简易电子琴的设计与制作

简易电子琴的设计与制作

1．实验目的

（1）初步建立系统的概念，培养综合应用模拟电路知识的能力。 （2）学习小型模拟电子系统的设计、安装和调试方法。 2．预习要求

（1）复习函数发生器、集成功率放大器、直流稳压电源的工作原理。

（2）根据图1所示电子琴原理框图、在给定的元器件范围内，设计电子琴电路图，并标出集成芯片的型号和引脚号码（便于安装、调试）。

（3）根据表1所示八个音阶的频率，计算相关电阻、电容的数值。 3．实验仪器、装置和元器件（仅供参考）

4．实验电路的原理和设计要求 （1）电子琴电路的组成

电子琴的原理电路组成框图如图1所示。

在图1中，正弦波/方波产生电路是电子琴的核心部分，由它按照八个音阶产生振荡信号，再将不同频率的振荡信号送到音频功率放大器输入端进行放大，即可听到对应音阶的声音。直流稳压电源的功能是为正弦波/方波发生器、音频功率放大器提供直流电源。

（2）电子琴电路的设计要求 正弦波/方波产生电路 信号产生电路可由通用型集成运算放大器 μA741、再加上外围电

路组成。信号产生电路既可以采用正弦波振荡电路，也可以采用方波发生电路，电路产生的振荡频率与音阶（钢琴中央C 调）的对应关系如表1所示。

注：a ）若采用方波产生电路，则振荡频率应为基波频率。

b ）设计振荡电路时，建议先选定电容器在pF ~ nF 量级，再计算电阻值，最后按

照附录B 的标称电阻系列选择实际电阻阻值。

表1

图1

音频功率放大器

音频功率放大器采用LM386构成典型应用电路即可。

注：若信号产生电路输出信号较大时，可用电位器对功放的输入信号进行分压或调整。 直流稳压电源

直流稳压电源的组成框图如图2所示。由于集成运算放大器 μA741需要正、负两组电源，故直流稳压电源应提供 ± (10 ~ 15)V 之间的固定电压，稳压电路可选择三端集成稳压器W7800/7900系列中合适的芯片。

注：为了输出正、负两组电源，应采用带有中心抽头的变压器，整流、滤波、稳压均应为两套电路，但注意正、负两组电源应有一个公共的接地点。

5. 实验电路的安装及调试 （1）实验电路的安装

按照实验前预先设计好的电路图连接电路，并检查接线是否正确。 （2）实验电路的调试

模块调试：按照电路框图，逐一调试每一模块。在调试过程中，可利用实验室提供的仪器和设备，如用万用表测量连线的通断、用示波器观察信号产生电路的输出波形是否正常等。

系统调试：将整个电路连起来构成一个系统进行联调。 6．实验总结要求

（1）根据所选定的实际标称电阻值，计算信号产生电路的输出频率（对应音阶1 ~ i ）。 （2）总结实验的收获、体会及遇到的问题。

实验过程及要求：

1. 设计电路，计算电路参数；（需要经过老师审核）

2. 按设计领取元器件，及实验装置；

3. 安装调试；（按照频率要求发出8个音阶的声音）

4. 老师逐一验收；

5. 撰写总结报告。

图2

交流 电源 + (10 ~ 15)V – (10 ~ 15)V