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第六届(2003年)全国大学生电子设计竞赛题目</P>9 [8 R; }& ^% O& l# B/ F8 }
电压控制LC振荡器(A题)< > </P></P>
. q. `3 B8 `) [# h# @< >一、任务< > </P></P>1 w& E+ C$ _8 {+ {* u
设计并制作一个电压控制LC振荡器。< > </P></P>
- j, b5 ]' a- m4 l+ s< >二、要求< > </P></P>
. t) M* o3 a% h1、基本要求< > </P></B></P>
. D/ l0 B, ]! X2 _5 }9 |- `(1)振荡器输出为正弦波,波形无明显失真。< > </P></P># w1 s- b+ B6 Y2 d! |
(2)输出频率范围:15MHz~35MHz。< > </P></P>
+ C6 |& m q; w6 y9 Q t( E8 Y j; p(3)输出频率稳定度:优于10-3。< > </P></P>
0 g9 \: J% @; w H1 K5 Z(4)输出电压峰-峰值:V</I>p-p=1V±0.1V。< > </P></P>* k% Q) O! B9 S& g1 }
(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>1 t- I" Q0 s- g: R% a5 A* W8 ]
(6)可实现输出频率步进,步进间隔为1MHz±100kHz。< > </P></P>1 O% K( E+ N6 c' @; ]
2、发挥部分< > </P></B></P>
* o- r; X* Z' A7 d& u(1)进一步扩大输出频率范围。< > </P></P>
$ y+ i" X2 O4 _3 A0 l(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>5 i9 y! V4 e- y6 f7 F4 S& c {
(3)实时测量并显示振荡器的输出频率。< > </P></P>4 \ Q; p! n2 n j' R- }
(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 h; i+ _5 }# C
(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>
7 {$ @# ^2 \2 t+ p! o(6)其它。< > </P></P>
( ^; |1 x2 A3 y三、评分标准</P>6 t6 T( y3 P$ {1 t5 p! i7 F
< > </P></P>
0 Z. y: O+ }$ ^* H < > </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>' F9 B/ e! x+ g9 X9 G' g: W
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。
# o; |% u% p. q5 C# q宽带放大器(B题)<P> </P></P>( g4 T* u) \7 @! I
一、任务<P> </P></P>' y5 j4 j! ?; v" q8 B: E0 I# `
设计并制作一个宽带放大器。<P> </P></P># v) ^+ p- R0 b) F
<P>二、要求<P> </P></P>
}, {! A) U! l% J7 H' m" x1、基本要求<P> </P></B></P>
7 w8 M1 O" y' u+ s8 t# M% c& 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/ C( P4 K1 c* u8 I& H# J$ B(2)3dB通频带10kHz~6MHz,在20kHz~5MHz频带内增益起伏≤1dB。<P> </P></P>
8 G* _6 Q7 K- C4 t2 v) s4 g(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>; Q c2 R9 V$ s, C- 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>2 P: e2 F1 S0 |0 r* x# b/ @
(5)自制放大器所需的稳压电源。<P> </P></P>
* T1 e$ l3 _$ }# `" ~. |& j- d2、发挥部分<P> </P></B></P>
9 F7 W5 z+ ?4 q2 U$ @7 n2 h t* s(1)最大输出电压有效值≥6V。<P> </P></P>1 u2 F7 q/ ]2 y' Q
(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>% A8 E( K ^ P* H" A( x
(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>
0 z) o t% m+ T( B: Z' G: N(4)输出噪声电压峰-峰值V</I>oN ≤0.5V。<P> </P></P>
4 c' B0 h9 {3 v1 U: e(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>
8 E2 l! M& N# Q(6)其它。<P> </P></P>! Z: i$ \! O) W c! f" g
<P>三、评分标准<P> </P></P>
7 ~0 }' m8 V, e6 o/ X! S+ T9 g. ` |! w1 s; y+ C( O, o
<P> <P> </P></P>项目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>
% u5 v* r& M6 ?( E% F, p6 Z<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>) S9 m$ l; I. }- \& T! m
<P>实际完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>; G- i6 v6 ~5 M
<P>完成第(1)项<P> </P></P>10<P> </P></P>! e2 g7 y) }* `; H
<P>完成第(2)项<P> </P></P>12<P> </P></P>) i3 l: C/ q) Y; k, e% I
<P>完成第(3)项<P> </P></P>7<P> </P></P>
) g# W9 e- O9 ^1 x* \. r2 I<P>完成第(4)项<P> </P></P>2<P> </P></P>% ?" q# s/ q% u7 Z4 h5 \* V1 H
<P>完成第(5)项<P> </P></P>16<P> </P></P>
' t- S4 c( G% q2 l<P>其它<P> </P></P>3<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>
