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第六届(2003年)全国大学生电子设计竞赛题目</P>9 n( S( C+ S( Y, x5 b
电压控制LC振荡器(A题)< > </P></P>' M- J1 U8 S: u$ ^1 q
< >一、任务< > </P></P>
0 P8 f6 R' E5 K* `; x设计并制作一个电压控制LC振荡器。< > </P></P>4 S& S3 z: ]# k S$ Q
< >二、要求< > </P></P>* G% `1 X; X( R$ |3 @
1、基本要求< > </P></B></P>' G* u/ l4 J% X- n6 {
(1)振荡器输出为正弦波,波形无明显失真。< > </P></P>
- `, o) W K. }7 i- r(2)输出频率范围:15MHz~35MHz。< > </P></P>% E4 N5 z$ T/ t+ ^0 `% X+ Y
(3)输出频率稳定度:优于10-3。< > </P></P>: Z& q" f& F- d/ _$ p. f2 I
(4)输出电压峰-峰值:V</I>p-p=1V±0.1V。< > </P></P>
: H, D# q" P) B0 |$ E/ a0 Q& Q(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>+ L5 \+ @! q( X" D/ M7 W
(6)可实现输出频率步进,步进间隔为1MHz±100kHz。< > </P></P>3 N9 w/ F( U1 e2 C; t. Y$ R' n/ t
2、发挥部分< > </P></B></P>
8 A* G5 R+ O0 ^8 Q3 O( p2 ^(1)进一步扩大输出频率范围。< > </P></P>$ B3 O% m/ \& ]& B8 N! r
(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>6 C) U+ \' \6 f3 o! s0 `. a
(3)实时测量并显示振荡器的输出频率。< > </P></P>+ q7 x! v$ m! W8 R/ t
(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 P5 F+ ^% T! }! Y; I4 U(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>. d1 w6 `4 |! a* ?2 G( g
(6)其它。< > </P></P>
2 w8 K9 N+ H* S9 F( K4 [三、评分标准</P>, E: o7 ^: K. f2 g* m$ F
< > </P></P>5 x, y* W% a) _. y P
< > </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>2 D3 T8 b6 O; Q7 W+ M4 v
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。
9 B2 u) x$ h4 }# w宽带放大器(B题)<P> </P></P>
' g# g9 n) I9 S% u一、任务<P> </P></P>* _; d/ o! l. }0 Q
设计并制作一个宽带放大器。<P> </P></P>
/ J. T. j) @& E: w# M3 G" M) N8 a<P>二、要求<P> </P></P>
`( d1 G7 n9 c, _! q2 j4 }1、基本要求<P> </P></B></P>
' R8 r; c: f" X' I: Z$ [(1)输入阻抗≥1kΩ;单端输入,单端输出;放大器负载电阻 。<P> </P></P>
, T6 S& y+ J% Z- w* M5 w, p(2)3dB通频带10kHz~6MHz,在20kHz~5MHz频带内增益起伏≤1dB。<P> </P></P>
B* H E7 F: g7 ~# V0 N, y(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> B/ X5 C+ T, ] d: c8 ]: ^
(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>! e$ L! X- [, o% ^) T# M
(5)自制放大器所需的稳压电源。<P> </P></P>
* w8 g; u3 W0 R; g8 R1 Z2、发挥部分<P> </P></B></P>
$ b5 L5 W$ L1 a" M2 P# V" |! {8 u(1)最大输出电压有效值≥6V。<P> </P></P>
5 y2 V- q6 {# w3 t4 _(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>8 Y0 U7 A+ S' J! d
(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>
/ z. U9 H$ c# o+ ?) Q1 x(4)输出噪声电压峰-峰值V</I>oN ≤0.5V。<P> </P></P>
; j! J, I# C3 \4 j(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>' P7 F2 M7 n2 {8 c1 r
(6)其它。<P> </P></P>0 ?( d: q# z7 w
<P>三、评分标准<P> </P></P>
; g, y% @+ ~+ _; x V& P. p F. F6 P% m
<P> <P> </P></P>项目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>
4 _% B8 h- l, i: F0 `# R! 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>7 X# e' x( [) H, H6 F; [ Y8 K8 I
<P>实际完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>" C! R7 z) q/ s/ @# K( _
<P>完成第(1)项<P> </P></P>10<P> </P></P>0 t( Z6 T+ e0 w$ d$ _
<P>完成第(2)项<P> </P></P>12<P> </P></P>
* Q8 Z" Y9 U9 ^; D% R<P>完成第(3)项<P> </P></P>7<P> </P></P>8 N) }/ W8 _0 t+ F3 y, l
<P>完成第(4)项<P> </P></P>2<P> </P></P>
0 o0 s! F# x; @. X1 i<P>完成第(5)项<P> </P></P>16<P> </P></P>
