数电实训发音特殊音频振荡发声器综述.docx
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数电实训发音特殊音频振荡发声器综述
发音特殊音频振荡发声器
摘要
在当今的电子技术领域中，音频振荡器算不上什么高新技术，但是，由于它电路简单、使用方便、应用范围广、深入到人们生活和工作的各个角落，所以，换个角度审视它，很有必要。
现在的音频振荡器发出的声音几乎没有区别，仍很难分辨。
能否在振荡中“编”出些区别来？
下面介绍一种具有特殊功能的音频振荡器，将会有一定的帮助。
关键词：
特殊功能NE555CD4017音频振荡器
1.1设计的目的和要求
1.2设计方案
1.2.1相关集成电路的介绍
1.2.2方案的工作原理
1.3电路焊接与故障排除
1.4元件清单
1.5心得体会
附录：
功放的焊接
1.1设计要求与目的
运用所学知识，采用简单元件，设计一电路（包含555定时器、时序电路、组合电路），制作一种具有特殊功能的振荡器，从而实现清晰分辨声音的功能。
1.2设计方案
1.2.1相关集成电路介绍
NE555
NE555（TimerIC）为8脚时基集成电路，大约在1971年由SigneticsCorporation发布，在当时是唯一非常快速且商业化的TimerIC，在往后的30年中非常普遍被使用，且延伸出许多的应用电路，后来基于CMOS技术版本的TimerIC如MOTOROLA的MC1455已被大量的使用，但原规格的NE555依然正常的在市场上供应，尽管新版IC在功能上有部份的改善，但其脚位劲能并没变化，所以到目前都可直接的代用。
NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号，555系列IC的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同；而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。
主要特点
1.只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。
其延时范围极广，可由几微秒至几小时之久。
2.它的操作电源范围极大，可与TTL，CMOS等逻辑电路配合，也就是它的输出电平及输入触发电平，均能与这些系列逻辑电路的高、低电平匹配。
3.其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。
4.它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。
引脚位配置
Pin1（接地）-地线（或共同接地），通常被连接到电路共同接地。
Pin2（触发点）-这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期。
触发信号上缘电压须大于2/3VCC，下缘须低于1/3VCC。
Pin3（输出）-当时间周期开始555的输出输出脚位，移至比电源电压少1.7伏的高电位。
周期的结束输出回到O伏左右的低电位。
于高电位时的最大输出电流大约200mA。
Pin4（重置）-一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到一个低电位。
它通常被接到正电源或忽略不用。
Pin5（控制）-这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压。
当计时器经营在稳定或振荡的运作方式下,这输入能用来改变或调整输出频率。
Pin6（重置锁定）-Pin6重置锁定并使输出呈低态。
当这个接脚的电压从1/3VCC电压以下移至2/3VCC以上时启动这个动作。
Pin7（放电）-这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力，当输出为ON时为LOW，对地为低阻抗，当输出为OFF时为HIGH，对地为高阻抗。
Pin8（V+）-这是555个计时器IC的正电源电压端。
供应电压的范围是+4.5伏特（最小值）至+16伏特（最大值）。
参数功能特性
·供应电压4.5-18V
·供应电流3-6mA
·输出电流225mA（max）
·上升/下降时间100ns
NE555的作用范围很广，但一般多应用于单稳态多谐振荡器（MonostableMutlivibrator）及无稳态多谐振荡器（AstableMultivibrator）。
CD4017
CD4017：
十进制计数器/脉冲分配器
CD4017是5位Johnson计数器，具有10个译码输出端，CP、CR、INH输入端。
