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第六届(2003年)全国大学生电子设计竞赛题目</P>1 j) X4 Y5 Q/ R% H& D8 k
电压控制LC振荡器(A题)< > </P></P>
6 q1 J. O+ O+ Y5 R; G( ]< >一、任务< > </P></P>
) @( H. G% G+ X9 _) g* p设计并制作一个电压控制LC振荡器。< > </P></P>
7 d) }; G5 I) V< >二、要求< > </P></P>
5 h, Q6 N$ |4 c4 Y. B6 @6 l1、基本要求< > </P></B></P>1 [* Y1 @( `$ ?/ i- g0 M
(1)振荡器输出为正弦波,波形无明显失真。< > </P></P>
% n+ S; V0 }+ g& \! K+ D8 L* v(2)输出频率范围:15MHz~35MHz。< > </P></P>' O; `+ Y; }4 H5 W6 J: O
(3)输出频率稳定度:优于10-3。< > </P></P> T7 a0 I- z. o3 o) b
(4)输出电压峰-峰值:V</I>p-p=1V±0.1V。< > </P></P>1 Z- v8 X( x1 J" ~( F' \* J
(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>
, _. X' M O' X: a2 D2 T. U# t(6)可实现输出频率步进,步进间隔为1MHz±100kHz。< > </P></P>6 o0 q( z; Q' I3 Y
2、发挥部分< > </P></B></P>' d4 G" T+ @- V4 `5 K5 ?
(1)进一步扩大输出频率范围。< > </P></P>; ]; U9 v! ]7 B) a% T
(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>
% k2 j# N! X. s8 ?8 s o3 S(3)实时测量并显示振荡器的输出频率。< > </P></P>
9 k" S6 f5 _7 l, i2 v% H# T& J, 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>; ]( F& I7 c8 ^. W6 u1 P# P
(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>
+ g) W, ?+ {! L6 I( _# ~" z(6)其它。< > </P></P>
4 O+ }9 m. j% u) [4 ?三、评分标准</P>
; N; c) V V9 T! Q% g$ \ < > </P></P>" w. j# k; C1 ?, ?9 j: e& \: f2 x
< > </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>
, ?0 ]) q' L: I0 m( M6 z4 B* b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。 , r8 N+ T l# u. ]; E
宽带放大器(B题)<P> </P></P>, h6 e( w! q" {* M! l/ [4 ]) k
一、任务<P> </P></P>% F n, @7 o* M1 e+ _) ~- D
设计并制作一个宽带放大器。<P> </P></P>
, p* n$ K/ Z& Z# d<P>二、要求<P> </P></P>2 A) I1 Q3 I2 B
1、基本要求<P> </P></B></P>: j3 F2 u* a: }3 _2 W
(1)输入阻抗≥1kΩ;单端输入,单端输出;放大器负载电阻 。<P> </P></P>3 n7 M F0 K; M7 @5 o
(2)3dB通频带10kHz~6MHz,在20kHz~5MHz频带内增益起伏≤1dB。<P> </P></P>
0 L% `6 y$ 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>
. L+ t) t! S, Z3 ~# I(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>
6 D# U( H; n( p(5)自制放大器所需的稳压电源。<P> </P></P>: |5 n O4 R) z; a
2、发挥部分<P> </P></B></P>
7 ^" D) J+ q" t& ^(1)最大输出电压有效值≥6V。<P> </P></P>
7 Q, k" K+ c! K$ f: S j+ O(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>
$ x$ R; g$ w+ S( G' g L* r5 m(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>
6 y U( Y* t3 Q% U(4)输出噪声电压峰-峰值V</I>oN ≤0.5V。<P> </P></P>( H3 q, B5 A \0 n
(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>" }' }2 ]0 {! F. `: u# k1 l- O! R
(6)其它。<P> </P></P>- q5 J& j" s% R/ i% O+ s1 [
<P>三、评分标准<P> </P></P>
- l g& d, J; \1 G& w9 u6 `" T2 v. r
+ J( G' O: ]+ |2 i: K. R9 Y" I2 l5 O2 R<P> <P> </P></P>项目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>, B+ I% M' i* i! X
<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>. c, T6 O" N! z% C
<P>实际完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>% j* E4 @+ V( g" I& a
<P>完成第(1)项<P> </P></P>10<P> </P></P>9 M/ c4 Z! x% d6 B( z
<P>完成第(2)项<P> </P></P>12<P> </P></P>$ |6 A5 }8 M; p
<P>完成第(3)项<P> </P></P>7<P> </P></P>) @% q4 i9 o/ q$ v0 ~. q/ [6 w) C2 Z
<P>完成第(4)项<P> </P></P>2<P> </P></P>; u! f* k& {2 Y- m: l
<P>完成第(5)项<P> </P></P>16<P> </P></P>
8 y: _- S N) y4 C! m<P>其它<P> </P></P>3<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>0 K8 V7 v2 `3 T* G- u
