简易电子琴电路的制作

简易电子琴电路的制作正文：一、课程设计的目的1.了解UA741芯片和DG4102芯片的逻辑功能。

2.学会使用示波器。

3.能够组装复杂的线路并调试。

4.能够熟练地焊接各个元器件到焊接实验板上。

5.了解音调的初步知识。

二、课程设计所用仪器1.图1运算放大器UA741。

图1 DG4102型单片式集成功放电路结构外形图和管脚1和5为偏置(调零端)，2为反向输入端，3为正向输入端，4接负电（-Vcc），6为输出，7接正电源（+Vcc）, 8空脚2.集成功放DG4102。

本实验采用DG4102型单片式集成功率放大电路，此集成电路是带散热片的14脚双列直插式塑料封装结构，其结构外形图和管脚如图2所示：图2 DG4102型单片式集成功放电路结构外形图和管脚1——输出端， 6——反相输入端， 9——输入端，4、5——补偿电容， 10、12——旁路电容， 13——自举电容，2、7、8、11——空脚， 3——接地， 14——电源电压（＋VCC ）。

3. 示波器、数字万用表、扬声器一只、焊接实验板、函数信号发生器、晶体三极管（9013）、电阻器若干、电容器若干、按键式开关8只、电烙铁、焊锡丝、若干导线三、课程设计的原理（一）、简易电子琴电路设计原理1、简易电子琴电路是将振荡电路与功率放大电路结合的产物。

RC 振荡电路（如图3所示）是由RC 选频网络和同相比例运算电路组成，对不同频率的输入信号产生不同的响应。

当RCf f π210==时 O U 和i U 同相，并且31==o i U U F 。

而同相比例运算电路的电压放大倍数为11R R U U A F i O U +==, 可见，12R R F =时3=U A , 1=F A U 。

O U 和i U 同相，也就是电路具有正反馈。

起振时F A U >1, U A >3.随着振荡幅度的增大, U A 能自动减小，直到满足3=U A 或1=F A U 时,振幅达到稳定，以后可以自动稳幅。

R R F图3 RC 振荡电路2、功率放大电路的任务是将输入的电压信号进行功率放大，保证输出尽可能大的不失真功率，从而控制某种执行机构，如使扬声器发出声音、电机转动或仪表指示等等。

DG4100系列低频集成功率放大电路是单片式集成电路（如图2所示），特别适合在低压下工作。

DG4100型集成功放输出功率是1.0W。

推荐电源电压为6V, 负载电阻为4Ω；DG4101型集成功放输出功率是1.5W，推荐电源电压为7.5V,负载电阻为4Ω；DG4102型集成功放输出功率是2.1W，推荐电源电压为9V，负载电阻为8Ω。

（二）、简易电子琴电路制作工艺电子产品的电气连接，是通过对元器件、零部件的装配与焊接来实现的。

安装与连接，是按照设计要求制造电子产品的主要生产环节。

1．元器件引线的弯曲成形为使元器件在印制板上的装配排列整齐并便于焊接，在安装前通常采用手工或专用机械把元器件引线弯曲成一定的形状——整形，如图3所示。

图4 元器件引线弯曲成形在这几种元器件引线的弯曲形状中，图(a)比较简单，适合于手工装配；图(b)适合于机械整形和自动装焊，特别是可以避免元器件在机械焊接过程中从印制板上脱落；图(c)虽然对某些怕热的元器件在焊接时散热有利，但因为加工比较麻烦，现在已经很少采用。

各种元器件的安装，应该尽量使它们的标记（用色码或字符标注的数值、精度等）朝上或朝着易于辨认的方向，并注意标记的读数方向一致（从左到右或从上到下），这样有利于检验人员直观检查；卧式安装的元器件，尽量使两端引线的长度相等对称，把元器件放在两孔中央，排列要整齐；立式安装的色环电阻应该高度一致，最好让起始色环向上以便检查安装错误，上端的引线不要留得太长以免与其他元器件短路，如图4所示。

有极性的元器件，插装时要保证方向正确。

图52．手工焊接技术焊接技术在电子工业中的应用非常广泛，在电子产品制造过程中，几乎各种焊接方法都要用到，但使用最普遍、最有代表性的是锡焊方法。

锡焊是焊接的一种，它是将焊件和熔点比焊件低的焊料共同加热到锡焊温度，在焊件不熔化的情况下，焊料熔化并浸润焊接面，依靠二者原子的扩散形成焊件的连接。

其主要特征有以下三点：⑴焊料熔点低于焊件；⑵焊接时将焊料与焊件共同加热到锡焊温度，焊料熔化而焊件不熔化；⑶焊接的形成依靠熔化状态的焊料浸润焊接面，由毛细作用使焊料进入焊件的间隙，形成一个合金层，从而实现焊件的结合。

