簡易電子琴實驗報告

1、北京郵電大學(xué)課題名稱：簡易電子琴的設(shè)計和制作學(xué)院：信息與通信工程學(xué)院專業(yè)：信息工程班級：2014211126姓名：李家威學(xué)號：2014210691班內(nèi)序號：10指導(dǎo)老師：王丹志一、摘要及關(guān)鍵字本課程設(shè)計以制作出一個簡易電子琴為最終目的。該電子琴以NE555為核心，通過公式計算不同頻率按鍵對應(yīng)的阻值來實現(xiàn)不同的音調(diào)，然后通過運(yùn)算放大器將信號放大并通過喇叭發(fā)出聲音。由此設(shè)計仿真電路圖，選擇合適器件進(jìn)行電路搭建，并進(jìn)行調(diào)試直至達(dá)到要求，最后進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計。關(guān)鍵字：電子琴 振蕩電路 運(yùn)算放大器二、設(shè)計任務(wù)及要求了解由555定時器構(gòu)成簡易電子琴的電路及原理。設(shè)計并利用NE555集成運(yùn)算電路以及外加電阻，電

2、容在第一級產(chǎn)生不同頻率的音樂，再利用LM386功率放大電路對音樂信號進(jìn)行放大，最后通過揚(yáng)聲器產(chǎn)生21個音符。三、設(shè)計思路、總體結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計思路555定時器是一種中規(guī)模集成電路，外形為雙列直插8腳結(jié)構(gòu)，體積小，使用起來方便。只要在外部配上幾個適當(dāng)?shù)淖枞菰?，就可以?gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及多諧振蕩器等脈沖信號產(chǎn)生與變換電路。它在波形的產(chǎn)生與變換、測量與控制、定時電路、家用電器、電子玩具、電子樂器等方面有廣泛的應(yīng)用。由555定時器電路組成的多諧振蕩器，它的振蕩頻率可以通過改變振蕩電路中的RC原件的數(shù)值進(jìn)行改變。根據(jù)這一原理，通過設(shè)定一些不同的RC數(shù)值并通過控制電路，按照一定的速度依次將不同的

3、RC組件接入振蕩電路，就可以使振蕩電路按照設(shè)定的要求，有節(jié)奏的發(fā)射已設(shè)定的音頻信號與音樂?？傮w結(jié)構(gòu)框圖四、分塊電路和總體電路的設(shè)計分塊電路：琴鍵端（開關(guān)、電阻）NE555電路：LM386電路：總體電路：五、所實現(xiàn)功能說明基本功能：通過按下不同的按鍵開關(guān)，能夠演奏出兩個八度音階。擴(kuò)展功能：將音階擴(kuò)大到在降低八度，能演奏出低中高三個八度音階并將高音“7”輸出功率提高到0.5W以上。主要測試數(shù)據(jù)：各音階實際頻率與對應(yīng)阻值音階名（低音）1234567要求頻率（Hz）132148.5165176198220247.5實際測頻率（Hz）132151172176205213240對應(yīng)阻值（）43.5k38k

4、32.8k31.9k26.5k25.4k22k音階名（中音）1234567要求頻率（Hz）264297330352396440495實際測頻率（Hz）258297325356402444495對應(yīng)阻值（）20k16.7k14.8k13.1k11k9.4k7.8k音階名（高音）1234567要求頻率（Hz）528594660704792880990實際測頻率（Hz）525600657707791881992對應(yīng)阻值（）7.2k5.6k4.6k3.9k2.9k2k1.18k注：對應(yīng)電阻為萬用表測得電阻。高音“7”的輸出功率：測得喇叭兩端電壓U=2.17V喇叭電阻為：R=8通過公式求得輸出功率P=0

