利用ne555低通濾波rc制作電子琴

采用RC正弦振蕩電路制作的電子琴設(shè)計2011-01-2817:29:48來源:互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵字：RC電子琴震蕩O引言對于固定的簡單功能的實現(xiàn)，模擬電路具有結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)方便，成本低廉的優(yōu)點。在這方面，模擬電路得到廣泛的應(yīng)用。模擬電路中的RC正弦波振蕩電路具有一定的選頻特性，樂聲中的各音階頻率也是以固定的聲音頻率為機理的。本文利用RC正弦波振蕩電路的簡易電子琴設(shè)計方案。1基本樂理知識音調(diào)主要由聲音的頻率決定，樂音（復(fù)音）的音調(diào)更復(fù)雜些，一般可認為主要由基音的頻率來決定。也即一定頻率的聲音對應(yīng)特定的樂音。在以C調(diào)為基準音的八度音階中，所對應(yīng)的頻率如表1所示。如果能夠通過某種電路結(jié)構(gòu)產(chǎn)生特定頻率的波形信號，再通過揚聲器轉(zhuǎn)換為聲音信號，就能制作出簡易的樂音發(fā)生器，再結(jié)合電子琴的一般結(jié)構(gòu)，就可實現(xiàn)電子琴的制作了。寰1 C調(diào)八音船對成的甚本頻率clouriuiUKEm Eijxi 高）264257330藻2 3帥440495 52S2設(shè)計原理2.1RC橋式振蕩電路1.1電路圖RC橋式振蕩電路如圖1所示。RC橋式振蕩電路可以選出特定頻率的信號。具體實現(xiàn)過程的關(guān)鍵是RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)，其理論推導(dǎo)如下：R】G串聯(lián)阻抗:(1)KG并聯(lián)阻抗】可得選頻特性:即當f0=1/(2nRC時，輸出電壓的幅值最大，并且輸出電壓是輸入電壓的1/3，同時輸出電壓與輸出電壓同相。通過該RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)，可以選出頻率穩(wěn)定的正弦波信號，也可通過改變R也可通過改變R，C的取值，選出不同頻率的信號2振蕩條件2.2.1自激振蕩條件圖2所示為含外加信號的正弦波振蕩電路，其中A,F分別為放大器回路和反饋網(wǎng)絡(luò)的放大系數(shù)。圖2中若去掉Xi,由于反饋信號的補償作用，仍有信號輸出，如圖3所示Xf=Xi,可得自激振蕩電路。自激振蕩必須滿足以下條件：振幅條件'TOC\o"1-5"\h\z|A?F|=1 ⑹相位條件'啊+啊=2m&EZ (7) 反憾網(wǎng)籍M —— '圖3無外加輸入信號的正弦波振蕩電路2.2起振條件自激振蕩的初始信號一般較小，為了得到較大強度的穩(wěn)定波形，起振條件需滿足IA?FI>1。在輸出穩(wěn)定頻率的波形前，信號經(jīng)過了選頻和放大兩個階段。具體來說，是對于選定的頻率進行不斷放大，非選定頻率的信號進行不斷衰減，結(jié)果就是得到特定頻率的穩(wěn)定波形。3設(shè)計方案1設(shè)計電路圖設(shè)計電路圖如圖4所示。

圖4即是八音階微型電子琴的原理電路圖，8個開關(guān)對應(yīng)著電子琴8個音階琴鍵，使用時只能同時閉合一個開關(guān)。2參數(shù)推導(dǎo)選定tTOC\o"1-5"\h\zK忙冕且島也田 (S)由式(3)推導(dǎo)可得：\o"CurrentDocument"F=24-K,/!?；*T ⑼則由式(8)及起振條件IA?FI>1，可得：A=1+版；■盅>2即：RQRi (10)所以RF1,RF2和Rf的選取應(yīng)滿足式(9),但實際取值時，應(yīng)讓RF1略小于Rf。RF2的取值也應(yīng)適當，以滿足式(6)，實現(xiàn)自激振蕩。選頻網(wǎng)絡(luò)的頻率推導(dǎo)公式為：/0=2^S(11)/0=2^S(11)根據(jù)式(8)、式(10)、式(11),再結(jié)合表1的頻率數(shù)據(jù)，即可確定電路中的元器件參數(shù)。下圖為模擬實驗電路圖輸出正弦波形如圖4結(jié)語采用RC正弦振蕩電路制作的電子琴，相對于用單片機或CPLD等制作方法，不僅成本低廉，而且功能穩(wěn)定。缺點是音色的表現(xiàn)并不十分理想，還需通過一定的技術(shù)手段。使發(fā)出的聲音更接近電子琴的音色特點。功能拓展方