时钟输
cd4017
入端的斯密特触发器具有脉冲整形功能，对输入时钟脉冲上升和下降时间无限制。
INH为低电平时，计数器在时钟上升沿计数；反之，计数功能无效。
CR为高电平时，计数器清零。
Johnson计数器，提供了快速操作、2输入译码选通和无毛刺译码输出。
防锁选通，保证了正确的计数顺序。
译码输出一般为低电平，只有在对应时钟周期内保持高电平。
在每10个时钟输入周期CO信号完成一次进位，并用作多级计数链的下级脉动时钟。
CD4017提供了16引线多层陶瓷双列直插（D）、熔封陶瓷双列直插（J）、塑料双列直插（P）和陶瓷片状载体（C）4种封装形式。
推荐工作条件
电源电压范围：
3V-15V
输入电压范围：
0V-VDD
工作温度范围
M类：
55℃-125℃
E类：
40℃-85℃
极限值电源电压：
-0.5V-18V
输入电压：
-0.5V-VDD十0.5V
输入电流：
±10mA
贮存温度：
-65℃-150℃
引脚图：
功能表：
1.2.2方案的工作原理
电路工作原理如下：
通常，一种音频振荡器总是发出某一苦丁频率的声响。
而本电路通过对振荡电路总参数的设置和工作程序的控制，可以发出各种声音。
本电路有音频振荡器和振荡元件参数变换及程序控制电路构成。
音频振荡器是由NE555组成的多些振荡器，其振荡频率有公式]）2/[（44.11211XCRRf决定。
在本电路中，若XC取0.01F，则电路的基本振荡频率为1125Hz。
如果改变式子中的电阻、电容值，则振荡频率就会发生相应改变。
在本电路中，11R和12R的值固定，通过改变XC的值来改变振荡频率，使获得不同的音频输出。
本电路选用8个不同数值的XC，通过程序控制电路，使其按一定的程序有规律地接入和退出电路，使发出同的声响。
为了实现这一目标，电路中设置了振荡元件参数变化和程序控制电路，主要由NE555振荡器和CD4017计数器等元器件组成。
此外，电路中加入了稳压电路。
电路如右图所示
1.2.3方案的实际电路图
由以上的原理图可画出实际电路图如下图所示。
图8方案的实际电路图
1.3电路焊接与故障排除
整个电路图并不复杂，只是线与线之间的连接跨度较大而已，实际操作起来还是容易实现的。
通过我的细心排布和认真焊接，我最终还是较为满意地焊接好了。
在焊接好后，我进行了调试，但是结果并不是我预料的那样，经过实验室师兄的指点和帮忙，明白自己对原理图的理解出现失误，所以结果才不能如人所愿。
经过我两次检查后，还有师兄在旁边耐心指导下，我把错误的线接好接对，最终实现了功能。
板的正面情况：
板的反面情况
1.4元件清单
该电路相对简单，所用的元件清单见表4。
表4元件清单
序号
编号
名称
数量
1
CD4017
十进制计数器/脉冲分配器
1片
2
NE555
定时器
2片
3
R1
3.3KΩ电阻
1片
4
RP
51K
1片
5
R2
10KΩ电阻
1只
6
R3~R10
10KΩ电阻
8只
7
C1
电解电容22F
3只
8
C2~C11
普通电容
10只
9
C12
电解电容100uF
1只
10
VD
二极管（IN8148）
2只
11
VT
BC548
9只
12
喇叭
1个
1.5心得体会
一．实习体会：
无论电路图还是焊接电路板都是那么的陌生。
所以什么都要从零学起，因此，一开始自己心里还是十分担心的，害怕自己无法按标准完成实习的内容。
为了能够做好，自己在规定实习时间外做了很多练习，其后才发现其实这些东西十分有趣，自己也享受着获得操作技能的成就感。
额外的练习在一定程度上也起到了作用。
进行电子电路制作伊始，还庆幸着自己做的项目相较很多组要轻松简单的多。
但是在从电路图的绘制到电路板地焊接还是出现了各种各样的问题。
为了能够使得电路图的原理正确、分布不出现交叉线且更加规整、美观，在图纸上绘制电路图时就修改了很次。
焊接电路板的时候问题更是层出不穷，其中最多的就是焊错接点致使很多部分的链接都出现问题，需要大范围的修改。
经过一天半的不懈奋斗终于完成了整个电路板的焊接。
当功能实现的那一刻真的觉得很满足。
第二节 不足
回忆来看这次的实习对我来说，最大的不足、遗憾就是没能很好地掌握焊接的技术，尤其是在一开始练习焊接小板时，焊点大小不一，形状也不好看，并且出现了很多焊盘掉落的现象。
虽然在正式焊接电路板时，这个现象有很大改善，但是，依然存在很多不足。
此外，手工布线的时候，导线也未能达到规整，不完全竖直，影响了整个电路板的美观。
功放的焊接
1、功放原理图
TDA2030功放电路应用广泛，具有体积小、输出功率大、失真小等特点。
2、实物图
正面
反面
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