一.设计任务与要求 §1.玩具电子琴有八个琴键,分别代表1、2、3、4、5、6、7、i八个不同的音符,每按下一个琴键,扬声器发出一个音符的声音。 §2.演奏时的音量和节拍可以调节,以满足演奏一般歌曲的需要。 一.设计框图及电路系统概述 (1)基本原理 电子琴是通过震荡器(Oscillator)、滤波器(Filter)和以及包络(Envelope)等环节构成,通过调整频率,发出不同的音调,最后通过扬声器发出声音。通过555,三极管,变压器等都能实现。 【555构成的振荡器电路】 下图时555定时器电路构成的振荡器电路,其中RA、RB、C为一个定时器件,其输出的波形为一个方波,其输出高电平的时间宽度为: T1=0.7RAC T2=0.7C 其总的输出方波的周期为: T=T1 T2=0.7RAC 在上面的方波中其高电平的时间无法与低电平的时间相同,这是因为两个时间相同时,电阻RA就必须为0,这是不允许的(你可以自行分析一下)。为了得到高、低电平时间相同(通常用占空比来表示,即占空比为50%)的方波,可通过对电路进行一些改进就可以了,图(b)就是改进型电路。 (2)方案确定 本次实验我们采用的方案是数字电子琴。数字电子琴所用器件较少(或者说较为集成),故电路简单、原理明了,价钱上也会低得多。模拟式电子琴所用器件较为复杂、繁多,而且模拟式电子琴所用原理为正弦震荡,产生震荡的条件对元器件要求特别高,不易实现,稍有漏洞就会失败且不易查错;而且会用到电感元件,这样就会不可避免地发生互感干扰,而我们现有的条件还不能避免这种干扰。 在我们查到的几种方案中,有通过555实现的,有通过几个三极管实现的,还有通过变压器来实现。经过比较,用555电路比较简单,容易实现,而且比较经济、实用。 三.各单元电路的设计方案及原理说明 电路总的分为三部分,即音调发生部分,节拍发生部分以及数码显示部分。 1.音调发生部分 电路中的R1~R8(电路途中未标出)为振荡频率选择电阻(电位器),它与C1和R5组成8种不同的振荡频率。选频信号由S1~S8 轻触按键控制。经555(1)的3脚C5进行滤波确保音质,这样按下按键 BL1就可以发出响量的声音。电位器 RP1用于调节扬声器BL1的音量大小。对于555(1),当按下不同的琴键按钮SB1~SB8时,其定值电阻的阻值将不同,输出方波频率将不同。 ...... |
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