模拟电子技术课程设计——简易电子琴

模拟电子技术课程设计——简易电子琴内容摘要：

RC 桥式振荡器 电压控制器 功率放大器 扬声器 简易电子琴 4 4 各部分电路设计及参数计算 各部分电路设计 RC 桥式振荡电路 S1K e y = S p a c eS2K e y = S p a c eR15kΩR55kΩC12 8 . 6 5 n FC22 5 . 4 5 n FR32kΩR23 .9 1 k ΩR6505ΩV C C 12VV E E 1 2 VD21 N 4 0 0 1D11 N 4 0 0 1U1O P 0 7 C P3247681V C CV E E8C32 2 . 9 n FC42 1 . 4 5 n FC51 9 . 0 8 n FC61 7 . 1 5 n FC71 5 . 2 5 n FC82 8 . 6 5 n FC92 5 . 4 5 n FC 1 02 2 . 9 n FC 1 12 1 . 4 5 n FC 1 21 9 . 0 8 n FC 1 31 7 . 1 5 n FC 1 41 5 . 2 5 n F37911121314151617181920212220R416kΩK e y = A50%5R916kΩK e y = A50%2410 图 RC 桥式振荡电路图 RC 桥式振荡电路是由 RC 串并联组成的选频网络和一套由集成运放 OP07CP 构成 电压负反馈组成的放大网络 所构成的。 如图所示，根据设计思路， 我们的 RC 桥式振荡电路 上面的电阻部分由 定值电阻 R1 和一个滑动变阻器 R4 串联 构成 ；电容 部分 则使用 7 个电容并联， 联动开关 控制 ；按标准形式连接电路，完成后 调节滑动变阻器使其阻值 为 零 ， 这样就可根据已知频率调出预期输出频率。 按同样的道理，振荡电路下面部分由相同的电阻和电容并联构成。 放大网络我们 直接 使用集成运放 做 主要的放大元件， 并按设计思路接入电阻和稳压元件。 然后调试、仿真，使其增益值能达到起振的条件。 简易电子琴 5 电压控制器 V C C 12VV E E 1 2 VR727kΩR86kΩK e y = A50%U 2 BT L 0 8 4 A C D561147V E EV C C1023 图 电压控制器电路图 电压控制器的设计： 我们采用一个定值电阻和一个滑动变阻器串联，并将滑动变阻器接地，在这两个电阻之间接入一个由集成运算放大器 TL084ACD 构成的电压跟随器。 同时分别在集成运放的 4 脚和 11 脚上接入正 负 12V 的直流电源。 这样就可以通过改变滑动变阻器的阻值来影响输入电压的分配，进而改变输入到功放的电压大小。 简易电子琴 6 功率放大器 V C C 12VV C C 12VV E E 1 2 VV E E 1 2 VU 3 AL M 3 2 4 N321141U 4 BL M 3 2 4 N561147V C CV E EV C CV E E1 2 图 功率放大器电路图 功率放大器的设计： 为了充分利用集成运放的功能，对于此部分的设计，我们主要采用两个完全相同的、由 集成运算放大器 （ LM324N） 构成的电压跟随器，每一个电压跟随器都接入正负 12V 直流电源，并将它们并联；对并联后的电路而言，集成运放的输入、输出电压相同；对电流具有放大作用；因此构成功率放大器。 这样就可以将较弱信号进行放大。 各部分参 数计算 RC 桥式振荡电路 （ 1）选频网络 R、 C 数值大小的计算： 由于 自激振荡的初始信号一般较小，为了得到较大强度的稳定波形，起振条件需满足|AF|1。 在输出稳定频率的波形前，信号经过了选频和放大两个阶段。 具体来说，是对 于选定简易电子琴 7 的频率进行不断放大，非选定频率的信号进行不断衰减，结果就 能 得到特定频率。 若想使 RC 桥式振荡 电路产生振荡， 则必须满足 相应 公式 ： 输入信号的角频率为： 即输入信号的频率为 ： 所以可导出电容的计算公式为： 7 个音阶 的低音频率为： 表 1 七个音阶的低音频率 音阶唱名 dou ruai mi fa sou la xi 频率 /HZ 264 297 330 352 396 440 495 根据公式可以分别求出 7 个低音频率对应的电容 C 的大小 分别为 ： 表 2 七个频率对应的电容 音阶唱名 dou ruai mi fa sou la xi 电容 nf 7 个音阶 的中音频率为： 表 3 七个音阶的中音频率 音阶唱名 dou ruai mi fa sou la xi 频率 /HZ 523 578 659 698 784 880 988 通过公式 : 可以求出在对应的中音频率下连入电路中的电阻大小分别为： 简易电子琴 8 表 4 对应中音频率接入电路的阻值 音阶唱名 dou ruai mi fa sou la xi 电阻 所以滑动变阻器接 入的阻值为 ， 即滑动变阻器调到总阻值的 35%时 ,就可以产生中音频率 所对应的波形。 7 个音 阶的高音频率为： 表 5 七个音阶的高音频率 音阶唱名 dou ruai mi fa sou la xi 频率 /HZ 1046 1175 1318 1397 1568 1760 1976 通过公式 : 可以求出在对应的高 音频率下连入电路中的电阻大小分别为： 表 6 对应高音频率接入电路的阻值 音阶唱名 dou ruai mi fa sou la xi 电阻 所以滑动变阻器连入的阻值为 ,即滑动变阻器调到总阻值的 1%时就可以产生高 音频率 所对应的波形，并由示波器显示出来。 （ 3） 放大电路参数的计算： 由于 RC 振荡电路的反馈电压增益 : 所以放大电路的电压增益为 : 即 : 简易电子琴。