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第六届(2003年)全国大学生电子设计竞赛题目</P>
7 ]8 n# r, f( {; O电压控制LC振荡器(A题)< > </P></P>6 @* r) l2 z+ n. v* y
< >一、任务< > </P></P>; g* [9 b+ V }* t( q) e
设计并制作一个电压控制LC振荡器。< > </P></P>
' V& a- Y- k& j( r< >二、要求< > </P></P>
. c7 f/ q7 ~- A* S9 g# ~0 @0 f1、基本要求< > </P></B></P>* v4 }/ Y8 U: h7 E. @
(1)振荡器输出为正弦波,波形无明显失真。< > </P></P>
( L: c& N0 `3 l- E9 ^* }+ u(2)输出频率范围:15MHz~35MHz。< > </P></P>8 e) `: r5 t! ^6 o
(3)输出频率稳定度:优于10-3。< > </P></P>
! f3 X) S$ p1 X$ i/ f(4)输出电压峰-峰值:V</I>p-p=1V±0.1V。< > </P></P>
1 O2 m/ B% F; X5 r(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>' B+ G D, D0 p* D/ I6 ~
(6)可实现输出频率步进,步进间隔为1MHz±100kHz。< > </P></P>
1 u; H$ K6 d/ W2 z% p) K2、发挥部分< > </P></B></P>
$ C1 r3 B+ s9 T$ v' c(1)进一步扩大输出频率范围。< > </P></P>
5 @8 a( j8 n2 {5 O1 c5 F(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>
# e. v) }$ g9 y8 Q(3)实时测量并显示振荡器的输出频率。< > </P></P>
) c0 B2 \6 i% S$ z9 p(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>1 {# f: V: a% C( m9 O! I. k
(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>
9 B0 n2 H, z7 o& v a/ S(6)其它。< > </P></P>4 H0 Q3 i7 K' U/ K
三、评分标准</P>/ @. A2 A* ^' u' p" p/ A; b
< > </P></P>
7 B6 {9 P- a2 s: w7 _1 | < > </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>
" w* g1 R! M3 h$ w- A" q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。
# j- o5 U" X& ^+ A+ f; _5 ^3 |宽带放大器(B题)<P> </P></P>
/ d+ h+ ]; S7 h4 O" b3 k一、任务<P> </P></P>
$ J7 p# M* q/ a设计并制作一个宽带放大器。<P> </P></P>
" ]( j" H7 R+ R+ x<P>二、要求<P> </P></P>
3 s; `2 \1 t: E+ C& N; A1、基本要求<P> </P></B></P># A0 [6 H# Z9 ?
(1)输入阻抗≥1kΩ;单端输入,单端输出;放大器负载电阻 。<P> </P></P>
0 x5 l+ ?6 j( D0 ?8 u3 g3 S(2)3dB通频带10kHz~6MHz,在20kHz~5MHz频带内增益起伏≤1dB。<P> </P></P>8 ? X& p: z* `1 O0 m' S# t
(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* V6 t9 X6 D# j
(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>7 L4 @0 E* t' i) I4 a2 a) \. K) l
(5)自制放大器所需的稳压电源。<P> </P></P>! k9 p% K$ ?+ j
2、发挥部分<P> </P></B></P># }4 [# C3 k* P5 V; x2 W; [
(1)最大输出电压有效值≥6V。<P> </P></P>
" D8 K! N! @0 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> v3 e7 ~8 C: }) d, L
(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>. a4 g4 l/ l' {9 V' L7 c
(4)输出噪声电压峰-峰值V</I>oN ≤0.5V。<P> </P></P>
. t6 C% {3 X3 t, t(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>
) K- ^' w* R0 s+ {' E+ W( S; i: C(6)其它。<P> </P></P>- _- x& i( A: R$ t5 [9 x8 ^! g% K
<P>三、评分标准<P> </P></P>; {3 N9 }9 X! i4 D v0 C9 u
9 O. T$ T7 X; }8 J- C9 [5 {<P> <P> </P></P>项目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>
1 V; k* H7 R1 q- a<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>
1 F5 H* ~4 e$ s+ H0 e2 d h<P>实际完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>
2 V/ v; h. o4 J+ ~3 _: [0 V% @<P>完成第(1)项<P> </P></P>10<P> </P></P>
# D* H& @3 K6 _" H$ l1 }8 U<P>完成第(2)项<P> </P></P>12<P> </P></P>6 C( N9 M B9 H2 `: M: L
<P>完成第(3)项<P> </P></P>7<P> </P></P>
! Q5 F9 X* u" \7 P, @) H1 O5 B x<P>完成第(4)项<P> </P></P>2<P> </P></P>
) b. l" ?' S5 W4 s<P>完成第(5)项<P> </P></P>16<P> </P></P>
+ D H& ?3 f3 }; K$ [- l<P>其它<P> </P></P>3<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>1 r# u: r, S, n. L4 y! i
