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第六届(2003年)全国大学生电子设计竞赛题目</P>
' a7 t" S S6 t( N) T4 O电压控制LC振荡器(A题)< > </P></P>
' `/ N: s: C1 e$ r- _; J< >一、任务< > </P></P>
6 {- i4 L ` l! z$ j! [设计并制作一个电压控制LC振荡器。< > </P></P>+ j9 m l9 y6 l* i8 J8 o
< >二、要求< > </P></P>
0 x& J. q4 [2 e1、基本要求< > </P></B></P>
2 }" \5 |: `8 n! G' W7 g" Y& R9 ?(1)振荡器输出为正弦波,波形无明显失真。< > </P></P>- @7 g" i7 f% j2 ?1 M# B
(2)输出频率范围:15MHz~35MHz。< > </P></P>. \1 c) `0 B8 }! D- K1 _7 q# y, B
(3)输出频率稳定度:优于10-3。< > </P></P>( V6 T7 F- y/ w2 U. \/ w1 O# w
(4)输出电压峰-峰值:V</I>p-p=1V±0.1V。< > </P></P>
# z) ^4 d8 V8 w( X(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>
. Y7 D! |; y; n1 T" ^(6)可实现输出频率步进,步进间隔为1MHz±100kHz。< > </P></P>
t s( w. T/ U- G& F2、发挥部分< > </P></B></P>
' P3 S2 h1 A2 n(1)进一步扩大输出频率范围。< > </P></P>( I( x/ t) ?% [( E. M1 \! C( k: g
(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>
" C0 H" h( g0 t) W E2 ~(3)实时测量并显示振荡器的输出频率。< > </P></P>( T. y T7 S8 P5 T3 w2 x
(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>. i) E& a3 O! Q- q( p4 I' P$ g
(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>
6 v% I L, W& A5 { n* g/ Q- S$ z(6)其它。< > </P></P>
; M! P* i+ t- s! F三、评分标准</P>; `5 B- Z- ?9 j. ]. s" y0 F
< > </P></P>3 O8 w% [6 N O+ M W
< > </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>" @7 H: @9 K( }: h& 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。
1 C' z* E2 g: D7 {: \- P: P8 ?$ Z( v宽带放大器(B题)<P> </P></P># O% k2 J2 `; V5 y8 q# a3 C
一、任务<P> </P></P>
B, ^ R& M2 h1 D, w9 F4 b u设计并制作一个宽带放大器。<P> </P></P>) H" D8 F6 N, u$ J- d& t* [
<P>二、要求<P> </P></P>( V, p9 v7 ] K5 v5 Q
1、基本要求<P> </P></B></P>, o/ b' `7 G+ n* K. k
(1)输入阻抗≥1kΩ;单端输入,单端输出;放大器负载电阻 。<P> </P></P>6 [9 a* L: @% W0 U$ k p& @
(2)3dB通频带10kHz~6MHz,在20kHz~5MHz频带内增益起伏≤1dB。<P> </P></P>
$ |, A) i% W. J" }, E) t3 ]2 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>
1 n4 |2 |% \5 P+ c% e8 L(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>
4 V# @; [6 k6 {(5)自制放大器所需的稳压电源。<P> </P></P>
0 C; g/ z) w& A; ]2、发挥部分<P> </P></B></P>4 J. I Q9 s9 y2 R) p$ m& f
(1)最大输出电压有效值≥6V。<P> </P></P>
* N( F- y- a/ a; e(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>3 Q4 q8 @+ S/ j& }7 H: Z
(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>
1 Q3 u/ A1 N% g) v% C* O9 Y8 g; E(4)输出噪声电压峰-峰值V</I>oN ≤0.5V。<P> </P></P># I. Q4 j1 n D7 i4 n! C# Z
(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>
. }7 d. l$ X3 q2 i# O(6)其它。<P> </P></P>
! H' r* l( x+ a# Z! X' H<P>三、评分标准<P> </P></P>% [& ~/ c1 `" B7 v% O% _, @
0 v5 H$ M) [* v9 H
<P> <P> </P></P>项目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>/ Y+ R: B0 S5 g" `6 G. o, q
<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>
4 q4 N6 v3 Z |5 ^9 O( \<P>实际完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P> \: P1 ^' Q& y, g
<P>完成第(1)项<P> </P></P>10<P> </P></P>
6 G0 r' Q) q* j x( F<P>完成第(2)项<P> </P></P>12<P> </P></P>( a# Q$ |3 u% h
<P>完成第(3)项<P> </P></P>7<P> </P></P>
& o) g- }) A! K3 D/ u1 j0 z% j<P>完成第(4)项<P> </P></P>2<P> </P></P>
/ ]' E$ ^! w& G e' S( ]4 c<P>完成第(5)项<P> </P></P>16<P> </P></P>0 ~7 O; @0 L( H
<P>其它<P> </P></P>3<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>8 Y% l2 F( ^- ?- N, U6 D
