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第六届(2003年)全国大学生电子设计竞赛题目</P>
8 W( }" S2 x' J* N$ L& ?% B4 t电压控制LC振荡器(A题)< > </P></P>
9 J* B5 X: G4 a3 {< >一、任务< > </P></P>! \4 W. h2 b, L! d* d: L
设计并制作一个电压控制LC振荡器。< > </P></P>3 L% x& ~7 m' ~
< >二、要求< > </P></P>
3 ^8 o6 } _$ G. a t- l1、基本要求< > </P></B></P>6 Z9 [/ R' ^* x" Y5 G: _$ s* t7 b% H4 M
(1)振荡器输出为正弦波,波形无明显失真。< > </P></P>/ j& H3 g! G% l0 n' A$ X4 O
(2)输出频率范围:15MHz~35MHz。< > </P></P>; |5 U: a# l D
(3)输出频率稳定度:优于10-3。< > </P></P>- T: P& B: S. R+ K8 \0 F$ b$ ^. z
(4)输出电压峰-峰值:V</I>p-p=1V±0.1V。< > </P></P>
( X: Q7 e1 W# }# N' y9 K8 P7 a(5)实时测量并显示振荡器输出电压峰-峰值,精度优于10%。< > </P></P>
+ a$ w$ Q" r |& ?5 j' q8 Z3 v(6)可实现输出频率步进,步进间隔为1MHz±100kHz。< > </P></P>
4 R! B. {* E% Z6 v2、发挥部分< > </P></B></P>! Z5 \3 R( E9 t2 H2 ?
(1)进一步扩大输出频率范围。< > </P></P>
; x- F! O1 c6 s/ w(2)采用锁相环进一步提高输出频率稳定度,输出频率步进间隔为100kHz。< > </P></P>
0 q0 T% h/ W _, Z9 B) C) O(3)实时测量并显示振荡器的输出频率。< > </P></P>
$ V( O0 U1 e1 o: j: Q2 M7 `(4)制作一个功率放大器,放大LC振荡器输出的30MHz正弦信号,限定使用E</I>=12V的单直流电源为功率放大器供电,要求在50Ω纯电阻负载上的输出功率≥20mW,尽可能提高功率放大器的效率。< > </P></P>
9 |+ T: ^# k' ^4 g% q% p' o# f(5)功率放大器负载改为50Ω电阻与20pF电容串联,在此条件下50Ω电阻上的输出功率≥20mW,尽可能提高放大器效率。< > </P></P>
1 J" Z4 }5 _1 O( j; D1 x5 x( G(6)其它。< > </P></P>% G' G$ p- M p; f9 N
三、评分标准</P>
h! l4 m. v- N; A& N- _ < > </P></P>
5 K1 i% i8 i. a! {- \ < > </P></P>项 目< > </P></P>满分< > </P></P>基本要求< > </P></P>设计与总结报告:方案比较、设计与论证,理论分析与计算,电路图及有关设计文件,测试方法与仪器,测试数据及测试结果分析。< > </P></P>50< > </P></P>实际制作完成情况< > </P></P>50< > </P></P>发挥部分< > </P></P>完成第(1)项<P> </P></P>5<P> </P></P>完成第(2)项<P> </P></P>15<P> </P></P>完成第(3)项<P> </P></P>5<P> </P></P>完成第(4)项<P> </P></P>10<P> </P></P>完成第(5)项<P> </P></P>10<P> </P></P>其它<P> </P></P>5<P> </P></P> </P>
/ M" r+ U9 {1 ^# [- J四、说明<P> </P></P>1、需留出末级功率放大器电源电流I</I>C0(或I</I>D0)的测量端,用于测试功率放大器的效率。 * }; u: w, j6 P- a) n5 K( ~) F
宽带放大器(B题)<P> </P></P>
" x7 c. [4 D4 g8 V一、任务<P> </P></P>- q: Z! Y* [% Q3 O# i0 u
设计并制作一个宽带放大器。<P> </P></P>. n8 {6 ~4 f5 [
<P>二、要求<P> </P></P>
- L b* `7 X1 U8 q" w1、基本要求<P> </P></B></P># D" F- n% N9 \) y3 x7 w1 D4 N
(1)输入阻抗≥1kΩ;单端输入,单端输出;放大器负载电阻 。<P> </P></P>
% N% y5 I0 n8 B3 M; n+ d2 I" f9 @(2)3dB通频带10kHz~6MHz,在20kHz~5MHz频带内增益起伏≤1dB。<P> </P></P>
O9 c, F2 K- C(3)最大增益≥40dB,增益调节范围10dB~40dB(增益值6级可调,步进间隔6dB,增益预置值与实测值误差的绝对值≤2dB),需显示预置增益值。<P> </P></P>
: }2 z5 \( w, p9 E; H% \1 Z1 `+ g(4)最大输出电压有效值≥3V,数字显示输出正弦电压有效值。<P> </P></P>
3 P J3 S: M! C" i(5)自制放大器所需的稳压电源。<P> </P></P>
