簡(jiǎn)易電子琴設(shè)計(jì)報(bào)告

中南民族大學(xué)課程設(shè)計(jì)題目簡(jiǎn)易電子琴學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院專業(yè)班級(jí)姓名指導(dǎo)教師2010年6月23日電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)題目：簡(jiǎn)易電子琴學(xué)生姓名：專業(yè)班級(jí)：_學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師簽名： 年月日一、設(shè)計(jì)條件1.可選元件(或自備元件)：運(yùn)放：若干功放：若干電阻、電容、電位器：若干可用儀器：萬(wàn)用表，示波器，毫伏表，信號(hào)發(fā)生器，直流穩(wěn)壓源二、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)技術(shù)要求和已知條件，完成對(duì)簡(jiǎn)易電子琴電路的設(shè)計(jì)、裝配與調(diào)試。設(shè)計(jì)要求(1)按下不同琴鍵即改變RC值，能發(fā)出C調(diào)的八個(gè)基本音階。采用運(yùn)放構(gòu)成振蕩電路，用集成功放電路輸出。八個(gè)基本音階C調(diào)對(duì)應(yīng)頻率如下表所列：C調(diào)1234567i珞/Hz264297330352396440495528(2)選擇電路方案，完成對(duì)確定方案電路的設(shè)計(jì)。計(jì)算電路元件參數(shù)，選擇元件，畫(huà)出總體電路原理圖，闡述基本原理。(用Proteus或MultiSim軟件完成仿真)(3)安裝調(diào)試并按規(guī)定格式寫(xiě)出課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)。三、時(shí)間安排第10周：布置設(shè)計(jì)任務(wù)，講解設(shè)計(jì)要求、實(shí)施計(jì)劃、設(shè)計(jì)報(bào)告等要求。完成選題。第10-14周：完成資料查閱、設(shè)計(jì)、仿真。第15-16周：制作與調(diào)試，完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫(xiě)。第16-17周：提交課程設(shè)計(jì)報(bào)告，課程設(shè)計(jì)驗(yàn)收，答辯。目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"摘要 5\o"CurrentDocument"關(guān)鍵詞 5\o"CurrentDocument"1緒論 5\o"CurrentDocument"2技術(shù)指標(biāo)及要求 5\o"CurrentDocument"2.1設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 5\o"CurrentDocument"2.2設(shè)計(jì)思想 6\o"CurrentDocument"3方案論證及整體電路工作原理 6\o"CurrentDocument"3.1方案論證 6\o"CurrentDocument"3.2整體電路工作原理 7\o"CurrentDocument"4單元電路設(shè)計(jì)：計(jì)算，元器件選擇及電路圖 7\o"CurrentDocument"4.1RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)電阻的選擇 7\o"CurrentDocument"4.2濾波電容的選擇 8\o"CurrentDocument"4.3電路圖如下所示 9\o"CurrentDocument"5Multisim仿真結(jié)果顯示 9\o"CurrentDocument"6課程設(shè)計(jì)成果展示： 12\o"CurrentDocument"7元件及器件明細(xì) 13\o"CurrentDocument"8成果評(píng)價(jià)，設(shè)計(jì)特點(diǎn)，存在的問(wèn)題及改進(jìn)意見(jiàn) 14\o"CurrentDocument"8.1成果放入評(píng)價(jià)： 14\o"CurrentDocument"8.2本次設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 14\o"CurrentDocument"8.3存在的問(wèn)題和改進(jìn)的意見(jiàn) 14\o"CurrentDocument"9設(shè)計(jì)總結(jié)： 14\o"CurrentDocument"10附錄： 14摘要簡(jiǎn)易電子琴一般是由正弦波產(chǎn)生電路，功率放大電路和濾波電路組成。簡(jiǎn)易電子琴是通過(guò)RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和集成運(yùn)放產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的正弦波（要產(chǎn)生八種不同的音調(diào)，在輸入端就并聯(lián)了八種不同的RC支路）。由于該正弦波功率很小，無(wú)法驅(qū)動(dòng)喇叭正常工作，須得在正弦波后面加一個(gè)集成功放，把正弦波放大之后再通過(guò)濾波網(wǎng)絡(luò)濾去高頻干擾信號(hào)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)喇叭的驅(qū)動(dòng)。關(guān)鍵詞正弦波發(fā)生器，功率放大，濾波網(wǎng)絡(luò)1緒論電子琴對(duì)于豐富人類的精神生活有著很重要的作用，已經(jīng)進(jìn)入了家家戶戶的生活。而我們利用基本的工作原理設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)易電子琴，能達(dá)到基本的電子琴的要求，當(dāng)然也能彈奏出簡(jiǎn)單的曲目。通過(guò)設(shè)計(jì)詞電路，我了解了簡(jiǎn)易電子琴的基本工作原理，在一定程度上對(duì)現(xiàn)代電子琴的了解有作用，而且做這樣一個(gè)簡(jiǎn)易電子琴能然讓我很好的利用模電知識(shí)。這次的課程設(shè)計(jì)讓我們將理論作用于實(shí)踐之上，簡(jiǎn)單清脆的曲調(diào)著實(shí)有了很大的成就感。2技術(shù)指標(biāo)及要求2.1設(shè)計(jì)任務(wù)及要求2.1.1設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)技術(shù)要求和已知條件，完成對(duì)簡(jiǎn)易電子琴電路的設(shè)計(jì)、裝配與調(diào)試。2.1.2設(shè)計(jì)要求（1）按下不同琴鍵即改變RC值，能發(fā)出C調(diào)的八個(gè)基本音階。采用運(yùn)放構(gòu)成振蕩電路，用集成功放電路輸出。八個(gè)基本音階C調(diào)對(duì)應(yīng)頻率如下表所列：C調(diào)1234567if0/Hz264297330352396440495528（2）選擇電路方案，完成對(duì)確定方案電路的設(shè)計(jì)。計(jì)算電路元件參數(shù)，選擇元件，畫(huà)出總體電路原理圖，闡述基本原理。（用Proteus或MultiSim軟件完成仿真）2.2設(shè)計(jì)思想本次設(shè)計(jì)首先采用RC正弦振蕩電路產(chǎn)生正弦波，產(chǎn)生正弦波就需要用到運(yùn)放，而且需用正反饋，調(diào)節(jié)電位器是放大倍數(shù)至少達(dá)到三倍。（達(dá)到起振的要求）然后通過(guò)示波器觀察波形是否是正弦波，然后接一個(gè)功放，最后通過(guò)濾波網(wǎng)絡(luò)輸出。3方案論證及整體電路工作原理3.1方案論證3.1.1正弦波振蕩由于需要產(chǎn)生正弦波，根據(jù)模電書(shū)上的RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)電路圖如上，正反饋網(wǎng)

