电子琴四Word文档下载推荐.docx
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5音节调节过程及图像10
5.1简易电子琴总电路图所示：
10
5.2低音调音节“1”波形图及数据、失真度：
11
5.3低音调音节“2”波形图及数据、失真度：
12
5.4低音调音节“3”波形图及数据、失真度：
13
5.5低音调音节“4”波形图及数据、失真度：
14
5.6低音调音节“5”波形图及数据、失真度：
15
5.7低音调音节“6”波形图及数据、失真度：
16
5.8低音调音节“7”波形图及数据、失真度：
17
5.9中、高音调音节的调节：
18
6元器件清单20
7主要元器件介绍21
7.1TL084CN简单介绍：
21
7.21N4001GP简单介绍：
22
课程设计总结23
致谢24
参考文献25
附录26
A1简易电子琴总电路图26
A2简易电子琴单个选频电路图26
1设计任务描述
简易电子琴
1.2设计主要内容及要求
1.2.1设计目的：
（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。
1.2.2基本要求：
（1）能生成基本七种声调的正弦波形，幅度>
1V；
（2）有一定的带负载能力，输出电阻较小，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。
1.2.3发挥部分：
（1）输出音量可调；
（2）调性可调节；
（3）其他。
2设计思路
第一步：
查资料
根据上网搜索，我们可以简单搜索到电子琴C调的音节的频率，如下表：
音调
音节
低音
（Hz）
中音
高音
1
264
523
1046
2
297
578
1175
3
330
659
1318
4
352
698
1397
5
396
784
1568
6
440
880
1760
7
495
988
1976
根据这张表，我们就可以勾勒出我们整个电路的基本架构：
有着21个选频网络的RC振荡电路外加一个功率放大器。
但是我们可以发现重低音之间的频率都是成比例的，所以其实可以使用7个选频网路外加两个滑动变阻器就可。
在发出7个基本音节的前提下，通过调节滑动变阻器的阻值大小，来实现频率倍数的改变，使之发出另外14个音节。
第二步：
构建电路基本思路
所以此次电路设计方案是基于RC桥式振荡电路展开的，其中分两部分：
选频网络与放大电路。
选频网络负责在自然界中选出各个音调的的频率，而放大电路负责放大。
图2.1RC桥式振荡电路
第三步：
构建电路基本框架
为了使电路能够有效地输出音频，我们必须使用一个功率放大器，使之能够驱动喇叭出声。
原本我打算直接使用市面上有销售的功放，但是最后发现他们的放大倍数均过大，不适宜我这个简易电子琴，在老师的帮助下，我使用了两个集成运算放大器来实现一个功放的要求。
第四步：
完善电路
1.为了使电路得输出效果更佳稳定，我在RC桥式振荡电路的放大电路中又添加了稳压装置：
两个反向并联的二极管；
2.为了完成发挥部分中音量可调的要求，我特意在功放之前添加了一个主要由滑动变阻器与集成运算放大器组成的，可以调节放大倍数的放大电路，通过调节滑动变阻器，可以输出不同的音量。
图2.1简易电子琴基本电路框架
3设计方框图
按键输入
选频网络
放大电路部分与稳压部分
音量放大电路
功率放大电路
图3.1原理方框图
4各部分电路设计及参数计算
4.1各部分电路设计
4.1.1选频网络电路设计
此电路能出声音的最基础的部分就是要设计好选频网络。
此部分电路图如下：
图4.1选频网络电路设计
选频网络电路的设计详解：
RC桥式电路本身就要求上下两部分的电阻与电容的大小必须相等，我们可以通过改变其中一个元件的数值而可以改变所选的频率。
所以我这个部分主要是先设定一定的电阻，通过对两个七式开关调节，连接不同容值的电容，来发出7个低音频率。
