Circuito Modulador de Voz DIY: Construye Tu Propio Cambiador de Voz

Sobre el circuito cambiador de voz: la modulación de voz es un proyecto cautivador y divertido en el que hemos trabajado.

A menudo, su circuitería implica la transformación del sonido de una voz humana en una nueva. Aprendiendo de la serie Doctor Who, fue fascinante saber que los Daleks (con su voz extraña) usaban modulación en anillo (ring modulation) para crear su sonido original. Este artículo nos guiará en el DIY hacia una voz irreconocible, enfocándonos en control de salida, amplificación y mezcla para un circuito funcional.

Concepto del Circuito Cambiador de Voz

Lo fascinante de la unicidad humana es tener diferentes tonos de voz. Así, en una llamada, es fácil identificar a tu interlocutor por su voz. Incluso sin ver al hablante, su voz lo delata en una multitud.

Para este proyecto experimental, usaremos un circuito cambiador de voz digital que modifica el timbre de la voz a otro distinto, pudiendo sonar como un alien o un robot.

Hemos tomado la tecnología del modulador de voz del chip HOLTEK (HT8950A). Este procesa la señal de voz digitalmente en tiempo real.

Cómo Funciona el Chip HOLTEK (HT8950)

• Desplaza el espectro de frecuencias de la voz hacia arriba o abajo en 7 pasos secuenciales.
• Se oye una frecuencia resultante más grave (baja) o más aguda (alta).
• Equivale a variar la velocidad de reproducción de una grabación en cinta, pero sin alterar la velocidad del habla (el tempo se mantiene).

Excepcionalmente, el HOLTEK añade dos efectos especiales: Robot (voz metálica/robótica) y Vibrato (efecto trémulo). Ambos salen del IC hacia un altavoz dinámico, tras captar la voz con un micrófono electret estándar. Todo el sistema funciona con una pila de 9 V.

Esquemático del Circuito Cambiador de Voz

Esquema del Circuito

El siguiente diagrama muestra el circuito basado en la hoja de datos del HT8950. Solo necesitas usar un amplificador de audio compatible diferente y reemplazar el existente.

Principio de Funcionamiento

El HT8950 integra: amplificador funcional con polarización interna para micrófono, conversor A/D de 8 bits, RAM estática (SRAM) y conversor D/A de 8 bits. A/D y D/A operan a 8 kHz de muestreo, cubriendo el espectro de voz humana (~3 kHz) con buena calidad de salida y relación señal/ruido (SNR) deseable.

¿Cómo Construir el Circuito Cambiador de Voz?

Lista de Componentes (BOM)

Condensadores

• C4, C6, C7: 220 µF / 16 V, electrolíticos
• C3, C5: 0,1 µF (104), cerámicos
• C2: 0,47 µF (474), cerámico
• C1: 4,7 µF / 16 V, electrolítico

Semiconductores

• SPK1: Altavoz 8 Ω / 0,25 W
• MIC1: Micrófono electret miniatura
• D1: Diodo Zener 6,2 V / 0,5 W
• IC2: Amplificador de audio LM386
• IC1: Modulador de voz integrado HT8950A

Electromecánicos

• S1–S4: Pulsadores miniatura
• NAJ1: Conector tipo snap para pila de 9 V

Resistencias (1/4 W, 5%)

• R9: 5 kΩ, trimer, una vuelta
• R8: 8,2 kΩ
• R7: 470 Ω
• R4, R5, R6: 4,7 kΩ
• R3: 39 kΩ
• R2: 47 kΩ
• R1: 100 kΩ

Esquema y Operación del Convertidor de Voz

El circuito opera así:

1. El micrófono capta la voz y, a través de la red R4-C2, la envía al amplificador interno del HT8950 (ganancia en lazo abierto ~2000).
2. C4, R7 y R5 polarizan el elemento electret. El HT8950 amplifica con ancho de banda limitado y envía la señal al A/D de 8 bits (muestreo 8 kHz).
3. El oscilador controla el generador de señal de muestreo (base de tiempo).
4. R2 fija la frecuencia del oscilador (~512 kHz).
5. La SRAM almacena la voz digitalizada. Un circuito de control la extrae y la transfiere a un registro de retención.
6. La señal pasa al D/A, volviendo a forma analógica. Sale por el pin 12 (AUDIO OUT).
7. El espectro de frecuencia puede desplazarse (offset) según la velocidad de transferencia SRAM→D/A. Los pulsadores S3 (DOWN) y S2 (UP) controlan esto cíclicamente.
8. La señal analógica pasa por la red C3-R8 al amplificador LM386 (IC2), que駆動 el altavoz SPK1.

Montaje en PCB

1. Usa PCB de doble cara de 3,2 × 2,5 pulgadas.

2. Incluye puntos de test: p.ej., TP2 en la señal hacia el power-amp desde el registro; TP1 en la señal del micrófono.
3. Usa zócalos para ICs; suelda los chips en el zócalo. Permite cambiarlos para comparar rendimiento.
4. El jumper JP, R7 (control de volumen) y jack de micrófono J1 van en la placa. Para el proyecto DIY, sustituye los componentes de placa por versiones de panel y conéctalos con cables al PCB (p.ej., interruptor en lugar de JP).

Detalle de Pines del HT8950A

Pin	Nombre	Función
14	VREF	Voltaje de referencia amplificador interno
13	AUDIO	Salida de audio
12	LED	Salida lámpara para volumen
11	VDD	Línea de alimentación positiva
10	AIN	Entrada amplificador interno
9	AO	Salida amplificador interno
8	NC	No conectado
7	VSS	Línea negativa / GND
6	ROB	Selector modo ROBOT
5	TGD	Selector paso DOWN
4	TGU	Selector paso UP
3	VIB	Selector modo VIBRATO
2	OSC1	Entrada oscilador

Pruebas

1. Antes de encender, limpia la placa con alcohol y cepillo de cerdas suaves. Revisa: componentes faltantes, malas soldaduras, condensadores erróneos, IC equivocado en zócalo, pistas rotas, etc.
2. Mide resistencia de entrada (positivo a GND). Resistencia baja/cero = cortocircuito; localízalo.
3. Volumen bajo. Conecta micrófono electret a J1, auricular/altavoz, y 12 V a TB1. Verifica que el LED funciona.
4. Habla al micrófono subiendo volumen gradualmente. Si amplifica, quita el jumper y verifica que la voz se modula.

Resumen

Un circuito cambiador de voz altera la voz humana programando el sonido que entra al micrófono a otro diferente (p.ej., voz de robot). Siguiendo los diagramas y pasos, obtendrás un resultado excelente. Ante cualquier duda, contáctanos cuando quieras.