簡易電子琴實驗報告

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1、北京郵電大學(xué)課題名稱：簡易電子琴的設(shè)計和制作學(xué)院：信息與通信工程學(xué)院專業(yè)：信息工程班級：2014211126姓名：李家威學(xué)號：2014210691班內(nèi)序號：10指導(dǎo)老師：王丹志一、摘要及關(guān)鍵字本課程設(shè)計以制作出一個簡易電子琴為最終目的。該電子琴以NE555為核心，通過公式計算不同頻率按鍵對應(yīng)的阻值來實現(xiàn)不同的音調(diào)，然后通過運算放大器將信號放大并通過喇叭發(fā)出聲音。由此設(shè)計仿真電路圖，選擇合適器件進行電路搭建，并進行調(diào)試直至達到要求，最后進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計。關(guān)鍵字：電子琴振蕩電路運算放大器二、設(shè)計任務(wù)及要求了解由

2、555定時器構(gòu)成簡易電子琴的電路及原理。設(shè)計并利用NE555集成運算電路以及外加電阻，電容在第一級產(chǎn)生不同頻率的音樂，再利用LM386功率放大電路對音樂信號進行放大，最后通過揚聲器產(chǎn)生21個音符。三、設(shè)計思路、總體結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計思路555定時器是一種中規(guī)模集成電路，外形為雙列直插8腳結(jié)構(gòu)，體積小，使用起來方便。只要在外部配上幾個適當(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)器及多諧振蕩器等脈沖信號產(chǎn)生與變換電路。它在波形的產(chǎn)生與變換、測量與控制、定時電路、家用電器、電子玩具、電子樂器等方面有廣泛的應(yīng)用

3、。由555定時器電路組成的多諧振蕩器，它的振蕩頻率可以通過改變振蕩電路中的RC原件的數(shù)值進行改變。根據(jù)這一原理，通過設(shè)定一些不同的RC數(shù)值并通過控制電路，按照一定的速度依次將不同的RC組件接入振蕩電路，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)定的音頻信號與音樂?？傮w結(jié)構(gòu)框圖四、分塊電路和總體電路的設(shè)計分塊電路：琴鍵端（開關(guān)、電阻）NE555電路：LM386電路：總體電路：五、所實現(xiàn)功能說明基本功能：通過按下不同的按鍵開關(guān)，能夠演奏出兩個八度音階。擴展功能：將音階擴大到在降低八度，能演奏出低中高三

4、個八度音階并將高音“7”輸出功率提高到0.5W以上。主要測試數(shù)據(jù)：各音階實際頻率與對應(yīng)阻值音階名（低音）1234567要求頻率（Hz）132148.5165176198220247.5實際測頻率（Hz）132151172176205213240對應(yīng)阻值（Ω）43.5k38k32.8k31.9k26.5k25.4k22k音階名（中音）1234567要求頻率（Hz）264297330352396440495實際測頻率（Hz）258297325356402444495對應(yīng)阻值（Ω）20k16.7k14.8k1

5、3.1k11k9.4k7.8k音階名（高音）1234567要求頻率（Hz）528594660704792880990實際測頻率（Hz）525600657707791881992對應(yīng)阻值（Ω）7.2k5.6k4.6k3.9k2.9k2k1.18k注：對應(yīng)電阻為萬用表測得電阻。高音“7”的輸出功率：測得喇叭兩端電壓U=2.17V喇叭電阻為：R=8Ω通過公式求得輸出功率P=0.589W必要的測試方法頻率的測量與調(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，接通開關(guān)觀察顯示的頻率，并通過改變接

6、入的電阻來調(diào)整頻率直至滿足要求。接入電阻的測量：頻率調(diào)整完成后，用萬用表測量電阻并記錄。喇叭兩端電壓的測量：將交流毫伏表接到喇叭兩端接通與高音“7”對應(yīng)的開關(guān)，待穩(wěn)定后記錄數(shù)據(jù)。六、故障及問題分析試驗中的故障：在焊接過程中容易出現(xiàn)電路接錯造成短路或斷路的問題，由于一些不規(guī)范的操作容易使運放器過熱或者燒壞。試驗中的問題以及分析：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使得電路在實際焊接中變得簡單并減少錯誤地發(fā)生。主要為琴鍵與開關(guān)的排布。2)在連接NE555與運算放大器周圍的元件與導(dǎo)線時應(yīng)盡

7、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誤，在檢查時也比較困難。3)注意外加電壓應(yīng)該在芯片的耐壓值范圍內(nèi)，電壓太小，則聲音很小，效果不明顯，但是電壓過高，則可能燒壞芯片。4)自制的電子琴音準并非那么精確，其主要原因為實驗所給的電阻精度不夠無法在一定精度內(nèi)調(diào)整阻值。1)在焊接電路前要對各元器件進行檢測是否出現(xiàn)故障。七、總結(jié)和結(jié)論本次實驗我認為是很有必要的，不但是對所學(xué)知識的一種檢驗，可以讓我們在課程設(shè)計的過程中鞏固所學(xué)的知識，發(fā)現(xiàn)自己的不足，而且也是對動手能力的一種培養(yǎng)。只有將理論與實

8、踐相結(jié)合，將理論用實踐的方法反映出來，才是學(xué)習(xí)這門課程的關(guān)鍵。通過3周的課程，基本完成了簡易電子琴的制作。電子琴的制作涉及是模擬電路，這是電子領(lǐng)域中的基本電路，此次課題要求對模擬電路的搭建與調(diào)試，做出的電子琴具有發(fā)聲準、原理簡潔、電路簡單、制作成本低，有一定的實用性，可以作為某些簡易電子琴的實驗樣品，然后做成小玩具，具有市場前景，有很大的現(xiàn)實意義。本次電子琴設(shè)計關(guān)鍵部分在于發(fā)音部分，對于模擬發(fā)音，是通過555定時發(fā)生器產(chǎn)生不同頻率的脈沖，利