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第六届(2003年)全国大学生电子设计竞赛题目</P>
6 s; I. z9 C4 S6 ?电压控制LC振荡器(A题)< > </P></P>+ C# v) G/ `8 u7 V8 k1 W1 b, S
< >一、任务< > </P></P>1 v& n, ?+ [" L" \# p& l& b
设计并制作一个电压控制LC振荡器。< > </P></P>
% K1 l9 \- H! x1 B! V Y: q$ E& ?< >二、要求< > </P></P>8 y8 k5 I% J9 A0 i- {
1、基本要求< > </P></B></P>/ I3 T& C% t9 y% R4 o+ `, J4 Z
(1)振荡器输出为正弦波,波形无明显失真。< > </P></P>, Z6 c9 n9 _1 t# b) s! C4 @
(2)输出频率范围:15MHz~35MHz。< > </P></P>& x3 I3 N1 R5 v. \& z- ~1 n
(3)输出频率稳定度:优于10-3。< > </P></P>
. J" K5 U8 Y. K; L: ?1 m(4)输出电压峰-峰值:V</I>p-p=1V±0.1V。< > </P></P>, e' n& v4 q4 N; b& 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>
7 R4 y1 X! e. G; X3 C(6)可实现输出频率步进,步进间隔为1MHz±100kHz。< > </P></P>
" i% @* S5 |9 o2、发挥部分< > </P></B></P>8 a* q* n; o2 L) R
(1)进一步扩大输出频率范围。< > </P></P>
[/ G4 `! E6 M2 k. _6 Y(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>
3 p8 ~( l1 B/ B/ l- p(3)实时测量并显示振荡器的输出频率。< > </P></P>8 U& C1 e5 C* G3 V" S5 o! [
(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>2 W9 _+ s5 t+ i! t; s) `+ ~
(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>2 A* v! j0 \5 u9 l% l% w
(6)其它。< > </P></P>2 t, A I, F6 m% ?; e* w# v0 [
三、评分标准</P>
$ M& [, C8 t0 J. ? < > </P></P>
4 K* }2 ~1 T3 I4 X/ A" ]: p' G < > </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>6 N- P9 T' s4 X: i
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。
) w9 ]/ r0 ~$ T- r8 C宽带放大器(B题)<P> </P></P>0 M% C6 @# @* S
一、任务<P> </P></P>
7 @. u2 R" e; r. C$ n6 }设计并制作一个宽带放大器。<P> </P></P>: g! ~2 x) p0 W) A2 O7 g z
<P>二、要求<P> </P></P>8 j1 k P, R( O$ L/ p9 v
1、基本要求<P> </P></B></P>) |! [+ g* U+ D4 O6 W' P: U9 g
(1)输入阻抗≥1kΩ;单端输入,单端输出;放大器负载电阻 。<P> </P></P>
K- y7 t7 F0 A; f Z(2)3dB通频带10kHz~6MHz,在20kHz~5MHz频带内增益起伏≤1dB。<P> </P></P>
4 C4 H) Y& M* h/ I$ B(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>- h' a* `8 X3 \- Y2 P/ D0 u
(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>
) ]1 `2 f1 W: Q4 s(5)自制放大器所需的稳压电源。<P> </P></P>
3 D' t7 y4 {3 c2、发挥部分<P> </P></B></P>- W3 ]3 m. D6 K/ E' u1 f3 L
(1)最大输出电压有效值≥6V。<P> </P></P>, e. m. E9 X2 e9 g; f" Z# V
(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>
- x9 ~7 Y( G9 v9 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>( E' F' J( H7 i" Q' T' }
(4)输出噪声电压峰-峰值V</I>oN ≤0.5V。<P> </P></P>
( r7 J+ P9 n$ ^2 H1 ](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>- C1 @4 }0 x% V( b# [
(6)其它。<P> </P></P>
, _% E% X: N9 ]3 F% \. ]: I" O<P>三、评分标准<P> </P></P>. C# ]1 G6 E& f% m1 r
* Q+ {! G3 r# L @; P
<P> <P> </P></P>项目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>1 r$ u5 `$ t* ?
