บัตรอวยพรดนตรีอิเล็กทรอนิกส์ทำขึ้นมาได้อย่างไร?

ฉันจำได้ว่าเมื่อนานมาแล้วตอนที่ฉันยังเป็นเด็ก (ในยุค 80) มีบัตรอวยพรอิเล็กทรอนิกส์บางชิ้นที่เปิดขึ้นมาเริ่มเล่นเพลงง่าย ๆ ผ่านลำโพงไฟฟ้าขนาดเล็ก

ดูที่บอร์ดอย่างรวดเร็วเปิดเผยชิปสีดำขนาดเล็กและวงจรบางส่วนภายใต้:

ฉันต้องการทราบว่าชิปสีดำขนาดเล็กมีการใช้งานอย่างไร (ไม่เคยมีข้อมูลหรือฉลากกำกับใด ๆ เขียนไว้)

ชิปทำโดยใช้เทคโนโลยีเดียวกับไมโครโปรเซสเซอร์สมัยใหม่ (เทคโนโลยี CMOS แต่มีกระบวนการนาโนเมตรที่มีขนาดใหญ่มากเนื่องจากขนาดที่นี่ไม่ใช่ปัญหาหรือไม่)

ฉันยังงุนงงกับความจริงที่ว่าไม่มีcrystal oscillatorหรือcapacitorบนกระดานซึ่งอาจเป็นประโยชน์ในการสร้างคลื่นสี่เหลี่ยมสำหรับลำโพง

ชิพเสียงเหล่านี้มีและยังคงเป็น บริษัท ของ Seiko / Epson หรือ บริษัท ในเครือ มันเป็นผลิตภัณฑ์ที่แยกออกจากกระบวนการ CMOS ที่ใช้พลังงานต่ำมากซึ่งพวกเขาพัฒนาขึ้นมาเพื่อธุรกิจนาฬิกา การออกแบบของตัว IC เองนั้นเป็นตัวประมวลผลแบบ 4 บิตที่มี mask ROM สำหรับ "tunes" ที่แตกต่างกัน พวกเขายังจัดหาหน่วยพื้นฐาน OTP (EEPRom) ที่มีราคาแพงกว่าสำหรับการทดลองก่อนเปลี่ยนหน้ากาก

ฉันแน่ใจว่ามี บริษัท หลายแห่งที่สามารถทำสิ่งเหล่านี้และค้นหา "ชิปเพลงบัตรอวยพร" แสดงการอ้างอิงเซินเจิ้นจำนวนมาก

พวกเขาจะซื้อเป็น KGD (ที่รู้จักกันดีตาย) ในแพ็ควาฟเฟิลแล้วจับจ้องไปที่ PWB (PCB) แบบมีสายผูกมัดกับแผ่นและปกคลุมด้วยอีพ็อกซี่ ฉันแน่ใจว่าวันหนึ่งคุณจะได้รับพวกเขาด้วยพันธบัตรชน

ปริมาณของการ์ดเหล่านี้สูงพอที่จะพิสูจน์ว่าเป็นชิปที่กำหนดเอง กระบวนการผลิตเรียกว่า "ชิปบนบอร์ด" หรือมักจะเป็นเพียงแค่ซัง ชิปซิลิคอนเปลือยติดตั้งอย่างแน่นหนากับแผงวงจรแล้วหยดอีพ็อกซี่ของวางไว้เพื่อปกป้องมัน ในปริมาณที่สูงจะมีราคาถูกกว่าการใช้ชิปบรรจุ

ถ้านี่เป็นชิปที่กำหนดเองมันอาจมี ROM และซีเควนเซอร์ตัวเล็ก ๆ ในการอ่านตัวอย่างเสียงจากนั้นอาจเป็นตัวกำเนิด PWM เพื่อสร้างวง open class audio D นี่เป็นเพียงการคาดเดาในส่วนของฉัน แต่จะเป็นวิธีแรกที่ฉันจะตรวจสอบว่ามอบหมายให้ทำอะไรแบบนี้ เหนือสิ่งอื่นใดมันจะต้องมีราคาถูก คุณภาพเสียงไม่ค่อยมีปัญหา ลำโพงต้องมีขนาดเล็กและราคาถูกซึ่งจะเป็นปัจจัย จำกัด ของคุณภาพ คุณต้องการให้อัตราตัวอย่างสูงพอที่จะไม่เพิ่มสัญญาณรบกวนควอนตัมมากเกินไป ใช้งานได้เพียงไม่กี่นาทีจากนั้นมันจะถูกโยนต่อไป

คุณจะสังเกตเห็นว่าบัตรมีสี่สิ่ง

แบตเตอรี่ขนาดเล็ก 1 ก้อน

2 หยดสีดำ (อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์)

3 สวิตช์หยาบที่สไลด์ระหว่างหน้าสัมผัส

4 ลำโพงราคาถูกและน่ารังเกียจ

ชิปเปิดอยู่เมื่อพลังงานจากแบตเตอรี่เชื่อมต่อผ่านสวิทช์สัมผัส

Blob สีดำเป็นอีพอกซีเรซินที่ครอบคลุมชิปวงจรขนาดเล็กที่เชื่อมต่อกับ PCB พร้อมสายไฟ นี่เป็นสิ่งเดียวกันกับที่คุณคาดหวังในชิป IC 'ปกติ' ที่มีขา เพียงแค่ใช้ชิปที่ผูกมัดกับบอร์ดมันจะถูกกว่าและเล็กกว่า

ชิปไม่ต้องการตัวเก็บประจุหรือ xtals เพราะมีออสซิลเลเตอร์ภายใน (เหมือนกับพี่น้องที่ใหญ่กว่า)

มันจะแบ่งความถี่นี้และตามด้วยโปรแกรมอย่างง่ายเพื่อส่งสัญญาณเสียง โดยใช้ PWM (การปรับความกว้างพัลส์) จะสามารถสร้างคำพูดและ 'เสียง' อื่น ๆ