CN201035807Y - 拟人机器人心跳脉搏模拟器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属拟人机器人部件领域，尤其涉及一种拟人机器人心跳脉搏模拟器，包括：心跳声音芯片、扬声器、脉搏震动器；所述心跳声音芯片将输入的音频信号送至扬声器；所述心跳声音芯片的脉搏信号输出端与脉搏震动器的输入端相接；本实用新型所述脉搏震动器为由震动电机带动的震动器；本实用新型所述心跳声音芯片采用ISD1110/ISD1420系列芯片。本实用新型结构合理，音质再现效果好，操作简单，成本低廉，采用多电平直接模拟量存储技术，每个采样直接存储在片内单个EEPROM单元中，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调各效果，避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。
Description
技术领域
本实用新型属拟人机器人部件领域，尤其涉及一种拟人机器人心跳脉搏模拟器。
背景技术
目前，在拟人机器人制造领域，相关部件的设计，其人性化程度还不是很高，对于心跳脉搏方面的模拟部件还没有结构合理，音质再现效果好，成本低廉的模拟部件。一般固体录音电路因量化和压缩还经常产生量化噪声和“金属声”。
实用新型内容
本实用新型旨在克服现有技术的不足之处而提供一种结构合理，操作简单，成本低廉，能真实、自然地再现语音、音乐、音调各效果的拟人机器人心跳脉搏模拟器。
为达到上述目的，本实用新型是这样实现的：拟人机器人心跳脉搏模拟器，包括心跳声音芯片、扬声器、脉搏震动器；所述心跳声音芯片将输入的音频信号送至扬声器；所述心跳声音芯片的脉搏信号输出端与脉搏震动器的输入端相接。
脉搏震动器可采用多种震动模式，作为一种优选方案，本实用新型所述脉搏震动器可为由震动电机带动的震动器。
作为另一种优选方案，本实用新型所述心跳声音芯片可采用ISD1110/ISD1420芯片。
本实用新型结构合理，音质再现效果好，操作简单，成本低廉。本实用新型芯片采用多电平直接模拟量存储技术，每个采样直接存储在片内单个EEPROM单元中，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调各效果，避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。采样频率从5.3，6.4到8.0KHz，对音质仅有轻微影响。片内信息可保存100年(无需后备电源)，EEPROM单片可反复录音十万次。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。本实用新型的保护范围将不仅局限于下列内容的表述。
图1为本实用新型的电路原理框图；
图2为本实用新型具体电路原理图；
图3为本实用新型ISD1110/ISD1420封装引脚图。
具体实施方式
如图1、2、3所示，拟人机器人心跳脉搏模拟器，包括：心跳声音芯片、扬声器、脉搏震动器；所述心跳声音芯片将输入的音频信号送至扬声器；所述心跳声音芯片的脉搏信号输出端与脉搏震动器的输入端相接。所述脉搏震动器为由震动电机带动的震动器，其结构类似于扬声器的震动系统。所述心跳声音芯片采用ISD1110/ISD1420系列芯片。
ISD1110/ISD1420系列单片录放时间8至20秒，音质好。芯片采用CMOS技术，内含震荡器、话筒前置放大、自动增益控制、防混淆滤波器、平滑滤波器、扬声器驱动及EEPROM阵列。最小的录放系统仅需麦克风、喇叭、两个按钮、电源及少数电阻电容。在录放操作结束后，芯片自动进入低功耗节电模式、功耗仅0.5uA。
ISD1110/ISD1420系列有唯一的录音控制和边缘/电平触发两种放音控制。不分段时外围线路最简，也可按最小段长为单位任意组合分段，“最大段数”芯片提供若干操作模式，大大提高了控制的灵活性。
引脚描述：
如图4所示，ISD1110系列的/REC，/PLAYE，A6和A7端内部被上拉到VDD，A0～A5内部被下拉到VSS，上拉/下拉阻值在50K至100KΩ，除此之外，各引脚与ISD1420完全相同。电路设计中，这些端的外围上/下拉电阻可省略，但需要仔细考虑静态电流的影响。
电源(VCCA，VCCD)：芯片内部的模拟和数字电路使用不同的电源总线，并且分别引到外封装上，这样可使噪声最小。模拟和数字电源端最好分别走线，尽可能在靠近供电端处相连，而去耦电容应尽量靠近芯片。
地线(VSSA，VSSD)：芯片内部的模拟和数字电路也使用不同的地线，这两个脚最好在引脚焊盘上相连。
录音(/REC)：低电平有效。只要/REC变低(不管芯片处在节电状态还是正在放音)，芯片即开始录音。录音期间，/REC必须保持为低。/REC变高或内存录满后，录音周期结束，芯片自动写入一个信息结束标志(EOM)，使以后的重放操作可发及时停止。之后芯片自动进入节电状态。
注：/REC的上升沿有50毫秒防颤，防止芯片自动进入节电状态。边沿触发放音(/PLAYE)此端出现下降沿时，芯片开始放音。放音持续到EOM标志或内存结束，之后芯片自动进入节电状态。开始放音后，可以释放/PLAYE。
电平触发放音(/PLAYL)：此端出现下降沿时，芯片开始放音。放音持续至端回到高电平，遇到EOM标志，或内存结束。放音结束后芯片自动进入节电状态。