成功后，再单方面调节滑动变阻器的阻值，发出其他14个音节。
注意：
两个七式开关和两个滑动变阻器上都装着联动装置。
两个开关必须同时工作，且上下两个对应的电容必须一样。
滑动变阻器亦是如此。
4.1.2放大电路部分与稳压部分
图4.2放大电路部分与稳压部分设计
放大电路部分与稳压部分设计详解：
由于（公式2.4）A=3=
所以必须设计
，否则电路将难以起振。
根据《电子技术实验》[1]可知：
两个反向连接的二极管相当于两个齐纳二极管反向连接，具有良好的稳压效果。
所以我用了两个1N4001GP二极管反接来当做稳压装置。
4.1.3音量放大电路部分
图4.3音量放大电路设计
此模块的电路是用一个放大电路来实现的，调节
的阻值就会改变输入电压
的值，通过一个电压跟随器而改变输出电压继而改变音量的大小。
4.1.4功率放大电路部分
原本我打算直接使用市面上销售的功率放大器，但是最后发现它们的放大倍数均过大，不适宜我们这个简易电子琴。
所以在老师的帮助下，我们使用了两个集成运算放大器来实现一个功放的要求。
4.2各部分参数计算
4.2.1中低音三调21个音节的频率表如下表所示：
4.2.2电路参数计算：
根据上图与教科书《电子技术基础：
模拟部分（第五版）》[2]可知，我们可以得到若使电路起振的公式：
（公式2.1）
（公式2.2）
且
（公式2.3）
即A=3=
（公式2.4）
而有关于选频方面亦有公式：
（公式2.5）
所以：
选频部分：
频率
（PS:
R=定值电阻阻值+滑动变阻器的阻值）
所以放大部分：
≥3，
附表格：
低音节
频率（Hz）
对应的容值（nf）
46.62
41.5
37
35
31.2
27.75
24.67
5音节调节过程及图像
图5.1简易电子琴总电路图
整体简单描述：
这个电路一共用了四个集成运放，而我所选用的的TL084CN元件的内部刚好有4个集成运放，所以实际安装时只要一个元件即可。
而且，此元件的灵敏度很好，价格低廉。
这样的设计，可以使我们的简易电子琴更加小巧，灵敏与物美价廉。
根据大量的仿真数据所得，我得出数据：
中调的调节：
将滑动变阻器比例调至65%即可；
高调的调节：
将滑动变阻器比例调至98%即可。
例1.中音调音节“1”的波形图及数据：
例2.高音调音节“1”的波形图及数据：
6元器件清单
序号
名称
数值
数量
电阻
3KΩ
1KΩ
0.5Ω
1.8KΩ
滑动变阻器
10KΩ
电容
46.3nf
8
41.1nf
9
37nf
10
34.7nf
11
30.9nf
12
27.75nf
13
24.67nf
14
集成运放TL084CN
15
二极管1N4001GP
16
频率计XFC
17
泰克示波器XSC
18
失真分析XDA
7主要元器件介绍
7.1.1TL084CN图解：
图7.1.1TL084CN封装引脚图
7.1.2TL084CN参数列表：
数据库名称:
主数据库
描述:
Input_Voffset=
系列组:
Analog
Input_Ibias=
系列:
OPAMP
Gain_BW=
名称:
TL084CN
Slew_Rate=
作者:
DK
Number=
日期:
January01,2001
Package=
功能:
QuadJFET-InputGeneral-PurposeOperationalAmplifier
热敏电阻连接
0.00
单元:
热敏电阻状况：
功耗:
0.68
最低工作温度:
降值拐点：
76.00
最高工作温度:
70.00
静电放电：
7.2.11N4001GP外观图集：
图7.2.11N4001GP外形简图图7.2.21N4001GP外形三维图
7.2.11N4001GP数据单：
主数据库
PZ
Diodes
热敏电阻连接：
45.00
DIODE
1N4001GP
Vrrm=50
