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第六届(2003年)全国大学生电子设计竞赛题目</P>
! r. i# Y: [) n8 m6 a电压控制LC振荡器(A题)< > </P></P>
2 K& a3 C0 ^7 L6 a# b+ Y5 j1 D9 L< >一、任务< > </P></P>
4 k% Q6 e S, H1 h6 h% ~* x设计并制作一个电压控制LC振荡器。< > </P></P>
2 `# _. i' O% V* \" y0 x- N< >二、要求< > </P></P>
3 ?# Y4 f ?. Y1 M1、基本要求< > </P></B></P>
, g; l6 B$ }9 H: s3 K(1)振荡器输出为正弦波,波形无明显失真。< > </P></P>: x- Y4 \7 g9 Q* E# {, Y1 i
(2)输出频率范围:15MHz~35MHz。< > </P></P>& t/ F3 ?4 B) {' Y- h4 L, e
(3)输出频率稳定度:优于10-3。< > </P></P>; t. k4 a) U( y! t# |* H
(4)输出电压峰-峰值:V</I>p-p=1V±0.1V。< > </P></P>
& e2 Z: W0 M( X( u6 u1 U7 }: T(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>
: E/ r( Y) t7 ]+ ~" ?2 Y(6)可实现输出频率步进,步进间隔为1MHz±100kHz。< > </P></P>% h/ b$ v1 O1 J/ ]
2、发挥部分< > </P></B></P>$ @2 h+ \8 w9 H! ]. H& D
(1)进一步扩大输出频率范围。< > </P></P>
2 ^* G2 R/ M3 j2 M: c. x0 }(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>! K4 C" H9 N6 F3 a( I! I
(3)实时测量并显示振荡器的输出频率。< > </P></P>
8 n# b3 D+ O4 M(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>3 }( V. x9 F. Z7 ]
(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- `) J% L l- L(6)其它。< > </P></P>
- E9 V) m4 v f1 c$ ^" v三、评分标准</P>/ Y" p- l: I: i4 H/ V7 m
< > </P></P>
3 A, `7 n# @$ T4 g" K < > </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>
+ Z I/ ] G4 u3 [- k% P2 O# 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。 % @" D1 ]! n% n1 W$ i8 K/ w
宽带放大器(B题)<P> </P></P>4 ^) x! F" K, `+ Q, M. r
一、任务<P> </P></P>
) V! D# e8 t/ z, K% Z+ e设计并制作一个宽带放大器。<P> </P></P>
8 r) `: H# U& n; r" K<P>二、要求<P> </P></P>
! }' p6 E2 |0 ^! C; z8 D! l* i1、基本要求<P> </P></B></P>) b" `3 p& H! i
(1)输入阻抗≥1kΩ;单端输入,单端输出;放大器负载电阻 。<P> </P></P>
2 X- z7 H3 X/ o; f y( W# P; _(2)3dB通频带10kHz~6MHz,在20kHz~5MHz频带内增益起伏≤1dB。<P> </P></P>
- K: s0 F$ S8 ~" ^+ R# N(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>
# k, K9 x5 e8 \(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>$ a+ _" \" P# b" b3 C4 h3 t3 N+ U
(5)自制放大器所需的稳压电源。<P> </P></P>% f3 x+ T- j& a6 D& g; d/ b9 E+ p0 ?
