电路简述:
通过振动信号触发和弦发音电路和功放电路,整个电路装在原装厚电的壳中,电芯换成了3568电池的电芯。平时没有来电时,功放进入低功耗状态,不费电(实测30微安的静态电流),振动信号通过电池中间触点引到电池内部,再接到了触发电路上。在小8的电路板上,用胶条把中间的那个触点粘起来。
待机时,小8的CPU的VB振动信号输出端为低电平,三极管不导通,R1接集电极为高电平,ISD电路没有被触发,另一方面,由于不播放内部存储的音乐,自动进入低功耗状态(这是这个芯片的本身的功能),另一方面,电容C1被R2充电,较短的时间内(约1秒)就被充到高电平,使MAX4366的SHDN脚为高电平,功放电路被强制进入低功耗状态,整个电路的总电流实测30微安,和小8关机后的电流差不多大,可想而知,这个电流是可以忽略的。一旦来电时,小8的CPU的振动信号VB端输出高电平,这个高电平通过D0,R0加到三极管的基极,三极管饱和导通,CE间的电压约为0.5V,这个低电平同时被送给了ISD录音芯片的PE端,ISD录音芯片被触发,开始播放音乐。另一方面,由于三极管的导通,电容C1通过二极管D1放电,很快电容被放电到1V左右,这时MAX4366功放的SHDN脚被置于低电平,退出了低功耗状态,开始正常工作,播放由ISD芯片送过来的音频信号,音乐就响起了。
这个ISD录音芯片只有10秒,我们要让它不停地播放,由于振动信号是脉冲,不停地有低电平脉冲送到PE端触发播放,所以不用担心ISD芯片放一遍就不放了,另外,由于振动信号是脉冲,在振动的间隔,小8的CPU的振动信号VB端没有高电平,会影响到功放芯片MAX4366工作,但这里的电容被R2充电到高电平有一个过程,约一秒,这一秒内虽然没有振动信号,功放也会暂时工作,一秒后,若振动间隔结束,又有重新有了振动信号,那么电容又被放电到低电平,功放还是正常工作,若1秒后没有了振动信号(比如你接电话了),电容C1通才R2充电到高电平,MAX4366的SHDN脚被拉高,重新关闭并进入省电模式(虽然此时ISD芯片可能还在播放信号,但功放不工作了,你就听不到了)。
电路分为四部分:
A:手机电路板上改造
B:触发电路
C:ISD音源电路
D:MAX4366组成的功放电路
A:手机电路板改造
手机电路板改造很简单.这里小8振动电路的电路示意图:
本来通过对后一级电路的分析,ISD电路部分要一个低电平触发,这个N沟道的MOSFET和电机组成的振动电路本来可以直接提供低电平,本来以为SS6M06KFU以它25毫欧的导通电阻可以提供低电平,经过实测和试验,根本不能触发ISD电路.所以另想办法,就是直接用小8的CPU提供的振动信号VB去驱动下面的触发电路.经过对《维修手册》的研究,在网上查到SSM6K06FU是一个SOT23封装的6PIN器件,上面会有“KDA”标记,但在小8电路板上找遍了也没找到这个带“KDA”标记的器件。通过观察,发现屏幕排线旁边的那个6PIN器件可疑,通过实测证明是那个正是振动的驱动MOSFET--SS6M06KFU。这里串联一个二极管的作用是防止别的电池(如原装电池的)输出的温度信号等反向灌入CPU的I/O口造成对CPU的损害。
B:触发电路
触发电路也很简单。由于我们需要ISD芯片循环播放音乐,这可以用脉冲不停地触发ISD电路的PE端。经过三极管构成的反相器后,三级管的集电极在来电时可以不停地输出低电平脉冲(CPU的VB端输出的是高电平,这里进行了反相)去触发ISD电路,换句话说,就是让ISD电路循环播放(因为ISD电路在PE触发后播放期间,再一次触发无效,也就是它会放完一遍后才接受触发,我们不停地触发PE,达到我们循环播放的目的)。
另一方面,我们需要MAX4366构成的功放电路在没有来电时进入低功耗模式,也就是在平时没有来电时SHDN脚需要接高电平,这个100K欧的电阻R2除了对C1充电的目的外,还有这个目的对SHDN拉高的作用。这里的三级管、电阻、电容、二极管构成一个简单的“单稳电路”,这是因为手机振动有间隔,若无单稳电路,振动间隔时SHDN被拉高,功放就不工作了,也就是功放静音了,结果就是放出的声音随着振动的开停而断续。我们要达到的效果是功放在间隔时也发音,这个单稳的目的就是把低电平延长一秒左右,使振动间隔时功放也工作,对ISD电路的声音放大。单稳的具体原理就不多说了。
C:ISD音源电路
ISD音源电路本身很简单。ISD语音芯片有个特点就是所谓"模拟存储",怎么"模拟存储"我也不知道,但效果比其它几种语音电路好得多,ISD1100芯片的资料:
http://www.atvoc.com/cpsj/chips/Isd1100.pdf
我试过肯德基的那个录音玩具中的录音芯片,效果实在不行.这个ISD芯片怎么录出好音呢?下面会详细介绍.