0 C% |# v' \4 [" u" H1、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>
, G& m. v+ N8 f7 a" \( h
% D5 B2 O/ K4 q<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>
0 R- R+ G" T4 c* ^' r0 X- C<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>2 h1 ~* z, j6 k' g- y
3、宽带放大器幅频特性测试框图如下图所示:<P> </P></P>
/ Z& W2 L( c% b! ^</P>
$ r, u- P3 R7 M: K, @6 A& P, e5 D" _! v <P> </P>/ p2 t3 f4 v# f( F# |
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>
/ ]. Z; y9 J" z5 u- b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>
$ Z2 U( m, }8 P* a+ e' f- T+ @- T. w<P></P> </P>
; ]4 b# g; \5 v9 C; b- _ <P> </P></P>
, f5 Q8 v: ]$ q# j8 L2 X/ @: s低频数字式相位测量仪(C题)<P> </P></P>8 U, M7 k9 f' y0 J8 B+ z2 w! }4 q
<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:
$ D3 {" h* _2 [5 E/ H* C/ x7 p<P> 二、要求<P> </P></P>
- c( k H5 y/ k9 \6 Z, ?$ D+ X1、基本要求<P> </P></B></P>- a7 ]: J7 d( ~
(1)设计并制作一个相位测量仪(参见图1)<P> </P></P>9 g/ j0 j; k( t7 N: s( N
a.频率范围:20Hz~20kHz。<P> </P></P>0 u# }; b; ~1 j
b.相位测量仪的输入阻抗≥100k 。<P> </P></P>
! D# K9 w/ e) F" G' z9 u8 Lc.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>
+ u0 v, w& v( y6 R- l4 |d.相位测量绝对误差≤2°。<P> </P></P>$ V+ g; A- x: u- n$ D; d, S7 Z% z
e.具有频率测量及数字显示功能。<P> </P></P>
4 g$ M7 s2 y# \ l* \( g3 a1 qf. 相位差数字显示:相位读数为0o~359.9o,分辨力为0.1°。<P> </P></P>
( t3 l9 h8 R3 a/ ~' Q8 J$ Y; h( J(2)参考图2制作一个移相网络<P> </P></P>9 u2 J$ H" v0 g' F2 `
a.输入信号频率:100Hz、1kHz、10kHz。<P> </P></P>3 l* j) h/ a3 l. V
b.连续相移范围:-45°~+45°。<P> </P></P>3 j# j1 I+ e H0 `2 [
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 M' j5 g) ]8 E. g+ O6 E2.发挥部分<P> </P></B></P>! y4 _9 Y( ?2 S$ N! {) 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>
; o8 I0 w8 ^1 }8 I( w/ K) ua.频率范围:20Hz~20kHz,频率步进为20Hz,输出频率可预置。<P> </P></P>
9 I8 T, J8 {8 O( ib.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> K. t& f% T* }8 `; \9 h; k' S3 g
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>! n' j' }; }7 y C
d.数字显示预置的频率、相位差值。<P> </P></P>8 Z% Z0 J* K: F
(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>4 {. p2 c; p- Y8 O% t6 [8 o
(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>3 ^- F- q5 A r! @. w. X
(4)其它。<P> </P></P>. b' M8 I+ i% V
三、评分标准<P> </P></P>
* d$ a5 z: a- E4 G8 V, F; X- k. B% _# ~4 Y5 x
<P> <P> </P></P>项 目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>) m6 v. `- K- Z# k4 L2 u5 Y
<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 ?7 w% v: H$ D
<P>实际制作完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>( g% [ Y. q0 P* U. v" v
<P>完成第(1)项<P> </P></P>22<P> </P></P>
/ H" P8 H3 M& \! w, ?<P>完成第(2)项<P> </P></P>6<P> </P></P> N& k: I) {3 E% s
<P>完成第(3)项<P> </P></P>12<P> </P></P>! Q0 W) j0 d: c" J- f& R' _
<P>其它<P> </P></P>10<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>! p' I5 T6 S# X' O' f6 G$ c
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>
, F/ t5 g1 H% `' S2、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 [. B0 [6 _+ O% a3、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>
4 v( F5 ^9 ?: ?/ y3 @) l o& R0 C </P>4 E, d! J; G" G$ F; ^7 J& a. O, {
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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