变音信号产生器设计

1、学 号：电子综合实训题 目变音信号产生器的设计学 院专 业班 级姓 名指导教师陈梦苇2016年 7 月 5 日电子综合实训任务书学生姓名：专业班级：指导老师：陈梦苇工作单位：武汉理工大学理学院题目：变音信号产生器电路的设计初始条件：直流可调稳压电源一台、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、银子 等必备工具要求完成的主要任务：(包括电子综合实训工作量及其技术要求以及说明书撰写等具体要 求)1、技术要求：设计一个变音信号发生器，使它能按一定规律交替发出两种不同的声音。两种声音的 频率和节拍可通过电路参数调整根据需要改变，使声音达到满意的效果。2、主要任务：(一)设计方案(1)按照技术要求，提

2、出自己的设计方案(多种)并进行比较；(2)以NE555时基集成电路为主，设计一个变音信号产生器(实现方案)；(3)依据设计方案，进行预答辩；(二)实现方案(4)根据设计的实现方案，画出电路逻辑图和装配图；(5)查阅资料，确定所需各元器件型号和参数；(6)在面包板上组装电路；(7)自拟调整测试方法，并调试电路使其达到设计指标要求；(8)撰写设计说明书，进行答辩。3、撰写电子综合实训说明书：封面：题目，学院，专业，班级，姓名，学号，指导教师，日期任务书目录(自动生成)正文：1、技术指标；2、设计方案及其比较；3、实现方案；4、调试过程及结论；5、心得体会；6、参考文献成绩评定表 时间安排：电子综合

3、实训时间：19周19周：明确任务，查阅资料，提出不同的设计方案(包括实现方案)并答辩; 按照实现方案进行电路布线并调试通过；撰写电子综合实训说明书。指导教师签名:2016年 6 月 27日系主任(或负责老师)签名:2016年 7 月 8 日1 设计指标12 设计方案及其比较1.2.1 方案一 1.2.2 方案二 2.2.3 方案三 2.2.4 方案比较3.3 实现方案34 调试过程和结论5.5 心得体会56 参考文献6武汉理工大学电子综合实训II 说明书变音信号产生器的设计1设计指标设计一个变音信号发生器，使它能按一定规律交替发出两种不同的声音。两种声音的 频率和节拍可通过电路参数调整根据需要

4、改变，使声音达到满意的效果。2设计方案及其比较2.1方案一方案一的原理图如图1所示，该电路由两片NE555芯片组成，第一片为多谐振荡器，从3管脚输出周期性变化的脉冲信号接入右边的555的5管脚。当第一部分输出低电平时接入第二部分，第二部分中的管脚 2、6的参考电压分别为1/3Vcc和2/3Vcc。当第一部分输出高电平时接入第二部分，第二部分中的管脚2、6的参考电压分别为1/2Vo1和Vo1。第二片芯片也构成多谐振荡器，但由于第一片输出的高低电平宽度不同且5端参考电压的不同，则会输出两种周期信号，且为交替发声，从而实现变音。改变 RV1和RV2可以相2.2方案二方案二的原理图如图2所示，此方案也

5、是由两个基本555定时器构成的多谐振荡电路, 其原理与方案一大致相同，所不同的是由第一片输出 3端经三极管来影响电阻大小从而影 响2、6端参考电压的大小。第一片555依旧是形成矩形脉冲。图2方案二原理图2.3方案三方案三的原理图如图3所示，该电路图由两片NE555芯片构成的低频两级多谐振荡 器，彼此相互独立，两片芯片的输出端接一电容和电阻后并联，2个信号调制后接入到喇叭中，通过调节输入电压来改变其中一个信号的频率和幅值，从而改变调制声音的音调和 频率，以此来实现变音效果。图3原理图2.4方案比较以上三种方案都符合电路的运算公式，然而运用ISIS进行了仿真发现精确度相差比较 大，且实际操作起来优

6、劣势也很明显。对于第一种方案，电路简单，可以比较稳定的输出 两种不同的频率，且频率稳定，发声易于调节，更易于实现；第二种方案与第一种相似， 虽然在第一种的基础上做出来改编，但是这样一来电路就变得复杂，在调试的过程中两种 声音变化不是很明显，且很难调节到合适发声的频率；第三种方案电路显得更加复杂，切 得到的频率极不稳定，基本发不出声音或者根本无法区别发出两种声音，调试就显得更加 困难了。因此选择第一种方案作为实现方案。3实现方案图4 NE555管脚图综上所述，将选择方案一来实现变音信号产生电路的设计，实现过程中将用到表1中器件表1元件列表元器件名称规格数量原器件名称规格数量直流源15V1面包板1

7、万用表1导线什电阻10k2剪刀1电阻33k21电阻51k1NE555芯片2电容33uF1电容0.01uF1电容0.1uF1电容100uF1实验中所用到的NE555芯片管脚图如图:匚 匚 匚NE555内部原理图:图5 NE555内部电路图其中：1地GND 2触发3输出4复位5控制电压6门限7放电8电源电压Vcc图6为实现方案的原理图，该电路由两片 NE555芯片组成，第一片为多谐振荡器，从 3管脚输出周期性变化的脉冲信号接入右边的555的5管脚。当第一部分输出低电平时接入第二部分，第二部分中的管脚 2、6的参考电压分别为1/3Vcc和2/3Vcc。当第一部分输 出高电平时接入第二部分，第二部分中

8、的管脚2、6的参考电压分别为1/2Vo1和Vol。第二片芯片也构成多谐振荡器，但由于第一片输出的高低电平宽度不同且5端参考电压的不同，则会输出两种周期信号，且为交替发声，从而实现变音。改变 R1和R2可以相应地改 变喇叭发出声音的节拍和音调高低。图6仿真连线图根据老师发的各种元器件，然后通过ISIS调试各个元件后，实现了如下的实物连线图:图7实物连线图4调试过程和结论在调试过程中，因为事先通过ISIS仿真过，而且仿真效果很好，所以第一次调试就很 成功，声音很清晰没有杂音，而且两种声音交替的频率控制得也很好。唯一比较遗憾的是 实物连线不够美观，因为NE555引脚分布的原因，导致绕线很多。所以很多

9、位置我都是以 方便连线为主，而事实也证明我的动手能力还不错，没有丝毫出错，第一次就成功了。因 此本次变音信号产生器的设计实验很成功。5心得体会这是我第二次进行电子综合实训I,课题是在我自己选的，因为很陌生没有听说过变音 信号，所以刚开始以为会很难，在查阅资料后，发现这是一个相当简单的电路设计，就是 两个555构成的多谐振荡器，而且数电课中对于555芯片已经学习过了，有了一定的认识， 所以在设计的时候感觉还算比较轻松，难点主要在电阻和电容参数的分配上。但是通过ISIS 仿真软件可以不停测试各个元件合适的参数，这也是实验的乐趣所在。找到合适的参数之 后就是实物连线了。因为已经仿真了很多次了，所以在我足够细心的情况下，没有连接错 误，第一次调试就成功了，两种声音不仅响亮而且节拍也很合适。也就是说，本次实验调 试完满成功。这次课设让我又再一次熟悉了 ISIS,对于这个软件的运用又得到了进一步的加深，对于数电的理论知识也有了进一步的掌握，我的动手能力