電子技術(shù)課程設(shè)計報告模板11

1、電子技術(shù)課程設(shè)計報告學(xué) 院：計算機科學(xué)與技術(shù) 專業(yè)班級： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 完成時間： 2015.7.1 成 績： 評閱意見： 評閱教師 日期 電子技術(shù)課程設(shè)計報告 簡易電子琴的模擬電路設(shè)計一. 設(shè)計要求簡易電子琴的模擬電路設(shè)計（1） 掌握正弦振蕩器的構(gòu)成、原理以及設(shè)計方法。 （2）. 熟悉模擬原件的選擇、使用方法。 （3） 學(xué)會以及熟練掌握Multisim，達(dá)到仿真測試目的。二. 設(shè)計的作用、目的本次課程設(shè)計主要是通過對電子琴主體部分的電路進(jìn)行模仿設(shè)計，按下不同琴鍵改變RC值，發(fā)出C調(diào)的八個基本音階，采用運算放大器構(gòu)成振蕩電路，用集成功放電路輸出音調(diào)，從而達(dá)到電子琴固有的基本功能。三.

2、 設(shè)計的具體實現(xiàn)1 系統(tǒng)概述我設(shè)計的簡易電子琴一共包括四個主要部分：RC振蕩電路部分、信號放大部分、電壓控制部分、功率放大部分。1）.音樂產(chǎn)生原理由于一首音樂是許多不同的音階組成的，而每個音階對應(yīng)著不同的頻率，這樣我們就可以利用不同的頻率的組合，即可構(gòu)成我們所想要的音樂了。如果能夠通過某種電路結(jié)構(gòu)產(chǎn)生特定頻率的波形信號，再通過揚聲器轉(zhuǎn)換為聲音信號，就能制作出簡易的樂音發(fā)生器，再結(jié)合電子琴的一般結(jié)構(gòu)，就可實現(xiàn)電子琴的制作了。查閱資料找到C調(diào)音階對應(yīng)的基本頻率，如下表1所示。2）.設(shè)計方框圖按鍵輸入頻率信息RC橋式振蕩器電壓控制器功率放大器揚聲器3）.設(shè)計實現(xiàn)電子琴功能的電路圖，將各個部分連接起來

3、。如下圖所示，表示為實現(xiàn)電子琴功能的整體電路。圖 1-12單元電路設(shè)計(或仿真)與分析 設(shè)計原理2.1振蕩電路原理 由于RC振蕩電路，一般用來產(chǎn)生1HZ1MHZ范圍內(nèi)的低頻信號；而LC振蕩電路一般用來產(chǎn)生1MHZ以上的高頻信號，由上表我們可以知道選擇RC振蕩電路。其基本電路為RC文氏電橋振蕩電路。2.1.1 RC橋式振蕩電路圖2.1.2 RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò) RC橋式振蕩電路可以選出特定頻率的信號。具體實現(xiàn)過程的關(guān)鍵是RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)，其理論推導(dǎo)如下： 可得選頻特性： 即當(dāng)f0=1(2RC)時，輸出電壓的幅值最大，并且輸出電壓是輸入電壓的13，同時輸出電壓與輸出電壓同相。通過該RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)

4、絡(luò)，可以選出頻率穩(wěn)定的正弦波信號，也可通過改變R，C的取值，選出不同頻率的信號。2.1.3 振蕩條件1）自激振蕩條件 圖2所示為含外加信號的正弦波振蕩電路，其中A，F(xiàn)分別為放大器回路和反饋網(wǎng)絡(luò)的放大系數(shù)。圖2中若去掉Xi，由于反饋信號的補償作用，仍有信號輸出，如圖3所示Xf=Xi，可得自激振蕩電路。自激振蕩必須滿足以下條件： 2） 起振條件自激振蕩的初始信號一般較小，為了得到較大強度的穩(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，信號經(jīng)過了選頻和放大兩個階段。具體來說，是對于選定的頻率進(jìn)行不斷放大，非選定頻率的信號進(jìn)行不斷衰減，結(jié)果就是得到特定頻率的穩(wěn)定波形。3.2.1.

