模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)——簡(jiǎn)易電子琴(編輯修改稿)
2024-12-09 07:53 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 RC 橋式振蕩器 電壓控制器 功率放大器 揚(yáng)聲器 簡(jiǎn)易電子琴 4 4 各部分電路設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算 各部分電路設(shè)計(jì) RC 橋式振蕩電路 S1K e y = S p a c eS2K e y = S p a c eR15kΩR55kΩC12 8 . 6 5 n FC22 5 . 4 5 n FR32kΩR23 .9 1 k ΩR6505ΩV C C 12VV E E 1 2 VD21 N 4 0 0 1D11 N 4 0 0 1U1O P 0 7 C P3247681V C CV E E8C32 2 . 9 n FC42 1 . 4 5 n FC51 9 . 0 8 n FC61 7 . 1 5 n FC71 5 . 2 5 n FC82 8 . 6 5 n FC92 5 . 4 5 n FC 1 02 2 . 9 n FC 1 12 1 . 4 5 n FC 1 21 9 . 0 8 n FC 1 31 7 . 1 5 n FC 1 41 5 . 2 5 n F37911121314151617181920212220R416kΩK e y = A50%5R916kΩK e y = A50%2410 圖 RC 橋式振蕩電路圖 RC 橋式振蕩電路是由 RC 串并聯(lián)組成的選頻網(wǎng)絡(luò)和一套由集成運(yùn)放 OP07CP 構(gòu)成 電壓負(fù)反饋組成的放大網(wǎng)絡(luò) 所構(gòu)成的。 如圖所示，根據(jù)設(shè)計(jì)思路， 我們的 RC 橋式振蕩電路 上面的電阻部分由 定值電阻 R1 和一個(gè)滑動(dòng)變阻器 R4 串聯(lián) 構(gòu)成 ；電容 部分 則使用 7 個(gè)電容并聯(lián)， 聯(lián)動(dòng)開關(guān) 控制 ；按標(biāo)準(zhǔn)形式連接電路，完成后 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使其阻值 為 零 ， 這樣就可根據(jù)已知頻率調(diào)出預(yù)期輸出頻率。按同樣的道理，振蕩電路下面部分由相同的電阻和電容并聯(lián)構(gòu)成。 放大網(wǎng)絡(luò)我們 直接 使用集成運(yùn)放 做 主要的放大元件， 并按設(shè)計(jì)思路接入電阻和穩(wěn)壓元件。然后調(diào)試、仿真，使其增益值能達(dá)到起振的條件。 簡(jiǎn)易電子琴 5 電壓控制器 V C C 12VV E E 1 2 VR727kΩR86kΩK e y = A50%U 2 BT L 0 8 4 A C D561147V E EV C C1023 圖 電壓控制器電路圖 電壓控制器的設(shè)計(jì)： 我們采用一個(gè)定值電阻和一個(gè)滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，并將滑動(dòng)變阻器接地，在這兩個(gè)電阻之間接入一個(gè)由集成運(yùn)算放大器 TL084ACD 構(gòu)成的電壓跟隨器 。 同時(shí)分別在集成運(yùn)放的 4 腳和 11 腳上接入正 負(fù) 12V 的直流電源。這樣就可以通過改變滑動(dòng)變阻器的阻值來影響輸入電壓的分配，進(jìn)而改變輸入到功放的電壓大小。 簡(jiǎn)易電子琴 6 功率放大器 V C C 12VV C C 12VV E E 1 2 VV E E 1 2 VU 3 AL M 3 2 4 N321141U 4 BL M 3 2 4 N561147V C CV E EV C CV E E1 2 圖 功率放大器電路圖 功率放大器的設(shè)計(jì)： 為了充分利用集成運(yùn)放的功能，對(duì)于此部分的設(shè)計(jì)，我們主要采用兩個(gè)完全相同的、由 集成運(yùn)算放大器 （ LM324N） 構(gòu)成的電壓跟隨器，每一個(gè)電壓跟隨器都接入正負(fù) 12V 直流電源，并將它們并聯(lián)；對(duì)并聯(lián)后的電路而言，集成運(yùn)放的輸入、輸出電壓相同；對(duì)電流具有放大作用；因此構(gòu)成功率放大器。 這樣就可以將較弱信號(hào)進(jìn)行放大。 各部分參 數(shù)計(jì)算 RC 橋式振蕩電路 （ 1）選頻網(wǎng)絡(luò) R、 C 數(shù)值大小的計(jì)算： 由于 自激振蕩的初始信號(hào)一般較小，為了得到較大強(qiáng)度的穩(wěn)定波形，起振條件需滿足|AF|1 。在輸出穩(wěn)定頻率的波形前，信號(hào)經(jīng)過了選頻和放大兩個(gè)階段。具體來說，是對(duì) 于選定簡(jiǎn)易電子琴 7 的頻率進(jìn)行不斷放大，非選定頻率的信號(hào)進(jìn)行不斷衰減，結(jié)果就 能 得到特定頻率。 若想使 RC 橋式振蕩 電路產(chǎn)生振蕩， 則必須滿足 相應(yīng) 公式 ： 輸入信號(hào)的角頻率為： 即輸入信號(hào)的頻率為 ： 所以可導(dǎo)出電容的計(jì)算公式為： 7 個(gè)音階 的低音頻率為： 表 1 七個(gè)音階的低音頻率 音階唱名 dou ruai mi fa sou la xi 頻率 /HZ 264 297 330 352 396 440 495 根據(jù)公式可以分別求出 7 個(gè)低音頻率對(duì)應(yīng)的電容 C 的大小 分別為 ： 表 2 七個(gè)頻率對(duì)應(yīng)的電容 音階唱名 dou ruai mi fa sou la xi 電容 nf 7 個(gè)音階 的中音頻率為： 表 3 七個(gè)音階的中音頻率 音階唱名 dou ruai mi fa sou la xi 頻率 /HZ 523 578 659 698 784 880 988 通過公式 : 可以求出在對(duì)應(yīng)的中音頻率下連入電路中的電阻大小分別為： 簡(jiǎn)易電子琴 8 表 4 對(duì)應(yīng)中音頻率接入電路的阻值 音階唱名 dou ruai mi fa sou la xi 電阻 所以滑動(dòng)變阻器接 入的阻值為 ， 即滑動(dòng)變阻器調(diào)到總阻值的 35%時(shí) ,就可以產(chǎn)生中音頻率 所對(duì)應(yīng)的波形。 7 個(gè)音 階的高音頻率為： 表 5 七個(gè)音階的高音頻率 音階唱名 dou ruai mi fa sou la xi 頻率 /HZ 1046 1175 1318 1397 1568 1760 1976 通過公式 : 可以求出在對(duì)應(yīng)的高 音頻率下連入電路中的電阻大小分別為： 表 6 對(duì)應(yīng)高音頻率接入電路的阻值 音階唱名 dou ruai mi fa sou la xi 電阻 所以滑動(dòng)變阻器連入的阻值為 ,即滑動(dòng)變阻器調(diào)到總阻值的 1%時(shí)就可以產(chǎn)生高 音頻率 所對(duì)應(yīng)的波形，并由示波器顯示出來。 （ 3） 放大電路參數(shù)的計(jì)算： 由于 RC 振蕩電路的反饋電壓增益 : 所以放大電路的電壓增益為 : 即 : 簡(jiǎn)易電子琴
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