除了含有大量铬、铝等元素的一些合金材料不宜采用锡焊焊接外，其它金属材料大都可以采用锡焊焊接。

锡焊方法简便，只需要使用简单的工具（如电烙铁）即可完成焊接、焊点整修、元器件拆换、重新焊接等工艺过程。

此外，锡焊还具有成本低、易实现自动化等优点，在电子工程技术里，它是使用最早、最广、占比重最大的焊接方法。

3．锡焊必须具备的条件焊接的物理基础是“浸润”，浸润也叫“润湿”。

要解释浸润，先从荷叶上的水珠说起：荷叶表面有一层不透水的腊质物质，水的表面张力使它保持珠状，在荷叶上滚动而不能摊开，这种状态叫做不能浸润；反之，假如液体在与固体的接触面上摊开，充分铺展接触，就叫做浸润。

锡焊的过程，就是通过加热，让铅锡焊料在焊接面上熔化、流动、浸润，使铅锡原子渗透到铜母材（导线、焊盘）的表面内，并在两者的接触面上形成Cu6-Sn5的脆性合金层。

在焊接过程中，焊料和母材接触所形成的夹角叫做浸润角，如图5中的θ。

(a)图中，当︒<90θ时，焊料与母材没有浸润，不能形成良好的焊点；(b)图中，当︒>90θ时，焊料与母材浸润，能够形成良好的焊点。

仔细观察焊点的浸润角，就能判断焊点的质量。

图6进行锡焊，必须具备的条件有以下几点：⑴ 焊件必须具有良好的可焊性所谓可焊性是指在适当温度下，被焊金属材料与焊锡能形成良好结合的合金的性能。

⑵ 焊件表面必须保持清洁为了使焊锡和焊件达到良好的结合，焊接表面一定要保持清洁。

⑶ 要使用合适的助焊剂助焊剂的作用是清除焊件表面的氧化膜。

在焊接印制电路板等精密电子产品时，为使焊接可靠稳定，通常采用以松香为主的助焊剂。

一般是用酒精将松香溶解成松香水使用。

⑷ 焊件要加热到适当的温度焊接时，热能的作用是熔化焊锡和加热焊接对象，使锡、铅原子获得足够的能量渗透到被焊金属表面的晶格中而形成合金。

⑸ 合适的焊接时间焊接时间是指在焊接全过程中，进行物理和化学变化所需要的时间。

一般，每个焊点焊接一次的时间最长不超过5s 。

四、课程设计的步骤1、调零按图7实验箱上用UA741芯片和10K、100K、9.1K的电阻连接电路，将输入端接地，用万用表测输出端是否为零，若为零，则不需要调零；否则，还需要调零。

经测试，输出端为0。

UA741芯片正常。

图72、用万用表两端依次连接每个开关的两个所用脚，看是否是没按键时不发出警报，按下去万用表发出警报，如果是，则开关完好；如果不是，则开关坏了，须换开关。

3 、根据公式计算出公式R21—R28的阻值如表1所示表14、按图8(左半边)焊接实验板上连接电路并焊接图85、将UA741芯片4脚接负电（-Vcc），7脚接正电源（+Vcc），6脚接示波器，地线接地，按着开关，观察示波器屏幕，没有出现波形，此时用起子调节滑动变阻器阻值，观察示波器屏幕，出现了正弦波。

依次按下八个开关，出现了八个幅值不同的正弦波，依次如图9—16所示。

图9 图10图11 图12图13 图14图15 图16周期依次为：2.15ms、2.05ms、1.95ms、1.45ms、1.3ms、1.2ms、1.15ms、1.1ms 峰峰值依次为：4.2v、4.1v、 4v、 3.9v、 3.3v、 3.2v、 3.1v、 2.8v6、按图17（右半边）在焊接实验板上连接电路，并焊接。

图177、将图17的输入端和UA741的输出端相连，并焊好。

将图17的输出端接正电源，再连上扬声器并焊好。

将UA741芯片4脚接负电（-Vcc），7脚接正电源（+Vcc），地线接地。

8、依次按下八个按键开关，发出声音do、re、mi、fa、so、la、xi、do的声音，调试成功。

焊好的电子琴电路板如图18所示。

图18五、注意事项1、焊接时注意电路连接不能连错，要避免两根导线交叉发生的短路问题。

2、一定要注意DG4100的拐角位置，注意芯片是有方向的，与插槽的插口位置不能弄错，一定要相对应。

3、实验室里可能没有合适的的电阻，比如没有28Ω的电阻，为求精确，可以用13Ω和15Ω的电阻串联以得到。

4、调试时候手不能碰焊接面，人是导体，会发生短路。

5、抓住细节才能发现问题。

六、设计感想这次简易电子琴电路设计，我们焊接电路技术熟练，高效率的焊接好电路，但调试花费了很长时间，才在示波器上看到了波形，但是两块电路连接后就是不出声音。

初步判断是功放电路问题，仔细检查电路后，发现电路焊接没有错误，我们又进一步的检测芯片，在更换芯片后，依旧没有声音.当我们束手无策的情况下，我反复的按着开关，当伙伴按下开关后，小喇叭好像能发出很轻的沙沙声，这一发现令人欣喜。

我们将目光集中在小喇叭上，在更换喇叭后，按下键后发出令人欣喜“do”声。

到此我们的简易电子琴算是成功了。

这次电子琴设计让我们明白了，设计制作电路一定要仔细，谨慎，不能怕困难，抓住细节，细节决定成败，有坚持不懈的科学精神。