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1、第二部分实用电路制作 1 实验一 电子琴的制作 电子琴既可以演奏不同的曲调，又可以发出强弱不同的声音，还可以模仿二胡、笛子、钢琴、黑管以及锣鼓等不同乐器的声音。那么，电子琴的发音原理是怎样的呢?在本节，我们将了解其原理，并学会制作简单的电子琴。 【实验目的】 进一步熟悉555的基本应用电路。 通过电子琴的安装调试，初步了解音乐电子琴的基本原理。 【实验原理】 物体振动时能够发出声音，振动的频率不同，声音的音调就不同。电子琴就是通过控制扬声器发出不同频率的声音来实现演奏的。这个实验的电路图如图2.1所示。 图2.1电子琴电路 如图2.1所示，R1R7是振荡电路的频率选择电阻，它们和R8、C1及5
2、55组成多谐振荡器，分别产生七种不同频率的信号，模拟七个音调，555的三脚输出振荡信号，推动扬声器发声。VD1VD7对R1R7选频电阻起着电平的相互隔离作用，避免电源对电路的工作造成不良影响。当按键都不按下时，电源与555断开，电路不耗电，按下某一键时，扬声器发出与音调相对应的音频，而一旦断开按键，则电路立即停止工作。实验测得的这个电路的音调与频率对照如表2.1所示。该电路的各音调频率为 式中，RR1R7中的任意一个电阻阻值，从而得出七个不同的频率，将阻值R调整到与标准音调相对应的阻值。如果同时按下一个以上的键，也可以按上式计算相应的混合频率，但此时R应改变为对应的R并联值。表21 本实验所得
3、音调频率对照表音调频率Hz对应的R值k电阻+电位器1261.8041.4036k+10k2293.6635.1433k+10k3329.2328.4322k+10k4349.2325.2222k+10k5392.0020.6314k+10k6440.0017.0810k+10k7493.8813.1010k+10k【实验仪器及材料】 电源一台，万用表一个，示波器一台，元器件若干(见表2.2)，导线若干，面包板一块。 表22元件清单RlR9R1R7用精密电位器，R8、R9用普通电阻VD1VD7整流二极管1N4001NE555集成电路NE555C1、C2、C4瓷片电容，参数如图2.1所示C3电解电
4、容100 uFSPK扬声器8，0.25W【实验内容】 (1)实验要求 模拟的七个音调能基本区分清楚。 通过增加更多的按键，向高音区和低音区延伸模拟音域的宽度。 写制作报告。 (2)实验步骤 用万用表检测元器件好坏，并按图2.1所示的原理图连接电路。 检查无误后开始调试电路。 用示波器观察输出波形，并记录其频率。 (3) 调试说明 在所有按键均断开时，接好9 V直流稳压电源，此时不应有噪声。若有噪声，应检查按键是否短路。 在正确的情况下，按下任意键，扬声器应有反应，调节电位器并用示波器监视频率。逐个调节电位器至所有频率达到要求。 还可在输出端加一个电位器以调节音量。 (4)制作技巧 在制作中连线
5、要遵循一定的顺序，例如先连接所有的信号线，最后再连接电源线，或是逐个网络的连接，对照原理图连线时，每连接好一条线路后，最好用铅笔在图中相应的线上做一个标记。连线时不同性质和不同网络的信号线使用不同的颜色，对于电源线，较为常见的是红线作为正极的连线，黑线作为负极的连线。布线时尽量做到整齐美观，各种各样的线路能不相交就尽量不要相交，这不仅仅是为了好看，对于电路的稳定性和以后的调试，修理都有帮助。 【扩展内容】本实验为了简便起见，没有考虑扬声器与NE555输出电路的阻抗匹配问题，因此喇叭的声音很小。为了有足够的音量，可以在NE555与扬声器之间加入一只LM386芯片作为音频功放电路。有兴趣的同学不妨
6、试试看。 【阅读材料】一般电子作品的载体有通用板、面包板、印制板等几种形式。做实验调试时，面包板用起来比较方便。选好了所需要的元件，就可以在面包板上接插了。对于那些没有直接连接的引脚可用导线连起来，更换元件也非常方便，而且面包板可以重复利用，节约材料。 但是面包板也有它不足的方面，就是插孔很容易变形，且接触电阻较大，易造成接触不良，带来很多不稳定因素。而通用板就可以解决这些问题。只要有过硬的焊接技术，一般装配起来就没那么困难，甚至可以直接作为初级的产品投入使用。下面分别介绍面包板、通用板。 面包板。面包板的结构如图2.3所示，一般是五个插孔相连，这样设计主要是考虑有多个引脚可能连在一起的情况下
7、，可以减少导线的数量。合理的布线可以使电路显得很简洁。图2.3 面包板结构 通用板。通用板通常是以三个相连的焊孔(也有独立焊孔的)为基本单元组成一组，各组焊孔之间有一条长的公共线，如图24(a)所示。这样的设计可以减少连接导线的数量，同时也提高了系统连接的可靠性。 (a)三孔通用板 (b)单孔通用板图2.4 通用板通用板虽然好用，但在设计制作大的电子系统时，特别是数字系统，通用板却又显得不够用了。印制电路板便以其出色的可靠性和便捷性成为这些电子系统的首选。同学们如有兴趣，可参看“印制电路板设计”方面的书。表21 本实验所得音调频率对照表音调频率Hz对应的R值k电阻+电位器1261.8041.4036k+20k2293.6635.1433k+20k3329.2328.4322k+10k4349.2325.2222k+10k5392.0020.6314k+10k6440.0017.0815k+5k7493.8813.1010k+5k表22元件清单RlR8R1R7用精密电位器，R8用普通电阻VD1VD7整流二极管1N4001NE555集成电路NE555C1、C2瓷片电容，104、103C3电解电容100FSPK扬声器8，0.25W6