简易电子琴电路的设计仿真与实现1(13)

proteus 仿真 应用 基础 教程 PCB 设计

5.Proteus电路仿真

由于Proteus具有强大的仿真功能，所以我们优先选用Proteus作为本电路图的仿真工作。在电路原理图中，我们已经将各元件安放参数调试完毕。

下面就需要用示波器观察输出参考点波形。

我们将第一个采样点选取在振荡电路的输出端，将第二个采样点选取在总电路的输出端。

先将所有的开关打开，单击开始按钮，弹出示波器显示窗格，通过按下不同的按键改变R的值，从而改变频率进而发出不同的声音，但只能同时闭合一个开关。观察示波器输出的波形，进行仿真结果分析。 1) 按下R12旁的开关，得到下面的波形

2) 按下R11旁的开关，得到下面的波形

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4) 按下R9旁的开关，得到下面的波形

5) 按下R8旁的开关，得到下面的波形（改变了测周期处的量度）

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7) 按下R6旁的开关，得到下面的波形

8) 按下R5旁的开关，得到下面的波形

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6. 仿真结果分析

6.1 频率及放大倍数测量

1）由示波器的波形可读出各个音调所对应的周期，分别为：

T1=3.95ms, T2=3.45ms, T3=3.10ms, T4=2.90ms T5=2.56ms, T6=2.30ms, T7=2.02ms, T8=1.90ms 根据公式 f=1，可求得相对应的频率大小如下： f1=253Hz, f2=290Hz, f3=323Hz, f4=345Hz f5=391Hz, f6=435Hz, f7=495Hz, f8=526Hz

2）由示波器的波形可求出集成功放的电压放大倍数Av=20.7

6.2 理论比较

由仿真得出的频率与八个基本音阶的频率比较相近，均控制在了允许的误差范围之内；由仿真得出的电压放大倍数Av为20.7，也与理论值20相差不远。

所以此次的设计仿真比较成功，达到了设计要求。

6.3 误差分析

理论与实际虽然相近，但仍然存在一定的误差，主要由以下原因引起： 1) 选择的元件值与计算的理论值之间有差距； 2) 有一定的干扰信号存在，使结果出现误差； 3) 在对波形的周期进行读数时，人为的引起误差。

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7. 设计总结

通过了几周的准备与设计，我们终于完成了简易电子琴的设计。

我们这是第一次接触课程设计，所以一直在边学习边设计。首先开始学习proteus软件，学会自己利用软件绘制电路图，进行仿真。

接下来我们通过查阅了很多的资料，发现制作简易电子琴有很多方法，但由于我们对其他方案中的单片机等元器件不了解，对其中的电阻电容等一些频率的计算有一定的难度，所以我们选择了在课本中学到过的振荡电路来设计。

在设计振荡电路的时候，我们遇到了问题。我们通过理论计算，选取了元器件，然后按照设计的电路图用proteus画出电路图进行仿真，但得到的波形并不是理论的波形，频率的偏差很大，且出现了失真。所以我们又再次检查了电路图，发现了问题并进行了改进，最后终于得到了比较理想的结果。

在设计集成功率放大器时，我们开始选择的是课本上的TDA2030A构成的BTL功放和单电源互补对称功放，但是由于在proteus的软件库中没有这种元件，所以只能放弃。同样的，其他很多的元件都不能在proteus中找到，所以我们查了很多资料，最后选定了使用LM386。

我们确定了整体的电路图后，就开始整体的调试仿真，通过最后得出的波形图调整一些元件的参数，最后得到了与理论值比较接近的波形，这时候激动的心情是难以形容的。