絡(luò)的反饋電壓是同相比例運(yùn)算電路的輸入電壓，于是需要調(diào)節(jié)電位器是整個(gè)電路的Au>=3.另外還在Rf回路中在電阻上并聯(lián)二極管以達(dá)到使輸出電壓穩(wěn)定的結(jié)果。3.1.2功率放大由設(shè)計(jì)要求，集成LM386的電源電壓為4~12v,因此在選擇電源電壓時(shí)不能超過(guò)12v，否則可能燒壞芯片，前面那個(gè)電位器是是調(diào)節(jié)音量的，喇叭的參數(shù)為0.5W,8Q,當(dāng)電源電壓為12V時(shí)，在8Q的負(fù)載情況下，可提供幾百mv的功率，可以使喇叭發(fā)出聲音。3.2整體電路工作原理14單元電路設(shè)計(jì)：計(jì)算，元器件選擇及電路圖4.1RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)電阻的選擇在電路中，集成運(yùn)放的電源電壓為錯(cuò)誤!未找到引用源。(雙電源)，c1=c2=c=0.1uF，R1=R3=R4=1K,調(diào)節(jié)電位器Rf(5K)使電路起振，因?yàn)槭穷l率可調(diào)的電路，因此R1錯(cuò)誤!未找到引用源。R2,,則振蕩頻率

