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第六届(2003年)全国大学生电子设计竞赛题目</P>
) w8 N, R. z' `- `4 a6 m电压控制LC振荡器(A题)< > </P></P>
' k0 r% V* |# D% Q# v4 S1 \< >一、任务< > </P></P>9 S0 \* i/ N4 z+ {
设计并制作一个电压控制LC振荡器。< > </P></P>( `, J! V- y( ~. j" k
< >二、要求< > </P></P>
6 l- ^8 h- Y, a: R1、基本要求< > </P></B></P># L- ` f$ d% M
(1)振荡器输出为正弦波,波形无明显失真。< > </P></P>
7 f0 A& Y/ W3 o(2)输出频率范围:15MHz~35MHz。< > </P></P>1 K. x2 t/ @" v3 L
(3)输出频率稳定度:优于10-3。< > </P></P>
" F1 ]) I& `0 n6 Y$ F) A+ e D t(4)输出电压峰-峰值:V</I>p-p=1V±0.1V。< > </P></P>
z+ ~& V. [8 M Z* ~2 u! s(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>
+ m7 n7 c9 |/ d& z# M3 [(6)可实现输出频率步进,步进间隔为1MHz±100kHz。< > </P></P>3 p R. |' {. X. G
2、发挥部分< > </P></B></P>- E# L( v0 v, e0 a7 K$ N; t
(1)进一步扩大输出频率范围。< > </P></P>
0 o5 {* k2 f3 R(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>$ M$ n; n+ K- C5 Q0 Q; F a1 G1 J
(3)实时测量并显示振荡器的输出频率。< > </P></P>/ h7 i% E* b- n9 n3 Q, Q4 u
(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>
" r; V8 h; O# b$ i0 Q+ m(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>% J" O$ C9 A' S: x5 O2 p1 u
(6)其它。< > </P></P>
& P# v8 v* S2 C; @2 U8 o三、评分标准</P>
; \+ O5 n) d6 q* X < > </P></P>
/ V9 O: }% K' ^5 X) Y < > </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>
9 p$ g8 H3 G# K3 E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。
; F; v. q5 W" P, I+ s. p' [宽带放大器(B题)<P> </P></P>$ n9 a: _' a+ }4 n8 F$ Z1 s
一、任务<P> </P></P>: S& z/ D5 b9 ~4 A7 g
设计并制作一个宽带放大器。<P> </P></P>
" I* m& [6 X+ F+ _# j3 S<P>二、要求<P> </P></P>
3 u. }. z5 I& Q% E; G8 ^! l3 D5 Y1、基本要求<P> </P></B></P>
9 P0 B* l. W. w# b: U, e8 T! M2 U(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! j7 f, s9 ^' `8 `(2)3dB通频带10kHz~6MHz,在20kHz~5MHz频带内增益起伏≤1dB。<P> </P></P>
9 L0 F. S+ I0 _% t( @; J(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>
4 B3 X# Z7 u1 {1 t% c(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>2 M1 j- Z! }7 z
(5)自制放大器所需的稳压电源。<P> </P></P>' M0 j% i ^" a/ R; i# Y4 Q
2、发挥部分<P> </P></B></P>
* [/ Y1 n% R/ K3 r0 h$ l: N0 i. W(1)最大输出电压有效值≥6V。<P> </P></P>
! a' Q: S; k, @6 V8 F* z4 |(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>/ @* v5 |" P8 ` M& _
(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>
$ s5 O J# S# m' Q+ J(4)输出噪声电压峰-峰值V</I>oN ≤0.5V。<P> </P></P>- f+ N" |/ V6 Y N: v) O1 D
(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>
) t7 P; c0 Y, ` D8 b& l) C(6)其它。<P> </P></P>1 h T4 h2 e' D
<P>三、评分标准<P> </P></P>
3 u" `9 Y, j. Q0 `, n8 S( d* p3 D
- p% F5 U( T% N G4 Z<P> <P> </P></P>项目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>
4 C- U: ^' `5 R1 X<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>
; _, _" H1 ]' w4 H B6 _% E<P>实际完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>
; \5 O+ X6 v; j n4 Q2 L! m<P>完成第(1)项<P> </P></P>10<P> </P></P>
3 _& y" ?& y. n$ \8 Z" a1 D5 A<P>完成第(2)项<P> </P></P>12<P> </P></P>
3 I# k* d/ o/ D4 h$ w! M7 ~<P>完成第(3)项<P> </P></P>7<P> </P></P>
! h+ A1 ^0 r6 d# Z7 t" k: d" x. O; \1 M$ O<P>完成第(4)项<P> </P></P>2<P> </P></P>, h1 X" E& C& `
<P>完成第(5)项<P> </P></P>16<P> </P></P>3 D$ ?+ h) X) @( ~
<P>其它<P> </P></P>3<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>" k! x" |( _7 ?) [
