Come vengono realizzati i biglietti di auguri musicali elettronici?

Ricordo che molto tempo fa, quando ero un bambino (negli anni '80), c'erano dei biglietti d'auguri elettronici che quando si aprivano, iniziavano a suonare semplici melodie attraverso un piccolo altoparlante piezoelettrico.

Un rapido sguardo alla scheda rivela un piccolo chip nero e alcuni circuiti sotto:

Mi piacerebbe sapere come viene implementato il piccolo chip nero? (Non ci sono mai informazioni o etichette scritte su di esso.)

Il chip è realizzato utilizzando la stessa tecnologia dei moderni microprocessori (tecnologia CMOS, ma con un processo nm molto ampio poiché le dimensioni qui non sono un problema?)

Sono anche perplesso dal fatto che non ci sia crystal oscillatoro capacitorsulla scheda, che potrebbe essere stato utile per generare le onde quadrate per l'altoparlante.

Questi chip audio erano e sono tuttora una creazione della società Seiko / Epson o di una delle sue filiali. Era un prodotto derivato dai processi CMOS a bassissima potenza che hanno sviluppato per il settore dell'orologeria. Il design dell'IC stesso è in realtà un uProcessore a 4 bit con maschera ROM per i diversi "brani". Hanno anche fornito unità più costose basate su OTP (EEPRom) per la sperimentazione prima di cambiare la maschera.

Sono sicuro che ci sono un certo numero di aziende che potrebbero realizzarle e le ricerche sul "chip di musica per biglietti d'auguri" mostrano molti riferimenti a Shenzhen.

Sono acquistati come KGD (Known Good Die) in confezioni di cialde e poi incollati al PWB (PCB), collegati con filo ai pad e coperti con resina epossidica. Sono sicuro che un giorno potresti ottenerli con i bump bond.

Il volume di queste carte era abbastanza alto da giustificare probabilmente un chip personalizzato. Il processo di produzione è chiamato "chip on board", o spesso solo COB. Il chip di silicio nudo è montato direttamente sul circuito stampato, quindi un blob di resina epossidica viene inserito su di esso per proteggerlo. Ad alto volume questo è più economico rispetto all'utilizzo di un chip confezionato.

Se si trattava di un chip personalizzato, probabilmente contiene una ROM e un piccolo sequencer per leggere i campioni audio, quindi probabilmente un generatore PWM per rendere l'audio aperto di classe D. Quelle sono solo ipotesi da parte mia, ma sarebbe il primo approccio su cui investigerei se mi venisse assegnato un compito simile. Soprattutto, deve essere economico. La qualità del suono non è un grosso problema. L'altoparlante deve essere così piccolo ed economico che sarà il fattore limitante della qualità. Volete che la frequenza di campionamento sia abbastanza alta da non aggiungere troppo rumore di quantizzazione. Deve funzionare solo per pochi minuti, quindi verrà comunque lanciato.

Noterai che la carta ha quattro cose.

1 batterie piccole

2 the black blob (the electronics)

3 un interruttore grezzo che scorre tra i contatti

4 un altoparlante economico e cattivo

Il chip si accende quando l'alimentazione delle batterie è collegata ad esso attraverso i contatti dell'interruttore.

Il blob nero è una resina epossidica che copre un piccolo chip di circuito integrato collegato al PCB con fili. Questo è esattamente lo stesso tipo di cose che ti aspetteresti normalmente in un chip IC "normale" con le gambe. Semplicemente usando il chip legato alla scheda è più economico e più piccolo.

Il chip non richiede condensatori o xtals perché ha un oscillatore interno (proprio come molti dei suoi fratelli maggiori).

Divide essenzialmente questa frequenza e segue un semplice programma per emettere suono. Usando PWM (modulazione dell'ampiezza dell'impulso) può creare parlato e altri "suoni".