簡(jiǎn)易電子琴實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、 郵電大學(xué)課題名稱：簡(jiǎn)易電子琴的設(shè)計(jì)和制作學(xué)院：信息與通信工程學(xué)院專業(yè)：信息工程班級(jí)：2014211126：家威學(xué)號(hào)：2014210691班序號(hào)：10指導(dǎo)老師：王丹志一、摘要與關(guān)鍵字本課程設(shè)計(jì)以制作出一個(gè)簡(jiǎn)易電子琴為最終目的。該電子琴以NE555為核心，通過(guò)公式計(jì)算不同頻率按鍵對(duì)應(yīng)的阻值來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的音調(diào)，然后通過(guò)運(yùn)算放大器將信號(hào)放大并通過(guò)喇叭發(fā)出聲音。由此設(shè)計(jì)仿真電路圖，選擇合適器件進(jìn)行電路搭建，并進(jìn)行調(diào)試直至達(dá)到要求，最后進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。關(guān)鍵字：電子琴 振蕩電路 運(yùn)算放大器二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求了解由555定時(shí)器構(gòu)成簡(jiǎn)易電子琴的電路與原理。設(shè)計(jì)并利用NE555集成運(yùn)算電路以與外加電阻，電容在第一級(jí)

2、產(chǎn)生不同頻率的音樂(lè)，再利用LM386功率放大電路對(duì)音樂(lè)信號(hào)進(jìn)行放大，最后通過(guò)揚(yáng)聲器產(chǎn)生21個(gè)音符。三、設(shè)計(jì)思路、總體結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計(jì)思路555定時(shí)器是一種中規(guī)模集成電路，外形為雙列直插8腳結(jié)構(gòu)，體積小，使用起來(lái)方便。只要在外部配上幾個(gè)適當(dāng)?shù)淖枞菰?，就可以?gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器與多諧振蕩器等脈沖信號(hào)產(chǎn)生與變換電路。它在波形的產(chǎn)生與變換、測(cè)量與控制、定時(shí)電路、家用電器、電子玩具、電子樂(lè)器等方面有廣泛的應(yīng)用。由555定時(shí)器電路組成的多諧振蕩器，它的振蕩頻率可以通過(guò)改變振蕩電路中的RC原件的數(shù)值進(jìn)行改變。根據(jù)這一原理，通過(guò)設(shè)定一些不同的RC數(shù)值并通過(guò)控制電路，按照一定的速度依次將不同的RC組件接

3、入振蕩電路，就可以使振蕩電路按照設(shè)定的要求，有節(jié)奏的發(fā)射已設(shè)定的音頻信號(hào)與音樂(lè)?？傮w結(jié)構(gòu)框圖四、分塊電路和總體電路的設(shè)計(jì)分塊電路：琴鍵端（開(kāi)關(guān)、電阻）NE555電路：LM386電路：總體電路：五、所實(shí)現(xiàn)功能說(shuō)明基本功能：通過(guò)按下不同的按鍵開(kāi)關(guān)，能夠演奏出兩個(gè)八度音階。擴(kuò)展功能：將音階擴(kuò)大到在降低八度，能演奏出低中高三個(gè)八度音階并將高音“7”輸出功率提高到0.5W以上。主要測(cè)試數(shù)據(jù)：各音階實(shí)際頻率與對(duì)應(yīng)阻值音階名（低音）1234567要求頻率（Hz）132148.5165176198220247.5實(shí)際測(cè)頻率（Hz）132151172176205213240對(duì)應(yīng)阻值（）43.5k38k32.8k

4、31.9k26.5k25.4k22k音階名（中音）1234567要求頻率（Hz）264297330352396440495實(shí)際測(cè)頻率（Hz）258297325356402444495對(duì)應(yīng)阻值（）20k16.7k14.8k13.1k11k9.4k7.8k音階名（高音）1234567要求頻率（Hz）528594660704792880990實(shí)際測(cè)頻率（Hz）525600657707791881992對(duì)應(yīng)阻值（）7.2k5.6k4.6k3.9k2.9k2k1.18k注：對(duì)應(yīng)電阻為萬(wàn)用表測(cè)得電阻。高音“7”的輸出功率：測(cè)得喇叭兩端電壓U=2.17V喇叭電阻為：R=8通過(guò)公式求得輸出功率P=0.589W

