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电子技术课程设计报告
学 院: 电气与电子工程学院
专业班级: 电信 班
学生姓名:
指导教师:
完成时间: 2013 . 7 . 4
成 绩:
评阅意见:
评阅意见:
评阅教师 日期
简易电子琴设计报告
设计要求
本设计是基于学校实验室的环境,根据实验室提供的实验条件来完成设计任务,设计一个简易电子琴。
(1).按下不同琴键即改变 RC值,能发出C调的八个基本音阶, 采用运算放大器构成振荡电路,用集成功放电路输出。
(2).选择电路方案,完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数并记录对应不同音阶时的电路参数值、元件选择、并画出总体电路原理图,阐述基本原理。
(3).连接安装调试电路。
(4).写出设计总结报告。
设计条件
实验室为该设计提供的仪器设备和主要元器件如下:
电脑模拟、数字电子技术实验箱 一台
集成运算放大器实验插板 两块
直流稳压电源 一台
数字万用表 一块
主要元器件 运放μA741、电阻、电容、导线等
电脑模拟、数字电子技术实验箱上有喇叭、三极管以及芯片的插座;集成运算放大器实验插板上有不同参数值的电阻和电容,可任意选用。
设计的作用、目的
学会用仿真软件对设计的原理图进行仿真。培养创新能力和创新思维,锻炼学生自学软件的能力,通过查阅手册和文献资料,培养独立分析问题和解决问题的能力。
培养学生正确的设计思想,理论联系实际的工作作风,严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。
通过课程设计,使学生在理论计算、结构设计、工程绘图、查阅设计资料、标准与规范的运用和计算机应用方面的能力得到训练和提高。
掌握电子电路的一般设计方法,了解电子产品研制开发过程,巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能。
为今后从事电子技术领域的工程设计打好基础基本要求。
设计的具体实现
系统概述
本课程设计采用模拟电路中的RC正弦振荡原理。设计出的电子琴音阶频率满足国际标准,La调频率满足国际标准音C调频率440 Hz。模拟电路中的RC正弦波振荡电路具有一定的选频特性,乐声中的各音阶频率也是以固定的声音频率为机理的。
简易电子琴是由RC选频网络、集成运算放大器、功率放大电路组成。其框图如图下所示:
RC选频电路
RC选频电路
集成运放电路
电源
其核心是集成运算放大器构成RC正弦波振荡器,实验板上提供了8个音节电阻和电容(C串=C并=0.068μf固定)?构成RC串并联选频网络,分别取不同的电阻值(通过琴键开关接通RC串并联网络的8对电阻)使振荡器产生八个音阶信号。最后,通过扬声器发出乐音。
2.单元电路设计(仿真)与分析
八个音阶的频率
设计电子琴,就要进行八个音阶的调试。查阅资料得知C调各音的振荡频率如下表。
C调
1
2
3
4
5
6
7
i
f/Hz
264
297
330
352
396
440
495
528
表一
振荡电路的选择与设计
接着我们选择振荡电路,由于 RC 振荡电路,一般用来产生1HZ~1MHZ范围内的低频信号;而LC 振荡电路一般用来产生1MHZ 以上的高频信号,由上表我们可以知道选择RC 振荡电路。其基本电路为RC 文氏电桥振荡电路,如下图所示:
图1
原理如下:当f=f0=1/2πRC 时Uo 与Ui 同相,并且|F|=Ui/Uo=1/3。而同相比例运算电路的电压放大倍数为|Au|= Ui/Uo=1+Rf/R1,可见。Rf=2R1 时|Au|=3,|AuF|=1。Uo 与Ui 同相,也就是电路具有正反馈。起振时|AuF|﹥1,|Au|﹥3.随着振荡幅度的增大,|Au|能自动减小,直到满足|Au|=3 或|AuF|=1 时,振幅达到稳定,以后可以自动稳幅。决定用 RC 振荡电路后就可以根据其选频特性画出振荡部分的电路图,如下图:
图2
八个电阻的选择
知道了电容值通过公式 f=f0=1/2πRC 结合表一,即可计算出八个音阶对应的电阻值,分别为R6=36.3KΩ,R7=28.65 KΩ,R8=23.23 KΩ,R9=20.4KΩ,R10=16.13 KΩ,R11= 13.06KΩ,R12=10.32 KΩ,R13=9.07 KΩ,通过值选择电阻器件(就近原则)
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