RU2036519C1

RU2036519C1 - Device for recording and reproducing sound

Info

Publication number: RU2036519C1
Authority: RU
Inventors: В.В. Казаков; В.Г. Гришанов
Original assignee: Научно-производственное предприятие "Бэла"
Priority date: 1992-09-30
Filing date: 1992-09-30
Publication date: 1995-05-27

Abstract

FIELD: data storage. SUBSTANCE: device has controlled pulse duration square-shaped pulse generator. Output of the generator is connected with information input of recording of on-line memory which has single-digit structure. Control input of the generator is connected to output of record amplifier. Control unit of the device has D flip-flop. Information input of the flip-flop is connected with logic unit circuit. Synchronizing input of the flip-flop is connected to output of NOT gate. R rejection input of D flip-flop is connected to output of the amplifier. Direct input of the flip-flop is connected to output of the amplifier and with the first input of OR gate. Inverse input of D flip-flop is connected with the first input of AND gate and with the second input of OR gate through RC integrating circuit. Output of OR gate is connected to rejection input of pulse binary counter. Output of senior digit of pulse binary counter is connected with input of NOT gate and with the second input of AND gate. Output of AND gate is connected with recording/reading input of on-line memory. EFFECT: simplified design; simplified maintenance. 3 dwg

Description

Изобретение относится к накоплению информации и может быть использовано в малогабаритных устройствах с небольшой длительностью записи и воспроизведения, например в детских игрушках. The invention relates to the accumulation of information and can be used in small-sized devices with a short recording and playback time, for example, in children's toys.

Известны устройства, предназначенные для записи и воспроизведения звуковых сигналов, содержащие аналого-цифро- вой преобразователь, корректор цифрового кода, блок записи и воспроизведения цифрового кода, цифроаналоговый преобразователь [1,2]
Однако эти известные устройства непригодны для построения малогабаритных устройств записи и воспроизведения звука, так как они имеют сложную схему, высокое энергопотребление, а также ручное управление переключением работы.Known devices for recording and reproducing audio signals containing an analog-to-digital converter, digital code corrector, recording and playback unit of a digital code, digital-to-analog converter [1,2]
However, these known devices are unsuitable for constructing small-sized devices for recording and reproducing sound, since they have a complex circuit, high power consumption, and manual control over the switching of operation.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предполагаемому изобретению является устройство для записи и воспроизведения речевой информации, содержащее микрофон, громкоговоритель, усилители записи и воспроизведения, блок оперативной динамической памяти, аналого-цифровые преобразователи, адресный счетчик, счетчик временных сигналов [3]
Это устройство построено на основе классической схемы: аналого-цифровой преобразователь накопитель цифроаналоговый преобразователь аналоговый сигнал. Это вызывает сложность его схемной организации, большое энергопотребление, необходимость внешних управляющих сигналов для управления режимами записи- воспроизведения. Эти недостатки препятствуют построению на его основе малогабаритного устройства, пригодного, например, для воспроизведения в детскую игрушку.The closest in technical essence and the achieved result to the alleged invention is a device for recording and reproducing voice information containing a microphone, loudspeaker, recording and playback amplifiers, random-access memory block, analog-to-digital converters, address counter, time signal counter [3]
This device is built on the basis of the classical scheme: analog-to-digital converter drive digital-to-analog converter analog signal. This causes the complexity of its circuit organization, high power consumption, the need for external control signals to control recording-playback modes. These shortcomings prevent the construction on its basis of a small-sized device suitable, for example, for reproduction in a children's toy.

Задачей изобретения является упрощение схемы и обслуживания устройства. The objective of the invention is to simplify the circuit and maintenance of the device.

В предлагаемом устройстве отсутствуют аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи и оно построено по следующей схеме: звуковой сигнал-преобразователь звукового сигнала в длительность импульса-запись длительности импульса в оперативное запоминающее устройство [ОЗУ] с помощью унитарного двоичного кода чтение унитарного кода из ОЗУ подача полученных импульсов в выходную цепь усилителя воспроизведения, работающего в режиме класса D. In the proposed device there are no analog-to-digital and digital-to-analog converters and it is constructed according to the following scheme: an audio signal-converter of an audio signal into a pulse width — recording the pulse duration into random access memory [RAM] using a unitary binary code reading a unitary code from RAM supplying received pulses to the output circuit of a playback amplifier operating in class D.

