Как создаются электронные музыкальные поздравительные открытки?

Я помню, что давным-давно, когда я был ребенком (в 80-х), были какие-то электронные поздравительные открытки, которые при открытии начинают играть простые мелодии через небольшой пьезоэлектрический динамик.

Беглый взгляд на плату показывает маленький черный чип и некоторые схемы под:

Я хотел бы знать, как реализован маленький черный чип? (На нем никогда не написано никакой информации или ярлыка.)

Сделан ли чип по той же технологии, что и современные микропроцессоры (технология CMOS, но с очень большим нм процессом, поскольку размер здесь не проблема?)

Я также озадачен тем, что на плате нет crystal oscillatorили нет capacitor, что могло бы быть полезно для генерации прямоугольных волн для динамика.

Эти звуковые чипы были и остаются созданием корпорации Seiko / Epson или одной из ее дочерних компаний. Это был побочный продукт от чрезвычайно маломощных CMOS-процессов, которые они разработали для часового бизнеса. Конструкция самой микросхемы на самом деле представляет собой 4-битный uProcessor с ПЗУ-маской для разных «мелодий». Они также предоставили более дорогие устройства на основе OTP (EEPRom) для экспериментов перед сменой маски.

Я уверен, что есть ряд компаний, которые могли бы сделать это, и поиски на "музыкальном чипе поздравительной открытки" показывают много ссылок Шэньчжэня.

Они приобретаются в виде KGD (Known Good Die) в вафельных упаковках, а затем приклеиваются к PWB (PCB), прикрепляются к контактным площадкам и покрываются эпоксидной смолой. Я уверен, что теперь дни, когда вы могли бы получить их с кочками.

Объем этих карт был достаточно высок, что, вероятно, оправдывало заказной чип. Производственный процесс называется «чип на борту», ​​или часто просто COB. Чистый кремниевый чип крепится непосредственно к плате, а затем на него наносится капля эпоксидной смолы, чтобы защитить его. В больших объемах это дешевле, чем использование упакованного чипа.

Если это была специальная микросхема, она, вероятно, содержит ПЗУ и небольшой секвенсор для чтения образцов звука, а затем, вероятно, ШИМ-генератор для создания разомкнутого контура звука класса D. Это всего лишь предположения с моей стороны, но это был бы первый подход, который я бы исследовал, если бы ему было предложено что-то подобное. Прежде всего, это должно быть дешево. Качество звука не является большой проблемой. Динамик должен быть настолько маленьким и дешевым, что это будет ограничивающим фактором качества. Вы хотите, чтобы частота дискретизации была достаточно высокой, чтобы не добавлять слишком много шума квантования. Он должен работать всего несколько минут, а потом его все равно бросят.

Вы заметите, что на карте есть четыре вещи.

1 маленькая батарея

2 черная капля (электроника)

3 грубый переключатель, который скользит между контактами

4 дешевый и неприятный громкоговоритель

Микросхема включается, когда к ней подключается питание от батарей через контакты переключателя.

Черная капля представляет собой эпоксидную смолу, покрывающую небольшую интегральную микросхему, соединенную с печатной платой проводами. Это то же самое, что вы обычно ожидаете от «нормального» микросхемы с ножками. Просто используя чип, прикрепленный к плате, он становится дешевле и меньше.

Чип не требует конденсаторов или xtals, потому что он имеет внутренний генератор (как и многие его старшие братья).

Это существенно делит эту частоту и следует простой программе для вывода звука. Используя ШИМ (широтно-импульсную модуляцию), он может создавать речь и другие «звуки».