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第六届(2003年)全国大学生电子设计竞赛题目</P>
# j1 y' G6 G( x! l电压控制LC振荡器(A题)< > </P></P>
4 o1 z$ \/ u$ o0 M5 v+ N, U2 l< >一、任务< > </P></P>/ x# X; Y$ F$ S% D" L
设计并制作一个电压控制LC振荡器。< > </P></P>
: h/ }$ P7 H" L0 C< >二、要求< > </P></P>
5 K( L+ A3 M/ c, q1、基本要求< > </P></B></P>
; y2 J+ M1 n( N a* Q: @(1)振荡器输出为正弦波,波形无明显失真。< > </P></P>5 x) B8 S f# g
(2)输出频率范围:15MHz~35MHz。< > </P></P>) P. m- ^9 ?' ^: r' H$ C
(3)输出频率稳定度:优于10-3。< > </P></P>2 w, |$ r" ?) ^1 z, c# l/ A4 \
(4)输出电压峰-峰值:V</I>p-p=1V±0.1V。< > </P></P>
5 L! D3 H; G& ](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>+ T$ o* o# _$ S2 ~# T8 g
(6)可实现输出频率步进,步进间隔为1MHz±100kHz。< > </P></P> ?# q. ~# p- l: v
2、发挥部分< > </P></B></P>
* C3 m2 a; g4 @6 M+ |) T P(1)进一步扩大输出频率范围。< > </P></P>9 K d! V1 ] W
(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>* B( O. q# K2 |
(3)实时测量并显示振荡器的输出频率。< > </P></P>
, J2 A# x) m! _8 k(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 @$ {- A, k: h, I' ^( J# R
(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>
% r7 H& ^. c5 _* N* p# t/ @(6)其它。< > </P></P>
" q# u6 L3 J7 r, z三、评分标准</P>
# t# ?$ M% x, g* A, O < > </P></P>
U7 H/ G) _0 ` < > </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 ]. J2 U; x+ U# Y
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。
8 W- p) ^! k/ Z; w+ l6 C7 \' @宽带放大器(B题)<P> </P></P>3 [" x' \+ S7 t I
一、任务<P> </P></P>
& x* S& d1 X/ X m2 l设计并制作一个宽带放大器。<P> </P></P>& O" _4 J+ q: i7 Z- V( ]& Q
<P>二、要求<P> </P></P>/ k* r, l6 V2 k
1、基本要求<P> </P></B></P>
+ W$ n' ? t& R(1)输入阻抗≥1kΩ;单端输入,单端输出;放大器负载电阻 。<P> </P></P>
' g2 j4 w. q8 w9 u, E(2)3dB通频带10kHz~6MHz,在20kHz~5MHz频带内增益起伏≤1dB。<P> </P></P>: p) V# ~' \0 P+ L, a5 B* I
(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>6 K% j- }# [, y6 F
(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>! Q2 Z. T5 B" p: U5 e/ x! s6 Y
(5)自制放大器所需的稳压电源。<P> </P></P>* z" t1 y: @4 g
2、发挥部分<P> </P></B></P>( }0 Z4 U; G/ [6 o" i/ f
(1)最大输出电压有效值≥6V。<P> </P></P>
U4 M9 O9 O6 x) J" I, S 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>2 b9 d% }5 |% e9 ^$ b+ r
(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>
8 ? }* Q! Z( O( g- D/ j(4)输出噪声电压峰-峰值V</I>oN ≤0.5V。<P> </P></P>% T# c; Z9 ]0 u1 x. G3 X# }. S5 U
(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>
( @ Z( b" u6 r; f6 F% |" `. L2 N* [(6)其它。<P> </P></P>! x" H. C' W( b: V( |! G+ @
<P>三、评分标准<P> </P></P> @( P7 J! Q& a+ b$ Z+ j
. u% G: b% N# }: t5 Y<P> <P> </P></P>项目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P> ^8 d- h6 C2 ]/ r' p; 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> {. y7 X% a2 S% h) R8 v8 ]3 i
<P>实际完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>1 v) g" ^4 L9 j$ D ]) R6 x) @
<P>完成第(1)项<P> </P></P>10<P> </P></P>
! w6 d1 w% d! X* V% Z<P>完成第(2)项<P> </P></P>12<P> </P></P>
% v: P* c. @6 R<P>完成第(3)项<P> </P></P>7<P> </P></P>5 G! k1 m* X9 C ^' u, }& S
<P>完成第(4)项<P> </P></P>2<P> </P></P>' j/ M( P( q6 \7 x; b- k. D
<P>完成第(5)项<P> </P></P>16<P> </P></P>
! D: l6 o- f# ]3 H<P>其它<P> </P></P>3<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>