ISD1100芯片有两种,一种是12秒的,一种是10秒的,存储空间都是一样大的。因为10秒的采样率高一点,所以效果相对好一点,但占用的空间就大一点,所以时间比12秒的就短一点,我们这里选择10秒的COB封装(黑胶封装)的芯片。
首先是电源的问题。ISD1100系列芯片的额定电压是5V。但手机的电池电压最高才4.2V,这就对使用ISD芯片带来麻烦。当初试验使用肯德基的玩具录音芯片的一个原因就是它可以在3.3V低电压下使用。很幸运的是经过试验,电池电压在3.6V时完全可以使ISD1110芯片正常放音。但是录音却不正常。可能因为录音时ISD芯片内部的Flash存储部分对电压要求较高。解决的办法是在录音时用两节锂电池串联后,通过7805芯片稳压后送给ISD芯片。需要注意的是不可用交流电源经过变压压、整流、稳压后给ISD录音电路,因为通常的变压器质量不好,这样使用很容易使录音的效果变差,噪音变大。你也可以用5-6节普通电池串联后,再通过7805稳压电路给ISD录音芯片供电,来取代两节锂电池。
按照ISD的推荐电路是从话筒录音。经过话筒前置放大,这中间加了AGC电路(自动增益控制),从A_OUT输出,再通过滤波器,进入存储输入端A_IN.通过这一系列的前置处理,音频信号损失很大,无所谓好音质的。难道就没有办法了吗?答案是肯定的,那就是绕开前置电路,直接通过A_IN输入。知道了这一点就好办了,录制方法是在电脑上播放你喜欢的音乐,MIDI或者MP3都行,通过耳机输出与这个A_IN输入相连,这里由于没有了AGC电路,所以音量得自己调好,这一点对于录音效果来说是相当重要的,我在实际上把电脑上的音量调到很小,录音时才得到音质与音量的均衡(音量调太大,容易削顶失真,太小了的话,又会使功放出来的音量太小),这一点说起来好像很难,其实操作起来很简单的,多试几次就行了。我录得的效果在音箱上听起来和原文件相比,只是低频损失了一些,高频差一点,中频完全没感觉不同,效果可以说是很好的。
D:MAX4366组成的功放电路
MAX4366组成的功放电路很简单了,就只有几个元件。两个反馈电阻的比值的2倍就是这个电路的电压增益。两个电阻的取值按DATASHEET上说的,一般取10K~50K。这里的电压增益约为10。耦合电容决定了电路和低频特性,太小了低频损失大,太大了体积又太大,采用图中的数值,这个电路的-3db点在33Hz左右,完全满足“和弦”的要求。
MAX4366的数据资料(DATASHEET)下载:
http://www.maxim-ic.com.cn/getds.cfm?qv_pk=3284
你也可以采用MAX4367或者MAX4368,他们和MAX4366不同的是他们都内置的反馈电阻,就可以少用两个元件了,他们的反馈电阻决定了他们的电压增益分别为2和3。个人感觉小了点,会使音量太小。
整个电路以COB封装的ISD芯片的基板为电路板,触发电路和功放电路都直接用贴片搭焊在电路板上,这要求很高的焊接技术.实际上我在焊接是时专门花了8个大洋买了个尖烙铁头,焊接贴片时就很方便了,你也可以自己把电烙铁磨尖,一样的好用!
电路装在小8原装厚电的壳中,原电芯被换成了3568的小电芯。注意发音单元的选择。笔者用的是PDA上拆下的扬声器,效果不是很好,阻抗只有8欧,和MAX4366配合起来还不是很合适,因为MAX4366内阻约30欧,和标称32欧的扬声器配合可以得到最大的输出功率。我还没有试过其它发音单元。听说TCL3188的听筒是16欧的,效果不错,有机会一定试一下。还有要注意的是安装是要小心,不可短路。把发音单元固定好,再把电池壳密闭,必须在电池壳后面开几个孔,可以得到比较好的效果,在装上手机后,来电时可能有比较大的干扰声,加大滤波电容可以缓解一下,以后考滤更好的电源供应方式。
实际使用时,注意选择好一点的音源录制。电路制作装配好后,想使用和弦时把原来的铃音设为静音(关闭),打开振动就行了(你完全把它想成是振动就对了~~因为它就是用振动信号还控制的~~)。