變音信號產(chǎn)生器設計說明書

/學號：電子綜合實訓題目變音信號產(chǎn)生器的設計學院專業(yè)班級姓名指導教師陳夢葦2016年7月5日電子綜合實訓任務書學生姓名：專業(yè)班級：指導老師：陳夢葦工作單位：XX理工大學理學院題目：變音信號產(chǎn)生器電路的設計初始條件：直流可調(diào)穩(wěn)壓電源一臺、萬用表一塊、面包板一塊、元器件若干、剪刀、鑷子等必備工具要求完成的主要任務：〔包括電子綜合實訓工作量及其技術要求以及說明書撰寫等具體要求技術要求：設計一個變音信號發(fā)生器.使它能按一定規(guī)律交替發(fā)出兩種不同的聲音。兩種聲音的頻率和節(jié)拍可通過電路參數(shù)調(diào)整根據(jù)需要改變.使聲音達到滿意的效果。主要任務：〔一設計方案按照技術要求.提出自己的設計方案〔多種并進行比較；以NE555時基集成電路為主.設計一個變音信號產(chǎn)生器〔實現(xiàn)方案；依據(jù)設計方案.進行預答辯；〔二實現(xiàn)方案根據(jù)設計的實現(xiàn)方案.畫出電路邏輯圖和裝配圖；查閱資料.確定所需各元器件型號和參數(shù)；在面包板上組裝電路；自擬調(diào)整測試方法.并調(diào)試電路使其達到設計指標要求；撰寫設計說明書.進行答辯。撰寫電子綜合實訓說明書：封面：題目.學院.專業(yè).班級.姓名.學號.指導教師.日期任務書目錄〔自動生成正文：1、技術指標；2、設計方案及其比較；3、實現(xiàn)方案；4、調(diào)試過程及結(jié)論；5、心得體會；6、參考文獻成績評定表時間安排：電子綜合實訓時間：19周19周：明確任務.查閱資料.提出不同的設計方案〔包括實現(xiàn)方案并答辯；按照實現(xiàn)方案進行電路布線并調(diào)試通過；撰寫電子綜合實訓說明書。指導教師簽名：2016年6月27日系主任〔或負責老師簽名：2016年7月8日目錄1設計指標12設計方案及其比較12.1方案一12.2方案二22.3方案三22.4方案比較33實現(xiàn)方案34調(diào)試過程和結(jié)論55心得體會56參考文獻6變音信號產(chǎn)生器的設計1設計指標設計一個變音信號發(fā)生器.使它能按一定規(guī)律交替發(fā)出兩種不同的聲音。兩種聲音的頻率和節(jié)拍可通過電路參數(shù)調(diào)整根據(jù)需要改變.使聲音達到滿意的效果。2設計方案及其比較2.1方案一方案一的原理圖如圖1所示.該電路由兩片NE555芯片組成.第一片為多諧振蕩器.從3管腳輸出周期性變化的脈沖信號接入右邊的555的5管腳。當?shù)谝徊糠州敵龅碗娖綍r接入第二部分.第二部分中的管腳2、6的參考電壓分別為1/3Vcc和2/3Vcc。當?shù)谝徊糠州敵龈唠娖綍r接入第二部分.第二部分中的管腳2、6的參考電壓分別為1/2Vo1和Vo1。第二片芯片也構(gòu)成多諧振蕩器.但由于第一片輸出的高低電平寬度不同且5端參考電壓的不同.則會輸出兩種周期信號.且為交替發(fā)聲.從而實現(xiàn)變音。改變RV1和RV2可以相應地改變喇叭發(fā)出聲音的節(jié)拍和音調(diào)高低。圖1方案一的原理圖2.2方案二方案二的原理圖如圖2所示.此方案也是由兩個基本555定時器構(gòu)成的多諧振蕩電路.其原理與方案一大致相同.所不同的是由第一片輸出3端經(jīng)三極管來影響電阻大小從而影響2、6端參考電壓的大小。第一片555依舊是形成矩形脈沖。圖2方案二原理圖2.3方案三方案三的原理圖如圖3所示,該電路圖由兩片NE555芯片構(gòu)成的低頻兩級多諧振蕩器.彼此相互獨立.兩片芯片的輸出端接一電容和電阻后并聯(lián).2個信號調(diào)制后接入到喇叭中.通過調(diào)節(jié)輸入電壓來改變其中一個信號的頻率和幅值.從而改變調(diào)制聲音的音調(diào)和頻率.