图3-3音调产生电路
下面分三种情况说明电路的工作原理。 (1)当UA=UB=0V(低电平)时。
此时由于A和B两点全为低电平，所以二极管D3和D4截止。因A4的反相输入端电压为3.5V，同相端输入电压为电容C2两端的电压UC2，由于时一个随时间按指数规律变化的电压，所以A4输出电压不确定，但这个电压肯定的是大于或等于0V，因此二极管D5也是截止的。由于D3，D4和D5均处于截止状态，电容C1没有充电回路，UC1将保持0V的电压不变，使A3输出为高电平。
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(2)当UA=5V，UB=0V时
此时二极管D3导通，电容C1通过R6充电，UC1按指数规律逐渐升高，由于A3同相输入端电压为3V，所以在UC1达到3V之前，A3输出端电压为5V，C2通过R9充电。从图2-3可以看出C1的充电时间常数ι1=C1*R6，C2的充电时间常数ι2=C2(R9+rO3)，其中rO3为A3的输出电阻。假设ι1>ι2，则在C1和C2充电时，当UC1达到3V时，UC2已接近稳态时5V。因此在UC1升高到3V后，A3同相端电压小于反相端电压，A3输出电压由5V跳变为0V,使C2通过R9和rO3放电，UC2由5V逐渐降低。当UC2降到小于A4反相端电压(3V)时，A4输出端电压跳变为0V，二极管D5导通，C1通过D5和A4的输出电阻放电。因为A4输出电阻很小，所以UC1将迅速降到0V左右，这导致A3反相端电压小于同相端电压，A3的输出电压又跳变为5V，C1再一次充电，如此周而复始，就会在A3输出端形成矩形脉冲信号。UC1、UC2和UO的波形如下图所示。
uC1 3.V t uC2 5V 3V t
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u0 t t1 t2 3.4 扬声器原理
扬声器主要有永久磁铁、线圈、和锥形纸盆组成。强弱按声音变化的电流，使扬声器内电磁铁的磁性忽强忽弱，线圈就向里或外运动，带动纸盆发生震动发出声音。将电能转化为声能，并将它辐射到空气中的一种电声换能器件。电影、电视、广播以及各种需要扬声的场合都需要使用扬声器。扬声器的主要性能指标有：灵敏度、频率响应、额定功率、额定阻抗、指向性以及失真等[9]。
扬声器频率响应，在恒定电压作用下，在参考轴上距参考点一定距离处，扬声器所辐射的声压级随频率变化的特性。频率响应一般是记录在以对数频率刻度为横坐标的图上，即频率响应曲线[10]。
不同规格、口径的扬声器能够发出不同的音调，(不同频率范围的)，不可能全频段都兼顾，所以有高、中、低、音之分。
声音的三要素 ——响度、音调、音品(音色)
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响度:声音大小声,与发音体产生的声波振幅有关 音调:声音的高低,与发音体产生的振动频率有关 音品:声音的独特性，与发音体产生的波形有关
本设计就利用了音调的高低与发音体的震动频率有关的原理，根据音响电路中产生的不同频率的方波驱动扬声器发出不同音调声音。
第四章 各单元电路和整机电路的设计
4.1 输入和逻辑判断电路的设计
图4-1输入和逻辑判断电路
输入和逻辑判断电路如图所示。输入电路由R1和R2组成。电路作用时保证测示器输入端悬空时，U1即不是高电平，也不
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是低电平。一般情况下，在输入端悬空时，UI=1.4V。根据技术指标要求输入电阻大于20kΩ，因此可得：
R2R1?R2*VCC=1.4V
(3-1)
R1*R2R1?R2?20k
(3-2)
可求出 R1=71kΩ R2=27.6kΩ 联系列值 R1=75kΩ R2=30kΩ
R3和R4的作用是给A1的反相端提供一个3.5V的电压(高电平的基准)。因此只要保证
R3*VCC?3.5V R3?R4 (3-3)
即可
R3，R4取值过大时容易引入干扰，取值过小时则会增大耗电量。工程上一般在几十千欧到数百千欧间选取。因此选取R3=68kΩ，根据公式
R3*VCC?3.5V 其中VCC=5V (3-4) R3?R4可得到：R3?29kΩ,取R4=30kΩ。
R5为二极管D1，D2的限流电阻。D1和D2的作用是提供低电平信号基准，按给定技术指标低电平为1V，取D1为锗二极管，
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逻辑电平测试器的课程设计