Современные БИС ОЗУ имеют относительно небольшую информационную емкость, поэтому с помощью предлагаемого устройства можно получить малую длительность записи-воспроизведения, которая однако допустима при применении устройства для детских игрушек. Modern LSI RAM have a relatively small information capacity, therefore, using the proposed device, you can get a short recording-playback time, which is however acceptable when using the device for children's toys.

Согласно изобретению в устройство записи и воспроизведения звука введен генератор прямоугольных импульсов с управляемой скважностью, выход которого соединен с информационным входом записи ОЗУ с одноразрядной организацией, а управляющий вход генератора подключен к выходу усилителя записи и в блоке управления применены D-триггер, информационный вход D которого соединен с целью логической единицы, синхронизирующий вход D-триггера подключен к выходу элемента НЕ, вход RD-триггера подключен к выходу усилителя записи, прямой выход RD-триггера соединен с первым входом элемента ИЛИ, инверсный выход

D-триггера с первым входом элемента И и также через интегрирующую RC-цепь с вторым входом элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ подключен к входу R-cброса двоичного счетчика импульсов, выход старшего разряда двоичного счетчика импульсов соединен с входом элемента НЕ и с вторым входом элемента И, выход элемента И соединен с входом управления "Запись-чтение" ОЗУ.According to the invention, a rectangular pulse generator with a controlled duty cycle is inserted into the sound recording and reproducing device, the output of which is connected to the information input of the RAM recording with a one-bit organization, and the control input of the generator is connected to the output of the recording amplifier and a D-trigger is used in the control unit, whose information input D is connected for the purpose of a logical unit, the synchronizing input of the D-trigger is connected to the output of the element NOT, the input of the RD-trigger is connected to the output of the recording amplifier, the direct output of the RD-trigger oedinen to the first input of the OR gate, inverted output

D-flip-flop with the first input of the AND element and also through the integrating RC circuit with the second input of the OR element, the output of the OR element is connected to the R-reset input of the binary pulse counter, the high-order output of the binary pulse counter is connected to the input of the NOT element and to the second input of the element And, the output of the And element is connected to the control input "Write-read" RAM.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 вариант исполнения принципиальной схемы генератора прямоугольных импульсов с управляемой скважностью; на фиг.3 временные диаграммы работы генератора. In FIG. 1 shows a block diagram of a device; figure 2 embodiment of a circuit diagram of a rectangular pulse generator with controlled duty cycle; figure 3 timing diagrams of the generator.

Устройство содержит микрофон-громкоговоритель 1, который через ключ 2 переключения режимов записи/воспроиз- ведения соединен с усилителями 3 и 4 записи и воспроизведения соответственно, ОЗУ 5, формирователь адресных сигналов ОЗУ 5, включающий генератор 6 тактовых импульсов и двоичный счетчик 7 импульсов, генератор 8 прямоугольных импульсов с управляемой скважностью, выход которого соединен с информационным входом записи D] ОЗУ 5, а управляющий вход генератора 8 подключен к выходу усилителя 3 записи, в блоке управления использован D-триггер 9, информационный вход D которого соединен с цепью логической единицы, синхронизирующий вход D-триггера 9 соединен с выходом элемента НЕ 10, вход RD-триггера 9 подключен к выходу усилителя 3 записи, прямой выход Q D-триггера 9 соединен с первым входом элемента ИЛИ 11, инверсный выход

D-триггера 9 соединен с первым входом элемента И 12, а также через интегрирующую RC-цепь 13 с вторым входом элемента ИЛИ 11, выход элемента ИЛИ 11 соединен с входом RC-сброса двоичного счетчика 7 импульсов, выход старшего разряда двоичного счетчика 7 импульсов А_n соединен с входом элемента И 12 и элемента НЕ 10, выход элемента И 12 соединен с входом R/W-управления записью/чтением ОЗУ 5, а также с цепью управления ключом 2,выход D O ОЗУ 5 соединен с входом усилителя 4 воспроизведения.The device contains a microphone-loudspeaker 1, which is connected via a recording / playback mode switch 2 to the recording and reproducing amplifiers 3 and 4, RAM 5, address generator 5, including a clock generator 6 and a binary pulse counter 7, a generator 8 rectangular pulses with a controlled duty cycle, the output of which is connected to the recording information input D] RAM 5, and the control input of the generator 8 is connected to the output of the recording amplifier 3, a D-trigger 9, in the formation input D of which is connected to the logic unit circuit, the synchronizing input of the D-trigger 9 is connected to the output of the element HE 10, the input of the RD-trigger 9 is connected to the output of the recording amplifier 3, the direct output Q of the D-trigger 9 is connected to the first input of the OR element 11, inverse output

