Los dispositivos de grabación y reproducción de voz son circuitos integrados que se conectan a micrófonos y altavoces, o los circuitos de amplificación conectados a los altavoces y micrófonos. Permiten muestras de audio almacenadas en forma de datos muestreados que serán convertidos a señales analógicas y emitidas en altavoces o un amplificador asociado para propósitos de reproducción. También permiten la amplificación de las señales del micrófono amplificado, convertirlas a muestras digitales y almacenarlas para fines de grabación.

 

Existen dispositivos que operan independientemente, incorporando memoria interna programable para el almacenamiento de mensajes. También existen dispositivos que le proporcionan a un microprocesador (MPU) o sistema microcontrolador (MCU) la capacidad para transferir audio al sistema de audio analógico, llamados Chips de interfaces de audio.

 

La conversión entre circuitos analógicos y digitales es realiza por un convertidor analógico a digital (ADC) en la ruta de grabación y un convertidor digital a analógico (DAC) en la ruta de reproducción. Estos convertidores trabajan en una frecuencia periódica denominada frecuencia de muestreo. Las velocidades típicas son 4 kHz a 192 kHz , mientras más alta es la frecuencia de muestreo, mayor es la frecuencia que puede grabarse. También tienen la capacidad de sumar las alarmas o tonos configurables para facilitar la integración de servicios como la marcación DTMF de teléfonos. Normalmente, pueden conducir altavoces de 8 o 16 ohmios y soportar aplicaciones mono o estéreo.

 

En la ruta de grabación, el micrófono tendrá un circuito analógico especial para amplificar y ajustar los niveles de señal del micrófono que son generalmente de muy baja amplitud. Este circuito se llama Control de nivel automático (ALC). Una vez que los niveles de la señal se encuentran en la frecuencia del ADC, se puede convertir en valores digitales utilizando un proceso llamado muestreo. El muestreo mide y almacena los valores instantáneos de la señal a una frecuencia de muestreo más de dos veces la frecuencia máxima de la señal de audio. La señal de audio se filtra para evitar el muestreo incorrecto de las frecuencias más altas (aliasing). Entonces se pueden almacenar las muestras digitales en un dispositivo de memoria. Este puede ser un SRAM, DRAM o si la grabación debe realizarse incluso si se interrumpe la energía, el almacenamiento no volátil como una memoria flash.

 

La ruta de reproducción comienza con muestras digitales en la memoria. Estas muestras se envían a un DAC y convierten a un flujo de pulsos de valores instantáneos que se suavizan con un filtro anti-aliasing y se convierten en una señal analógica. La señal analógica se pasa a un amplificador de ganancia programable (PGA) que puede controlar altavoces o un amplificador de audio subsecuente. La configuración del PGA puede determinar el volumen.