电子琴作为可变频率交流信号发生器的应用
所需材料
- 电子琴（最好具备钢琴、长笛、竖琴等多种音色）
- 单声道耳机插头转接器
- 阻抗匹配变压器（1kΩ 对 8Ω，如 Radio Shack #273-1380）
- 10kΩ 电阻
本实验演示标准电子琴如何作为低成本、可变频率交流电压源。耳机输出提供交流波形，经变压器放大或升压后可进一步测量。
多数电子琴至少有几十种音色；排箫或长笛音色通常产生最纯净正弦波，适合初步试验。
单声道插头需匹配电子琴耳机孔。连接后，电子琴内置扬声器断开，交流信号出现在插头引线上。
用音频输出变压器（8Ω 次级）升压；若用电源变压器，将电子琴接低压绕组实现升压。因电子琴输出低压，无触电风险。
核心概念
- 幅度与频率：理解电压电平与波形频率相互独立
- 交流测量：用具备电压和频率功能的万用表记录波形特征
- 变压器工作：观察升压比及阻抗匹配对信号质量的影响
参考文献
- 《电路课程》第二卷，第一章 – "Basic AC Theory"（基本交流理论）
- 《电路课程》第二卷，第七章 – "Mixed-Frequency AC Signals"（混频交流信号）
原理图
实物接线图
实验步骤
- 将电子琴设为持续音模式，按键按下时幅度保持恒定。
- 单声道插头接电子琴耳机孔及测量电路。
- 万用表读取插头原始交流电压，再测变压器次级升压电压，记录两者比率。
- 若表有频率显示，记录每个音符频率。应观察到标准十二平均律：每八度频率加倍，每半音频率乘 2^(1/12)。
- 验证调节电子琴音量（幅度）不影响测得频率。
- 在耳机输出串联 10kΩ 电阻测量交流电流。各音符电流频率应与电压频率一致。
练习册
- Mixed-Frequency Signals Worksheet（混频信号练习册）
工业技术