第13节 音乐键盘作为信号发生器(修订中)
[TOC]
零件和材料
- 电子“键盘”（音乐）
- “单声道”（非立体声）耳机型插头
- 阻抗匹配变压器（1k Ω 到 8 Ω 比率；Radio Shack 目录 #273-1380）
- 10 kΩ 电阻
在本实验中，您将学习如何使用电子音乐键盘作为可变频率交流电压信号源。你不需要为此购买昂贵的键盘——但至少有几十个“声音”选择（钢琴、长笛、竖琴等）的键盘会很好。“单声道”插头将插入音乐键盘的耳机插孔，因此请准备一个适合键盘尺寸的插头。
“阻抗匹配变压器 (opens new window)”是一种小型变压器，可从电子用品商店轻松获得。一个可能是从一个小型的垃圾收音机中发现的：它连接在扬声器和电路板（放大器）之间，因此很容易通过位置识别。
初级绕组的额定阻抗为欧姆 (1000 Ω)，通常为中心抽头。次级绕组为 8 Ω，没有中心抽头。这些阻抗数据与直流电阻不同，因此不要指望用欧姆表 (opens new window)读取 1000 Ω 和 8 Ω - 但是，1000 Ω 绕组将比 8 Ω 绕组读取_更多_电阻，因为它有更多匝数。
如果实验中得不到这样的变压器 (opens new window)，普通的 120V/6V 降压电源变压器也能很好地工作。
交叉引用
电路课，第 2 卷，第 1 章：“基本交流理论 (opens new window)”
电路课程，第 2 卷，第 7 章：“混合频率交流信号 (opens new window)”
学习目标
- 幅度和频率之间的差异
- 用仪表测量交流电压、电流
- 变压器运行，升压
原理图，示意图
插图
指示
通常情况下，学校中的电子专业学生可以使用一种称为_信号发生器_的设备，或用于制作可变频率电压波形为交流电路供电的_函数发生器。_便宜的电子键盘是常规信号发生器的更便宜的替代品，并提供大多数信号发生器无法比拟的功能，例如产生_混合频率_波 (opens new window)。
要“接入”键盘产生的交流电压，您需要将一个插头插入耳机插孔（有时在键盘上仅标记为“电话”），并配有两根电线，用于连接到您自己设计的电路。当您将插头插入插孔时，键盘内置的普通扬声器将断开（假设键盘配备一个），用于为该扬声器供电的信号将在插头线上可用。在这个特定的实验中，我建议使用键盘为音频“输出”变压器的 8 Ω 侧供电，以将电压提升到更高的水平。如果使用电源变压器而不是音频输出变压器，请将键盘连接到低压绕组，使其作为升压设备运行。键盘产生非常低的电压信号，
使用便宜的 Yamaha 键盘，我发现“panflute”音色设置可以产生最真实[的正弦波波形](https://www.allaboutcircuits.com/video- 电压 (opens new window)）将不断变化（第一次按下键时为高电平，然后迅速衰减到零）。
使用交流电压表，直接从耳机插头读取电压。然后，读取变压器 (opens new window)升压后的电压，注意步进比。如果你的万用表有“频率”功能，用它来测量键盘产生的波形的频率。在键盘上尝试不同的音符并记录它们的频率。当您激活不同的音符时，您是否注意到频率模式，尤其是彼此相似的键（请注意键盘上从左到右重复的 12 键黑白模式）？如果您不介意在键盘上做标记，请在白键上用黑色墨水以赫兹为单位写下频率，靠近手指不太可能擦掉数字的顶部。
理想情况下，当尝试不同的频率（键盘上的音符）时，信号幅度（电压）应该没有变化。如果您上下调整音量，您应该会发现幅度的变化对频率测量的影响应该很小或没有影响。幅度和频率是交流信号的两个完全独立的方面。
尝试将键盘输出连接到 10 kΩ 负载电阻（通过耳机插头），并用万用表 (opens new window)测量交流电流。如果你的万用表有频率功能，你也可以测量这个电流的频率。它应该与任何给定音符（键盘键）的电压相同。
相关练习：
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