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>/ B5 y7 b8 x2 t" R1 P
5 X$ A1 r2 }6 d6 }
<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>) L2 [% N* W# h3 o2 ?$ i' C0 I
<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>
# Y& k( T% m4 [5 {! T3、宽带放大器幅频特性测试框图如下图所示:<P> </P></P>0 F& b! l$ O! U% c% }4 {( |
</P>$ M8 m: ]2 j" K4 N
<P> </P>: B. q! X0 l! d! v I+ p
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>9 f* {. p- @. r5 n0 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>
/ ~9 p! Q& v+ j$ `# ?. G5 s9 R% u9 X<P></P> </P>$ R- ~' }8 m; z6 d w+ a
<P> </P></P>
) X" E. @/ i! T低频数字式相位测量仪(C题)<P> </P></P>
4 f/ b( D* a6 G5 R1 D4 W<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 B' G+ B" ]- c6 h; @ d
<P> 二、要求<P> </P></P>' u/ ~; G- g4 }* f b6 l: ~
1、基本要求<P> </P></B></P>- Y% L, f# f' [$ i- S: u2 l0 Z
(1)设计并制作一个相位测量仪(参见图1)<P> </P></P>
- Z% i/ I" l* B c& va.频率范围:20Hz~20kHz。<P> </P></P>
4 D+ d; M5 Z2 F1 ib.相位测量仪的输入阻抗≥100k 。<P> </P></P>
$ S$ S1 H9 p* o( A! @% N1 Fc.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>+ n. P. p W* ?& _5 K k
d.相位测量绝对误差≤2°。<P> </P></P>/ l2 \0 G1 ?6 Z4 g* U/ b
e.具有频率测量及数字显示功能。<P> </P></P>
2 [9 y4 u+ f5 |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>+ W' `% l( X3 q9 C1 }
(2)参考图2制作一个移相网络<P> </P></P>
9 R- `1 E( j: r- b( A+ d# _a.输入信号频率:100Hz、1kHz、10kHz。<P> </P></P>
* D. b; j8 j1 b1 N9 pb.连续相移范围:-45°~+45°。<P> </P></P>
( q3 v" P8 J a( W+ `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 ~' @9 @* i! ^9 Z2 k9 y4 W2.发挥部分<P> </P></B></P>
8 J9 A" H8 H6 y5 D; X/ y9 z+ 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>- Q8 o( u9 U9 s3 m* ~
a.频率范围:20Hz~20kHz,频率步进为20Hz,输出频率可预置。<P> </P></P>- I9 ?" l* J4 p5 ]3 R$ ?! G
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>1 r9 v/ b+ I5 i# A
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>
& m# _9 B9 P6 j O' }3 z8 A' wd.数字显示预置的频率、相位差值。<P> </P></P>1 ~5 E0 R- k$ L: p" G
(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>: [+ S/ J8 G7 {: p5 b* i1 y
(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>& n( U. `& b# T, @% n2 b/ c: s; |; y
(4)其它。<P> </P></P>
& h. q5 L1 F/ z; `/ O3 F三、评分标准<P> </P></P>1 C$ u% i' ]0 y9 S* |% r1 I @
! C3 a+ T% h, z- ^<P> <P> </P></P>项 目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>: i9 }( D/ B& d: v: ~
<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>
3 s# X" w% {1 R<P>实际制作完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>
& b0 R3 _6 r8 L& ?5 H<P>完成第(1)项<P> </P></P>22<P> </P></P>
6 ~! i% F5 }# l# T# |: D<P>完成第(2)项<P> </P></P>6<P> </P></P>" _9 |3 L9 y/ g4 j/ i. F1 }1 t' M
<P>完成第(3)项<P> </P></P>12<P> </P></P>3 \) C: M; y/ L3 [# h
<P>其它<P> </P></P>10<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>" K7 ~* {; e, |: 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>
; {, b$ t' Q' C3 e g2、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>
) w; w7 P& J! ?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>& o8 a0 F$ ]& W0 _
</P>( a6 Y9 A, m. F+ `. D1 k
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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