注：放音过程中当遇到EOM或内存结束时，如果/PLAYE或/PLAYL仍处在高电平，芯片虽然也进入节电状态(内部震荡器和时钟停止工作)，但是由于芯片没有对/PLAYE和/PLAYL的上升沿进行消颤，随后在这两个引脚上出现的下隆沿(例如释放按键时的抖动)都会触发放音。
录音指示(/RECLED)：处于录音状态时，此端为低，可驱动LED。此外，放音遇到EOM标志时，此端输出低电平脉冲。
话筒输入(MIC)：此端边至片内前置放大器。片内自动增益控制电路(AGC)将前置增益控制在-15至24dB。外接话筒应通过串联电容耦合到此端。耦合电容值和此端的10KΩ输入阻抗决定了芯片频带的低频截止点。
话筒参考(MIC REF)：此端是前置放大器的反向输入。当以差分形式连接话筒时，可减小噪声，提高共模抑制比。
自动增益控制(AGC)：AGC动态调节器整前置境益以补偿话筒输入电平的宽幅变化，使得录制变化很大的音量(从耳语到喧哗嚣声)时失真都能保持最小。响应时间取决于此端的5KΩ输入阻抗和外接的对地电容(即图2中的C6)的时间常数。释放时间取决于此端外接的并联对地电容和电阻(即图2中R5和C6)的时间常数。470KΩ和4.7uF的标称值在绝对大多数场合下可获得满意的效果。
模拟输出(ANA OUT)：前置放大器输出。前置电压增益取决于AGC端的电平。
模拟输入(ANA IN)：此端即芯片录音的输入信号。对话筒输入来说，ANA OUT端应通过外接电容连至本端。该电容和本端的3KΩ输入阻抗给出了芯片频带的附加低端截止频率。其它音源可通过交流耦合直接连至本端。
喇叭输出(SP+、SP-)：这对输出端能驱动16Ω以上的喇叭。单端使用时必须在输出端和喇叭间接耦合电容，而双端输出既不用电容又能将功率提高4倍。录音时，它们都呈高阻态；节电模式下，它们保持为低电平。
外部时钟(XCLK)：此端内部有下拉元件，不用时应接地。芯片内部的采样时钟在出厂前已调校，保证了标称的最小录音时间。商业级芯片在整个温度各电压范围内，频率变化在+2.25％内，并保证最小录放时间，所以有些芯片的录放时间比标称的值稍大。工业级芯片在整个温度和电压范围内，频率变化在+5％内，建议使用稳压电源。若要求更高精度或系统同步，可从本端输入外部时钟。由于内部的防混淆及平滑滤波器已设定，帮上述持荐的时钟频率不应改变。输入时钟的占空比无关紧要，因为内部首先进行了分频。
地址(A0～A7)：地址端有两个作用，取决于最高(MSB)两位A7、A6的状态。当A7或A6有一个为0时，所有输入均释放为地址位，作为当前录放操作的起始地址。地址端只用输入，不输出操作过程的内部地址信息。地址在/PLAYE、/PLAYL、或/REC的下降沿锁存。
操作模式：
ISD1110/ISD1420系列内置了若了干操作模式，可用最少的外围器件实现最多的功能。操作模式也由地址端控制；当A7和A6都为1时，其它地址端置高就选择某个(或某几个)模式。因为操作模式和直接寻址互相排斥。操作模式可由微控制器，也可由硬件实现。使用操作模式有两点注意：(1)所有操作最初都是从0地址，即存储空间的起始端开始。后续操作根据所选用的模式可从其它的地址开始。此外，A4模式中，当电路由录转为放时地址计数器复位为0，而由放转为录则不复位。(2)当控制信号(/PLAYL、/PLAYE或/REC)变低，同时A6和A7为高时，执行操作模式。这种操作模式一直有效，除非控制信号再次由高变低，芯片重新锁存当前的地址/模式端电平，然后执行相应操作。
表1～2操作模式简表
| 模式 | 功能 | 典型应用 | 可组合使用的模式 |
| A0 | 信息检索 | 快进信息 | A4 |
| A1 | 删除EOM | 要最后一条信息的结束处放置EOM | A3、A4 |
| A3 | 循环 | 从0地址循环放音 | A1 |
| A4 | 连续寻址 | 录放连续的多段信息 | A0、A1 |
A0(信息检索)——快速跳过信息而不必知道其确切的地址。控制端每输入一个低脉冲，内部地址计数器就跳到下一条信息。此模式仅用于放音，通常与A4同时使用。
A1(EOM删除)——使分段信息变为一条信息，仅在信息最后留一个EOM标志。这个模式完成后，录入的所有信息就作为一条连续的信息。
A3(信息循环)——循环重放位于存储空间起始处的那条信息。一条信息可以完全占满存储空间，那么循环就从头至尾进行。给/PLAYE发低脉冲后循环开始，给/PLAYL发低脉冲后循环结束。
A4(连续寻址)——正常操作中，重放遇到WOM标志时，地址计数器会复位。A4模式禁止地址计数器复位，使得信息可连续录入或重放。当芯片既非录音又非放音时，将A4短暂拉低可使地址计数器复位为0。
A2、A5——末用。
ISD1110-系列只在将A3接高就可实现循环，操作同上。控制循环的另一种方法是只用/PLAYL端；接低开始循环，变高循环结束。
ISD1110系列的三个按键脚及A7和A6内部有上拉电阻，A5～A0有下拉电阻，因此不需R6、R7和R8，不分段时地址线也不必接地。按键和A7、A6接地会产生100微安电流。
Claims (3)
1.一种拟人机器人心跳脉搏模拟器，其特征在于，包括：心跳声音芯片、扬声器、脉搏震动器；所述心跳声音芯片将输入的音频信号送至扬声器；所述心跳声音芯片的脉搏信号输出端与脉搏震动器的输入端相接。
2.根据权利要求1所述的拟人机器人心跳脉搏模拟器，其特征在于：所述脉搏震动器为由震动电机带动的震动器。
3.根据权利要求1或2所述的拟人机器人心跳脉搏模拟器，其特征在于：所述心跳声音芯片采用ISD1110/ISD1420芯片。
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