<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>! I0 B5 r9 V8 }( N* j
<P>实际完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>" f7 t+ K* W# T' {9 J, ^
<P>完成第(1)项<P> </P></P>10<P> </P></P>4 v3 v2 N8 U2 h! D a2 p
<P>完成第(2)项<P> </P></P>12<P> </P></P>' T6 c3 c; Z, `7 m! \$ p0 @
<P>完成第(3)项<P> </P></P>7<P> </P></P>
6 L, q5 x: x7 g P' u; p! U, l' N<P>完成第(4)项<P> </P></P>2<P> </P></P>
% [9 }7 s2 k V- R1 p! K1 S<P>完成第(5)项<P> </P></P>16<P> </P></P>
$ S* d9 d1 g' J6 B<P>其它<P> </P></P>3<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>
2 t$ @ \5 I, O; @% r1、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>3 K7 d% P. p* }3 y# P& W# Z
# w. ]' q! X5 Y0 x7 t<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>
# q2 n" K# b8 q0 M1 A) J<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>
* r% r$ y7 C- ]# [, c3、宽带放大器幅频特性测试框图如下图所示:<P> </P></P>
5 w/ @/ m! i( |9 E; ~. n0 r" g7 u</P>
4 S l, ?9 m5 H( `1 v/ ] <P> </P>
& l- P" j* b0 p0 u0 A4、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>
$ _& D" P0 ?3 R4 l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 D' r* `9 o2 \, a! `1 I4 z& n1 \<P></P> </P>
; O- `2 J# W# p! d4 T6 ~! {/ ? <P> </P></P>5 r4 P1 N, R3 S% X) m5 W
低频数字式相位测量仪(C题)<P> </P></P>
! _2 b( c! V1 p' w4 x0 Q( v6 [<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: * A) w4 C- M6 o
<P> 二、要求<P> </P></P>; _. W7 _1 s, {( E) ^
1、基本要求<P> </P></B></P>
: U+ k. O0 _; g1 z) ^5 I(1)设计并制作一个相位测量仪(参见图1)<P> </P></P>
# e, u, x! U; Ca.频率范围:20Hz~20kHz。<P> </P></P>
8 W/ p5 C+ c7 m% g# C2 Ab.相位测量仪的输入阻抗≥100k 。<P> </P></P>
1 ?4 w# U6 V3 V9 G. t' w6 e0 zc.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>
& r$ c: d, e- f( l* Vd.相位测量绝对误差≤2°。<P> </P></P>
# L2 h6 d& }4 u3 d( r8 ee.具有频率测量及数字显示功能。<P> </P></P>
2 s! t1 M# q0 e. ?! N& P3 @1 \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>
( p+ j C* ?# ~$ M* m4 r9 u q; p(2)参考图2制作一个移相网络<P> </P></P>
# k4 W" T$ b& o9 k9 Ba.输入信号频率:100Hz、1kHz、10kHz。<P> </P></P>
4 C) R% d5 U2 Q3 ^1 R7 X0 pb.连续相移范围:-45°~+45°。<P> </P></P>1 O D. H: U1 z: \4 S
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>
2 X9 l; B: t8 i; |# [2.发挥部分<P> </P></B></P>
! @, H9 Z' E# v) w(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>; M" X( q: k% c. B- r$ D5 a8 I
a.频率范围:20Hz~20kHz,频率步进为20Hz,输出频率可预置。<P> </P></P>
; F3 b. r) g5 Q: xb.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>
) t3 \7 o) `; Rc.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 d; z" n7 e, {8 M4 _( ]
d.数字显示预置的频率、相位差值。<P> </P></P>3 y8 B% A, ~* u! p" 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>, W d; u1 \1 H$ s1 W w: m
(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 X6 ?, b1 K" s0 S1 N
(4)其它。<P> </P></P>$ o5 t, Y8 u |. |8 N6 B" S$ p) ]
三、评分标准<P> </P></P>5 [ b- P) q7 c( x2 h1 I" T! G
9 `* q5 U) m# q; w
<P> <P> </P></P>项 目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>* Y& u- }4 R2 c) I) i& U* F
<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>$ i. H9 B1 X0 n
<P>实际制作完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>. r, T$ v# ]- N8 \- l" Q$ ]2 d
<P>完成第(1)项<P> </P></P>22<P> </P></P>
3 b z6 F& I y<P>完成第(2)项<P> </P></P>6<P> </P></P>
# n2 x8 v$ g9 ]: L' U# t<P>完成第(3)项<P> </P></P>12<P> </P></P>
' B9 g. M f4 |- D% }<P>其它<P> </P></P>10<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>$ k6 u$ e0 b5 p' t8 z% y
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>
; e* P: z w2 B5 f2、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>4 t7 H3 V% c X! i7 G) m
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>" X$ X0 @3 ?, u" Q/ ^5 r1 }) T, x8 M
</P>' _7 O$ H( p# w
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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