毕业设计 简易无线电子琴

电子技术课程

设计报告

题目：简易无线电子琴

专业：电子信息工程（本）

班级：061班

成绩：

1 . 实验简介：

简易无线电子琴是以CMOS计数器CD4060作为音频振荡器，通过收音机能听到其发出9个具有银色圆润甜美的音符。

2. 元器件的选择：

IC选用14位二进制计数/分频振荡电路

CD4060。CD4060由一振荡器和14级二进制

串行计数器位组成，振荡器的结构可以是RC

或者晶振电路。CR为高电平时，计数器清零并且振荡器使用无效，所有的计数器位均为主从触发器。在CP1（和CP0）的下降沿计数器以二进制进行计数，在时钟脉冲线上使用施密特触发器对时钟上升和下降时间无限制。

（1）

CD4060提供了16引线多层陶瓷双列直插（D）,熔封陶瓷双列直插（J），塑料双列直插（P）和陶瓷片状载体（C）4种封装形式。

（2）（3）

CD4060的工作环境：

●VT选用9018或者3DG142型等超高频，低噪声小功率硅NPN三极管，要求电流放大

系数β>80,f T≥800MHz。

●RP1——RP9选用WS-2型有机实芯微调电位器。

●C1 ~ C3选用CT1型低频陶瓷介电容器；C4 ~ C7选用CT1型高频陶瓷介电容器。

●SB1 ~ SB9选用小型无锁轻触按键开关；SA选用1×1小型拨动式开关。

●L可以使用ф0.5mm漆包线在铅笔杆上平绕6匝后脱胎即成，天线W可以用600mm长

的塑料外皮软导线。

●G采用4F22 —6V型叠层干电池4节5号干电池串联组成6V直流电源供电，按键开

关SA用与接通电源。

●阻值为100Ω（实测值为101Ω）的电阻R1,R3,阻值为24KΩ（实测值为22KΩ）的电

阻R2.

3. 实验仪器：

数字万用表VD920，示波器V-252B 一台收音机

4. 电路工作原理：

在简易无线电子琴电路原理图中CD4060第9脚外接振荡定电容，第10脚外接振荡定

时电阻，调节RP1 ~ RP3的值，即可使振荡器在按下SB1 ~ SB9时依次发出的1，2，3，4，

5，6，7， 1，2等9个音符。音频信号从CD4060第5脚输出，经R1限流后，再经C2耦

合，送入由VT 和外围元件组成的载频振荡器中进行调频。R 2为VT 的集极提供偏置电压。

R 3为直流反馈，直流反馈的引入使得集电极电流的变化能够通过R 3形成电压V E =V 3,并反馈

到输入回路中来，从而影响三极管反射集两端的偏置电压V BE ，来控制偏置电流I B ，继而控

制集电极电流I C ，最终达到工作点稳定的目的。

T ↑ → I B ↑ → I C ↑ → I E ↑ → V E ↑ → V BE ↓ → I B ↓ → I C ↓

C 3使VT 基极交流接地，构成共集极电路。共集极放

大电路输入电阻小，输出电阻大，电压放大倍数大，

输入信号与输出信号相位相同，频带宽度较宽，频率

响应较好。C 4为正反馈电容，电感L 与电容器C 6,C 5,C 4

组成为一典型的电容三点式振荡器，该振荡器的工作

频率由电感L 和电容C 6,C 5,C 4决定。从CD4060第5

脚输出的音频信号叠加到VT 基极，使VT 集电极的电

交流通路图

压发生变化，同时集电极电容发生改变，从而使载频振荡器的槽路总电容改变，最终达到调

频的目的。调频信号经C7耦合后，由天线向空间发射，用一台调频接收机即可接收。

由公式可以得出：

541

28.111c PF c c ==+

空心线圈电感量计算公式:

L=(0.01×D×N×N)÷(L÷D+0.44)

线圈电感量 l 单位: 微亨

线圈直径 D 单位: cm

线圈匝数 N 单位: 匝

线圈长度 L 单位: cm

其中L=2cm ，D=0.cm9，N=5（由于我们的线圈第一和最后一圈都只有半圈）

计算过程：

20.010.950.225()0.082 2.660.440.9

L H H μμ⨯⨯===+

106.2o f MHz ===

5. 电路的设计

与调试:

( 1 ) 电路的设计与

制作：

首先，按原理

电路图对元器件进

行排版并依次安装

在万用板上，如实

际电路接线图所

示，在确认无误后，

用焊烙铁把各元器

件固定好，再用锡

丝焊出导线即可，成品如下图所示。原理电路图

此时，用万用表检查是否出现断路、短路或其它问题。检查无误后进行调试，包装，完成。线圈的制作，用ф0.5mm漆包线在铅笔杆上平绕6匝，注意要把两头的漆用火烧掉（漆起到绝缘作用）并且要注意线圈的密集程度。天线的简易制作，用8~10条漆包线绕在一起并且两头都用锡焊好。

实际电路布线图（万用板背面）

实际电路接线图

（2）电路的装调

将所有电子元器件安装在一块自制电路板上，并将其装入大小合适的塑料或木制盒内，在盒子上固定好电源开关SA以及SB1 ~ SB9按键。接线无误后，接通电源，依次按下SB1 ~ SB9，调节RP1 ~ RP9使调频接收机能够听到电子琴依次发出1，2，3，4，5，6，7，1

等9个音符。改变L匝间的距离或C6的容量，可以使电子琴发射的中心频率正好落在88 ~ 108MHz的调频收音机接收频段内。注意发射频率还要避开当地调频广播的中心频率，以免互相之间发生干扰。

调试结果：收音机调试到101.6MHz时，能够清晰地收听到电子琴9个音符发出的声音。由于元器件不够精确的原因，导致实际值与计算值之间存在误差。

6. 实验技术指标：

1、电路元器件的连接：由于该电路大部分属于高频电路，所以个元器件之间的连线应尽量短。电路的焊接和各焊点应尽量圆润，防止产生分布电容。

2、天线的制作：高频发射的天线应该尽量符合标准，长度必须达到600mm以上。

3、电感的制作：电感直接影响到频率的发射，所以电感的制作选用直径为0.5的漆包线，绕完成后，应防止电感与其他元件直接接触。

4、包装：包装应选用对电路没影响的塑胶或卡纸等，注意包装过程对各元器件的保护。

5、整体效果：应达到整体效果美观，特别是个琴键的制作要达到电子琴的简单外观。