+ W4 h$ `5 Z. V- T. i" R7 U2、发挥部分<P> </P></B></P>1 F& L+ E1 a$ y1 W; V( v8 Z. c/ g
(1)最大输出电压有效值≥6V。<P> </P></P>1 A+ [( Y6 s/ H% P( ?9 U' F
(2)最大增益≥58dB (3dB通频带10kHz~6MHz,在20kHz~5MHz频带内增益起伏≤1dB),增益调节范围10dB~58dB(增益值9级可调,步进间隔6dB,增益预置值与实测值误差的绝对值≤2dB),需显示预置增益值。<P> </P></P>( g5 S- D1 p3 f
(3)增加自动增益控制(AGC)功能,AGC范围≥20dB,在AGC稳定范围内输出电压有效值应稳定在 4.5V≤V</I>o≤5.5V内(详见说明4)。<P> </P></P>
7 d7 U) t: @7 T8 }5 a(4)输出噪声电压峰-峰值V</I>oN ≤0.5V。<P> </P></P>
6 O% G7 r0 |" H* X# G, I& O(5)进一步扩展通频带、提高增益、提高输出电压幅度、扩大AGC范围、减小增益调节步进间隔。<P> </P></P>
3 @" h& Q: f$ M(6)其它。<P> </P></P>
9 }$ W$ ^0 @ Z" K<P>三、评分标准<P> </P></P>% F, B' f7 p) J- f% ]
8 o2 F4 l3 `$ G+ I. S0 Q t& r<P> <P> </P></P>项目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>& |( K! I2 p4 M
<P>设计与总结报告:方案比较、设计与论证,理论分析与计算,电路图及有关设计文件,测试方法与仪器,测试数据及测试结果分析。<P> </P></P>50<P> </P></P>( ^# j/ `9 I2 s8 _% M- g' j
<P>实际完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>
+ K8 b" o1 A# K4 e<P>完成第(1)项<P> </P></P>10<P> </P></P>5 W0 Y) t5 f* O9 m$ Z
<P>完成第(2)项<P> </P></P>12<P> </P></P>. Y7 j2 S+ B- C! Q, y
<P>完成第(3)项<P> </P></P>7<P> </P></P>
" F! w$ f4 r0 h0 L! R- \8 m3 |" S<P>完成第(4)项<P> </P></P>2<P> </P></P>
4 y+ B& [) d* Q( S<P>完成第(5)项<P> </P></P>16<P> </P></P>% k5 m0 o+ A% |; f# Z0 l2 T
<P>其它<P> </P></P>3<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>: y( J4 Y# c: k+ z/ s3 Z
1、基本要求部分第(3)项和发挥部分第(2)项的增益步进级数对照表如下:</P>
; F4 b5 \8 g, D4 S
2 Q& W, d7 e+ b<P>增益步进级数<P> </P></P>1<P> </P></P>2<P> </P></P>3<P> </P></P>4<P> </P></P>5<P> </P></P>6<P> </P></P>7<P> </P></P>8<P> </P></P>9<P> </P></P>! ^& ?, U$ S8 j8 I! ^ S0 ]
<P>预置增益值(dB)<P> </P></P>10<P> </P></P>16<P> </P></P>22<P> </P></P>28<P> </P></P>34<P> </P></P>40<P> </P></P>46<P> </P></P>52<P> </P></P>58<P> </P></P>2、发挥部分第(4)项的测试条件为:输入交流短路,增益为58dB。<P> </P></P>' Z e" U" V' B& Y6 [- t% ?0 K
3、宽带放大器幅频特性测试框图如下图所示:<P> </P></P>
s& u4 M' V4 t( |" |3 Q</P>/ `$ k3 o* `" Z9 a" E
<P> </P>5 D+ I. o8 y& N" g4 D( a$ u
4、AGC电路常用在接收机的中频或视频放大器中,其作用是当输入信号较强时,使放大器增益自动降低;当信号较弱时,又使其增益自动增高,从而保证在AGC作用范围内输出电压的均匀性,故AGC电路实质是一个负反馈电路。<P> </P></P>! g0 Y6 q) I4 `6 w
发挥部分第(4)项中涉及到的AGC功能的放大器的折线化传输特性示意图如下所示;本题定义:AGC范围= (dB);要求输出电压有效值稳定在4.5V≤V</I>o≤5.5V范围内,即V</I>oL≥4.5V、V</I>oH≤5.5V。<P> </P></P>
% D$ K* I. n+ s+ V3 r<P></P> </P>
+ p& U5 H* y. e; k <P> </P></P>
4 G) V6 M4 E8 q0 @5 E$ w$ Y6 M" ^低频数字式相位测量仪(C题)<P> </P></P>
