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第六届(2003年)全国大学生电子设计竞赛题目</P>
3 e; A. z C G4 o电压控制LC振荡器(A题)< > </P></P>5 N; w: N) h: u# _- K4 R
< >一、任务< > </P></P>
# @$ N9 p0 Z% f+ S! x$ D' @设计并制作一个电压控制LC振荡器。< > </P></P>
/ c1 \. Z9 m8 V< >二、要求< > </P></P>
' {. ^+ e9 g. I4 e1 `* X5 l" ~1、基本要求< > </P></B></P>0 w3 _* t' ?' G2 E$ `
(1)振荡器输出为正弦波,波形无明显失真。< > </P></P>
: D# n9 u# Z9 N) W: P: t3 @; k) @8 v(2)输出频率范围:15MHz~35MHz。< > </P></P>2 V; m# F% s& y! c/ ~" S# T
(3)输出频率稳定度:优于10-3。< > </P></P>2 M5 z# n6 {- M F% F8 R( r8 H; p2 q
(4)输出电压峰-峰值:V</I>p-p=1V±0.1V。< > </P></P>
6 A' M* P0 o* J# D(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>
: |3 i% p( P) w" N+ d(6)可实现输出频率步进,步进间隔为1MHz±100kHz。< > </P></P>
" H2 E7 @4 k+ m8 q/ k' y( s. F2、发挥部分< > </P></B></P>
9 r0 K2 E8 f/ n5 J% X6 M(1)进一步扩大输出频率范围。< > </P></P>
) U3 k* E( ?! _5 `(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>9 N; I6 U+ F$ W, M9 J9 n
(3)实时测量并显示振荡器的输出频率。< > </P></P>
8 {# V3 p% r6 D! K4 h(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>+ }: r2 t$ \# X$ b0 a
(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 Y( G" I: ]$ k3 Y( {/ N(6)其它。< > </P></P>, z& V$ `, Z3 p6 }$ {
三、评分标准</P>- v p! R3 @/ K5 X% k& h5 \
< > </P></P>1 o0 z y( C/ V- R9 q
< > </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>
# x$ s6 |6 U$ _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。
- [! s& G8 o" F7 s' o- S! |宽带放大器(B题)<P> </P></P>
6 F* D5 c" z7 G4 O一、任务<P> </P></P>6 |4 _ T: T3 b
设计并制作一个宽带放大器。<P> </P></P>
% w% S A$ T s2 r<P>二、要求<P> </P></P>3 B/ v2 ?5 j( v* r M
1、基本要求<P> </P></B></P>
" k' O% S+ x: Z7 p( }0 o(1)输入阻抗≥1kΩ;单端输入,单端输出;放大器负载电阻 。<P> </P></P>' y# E+ a5 {: e( f! N3 {- J% ]
(2)3dB通频带10kHz~6MHz,在20kHz~5MHz频带内增益起伏≤1dB。<P> </P></P>
0 F+ _9 X5 K8 N5 R6 e(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>
/ P3 y4 |: Q0 L/ u" ]: }+ N6 y(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>. R3 h4 y- Y: [, [' n6 j' m! h
(5)自制放大器所需的稳压电源。<P> </P></P>
7 q1 [8 z5 Q! _( T. l5 A2、发挥部分<P> </P></B></P>: k' C. U. o/ G
(1)最大输出电压有效值≥6V。<P> </P></P>0 a' u% _ {, ^6 }
(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>
p8 ~/ I# P( z' p# ?(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>) G& }( v2 K: Z, d
(4)输出噪声电压峰-峰值V</I>oN ≤0.5V。<P> </P></P>/ U9 E( K# a3 \4 N2 H: D6 ?$ Y
(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>. g N9 x8 G# O/ Y
(6)其它。<P> </P></P>
* u7 p% E( O/ d d8 M<P>三、评分标准<P> </P></P>4 E4 H. n4 e: I, Y1 s* p
) |) N5 G; i3 K8 A: W4 L<P> <P> </P></P>项目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>; ^' P; Z" O. `; @3 }
<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>
* N2 E2 D1 A; k I& s<P>实际完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>
; d+ J/ H0 a8 Y( b$ V- j" _<P>完成第(1)项<P> </P></P>10<P> </P></P>5 i8 j9 O2 r; l! z6 t- M" |: p
<P>完成第(2)项<P> </P></P>12<P> </P></P>
) X( j/ u @& o$ Z4 {<P>完成第(3)项<P> </P></P>7<P> </P></P>
4 C. T3 E' c d# X0 C( [3 P8 F<P>完成第(4)项<P> </P></P>2<P> </P></P>- T) S1 v' y+ A6 w/ `
<P>完成第(5)项<P> </P></P>16<P> </P></P>! D: n; [ t$ Q7 o" J! X. X" O
<P>其它<P> </P></P>3<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>
