固态语音电路的分类与选用

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一、引言

语音电路是集成电路的一大分支,其最大的特点是不需磁带就能实现语音录放功能,是实现产品会讲话的主要核心器件。目前已应用于各个应用领域,像英文学习机、电子鹦鹉、公共汽车报站器、电脑话务员、随机报时钟、会讲话的语音万用表、电话委托收费系统、电话语音信箱等等都是语音电路应用的结果。

为了让广大读者在设计产品时能选择性能好价格便宜的语音电路。本文将对目前常用的语音电路进行分类,并介绍每一类的典型应用。

二、用户定制语音合成片SR88系列

集成电路领域有一种称为用户半定制电路。该电路在生产过程之中,除最后一道工艺掩膜内容不同外,其余所有的工艺都是一样的,因而比用户全定制电路的价格低廉得多。依据用户提供的不同的语音内容,在60天以内就可能制出不同的语音专用电路。一般这类电路的语音内容可从3至66秒,每秒的造价约为1.3元。尽管这类语音电路价格相当便宜,但小批量是不可能采用这种方法的,因为每次定制的数量要求在4万片以上。

由于这种电路的价格便宜,因而极受用户的欢迎,像著名的“倒车片”、“不好了,小偷偷东西了、快来抓小偷呀!”、“您好,主人不在请简短留言”、“有电,请别靠近”等等都是采用这种语音电路制作的。

三、采用DRAM的语音电路

以动态存储器作为语音电路载体的语音电路,是语音电路的一大种类。语音电路把声音经语音处理( ADM、 PCM、 ADPCM等方式),数字化后存到DRAM之中,一般一块 256K的41256DRAM可以存16秒语音(在16KBPS的采样频率的条件下)。需要放音时,只需触发一次放音键就可以将存在DRAM的内容播放出来,不需象磁带机那样需要倒带。这类电路主要用于英语学习机、留言机、电话自动应答机、电子鹦鹉等。表1列出几种型号及典型应用。

图1
图1 🔍原图 (921×503)

四、不怕掉电的语音电路

使用DRAM的语音电路构成的语音系统比较便宜,但是存在DRAM之中的语音电路必须一直刷新才能不丢失,即必须一直保持有电,一旦掉电,语音内容马上会丢失。而且由于DRAM的刷新所需的电流都比较大,一般在5至10mA左右,因而在很多场合这种语音电路是不合适的。

如果采用EPROM作为语音存储器,那么即使断电,存在EPROM之中的语音内容也是能长期保留的。这样就特别适合用于各类的防盗报警、公共汽车报站器、地铁报站器、仪器仪表自动报数,电梯楼层自动报数、火灾报警、游乐园的各种语音模拟声、博物馆解说词等。

把语音写入EPROM可以采用特思高电子公司生产的“万用语音编程器SR92006”进行语音录制、分段、组合、编辑、写入等。常见的可以使用EPROM的语音电路及典型应用见表2。

图2
图2 🔍原图 (847×499)

注意,包括表2在内的所有可使用EPROM的语音电路均可使用SR92006万用语音开发器进行语音开发、固化。

五、单片永久记忆型语音电路SR9F25C

在众多的语音电路之中,最为出色的语音电路要算SR9F25C。该语音电路外围所需的元件极少,而且不用外接存储器,内部含有一个能容纳16秒语音内容的EPROM,能随录随放,录音的过程又是自动固化过程(也不用高压,采用标准5伏电源),每次录音的内容可以长久保留,即使把电源断开也永久不丢失。

另外一种型号为20秒的SR9F26,功能与SR9F25一样,只是时间上的差异。尽管该电路目前的价格比较昂贵,然而已广泛被人们采用,原因如下:

1、不用语音开发器;

2、不用外接存储器;

3、外围元件少;

4、不怕掉电;

5、使用简单;

6、体积小;

目前主实用于电脑话务员、火灾语音报警、语言窃听器。如果采用软封装(型号为SR9F25C),价格可便宜50%,所以软封装的SR9F25C更受欢迎。

六:单片式一次性写人的语音电路SR4012

有许多产品在试产阶段还不知道产量能达到多少,暂时不能用价格最便宜的MASKROM来作样机,只能采用一次性编程的语音电路SR4012来先制作1至几千台样机。

采用专门的语音编程器SR9312,可以对SR4012作一次性语音写入,写入的语音不能更改。语音时间为6至12秒,SR4012的价格比其余语音电路便宜得多,但比 MASRROM贵得多,所以只适合(也特别适合)制作小批量(几千台以下)的样机。

七、内部配带CPU的用户定制语音电路

语音电路配合CPU的控制,可以设计出许多很新颖的电子产品,像中文报时钟、儿童智力学习机、会讲话的数字万用表、自动报数的电子秤等等都是可以用这种方法实现的。

八、语音开发器SR92006及SR92007

语音电路的应用离不开语音开发器。目前国内用户最常使用的为 SR92006及 SR92007语音开发器。

SR92006可以对包括 YYH402、YYH403、SR460等在内的各种语音电路使用的EPROM实现语音的录音、分段、组合、编辑及固化写入等多项功能,并能对任何的EPROM实现快速的复制,是语音工作者有效的理想语音开发工具。

九、应用举例

1、倒车片:在3秒用户定制电路内固化“请注意、倒车”语音,制成了风靡全国各个角落的倒车片。据不完全统计倒车语音片的产量达到300万以上。

2、语音防盗片:内固化有“不好了,小偷偷东西了,快来抓小偷呀”的语音片,已成为了新一代的防盗报警专用片。

3、公共汽车报站器:采用SR460制成的公共汽车报站器,已应用在全国许多城市。

4、中文随机报时钟:中文随机报时钟的产生,大大方便了人们的日常生活,特别是在夜间不用看表就能用耳朵听到几点几分,因而报时钟一经问世就轰动全国,每年全国的产量在200万台以上。现在还有中英文、俄文、日文等报时钟面市。

5、仪表行业的革命——自动语音报数万用表:

凡是使用过万用表的人都会有这样的感慨,“要是万用表会讲话多好呀!”。现在特思高电子公司已设计并开始投放市场的TSG960A“袖珍型自动语音万用表”已能满足广大工程师的愿望了。

该万用表能针对测试的结果,自动用语音把测试的结果告诉测试人员,就好像在测试人员旁边站着一位贴身秘书,为您服务(不用工资)。解决了工程师一边看测试又要一边看表所带来的麻烦与不便。特别是带电操作时,这个万用表完全可以避免一目两用,防止产生电路板短路,工作人员触电的可能性,因而该万用表是仪器行业的革命性产品。

该产品已在中国申请专利,其姐妹产品英文自动语音报数万用表也在申请世界专利。(杨跃华)