" N' r* M* v$ \6 r$ A1、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>/ q& x" g) y8 p
2 P! Q/ E7 x& ]' _& E* g4 D
<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>
5 P6 I1 p9 Z* C& Y2 w8 b' P- l<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>* ?9 w' J$ X/ M: K' W' _2 }, a
3、宽带放大器幅频特性测试框图如下图所示:<P> </P></P>/ M: \2 `) p) O2 u) ^& x" i9 z
</P>
6 [5 s* l# G2 d+ \8 f <P> </P>9 x) t" c/ ]) k6 g5 {
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>
- E u( e, [" {2 Z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>7 W3 k& C7 Y$ f6 y$ c4 o5 ^9 p8 s
<P></P> </P>
5 \3 ` U+ _+ O. v3 H! _ <P> </P></P># m* t7 @7 M7 r# M
低频数字式相位测量仪(C题)<P> </P></P>
" `# q1 [6 k( ^3 a4 P3 G0 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: 3 U F! r8 @* w9 H
<P> 二、要求<P> </P></P>" Y! y; D* K$ u- b4 q8 H
1、基本要求<P> </P></B></P>
1 |2 Q4 o4 z" }# l: C: F, I# s# r$ g. K0 l(1)设计并制作一个相位测量仪(参见图1)<P> </P></P>
8 x! S; @! ]+ S" j0 V Z; B6 d! ma.频率范围:20Hz~20kHz。<P> </P></P>
% u9 I$ ? p" Y6 J6 i8 zb.相位测量仪的输入阻抗≥100k 。<P> </P></P> ?; T% F4 ^5 c
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>" a: C' p) V& I6 X
d.相位测量绝对误差≤2°。<P> </P></P>9 Q& G, ~ V' O A/ m
e.具有频率测量及数字显示功能。<P> </P></P>
. t; {- _ p! L; zf. 相位差数字显示:相位读数为0o~359.9o,分辨力为0.1°。<P> </P></P>& e, T5 a( Q. W Y( N) Z
(2)参考图2制作一个移相网络<P> </P></P>
7 p( r0 U6 ]& M+ z+ q+ }. ka.输入信号频率:100Hz、1kHz、10kHz。<P> </P></P>1 z, t- E2 l7 t$ S" C
b.连续相移范围:-45°~+45°。<P> </P></P>
; N C3 [1 @' ], mc.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 ~: A6 p0 P7 Q
2.发挥部分<P> </P></B></P>7 r/ D$ u, V9 `2 y" I
(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>/ V4 y9 p8 H2 G5 ~1 X
a.频率范围:20Hz~20kHz,频率步进为20Hz,输出频率可预置。<P> </P></P>; H- H3 J4 b" M, |5 L5 U
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>
7 @- ?" v& m2 M' F2 o( Wc.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>7 K- D$ }6 G' L/ Y' t: n( k% }8 I; j
d.数字显示预置的频率、相位差值。<P> </P></P>8 x( a3 c* q5 H( | ~ Y
(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>
# E6 R. _2 _; z- c(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>
/ z5 u7 f7 T6 v* Q8 [4 Q(4)其它。<P> </P></P>
, e" B" f' a3 e$ q/ @9 _三、评分标准<P> </P></P>
- ?$ @/ i0 P1 f; b6 N5 w" _, p }# v: w
<P> <P> </P></P>项 目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>5 C7 n, S6 [3 P+ w7 P& F' E; e
<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 U. N9 T. ]/ H+ a5 ?7 F0 |$ x
<P>实际制作完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>: |0 a2 L0 }$ t7 R+ ^$ W( E
<P>完成第(1)项<P> </P></P>22<P> </P></P>
& v* W3 W6 R1 d# e1 `<P>完成第(2)项<P> </P></P>6<P> </P></P>8 G0 @3 F* L! @& X8 I, |$ X
<P>完成第(3)项<P> </P></P>12<P> </P></P>
9 S1 J3 T, S9 @1 e<P>其它<P> </P></P>10<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>0 H$ g" e& \& J* \* B) s( A4 F
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>
; V8 r6 o$ t$ D5 c2、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>
2 A# E& n" K& m3、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>
# I& i1 [* \2 P( `* Y2 K </P>
$ w. ?- M! Y6 W' J# c" q. n) b' L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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