錯(cuò)誤!未找到引用源。由給定的頻率參數(shù)表1C調(diào)1234567if0/Hz264297330352396440495528將上面的頻率帶入f0公式分別算出八個(gè)電阻的阻值表2C調(diào)1234567if0/Hz264297330352396440495528電阻值（KQ）36.328.6823.2320.4116.1313.0610.329.074.2濾波電容的選擇由于在通過(guò)功放之后會(huì)有高頻信號(hào)輸出，因此需要設(shè)計(jì)一個(gè)通高頻，阻低頻的濾波信號(hào)由公式錯(cuò)誤!未找到引用源。算出一對(duì)R和C,比如選用C=4.7nF和R=100Q,帶入公式之中算出被濾去的信號(hào)為33Khz左右，對(duì)我們需要的從264hz到528hz之間的信號(hào)沒(méi)有影響，且提高了信號(hào)的質(zhì)量。4.3電路圖如下所示5Multisim仿真結(jié)果顯示5.1當(dāng)接入電阻為9.07KQ的閉合時(shí)，其仿真結(jié)果如圖所示如圖所示，其周期為T(mén)=3.8錯(cuò)誤!未找到引用源。500us，于是f=1/T=526hz，與理論值出入不大。5.2閉合第二個(gè)開(kāi)關(guān)，接入的是10.32KQ的電阻，其示波器的圖如下所示

卜時(shí)間博 |理f 通諂B 鰥一峋|5D0us恤 蜘何g晦翻 1EI卜二虧［B仕置［^"勇F號(hào)~|回加在|醐I岫IIm|。叵心U叵I「蛀!正花|標(biāo)準(zhǔn)|自動(dòng)M由圖可知，T=4.2錯(cuò)誤!未找到引用源。500us，于是f=1/T=476hz，由于有觀察者的誤差，從數(shù)據(jù)上看與理論值還是很接近的。同理，依次測(cè)得3號(hào)到6號(hào)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)的測(cè)量頻率依次如下所示3號(hào)開(kāi)關(guān)閉合，T=4.6錯(cuò)誤!未找到引用源。500us，f=1/T=434hz4號(hào)開(kāi)關(guān)閉合，T=5.1錯(cuò)誤!未找到引用源。500us，f=1/T=392hz5號(hào)開(kāi)關(guān)閉合，T=6.0錯(cuò)誤!未找到引用源。500us，f=1/T=333hz6號(hào)開(kāi)關(guān)閉合，T=6.3錯(cuò)誤!未找到引用源。500us，f=1/T=317hz7號(hào)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，其示波器圖如下所示：T=7.2錯(cuò)誤!未找到引用源。500us，f=1/T=277hz

8號(hào)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，其電路圖如下所示:T=8.3錯(cuò)誤!未找到引用源。500us,f=1/T=240hz測(cè)試結(jié)果與理論參數(shù)分析在實(shí)驗(yàn)室測(cè)得的結(jié)果與仿真結(jié)果符合，但測(cè)量值和仿真值卻又出入。這種誤差的大小可以從以下數(shù)據(jù)可以看出。誤差分析如下圖所示表3理論值（Hz）264297330352396440495528測(cè)試值（Hz）誤差值（Hz）1吳差值2100%理論值《《由表3中的數(shù)據(jù)可知，在低頻段存在較大誤差，這一方面由讀書(shū)誤差引起，另一方面可能是我選擇的電阻不是很精確，但最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品聲音的檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，從1?i八個(gè)音階的區(qū)別還是比較明顯的，這從一定程度上說(shuō)明了我這種方案的可行性，所以設(shè)計(jì)上基本算達(dá)到了需要的要求。>>>>>>6課程設(shè)計(jì)成果展示:mggpodd亡字gJu□□■Jo凸oQtcl心P13C-oOQqloprl+J?Q」口Q4⑥O口9ggigg口bcioggo&aD&oOQ.QaaaoQQa.g-Q.QaQQg￡>CKgm4Qi?QDOim,Qo-.3-5o

