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第六届(2003年)全国大学生电子设计竞赛题目</P>
" ?5 i4 t+ [3 a- z0 v电压控制LC振荡器(A题)< > </P></P>
7 Z# |+ G& J s! {< >一、任务< > </P></P>1 ]% S, C6 [ g$ h
设计并制作一个电压控制LC振荡器。< > </P></P>
& k. N5 Y" m1 D$ z6 F: a. u< >二、要求< > </P></P>
5 S8 ~* j. o$ r: B! E# f1、基本要求< > </P></B></P>
" C" t; ?& U8 V! I+ I(1)振荡器输出为正弦波,波形无明显失真。< > </P></P>
% _9 a0 P2 W& X9 J E(2)输出频率范围:15MHz~35MHz。< > </P></P>
. X$ P$ P4 [) p5 h(3)输出频率稳定度:优于10-3。< > </P></P>, D/ U, ~0 G8 @
(4)输出电压峰-峰值:V</I>p-p=1V±0.1V。< > </P></P>8 G2 M/ b7 D" e( j+ ?3 g' u
(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>6 ?! I8 Q' @* ]- O- |
(6)可实现输出频率步进,步进间隔为1MHz±100kHz。< > </P></P>8 S. U0 Q8 ?. q! P7 d
2、发挥部分< > </P></B></P>
. m {7 P. S W* k(1)进一步扩大输出频率范围。< > </P></P>
/ G3 k' Q2 [( J: U% m! _- H(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>
' y: a/ z( d, _+ b, O# ]6 `# ]: R(3)实时测量并显示振荡器的输出频率。< > </P></P>
) [, N7 b0 T2 O) u0 Q3 u& Y(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 H6 @" ^3 v" d/ [. M5 |2 Y( N3 ^
(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>& }/ n0 b( j; H
(6)其它。< > </P></P>
1 v/ U h- L7 I. i$ B三、评分标准</P>2 M" }+ j- v+ B
< > </P></P>
) f2 m* K& v0 }. A' C3 c( Z < > </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>+ K }4 ]' b2 _, C4 j* ?% A$ @
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。 0 o4 W" o3 x7 r. |2 z1 A9 J* K
宽带放大器(B题)<P> </P></P>8 r3 P) ?! k( B' W* i$ i" ~
一、任务<P> </P></P>( L6 ?& I' Z( T. O. G- H* r
设计并制作一个宽带放大器。<P> </P></P># _& }6 M' n4 q9 b7 e
<P>二、要求<P> </P></P>
B# x/ E' v" c) J9 M1、基本要求<P> </P></B></P> V* ^8 w; E# X+ A2 r& m
(1)输入阻抗≥1kΩ;单端输入,单端输出;放大器负载电阻 。<P> </P></P>8 I) w7 l* ?& c+ G# U
(2)3dB通频带10kHz~6MHz,在20kHz~5MHz频带内增益起伏≤1dB。<P> </P></P>
) b% @7 b* v( ~( c8 k E(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>( N! L" s% T( V" s% b4 @
(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>" k' X' Q# K0 j
(5)自制放大器所需的稳压电源。<P> </P></P>
' E% q. g* t# Q! i2、发挥部分<P> </P></B></P>- O! b# G0 S* `" v' b8 N) h
(1)最大输出电压有效值≥6V。<P> </P></P>
" [% ^. e- s- S( R' z(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>& I3 U% H5 X2 D3 P2 R/ \ o
(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>" \' ]/ H0 s1 u; U$ A
(4)输出噪声电压峰-峰值V</I>oN ≤0.5V。<P> </P></P>
V3 `2 ?2 W5 K( e+ I9 ~(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>& _ l+ [( M% @
(6)其它。<P> </P></P>/ a- ]1 {( c$ ^$ w! ]% J/ V9 @% Z1 l T( z
<P>三、评分标准<P> </P></P>
) h% s8 Q" G4 k4 n/ u5 L
6 j/ m5 H- |2 |: C$ i! Y<P> <P> </P></P>项目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>
9 @; ?8 a: V0 q) S<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>/ @8 v+ D t. [: E1 z/ a
<P>实际完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>4 \8 g3 m8 l( J: t, ~- v) G& ~
<P>完成第(1)项<P> </P></P>10<P> </P></P>) `/ r; i2 {! Y5 C8 P
<P>完成第(2)项<P> </P></P>12<P> </P></P>
7 ?; t9 \: M6 l' T, K9 O$ S<P>完成第(3)项<P> </P></P>7<P> </P></P>1 D/ L8 B% h4 l& z! A0 _
<P>完成第(4)项<P> </P></P>2<P> </P></P>$ x% ^( Z! c3 F% j
<P>完成第(5)项<P> </P></P>16<P> </P></P>. x$ h; A1 p0 Y }6 N( b Q% ]
<P>其它<P> </P></P>3<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>: I% n+ ^% W' {- b
