简易电子琴设计

2009级电子实习课程设计 电子实习课程设计报告书课题名称简易电子琴设计 姓 名学 号院、系、部电气系专 业电子信息工程指导教师2011年 6 月28日简易电子琴设计20096404 安占峰本报告讲述了用555制作简易电子琴，从而产生三种不同音阶控制电路的设计，它能实现在按下3个按键的情况下产生3种不同的音调。 本实验完成了简易电子琴的设计。基本设计思路是采用了模块设计：实现基本要求是用555构成多谐振荡器和NPN三极管（9013）构成的放大电路等元件构建三按键简易电子琴电路。一、设计目的1、了解由555定时器构成的简易电子琴电路及原理2、掌握多级三极管组成放大电路，合理使用和搭配其他电子元件，并计算各元件的参数使其实现简易电子琴的功能。二、设计要求要求：用555定时器构成单稳态触发器实现，当按键按下后发光二极管(3个)发光，给电路提供电源；同时隔离选频电阻之间的电平。选频用电位器调节实现（可加在开关和触发器输入之间），信号经多谐震荡器输出后通过两个NPN三极管（9013）组成的功率放大电路，来驱动喇叭。调节电位器（转换成固定组值的电阻，按键就可以实现电位器的功能），使其音阶发出1、2、3。三、设计方案及原理框图1、多谐振荡器的工作原理:多谐振荡器是能产生矩形波的一种自激振荡器电路，由于矩形波中除基波外还含有丰富的高次谐波，故称为多谐振荡器。多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态，在自身因素的作用下，电路就在两个暂稳态之 间来回转换，故又称它为无稳态电路。由555定时器构成的多谐振荡器如图1所示，R1，R2和C是外接定时元件，电路中将高电平触发端（6脚） 和低电平触发端（2脚）并接后接到R2和C的连接处，将放电端（7脚）接到R1，R2的连接处。由于接通电源瞬间，电容C来不及充电，电容器两端电压uc为低电平，小于（1/3）Vcc，故高电平触发 端与低电平触发端均为低电平，输出uo为高电平，放电管VT截止。这时，电源经R1，R2对电容C充电，使 电压uc按指数规律上升，当uc上升到（2/3）Vcc时，输出uo为低电平，放电管VT导通，把uc从（1/3）Vcc 上升到（2/3）Vcc这段时间内电路的状态称为第一暂稳态，其维持时间TPH的长短与电容的充电时间有关 。充电时间常数T充=（R1R2）C。由于放电管VT导通，电容C通过电阻R2和放电管放电，电路进人第二暂稳态.其维持时间TPL的长短与电 容的放电时间有关，放电时间常数T放R2C0随着C的放电，uc下降，当uc下降到（1/3）Vcc时，输出uo。 为高电平，放电管VT截止，Vcc再次对电容c充电，电路又翻转到第一暂稳态。不难理解，接通电源后，电 路就在两个暂稳态之间来回翻转，则输出可得矩形波。电路一旦起振后，uc电压总是在（1/32/3）Vcc 之间变化。图1（b）所示为工作波形。f=1.43/(R1+2R2)C)2、5V直流电压源转化流程图：3、整体流程图：四、单元电路设计及主要元器件参数计算1、5V直流电压源转化电路图： R1=100，R2=300，Rw=200，VDZ=3V， 2、电位器电阻的确定： 由555多谢振荡器可算出，待添加的隐藏文字内容3 f=1.43/(R1+2R2)C) 电位器（用单个固定阻值的电阻代替）调整输入信号电路：可得：f=1.43/(2R'+Rk)C)，故得下表：音阶1234567if hz261.6293.7329.6349.2392.0440493.9523.3Rk34.728.723.421.016.512.58.957.333、 两级三极管（NPN9013）组成的多级放大电路： 上图是由两个NPN三极管（9013）组成的两级放大电路，因555多谢震荡器的最大输出电压为3.6V，本设计中所用的扬声器的规格为（9,4W），故放大电路的放大倍数不宜过大，为1.5-2倍最合适，故有：设该放大电路的参数： 1=2=50，VCC=5V, UT=26MV,rbb'=300; Rb1=285K, Rc1=2K，Rc2=2K， Re1=1K，Re2=2K UBEQ1=UBEQ2=0.6V。这个放大倍数Au=1.78，符合设计要求。五、电路图总体电路图：六、调试及故障分析*七、设计总结：通过对此课程的设计，我不但巩固了以前学过的知识，更重要的是还学会了如何运用所学的知识去解决实际问题，还结合数字电子技术和模拟电子技术，让我明白了学以致用的真谛。八、参考文献：1余孟尝.数字电子技术基础简明教程.高等教育出版社，20102 杨素行.模拟电子技术基础简明教程.高等教育出版社，20103 杨刚,龙海燕.现代电子技术VHDL与数字系统设计.北京:电子工业出版社,20044 曹昕燕,周凤臣.EDA技术实验与课程设计.北京:清华大学出版社,2006