-■JpQda0QQpiioiJOGQijq.□aaamggpodd亡字gJu□□■Jo凸oQtcl心P13C-oOQqloprl+J?Q」口Q4⑥O口9ggigg口bcioggo&aD&oOQ.QaaaoQQa.g-Q.QaQQg￡>CKgm4Qi?QDOim,Qo-.3-5o

-■JpQda0QQpiioiJOGQijq.□aaaemo?g'03小端■.gAMPg，，?■?O?■&JQUOP0-033OO□aao0a口口00。呂00?口"opcJLJQo-lJJnr:33a;JJD3，.DlaC.:Loclc11; g-D-Dpgogog盤(pán)“_a口宕以-!>^Qoo_」aoo。0ooo。。』m~nDDiCOOOQQQQUOOOO^-11;gQ—clQa&dtLr'l■oeDGL'心c_Ju”lr:SB。so'sC>gclofr-eclDcoe-uGoicloQg。名abccl凸A，，LCcw-L口go-Qcc?B呂3務(wù)otl-DoDoac。。唁爵仁!!F■€■.?--ccgcCJMorlaMq--￡匚雖SOWN0OQLkdcaQIJcl-■c-mcIJa*歸0<)!D!DreB

一SBoQoccodQE00JMa-cgCJCJ—.§<?￡?&□!MQ4c8?rla-l心^7元件及器件明細(xì)表4序號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量1單運(yùn)放LM74112功放LM38613按鍵84揚(yáng)聲器15電容0.0047uF16電容0.1uF27電容220uF18電阻1K39電阻100110二極管1N4007211電位器20k112電位器10513電位器5K114電位器50K315電阻16電路板雙面18成果評(píng)價(jià)，設(shè)計(jì)特點(diǎn)，存在的問(wèn)題及改進(jìn)意見(jiàn)8.1成果放入評(píng)價(jià):本次簡(jiǎn)易電子琴的課程設(shè)計(jì)中，通過(guò)按鍵，喇叭能發(fā)出的清脆的1七八個(gè)音階，而且每個(gè)音階區(qū)分清楚。此外，還能通過(guò)調(diào)節(jié)后端電路中的電位器，調(diào)節(jié)音量。8.2本次設(shè)計(jì)的特點(diǎn)一、 是在運(yùn)放端并入八個(gè)不同阻值的電阻，依次來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)出八種不同音階的功能二、 是運(yùn)放要有正反饋，以及運(yùn)放要接正負(fù)電源。通過(guò)調(diào)節(jié)電位器來(lái)調(diào)節(jié)運(yùn)放的起振頻率，這樣才能讓運(yùn)放工作（這也是一大關(guān)鍵）。三、 是可以通過(guò)調(diào)節(jié)與LM386連接的電位器來(lái)調(diào)節(jié)音量。8.3存在的問(wèn)題和改進(jìn)的意見(jiàn)由于元件中的串并聯(lián)電路中的電阻不精確，而且電位器的調(diào)節(jié)并不是很精確，這樣就和理論的值有出入，這也就在一定程度上造成了發(fā)生不是很精準(zhǔn)。為了讓音階更加準(zhǔn)確，我采用示波器現(xiàn)實(shí)波形，這樣通過(guò)調(diào)節(jié)頻率（使頻率達(dá)到接近理論頻率）。通過(guò)這樣的調(diào)節(jié)，確實(shí)達(dá)到了一定的效果，但是，音階還不是很準(zhǔn)。有時(shí)可能還會(huì)受到外界頻率的影響，這也是另外一個(gè)不足之處。9設(shè)計(jì)總結(jié):為了本次課程設(shè)計(jì)，我跑遍了圖書(shū)館，找了很多的圖書(shū)資料，還在網(wǎng)上找了很多的相關(guān)資料。這樣找資料的過(guò)程讓我通曉了很多的獲取資料的途徑。這樣也算是一大收獲。焊接電路的過(guò)程中，基本還算順利，細(xì)心加耐心讓我在焊接的過(guò)程中少走了很多的彎路。但是在調(diào)試的過(guò)程中，我遇到了一些問(wèn)題。開(kāi)始的時(shí)候，我調(diào)試好了串并聯(lián)的電阻阻值，可在調(diào)試過(guò)程中，問(wèn)題就現(xiàn)出來(lái)了。先有很大的噪音，這樣就壓下了音階的發(fā)音。后來(lái)這個(gè)通過(guò)轉(zhuǎn)換電容，解決的了這個(gè)問(wèn)題。原來(lái)是濾波電路濾波不精當(dāng)。解決完這問(wèn)題后，發(fā)現(xiàn)串并聯(lián)電路無(wú)法使運(yùn)放工作?？