简易电子琴Word文件下载.docx
《简易电子琴Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《简易电子琴Word文件下载.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
调研
论证
能独立查阅文献,收集资料；
能制定课程设计方案和日程安排。
0.1
5
4
3
2
工作能力
态度
工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好，能够独立完成设计工作，
0.2
工作量
按期圆满完成规定的设计任务，工作量饱满，难度适宜。
说明书的质量
说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。
0.5
指导教师评审成绩
（加权分合计乘以12）
分
加权分合计
指导教师签名：
年月日
评阅教师评审意见
查阅
文献
查阅文献有一定广泛性；
有综合归纳资料的能力
工作量饱满，难度适中。
0.3
评阅教师评审成绩
（加权分合计乘以8）
分
评阅教师签名：
课程设计总评成绩
设计任务描述
1.1设计题目：
信号调理电路
1.2设计要求
1.2.1设计目的
（1）掌握传感器信号调理电路的构成、原理与设计方法；
（2）熟悉模拟元件的选择、使用方法；
1.2.2基本要求
（1）输出幅度在0-3V，线性反映输入信号的幅值；
（2）信号的频率范围在50HZ-10kHZ;
（3）输入信号的一般幅度在100mV左右；
（4）高阻输入，低阻输出。
1.2.3发挥部分
（1）超出上下限的保护电路及指示；
2时间进度安排
顺序
阶段日期
计划完成内容
备注
1
2012.5.2
讲解主要设计内容，学生根据任务书做出原始框图
打分
2012.5.3
检查框图及初步原理图完成情况，讲解及纠正错误
2012.5.4
检查逻辑图并指出错误及纠正；
讲解接线图绘制及报告书写
2012.5.5
继续修正逻辑图，指导接线图绘制方法，布置答辩
答辩、写报告
中文摘要
本课题设计一个简易电子琴电路，该电路的主要功能是能够产生7个不同音调信号的电子琴。
并通过功率放大器放大信号在通过喇叭发音使人听到7个不同音阶。
我设计的简易电子琴电路主要由三部分组成。
即RC振荡电路部分、信号放大部分、功率放大部分。
关键词电子琴，课程设计，RC振荡电路，功率放大器。
目录
课程设计任务书II
简易电子琴课程设计成绩评定表III
设计任务描述IV
中文摘要V
1设计任务描述6
简易电子琴6
1.2设计要求6
2设计思路1
3设计方框图2
4各部分电路设计及参数计算3
4.1个部分电路设计4
4.2各部分参数计算6
5电子琴工作过程分析及其图像8
5.1简易电子琴的总电路图8
5.2电子琴的工作过程分析8
6元器件清单16
7主要元器件介绍17
总结18
致谢18
参考文献19
附录A1简易电子琴总电路图19
1设计任务描述
（1）掌握正弦振荡器的构成、原理与设计方法；
（2）熟悉模拟元件的选择、使用方法。
（1）能生成基本七种声调的正弦波形，幅度>
1V；
（2）有一定带负载能力，输出电阻小，能驱动喇叭发声；
（3）能有效抵制干扰，输出谐波分量<
10%；
（4）集成运放构成
（1）输出信号可调；
（2）其他。
2设计思路
声音的实质是不同频率的波产生的，简易电子琴能产生7个不同音调就需要设计电路能产生7个不同的特定的频率信号。
通过查找资料了解到7个音调所对应的频率。
通过所学的模电知识可以知道自激震荡可以产生信号，所以我就用RC正弦振荡电路来产生信号。
通过改变R的取值来改变频率。
由于自激震荡产生的信号不能直接使喇叭发音，所以就需要一个功率放大器来放大信号使喇叭发音并串联一个滑动变阻器来调节音量。
3设计方框图
按键输入频率信息
从系统方框图看，通过按键来接通不同的电阻使选频网络选出特定的频率信号，在通过RC正弦振荡放大选定频率减小其他频率。
将选出的频率通过功率放大器放大给扬声器使扬声器发出声音。
4各部分电路设计及参数计算
4.1个部分电路设计
4.1.1RC桥式振荡电路
RC桥式振荡电路是由RC串并联组成的选频网络和一套由集成运放LM324N构成电压负反馈组成的放大网络所构成的。
如图所示，RC桥式振荡电路上面部分是由一个定值电容元件通过开关分别和7个电阻串联串联组成。
下面部分由一个定值电阻通过开关和7个电阻分别并联组成。
这样就可根据已知频率调出预期输出频率。
放大网络我们直接使用集成运放做主要的放大元件，并按设计思路接入电阻和稳压元件。
然后调试、仿真，使其增益值能达到起振的条件。
4.1.2功率放大器
功率放大器的设计：
为了充分利用集成运放的功能，对于此部分的设计，我们主要采用两个完全相同的、由集成运算放大器（LM324N）构成的电压跟随器，每一个电压跟随器都接入正负12V直流电源，并将它们并联；
对并联后的电路而言，集成运放的输入、输出电压相同；
对电流具有放大作用；
因此构成功率放大器。
这样就可以将较弱信号进行放大。
4.2各部分参数计算
4.2.1RC桥式振荡电路
（1）选频网络R、C数值大小的计算：
由于自激振荡的初始信号一般较小，为了得到较大强度的稳定波形，起振条件需满足|A·
F|>
1。
在输出稳定频率的波形前，信号经过了选频和放大两个阶段。
具体来说，是对于选定的频率进行不断放大，非选定频率的信号进行不断衰减，结果就能得到特定频率。
若想使RC桥式振荡电路产生振荡，则必须满足相应公式：
输入信号的角频率为：
即输入信号的频率为：
所以可导出电阻的计算公式为：
7个音阶的低音频率为：