5、4器件選擇 知道了電容值通過公式 f=f0=12RC 結(jié)合表一，即可計算出八個音階對應(yīng)的電阻值，分別為R1=36.4K，R2=28.7 K，R3=23.3 K，R4=20.4 K，R5=16.2 K，R6= 13.1K，R10=10.3 K，R17=9.1 K，通過值選擇電阻器件（就近原則）。3電路的安裝與調(diào)試介紹電路安裝調(diào)試過程中所遇到的主要技術(shù)問題，給出現(xiàn)象記錄、原因分析、解決措施及效果，詳細(xì)介紹電路的性能指標(biāo)或功能的測試方法、步驟、儀器設(shè)備、記錄的圖表和數(shù)據(jù)。仿真結(jié)果如下圖2-1、3-1所示。 圖 2-1 圖 3-1 簡易電子琴的電路連接實例圖，實現(xiàn)電子琴的發(fā)聲功能，如下圖所示 圖 3-

6、2四心得體會、存在問題和進(jìn)一步的改進(jìn)意見等首先是利用Multisim軟件連接實驗電路時，由于對軟件操作不太熟悉，經(jīng)常找不到要用的元件，在找元件上花了不少時間。尤其是最后的那個蜂鳴器不知道上哪找，最后在老師的指導(dǎo)下利用search搜索出了BUZZER元件，還有由于自己的粗心，沒有發(fā)現(xiàn)少連接了一根導(dǎo)線就進(jìn)行測試，正確結(jié)果沒有出來，再次檢查檢查電路，找到問題并且進(jìn)行了修正。最后經(jīng)過調(diào)試，輸出了正確的三個波形。仿真結(jié)果出來的時候，真的好開心！在整個仿真過程中，不斷的查找問題，解決問題，借助網(wǎng)絡(luò)查找資料，增長了知識，同時我的操作能力也在不斷的增強，解決問題的思維得到了提高。簡易電子琴的實際電路圖連接過程

7、中，跟在軟件上仿真比起來，還是很有難度的，在實際操作中遇到不少問題。首先就電路的連接方面，由于對電路的連接操作不熟悉，電路連接的很亂，并且電路連接錯誤，在信號上得不到結(jié)果，后來聽從老師建議對電路進(jìn)行逐項檢查，發(fā)現(xiàn)問題所在：電源電量不足，電容和電阻連接錯誤。后來拆掉原電路重新連接，對電路進(jìn)行簡化，不懂得地方請教了老師。通過這次實際電路的連接實驗，我認(rèn)識到自己學(xué)習(xí)方面的許多不足之處，基本知識掌握不夠好，動手能力差，往后的實驗里，我一定會不斷提高自己的能力，不斷進(jìn)步。同時感謝老師的耐心教導(dǎo)，謝謝老師！五附錄元器件明細(xì)表元器件清單序號名稱型號數(shù)量1集成運算放大器LM324AD12電源GROUND13電

8、源VCC=12V24電源VEE=-12V15連動開關(guān)DIPSW186滑動變阻器5K17滑動變阻器100K18二極管1N414829定值電阻36.4K110定值電阻28.7K111定值電阻23.3K112定值電阻16.2K113定值電阻13.1K114定值電阻10.3K115定值電阻1K216定值電阻5K117定值電阻2K118電容100nf219電解質(zhì)電容10f220電解質(zhì)電容100f121蜂鳴器200HZ122泰克示波器XSC11LM324引腳圖六參考文獻(xiàn)1 房國志.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M.5版.北京：高等教育出版社，2010.2 楊素行.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程M.3版.北京：高等教育出版社，

9、2006.3 王立欣，楊春玲.電子技術(shù)實驗與課程設(shè)計M.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005.4 譚會生，張昌凡.EDA技術(shù)及應(yīng)用-Verilog HDL版M.3版.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2011.5 陳新華.EDA技術(shù)與應(yīng)用M.北京：機械工業(yè)出版社，2008. 函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計1 設(shè)計要求 1. 用集成運放組成正弦波、方波、三角波發(fā)生器2. 用幅值和頻率可以自定義3. 正弦波、方波和三角波的幅值、頻率可調(diào)。4. 頻率范圍 ：在1 Hz10Hz，10 Hz -100 Hz,100 Hz -1000 H

