简易电子琴课程设计my.

武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书

课程设计任务书

学生姓名：尹龙剑专业班级：电信1005班

指导教师：王绪国工作单位：信息工程学院

题目: 简易电子琴电路的设计仿真与实现

初始条件：

可选元件：集成运算放大器LM324、电阻、电位器、电容若干，直流电源，或自备元器件。

可用仪器：示波器，万用表，直流稳压源，函数发生器

要求完成的主要任务:

（1）设计任务

根据要求，完成对简易电子琴电路的仿真设计、装配与调试。

（2）设计要求

①设计一简易电子琴电路，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。已知八个基本音阶在C调时所对

②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。

③利用Proteus或Multisim仿真设计电路原理图，确定电路元件参数、掌握电路工作原

理并仿真实现系统功能。

④安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。

⑤选做：利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。

时间安排：

1、第18周前半周，完成仿真设计调试；并制作实物。

2、第18周后半周，硬件调试，撰写、提交课程设计报告，进行验收和答辩。

指导教师签名：年月日

系主任（或责任教师）签名：年月日

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1模电课设概述

1.1 设计背景

介绍一种八音阶微型电子琴的设计方法，它采用模拟电路中的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。给出电路参数的选取方法和一组参考值。结果证明，用模拟电路方法制作电子琴结构简单，而且成本低廉。对于固定的简单功能的实现，模拟电路具有结构简单，实现方便，成本低廉的优点。在这方面，模拟电路得到广泛的应用。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。本文介绍基于RC正弦波振荡电路的简易电子琴设计方案。

1.2 设计目的及意义

A. 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。

B. 锻炼学生自学软件的能力及分析问题、解决问题的能力。

C. 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。

D. 巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能。

E. 为今后从事电子技术领域的工程设计打好基础基本要求。

1.3 开发环境multisim简介

Multisim是加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technoligics简称IIT公司)推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路行为进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。

武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书

目前在各高校教学中普遍使用Multisim2001，网上最为普遍的是Multisim 9，NI 于2007年08月26日发行NI系列电子电路设计软件，NI Multisim v 10作为其中一个组成部分包含于其中。

EDA在发达国家的应用状况

EDA就是“Electronic Design Automation”的缩写技术已经在电子设计领域得到广泛应用。发达国家目前已经基本上不存在电子产品的手工设计。一台电子产品的设计过程，从概念的确立，到包括电路原理、PCB版图、单片机程序、机内结构、

FPGA的构建及仿真、外观界面、热稳定分析、电磁兼容分析在内的物理级设计，再到PCB钻孔图、自动贴片、焊膏漏印、元器件清单、总装配图等生产所需资料等等全部在计算机上完成。EDA技术借助计算机存储量大、运行速度快的特点，可对设计方案进行人工难以完成的模拟评估、设计检验、设计优化和数据处理等工作。EDA已经成为集成电路、印制电路板、电子整机系统设计的主要技术手段。美国NI公司（美国国家仪器公司）的Multisim 9软件就是这方面很好的一个工具。而且Multisim 9计算机仿真与虚拟仪器技术（LABVIEW 8）（也是美国NI公司的）可以很好的解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一老大难问题。学员可以很好地、很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来。并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。极大地提高了学员的学习热情和积极性。真正的做到了变被动学习为主动学习。这些在教学活动中已经得到了很好的体现。还有很重要的一点就是：计算机仿真与虚拟仪器对教员的教学也是一个很好的提高和促进。

NI Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。凭借NI Multisim，您可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。借助专业的高级SPICE分析和虚拟仪器，您能在设计流程中提早对电路设计进行的迅速验证，从而缩短建模循环。与NI LabVIEW和SignalExpress软件的集成，完善了具有强大技术的设计流程，从而能够比较具有模拟数据的实现建模测量。

2电路原理

2.1 基本乐理知识

音调主要由声音的频率决定，乐音(复音)的音调更复杂些，一般可认为主要由基音的频率来决定。也即一定频率的声音对应特定的乐音。在以C调为基准音的八度音阶中，所对应的频率如表1所示。如果能够通过某种电路结构产生特定频率的波形信号，再通过扬声器转换为声音信号，就能制作出简易的乐音发生器，再结合电子琴的一般结构，就可实现电子琴的制作了。

2.2 RC桥式振荡电路及频率选择

武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书 RC桥式振荡电路可以选出特定频率的信号。具体实现过程的关键是RC串并联选频网络，其理论推导如下：