,然后可能是一个 PWM 发生器来使 D 类音频开环。这些只是我的猜测,但如果任务是想出这样的事情,这将是我调查的第一种方法。最重要的是,它必须便宜。音质不是什么大问题。扬声器必须如此小巧和便宜,以至于它将成为质量的限制因素。您希望采样率足够高,不会添加太多量化噪声。它只需要工作几分钟,然后无论如何都会被扔掉。

你会注意到这张卡有四个东西。

1个小电池

2 黑色斑点(电子设备)

3 在触点之间滑动的粗略开关

4 一个便宜又讨厌的扬声器

当电池的电源通过开关触点连接到芯片时,芯片就会打开。

黑色斑点是一种环氧树脂,覆盖着一个用电线连接到 PCB 的小型集成电路芯片。这与您通常在带腿的“普通”IC 芯片中所期望的类型完全相同。通过仅使用与电路板粘合的芯片,它更便宜、更小。

该芯片不需要电容器或 xtal,因为它有一个内部振荡器(就像它的许多大兄弟一样。)

它本质上是对这个频率进行分频,然后按照一个简单的程序来输出声音。通过使用 PWM(脉冲宽度调制),它可以创建语音和其他“声音”。