75.00
Irrm=5.0
-65.00
Vfm@If=1.10@1000
175.00
trr=2.0
Package=DO-204AL
May06,1998
课程设计总结
课程设计已经在不知不觉中结束了。
在这紧张又繁忙的一周时间里，我们既有因对电路原理不理解是茫然与焦急，也有因解决出各种复杂的问题而取得一丝进步的喜悦与骄傲；
既有因意见不同而相互争论，也有因相互帮助克服困难而释然。
总而言之，在这一周的课设时间里，不仅让我重新感受到了对学习的渴望与追求，而且，让我体验到了团队精神的强大。
在这一周的时间里，我们的任务是设计一个简单的简易电子琴的电路。
所以在这一周时间里，我们所学到的知识并不只局限于模电方面，更对于音乐方面有了一丝了解。
我在这一周的收获颇丰：
（1）我对简易电子琴的构造有了进一步的了解，也学习了各个音节的频率及其发声原理；
（2）在研究电路原理，我才切身实际的明白书本上第九章振荡电路的原理，才明白功率放大器的放大对象及对电路的作用；
（3）在设计电路的过程中，在老师的帮助下，我才发现，电路并不是一成不变的，原来两个反向连接的集成运算放大器也可以充当一个功率放大器；
（4）在模拟仿真时，我对Mulitisim仿真软件有了不同的看法，也学会了它的基本操作；
（5）在选择元件时，才发现一时的决定有可能会决定整个电路的成败；
（6）通过自己设计电路，我在过程之中发现了平时在学习中的漏洞，这使我知道了自己的不足，这为我接下来的期末复习亦有很大的帮助。
在这一周的时间里，做的很多，看的也不少。
我在之中也发现了一些设计电路之外的东西。
我发现交流是一个非常重要的东西：
在与组员的交流之中，我们发现了我们电路的不足，也发现同学的一时奇思怪想作在改编之后有可能成为我们仿真成功的关键；
在与指导老师的交流中，老师为我们答疑解惑，有时候老师不经意间的一句话也为我们电路的成功立下了汗马功劳。
除此之外，我也发现团队合作的重要性。
其实我发现有些组的团员们为了符合“每个人的电路都不一样”的原则，在一开始的时候就自己干自己的，到最后却连仿真都很难成功。
而我们从一开始就是大家一起，我们一起讨论，一起研究，一起找老师解惑，这也是为什么我们在周三就将仿真就弄出来了。
也许，我们的电路有着大量的相似点，但是，我可以很坚定的说：
“这些电路的每一个构件，每一个设计都是我们智慧的结晶，而且我们每一个成员对自己的电路原理与作用都有着100%的把握与了解！
”这，就是团队合作的力量！
在这一周的时间里，我不仅仅在学习上有一个质的飞跃，在其他各个方面也很大收获。
一周时间很短，未来的路还很长，但这一周的记忆必将永远成为我脑海中中最充实，最值得回味的一段回忆。
致谢
一周的时间如白驹过隙般转瞬而过，我首先要感谢要感谢XX老师对于我的悉心指导。
感谢黄老师在我每次出现问题时，都能帮助我找出问题并解决问题。
可以这么说，如果没有黄硕老师的细心指导，我想也许到课设结束之时，我仍将一头雾水并一事无成。
再者，我要感谢我的组员，我真心的感谢你们。
记得周二的时候，不知为什么，我的电脑怎么也做不出仿真，当我一筹莫展，无所事事的时候，你们仍在埋头苦干，仍在认真的工作着，并成功的做出了单个选频网络的振荡电路。
没有你们的成功，我想，也不会有我的最后电路。
所以，我为自己能拥有你们这样的伙伴而自豪！
最好要谢谢教科书及网络上所提供资料，我这次课设成果的成功都是建立在这些前人的基础上的。
参考文献
[1]《电子技术实验》彭介华主编高等教育出版社出版
[2]《电子技术基础：
模拟部分（第五版）》康华光陈大钦张林主编华中科技大学电子技术课程组
此外，有一大部分的参考资料来自于网络，所以就不再一一列网址了~
附录
A1简易电子琴总电路图
A2简易电子琴单个选频电路图
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