! t+ W/ R* Z l+ N. k; v- }<P>其它<P> </P></P>3<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>% H* [( m" [; g; o$ ^! T
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>! ]% a1 j G0 t! a6 C! \- ^# F; [
8 L! o; z8 @+ q0 ?6 Z<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>
( O$ Q2 Q, a2 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 U6 b; q( q7 `/ h0 L3、宽带放大器幅频特性测试框图如下图所示:<P> </P></P>* |5 A% P0 K% }7 U' i" [- u
</P>
; [* e P' }6 k+ G* y# P <P> </P>
/ ]$ C& q" E# h8 c- y* Z" 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' V& j M7 P9 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>/ t) G3 j5 X3 t' y& O
<P></P> </P>
* E+ L- `( d8 v/ N2 l <P> </P></P>
; V: g3 |7 Y$ C* t- O7 T* Z9 T低频数字式相位测量仪(C题)<P> </P></P>0 t \; f0 t7 t* ?& w: j/ G9 @
<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:
j# ~9 ^& L7 B, D; t9 a<P> 二、要求<P> </P></P>
|' H' ?/ T4 V8 Y6 P- J1、基本要求<P> </P></B></P>; O5 h9 B6 X: v$ L9 _1 s: s
(1)设计并制作一个相位测量仪(参见图1)<P> </P></P>( a1 o* {0 g1 q: p
a.频率范围:20Hz~20kHz。<P> </P></P>
1 N2 L5 O; ]) C+ s0 ~' R6 y# }6 r. Rb.相位测量仪的输入阻抗≥100k 。<P> </P></P>7 ^5 N& p' p) _
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>, \2 O* z9 w3 Y
d.相位测量绝对误差≤2°。<P> </P></P>. L/ d5 j% A8 L
e.具有频率测量及数字显示功能。<P> </P></P>
. X+ t; P# s2 j \6 ^: M1 [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>9 y# C" H% a, ~! d* s. `8 a
(2)参考图2制作一个移相网络<P> </P></P>" \/ X j3 N# q) }: j
a.输入信号频率:100Hz、1kHz、10kHz。<P> </P></P>
5 g4 y' S5 T/ E0 hb.连续相移范围:-45°~+45°。<P> </P></P>6 g4 b- t. F: Y+ v. k
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>8 A7 e8 G ]# y5 j
2.发挥部分<P> </P></B></P>
5 |8 {* }5 [! c. |+ 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>! I# P( k% P+ M1 d( T% @
a.频率范围:20Hz~20kHz,频率步进为20Hz,输出频率可预置。<P> </P></P>9 a% H$ |% G2 y- c2 Q/ c6 n# A
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>: j2 S; W {& U1 B) C
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>
# n1 T& {+ C1 o1 E/ m Yd.数字显示预置的频率、相位差值。<P> </P></P>
2 o1 |$ Y3 v% z) ], p(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>
/ R, T1 v* g K+ A+ m4 |(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>
2 _. Z( @7 d' D8 H t, T(4)其它。<P> </P></P>
k# T8 V1 F1 p0 k4 Q4 m1 o9 Q三、评分标准<P> </P></P>
+ W1 D! k3 r; @0 @- X I* R
* ^3 q: V' D6 N' ?<P> <P> </P></P>项 目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>9 a" C; {! Y) F4 `
<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>
. N, f9 K( A2 t3 \8 f! b<P>实际制作完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>
; K7 ^1 e2 X6 c" }<P>完成第(1)项<P> </P></P>22<P> </P></P>
@6 E/ W4 t$ i# Q+ ~ {( c<P>完成第(2)项<P> </P></P>6<P> </P></P>
1 {# u( l0 U3 c9 s7 h0 a5 [+ B<P>完成第(3)项<P> </P></P>12<P> </P></P>* `! D- @2 ^; [! Y" ~1 K
<P>其它<P> </P></P>10<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>3 s% | J/ p0 X% S; l S
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>7 q! L: v ~; C$ i6 _) D
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>- \$ H) ^, d: |1 u( l7 f
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>; M/ `- W9 L, b
</P>
7 u9 Z6 \7 _! k$ N, V) t& F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
|