10、z等三個波段。5. 輸出電壓：方波U24V，三角波U8V，正弦波U>1V。2 設(shè)計的作用、目的1. 掌握信號發(fā)生器原理2. 熟悉集成運放的使用3. 熟悉Multisim軟件3 設(shè)計的具體實現(xiàn)1.系統(tǒng)概述原理框圖 圖 4-1波形發(fā)生器的原理圖函數(shù)發(fā)生器的總方案 函數(shù)發(fā)生器一般是指能自動產(chǎn)生正弦波、三角波、方波及鋸齒波、階梯波等電壓波形的電路或儀器。根據(jù)用途不同，有產(chǎn)生三種或多種波形的函數(shù)發(fā)生器，使用的器件可以是分立器件 (如低頻信號函數(shù)發(fā)生器S101全部采用晶體管)，也可以采用集成電路(如單片函數(shù)發(fā)生器模塊8038)。為進(jìn)一步掌握電路的基本理論及實驗調(diào)試技術(shù)，本課題采用由集成運算放大器與晶

11、體管差分放大器共同組成的方波三角波正弦波函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計方法。產(chǎn)生正弦波、方波、三角波的方案有多種，如首先產(chǎn)生正弦波，然后通過整形電路將正弦波變換成方波，再由積分電路將方波變成三角波；也可以首先產(chǎn)生三角波方波，再將三角波變成正弦波或?qū)⒎讲ㄗ兂烧也ǖ鹊?。本課題采用先產(chǎn)生方波三角波，再將三角波變換成正弦波的電路設(shè)計方法，本課題中函數(shù)發(fā)生器電路組成框圖如下所示：由比較器和積分器組成方波三角波產(chǎn)生電路，比較器輸出的方波經(jīng)積分器得到三角波，三角波到正弦波的變換電路主要由差分放大器來完成。差分放大器具有工作點穩(wěn)定，輸入阻抗高，抗干擾能力較強等優(yōu)點。特別是作為直流放大器時，可以有效地抑制零點漂移，因此可將

12、頻率很低的三角波變換成正弦波。波形變換的原理是利用差分放大器傳輸特性曲線的非線性。2. 單元電路設(shè)計(或仿真)與分析仿真電路如圖所示3. 電路的安裝與調(diào)試仿真結(jié)果如圖5-1、6-1所示 圖 5-1 圖 6-1實際連接電路圖如所示 圖 7-1輸出正弦波如圖8-1所示 圖 8-1輸出方波如圖9-1所示 圖 9-1三角波如圖 圖 10-14 心得體會、存在問題和進(jìn)一步的改進(jìn)意見等 通過這次實驗，使我更加熟悉了Multisim軟件的使用，同時對于信號發(fā)生器原理有了更加深刻的理解。實驗過程中，由于沒有把接地線接在面包板的同一側(cè)，始終沒有測出正確的波形，可是自己檢查不出來，最終在老師的指導(dǎo)下，發(fā)現(xiàn)問題所在

13、，接地線更正到面包板同一側(cè)后，調(diào)試后得到正確波形。試驗中對于色環(huán)電阻，通過萬用表測量出其值后使用，經(jīng)查閱參考資料知道了色環(huán)電阻的識別方法。實驗過程中要耐心細(xì)致，有時候因為自己的不細(xì)心，少連接一個原件，或者使用了壞了的原件，將導(dǎo)致實驗的檢查變得繁瑣，因此，實驗過程中一定要認(rèn)真細(xì)心，實驗前，對原件做好檢查?？吹阶约哼B接的電路可以正確運行，心里充滿喜悅，同時感謝幫助我的同學(xué)和老師。5 附錄1. 元器件明細(xì)表序號名稱型號數(shù)量1集成運算放大器LM324AD22電源GROUND43電源VCC=6V24電源VEE=-6V15定值電阻10k46定值電阻2k17滑動變阻器2k18電容10nf29電容100nf110泰克示波器XSC1122導(dǎo)線若干色環(huán)電阻識別1.首先應(yīng)記住口訣：黑，棕，紅，橙，黃，綠，藍(lán)，紫，灰，白， 金， 銀2.參照圖的順序識別色環(huán)電阻上的顏色，第一位紅色代表2、第二位綠色代表5、第三位棕色（為10的倍數(shù)，即10的1次方）、第四位是電阻的誤差范圍即銀色10%的誤差，即25*10=250的電阻，誤差范圍是±10%6 參考