1 M6 w2 ?- h( x. I1、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>1 o2 ]. J% c+ p& z
& t! o8 f) J/ j. W% A# K* i- b) 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>
. y, D7 A0 f% @3 |! v3 V<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>) O6 E* i/ |' D
3、宽带放大器幅频特性测试框图如下图所示:<P> </P></P>6 g2 l/ F ^) O* E
</P>: |. v3 }' n% f+ o) {' `3 D* f
<P> </P> _% j3 S& @% @4 `4 O
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>
7 X+ f3 `5 R- L% G. C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>
- q9 A7 p+ t2 i `) t2 y3 U0 ]<P></P> </P>, j! O; Z. |' z8 F a
<P> </P></P>
' P7 b5 Q1 f8 e1 V5 Y! f7 c( x0 N低频数字式相位测量仪(C题)<P> </P></P>5 F2 D3 ?' i1 c' K- n% g( A1 `
<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: $ H) B: ^9 ^1 R# {
<P> 二、要求<P> </P></P>8 g9 S) K0 A7 g: ~$ x$ u0 ]
1、基本要求<P> </P></B></P>
z# K# Y0 o, j7 u9 \(1)设计并制作一个相位测量仪(参见图1)<P> </P></P>& N v# j2 |9 F6 D
a.频率范围:20Hz~20kHz。<P> </P></P>
. ^! s! S$ S9 x( s$ x/ i' Gb.相位测量仪的输入阻抗≥100k 。<P> </P></P>
# _. M8 x7 v" K+ i% Vc.允许两路输入正弦信号峰-峰值可分别在1V~5V范围内变化。<P> </P></P>
* b! ]6 ]4 ]3 ?# L; Ld.相位测量绝对误差≤2°。<P> </P></P>1 T4 ^+ J" ^1 f1 l& @+ I. g+ Y1 d
e.具有频率测量及数字显示功能。<P> </P></P>
) P% e4 Y1 c" z+ y Yf. 相位差数字显示:相位读数为0o~359.9o,分辨力为0.1°。<P> </P></P>1 G( r" v( B5 c4 c
(2)参考图2制作一个移相网络<P> </P></P>
; O+ `; q! A1 I" w$ y' i9 za.输入信号频率:100Hz、1kHz、10kHz。<P> </P></P>5 y- e& B \- a* e v3 }6 b
b.连续相移范围:-45°~+45°。<P> </P></P>4 \) o$ {' I; p3 k) j! N# [
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>7 ~6 X, A$ N4 ^
2.发挥部分<P> </P></B></P>: {* A' _# r+ j0 c& Y8 E+ R
(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>& }) N6 p9 N$ N. \* C
a.频率范围:20Hz~20kHz,频率步进为20Hz,输出频率可预置。<P> </P></P># B" }- B- A3 m( D
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>) Y$ r6 K, t# P
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>
. r! n+ |9 i3 v& Gd.数字显示预置的频率、相位差值。<P> </P></P>
" k/ K) I# P M r(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>( U8 S# U5 r& r9 J- G
(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>: R' b* e% o$ u/ ~, m6 z, @. B" o
(4)其它。<P> </P></P>
7 {/ l" e# ?* i- |三、评分标准<P> </P></P>
. z6 a0 @, n: o! s$ x9 s+ B# l- E# @ \5 U- y" c8 Y) M
<P> <P> </P></P>项 目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>
0 `! @2 F% o+ A0 D$ 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></P>50<P> </P></P>
8 ]- d$ e% N: K) ~1 F, ?<P>实际制作完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>
. W& E$ e( b- t5 w+ t3 h$ W<P>完成第(1)项<P> </P></P>22<P> </P></P>
: X: y' |# o4 J2 v* I, P<P>完成第(2)项<P> </P></P>6<P> </P></P>
7 X9 K; L+ ?) @2 }4 r/ P<P>完成第(3)项<P> </P></P>12<P> </P></P>
3 O$ [# x, ~$ F. |" g9 g<P>其它<P> </P></P>10<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>7 y4 A' e% L% o% w6 j1 s/ 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>; {: c7 T0 o$ E0 n- p
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>* E; N2 _1 |! a2 a6 B0 k; \
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>8 V! f, n; g+ @* g, a+ L: L7 P- r
</P>$ f7 D- o- N% @3 A8 ?# G( P; H
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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