嗨剂撕芫茫ㄟ^(guò)一級(jí)一級(jí)電路的查找，正弦發(fā)生器無(wú)法正常的工作。是起振頻率不夠，調(diào)節(jié)電位器到1k左右后，電路發(fā)出了清脆的響聲。問(wèn)題就此解決的了。之后就是細(xì)調(diào)了，慢慢的解決問(wèn)題，一步一步的完成了這個(gè)電子琴。此次調(diào)試過(guò)程中，我更加清楚的了解了電路的各個(gè)功能。此外，我還懂得如何處理這種復(fù)雜不知道如何下手的情況，耐心和信心讓我有了能順利的調(diào)試好電路。好好的實(shí)踐確實(shí)能讓自己更好的提升。在本次課程設(shè)計(jì)中，我不僅遇到了調(diào)試過(guò)程中的艱辛，還知道了一個(gè)產(chǎn)品的制作，不是說(shuō)焊接好了就完事了的，那只是一小部分。當(dāng)然，我也嘗到了成功的果實(shí)。在聽(tīng)到電子琴的發(fā)音又嘶啞變得清晰，再由音階不準(zhǔn)變得比較標(biāo)準(zhǔn)，一種成就感油然而生?？傊敬蔚恼n程設(shè)計(jì)讓我受益很多。參考文獻(xiàn)【1】 童詩(shī)白，華成英。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版），高等教育出版社?！?】 圖書(shū)館，超星讀秀【3】 舒慶瑩.凌玲.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn).武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2008.210附錄LM386GeneralDescriptionTheLM386isapoweramplifierdesignedforus&inlowvoltageconsurrerapplications.Thegainisinternallysetto20tokeepexternalpartcountlowhbuttheadditiono'fanexternalresistorandcapacitorbetweenpins1and8willincreasethegaintoanyvalueupto200.Theinputsaregroundreferencedwhiletheoutputisautomaticallybiasedtoonehalfthesupplyvoltage.Thequiescentpowerdrainisonly24milliwattswhenoperatingfroma6voltsupply,makingtheLM386idealforbatteryoperation.FeaturesBatteryaperatiorMinimumexternalpartsWidesupplyvoltagerange:4V-12Vor5V-18VLowquiescentcurrentdrain:4mAVoltagegainsfrom20to200GroundreferencedinputSelf-centeringoutputquiescentvoltageLowdistortionAvailablein8pinMSOPpackageApplicationsAM-FMradioamplifiersPortabletapeplayeramplifiersIntercomsTVsoundsystemsLinedriversUltrasonicdriversSmallservodriversPowerconvertersLM741

MetalCanPackage(H)OrderNumberLM741H.LM741H/883BLM741AH/S83sLM74TCHorLM741EHNSPackageNumberH08C0.3,5O335fe.ooi-B.saajREFERENCEPLANE0.165-Q.1851^.191-^.E9QjMAXUNCONTROLLEDLEAEPOilAmrDDD09頃6一項(xiàng)19MetalCanPackage(H)OrderNumberLM741H.LM741H/883BLM741AH/S83sLM74TCHorLM741EHNSPackageNumberH08C0.3,5O335fe.ooi-B.saajREFERENCEPLANE0.165-Q.1851^.191-^.E9QjMAXUNCONTROLLEDLEAEPOilAmrDDD09頃6一項(xiàng)19DIAtyp04加一。4目可UjD"03=5CO舶方|MAX0.U29(0■&35)SEATINGplanf0.015-0.0^0IQI.3-B1-1.Q1E|<JL□.SOD(12-7QJMIN法新pLD1明一。ZB5CIAT(4.^53-5.2071EGQ.350