D-trigger 9 is connected to the first input of the element And 12, and also through the integrating RC circuit 13 with the second input of the element OR 11, the output of the element OR 11 is connected to the input of the RC-reset binary counter 7 pulses, the output of the highest bit binary counter 7 pulses A _{n is} connected to the input of the AND element 12 and the HE 10 element, the output of the And 12 element is connected to the R / W-write / read control input of the RAM 5, as well as to the key control circuit 2, the DO output of the RAM 5 is connected to the input of the playback amplifier 4.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В исходном состоянии на управляющий вход ключа 2 подается с элемента И 12 сигнал логического нуля, при этом ключ 2 находится в положении, показанном на фиг.1. Микрофон-громкоговоритель 1 подключен к входу усилителя 3 записи и устройство находится в режиме записи. Когда на микрофон-громкоговоритель 1 не поступают звуковые cигналы, на выходе усилителя 3 записи присутствует постоянное напряжение смещения +2,5 В, что эквивалентно сигналу логической единицы, при этом D-триггер 9 находится в единичном состоянии, т. е. на выходах Q и

присутствуют сигналы "1" и "0". На выходе элемента ИЛИ 11 будет иметь место сигнал "1". Для счетчика 7 активным сигналом входа R-сброса является сигнал "0", поэтому счетчик 7 будет находиться в режиме счета импульсов тактового генератора 6 и будет формировать последовательность адресных сигналов на выходах А₀ A_n-1. На выходе элемента И 12 в данном режиме будет сигнал "0", так как сигнал Q D-триггера 9 равен "0". На управляющий вход генератора 8 импульсов с управляемой скважностью также поступает исходный пороговый сигнал +2,5 В, при котором генератор 8 формирует на своем выходе прямоугольные импульсы со скважностью, равной 0,5, и частотой, лежащей выше частотного спектра звуковых сигналов.In the initial state, a logic zero signal is supplied to the control input of the key 2 from the element And 12, while the key 2 is in the position shown in figure 1. The microphone speaker 1 is connected to the input of the recording amplifier 3 and the device is in recording mode. When sound signals are not received at the microphone-loudspeaker 1, a constant bias voltage of +2.5 V is present at the output of the recording amplifier 3, which is equivalent to a logic unit signal, while the D-trigger 9 is in a single state, i.e., at the outputs Q and

there are signals "1" and "0". At the output of the OR element 11, the signal "1" will take place. For the counter 7, the active signal of the R-reset input is the signal "0", therefore, the counter 7 will be in the pulse counter mode of the clock generator 6 and will generate a sequence of address signals at the outputs A ₀ A _n-1 . The output of the element And 12 in this mode will be the signal "0", since the signal Q of the D-trigger 9 is equal to "0". The initial threshold signal +2.5 V also arrives at the control input of the pulse generator 8 with a duty cycle, at which the generator 8 generates rectangular pulses with a duty factor of 0.5 and a frequency lying above the frequency spectrum of sound signals.

Данное состояние будет сохраняться до тех пор, пока при появлении звуковых сигналов от микрофона на выходе усилителя 3 записи появится сигнал меньше +2,5 В, который будет восприниматься входом D-триггера 9, как сигнал "0". D-триггер 9 переходит в нулевое состояние с сигналом Q и

, равным "0" и "1". После перехода D-триггера 9 в нулевое состояние в течение отрезка времени, определяемого зарядом емкости С RC-цепи 13, на входах элемента ИЛИ 11 будут присутствовать нулевые сигналы, что вызывает аналогичный сигнал на выходе элемента ИЛИ 11, при этом счетчик 7 будет сброшен в нулевое состояние и начнется формирование адресов для ОЗУ 5 с нулевого значения.This state will remain until, when the sound signals from the microphone appear at the output of the recording amplifier 3, a signal less than +2.5 V appears, which will be perceived by the input of the D-trigger 9 as a signal "0". D-flip-flop 9 goes to zero with signal Q and

equal to "0" and "1". After the transition of the D-trigger 9 to the zero state during the period of time determined by the charge of the capacitance C of the RC circuit 13, zero signals will be present at the inputs of the OR element 11, which causes a similar signal at the output of the OR element 11, and the counter 7 will be reset to zero state and the formation of addresses for RAM 5 will start from zero.