# m4 c8 V% Z- \: k! a<P>一、任务<P> </P></P>设计并制作一个低频相位测量系统,包括相位测量仪、数字式移相信号发生器和移相网络三部分,示意图如下:
3 p# p( @% o; u1 i* [: ~<P> 二、要求<P> </P></P>
% z, ?, k5 p2 }# n- h1、基本要求<P> </P></B></P>
& Z/ x# a) C" q) V* ?(1)设计并制作一个相位测量仪(参见图1)<P> </P></P>+ h& p/ y+ ~2 X. z+ p
a.频率范围:20Hz~20kHz。<P> </P></P>
. {1 K- i0 H! `6 [b.相位测量仪的输入阻抗≥100k 。<P> </P></P># p# {1 `" W9 \3 Y1 N+ J& h7 u, j
c.允许两路输入正弦信号峰-峰值可分别在1V~5V范围内变化。<P> </P></P>7 Y2 B$ l8 C! _) G) u e+ u
d.相位测量绝对误差≤2°。<P> </P></P>
& Y0 I- G8 `8 x+ L2 \& O3 A* Oe.具有频率测量及数字显示功能。<P> </P></P>
9 q% x1 d5 i9 l' T- ~) rf. 相位差数字显示:相位读数为0o~359.9o,分辨力为0.1°。<P> </P></P>
0 l; C3 n6 x+ y5 T5 Z& K! I(2)参考图2制作一个移相网络<P> </P></P>
/ c6 v, A- \6 w B0 C$ ?a.输入信号频率:100Hz、1kHz、10kHz。<P> </P></P>
. G+ M% }) f; z1 M8 f, ?) K- ]b.连续相移范围:-45°~+45°。<P> </P></P>
1 E4 O, \8 n( L% S/ D4 T1 |c.A'、B'输出的正弦信号峰-峰值可分别在0.3V~5V范围内变化。<P> </P></P>
" g' p2 \5 {* [2.发挥部分<P> </P></B></P>
0 w7 T* x4 l# U7 E(1)设计并制作一个数字式移相信号发生器(图3),用以产生相位测量仪所需的输入正弦信号,要求:<P> </P></P>- T5 }) C* ]" {2 O
a.频率范围:20Hz~20kHz,频率步进为20Hz,输出频率可预置。<P> </P></P>
4 C3 p. @5 P+ vb.A、B输出的正弦信号峰-峰值可分别在0.3V~5V范围内变化。<P> </P></P>
$ Z, Y: J+ ~' b2 Z( t0 r! Hc.相位差范围为0~359°,相位差步进为1°,相位差值可预置。<P> </P></P>1 \- K, ~. ], t$ c/ `& f4 o5 ~
d.数字显示预置的频率、相位差值。<P> </P></P>
* M0 Z3 Y6 r' C& d3 Q(2)在保持相位测量仪测量误差和频率范围不变的条件下,扩展相位测量仪输入正弦电压峰-峰值至0.3V~5V范围。<P> </P></P>
) T# F L; e! n4 v( G(3)用数字移相信号发生器校验相位测量仪,自选几个频点、相位差值和不同幅度进行校验。<P> </P></P>
1 w, j0 ~# F# Q0 ^& _# l(4)其它。<P> </P></P>0 r9 N/ v y. D3 e2 b9 k
三、评分标准<P> </P></P>; [4 w- H6 U/ B6 e7 S9 [1 T2 A
6 m* V+ `6 D8 D/ W" _. K
<P> <P> </P></P>项 目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>
% s3 n4 h+ Y* g$ d1 g<P>设计与总结报告:方案比较、设计与论证,理论分析与计算,电路图及有关设计文件,测试方法与仪器,测试数据及测试结果分析。<P> </P></P>50<P> </P></P>
7 d% d: r3 V2 _+ v* A5 k M( l<P>实际制作完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>3 j: S& a4 }/ F
<P>完成第(1)项<P> </P></P>22<P> </P></P>
% X* @- d( o7 r' A! k" \7 C; m5 h<P>完成第(2)项<P> </P></P>6<P> </P></P>
) J) F) G, n, ^<P>完成第(3)项<P> </P></P>12<P> </P></P>
/ v t8 L! ?* j* V& o<P>其它<P> </P></P>10<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>
- B2 C: s1 w$ W5 U g6 c1、移相网络的器件和元件参数自行选择,也可以自行设计不同于图2的移相网络。<P> </P></P>: R( J2 i; O* Y* R
2、基本要求(2)项中,当输入信号频率不同时,允许切换移相网络中的元件。<P> </P></P>
- P* k! H/ Q. B3 K3、相位测量仪和数字移相信号发生器互相独立,不允许共用控制与显示电路。<P> </P></P>' a$ F9 Y7 \0 i, j" H5 y
</P>
J6 N9 d, m, J4 x3 A8 h3 p; X第六届(2003年)全国大学生电子设计竞赛题目(D题、E题、F题)</P></P> |
zan
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