简易电子琴电路的设计仿真与实现1

课程设计任务书1

学生姓名：专业班级：电信班

指导教师：黄晓放工作单位：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Vcc= +12V，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

根据已知条件，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调时所对应的频率如下表所列

C调 1 2 3 4 5 6 7 i

f 0 /H Z264 297 330 352 396 440 495 528

②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理

图，阐述基本原理。

③安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。

时间安排：

1、2011 年1月3日至2011年1月7日，完成仿真设计、制作与调试；撰写课程设计报告。

2、2011 年1月8日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。

参考文献：

1)吴友宇主编，《模拟电子技术基础》（第1版），清华大学出版社，2009

2)康华光主编，《模拟电子技术基础》（第5版），高等教育出版社，2005

3)陈大钦主编，《电子技术基础实验－电子电路实验、设计、仿真》，高等教育出版社，2002 指导教师签名：年月日

系主任（或责任教师）签名：年月日

目录

1. 模电课设概述 (3)

1.1 设计背景

1.2 设计目的及意义

2. Proteus软件简介 (4)

3. 电子琴基本原理与方案设计 (5)

3.1 音乐产生原理

3.2 设计原理

3.2.1振荡电路原理

3.2.2音频集成功率放大器原理

3.3 方案设计

3.3.1 振荡电路

3.3.2 集成功放电路

3.3.3 整体电路图

4. Proteus原理图绘制 (12)

4.1选取元件

4.2放置元件及排版

4.3模拟及仿真

5. Proteus电路仿真 (14)

6. 仿真结果分析 (17)

6.1 频率及放大倍数测量

6.2 理论比较

6.3 误差分析

7. 设计总结 (18)

8. 心得体会 (19)

9. 参考文献 (20)

10.元器件清单 (21)

11.自问自答 (22)

12.成绩评定表 (23)

1. 模电课设概述

1.1设计背景

电子琴是一种键盘乐器，采用半导体集成电路，对乐音信号进行放大，通过扬声器产生音响。

现在的电子琴一般使用PCM或AWM采样音源。所谓采样就是录制乐器的声音，将其数字化后存入ROM里，然后按下键时CPU回放该音。甚至有一些高级编曲键盘可以使用外置采样（比如Tyros 3的硬盘音色）。现代电子琴并非“模仿”乐器音色。它使用的就是真实乐器音色。当然，现在力度触感在电子琴里是必备的。而且现代电子琴还加上了老式电子琴的滤波器，振荡器，包络线控制来制造和编辑音色。甚至也带上了老式电子琴的FM合成机构。

本次课程设计主要是通过对电子琴主体部分的电路进行模仿设计，按下不同琴键改变RC值，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音调，从而达到电子琴固有的基本功能。

1.2 设计目的及意义

1）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。

2）锻炼学生自学软件的能力及分析问题、解决问题的能力。

3）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。

4）巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能。

5）为今后从事电子技术领域的工程设计打好基础基本要求。

2.Proteus软件简介

Proteus软件是由英国LabCenter Electronics公司开发的EDA工具软件，由ISIS和ARES两个软件构成，其中ISIS是一款便捷的电子系统仿真平台软件，ARES是一款高级的布线编辑器，它集成了高级原理布线图、混合模式SPICE电路仿真、PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。

Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、A VR、ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。

Proteus软件的模拟仿真直接兼容厂商的SPICE模型，采用了扩充的SPICE3F5电路仿真模型，能够记录基于图表的频率特性、直流电的传输特性、参数的扫描、噪声的分析、傅里叶分析等，具有超过8000种的电路仿真模型。

Proteus软件支持许多通用的微控制器，如PIC、A VR、HC11以及8051；包含强大的调试工具，可对寄存器、存储器实时监测；具有断点调试功能及单步调试功能；具有对显示器、按钮、键盘等外设进行交互可视化仿真的功能。此外，Proteus可对IAR C-SPY、KEIL等开发工具的源程序进行调试。

此外，在Proteus中配置了各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、频率计，便于测量和记录仿真的波形、数据。