5、.589W必要的測試方法頻率的測量與調(diào)整：將示波器與NE555輸出端相接，調(diào)節(jié)示波器為顯示頻率模式，接通開關(guān)觀察顯示的頻率，并通過改變接入的電阻來調(diào)整頻率直至滿足要求。接入電阻的測量：頻率調(diào)整完成后，用萬用表測量電阻并記錄。喇叭兩端電壓的測量：將交流毫伏表接到喇叭兩端接通與高音“7”對應(yīng)的開關(guān)，待穩(wěn)定后記錄數(shù)據(jù)。六、故障及問題分析試驗中的故障：在焊接過程中容易出現(xiàn)電路接錯造成短路或斷路的問題，由于一些不規(guī)范的操作容易使運(yùn)放器過熱或者燒壞。試驗中的問題以及分析：1) 焊接前應(yīng)注意各元器件的排布，提前規(guī)劃好元器件的排布會使得電路在實際焊接中變得簡單并減少錯誤地發(fā)生。主要為琴鍵與開關(guān)的排布。2) 在

6、連接NE555與運(yùn)算放大器周圍的元件與導(dǎo)線時應(yīng)盡量使各元件和導(dǎo)線分散，防止元器件和導(dǎo)線擠在一起造成不必要的錯誤，在檢查時也比較困難。3) 注意外加電壓應(yīng)該在芯片的耐壓值范圍內(nèi)，電壓太小，則聲音很小，效果不明顯，但是電壓過高，則可能燒壞芯片。4) 自制的電子琴音準(zhǔn)并非那么精確，其主要原因為實驗所給的電阻精度不夠無法在一定精度內(nèi)調(diào)整阻值。5) 在焊接電路前要對各元器件進(jìn)行檢測是否出現(xiàn)故障。七、總結(jié)和結(jié)論本次實驗我認(rèn)為是很有必要的，不但是對所學(xué)知識的一種檢驗，可以讓我們在課程設(shè)計的過程中鞏固所學(xué)的知識，發(fā)現(xiàn)自己的不足，而且也是對動手能力的一種培養(yǎng)。只有將理論與實踐相結(jié)合，將理論用實踐的方法反映出來，

7、才是學(xué)習(xí)這門課程的關(guān)鍵。 通過3周的課程，基本完成了簡易電子琴的制作。電子琴的制作涉及是模擬電路，這是電子領(lǐng)域中的基本電路，此次課題要求對模擬電路的搭建與調(diào)試，做出的電子琴具有發(fā)聲準(zhǔn)、原理簡潔、電路簡單、制作成本低，有一定的實用性，可以作為某些簡易電子琴的實驗樣品，然后做成小玩具，具有市場前景，有很大的現(xiàn)實意義。本次電子琴設(shè)計關(guān)鍵部分在于發(fā)音部分，對于模擬發(fā)音，是通過555定時發(fā)生器產(chǎn)生不同頻率的脈沖，利用調(diào)節(jié)電位器改變接入有效電阻，易于頻率的調(diào)試。手動控制和自動控制是用模塊化設(shè)計，通過模擬開關(guān)將兩個獨(dú)立的部分連接起來，模塊化的設(shè)計主要方便于電路的糾錯、改進(jìn)、測試。完成的電子琴實物作品整體布局

8、美觀、線路連接分明，系統(tǒng)功能良好。 通過對簡易電子琴的設(shè)計，認(rèn)識到了“理論聯(lián)系實際”的這句話的重要性與真實性。而且通過對此課程的設(shè)計，我不但知道了以前不知道的理論知識，而且也鞏固了以前知道的知識。最重要的是在實踐中理解了書本上的知識，明白了學(xué)以致用的真諦。也明白老師為什么要求我們做好這個課程設(shè)計的原因。他是為了教會我們?nèi)绾芜\(yùn)用所學(xué)的知識去解決實際的問題，提高我們的動手能力。在整個設(shè)計到電路的焊接以及調(diào)試過程中，我個人感覺調(diào)試部分是最難的，因為你理論計算的值在實際當(dāng)中并不一定是最佳參數(shù)，我們必須通過觀察效果來改變參數(shù)的數(shù)值以期達(dá)到最好。而參數(shù)的調(diào)試是一個經(jīng)驗的積累過程，沒有經(jīng)驗是不可能在短時間內(nèi)將其完成的，而這個可能也是老師要求我們加以提高的一個重要方面吧！八、Multisim仿真原理圖、波形圖仿真圖：波形圖：九、所用元器件及測試儀表所用元器件：元器件名