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>
+ X9 G; P) a H+ p# H. {! J3 [4 |0 P) t* z* M
<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>6 v9 ~. E8 A# y u' S t% Z+ U
<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>5 Q' U+ N1 m9 h9 H- _7 D7 [* d
3、宽带放大器幅频特性测试框图如下图所示:<P> </P></P>
' H3 b S- C9 z( r# B3 B8 d</P>* g% h: Y" A; s2 L$ y
<P> </P>
! R) @5 D* a( h/ I8 K) H3 v" b4、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>
% z( \/ h4 G0 u, E/ ]$ l: W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>
0 Q Y( c- P9 W# p<P></P> </P>( ?% q; }# D9 L
<P> </P></P>- s: L$ `6 z. M$ T4 }
低频数字式相位测量仪(C题)<P> </P></P>
1 K% z! k) W' @ T<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 d% c+ b' g& m; w5 B, Y7 s9 S
<P> 二、要求<P> </P></P>
: g; R5 ?% o& E5 t" h. o6 [0 |1、基本要求<P> </P></B></P>
1 `$ e. A: O5 Y% W& Y- t(1)设计并制作一个相位测量仪(参见图1)<P> </P></P>2 U8 b4 g6 U- ^$ c9 A7 E
a.频率范围:20Hz~20kHz。<P> </P></P>
2 P- A( ?5 }1 I) wb.相位测量仪的输入阻抗≥100k 。<P> </P></P>
# }* a/ g2 i/ P, S+ B- Cc.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>
( o, G5 g. o, E; D' n) vd.相位测量绝对误差≤2°。<P> </P></P>( ]' z" Z; m ]7 ]/ X- ~ R
e.具有频率测量及数字显示功能。<P> </P></P>( k& M( A! @: d" R _0 h- z% m6 l
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># r. {8 Q3 Z( `: U" v* N S
(2)参考图2制作一个移相网络<P> </P></P>4 I. q9 O6 d% B- g6 t6 q
a.输入信号频率:100Hz、1kHz、10kHz。<P> </P></P>& U5 K* F0 O% s8 `/ z4 }- n- ?
b.连续相移范围:-45°~+45°。<P> </P></P>
% P- r" a$ k. y; J8 t+ jc.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>) [+ Z7 f! N% n' U0 B7 U2 k1 a
2.发挥部分<P> </P></B></P>. I1 q, `4 |3 {9 P1 L
(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>$ }1 G! ?" W( t$ X/ o
a.频率范围:20Hz~20kHz,频率步进为20Hz,输出频率可预置。<P> </P></P>
* c( P' N4 Z$ W8 Ab.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>
) `, i3 D+ Q: {- kc.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>
' l, L1 @7 p/ Jd.数字显示预置的频率、相位差值。<P> </P></P>; J, ]. M& j. U8 ?7 l9 F1 U# ~" s1 d( Y% o8 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>+ F* K2 Q. e5 v; P
(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>
6 w6 I8 i" C. ~7 v8 X(4)其它。<P> </P></P>5 o, R2 w8 E" K; H& V4 S
三、评分标准<P> </P></P># X9 e+ |7 ^- c. W3 T
4 ^7 ?; L- V: B6 S+ X% I
<P> <P> </P></P>项 目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>7 o; h4 ^* d+ ^, ~+ V. _; _3 G
<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>
# {9 B% O7 {; Y3 Q4 y. o<P>实际制作完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>
3 ?# v A K. S8 P, E<P>完成第(1)项<P> </P></P>22<P> </P></P>1 F6 |$ w3 e( P6 \3 s: {/ X, W4 x
<P>完成第(2)项<P> </P></P>6<P> </P></P>1 m m5 B8 a- H
<P>完成第(3)项<P> </P></P>12<P> </P></P>5 w. x! H1 }$ z
<P>其它<P> </P></P>10<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>
1 R \* T$ M' z* Y$ u; L1、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>
! M6 B- |2 A0 @6 s" `; D4 S7 O2、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> N5 [) @$ b/ n& I- ~
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>
2 z8 v3 ], M$ r6 o v; G$ f </P>' N) [( Y, G+ |0 }3 G. u; b5 ^% a
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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