以此來實現(xiàn)變音效果。圖3原理圖2.4方案比較以上三種方案都符合電路的運算公式.然而運用ISIS進行了仿真發(fā)現(xiàn)精確度相差比較大.且實際操作起來優(yōu)劣勢也很明顯。對于第一種方案.電路簡單.可以比較穩(wěn)定的輸出兩種不同的頻率.且頻率穩(wěn)定.發(fā)聲易于調(diào)節(jié).更易于實現(xiàn)；第二種方案與第一種相似.雖然在第一種的基礎上做出來改編.但是這樣一來電路就變得復雜.在調(diào)試的過程中兩種聲音變化不是很明顯.且很難調(diào)節(jié)到合適發(fā)聲的頻率；第三種方案電路顯得更加復雜.切得到的頻率極不穩(wěn)定.基本發(fā)不出聲音或者根本無法區(qū)別發(fā)出兩種聲音.調(diào)試就顯得更加困難了。因此選擇第一種方案作為實現(xiàn)方案。3實現(xiàn)方案綜上所述.將選擇方案一來實現(xiàn)變音信號產(chǎn)生電路的設計.實現(xiàn)過程中將用到表1中器件。表1元件列表元器件名稱規(guī)格數(shù)量原器件名稱規(guī)格數(shù)量直流源15V1面包板1萬用表1導線若干電阻10k2剪刀1電阻33k2鑷子1電阻51k1NE555芯片2電容33uF1電容0.01uF1電容0.1uF1電容100uF1實驗中所用到的NE555芯片管腳圖如圖：圖4NE555管腳圖NE555內(nèi)部原理圖：圖5NE555內(nèi)部電路圖其中：1地GND2觸發(fā)3輸出4復位5控制電壓6門限7放電8電源電壓Vcc圖6為實現(xiàn)方案的原理圖.該電路由兩片NE555芯片組成.第一片為多諧振蕩器.從3管腳輸出周期性變化的脈沖信號接入右邊的555的5管腳。當?shù)谝徊糠州敵龅碗娖綍r接入第二部分.第二部分中的管腳2、6的參考電壓分別為1/3Vcc和2/3Vcc。當?shù)谝徊糠州敵龈唠娖綍r接入第二部分.第二部分中的管腳2、6的參考電壓分別為1/2Vo1和Vo1。第二片芯片也構(gòu)成多諧振蕩器.但由于第一片輸出的高低電平寬度不同且5端參考電壓的不同.則會輸出兩種周期信號.且為交替發(fā)聲.從而實現(xiàn)變音。改變R1和R2可以相應地改變喇叭發(fā)出聲音的節(jié)拍和音調(diào)高低。圖6仿真連線圖根據(jù)老師發(fā)的各種元器件.然后通過ISIS調(diào)試各個元件后.實現(xiàn)了如下的實物連線圖：圖7實物連線圖4調(diào)試過程和結(jié)論在調(diào)試過程中.因為事先通過ISIS仿真過.而且仿真效果很好.所以第一次調(diào)試就很成功.聲音很清晰沒有雜音.而且兩種聲音交替的頻率控制得也很好。唯一比較遺憾的是實物連線不夠美觀.因為NE555引腳分布的原因.導致繞線很多。所以很多位置我都是以方便連線為主.而事實也證明我的動手能力還不錯.沒有絲毫出錯.第一次就成功了。因此本次變音信號產(chǎn)生器的設計實驗很成功。5心得體會這是我第二次進行電子綜合實訓.課題是在我自己選的.因為很陌生沒有聽說過變音信號.所以剛開始以為會很難.在查閱資料后.發(fā)現(xiàn)這是一個相當簡單的電路設計.就是兩個555構(gòu)成的多諧振蕩器.而且數(shù)電課中對于555芯片已經(jīng)學習過了.有了一定的認識.所以在設計的時候感覺還算比較輕松.難點主要在電阻和電容參數(shù)的分配上。但是通過ISIS仿真軟件可以不停測試各個元件合適的參數(shù).這也是實驗的樂趣所在。找到合適的參數(shù)之后就是實物連線了。因為已經(jīng)仿真了很多次了.所以在我足夠細心的情況下.沒有連接錯誤.第一次調(diào)試就成功了.兩種聲音不僅響亮而且節(jié)拍也很合適。也就是說.本次實驗調(diào)試完滿成功。這次課設讓我又再一次熟悉了ISIS,對于這個軟件的運用又得到了進一步的加深.對于數(shù)電的理論知