2、发挥部分<P> </P></B></P>8 |8 a( f5 i: i, Y ?7 s7 w, `9 q
(1)最大输出电压有效值≥6V。<P> </P></P>
. R: r2 t0 }: 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>
6 Z' b1 H& H* b7 }1 a9 @/ z9 T(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>! e9 H: d0 K" g) y1 Z
(4)输出噪声电压峰-峰值V</I>oN ≤0.5V。<P> </P></P> ~0 t9 C( d5 d! x+ N
(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>
; f; r+ G6 G6 {& ~, D/ {& z(6)其它。<P> </P></P>
# K; J1 ~2 F! h# V+ f7 l1 t<P>三、评分标准<P> </P></P>
4 Y2 m h% }8 e+ `# K$ k W& F# w0 n) V. X$ r' }1 l8 t
<P> <P> </P></P>项目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>+ U' F7 a3 {# r9 f- U+ w$ r9 y
<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>
# @+ `& R$ o0 L: V# S# u- k<P>实际完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>) A6 H9 U |" M4 [
<P>完成第(1)项<P> </P></P>10<P> </P></P>" P6 @! q$ u1 G" z7 C1 ]
<P>完成第(2)项<P> </P></P>12<P> </P></P>& I' E9 R: B3 `
<P>完成第(3)项<P> </P></P>7<P> </P></P>
5 b& Q2 N4 y! H: f4 A z0 }<P>完成第(4)项<P> </P></P>2<P> </P></P>' ]4 W, D1 H/ e# T8 u6 u2 D
<P>完成第(5)项<P> </P></P>16<P> </P></P> D# B7 }" v- F7 M5 r5 z* `- G7 e
<P>其它<P> </P></P>3<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>
; M" {% G& P! j% [% V/ M0 m1、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>
; @) d# e7 ?) |1 c) w) g! k9 [# A A
<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>
4 t* H5 B6 D+ V; p$ V* }<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>
K6 Q! q5 k1 w0 o% T3、宽带放大器幅频特性测试框图如下图所示:<P> </P></P>
4 n, f3 E$ D8 ^9 E* n8 R: |</P>
3 ^' s! u1 t: c3 k0 v <P> </P>
& N* D$ }' x6 n: { k9 b A& \9 G4、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>
+ }" ~# _+ k0 j1 i$ @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>6 w* F3 h9 q1 l* |- a9 P
<P></P> </P>
7 x' L; H5 B: t3 j' R% ]9 C <P> </P></P>
& y1 v5 g) c2 U" |( @6 t低频数字式相位测量仪(C题)<P> </P></P>: I% P/ Y( c/ |( ?5 D
<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: 5 ^, }8 Q: W! P& o! U
<P> 二、要求<P> </P></P>* L/ @2 \1 P* h$ l/ u. J# S/ v" z3 U
1、基本要求<P> </P></B></P>
) d y5 b( v7 a- _(1)设计并制作一个相位测量仪(参见图1)<P> </P></P>
8 @; [/ s7 A- `# T, ^1 sa.频率范围:20Hz~20kHz。<P> </P></P>- h2 X# A+ r/ m8 T
b.相位测量仪的输入阻抗≥100k 。<P> </P></P>; I) U# s2 t, @* U! 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>5 m) m8 i5 G. r+ E, F0 f) _
d.相位测量绝对误差≤2°。<P> </P></P>
! ]4 X. V+ e5 R5 o' m+ I Re.具有频率测量及数字显示功能。<P> </P></P>( n# A3 h; H: B
f. 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 X' V, `% n! b3 |4 W/ J
(2)参考图2制作一个移相网络<P> </P></P>
! m9 |/ |% n7 f2 y i9 Ta.输入信号频率:100Hz、1kHz、10kHz。<P> </P></P>; Y6 Z m y/ R0 b
b.连续相移范围:-45°~+45°。<P> </P></P>
! k0 _4 W1 Q7 N3 uc.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>
d: i# `9 B: a. j7 M4 B2.发挥部分<P> </P></B></P>1 H9 J; E c- I/ p7 D4 U$ S
(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>
( b1 N$ [6 ]; u+ Ba.频率范围:20Hz~20kHz,频率步进为20Hz,输出频率可预置。<P> </P></P> V8 P: ~& Y* L `0 l. D
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>. \2 q" @6 L: y5 g; V4 J
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>
~ k" Z, p% T0 fd.数字显示预置的频率、相位差值。<P> </P></P># i) N5 J4 u$ ~, R* O8 }. x% S8 [+ 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>
% b& I2 C( w/ E8 m& u7 v(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 s) s) d2 {' A4 v- q5 ?(4)其它。<P> </P></P>
+ K) o$ s. z2 T/ D& @5 f' p6 d三、评分标准<P> </P></P>9 s6 u8 k1 Z0 N5 h& _7 x8 W
2 ^( R& _+ d2 `; |<P> <P> </P></P>项 目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>$ f! B4 Y$ [1 H ]' K* O
<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>
, x9 a T6 |( Q" Q( u3 @<P>实际制作完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>" I' f8 R1 F/ ^, `
<P>完成第(1)项<P> </P></P>22<P> </P></P>2 x# G6 F" { p+ ]
<P>完成第(2)项<P> </P></P>6<P> </P></P>
% x! k9 X- I y2 e$ d+ d: V<P>完成第(3)项<P> </P></P>12<P> </P></P>( _7 R0 w' R" h( n: E- X
<P>其它<P> </P></P>10<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>, D: i; F6 F$ V+ D) E7 g
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>
, l8 W2 B; r% D$ s% m" ^2 m0 R% Z2、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>
. M# H9 f5 F i5 [; R7 o3 A. O- h }3、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>! o* k1 `- Q2 G+ \6 L
</P>
& Q& `3 ?! Q9 T9 r7 o* r6 m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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