5、必要的測(cè)試方法頻率的測(cè)量與調(diào)整：將示波器與NE555輸出端相接，調(diào)節(jié)示波器為顯示頻率模式，接通開(kāi)關(guān)觀察顯示的頻率，并通過(guò)改變接入的電阻來(lái)調(diào)整頻率直至滿足要求。接入電阻的測(cè)量：頻率調(diào)整完成后，用萬(wàn)用表測(cè)量電阻并記錄。喇叭兩端電壓的測(cè)量：將交流毫伏表接到喇叭兩端接通與高音“7”對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)，待穩(wěn)定后記錄數(shù)據(jù)。六、故障與問(wèn)題分析試驗(yàn)中的故障：在焊接過(guò)程中容易出現(xiàn)電路接錯(cuò)造成短路或斷路的問(wèn)題，由于一些不規(guī)的操作容易使運(yùn)放器過(guò)熱或者燒壞。試驗(yàn)中的問(wèn)題以與分析：1) 焊接前應(yīng)注意各元器件的排布，提前規(guī)劃好元器件的排布會(huì)使得電路在實(shí)際焊接中變得簡(jiǎn)單并減少錯(cuò)誤地發(fā)生。主要為琴鍵與開(kāi)關(guān)的排布。2) 在連接NE55

6、5與運(yùn)算放大器周圍的元件與導(dǎo)線時(shí)應(yīng)盡量使各元件和導(dǎo)線分散，防止元器件和導(dǎo)線擠在一起造成不必要的錯(cuò)誤，在檢查時(shí)也比較困難。3) 注意外加電壓應(yīng)該在芯片的耐壓值圍，電壓太小，則聲音很小，效果不明顯，但是電壓過(guò)高，則可能燒壞芯片。4) 自制的電子琴音準(zhǔn)并非那么精確，其主要原因?yàn)閷?shí)驗(yàn)所給的電阻精度不夠無(wú)法在一定精度調(diào)整阻值。5) 在焊接電路前要對(duì)各元器件進(jìn)行檢測(cè)是否出現(xiàn)故障。七、總結(jié)和結(jié)論本次實(shí)驗(yàn)我認(rèn)為是很有必要的，不但是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，可以讓我們?cè)谡n程設(shè)計(jì)的過(guò)程中鞏固所學(xué)的知識(shí)，發(fā)現(xiàn)自己的不足，而且也是對(duì)動(dòng)手能力的一種培養(yǎng)。只有將理論與實(shí)踐相結(jié)合，將理論用實(shí)踐的方法反映出來(lái)，才是學(xué)習(xí)這門(mén)課程的

7、關(guān)鍵。 通過(guò)3周的課程，基本完成了簡(jiǎn)易電子琴的制作。電子琴的制作涉與是模擬電路，這是電子領(lǐng)域中的基本電路，此次課題要求對(duì)模擬電路的搭建與調(diào)試，做出的電子琴具有發(fā)聲準(zhǔn)、原理簡(jiǎn)潔、電路簡(jiǎn)單、制作成本低，有一定的實(shí)用性，可以作為某些簡(jiǎn)易電子琴的實(shí)驗(yàn)樣品，然后做成小玩具，具有市場(chǎng)前景，有很大的現(xiàn)實(shí)意義。本次電子琴設(shè)計(jì)關(guān)鍵部分在于發(fā)音部分，對(duì)于模擬發(fā)音，是通過(guò)555定時(shí)發(fā)生器產(chǎn)生不同頻率的脈沖，利用調(diào)節(jié)電位器改變接入有效電阻，易于頻率的調(diào)試。手動(dòng)控制和自動(dòng)控制是用模塊化設(shè)計(jì)，通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)將兩個(gè)獨(dú)立的部分連接起來(lái)，模塊化的設(shè)計(jì)主要方便于電路的糾錯(cuò)、改進(jìn)、測(cè)試。完成的電子琴實(shí)物作品整體布局美觀、線路連接分明

8、，系統(tǒng)功能良好。 通過(guò)對(duì)簡(jiǎn)易電子琴的設(shè)計(jì)，認(rèn)識(shí)到了“理論聯(lián)系實(shí)際”的這句話的重要性與真實(shí)性。而且通過(guò)對(duì)此課程的設(shè)計(jì)，我不但知道了以前不知道的理論知識(shí)，而且也鞏固了以前知道的知識(shí)。最重要的是在實(shí)踐中理解了書(shū)本上的知識(shí)，明白了學(xué)以致用的真諦。也明白老師為什么要求我們做好這個(gè)課程設(shè)計(jì)的原因。他是為了教會(huì)我們?nèi)绾芜\(yùn)用所學(xué)的知識(shí)去解決實(shí)際的問(wèn)題，提高我們的動(dòng)手能力。在整個(gè)設(shè)計(jì)到電路的焊接以與調(diào)試過(guò)程中，我個(gè)人感覺(jué)調(diào)試部分是最難的，因?yàn)槟憷碚撚?jì)算的值在實(shí)際當(dāng)中并不一定是最佳參數(shù)，我們必須通過(guò)觀察效果來(lái)改變參數(shù)的數(shù)值以期達(dá)到最好。而參數(shù)的調(diào)試是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)的積累過(guò)程，沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)是不可能在短時(shí)間將其完成的，而這個(gè)可能也是老師要求我們加以提高的一個(gè)重要方面吧！八、Multisim仿真原理圖、波形圖仿真圖：波形圖：九、所用元器件與測(cè)試儀表所用元器件：元器件名稱型號(hào)、規(guī)格數(shù)