Сигнал с выхода усилителя 3 записи также поступает на управляющий вход генератора 8, на выходе которого скважность импульсов будет или увеличиваться, или уменьшаться (фиг.3 а,б соответственно) в соответствии с изменением звукового сигнала на выходе усилителя 3 записи. Выходное напряжение генератора 8 поступает на вход DI ОЗУ 5, где будет записываться в ячейки памяти. The signal from the output of the recording amplifier 3 also goes to the control input of the generator 8, at the output of which the duty cycle of the pulses will either increase or decrease (Fig. 3 a, b, respectively) in accordance with the change in the sound signal at the output of the recording amplifier 3. The output voltage of the generator 8 is supplied to the input DI of RAM 5, where it will be recorded in the memory cell.

Генератор 8 может быть выполнен по известным схемам, например по схеме, приведенной на фиг.2. The generator 8 can be performed according to known schemes, for example, according to the scheme shown in figure 2.

Режим записи будет существовать в течение времени, равном времени перебора всех адресов на выходах А_о А_n-1, которые поступают на адресные входы А ОЗУ 5. После записи во все ячейки памяти ОЗУ 5 на выходе старшего разряда счетчика 7 А_n появляется сигнал "1", на выходе элемента И 12 также появляется сигнал "1" и устройство переводится в режим воспроизведения, длительность которого будет равна длительности режима записи. Громкоговоритель 1 подключается ключом 2 к выходу усилителя 4 воспроизведения, на вход которого будут поступать выходные сигналы с ОЗУ 5 (выход DO).Recording mode will exist for a time equal to the time through all addresses at the outputs A _o A _n-1, which are applied to address inputs A RAM 5. After recording all RAM memory cell 5 at the output of the most significant bit of the counter 7 _n A signal appears " 1 ", the signal" 1 "also appears at the output of AND element 12 and the device is put into playback mode, the duration of which will be equal to the duration of the recording mode. Loudspeaker 1 is connected with a key 2 to the output of the playback amplifier 4, the input of which will receive output signals from RAM 5 (DO output).

В режиме воспроизведения на микрофон-громкоговоритель 1 поступают прямоугольные импульсы, длительность которых пропорциональна амплитуде звукового сигнала. Усилитель воспроизведения работает в режиме класса D, при этом среднее значение тока в катушке громкоговорителя будет изменяться в соответствии со звуковым сигналом. In playback mode, rectangular pulses are received on the microphone-loudspeaker 1, the duration of which is proportional to the amplitude of the sound signal. The playback amplifier operates in class D mode, with the average current in the loudspeaker coil changing in accordance with the sound signal.

Режим воспроизведения будет существовать до момента перехода сигнала А_n счетчика 7 от "1" к "0". Это изменение сигнала через элемент НЕ 10 поступает на вход синхронизации С D-триггера 9 и последний устанавливается в единичное состояние, так как на его входе сигнал равен "1". Устройство переходит в исходное состояние режим записи.The playback mode will exist until the transition of the signal And _n counter 7 from "1" to "0". This signal change through the element 10 is fed to the synchronization input C of the D-flip-flop 9 and the latter is set to a single state, since the signal at its input is equal to "1". The device resets to recording mode.

Claims

AUDIO RECORDING AND PLAYBACK device, comprising a microphone-loudspeaker, recording and playback amplifier, random access memory, address generator of random access memory, including a clock pulse generator and a binary pulse counter, a recording-reproducing mode control unit, characterized in that a rectangular pulse generator with controlled duty cycle, the output of which is connected to the information input of random access memory with one bit organization, the control input of the generator is connected to the output of the recording amplifier, and a D-trigger is inserted into the control unit, the information input of which is connected to the logic unit circuit, the synchronizing input of the D-trigger is connected to the output of the element NOT, the reset input of the D-trigger is connected to the output of the recording amplifier, the direct output of the D-trigger is connected to the first input of the OR element, the inverse output of the D-trigger is connected to the first input of the AND element and through the integrating RC circuit with the second input of the OR element, the output of the OR element is connected to the "Reset" input with the "binary pulse counter, the high-order output of the binary pulse counter is connected to the input of the element NOT and the second input of the element AND, the output of the element And is connected to the control input" Write-read "random access memory.