表1七个音阶的低音频率
音阶
6
7
频率/HZ
264
297
330
352
396
440
495
根据公式可以分别求出7个低音频率对应的电阻R的大小分别为：
表2七个频率对应的电阻
电阻/r
2010.55
1790
1608.44
1507.9
1340.37
1206.33
1071.75
（2）放大电路参数的计算：
由于RC振荡电路的反馈电压增益:
所以放大电路的电压增益为:
即:
但是根据选频网络的原理可知，开始时，我们要让电压增益
略大于3。
因此，RF大于R1，故可设RF的阻值为4.9K（R2=2.5k,R1=2.4K
），R3的阻值为2K
5电子琴工作过程分析及其图像
5.1简易电子琴的总电路图
5.2电子琴的工作过程分析
5.2.1各种不同音节频率的获得
只要选出不同音阶对应的特定的频率就可以让电子琴发出相应的声音（本电路图中，由示波器的振幅大小体现），由公式
可知只要选频网络中的电阻和电容发生变化，就可以算出变化之后相对应的频率。
根据这一特性我为各个音阶设定了不同阻值的电阻和不同容值的电容。
（1）一阶低音频率的获得及其相关图像
首先将滑动变阻器全部接入电路，联动开关J1和J8分别接到电阻R4R5处这样就可以根据特定的阻值、容值选出一阶低音频率来。
其频率大小及波形如下：
（2）二阶低音频率的获得及其相关图像
同上，首先将滑动变阻器全部接入电路，联动开关J2J9分别接到电阻R6R12处这样就可以根据特定的阻值、容值选出二阶低音频率来。
（3）三阶低音频率的获得及其相关图像
同理，首先将滑动变阻器全部接入电路，联动开关J3J10分别接到电阻R7R13处这样就可以根据特定的阻值、容值选出三阶低音频率来。
（4）四阶低音频率的获得及其相关图像
同理，首先将滑动变阻器全部接入电路，联动开关J4J11分别接到电阻R8R14处这样就可以根据特定的阻值、容值选出四阶低音频率来。
（5）五阶低音频率的获得及其相关图像
同理，首先将滑动变阻器全部接入电路，联动开关J5J12分别接到电阻R9R15处这样就可以根据特定的阻值、容值选出五阶低音频率来。
（6）六阶低音频率的获得及其相关图像
同理，首先将滑动变阻器全部接入电路，联动开关J6J13分别接到电阻R10R16处这样就可以根据特定的阻值、容值选出六阶低音频率来。
（7）七阶低音频率的获得及其相关图像
同理，首先将滑动变阻器全部接入电路，联动开关J7J14分别接到电阻R11R17处这样就可以根据特定的阻值、容值选出七阶低音频率来。
5.2.2音节音量的大小控制
对音阶音量大小的控制，我们是用输出端串联一个滑动变阻器组成的电压选择电路来实现的。
只要调节滑动变阻器的阻值就可以改变音量的大小，当调节滑动变阻器，使其阻值变大，音量就会放大，反之将会减小。
6元器件清单
序号
名称
型号
数量
集成运算放大器
LM324N
二极管
1N4001
开关
PB_NO
14
定值电阻
2.010.55K
1.79K
1.60844K
1.5079K
8
1.34037K
9
电阻
1.10633K
10
1.07175K
11
电容
330uf
12
频率计
XFC1
13
失真分析仪
XDA1
泰克示波器
XSC1
7主要元器件介绍
<
LM324N>
二极管1N4001>
：
数据库名称:
主数据库
系列组:
Diodes
系列:
DIODE
名称:
1N4001
作者:
PZ
日期:
May27,1998
功能:
描述:
Vrrm=50
:
Irrm=50
Vfm@If=1.1@1000
trr=30.0
Package=DO-35
热敏电阻连接：
50.00
热敏电阻状况：
0.00
功耗:
降值拐点：
150.00
最低工作温度:
-50.00
最高工作温度:
175.00
静电放电：
总结
通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。
在整个设计过程中，我们通过这个方案包括设计了一套电路原理和芯片上的选择。
在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。
我觉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。
平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。
而且还可以记住很多东西。
比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。
认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。
所以这个期末测试之后的课程设计对我们的作用是非常大的。
通过这次课程设计使我提高了自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
在这次设计过程中，体现出自己单独设计模具的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。
致谢
这一周对简易电子琴的设计能够圆满成功，不仅是靠我个人的力量更多是来自老师的教导和同学的帮助。
在这里我感谢帮助我的老师和同学们是你们在我遇到问题解决不了的时候第一时间帮助我解决问题，使我学到了很多新知识，圆满的完成了课程设计。
参考文献
（1）《电子技术基础（模拟部分）》华中科技大学电子技术课程组康华光陈大钦张林编高等教育出版社
（2）《高等学校教材模拟电子技术实验教程》梁秀梅于平义陈翠琴胡建许行珺编西北工业大学出版社
附录A1简易电子琴总电路图
升级会员 