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>
! f/ g2 n8 S; ^6 ^ `; L |1 o0 N: h+ z3 @0 t% W, K4 o$ s) W! A- ?9 R
<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>
- E* j; T0 E- f5 ?<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>' X) `0 j! D% E b3 a9 d7 N7 f6 U7 v
3、宽带放大器幅频特性测试框图如下图所示:<P> </P></P>" ~4 v1 `& F0 J6 r
</P> b2 t" w& T' H0 G& e; h
<P> </P>
1 W; V0 z, T) q2 F: ]6 @- x0 @& j4、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>1 i. A1 z% C8 h" W- B
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>5 i e9 P& u+ q1 _$ W
<P></P> </P>
- j R! M+ R/ ^6 {- R <P> </P></P>
+ p- n2 k$ \% w# K9 d. P低频数字式相位测量仪(C题)<P> </P></P>
* M: C2 d) N3 h' w+ @7 ]3 }7 b<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: # F2 t! z; }* k* A1 P! G( H6 L
<P> 二、要求<P> </P></P>" ^6 n8 G# P* ^ G# D4 _
1、基本要求<P> </P></B></P>" b; p. |! i6 ]" L. R
(1)设计并制作一个相位测量仪(参见图1)<P> </P></P>
7 L. y% j0 r4 Ca.频率范围:20Hz~20kHz。<P> </P></P>! f. `9 f1 p/ L d6 l+ x
b.相位测量仪的输入阻抗≥100k 。<P> </P></P>- {) Q3 W- N1 [. l$ S. U! m7 Y
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>
, _; x6 T0 S Z! y# Ad.相位测量绝对误差≤2°。<P> </P></P>
* X3 T4 o3 y+ b$ K3 S D) Ye.具有频率测量及数字显示功能。<P> </P></P>
2 i% B" N& U+ u0 Z* q& a1 X" |$ If. 相位差数字显示:相位读数为0o~359.9o,分辨力为0.1°。<P> </P></P>4 V0 ^! M, C1 f8 h9 V% ]& K
(2)参考图2制作一个移相网络<P> </P></P>
{; m/ C* T( S# r8 ua.输入信号频率:100Hz、1kHz、10kHz。<P> </P></P> [. J' ^3 a5 W* W/ G7 I
b.连续相移范围:-45°~+45°。<P> </P></P>
# r1 Y, H; W+ }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>
( }5 i0 s# O& ^6 K0 S2.发挥部分<P> </P></B></P>
( R* J' g: E9 }. V+ L/ u(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>8 L! {) j [- N3 F3 C
a.频率范围:20Hz~20kHz,频率步进为20Hz,输出频率可预置。<P> </P></P>
* L& b7 V3 h# A" ]- w" Q! |, Db.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>
: |: U: B0 \4 P# E, Oc.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>
5 X2 J- c% f Y4 d6 [4 @) td.数字显示预置的频率、相位差值。<P> </P></P>: L/ M0 b! b# N
(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>: b4 W( Z+ _ D) }. a5 t
(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>; [4 }$ P; l: y4 Q6 Q9 ?* v3 T
(4)其它。<P> </P></P>* s+ J9 \" U" F. X W- I) O
三、评分标准<P> </P></P>" m& u7 \: ^) D
$ X8 s. y/ p$ H8 F
<P> <P> </P></P>项 目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>
: z. M9 h. F- D. j0 p2 s5 x<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>
0 y( h4 c1 F, Q' y4 ~; x( |<P>实际制作完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>: q# W( y) ]* r ?* }- J
<P>完成第(1)项<P> </P></P>22<P> </P></P>
+ V( n. i& c+ U<P>完成第(2)项<P> </P></P>6<P> </P></P>0 C- w6 ~6 H7 T) }- {) j/ V9 x
<P>完成第(3)项<P> </P></P>12<P> </P></P>& u' J( I1 r1 z( @' }. v) ]6 R
<P>其它<P> </P></P>10<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>
% d( O {, e, A& h4 J1、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>
( G5 T0 _1 A+ ~+ `% B# K2、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>
$ U4 b( s' R, B3、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> L9 v" n* S4 Q
</P>
; K! t0 `+ v: J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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