简易电子琴电路的设计.doc

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1、1.技术指标12.设计方案及其比较12.1方案一12.2方案二32.3方案比较63.实现方案64.调试过程及结论105.心得体会166.参考文献16简易电子琴电路的设计1.技术指标设计一个玩具电子琴，设8个琴键，分别代表1、2、3、4、5、6、7、į八个不同音符，每按下一个琴键，扬声器发出一个音符的声音。演奏时的音量和节拍可以调节。2.设计方案及其比较2.1方案一选用RC振荡电路和运算放大器构成简易电子琴电路。RC振荡电路的具体电路为文氏桥正弦振荡电路。电路原理图如下图1。图1简易电子琴电路原理图16其中和按键电阻并联，和串联，两者共同构成RC串并联选频

2、网络。由于选频网络的相移为零，这样RC串并联选频网络送到运算放大器同相输入端的信号电压与输出电压同相，所以RC反馈网络形成正反馈，满足相位平衡条件，因而可以形成振荡。由于振荡的能量是电源，激励信号源是电路中的噪声，它的频谱丰富，包含频率成分；但由于噪声信号极其微弱，在振荡期间应使信号做增幅振荡，为此合理选择电阻使环路增益大于1，这样频率为信号就会通过正反馈而使得输出信号不断增大，使输出幅度越来越大，最后受电路中非线性元件的限制，使振荡幅度自动稳定下来，电路进入等幅振荡。频率之外的信号由于不满足振荡平衡条件，将不会在输出信号中出现，RC选频网络实现了信号频

3、率的选择功能。按键电阻的选择：查阅资料得知八个音阶的频率如下表1：表1八个音阶的频率音符12345678264297330352396440495528由于的值确定为0.1uF，由公式：（1）并结合表一计算可得电阻阻值分别为（单位：欧姆）：（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）通过阻值选择电阻器件。16电路要求不仅能够振荡，而且能够稳幅。当振荡输出信号小于放大器的最大输出电压时，输出为正弦波。如前所述，环路增益大于1，这样信号幅度在正反馈的作用下不断增大必然使放大器进入非线性区，输出信号产生失真，所以在正弦波振荡中必须有环路增益的控制环节，使输

4、出信号电压升高时，环路增益下降，从而达到稳定输出信号电压幅度的目的。稳幅方式有很多种，而此次实验选用的是两个二极管进行稳幅。采用反向并联二极管的稳幅电路，利用电流增大时二极管动态电阻减小，电流减小时二极管动态电阻增大特性，加入非线性环节，从而使输出电压稳定。功率放大组件采用为三极管作为放大组件。2.2方案二采用NE555构成多谐振荡器，LM386功率放大器放大音量，构成简易电子琴电路。电路原理图如下：图2NE555构成简易电子琴电路原理图NE555芯片部原理图及管脚图如下：16图3NE555部功能框图图4NE555管脚图NE555管脚功能：1（接地）——

5、地线，通常被连接到电路共同接地。2（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，下缘须低于。3（输出）——当时间周期开始555的输出脚位，移至比电源少1.7V的高电位，周期结束输出回到0V左右的低电位。于高电位时最大输出电流约为200mA。4（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。它通常被接到低电源或忽略不用。5（控制）——这个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运作方式下，这个输入能用来改变或调整输出频率。166（重置锁定）——重置锁定并使输出呈低态。当这

6、个接脚电压从一下移至以上时启动这个动作。7（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。8（）——这是555计时器的正电源电压端。供应电压的围是4.5V~16V。LM386为音频集成攻放芯片，其引脚图如下所示：图5LM386引脚图在需要电压增益时，在1脚及8脚间接入一电解电容，一般为10uF。第七脚接旁路电容接地，起到滤除噪声的作用。工作稳定时，该管脚电压约为电源电压的一半。增大这个电容容值，减缓直流基准电压的上升、下降速度，有效抑制噪声。由NE555构成的多谐振

7、荡器可知按键电阻的阻值可由公式：（10）求得。求得电阻阻值如下（单位：欧姆）：（11）（12）（13）（14）（15）（16）（17）（18）162.3方案比较实验基于CC7555芯片，构成简易电子琴电路，且方案一与方案二无法控制节拍快慢。且方案一有时不易起振，不能很好的控制电路。而且在接通开关的瞬间，不能立即达到想要的振幅，这对电子琴需要迅速转换按键很不利。所以，实现方案为使用两个555定时器，采用两个芯片并联的方法将两个芯片产生的信号叠加到一起，右边的555芯片作为一个节拍器，使其的周期大于左边芯片产生的信号周期。滑动变阻器调节节拍。3.实现方案实现

8、方案使用两个555定时器，分别控制按键电阻及节拍。555定时器的部结构图如下：图