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>
$ p* X( T1 ?4 `0 M/ D; X' k6 [0 J% j: t+ h: \0 H' i& H6 [7 I' I
<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>" V9 x* C3 ^4 N, R* f
<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># ]! c( d9 m* A( T
3、宽带放大器幅频特性测试框图如下图所示:<P> </P></P>
( v3 ~. p1 c+ }6 m</P>
5 _7 x9 S& W$ j N* O- G3 \ <P> </P>1 B6 j! y7 P) t e
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># c8 L' g5 C* 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>
$ x: F7 X) {7 Y9 k; u+ G! Q<P></P> </P>
P6 a% ^, T: N <P> </P></P>& L$ Q6 m5 } {, h& F+ _+ ], Q
低频数字式相位测量仪(C题)<P> </P></P>
- z; c# o; I/ ~5 F# v3 E H<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:
% E& S6 ~# h9 I7 q1 @6 D( x<P> 二、要求<P> </P></P>9 I2 S ^& l% {3 K& E! y1 U, Q$ G
1、基本要求<P> </P></B></P>- \& v, f! A# Y; ]3 `
(1)设计并制作一个相位测量仪(参见图1)<P> </P></P>
l5 q! t3 m9 n7 j* ^a.频率范围:20Hz~20kHz。<P> </P></P>$ r, b! j2 p$ ]) b9 j: J" C
b.相位测量仪的输入阻抗≥100k 。<P> </P></P>0 C( f" X0 v1 I1 H0 b0 G
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 j2 b" A" x* ]4 Pd.相位测量绝对误差≤2°。<P> </P></P>! ?. U5 k3 `* F# b
e.具有频率测量及数字显示功能。<P> </P></P>
' D( l* E7 u$ N" q vf. 相位差数字显示:相位读数为0o~359.9o,分辨力为0.1°。<P> </P></P>: ]9 s, T/ G5 A; T3 l7 ^+ S
(2)参考图2制作一个移相网络<P> </P></P>4 G1 X8 e3 L& S* O
a.输入信号频率:100Hz、1kHz、10kHz。<P> </P></P> y' j8 y& F% r1 ~. Q
b.连续相移范围:-45°~+45°。<P> </P></P>$ v& r# j& {7 Z0 P3 Z3 f8 n
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># S: p- G+ \ ?1 n5 s! o
2.发挥部分<P> </P></B></P>; F: J# V- h% _" ?- n& k
(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>
( j; q% E0 g8 i" ga.频率范围:20Hz~20kHz,频率步进为20Hz,输出频率可预置。<P> </P></P>- H9 k# p9 F m! I0 {# i
b.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>9 ]$ [ w$ p0 A o9 O; ]) H
c.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>! h# J7 g+ q7 d0 f
d.数字显示预置的频率、相位差值。<P> </P></P>
- |" C( ~+ a5 q$ M1 m& p8 w' N5 j(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>
" }7 ?# f8 G) v) c# `: e(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>
3 w& c9 _: ~/ P4 @2 A- [(4)其它。<P> </P></P>5 D- G. x' S6 {4 p. M7 Y- ?
三、评分标准<P> </P></P>
# ]* @# p# }% _- n
7 y3 {* M) D/ |; m) T' l3 q<P> <P> </P></P>项 目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>
: P! }" d$ q8 u6 i/ n<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>6 c2 {/ l" {" `6 ]& T& N9 F2 O
<P>实际制作完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>+ [0 m2 M5 Q7 a" w5 _8 D% J: z. m
<P>完成第(1)项<P> </P></P>22<P> </P></P>
8 F; I+ _# O( Z# L& S, T<P>完成第(2)项<P> </P></P>6<P> </P></P> x8 _, P% {7 b7 H
<P>完成第(3)项<P> </P></P>12<P> </P></P>
' E& A5 g; U! S3 o2 Z6 T<P>其它<P> </P></P>10<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>- T2 I/ K9 j3 W0 a! |+ _3 J( n
1、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>
9 x7 f# s+ Z1 R/ U2、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>
$ u' c8 b8 M! w3、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>
' v6 O" T! R, r+ }: V </P>5 M$ x9 b z/ I, r+ @
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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