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>
k. X% {5 S4 P( G% n
+ D8 Z$ U3 r* Q( k<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>. S- n7 q' K3 F$ H7 Y+ R+ g* [( u# D- S
<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>7 ?$ m [& H# F' R
3、宽带放大器幅频特性测试框图如下图所示:<P> </P></P>* B" [$ s5 K1 Q
</P>
! f! p6 A$ f8 x. p! Z <P> </P>
6 n( ^ k5 y% R9 ^/ L! o1 \, P4、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>0 g$ R: m4 [" _# s+ b: S* U
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>
$ D3 p) u- P5 y- {$ B! @! j) P<P></P> </P>
- @# I) S( b" U) O2 o6 Z) } <P> </P></P>
# _* e! X4 {7 P) o- |& T. f; H& J低频数字式相位测量仪(C题)<P> </P></P>; a# L" w5 @) {
<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: 8 F+ U W4 K- N$ j$ E/ R
<P> 二、要求<P> </P></P>* O, y$ I3 t; _) J$ {
1、基本要求<P> </P></B></P>9 ~" R- }3 S! h: H
(1)设计并制作一个相位测量仪(参见图1)<P> </P></P>
6 N: z* _& Q) _& L# J/ ?% Wa.频率范围:20Hz~20kHz。<P> </P></P>3 M& S: z# }$ F; I
b.相位测量仪的输入阻抗≥100k 。<P> </P></P> L0 o" I5 t1 I- n% k8 Z
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>- e6 E- d0 b/ V% R
d.相位测量绝对误差≤2°。<P> </P></P>/ G* O0 V1 {% Z" y" n
e.具有频率测量及数字显示功能。<P> </P></P>
9 C, @$ u: k3 yf. 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 w4 ?7 A, Q0 H0 v* ]" S F(2)参考图2制作一个移相网络<P> </P></P>3 Y' W" V1 q( W8 h& q
a.输入信号频率:100Hz、1kHz、10kHz。<P> </P></P>
5 R8 z# S( t5 [8 g6 mb.连续相移范围:-45°~+45°。<P> </P></P>
- \: D: v( g) R+ Qc.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>
' n. r, Z! J' i2.发挥部分<P> </P></B></P>5 O4 q( U6 S/ n3 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>& d5 a2 @; k; Q& b) R3 B2 V/ k
a.频率范围:20Hz~20kHz,频率步进为20Hz,输出频率可预置。<P> </P></P>5 }5 a3 g! X& G. M3 ?4 ?, R6 P
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 r4 m# n! ~, K" m3 b7 r# a4 d
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>4 A; D0 Y! H0 f" E+ B4 l
d.数字显示预置的频率、相位差值。<P> </P></P>7 S6 [/ }& G0 _- p* ~9 ^
(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>
. e% ?! v0 P7 C& S(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>+ A* _6 T j+ J
(4)其它。<P> </P></P>
3 L. T4 o O* y1 Z3 j7 H5 n* q& h三、评分标准<P> </P></P>) f/ B! I* `0 M5 w; B
4 x2 I9 V% U7 B! }! z<P> <P> </P></P>项 目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>/ G7 p3 j& g2 y# c" y* }, i
<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>
( U" U& T; {1 T<P>实际制作完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>2 i W7 z% s8 H3 \) f7 F
<P>完成第(1)项<P> </P></P>22<P> </P></P>
5 d' X* O: j6 h3 j# J7 P& E, d<P>完成第(2)项<P> </P></P>6<P> </P></P>6 l4 A, C* k& |& c2 L) x- j2 Y
<P>完成第(3)项<P> </P></P>12<P> </P></P>
) a% Y+ o& L- ]) p0 d<P>其它<P> </P></P>10<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>
% b* ~0 h7 e, E1、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>7 S( j4 a4 \7 g& ]5 d. X6 C; N' m' z
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>
/ b5 f; B8 c% u; r+ m2 x' F" N/ M4 z3、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>
3 U6 N0 X" ^9 v {* H9 p" d </P>
9 L' v* [( H, {9 G6 V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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